JP5909171B2 - Human body detection sensor and automatic faucet - Google Patents

Human body detection sensor and automatic faucet Download PDF

Info

Publication number
JP5909171B2
JP5909171B2 JP2012217509A JP2012217509A JP5909171B2 JP 5909171 B2 JP5909171 B2 JP 5909171B2 JP 2012217509 A JP2012217509 A JP 2012217509A JP 2012217509 A JP2012217509 A JP 2012217509A JP 5909171 B2 JP5909171 B2 JP 5909171B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
unit
light emitting
human body
detection sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012217509A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014070429A (en
Inventor
雄喜 白井
雄喜 白井
衛 橋本
衛 橋本
安住 鎌田
安住 鎌田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lixil Corp
Original Assignee
Lixil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lixil Corp filed Critical Lixil Corp
Priority to JP2012217509A priority Critical patent/JP5909171B2/en
Publication of JP2014070429A publication Critical patent/JP2014070429A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5909171B2 publication Critical patent/JP5909171B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、光電式の人体検知センサに関する。   The present invention relates to a photoelectric human body detection sensor.

従来より、使用者の手かざし操作を検知して自動的に吐水する自動水栓や、近づいて来た使用者を検知して自動的に洗浄水を供給する小便器用の自動洗浄装置などが知られている。これら自動水栓や自動洗浄装置などでは、人体を検知する人体検知センサが利用されている。人体検知センサとしては、発光素子と受光素子とを備えて構成された光電センサが一般的である。   Conventionally, automatic faucets that automatically detect the user's hand-holding operation and discharge water automatically, and automatic cleaning devices for urinals that automatically detect the approaching user and supply cleaning water are known. It has been. In these automatic faucets and automatic washing apparatuses, human body detection sensors for detecting a human body are used. As a human body detection sensor, a photoelectric sensor including a light emitting element and a light receiving element is generally used.

このような人体検知センサとしては、発光素子による光の投射に応じた反射光の時間的な変化によって動きを検出して対象物を検知するセンサや、オフセット配置された受・発光素子を備え、三角測量の原理を利用した測距を実行するセンサ等がある(例えば、特許文献1参照。)。   As such a human body detection sensor, it includes a sensor that detects an object by detecting a movement by temporal change of reflected light according to light projection by a light emitting element, and a light receiving / light emitting element arranged in an offset manner, There are sensors that perform distance measurement using the principle of triangulation (for example, see Patent Document 1).

動きを検出する人体検知センサは、比較的広い範囲の動きの検出に適しており、検知範囲を広く設定し易いという長所がある。一方、このタイプの人体検知センサによる検知では、風に揺れるカーテンの隙間からの光や、木漏れ日など、時々刻々変化する外乱光に起因する誤検知が発生することがある。   A human body detection sensor that detects motion is suitable for detecting motion in a relatively wide range, and has an advantage of easily setting a wide detection range. On the other hand, in detection by this type of human body detection sensor, erroneous detection due to disturbance light that changes from time to time, such as light from a gap in a curtain swaying in the wind or a sunbeam, may occur.

測距を実行する人体検知センサでは、受・発光素子のオフセット方向における反射光の入射位置を特定することで測距が行われる。対象物までの距離あるいは距離の度合いが分かれば、距離的な判断によって対象物を背景物(洗面台であれば鉢面等。)から区別でき、検知精度を高めることができる。一方、オフセット方向における入射位置を精度良く特定するためには、オフセット方向の光の拡がりが抑制されたスリット状あるいはスポット状の光を対象物に向けて投射する必要がある。このタイプの人体検知センサでは、検知精度を高めようとすると、検知範囲が狭くなってしまう傾向がある。   In a human body detection sensor that performs distance measurement, distance measurement is performed by specifying the incident position of reflected light in the offset direction of the light receiving / emitting element. If the distance to the object or the degree of distance is known, the object can be distinguished from the background object (for example, a bowl surface in the case of a washstand) by distance determination, and the detection accuracy can be improved. On the other hand, in order to accurately specify the incident position in the offset direction, it is necessary to project the slit-shaped or spot-shaped light in which the spread of the light in the offset direction is suppressed toward the object. In this type of human body detection sensor, if the detection accuracy is increased, the detection range tends to be narrowed.

検知性能はそこそこながら検知範囲が広く設定し易い前者の人体検知センサと、検知精度を確保し易いが検知範囲が狭めの後者の人体検知センサと、を組み合わせ、双方の欠点を補完し合い双方の利点を活かすことができれば、高精度かつ広範囲をカバーできる検知性能の良い人体検知センサを実現できる可能性がある。   Combining the former human body detection sensor, which is easy to set with a wide detection range with a reasonable detection performance, and the latter human body detection sensor, whose detection accuracy is narrow but the detection range is narrow, complements both drawbacks. If the advantage can be utilized, there is a possibility that a human body detection sensor with high detection performance and high accuracy that can cover a wide range can be realized.

しかしながら、動きの検出に適した光学的な構成と測距に適した光学的な構成とを両方組み込んだ人体検知センサでは、コスト上昇と共に大型化が招来されるおそれがあり、その人体検知センサを組み込んだ製品については、コンパクト設計が難しくなったり、製品コストが上昇するおそれがある。   However, a human body detection sensor that incorporates both an optical configuration suitable for motion detection and an optical configuration suitable for distance measurement may increase the cost and increase the size. For the built-in products, compact design may be difficult and the product cost may increase.

特開2005−207012号公報JP 2005-207012 A

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、検知性能を確保し易く、コンパクトな人体検知センサを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is intended to provide a compact human body detection sensor that can easily ensure detection performance.

本発明の第1の態様は、発光部と受光部とを備えた光電式の人体検知センサであって、
前記受光部からオフセットして配置されていると共に、そのオフセット方向において拡がりが抑制された光を投射する第1の発光部と、
この第1の発光部と前記受光部との間隙に配置されていると共に、少なくとも前記オフセット方向に拡がる光を投射する第2の発光部と、を備え、
前記受光部は、前記第1の発光部と前記第2の発光部とで共用されると共に、光の入射位置について前記オフセット方向の分解能を備えている人体検知センサにある(請求項1)。
A first aspect of the present invention is a photoelectric human body detection sensor including a light emitting unit and a light receiving unit,
A first light emitting unit that is arranged offset from the light receiving unit and projects light whose spread is suppressed in the offset direction;
A second light emitting unit that is disposed in a gap between the first light emitting unit and the light receiving unit and that projects light that spreads at least in the offset direction, and
The light receiving unit is a human body detection sensor that is shared by the first light emitting unit and the second light emitting unit and has a resolution in the offset direction with respect to an incident position of light (Claim 1).

本発明の第2の態様は、底部に排水口を設けたシンクに吐水する水栓と、
前記第1の態様の人体検知センサと、
この人体検知センサが出力するセンサ信号に応じて、前記水栓の吐水・止水の切換、あるいは吐水量の調整を実行する給水制御手段と、を備えた自動水栓にある(請求項6)。
A second aspect of the present invention is a faucet for discharging water to a sink provided with a drain outlet at the bottom,
The human body detection sensor of the first aspect;
According to a sensor signal output from the human body detection sensor, an automatic faucet provided with water supply control means for switching water discharge / stop of water or adjusting the water discharge amount is provided. .

本発明に係る人体検知センサの受光部は、前記オフセット方向において光の入射位置の分解能を有している。前記オフセット方向の拡がりが抑制された光を投射する前記第1の発光部と、前記オフセット方向において光の入射位置の分解能を備える前記受光部と、の組み合わせを含む光学的構成は、三角測量の原理に基づく測距に適している。   The light receiving unit of the human body detection sensor according to the present invention has a resolution of a light incident position in the offset direction. An optical configuration including a combination of the first light emitting unit that projects light in which spread in the offset direction is suppressed and the light receiving unit that has resolution of the incident position of light in the offset direction is triangulation. Suitable for distance measurement based on the principle.

当然ながら、前記オフセット方向の拡がりが抑制された光を利用する場合、投射方向からずれて位置する対象物の検知が不得意になる。このような周囲の対象物の検知には、前記第1の発光部と前記受光部との間隙に配置された前記第2の発光部が有効に作用する。この第2の発光部は、前記第1の発光部の投射光とは相違し、少なくとも前記オフセット方向に拡がる光を投射する。前記オフセット方向に拡がる光を投射する前記第2の発光部を含む光学的構成は、前記オフセット方向に拡がるエリア内の対象物の検知に適している。   Needless to say, when using light in which the spread in the offset direction is suppressed, it is difficult to detect an object positioned out of the projection direction. The second light emitting unit disposed in the gap between the first light emitting unit and the light receiving unit effectively works in detecting such surrounding objects. The second light emitting unit projects light that spreads at least in the offset direction, unlike the projection light of the first light emitting unit. The optical configuration including the second light emitting unit that projects light that spreads in the offset direction is suitable for detection of an object in an area that spreads in the offset direction.

本発明に係る人体検知センサでは、前記第1の発光部と前記第2の発光部とで前記受光部を共用することで部品コスト等の上昇が抑制されている。さらに、三角測量の原理に基づく測距のためにオフセットして配置する必要がある前記第1の発光部と前記受光部との間隙を有効に活用し、この間隙に前記第2の発光部を配置することにより大型化を抑制している。   In the human body detection sensor according to the present invention, the first light emitting unit and the second light emitting unit share the light receiving unit, thereby suppressing an increase in component costs and the like. Further, the gap between the first light emitting unit and the light receiving unit that need to be arranged offset for distance measurement based on the principle of triangulation is effectively used, and the second light emitting unit is placed in the gap. By arranging, the increase in size is suppressed.

以上のように、本発明に係る人体検知センサは、広い検知エリアを確保するのに適した光学的構成と測距に適した光学的構成とが、低コストかつコンパクトに組み込まれたセンサである。この人体検知センサを組み込んだ自動水栓は、コンパクトな人体検知センサの設置自由度を活かした製品設計が可能であるうえ、検知性能の高い人体検知センサにより高い動作信頼性が実現された優れた製品となり得る。   As described above, the human body detection sensor according to the present invention is a sensor in which an optical configuration suitable for securing a wide detection area and an optical configuration suitable for distance measurement are incorporated at low cost and in a compact manner. . The automatic faucet incorporating this human body detection sensor enables product design that takes advantage of the freedom of installation of a compact human body detection sensor, and also has excellent operation reliability realized by a human body detection sensor with high detection performance. Can be a product.

本発明に係る人体検知センサが備える受光部としては、PSDのほか、CCDやCMOS等の撮像素子を採用可能である。
本発明に係る人体検知センサは、洗面台の自動水栓や、キッチン用の自動水栓や、自動洗浄機能付きの小用便器の自動給水装置等に適用できる。さらに、手かざし操作や人体に反応して自動点灯する照明や自動扉等、各種の自動装置に対して、本例の人体検知センサを適用することも良い。
As the light receiving unit provided in the human body detection sensor according to the present invention, an image sensor such as a CCD or a CMOS can be employed in addition to PSD.
The human body detection sensor according to the present invention can be applied to an automatic faucet for a washstand, an automatic faucet for a kitchen, an automatic water supply device for a toilet bowl with an automatic washing function, and the like. Furthermore, the human body detection sensor of this example may be applied to various automatic devices such as a hand-holding operation, lighting that automatically turns on in response to a human body, and an automatic door.

本発明に係る好適な一態様の人体検知センサは、前記第1の発光部が投射した光によって生じた反射光について、前記受光部に対する入射位置を特定することにより、検知対象までの距離あるいは距離の度合いを求める測距手段を備えている(請求項2)。
例えば、検知対象までの距離あるいは距離の度合いを利用して検知対象の有無を判定すれば、検知精度を確実性高く向上できる。
A human body detection sensor according to a preferred aspect of the present invention is a distance or distance to a detection target by specifying an incident position with respect to the light receiving unit with respect to reflected light generated by the light projected by the first light emitting unit. Is provided with distance measuring means for determining the degree of the above (claim 2).
For example, if the presence or absence of the detection target is determined using the distance to the detection target or the degree of the distance, the detection accuracy can be improved with high certainty.

本発明に係る好適な一態様の人体検知センサは、前記第2の発光部が投射した光によって発生し、前記受光部に入射した反射光の時間的な変化を検出して動体の有無を判定する動体判定手段を備えている(請求項3)。
前記オフセット方向に拡がる光を投射する前記第2の発光部によれば、動体判定可能な範囲を前記オフセット方向に広く形成できる。なお、前記第2の発光部の光につき、前記オフセット方向に直交する方向の光の拡がりを抑制することも良い。
A human body detection sensor according to a preferred aspect of the present invention is configured to detect the presence or absence of a moving object by detecting temporal changes in reflected light generated by light projected from the second light emitting unit and incident on the light receiving unit. The moving body determination means is provided (claim 3).
According to the second light emitting unit that projects light that spreads in the offset direction, a range in which a moving object can be determined can be formed wide in the offset direction. In addition, about the light of a said 2nd light emission part, it is also good to suppress the spreading of the light of the direction orthogonal to the said offset direction.

本発明に係る好適な一態様の人体検知センサが備える動体判定手段は、前記受光部に入射した前記反射光の入射位置の時間的な変位量に関する閾値判断により動体を判定する(請求項4)。
特に、前記測距手段を備える人体検知センサであれば、この測距手段と前記動体検知手段とで前記入射位置を求める構成を共用でき、ハードウェア的あるいはソフトウェア的な資源(リソース)を効率良く活用できるようになる。ハードウェアコストあるいはソフトウェアの開発コスト等を抑制できるようになり、消費者等にとって魅力ある製品コストを実現できる。
The moving body determination means provided in the human body detection sensor according to a preferred aspect of the present invention determines the moving body by threshold determination regarding a temporal displacement amount of the incident position of the reflected light incident on the light receiving unit (Claim 4). .
In particular, in the case of a human body detection sensor equipped with the distance measuring means, the structure for obtaining the incident position can be shared by the distance measuring means and the moving object detecting means, thereby efficiently using hardware or software resources. It can be utilized. Hardware costs or software development costs can be suppressed, and attractive product costs for consumers and the like can be realized.

本発明に係る好適な一態様の人体検知センサが備える第2の発光部は、前記第1の発光部と前記受光部との間隙において、この受光部側に近づけて配置されている(請求項5)。
測距以外の用途では、発光部と受光部の位置が一致しているのが理想的である。光の投射方向と反射方向とが一致し、遮蔽や隠蔽が起きないからである。前記第1の発光部と前記受光部との間隙において、前記第2の発光部を前記受光部側に近づけて配置すれば、上記の理想的な配置に近づけることが可能である。
The 2nd light emission part with which the human body detection sensor of the suitable one mode concerning the present invention is provided is arranged near this light reception part side in the gap between the 1st light emission part and the light reception part. 5).
In applications other than distance measurement, it is ideal that the positions of the light emitting unit and the light receiving unit match. This is because the light projection direction and the reflection direction coincide with each other, and no shielding or concealment occurs. If the second light emitting unit is arranged close to the light receiving unit in the gap between the first light emitting unit and the light receiving unit, the ideal arrangement can be obtained.

実施例における、自動水栓を備えたキッチンカウンターを示す斜視断面図。The perspective sectional view showing the kitchen counter provided with the automatic faucet in the example. 実施例における、センサユニットの断面構造を示す断面図(図1中のA−A線矢視断面図)。Sectional drawing which shows the cross-section of a sensor unit in an Example (AA sectional view taken on the line AA in FIG. 1). 実施例における、ラインセンサを示す斜視図。The perspective view which shows the line sensor in an Example. 実施例における、人体検知センサのシステム構成を示すブロック図。The block diagram which shows the system configuration | structure of the human body detection sensor in an Example. 実施例における、第1の発光部の光を投射時の反射光の受光波形の例を示す図。The figure which shows the example of the light reception waveform of the reflected light at the time of projecting the light of the 1st light emission part in an Example. 実施例における、受光波形の重心位置の計算方法、及び検知方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the calculation method and detection method of the gravity center position of a light reception waveform in an Example. 実施例における、三角測量の原理を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the principle of triangulation in an Example. 実施例における、検知処理の流れを示すフロー図。The flowchart which shows the flow of a detection process in an Example. 実施例における、検知状態下で発生する反射光の様子、受光部による反射光の受光波形を例示する説明図。Explanatory drawing which illustrates the mode of the reflected light which generate | occur | produces in the detection state in an Example, and the light reception waveform of the reflected light by a light-receiving part. 実施例における、センサユニットの部品配置構造を説明する断面図。Sectional drawing explaining the component arrangement structure of a sensor unit in an Example.

本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
(実施例)
本例は、キッチンカウンター15の水栓(自動水栓)16に人体検知センサ1を適用した例である。この内容について、図1〜図10を参照して説明する。
本例のキッチンカウンター15は、図1のごとく、凹状に窪むシンク151が設けられたカウンター155と、吐水口168を有する水栓16と、を備えている。水栓16は、カウンター155の上面をなすカウンタートップ156に立設されている。シンク151は、その最深部に排水口152を備えている。
The embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the following examples.
(Example)
In this example, the human body detection sensor 1 is applied to the faucet (automatic faucet) 16 of the kitchen counter 15. The contents will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the kitchen counter 15 of this example includes a counter 155 provided with a sink 151 that is recessed in a concave shape, and a faucet 16 having a water outlet 168. The faucet 16 is erected on a counter top 156 that forms the upper surface of the counter 155. The sink 151 has a drain port 152 at the deepest portion thereof.

水栓16は、カウンタートップ156に立設されると共に先端がシンク151に向かうように屈曲された吐水パイプ160と、カウンタートップ156に対する台座をなす基部161と、を有している。基部161に連なる直線的な部分が断面略円形状を呈する一方、シンク151に向かう先端面は略矩形状を呈している。吐水パイプ160の断面形状は、屈曲部分を越えてから先端に至る範囲内の滑らかな断面形状の変化により円形状から矩形状に変化している。   The faucet 16 has a water discharge pipe 160 that is erected on the countertop 156 and bent so that the tip thereof faces the sink 151, and a base portion 161 that forms a base for the countertop 156. While the linear portion connected to the base 161 has a substantially circular cross section, the tip surface toward the sink 151 has a substantially rectangular shape. The cross-sectional shape of the water discharge pipe 160 changes from a circular shape to a rectangular shape due to a smooth cross-sectional shape change within a range from the bent portion to the tip.

吐水パイプ160の上面には、非接触式のタッチレスセンサ167のセンサ面が配設されている。このタッチレスセンサ167は、フォトトランジスターなどの受光素子と発光素子との組合せによる光電式の近接センサである。タッチレスセンサ167は、センサ面から数cm程度の検知範囲内に近接した手や指による反射光を受光素子によって受光できたとき、検知と判断する。センサ面に指や手などをかざせば、タッチレスセンサ167による検知に応じて吐水と止水とを相互に切り換えできる。   A sensor surface of a non-contact type touchless sensor 167 is disposed on the upper surface of the water discharge pipe 160. The touchless sensor 167 is a photoelectric proximity sensor using a combination of a light receiving element such as a phototransistor and a light emitting element. The touchless sensor 167 determines that it is detected when the light receiving element can receive the reflected light from the hand or finger in the vicinity of the detection range of several centimeters from the sensor surface. If a finger or a hand is placed over the sensor surface, water discharge and water stop can be switched to each other according to detection by the touchless sensor 167.

略矩形状を呈する吐水パイプ160の先端面では、図1のごとく、人体検知センサ1の検知面を形成するフィルタ板165が上段側に配設され、断面略矩形状の吐水口168が下段側に設けられている。赤外領域の光を選択的に透過する樹脂製のフィルタ板165の裏側に当たる内部には、人体検知センサ1を構成するセンサユニット2(図2)が配置されている。   As shown in FIG. 1, a filter plate 165 that forms a detection surface of the human body detection sensor 1 is disposed on the upper side, and a water discharge port 168 having a substantially rectangular cross section is disposed on the lower side. Is provided. A sensor unit 2 (FIG. 2) that constitutes the human body detection sensor 1 is disposed inside the resin filter plate 165 that selectively transmits light in the infrared region.

本例の水栓16は、このタッチレスセンサ167に加えて、吐水パイプ160の先端に組み込まれたセンサユニット2を備えている点に特徴を有している。タッチレスセンサ167のみであると、両手で支える必要がある大きな鍋や皿を洗うとき、一旦、鍋や皿をカウンタートップ156に置いてからタッチレスセンサ167のセンサ面に手かざしする必要がある。一方、吐水パイプ160の先端にセンサユニット2が組み込まれた本例の水栓16では、両手で支えた鍋や皿等を、吐水パイプ160の先端側の吐水エリアに差し入れる動作によって吐水を開始できる。洗い終えたときには、吐水エリアから鍋や皿を引き抜くだけで、止水でき大変便利である。   The faucet 16 of this example is characterized in that in addition to the touchless sensor 167, the sensor unit 2 incorporated at the tip of the water discharge pipe 160 is provided. When only the touchless sensor 167 is used, when washing a large pot or dish that needs to be supported by both hands, it is necessary to place the pot or dish on the countertop 156 and then hold it over the sensor surface of the touchless sensor 167. . On the other hand, in the faucet 16 of this example in which the sensor unit 2 is incorporated at the tip of the water discharge pipe 160, water discharge is started by the operation of inserting a pan, a dish or the like supported by both hands into the water discharge area on the front end side of the water discharge pipe 160. it can. When washing is completed, it is very convenient to stop the water just by pulling out the pot and dish from the water discharge area.

本例の人体検知センサ1は、図1及び図2のごとく、水栓16に組み込まれたセンサユニット2と、センサユニット2を制御する制御ユニット3と、により構成されている。キッチンカウンター15では、この人体検知センサ1と、給水配管12に設けられた吐水弁(電磁弁)であるソレノイド(給水制御手段)11と、の組合せにより自動給水装置が形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the human body detection sensor 1 of this example includes a sensor unit 2 incorporated in a faucet 16 and a control unit 3 that controls the sensor unit 2. In the kitchen counter 15, an automatic water supply device is formed by a combination of the human body detection sensor 1 and a solenoid (water supply control means) 11 that is a water discharge valve (electromagnetic valve) provided in the water supply pipe 12.

センサユニット2は、図1及び図2のごとく、2基のLED素子251と、1基のラインセンサ(撮像素子)261と、が筐体21に収容されたユニットであり、制御ユニット3から電力供給を受けて動作する。センサユニット2では、後述するエリア判定手段321による測距用の第1の発光部25A、後述する動体判定手段322による動体判定用の第2の発光部25B、及び共用される撮像部(受光部)26が、水栓16のフィルタ板165に面して並列配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor unit 2 is a unit in which two LED elements 251 and one line sensor (imaging element) 261 are accommodated in a housing 21, and power is supplied from the control unit 3. Operates upon supply. In the sensor unit 2, a first light emitting unit 25A for distance measurement by an area determining unit 321 described later, a second light emitting unit 25B for moving object determination by a moving object determining unit 322 described later, and a shared imaging unit (light receiving unit). 26) are arranged in parallel facing the filter plate 165 of the faucet 16.

赤外光を発光する発光部25A・Bは、いずれも、LED素子251と投光レンズ255とにより構成されている。撮像部26は、ラインセンサ261と集光レンズ265とにより構成されている。発光部25A・B及び撮像部26は、遮光性を備えた隔壁211を挟んで水平方向(図2中の左右方向に当たるオフセット方向)にオフセットして配置されている。   Each of the light emitting units 25 </ b> A and 25 that emits infrared light includes an LED element 251 and a light projecting lens 255. The imaging unit 26 includes a line sensor 261 and a condenser lens 265. The light emitting units 25A and B and the imaging unit 26 are arranged offset in the horizontal direction (offset direction corresponding to the left and right direction in FIG. 2) with the partition wall 211 having light shielding properties interposed therebetween.

センサユニット2では、第1の発光部25Aが測距用の発光部であり、第2の発光部25Bが動体判定用の発光部である一方、撮像部26については、第1の発光部25Aと第2の発光部25Bとの間で共用されている。本例では、発光部25Aの光による反射光を受光するタイミングと、発光部25Bの光による反射光を受光するタイミングと、を時間的に異ならせることで、発光部25A・Bによる撮像部26の共用を可能にしている。   In the sensor unit 2, the first light emitting unit 25A is a light emitting unit for distance measurement, and the second light emitting unit 25B is a light emitting unit for moving object determination, while the imaging unit 26 is a first light emitting unit 25A. And the second light emitting unit 25B. In this example, the timing of receiving the reflected light from the light of the light emitting unit 25A and the timing of receiving the reflected light of the light of the light emitting unit 25B are temporally different from each other, so that the imaging unit 26 by the light emitting units 25A and B is used. Sharing is possible.

ここで、測距用の発光部25Aと撮像部26とは、三角測量の原理に基づく測距のため、オフセット配置が必須となっている。動体判定用の発光部25Bは、発光部25Aと撮像部26とのオフセット方向の間隙を有効に活用し、この間隙に配置されている。このような発光部25A・B及び撮像部26の配置構造によれば、センサユニット2のコンパクト設計が可能である。なお、本例では、発光部25Aと撮像部26との間隙において、オフセット方向の中央に当たる位置よりも撮像部26側に近づけて動体判定用の発光部25Bが配置されている。   Here, the light emitting unit 25A for distance measurement and the imaging unit 26 must have an offset arrangement for distance measurement based on the principle of triangulation. The light emitting unit 25B for moving object determination is arranged in this gap by effectively utilizing the gap in the offset direction between the light emitting unit 25A and the imaging unit 26. According to such an arrangement structure of the light emitting units 25A and 25B and the imaging unit 26, the sensor unit 2 can be compactly designed. In this example, in the gap between the light emitting unit 25A and the imaging unit 26, the light emitting unit 25B for moving object determination is arranged closer to the imaging unit 26 side than the position corresponding to the center in the offset direction.

LED素子251は、図2のごとく、パッケージ基板のキャビティに実装されたLEDチップ250が透明樹脂254により封止された発光素子である。発光部25A・Bでは、スリット孔253を設けた遮光性の素子ケース252によってLED素子251が覆われている。測距用の発光部25Aと、動体判定用の発光部25Bとでは、スリット孔253の形成方向に相違がある。鉛直方向のスリット孔253を備える発光部25Aによれば、水平方向の拡がり角が抑制されたシャープな光を検知対象に向けて投射可能である。水平方向のスリット孔253を備える発光部25Bによれば、鉛直方向の拡がり角が抑制され、水平方向に拡がる光を検知対象に向けて投射可能である。   As shown in FIG. 2, the LED element 251 is a light emitting element in which an LED chip 250 mounted in a cavity of a package substrate is sealed with a transparent resin 254. In the light emitting units 25A and 25B, the LED element 251 is covered with a light-shielding element case 252 provided with a slit hole 253. There is a difference in the formation direction of the slit hole 253 between the light emitting unit 25A for distance measurement and the light emitting unit 25B for moving object determination. According to the light emitting unit 25 </ b> A including the vertical slit hole 253, it is possible to project sharp light with a suppressed horizontal spread angle toward a detection target. According to the light emitting unit 25B including the horizontal slit hole 253, the vertical divergence angle is suppressed, and light spreading in the horizontal direction can be projected toward the detection target.

ラインセンサ261は、図1〜図3のごとく、受光量を電気的な物理量に変換する画素260が直線的に配列された1次元の撮像センサである。ラインセンサ261は、有効画素として64個の画素260を備えている。ラインセンサ261では、これら64個の画素260により受光エリア263が形成されている。このラインセンサ261は、図示しない電子シャッターを備えており、この電子シャッターを用いて受光(露光)時間を調整可能である。ラインセンサ261は、発光部25A又は発光部25Bの発光動作に同期して受光動作を実行する毎に撮像データを出力する。本例の撮像データは、受光量に応じた256階調の画素値が各画素260の並び順に配列された1次元のデジタルデータである。なお、本例のセンサユニット2では、受光エリア263の長手方向が、発光部25A・Bと撮像部26とのオフセット方向に一致するようにラインセンサ261が組み込まれている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the line sensor 261 is a one-dimensional imaging sensor in which pixels 260 that convert a received light amount into an electrical physical amount are linearly arranged. The line sensor 261 includes 64 pixels 260 as effective pixels. In the line sensor 261, a light receiving area 263 is formed by these 64 pixels 260. The line sensor 261 includes an electronic shutter (not shown), and the light reception (exposure) time can be adjusted using the electronic shutter. The line sensor 261 outputs imaging data every time the light receiving operation is executed in synchronization with the light emitting operation of the light emitting unit 25A or the light emitting unit 25B. The imaging data in this example is one-dimensional digital data in which pixel values of 256 gradations corresponding to the amount of received light are arranged in the order in which the pixels 260 are arranged. In the sensor unit 2 of this example, the line sensor 261 is incorporated so that the longitudinal direction of the light receiving area 263 coincides with the offset direction of the light emitting units 25A and 25B and the imaging unit 26.

制御ユニット3は、図1及び図4のごとく、センサユニット2及びソレノイド11を制御するユニットであり、商用電源から電力の供給を受けて動作する。この制御ユニット3は、センサユニット2及びソレノイド11を制御する制御基板30を備えている。制御基板30には、ラインセンサ261及び2基のLED素子251を制御する撮像制御部31と、検知処理を実行する検知処理部32と、ソレノイド11を制御する給水制御部33と、が設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the control unit 3 is a unit that controls the sensor unit 2 and the solenoid 11, and operates by receiving power from a commercial power source. The control unit 3 includes a control board 30 that controls the sensor unit 2 and the solenoid 11. The control board 30 is provided with an imaging control unit 31 that controls the line sensor 261 and the two LED elements 251, a detection processing unit 32 that executes detection processing, and a water supply control unit 33 that controls the solenoid 11. ing.

撮像制御部31は、2基のLED素子251及びラインセンサ261を制御する撮像制御手段311、ラインセンサ261から撮像データを読み出す読出手段312としての機能を備えている。
撮像制御手段311は、撮像動作が行われる動作期間と非動作期間が交互に現れる間欠動作が行われるようにラインセンサ261を制御する。撮像制御手段311は、前回の動作期間が終了してから所定のインターバル時間(本例では、0.3〜0.5秒程度。)が経過するまでラインセンサ261への電源供給を停止して非動作期間を設定し、インターバル時間が経過したときに電源供給を再開して動作期間を設定する。
The imaging control unit 31 has functions as an imaging control unit 311 that controls the two LED elements 251 and the line sensor 261 and a reading unit 312 that reads imaging data from the line sensor 261.
The imaging control unit 311 controls the line sensor 261 so that an intermittent operation in which an operation period in which an imaging operation is performed and a non-operation period are alternately performed is performed. The imaging control means 311 stops supplying power to the line sensor 261 until a predetermined interval time (in this example, about 0.3 to 0.5 seconds) has elapsed since the end of the previous operation period. A non-operation period is set, and when the interval time elapses, the power supply is resumed to set the operation period.

撮像制御手段311は、1回の撮像動作において、LED素子251の発光(LED光)と同期したラインセンサ261の受光(露光)と、無発光下のラインセンサ261の受光(露光)と、を連続的に実行し、2度の受光時の露光の差分の受光量を画素毎に求めている。この差分の受光波形では、周囲光の影響が抑圧され、LED光に起因した反射光の成分が抽出される。   The imaging control means 311 performs light reception (exposure) of the line sensor 261 synchronized with light emission (LED light) of the LED element 251 and light reception (exposure) of the line sensor 261 under no light emission in one imaging operation. Continuously executed, the received light amount of the difference in exposure at the time of receiving light twice is obtained for each pixel. In this difference light reception waveform, the influence of ambient light is suppressed, and the component of the reflected light caused by the LED light is extracted.

検知処理部32は、検知処理の実行手段であるエリア判定手段(測距手段)321及び動体判定手段322、検知状態か非検知状態かを判断する検知判断手段324、検知状態下で検知信号(センサ信号)を出力する検知出力手段325としての機能を備えている。
エリア判定手段321は、発光部25Aの発光に応じた反射光の入射位置(距離指標)に基づき、三角測量の原理を利用して検知対象の有無を判定する。エリア判定手段321は、発光部25Aの発光動作を含む1回の撮像動作(適宜、測距用の撮像動作という。)に応じて取得された図5の受光波形(各画素260の受光量が分布する撮像データ)を利用して反射光の入射位置を特定し、その入射位置が所定の検知エリア内に属しているか否かによって検知対象の有無を判定する。同図の横軸xは、画素番号(画素位置)を示し、縦軸D(x)は、画素番号xの画素260の受光量(画素値)を示している。
The detection processing unit 32 includes an area determination unit (ranging unit) 321 and a moving body determination unit 322, which are detection processing execution units, a detection determination unit 324 that determines whether the detection state is a non-detection state, and a detection signal ( It has a function as detection output means 325 for outputting a sensor signal.
The area determination unit 321 determines the presence or absence of a detection target using the principle of triangulation based on the incident position (distance index) of the reflected light according to the light emission of the light emitting unit 25A. The area determination means 321 receives the light reception waveform of FIG. 5 (the amount of light received by each pixel 260 is determined according to one imaging operation including the light emission operation of the light emitting unit 25A (referred to as an imaging operation for distance measurement as appropriate)). The incident position of the reflected light is specified using the (distributed imaging data), and the presence / absence of the detection target is determined based on whether or not the incident position belongs to a predetermined detection area. In the figure, the horizontal axis x indicates the pixel number (pixel position), and the vertical axis D (x) indicates the amount of received light (pixel value) of the pixel 260 having the pixel number x.

本例のエリア判定手段321は、受光波形の重心位置を入射位置として取り扱う。重心位置を特定するに当たっては、まず、図6のごとく、受光波形を構成する画素毎の受光量データD(x)を積算し、64画素の画素値の総和SDを求める。この総和SDは、図6中の右下がりの斜線ハッチングで示す領域の面積に相当している。受光エリア263の左端の画素番号ゼロの画素260から順番に各画素260の画素値を積算した積算値がSD/2に達したときの画素番号Nの画素(黒丸で図示)の位置が、この受光波形の重心位置として計算される。ここで、積算値SD/2は、右上がりの斜線ハッチングで示す領域の面積に相当している。この領域は、前記総和SDの領域に包含されており、同図において、クロスハッチの領域として把握される。なお、図6の画素毎の受光量の分布は、図5の受光波形を模式的に表したものである。   The area determination unit 321 in this example handles the barycentric position of the received light waveform as the incident position. In specifying the position of the center of gravity, first, as shown in FIG. 6, the received light amount data D (x) for each pixel constituting the received light waveform is integrated to obtain the sum SD of the pixel values of 64 pixels. This total SD corresponds to the area of the region indicated by hatching in the lower right direction in FIG. The position of the pixel with the pixel number N (shown by a black circle) when the integrated value obtained by integrating the pixel values of the pixels 260 in order from the pixel 260 with the pixel number zero at the left end of the light receiving area 263 reaches SD / 2. Calculated as the barycentric position of the received light waveform. Here, the integrated value SD / 2 corresponds to the area of the region indicated by the hatching with the upward slope. This region is included in the region of the total sum SD, and is grasped as a cross hatch region in FIG. The distribution of the amount of received light for each pixel in FIG. 6 schematically represents the received light waveform in FIG.

エリア判定手段321が利用する三角測量の原理は、本例のキッチンカウンター15におけるセンサユニット2、シンク151の内周面150、使用者の手の位置関係を模式的に表す図7を用いて説明される。なお、同図では、発光部25A及び撮像部26を図示する一方、動体判定用の発光部25Bの図示を省略してある。LED光のうち検知対象である手による反射光がラインセンサ261に入射する際、検知対象までの距離Hに応じてその入射位置(距離指標)が異なってくる。距離Hが短いほど、ラインセンサ261に入射する反射光の入射位置が同図中、上側となり、距離Hが長くなるほど下側に位置することになる。このように、ラインセンサ261に対する反射光の入射位置は、検知対象までの距離に比例しており、この距離の度合いを表す距離指標となり得る。受光エリア263内に設定された検知エリア(図6)は、検知の対象となる検知距離(図7)に対応するエリアである。上記のように計算された重心位置を入射位置として取り扱い、その重心位置が検知エリア内であるか否かの判定は、反射光を生じた検知対象までの距離が図7の検知距離の範囲内であるか否かの判定と実質的に同義となっている。   The principle of triangulation used by the area determination means 321 will be described with reference to FIG. 7 schematically showing the positional relationship between the sensor unit 2, the inner peripheral surface 150 of the sink 151, and the user's hand in the kitchen counter 15 of this example. Is done. In the drawing, the light emitting unit 25A and the imaging unit 26 are illustrated, while the light emitting unit 25B for moving object determination is omitted. When the reflected light from the hand, which is the detection target, of the LED light enters the line sensor 261, the incident position (distance index) varies depending on the distance H to the detection target. As the distance H is shorter, the incident position of the reflected light incident on the line sensor 261 is on the upper side in the figure, and as the distance H is longer, the incident position is on the lower side. Thus, the incident position of the reflected light with respect to the line sensor 261 is proportional to the distance to the detection target, and can be a distance index indicating the degree of this distance. The detection area (FIG. 6) set in the light receiving area 263 is an area corresponding to the detection distance (FIG. 7) to be detected. The center of gravity calculated as described above is treated as an incident position, and whether or not the center of gravity is within the detection area is determined based on whether the distance to the detection target that causes the reflected light is within the detection distance shown in FIG. Is substantially synonymous with the determination of whether or not.

前記動体判定手段322は、発光部25Bの発光に応じた反射光の時間的な変化を利用して動体の有無を判定する。動体判定手段322は、時間的に連続する2回の撮像動作(適宜、動体判定用の撮像動作という。)によって、それぞれ取得された2つの受光波形を比較し、動体の有無を判定する。   The moving object determination unit 322 determines the presence or absence of a moving object using a temporal change in reflected light according to the light emission of the light emitting unit 25B. The moving body determination unit 322 compares the two received light waveforms respectively acquired by two temporally continuous imaging operations (referred to as an imaging operation for moving body determination as appropriate), and determines the presence or absence of a moving body.

本例の動体判定手段322は、2回の撮像動作に対応する2つの受光波形について、それぞれ、上記と同様の計算方法により重心位置を求め、受光波形の入射位置として取り扱う。そして、求められた2つの重心位置の変位量が所定の閾値を超えているときに動体が有ると判定し、この変位量が所定の閾値未満であるときに動体が無いと判定する。   The moving body determination unit 322 of this example obtains the barycentric position for each of the two received light waveforms corresponding to the two imaging operations by the same calculation method as described above, and handles them as incident positions of the received light waveforms. Then, it is determined that there is a moving object when the obtained displacement amounts of the two center-of-gravity positions exceed a predetermined threshold value, and it is determined that there is no moving object when the displacement amount is less than the predetermined threshold value.

以下、図8のフローチャートを利用して、本例の人体検知センサ1の動作を説明する。 電源投入されると、まず、前記測距用の撮像動作を含む受光波形取得ルーチンが実行され(P101)、取得された受光波形(図5参照。)を利用して測距判定ルーチン(P102)が実行される。この測距判定ルーチンでは、受光波形の重心位置(図6参照。)が反射光の入射位置として特定されると共に、その重心位置が所定の検知エリア(図6)内に属しているか否かの判定が行われる。重心位置が所定の検知エリア内に属しており、検知対象までの距離が所定の検知距離の範囲内であれば(S103:YES)、検知対象が有る旨の判定に応じて検知信号の出力が開始され、吐水が開始される(S104)。   Hereinafter, the operation of the human body detection sensor 1 of this example will be described using the flowchart of FIG. When the power is turned on, first, a received light waveform acquisition routine including the imaging operation for distance measurement is executed (P101), and a distance measurement determination routine (P102) using the acquired received light waveform (see FIG. 5). Is executed. In this distance measurement determination routine, the barycentric position (see FIG. 6) of the received light waveform is specified as the incident position of the reflected light, and whether or not the barycentric position belongs to a predetermined detection area (FIG. 6). A determination is made. If the position of the center of gravity belongs to a predetermined detection area and the distance to the detection target is within the predetermined detection distance (S103: YES), the detection signal is output in response to the determination that there is a detection target. The water discharge is started (S104).

吐水中、すなわち検知状態下では、所定のインターバル時間が経過して動作期間に移行する毎に、前記測距用の撮像動作、及び前記動体判定用の撮像動作を含む受光波形取得ルーチンが実行される(P105)。このルーチンでは、測距用の撮像動作に対応する測距用の受光波形、及び動体判定用の撮像動作に対応する動体判定用の受光波形が取得される。特に、動体判定用の受光波形としては、時間的に連続する2つの受光波形が取得される。   Under water discharge, that is, under a detection state, a received light waveform acquisition routine including the distance measurement imaging operation and the moving object determination imaging operation is executed every time a predetermined interval time elapses and the operation period starts. (P105). In this routine, a light receiving waveform for distance measurement corresponding to an imaging operation for distance measurement and a light reception waveform for moving object determination corresponding to the imaging operation for moving object determination are acquired. In particular, two light reception waveforms that are temporally continuous are acquired as the light reception waveforms for moving object determination.

まず、測距用の受光波形を利用して、そのピークの受光量が所定の閾値を超えているか否かの判断が実行される(S106)。図9(A)のごとく、食器洗い中の皿などによる反射光がセンサユニット2に入射し、いずれかの画素260の受光量が閾値以上の場合であれば(S106:NO)、そのままその受光波形を利用し、上記P102と同じ仕様の測距判定ルーチンが実行される(P117)。重心位置(入射位置)が所定の検知エリア内に属しており、検知対象までの距離が所定の検知距離の範囲内であれば(S118:YES)、検知対象が有る旨の判定に応じて検知信号の出力が継続され、吐水が継続される(S119)。   First, using the light receiving waveform for distance measurement, it is determined whether or not the peak received light amount exceeds a predetermined threshold (S106). As shown in FIG. 9A, when reflected light from a dish or the like during dishwashing is incident on the sensor unit 2 and the amount of light received by any pixel 260 is equal to or greater than the threshold value (S106: NO), the received light waveform as it is. Is used to execute a distance measurement determination routine having the same specifications as P102 (P117). If the position of the center of gravity (incident position) belongs to the predetermined detection area and the distance to the detection target is within the predetermined detection distance (S118: YES), detection is performed according to the determination that there is a detection target. The output of the signal is continued and water discharge is continued (S119).

一方、図9(B)のごとく食器洗い中の皿などによる反射光の方向が逸れてセンサユニット2に入射せず、受光量が閾値以上の画素260が無い場合には(S106:YES)、動体判定用の2つの受光波形を利用し、動体判定ルーチンが実行される(P107)。この動体判定ルーチンでは、図9(C)のごとく動体判定用の時間的に連続する2つの受光波形について、それぞれ、重心位置が計算される。これら重心位値の変位が所定値以上であったとき、動体が有ると判定される(S108:NO)。   On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the direction of reflected light from a dish or the like being dishwashed deviates and does not enter the sensor unit 2 and there is no pixel 260 whose received light amount is greater than or equal to the threshold (S106: YES), the moving object The moving object determination routine is executed using the two received light waveforms for determination (P107). In this moving object determination routine, as shown in FIG. 9C, the center-of-gravity positions are calculated for two light receiving waveforms that are temporally continuous for moving object determination. When the displacement of the centroid position value is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that there is a moving body (S108: NO).

なお、S106の画素260の受光量が閾値未満となるケースとしては、上記のほか、対象部が存在しないケースや、ガラス等の皿を投射光が透過したケースや、コップ等を洗う水に含まれる気泡等によって投射光が乱反射したケースなどが考えられる。また、上記のように反射光の方向が逸れてセンサユニット2に入射しないケースは、ステンレスの包丁や銀のプレート皿などの鏡面物によるシャープな鏡面反射光ほど、発生する可能性が高くなる。   In addition to the above, cases where the amount of light received by the pixel 260 in S106 is less than the threshold include cases where the target portion does not exist, cases where the projection light is transmitted through a plate such as glass, and water used to wash a cup, etc. A case where the projection light is irregularly reflected by a bubble or the like is considered. Further, in the case where the direction of the reflected light is deviated and does not enter the sensor unit 2 as described above, there is a higher possibility of generation of sharp specularly reflected light from a specular object such as a stainless steel knife or a silver plate dish.

ステップS108において動体が有ると判定された場合には(S108:NO)、検知信号の出力が継続され、吐水が継続される(S119)。この場合には、P105の受光波形取得ルーチンに移行し、その後、検知対象が検知されなくなるまで、P105〜S119に至る一連の処理が繰り返し実行される。   If it is determined in step S108 that there is a moving object (S108: NO), the output of the detection signal is continued and water discharge is continued (S119). In this case, the process proceeds to the received light waveform acquisition routine of P105, and thereafter, a series of processing from P105 to S119 is repeatedly executed until no detection target is detected.

ステップS108において動体が無いと判定された場合には(S108:YES)、非検知状態と判断されて検知信号の出力が停止され、止水に切り換えられる(S109)。この場合には、P101の受光波形取得ルーチンに移行し、その後、検知対象が検知されるまで、P101〜S103に至る一連の処理が繰り返し実行される。   If it is determined in step S108 that there is no moving body (S108: YES), it is determined that the state is not detected, and the output of the detection signal is stopped and switched to water stop (S109). In this case, the process proceeds to the received light waveform acquisition routine of P101, and thereafter, a series of processing from P101 to S103 is repeatedly executed until a detection target is detected.

ここで、ステップS117等の測距判定ルーチン、ステップS107の動体判定ルーチンによる判定の傾向について説明する。
反射光の重心位置(入射位置)を利用して検知対象の有無を判定する測距判定ルーチンによれば、検知対象の色や反射率によらず、信頼性高く検知対象を検知可能である。一方、透明なガラス食器や、泡立つ水の層に覆われた皿などの場合、LED光が透過したり乱反射して十分な反射光が得られないおそれがある。十分な反射光が得られないと、その重心位置を精度良く特定することが難しくなるため、エリア判定手段321による判定精度が損なわれる傾向にある。
Here, the tendency of determination by the distance measurement determination routine in step S117 or the like and the moving object determination routine in step S107 will be described.
According to the distance measurement determination routine for determining the presence / absence of a detection target using the center of gravity position (incident position) of the reflected light, the detection target can be detected with high reliability regardless of the color or reflectance of the detection target. On the other hand, in the case of a transparent glass tableware, a dish covered with a layer of foaming water, etc., there is a possibility that the LED light is transmitted or diffusely reflected and sufficient reflected light cannot be obtained. If sufficient reflected light cannot be obtained, it becomes difficult to specify the position of the center of gravity with high accuracy, and the determination accuracy by the area determination means 321 tends to be impaired.

このような場合には動体判定ルーチンが有効に作用する。ガラス食器であれ、表面が水の層に覆われた皿であれ、食器洗いの最中では細かい動きが絶え間なく発生している。このような細かい動きの最中では、たとえガラス食器であっても、その姿勢等に応じてLED光を反射したり、反射する箇所が時々刻々変動し、これにより、反射光の時間的な変化が発生する。このような反射光の時間的な変化に応じて動体の有無を判定する動体判定ルーチンによれば、洗い中のガラス食器等を比較的容易に判定できる。   In such a case, the moving object determination routine works effectively. Whether it is glass tableware or a dish whose surface is covered with a layer of water, fine movements are constantly occurring during dishwashing. In the middle of such a fine movement, even if it is a glass tableware, the LED light is reflected or the portion where it is reflected fluctuates from moment to moment depending on its posture, etc. Will occur. According to the moving object determination routine for determining the presence or absence of a moving object according to the temporal change of the reflected light, it is possible to determine the glass tableware or the like being washed relatively easily.

このように、本例の人体検知センサ1は、測距判定ルーチンを実行するエリア判定手段321、及び動体判定ルーチンを実行する動体判定手段322の長所を上手く組み合わせ、検知性能の向上を実現したセンサである。水栓16の止水中に当たる非検知状態では、エリア判定手段321のみを利用して検知判定を実行することで誤検知が未然に抑制されている。一方、水栓16の吐水中に当たる検知状態では、エリア判定手段321による判定に、動体判定手段322による判定を組み合わせている。検知状態下で受光量が閾値を超えている場合には、エリア判定手段321による判定結果を優先し、検知状態下で受光量が閾値未満である場合には、動体判定手段322による判定結果を優先して、非検知状態への切換判断を行っている。   As described above, the human body detection sensor 1 of the present example is a sensor that achieves improved detection performance by combining the advantages of the area determination unit 321 that executes the distance measurement determination routine and the moving body determination unit 322 that executes the moving body determination routine. It is. In the non-detection state where the water faucet 16 is in the water stoppage, erroneous detection is suppressed by executing detection determination using only the area determination means 321. On the other hand, in the detection state corresponding to the water discharged from the faucet 16, the determination by the moving object determination unit 322 is combined with the determination by the area determination unit 321. When the amount of received light exceeds the threshold value under the detection state, the determination result by the area determination unit 321 is prioritized. When the amount of received light is less than the threshold value under the detection state, the determination result by the moving object determination unit 322 is given. Priority is given to switching to the non-detection state.

この人体検知センサ1によれば、例えば、キッチン用の水栓でガラスのコップを洗っているとき、投射光(LED光)がコップを透過して十分な反射光を返さず距離的な判断が不安定になっても、動体判定により検知状態を維持できる。これにより、コップを洗っている最中にも関わらず、非検知状態に切り換わって止水されてしまうおそれを未然に回避できる。   According to the human body detection sensor 1, for example, when a glass cup is washed with a kitchen faucet, projection light (LED light) passes through the cup and does not return sufficient reflected light, making a distance determination. Even if it becomes unstable, the detection state can be maintained by moving object determination. Thereby, it is possible to avoid the possibility that the water will be switched to the non-detection state and the water will be stopped even though the cup is being washed.

以上の通り、本例の人体検知センサ1は、測距判定ルーチンと動体判定ルーチンとを組み合わせることで検知性能が向上されたセンサである。この人体検知センサ1では、測距用の発光部25Aと動体判定用の発光部25Bとの間で撮像部26を共用することで部品点数が低減され、コスト上昇が抑制されている。さらに、測距のために必須となる発光部25Aと撮像部26とのオフセット方向の間隙を有効に活用し、この間隙に動体判定用の発光部25Bを配置することで、センサユニット2の大型化を抑制している。   As described above, the human body detection sensor 1 of this example is a sensor whose detection performance is improved by combining the distance measurement determination routine and the moving object determination routine. In the human body detection sensor 1, the number of parts is reduced by sharing the imaging unit 26 between the light emitting unit 25A for distance measurement and the light emitting unit 25B for moving object determination, and an increase in cost is suppressed. Further, by effectively utilizing the gap in the offset direction between the light emitting unit 25A and the imaging unit 26, which is essential for distance measurement, and arranging the light emitting unit 25B for moving object determination in this gap, the large size of the sensor unit 2 is achieved. Is suppressed.

人体検知センサ1は、動きの検出に適した光学的構成と測距に適した光学的構成とが両方組み込まれたセンサでありながら、コスト上昇と大型化が抑制されている。また、この人体検知センサ1では、光学的構成が異なる2種類の判定方法を組み合わせることで、高い検知性能が実現されている。この人体検知センサ1を採用した水栓16は、高い動作信頼性が低コストかつコンパクトに実現された製品であり、キッチン用の自動水栓として好適である。   Although the human body detection sensor 1 is a sensor in which both an optical configuration suitable for motion detection and an optical configuration suitable for distance measurement are incorporated, an increase in cost and an increase in size are suppressed. Moreover, in this human body detection sensor 1, high detection performance is realized by combining two types of determination methods having different optical configurations. The faucet 16 employing the human body detection sensor 1 is a product in which high operational reliability is realized in a low cost and compact manner, and is suitable as an automatic faucet for a kitchen.

本例は、ラインセンサ261の露光時間の長さを制御するために電子シャッターを採用している。電子シャッターは必須ではなく省略することもできるが、電子シャッターに代えて、ラインセンサ261への光の入射を物理的に遮断する機械式シャッターを採用しても良い。
ラインセンサ261の各画素260に感度のばらつきがある場合には、各画素260の画素値を補正してから検知処理を実行することも良い。
In this example, an electronic shutter is used to control the length of the exposure time of the line sensor 261. Although an electronic shutter is not essential and can be omitted, a mechanical shutter that physically blocks light from entering the line sensor 261 may be employed instead of the electronic shutter.
When there is a variation in sensitivity among the pixels 260 of the line sensor 261, the detection process may be executed after correcting the pixel value of each pixel 260.

本例では、反射光の入射位置として、受光波形の重心位置を利用している。重心位置に代えて、受光波形のピークの位置を入射位置として特定しても良い。さらに、本例では、簡易的な計算により重心位置を算出しているが、計算処理能力に余裕があれば数学的に厳密に重心位置を算出することも良い。   In this example, the position of the center of gravity of the received light waveform is used as the incident position of the reflected light. Instead of the position of the center of gravity, the peak position of the received light waveform may be specified as the incident position. Furthermore, in this example, the center of gravity position is calculated by simple calculation. However, if there is a margin in calculation processing capacity, the center of gravity position may be calculated mathematically strictly.

なお、本例は、キッチンカウンター15に人体検知センサ1を適用した例であるが、洗面台の水栓であっても良い。さらに、自動洗浄機能付きの小用便器の自動給水装置のセンサとして、本例の人体検知センサ1を適用することも可能である。さらには、手かざし操作や人体に反応して自動点灯する照明や自動扉等、各種の自動装置に対して、本例の人体検知センサ1を適用することもできる。   In addition, although this example is an example which applied the human body detection sensor 1 to the kitchen counter 15, the faucet of a washbasin may be sufficient. Furthermore, it is also possible to apply the human body detection sensor 1 of this example as a sensor of an automatic water supply device for a toilet bowl with an automatic cleaning function. Furthermore, the human body detection sensor 1 of this example can also be applied to various automatic devices such as a hand-holding operation and lighting or automatic doors that automatically turn on in response to a human body.

なお、本例では、センサユニット2と制御ユニット3とを別体で構成している。これに代えて、センサユニット2と制御ユニット3とを一体的に構成し、水栓16に収容することも良い。
また、本例の人体検知センサ1は、給水制御部33を含んでいるが、給水制御部33を別体で構成することもできる。
In this example, the sensor unit 2 and the control unit 3 are configured separately. Instead of this, the sensor unit 2 and the control unit 3 may be configured integrally and accommodated in the faucet 16.
Moreover, although the human body detection sensor 1 of this example contains the water supply control part 33, the water supply control part 33 can also be comprised separately.

本例のセンサユニット2は、発光部25Aと発光部25Bとで撮像部(受光部)26が共用されてコンパクトに構成されたユニットである。これに代えて、受光部をそれぞれ設けても良い。動体判定用の発光部25Bに対応する受光部26として、受光波形の重心位置を出力可能なPSD素子を含む受光部を採用することも良い。重心位置を計算して求める必要がなくなるので、動体判定のための計算負荷を抑制できる。   The sensor unit 2 of this example is a unit that is compactly configured by sharing the imaging unit (light receiving unit) 26 between the light emitting unit 25A and the light emitting unit 25B. Instead of this, a light receiving unit may be provided. As the light receiving unit 26 corresponding to the light emitting unit 25B for moving object determination, a light receiving unit including a PSD element that can output the position of the center of gravity of the received light waveform may be employed. Since it is not necessary to calculate and obtain the position of the center of gravity, the calculation load for moving object determination can be suppressed.

さらに、本例のセンサユニット2では、発光部25A・B及び撮像部26が一直線上に配置されている。測距用の発光部25Aは撮像部26に対して水平方向にオフセット配置されている必要があるが、動体判定用の発光部25Bについては、撮像部26の周囲であればどのような位置であっても良い。発光部25Bについては、発光部25Aよりも撮像部26に近づけて配置されていることが良い。   Further, in the sensor unit 2 of this example, the light emitting units 25A and 25B and the imaging unit 26 are arranged on a straight line. The distance measuring light emitting unit 25A needs to be offset in the horizontal direction with respect to the image pickup unit 26, but the light emitting unit 25B for moving object determination is located at any position around the image pickup unit 26. There may be. The light emitting unit 25B is preferably arranged closer to the imaging unit 26 than the light emitting unit 25A.

センサユニット2における発光部25A・B、及び撮像部26の配置構造の要件について、図10を参照して説明する。なお、同図では、隔壁211の断面を省略している。
本例では、同図のごとく、測距用の発光部25Aと、動体判定用の発光部25Bと、撮像部26と、を一直線上に配置している。当然ながら、測距用の発光部25Aと撮像部26とが配置された直線上に、動体判定用の発光部25Bを配置することは必須の要件ではない。発光部25Aと撮像部26との間隙に発光部25Bを配置することの意味は、筐体21の内側であって、かつ、発光部25Aと撮像部26との間隙である同図中のドットハッチング領域の中のいずれかの場所に発光部25Bを配置することにある。
The requirements for the arrangement structure of the light emitting units 25A and 25B and the imaging unit 26 in the sensor unit 2 will be described with reference to FIG. In addition, the cross section of the partition 211 is abbreviate | omitted in the same figure.
In this example, as shown in the figure, the light emitting unit 25A for distance measurement, the light emitting unit 25B for moving object determination, and the imaging unit 26 are arranged on a straight line. Of course, it is not an essential requirement to arrange the light emitting unit 25B for moving object determination on the straight line on which the light emitting unit 25A for distance measurement and the imaging unit 26 are arranged. The meaning of disposing the light emitting unit 25B in the gap between the light emitting unit 25A and the imaging unit 26 is the dot inside the housing 21 and the gap between the light emitting unit 25A and the imaging unit 26 in FIG. The light emitting section 25B is arranged at any location in the hatching area.

以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形あるいは変更した技術を包含している。   As described above, specific examples of the present invention have been described in detail as in the embodiments. However, these specific examples merely disclose an example of the technology included in the scope of claims. Needless to say, the scope of the claims should not be construed as limited by the configuration, numerical values, or the like of the specific examples. The scope of the claims includes techniques obtained by variously modifying or changing the specific examples using known techniques, knowledge of those skilled in the art, and the like.

1…人体検知センサ、15…キッチンカウンター、16…水栓(自動水栓)、11…ソレノイド(給水制御手段)、12…給水配管、167…タッチレスセンサ、2…センサユニット、25A・B…発光部、251…LED素子、26…撮像部(受光部)、260…画素、261…ラインセンサ(撮像素子)、263…受光エリア、3…制御ユニット、30…制御基板、31…撮像制御部、311…撮像制御手段、312…読出手段、32…検知処理部、321…エリア判定手段(測距手段)、322…動体判定手段、324…検知判断手段、325…検知出力手段、33…給水制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Human body detection sensor, 15 ... Kitchen counter, 16 ... Water faucet (automatic water faucet), 11 ... Solenoid (water supply control means), 12 ... Water supply piping, 167 ... Touchless sensor, 2 ... Sensor unit, 25A and B ... Light emitting part, 251 ... LED element, 26 ... imaging part (light receiving part), 260 ... pixel, 261 ... line sensor (imaging element), 263 ... light receiving area, 3 ... control unit, 30 ... control board, 31 ... imaging control part 311 ... Imaging control means, 312 ... Reading means, 32 ... Detection processing unit, 321 ... Area determination means (ranging means), 322 ... Moving object determination means, 324 ... Detection determination means, 325 ... Detection output means, 33 ... Water supply Control unit

Claims (6)

発光部と受光部とを備えた光電式の人体検知センサであって、
前記受光部からオフセットして配置されていると共に、そのオフセット方向において拡がりが抑制された光を投射する第1の発光部と、
この第1の発光部と前記受光部との間隙に配置されていると共に、少なくとも前記オフセット方向に拡がる光を投射する第2の発光部と、を備え、
前記受光部は、前記第1の発光部と前記第2の発光部とで共用されると共に、光の入射位置について前記オフセット方向の分解能を備えている人体検知センサ。
A photoelectric human body sensor having a light emitting part and a light receiving part,
A first light emitting unit that is arranged offset from the light receiving unit and projects light whose spread is suppressed in the offset direction;
A second light emitting unit that is disposed in a gap between the first light emitting unit and the light receiving unit and that projects light that spreads at least in the offset direction, and
The said light-receiving part is a human body detection sensor which is shared by the said 1st light emission part and the said 2nd light emission part, and is provided with the resolution | decomposability of the said offset direction about the incident position of light.
請求項1において、前記第1の発光部が投射した光によって生じた反射光について、前記受光部に対する入射位置を特定することにより、検知対象までの距離あるいは距離の度合いを求める測距手段を備える人体検知センサ。   The distance measuring unit according to claim 1, wherein the reflected light generated by the light projected by the first light emitting unit is specified with an incident position with respect to the light receiving unit to obtain a distance to the detection target or a degree of the distance. Human body detection sensor. 請求項1又は2において、前記第2の発光部が投射した光によって発生し、前記受光部に入射した反射光の時間的な変化を検出して動体の有無を判定する動体判定手段を備える人体検知センサ。   3. The human body according to claim 1, further comprising a moving body determination unit that detects a temporal change in reflected light generated by the light projected by the second light emitting unit and incident on the light receiving unit to determine the presence or absence of a moving body. Detection sensor. 請求項3において、前記動体判定手段は、前記受光部に入射した前記反射光の入射位置の時間的な変位量に関する閾値判断により動体を判定する人体検知センサ。   The human body detection sensor according to claim 3, wherein the moving body determination unit determines a moving body by a threshold determination regarding a temporal displacement amount of an incident position of the reflected light incident on the light receiving unit. 請求項1〜4のいずれか1項において、前記第2の発光部は、前記第1の発光部と前記受光部との間隙において、受光部側に近づけて配置されている人体検知センサ。   5. The human body detection sensor according to claim 1, wherein the second light emitting unit is arranged close to the light receiving unit in a gap between the first light emitting unit and the light receiving unit. 底部に排水口を設けたシンクに吐水する水栓と、
請求項1〜5のいずれか1項に記載された人体検知センサと、
この人体検知センサが出力するセンサ信号に応じて、前記水栓の吐水・止水の切換、あるいは吐水量の調整を実行する給水制御手段と、を備えた自動水栓。
A faucet that discharges water into a sink with a drain at the bottom;
The human body detection sensor according to any one of claims 1 to 5,
An automatic water faucet comprising: a water supply control means for executing switching of water discharge / stop water of the water faucet or adjustment of the water discharge amount in accordance with a sensor signal output by the human body detection sensor.
JP2012217509A 2012-09-28 2012-09-28 Human body detection sensor and automatic faucet Active JP5909171B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012217509A JP5909171B2 (en) 2012-09-28 2012-09-28 Human body detection sensor and automatic faucet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012217509A JP5909171B2 (en) 2012-09-28 2012-09-28 Human body detection sensor and automatic faucet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014070429A JP2014070429A (en) 2014-04-21
JP5909171B2 true JP5909171B2 (en) 2016-04-26

Family

ID=50745907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012217509A Active JP5909171B2 (en) 2012-09-28 2012-09-28 Human body detection sensor and automatic faucet

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5909171B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003156328A (en) * 2001-11-21 2003-05-30 Sharp Corp Ranging sensor
JP4991787B2 (en) * 2009-04-24 2012-08-01 パナソニック株式会社 Reflective photoelectric sensor
JP5616761B2 (en) * 2010-11-22 2014-10-29 パナソニック株式会社 Automatic faucet device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014070429A (en) 2014-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5990800B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
JP5976531B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
JP6199612B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
US9598846B2 (en) Automatic water faucet
TWI592545B (en) Sensing body sensors and automatic faucets
EP3006967A1 (en) Proximity sensor and automatic faucet
JP6284465B2 (en) Automatic faucet and kitchen
JP5722688B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
JP5678318B2 (en) Automatic water supply device and distance measuring sensor
JP2014070380A (en) Human body detection sensor and automatic faucet
JP5909171B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
JP6008540B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
JP5909170B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
JP2013164910A (en) Detector
JP2021130916A (en) Water supply device
JP2019173489A (en) Faucet device
JP5947739B2 (en) Automatic faucet
JP2017032314A (en) Human body portion detection sensor
JP2000027269A (en) Body detector for sanitary washing device
JP5991613B2 (en) Automatic faucet
JP2021130915A (en) Water supply device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160310

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160325

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5909171

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350