JP5976531B2 - 人体検知センサ及び自動水栓 - Google Patents

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Description

本発明は、自動水栓や小便器用の自動洗浄装置などに適用される人体検知センサに関する。
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には、接近した人体を検知するための人体検知センサが組み込まれている。このような人体検知センサとしては、LED等の発光素子と、PSD(Position Sensitive Detector:光位置センサ)等の受光素子と、がオフセット配置されたセンサが知られている。
この人体検知センサは、検知対象からの反射光がPSDに入射した位置を特定し、いわゆる三角測量の原理により検知対象までの距離を計測している。PSDは、入射光の重心位置に応じた信号を出力する非常にシンプルな受光素子であり、低消費電力であるという特徴がある。一方、PSDで取得できる情報は位置情報のみであり、外乱光入射時に採り得る対処方法が少ないという実情がある。それ故、例えば、PSDを含む人体検知センサを利用した洗面台の自動水栓では、人体表面による拡散反射光と、洗面鉢からの鏡面反射光と、の識別の難易度が高くなっている。この自動水栓では、鏡面反射光などの外乱光の影響で誤検知が生じ、誰もいないのに吐水が開始されるといった誤作動が起きるおそれがある。
検知性能の向上を目的として、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を利用した人体検知センサが提案されている。撮像素子を利用した人体検知センサであれば、例えば、画素毎の受光量の分布情報等を活用して外乱光の影響を排除し、検知性能を向上できる可能性がある。例えば、各画素の受光量の分布波形のピーク強度や波形の形状(特に尖度)を利用して鏡面反射光を識別し、これにより鏡面反射光による誤検知を低減した人体検知センサが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記の従来の人体検知センサでは次のような問題がある。すなわち、稀に、人体の検知中に鏡面反射が発生することがあるため、鏡面反射光を全て誤検知と判定すると、検知対象が存在するにも関わらず非検知という誤った判定が発生する可能性がある。例えば、自動水栓等への適用では、顔を洗うために両手の手の平で水を溜めているとき、その水面によって鏡面反射が発生することがあり、直ちに非検知と判定すると使用中であるにも関わらず止水に切り換わってしまうおそれがある。
特開2012−77472号公報
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、人体の検知中に鏡面反射が発生しても適切に動作する人体検知センサ、及び自動水栓を提供しようとするものである。
本発明の第1の態様は、1次元あるいは2次元的に画素が配列された撮像素子を含む撮像部と、この撮像部に対してオフセットして配置された発光部と、を備え、この発光部が投射した光によって生じた反射光を前記撮像部が受光して検知対象を検知する人体検知センサであって、
前記反射光が鏡面反射光であるか否かを判定する鏡面反射判定手段と、
検知対象が存在する状態が継続中か否かを判定する継続判定手段と、を備え、
検知対象の検知中に前記反射光が鏡面反射光であると判定されたとき、前記継続判定手段による判定結果が継続中の場合には検知の判断を維持し、前記継続判定手段による判定結果が継続中ではない場合には非検知と判断する人体検知センサにある(請求項1)。
本発明の第2の態様は、底部に排水口を設けた鉢に吐水する水栓と、
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検知状態であるか非検知状態であるかに応じて出力するセンサ信号を利用し、前記水栓の吐水・止水の切替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4)。
本発明に係る人体検知センサは、鏡面反射光を判定する鏡面反射判定手段と、検知対象が存在する状態が継続中か否かを判定する継続判定手段と、を備えている。この人体検知センサでは、検知状態下で鏡面反射光と判定された際の判断が、前記継続判定手段による判定結果に応じて異なっている。検知対象が存在する状態が継続中である旨の判定であれば検知の判断がそのまま維持され、継続中ではない旨の判定であれば鏡面反射光の判定に応じて非検知と判断される。このように、本発明に係る人体検知センサでは、検知対象の検知中に鏡面反射光が入射しても、直ちに非検知と判断することがなく、誤った判断が未然に回避される。
以上のように、本発明の人体検知センサ、及びこの人体検知センサを備えた自動水栓は、人体の検知中に鏡面反射が生じたときにも適切に動作する優れた特性の製品である。
本発明に係る人体検知センサに適用する撮像素子としては、CCDやCMOSを利用した撮像素子を利用できる。
本発明における継続判定手段が、検知対象である人体が存在する状態が継続しているか否かを判定する方法としては、動体検出による動体判定や、検知対象が検知された時点を始期とした所定期間では、検知対象が存在する状態が継続していると判定する等の判定方法が考えられる。
本発明の好適な一態様の人体検知センサが備える継続判定手段は、前記反射光の時間的な変化を検出して動体の有無を判定し、動体が有ると判定できたときに検知対象が存在する状態が継続していると判定する(請求項2)。
検知対象の検知中に動体が有ると判定されるような状況であれば、検知対象がそのまま存在している可能性が高い。このような状況で入射した鏡面反射光については、検知対象である人体側からの反射光である可能性が高い。一方、例えば、自動水栓への適用時の鉢面などの静止物による鏡面反射光の場合であれば、動体有りと判定される可能性が低い。そこで、動体有りの判定に応じて検知対象が存在する状態が継続中と判定すれば、検知対象である人体側から偶発的に鏡面反射光が入射した際、非検知と誤判断してしまうおそれを未然に抑制できる。
前記第2の態様の自動水栓への適用であれば、例えば、洗顔するために両手の手の平で水を溜めるような使用状況において、その水面によって鏡面反射が発生しても、直ちに止水に切り換わってしまうといった誤作動を未然に回避できる。
本発明の好適な一態様の人体検知センサが備える継続判定手段は、鏡面反射光と判定されることなく検知対象が検知された時点を始期とした所定期間では、検知対象が存在する状態が継続していると判定する(請求項3)。
鏡面反射光と判定されることなく検知対象が検知された時点を始期とした所定期間においては、検知対象がそのまま存在している可能性が高いと推定される。このように推定される所定期間であるにも関わらず鏡面反射光が判定されたときに直ちに非検知状態に変更すると、誤った判断が誘発されるおそれがある。前記所定期間では検知対象が存在する状態が継続しているという推定的な判定に基づけば、上記のような誤った判断を未然に回避できる。なお、検知対象の検知中では検知の判断が繰り返し発生する可能性が高いので、検知の判断が発生する毎に前記所定期間を時間的に後ろへずらしていくと良い。
実施例1における、自動水栓を備えた洗面台を示す斜視断面図。 実施例1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)。 実施例1における、ラインセンサを示す斜視図。 実施例1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。 実施例1における、ラインセンサによる受光波形を例示する図。 実施例1における、距離を利用した検知原理を説明する説明図。 実施例1における、重心位置の計算方法を説明する説明図。 実施例1における、積算受光量の分布を示すグラフ。 実施例1における、重心位置をサブピクセル精度で求める方法の説明図。 実施例1における、拡散反射光と鏡面反射光との受光波形の違いを示す図。 実施例1における、鏡面反射光の判定方法の説明図。 実施例1における、重心の揺れの度数分布を示すグラフ。 実施例1における、重心の揺れを例示する図。 実施例1における、人体検知センサによる検知処理の流れを示すフロー図。 実施例2における、他の検知処理の流れを示すフロー図。
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1)
本例は、洗面台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15を参照して説明する。
本例の洗面台15は、図1のごとく、凹状に窪む鉢151が設けられたカウンタ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155の上面をなすカウンタトップ156に立設されている。鉢151の最深部には、水を排水するための排水口152が配置されている。
水栓16は、カウンタトップ156に立設された略円柱状の胴部160と、この胴部160の台座をなす基部161と、を有している。胴部160は、鉢151側に傾けた状態で基部161に支持されている。鉢151側に面する胴部160の側面には、略円筒形の吐水部162が取り付けられ、その先端には吐水口168が開口している。この吐水部162の上側に当たる胴部160の側面には、人体検知センサ1の検知面を形成するフィルタ板165が配設されている。フィルタ板165は、赤外領域の光を選択的に透過する樹脂製フィルタである。
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。洗面台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。
センサユニット2は、図1及び図2のごとく、LED素子251及びラインセンサ(撮像素子)261を筐体21に収容したユニットであり、制御ユニット3からの電力供給を受けて動作する。センサユニット2では、水栓16のフィルタ板165に面して発光部25及び撮像部26が並列して配置されている。赤外光を発する発光部25は、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25と撮像部26とは、遮光性を備えた隔壁211を挟んで水平方向にオフセットして配置されている。
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を透明樹脂254により封止した発光素子である。発光部25では、縦方向(鉛直方向)のスリット孔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。この発光部25によれば、水平方向の拡がり角が抑制されたシャープなスリット光を検知対象に向けて投射可能である。
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1次元的に配列された撮像センサである。ラインセンサ261は、有効画素として64個の画素260を有している。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。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各画素260の受光(露光)時間を調整可能である。ラインセンサ261は、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、受光量を表す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。
本例のセンサユニット2では、受光エリア263の長手方向(x方向)が、発光部25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。このセンサユニット2は、ラインセンサ261の受光エリア263によって鉢151の内周面である鉢面150が見込まれるよう、水栓16に組み込まれている。ラインセンサ261の撮像方向に手などの遮蔽物がない状態であれば、その撮像範囲に鉢面150が包含されることになる。
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、商用電源から供給される電力により動作する。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。
撮像制御部31は、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(各画素260の受光量の分布を表す受光波形)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、LED素子251の発光及びラインセンサ261の受光が行われる撮像動作を制御する手段である。本例では、撮像動作の周期が約250ミリ秒に設定されている。撮像制御部31は、撮像を実行する毎に各画素の受光量を読み出し、図5のような受光波形を出力する。同図の横軸は画素番号(画素位置)xを示し、縦軸は受光量D(x)を示している。
検知処理部32は、検知対象までの距離測定を実行する測距手段321、鏡面反射光であるか否かを判定する鏡面反射判定手段322、使用状態(検知対象が存在する状態)が継続中か否かを判定する使用判定手段(継続判定手段)323、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。
測距手段321は、検知対象からの反射光の受光波形(図5参照。)の重心位置を、距離を表す距離指標値として計測する。センサユニット2、鉢面150、使用者の手の位置関係を表す図6のごとく、検知対象である手の反射光がラインセンサ261に入射する際、手までの距離Hに応じてその入射位置が異なってくる。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指標値となり得る。本例では、受光波形の重心位置を入射位置として取り扱っている。図5のごとく、検知距離に対応するように受光エリア内に検知エリア(所定の範囲)を設定し、この検知エリア内に重心位置が属するか否かの判定は、図6の検知距離に検知対象が存在するか否かの判定と全く同義となる。
測距手段321は、この受光波形を構成する各画素の受光量分布を模式的に表す図7のごとく、まず、受光波形を構成する画素毎の受光量D(x)を積算し、64画素の画素値の総和SDを求める。数式1の総和SDは、図7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。受光波形の重心位置は、受光エリア263の左端の画素番号x=ゼロの画素から順番に各画素260の画素値を積算した数式2の受光量積算値S(x)がSD/2に達したときの画素位置として求められる。
Figure 0005976531
Figure 0005976531
測距手段321は、画素番号xに応じた受光量積算値S(x)の変化を表す図8のグラフ中、S(x)=SD/2となる箇所を拡大した図9のごとく、S(x)とSD/2との大小関係が切り替わる第1の画素(N−1)と第2の画素(N)を利用して重心位置を特定する。測距手段321は、画素番号が小さい方のS(N−1)と、画素番号が大きい方の第2の画素(N)と、の間でS(x)が直線的に変化すると仮定した上で、S(x)=SD/2となる重心位置を1/10画素のサブピクセル(副画素)精度で求めている。
具体的には、上記のような仮定下で成立する数式3の比例式を変形して得られる数式4のOFFSET(図9に示す偏差)の分だけ、第2の画素(N)側へずらした位置がサブピクセル精度の重心位置(数式5で計算される黒丸の位置)として特定される。
Figure 0005976531
Figure 0005976531
Figure 0005976531
なお、本例の制御ユニット3は、測距手段321により特定された重心位置を記憶する記憶エリアを有している。この記憶エリアには、過去2回分の重心位置が格納され、新たな重心位置が特定されるごとに古い方のデータが消去されて新たな重心位置のデータに書き換えられる。
鏡面反射判定手段322は、ラインセンサ261による受光波形(図5参照。)を利用して鏡面反射光を判定する。本例では、鉢面150等からの鏡面反射光(図10の波形a)と、人体表面からの拡散反射光(図10の波形b)と、をピーク値で正規化したときに顕著に現れる尖度の違いを利用して鏡面反射光を判定している。図10から知られるように、人体等の検知対象からの拡散反射光はブロードな波形となる一方、鉢面150や金具等による鏡面反射光は急峻でシャープな尖度が大きい波形となっている。なお、同図の横軸は画素番号xを示し、縦軸は受光量の比率を示している。
具体的には、本例の鏡面反射判定手段322は、図11のごとく、受光波形のピーク値に向かう立上りの傾斜勾配にしきい値αを設け、波形の立上りの傾斜勾配βがこれよりも大きいときに鏡面反射光と判定する。なお、これに代えて、あるいは加えて、受光波形のピークから離れる立下りの傾斜勾配に対してしきい値を設定し、鏡面反射光を検出することもできる。なお、図11の横軸は画素番号xを示し、縦軸は受光量D(x)を示している。
使用判定手段323は、上記のように1/10画素のサブピクセル精度で特定された重心の揺れ(重心位置の時間的な変化)を検出して使用状態が継続しているか否かを判定する。本例では、静止物による反射光の重心の揺れが1〜2サブピクセル程度であるのに対して、動体物の大部分では重心の揺れが5サブピクセルを超えているという本例の人体検知センサ1に関する実験的な知見(図12参照。)に基づき、動体判定の閾値を5サブピクセルに設定している。図12の横軸はサブピクセル画素数を示し、縦軸は、全体度数に対する出現度数の比率を示している。使用判定手段323は、図13のごとく時間的に連続する2つの受光波形について、サブピクセル精度で求めた重心の揺れが5サブピクセルを超えているときに動体有りと判定し、これにより使用状態が継続中と判定する。
検知判断手段324は、測距手段321により特定された重心位置、鏡面反射判定手段322による判定結果、使用判定手段323による判定結果を適宜組み合わせて、検知状態であるか非検知状態であるかの最終的な判断を行う。
検知出力手段325は、検知判断手段324が検知状態と判断したとき、センサ信号である検知信号の出力を開始し、非検知状態への判断変更に応じて検知信号の出力を中止する。
次に、以上のように構成された本例の人体検知センサ1による検知処理の流れについて、図14のフロー図を参照して説明する。
制御ユニット3は、検知処理において、まず、検知対象からの反射光を利用した距離測定処理P101を実行する。この距離測定処理P101は、制御ユニット3の制御による一連の撮像動作により開始される。制御ユニット3は、LED素子251の発光と同期したラインセンサ261の露光(受光)と、無発光下のラインセンサ261の露光と、を連続的に実行し、2度の受光時の差分の受光量D(x)を画素毎に求める。この一連の撮像動作によれば、画素毎の差分の受光量D(x)が分布する図5に例示される受光波形が得られる。この受光波形では、受光量の差分をとることで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精度良く抽出されている。
制御ユニット3は、受光波形を構成するいずれかの画素の受光量D(x)が受光量閾値(図5参照。)を超えていることを前提として、検知対象までの距離指標値となる重心位置を1/10画素のサブピクセル精度で特定する。上述した通り、制御ユニット3は、最新の2回分の重心位置のデータを記憶しており、新たに重心位置を特定したとき、古い方の重心位置のデータを消去して新たなデータに書き換える。
制御ユニット3は、距離指標値として特定された反射光の重心位置を利用し、検知対象が検知距離内に位置するか否かの判定を実行する(S102)。上述した通り、本例の制御ユニット3は、受光波形の重心位置が検知エリア(図5参照。)に属しているか否かの判定を実行することにより、検知対象が検知距離(図6参照。)に属しているか否かを判定する。
検知距離内に検知対象が属していないとき(S102:NO)、制御ユニット3は、非検知状態と判断する(S129)。一方、検知対象が検知距離内に位置する場合(S102:YES)、制御ユニット3は、さらに、鏡面判定処理P103を実行する。制御ユニット3は、受光波形について、ピークに至る立ち上がりの傾斜勾配βが予め設定された閾値αを超えているか否かの判断(図11参照。)を実行し、鏡面反射光であるか否かを判定する。
鏡面反射光ではない場合(S104:YES)、制御ユニット3は検知状態と判断し(S105)、250ミリ秒の周期で次の撮像動作を実行する。一方、鏡面反射光であった場合には(S104:NO)、制御ユニット3は、吐水中(検知状態)であるか否かの判断を実行する(S115)。制御ユニット3は、吐水中ではないときには(S115:NO)、非検知状態である旨の判断を維持し(S129)、吐水中のときは(S115:YES)、動体判定処理P116を実行する。
この動体判定処理P116では、制御ユニット3が記憶する前回の重心位置と、新たに特定された重心位置との差分(重心の揺れ)について、5サブピクセル以上であるか否かの閾値判断が実行される。制御ユニット3は、重心位置の時間的な差分が5サブピクセル超のとき動体有りと判定し、同差分が5サブピクセル以下のとき動体無しと判定する。
制御ユニット3は、動体有りと判定したときには(S117:YES)、ステップS104で鏡面反射光と判定されていても(S104:NO)、検知状態の判断を維持する(S105)。一方、動体無しと判定したときには(S117:NO)、制御ユニット3は、動体無しの判定が2回連続であったか否かを判断する(S128)。2回連続でなければ(S128:NO)、動体無しの判定結果に関わらず検知状態の判断を維持し(S105)、次の撮像動作を実行する。2回連続の動体無しの判定であった場合には(S128:YES)、検知状態から非検知状態に判断を切り換える(S129)。
以上のように、本例の自動水栓16が備える人体検知センサ1は、検知対象までの距離を計測する機能、鏡面反射光を判定する機能に加えて、使用状態が継続中か否かを判定する機能を備えている。この人体検知センサは、検知状態下で鏡面反射光と判定しても直ちに非検知状態に判断を切り換えることなく、使用状態が継続しているか否かの判定に応じて非検知状態への切り換えを判断する。
このような動作仕様は、例えば、使用者が洗顔のために両手の手の平に水を溜めようとする状況において非常に有効である。水の表面で鏡面反射が発生する可能性があり、鏡面反射光の入射に応じて直ちに非検知状態に切り換えてしまうと、水を溜めている最中に水が止められてしまうおそれがあるからである。このように手の平に水を溜める状況では、水面の揺れ等に応じて鏡面反射の方向が変動したり、鏡面反射に代えて手の表面による拡散反射が支配的になる等、主たる反射面が時間的に変化する可能性が高い。反射光の重心の揺れを検出する本例の人体検知センサ1によれば、両手の手の平に水を溜めるような使用状況を精度良く検出して使用状態の継続を確実性高く判定でき、水栓16の誤作動を未然に回避できる。
以上のように、本例の自動水栓16は、使用中に鏡面反射光が発生したときにも適切な動作が可能であり、使用中の止水等の誤作動が少ない優れた特性の水栓である。
なお、本例では、鏡面反射光と判定されると共に動体無しと判定される状況が2回連続したとき、静止物からの鏡面反射光と判断している(図14中のS128の処理ステップ)。この連続回数については、本例の2回に限定されない。使用状況等に応じて適宜設定することが良い。回数に代えて、同様の状況の継続時間に関する閾値判断を行うことも良い。
本例では、受光波形(図11参照。)の傾斜勾配を利用して鏡面反射光であるか否か判定している。鏡面反射光の判定方法は本例には限定されない。ピーク値の50%の受光量を呈する画素群がなす横幅に関する閾値判断によって受光波形の尖度を定量化し、鏡面反射光を判定することも良い。その他、標準偏差等の統計値によって受光波形の尖度を定量化して鏡面反射光を判定することも良く、フーリエ変換等を適用して抽出される受光波形の周波数成分によって尖度を定量化して鏡面反射光を判定することも良い。
本例では、受光波形の重心位置(反射光の入射位置)の揺れによって動体判定を行っている。図5に例示される受光波形の時間的な差分に関する閾値判断によって動体判定することも良い。検知対象に対応する画素の受光量の時間的な変動に関する閾値判断により動体判定することも良い。
本例では、反射光の入射位置を特定するに当たって、受光波形の重心位置を求めている。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受光波形の重心位置を計算することも良い。
なお、本例は、洗面台15の水栓16に人体検知センサ1を適用した例であるが、キッチン用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。
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。
(実施例2)
本例は、実施例1の人体検知センサを基にして、使用判定手段(図4中の符号323)の構成を変更した例である。この内容について、図15を参照して説明する。
実施例1の使用判定手段は、動体判定に応じて使用状態が継続しているか否かの判定を行っている。一方、本例の使用判定手段は、鏡面反射光と判定されることなく人体が検知された後、所定時間(本例では2秒)の間は使用状態が継続していると推定的に判定する。
本例の人体検知センサによる検知処理の流れについて、図15を参照して説明する。ここでは、実施例1との相違点を中心に説明する。
検知距離内で人体が検出され、かつ、鏡面反射光と判定されなかったとき(S102:YES→S104:YES)、そのときの時刻Toが記憶される(S205)。
吐水中に鏡面反射光と判定されたとき(S104:NO→S115:YES)に実行される使用時間判定処理P216では、記憶された時刻Toと現在時刻Tとの差分である経過時間について、所定時間内であるか否かの判定が実行される(S217)。この経過時間が所定時間内であって(S217:YES)、かつ、同様の判断が4回連続で発生していなければ(S218:NO)、鏡面反射光と判定されても検知状態の判断が維持される(S105)。一方、経過時間が所定時間内であっても(S217:YES)、鏡面反射光の判定に応じた同様の判断が4回連続していれば(S218:YES)、非検知状態に判断が変更される(S129)。
本例の検知処理では、鏡面反射光ではない反射光によって検知対象である人体を検知できた時点が判定の基準となるタイミングとして設定される。その時点からの経過時間が所定期間(本例では2秒)内の鏡面反射光が無視され、鏡面反射光が入射しても検知状態の判断がそのまま維持される。一方、4回連続して鏡面反射光と判定された場合については、上記の経過時間が所定時間内であっても非検知状態へと判断が切り換えられる。例えば、洗顔のために両手の手の平に水を溜める際、水面の揺れ等によって鏡面反射が発生したり拡散反射が発生したりする。このような状況では、4回以上連続して鏡面反射光と判定される可能性が少ないという実験的な知見が上記のような動作仕様の根拠となっている。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
本例では、所定時間として2秒を設定している。この所定時間については適宜変更可能である。この所定時間を調整するための操作手段を設け、使用者が好みに応じて設定できるようにしても良い。
鏡面反射光の入射を許容する連続回数(S218の閾値)については、本例の4回に限定されず、適宜変更可能である。
以上、実施例1及び2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。
1…人体検知センサ、15…洗面台、16…水栓(自動水栓)、11…ソレノイド(給水制御手段)、12…給水配管、2…センサユニット、25…発光部、251…LED素子、26…撮像部、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…測距手段、322…鏡面反射判定手段、323…使用判定手段(継続判定手段)、324…検知判断手段、325…検知出力手段、33…給水制御部

Claims (4)

  1. 1次元あるいは2次元的に画素が配列された撮像素子を含む撮像部と、この撮像部に対してオフセットして配置された発光部と、を備え、この発光部が投射した光によって生じた反射光を前記撮像部が受光して検知対象を検知する人体検知センサであって、
    前記反射光が鏡面反射光であるか否かを判定する鏡面反射判定手段と、
    検知対象が存在する状態が継続中か否かを判定する継続判定手段と、を備え、
    検知対象の検知中に前記反射光が鏡面反射光であると判定されたとき、前記継続判定手段による判定結果が継続中の場合には検知の判断を維持し、前記継続判定手段による判定結果が継続中ではない場合には非検知と判断する人体検知センサ。
  2. 請求項1において、前記継続判定手段は、前記反射光の時間的な変化を検出して動体の有無を判定し、動体が有ると判定できたときに検知対象が存在する状態が継続していると判定する人体検知センサ。
  3. 請求項1において、前記継続判定手段は、鏡面反射光と判定されることなく検知対象が検知された時点を始期とした所定期間では、検知対象が存在する状態が継続していると判定する人体検知センサ。
  4. 底部に排水口を設けた鉢に吐水する水栓と、
    請求項1〜3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検知状態であるか非検知状態であるかに応じて出力するセンサ信号を利用し、前記水栓の吐水・止水の切替を実行する給水制御手段と、を備えた自動水栓。
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