JP6129647B2 - 自動給水装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動給水装置に関するものであり、より詳細には、環境変化に柔軟に対応し、誤動作を効果的に防止する使い勝手の良い自動給水装置に関する。

従来より、赤外線センサを使用した自動給水装置においては、使用者の手などの障害物で反射した赤外線の強さを電圧値に変換して、赤外センサと障害物との反応距離を決定することが行なわれている。この反応距離は、水洗器を設置した時点で初期電源投入時に決定されるものであり、電源投入時の初期設定において、利用者の使用動作を感知するための閾値が設定されることにより、以後は変更されることがない。

ところで、外来光や温度の変化など、設置場所の環境変化により反射した赤外線の強さは変化するものであり、この赤外線の変化によって自動水洗器が誤動作することがあった。

一方、特許文献１には、自動給水装置の感知部の受光器の閾値を幾つかの段階に切り換えることにより、投光器以外から照射された光による誤動作を防止することが可能な自動給水装置が記載されている。

特許第４５７０７５８号公報

しかしながら、特許文献１に示す構成では、２つの閾値を切り換える前と後で閾値が大きく変化するために、自動給水装置の感度が変化するという課題があった。また、閾値の切り換え時点を判定するためのシーケンス制御も比較的煩雑であるから、それだけ製造コストの引き上げをまねく可能性があった。また、反射した赤外光の受光強度は反応距離が長くなればなるほど弱くなるが、近年は吐水口の位置が高い水洗器が好まれる場合があり、この場合、赤外線センサと使用者との距離が長くなるので反応距離を伸ばす必要性が高くなっているが受信感度を引き上げると周囲ノイズも大きくなるという問題もある。さらに、自動給水装置においても省エネルギが求められるという課題もあった。

本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、環境変化に柔軟に対応し、誤動作を効果的に防止し、感知できる距離を伸ばすことができ、かつ、消費エネルギが少ない使い勝手の良い自動給水装置を提供することを課題とすることである。

前記課題を解決するため、本発明は、水洗器と、この水洗器の使用者に向けて光を照射する投光器および前記使用者によって反射する光を受光する受光器を備えて、受光器からの受光信号を用いて使用者による水洗器の使用動作に応じた吐水および止水の切り換え制御信号を生成する制御部と、この制御信号によって止水状態および吐水状態に切り換えられる給水部とを有し、前記制御部は、前記投光器に電源周波数よりも高い特性周波数のワンショットパルスによる光を間欠的に発光させ、受光信号のうち前記特性周波数以上の周波数成分を透過させるフィルタ回路を備え、このフィルタ回路を透過した受光信号の強度が閾値以上であることによって水洗器の使用動作を感知するものであり、前記制御部は前記投光器が光を照射する直前における受光信号の平均値をリファレンスとして求めるリファレンス算出手段を備え、前記フィルタ回路はリファレンスを基準値として受光信号を増幅する増幅器を備え、前記増幅器によって増幅された受信信号に前記リファレンスと信号変動成分を加えたものを閾値として求めることにより閾値の調節を行なう閾値調節手段を備えることを特徴とする自動給水装置を提供する（請求項１）。

前記投光器は電源周波数よりも高い特性周波数のワンショットパルスによる光を間欠的に発光するので、受光器による受光信号は前記特性周波数の交流成分を有するものとなり、この受光信号の交流成分は前記特性周波数以上の周波数成分を透過させるフィルタ回路を透過する一方、外来光、温度変化などに起因する光の受光信号は特性周波数以下の直流成分であるから、フィルタ回路によって遮断される。従って、フィルタ回路を透過した受光信号は投光器からの光を何らかの反射物によって反射して得られるものである。

また、使用者が水洗器の使用動作を行なうと、投光器からの光が使用者によって反射するので、前記フィルタ回路を透過する受光信号は大きくなり、このフィルタ回路を透過した受光信号の強度を閾値と比較することにより水洗器の使用動作を確実に感知することができる。このとき、外来光や温度変化などに起因する要素がフィルタ回路によって除去されているので、これらの直流成分による誤動作が発生することはない。なお、フィルタ回路は例えば前記特性周波数以下の成分を遮断するハイパスフィルタであるが、より好ましくは前記特性周波数を中心とするバンドパスフィルタを用いて特性周波数以上の成分も遮断することにより高周波のノイズ成分も除去することができる。

前記水洗器とは洗面所、台所、手洗い場の水栓のみならず、自動洗浄機能付便器の自動給水装置の要部構成を含むものである。

投光器によって投光する光および受光器によって受光する光は、電力消費が小さく人間の目に見えない近赤外線であることが好ましいが、遠赤外線や可視光、紫外光などを用いても良い。

上記構成の自動給水装置では、常に同じ動作によって水洗器の使用動作を確実に感知できるので制御部による制御が容易となり、それだけ、制御部に必要とされる情報処理を簡易なものとすることができるので、それだけ製造コストの削減につながる。

前記ワンショットパルスは電源周波数よりも高い特性周波数で発振するものであるから、蛍光灯などの電源の周波数またはその２倍の周波数で変動する光の影響を受けることがないように、フィルタ回路によって遮断する受光信号の周波数を設定する事ができる。つまり、この明細書でいう高い特性周波数とは、電源の２倍の周波数の外来ノイズをフィルタ回路によって切り分ける事ができる程度の周波数であり、例えば、電源５０Ｈｚまたは６０Ｈｚに対して１８０ｋＨｚ程度の十分に高い周波数であり、この場合、例えばパルス幅２．８マイクロ秒程度のワンショットパルスである。また、ワンショットパルスを用いた使用動作の感知を行なうことにより、消費エネルギの低減も行なうことができる。前記制御部は前記投光器が光を照射する直前における受光信号の平均値をリファレンスとして求めるリファレンス算出手段を備え、前記フィルタ回路はリファレンスを基準値として受光信号を増幅する増幅器を備えるので、ワンショットパルスによる光の照射をする直前における外来光による受光信号の平均値をリファレンスとすることにより、このリファレンスの強度を超えた受光信号が得られたときのみ水洗器の使用動作を感知するので、定常的な反射物による受光信号を無視することができるとともに、水洗器の使用動作をより確実かつ迅速に感知することができる。さらに、前記増幅器によって増幅された受信信号に前記リファレンスと信号変動成分を加えたものを閾値として求めることにより閾値の調節を行なう閾値調節手段を備えるので、定常的な外乱による影響のみならず、設置物などの定常的な反射光による受光信号も考慮に入れて閾値が調整されるので、使用者による水洗器の使用動作をより確実かつ迅速に感知することができる。なお、定常的な反射光による受光信号はワンショットパルスによる光を照射したあとの受光信号の強度を平均することにより容易に算出することができる。

前記フィルタ回路はコンデンサと抵抗によるフィルタである場合（請求項２）には、その構成を極めて簡素にすることができ、それだけ製造コストを削減することができる。

前記平均値算出手段による平均値の算出は電子回路によって容易に実現できるが、マイクロコンピュータなどの演算処理部によって実行可能なソフトウェアによって極めて容易に実現できる。この場合、平均値算出手段を構成するプログラムは極めて単純な四則演算によって実現できるので、高度な処理能力を持つ演算処理部を必要としておらず、常に同じアルゴリズムで実行可能なプログラムで実現できる。つまり、それだけ製造コストを削減できる。

なお、前記平均値算出手段による平均化処理の数はワンショットパルスによる光を間欠発光させる間隔に合わせて適切に選択されるものであり、例えば、過去１２０回（５００ｍｓ間隔で発光させる場合は過去１分間）の受光信号の平均値によってリファレンスを求めることができる。

また、フィルタ回路が増幅器を備えることにより受光信号を増幅できるので、ワンショットパルスによる光の反射光のように受光信号が微小信号であったとしても、この反射光による受光信号を用いて水洗器の使用動作を確実に感知することができる。なお、この増幅器による増幅率をスイッチなどによって切り換え設定することにより、反応距離を変更することも可能となる。

増幅器はリファレンスを中心に増幅するようにしてリファレンスを基準値とすることにより、定常的な外来光による受光信号を増幅することなく反射光による受光信号のみを増幅させることが可能である。なお、受光信号を増幅した後にリファレンスによる影響を除くようにしてリファレンスを基準値としてもよいことはいうまでもない 。

前記フィルタ回路は、受光器からの受光信号に含まれる低周波成分を除去する第１のフィルタ回路およびこの第１のフィルタ回路を透過する受光信号を増幅する第１の増幅器と、第１の増幅器によって増幅された受光信号に含まれるノイズ成分を除去する第２のフィルタ回路およびこの第２のフィルタ回路を透過する受光信号を増幅する第２の増幅器を備えることも考えられる。この場合、第１のフィルタ回路と第１の増幅器によってリファレンスおよび低周波成分の外来ノイズを取り除いて増幅した受光信号に含まれるノイズ成分をさらに第２のフィルタ回路によって取り除いて第２の増幅器を用いてさらに増幅することにより、ワンショットパルスによる光の反射光のみを十分に増幅させて水洗器の使用動作の感知を行うことができる。

第１のフィルタ回路をワンショットパルスの特性周波数以上の周波数成分を透過させるハイパスフィルタとして比較的影響力の大きい低周波ノイズを除去した後に受光信号を増幅し、第２のフィルタ回路をワンショットパルスの特性周波数以下の周波数成分を透過させるローパスフィルタまたはバンドパスフィルタとしてさらに高周波のノイズを含めて除去することにより反射光をより厳密に切り分けて増幅させることができる。つまり、第１フィルタ回路と第２フィルタ回路を合わせて全体的なフィルタ回路の特性をワンショットパルスの特性周波数に合わせたバンドパスフィルタとすることが好ましい。

前記閾値調節手段による閾値の調節は電子回路によって容易に実現できるが、マイクロコンピュータなどの演算処理部によって実行可能なソフトウェアによって極めて容易に実現できる。この場合、閾値調節手段を構成するプログラムは何れも極めて単純な四則演算によって実現できるので、高度な処理能力を持つ演算処理部を必要としておらず、常に同じアルゴリズムで実行可能なプログラムで実現できる。つまり、それだけ製造コストを削減できる。

なお、閾値は給水部を吐水状態に切り換える閾値Ｖｔｈ＿ｏｎおよび止水状態に切り換える閾値Ｖｔｈ＿ｏｆｆの間にヒステリシスを持たせることが好ましい。

前記制御部はフィルタ回路を透過した受光信号のピーク値を保持するピークホールド回路と、このピークホールド回路によって保持された受光信号のピーク値をデジタル変換するアナログデジタル変換器とを備え、前記光を照射した時点からアナログデジタル変換器が複数回受光信号をデジタル変換する時点まで、ピークホールド回路によってピーク値を保持させると共に、デジタル変換した複数の値からより信頼性の高い真のピーク値を求める精度向上手段を備える場合（請求項３）には、ワンショットパルスによって照射された光の反射光のような瞬間的な微小信号であってもピークホールド回路によってピーク値が保持されるので、アナログデジタル変換を正確に行なうことができる。とりわけ、複数回デジタル変換した値を比較してより信頼性の高いピーク値を求めるようにしているので、アナログデジタル変換器の動作不良による飛び値が検出される場合にも、正しい受光信号のピーク値を検知できる。

前述したように、本発明によれば、電源よりも高い特性周波数を持たせたワンショットパルスによる光の反射光の受光信号から特性周波数以下の成分を取り除くことにより、環境変化によって受光信号に混入するノイズ成分を除去することができるので、それだけ、太陽光や照明の入射や温度変化などの環境変化の影響を受けにくくなる。つまり、外乱による誤動作を防止することができる。

加えて、光を照射する直前の受光信号をリファレンスとすることによって、環境変化の影響を削減でき、増幅器との組み合わせによってワンショットパルスによる反射光のような微小信号を用いて十分に水洗器の使用動作を感知することがきる。また、ワンショットパルスによる光の照射を行なうことにより消費電力の低減を図ることができる。つまり、使用者による水洗器の使用動作に敏感に反応する、使い勝手の良い、動作の安定した自動給水装置を得られる。

本発明の自動給水装置の全体構成を示す図である。 図１に示す自動給水装置の構成をブロック的に示す図である。 図１に示す自動給水装置の要部構成を示す図である。 前記自動給水装置の動作を説明するイメージ図である。 信号処理の詳細を説明する図である。

図１〜図３は、本発明の自動給水装置１の構成を示す図であり、水洗器２と、この水洗器２の使用者Ｕに向けてワンショットパルスによる光Ｌ１を照射する投光器３および前記使用者Ｕによって反射する光Ｌ２を受光する受光器４を備えて、受光器４からの受光信号Ｓ１を用いて使用者による水洗器２の使用動作に応じた吐水および止水の切り換え制御信号Ｃを生成する制御部５と、この制御信号Ｃによって止水状態および吐水状態が切り換えられる給水部６とを備える。

前記制御部５は、後述するプログラムＰ１，Ｐ２…等を実行可能なマイクロコンピュータ（演算処理部）５Ａと、受光信号のうち前記ワンショットパルスの特性周波数以上の周波数成分を透過させるフィルタ回路Ｆとを備える。

本実施形態の水洗器２は洗面所に配置されるものであり、前記給水部６から供給される温水を導く水路２Ａと、吐水口２Ｂを備え、この水洗器２のの内部に前記制御部５を納められるように構成している。

前記投光器３は前記光Ｌ１として例えば近赤外線を投光する発光ダイオードであり、抵抗３Ｒと直列に接続された状態で演算処理部５Ａに接続されることにより、ワンショットパルスによる近赤外線の光Ｌ１を発光するものである。なお、ワンショットパルスの特性周波数は商用電源の電源周波数より十分高く設定しており、例えばパルス幅が２．８マイクロ秒の短いインパルス的なパルスであって、この場合ワンショットパルスの特性周波数は１８０ｋＨｚであって、蛍光灯が点滅する周波数（関西では１２０Ｈｚ、関東では１００Ｈｚ）よりも十分に高く、前記フィルタ回路Ｆによって前記蛍光灯ノイズや温度ノイズなどを完全に取り除くことができるように構成している。また、制御部５は前記ワンショットパルスを例えば５００ミリ秒の所定間隔をおいて間欠的に発生させる。

前記受光器４は近赤外線の光Ｌ２を受光したときに導通するフォトダイオードであり、抵抗４Ｒと直列に接続された状態で直流電源Ｖｃｃに接続されることにより、投光器４と抵抗４Ｒの間に受光信号Ｓ１（電圧信号）を得ることができる。なお、図１に示すＬ３は太陽光や蛍光灯などによって受光器４に入射するノイズ成分となる赤外光である。

図３に示すように、前記フィルタ回路ＦはコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１の受動素子からなるハイパスフィルタである第１のフィルタ回路Ｆ１と、この第１フィルタＦ１を透過した受光信号Ｓ２を増幅する第１の増幅器７と、第１の増幅器７によって増幅された受光信号Ｓ３のうち前記ワンショットパルスの特性周波数を透過させるバンドパスフィルタである第２のフィルタ回路Ｆ２および第２の増幅器８とを備える。

前記第１のフィルタ回路Ｆ１はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１からなる簡単なパッシブフィルタであるから極めて安価にて製造可能である。また、第１の増幅器７は例えば図外のスイッチ切り換えによってその増幅率を切り換え可能に構成しており、これによって使用動作の反応距離を変更可能としている。

他方、図示は省略するが第２のフィルタ回路Ｆ２は第２の増幅器８と組み合わせてアクティブフィルタを構成しており、これによって高い周波数特性を備える選択的な増幅を行なうことを可能としている。つまり、ワンショットパルスによる光の反射光のような微小な受光信号を十分に増幅させることができる。

また、Ｐｈは前記フィルタ回路Ｆを透過した受光信号Ｓ４のピークホールド回路であり、ダイオードＤ、コンデンサＣ２、スイッチ素子Ｓｗの一例としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、コンデンサＣ２に直列接続された抵抗Ｒ２、スイッチ素子Ｓｗに直列接続された抵抗Ｒ３、および、バッファ９とを備える。このピークホールド回路Ｐｈはホールド信号Ｓｈによってスイッチ素子Ｓｗをオフにしている間は、受光信号Ｓ４のピーク電圧値をコンデンサＣ２に保持する事ができるように構成している。なお、本実施形態ではワンショットパルスによる光を投光した時点から例えば６０ミリ秒の間ホールド信号Ｓｈを用いて受光信号Ｓ４のピーク値を保持するように構成している。

前記制御部５の演算処理部５Ａは、前記増幅された受光信号Ｓ５を後述する閾値Ｔｈと比較して水洗器の使用動作を感知することにより前記制御信号Ｃを生成する給水部６の制御プログラムＰ１と、使用者Ｕを感知していないときの受光信号Ｓ５の平均値Ｖａおよび変動成分Ｖｆｌｏｔの大きさを算出する変動成分算出プログラムＰ２（変動成分算出手段）と、この平均値Ｖａを基に閾値Ｔｈの調節を行なう閾値調節プログラムＰ３（閾値調節手段）と、受光信号Ｓ２の振幅の基準電圧をリファレンスＶｒｅｆとして求めるリファレンス算出プログラムＰ４（リファレンス算出手段）と、受光信号を精度良く取り込む演算処理を行う精度向上処理プログラムＰ５（精度向上手段Ｐｒの一部）を実行可能に構成している。

なお、本実施形態における閾値Ｔｈは給水部を吐水状態に切り換える閾値Ｖｔｈ＿ｏｎおよび止水状態に切り換える閾値Ｖｔｈ＿ｏｆｆを別々に設定し、両閾値Ｖｔｈ＿ｏｎ、Ｖｔｈ＿ｏｆｆの間にヒステリシスを持たせている。つまり、閾値調節手段は前記リファレンスＶｒｅｆに対する受光信号強度の変動成分Ｖｆｌｏｔおよび反応距離の設定値に合わせた増幅率切り換え状態に対応する変動成分Ｖｓｗを考慮に入れて設定されるものであり、リファレンスＶｒｅｆから求めた閾値Ｖｔｈを基に、給水部を吐水状態に切り換える閾値Ｖｔｈ＿ｏｎおよび止水状態に切り換える閾値Ｖｔｈ＿ｏｆｆは下記式（１）、式（２）に示すように容易に求めることができる。
Ｖｔｈ＿ｏｎ ＝Ｖｔｈ＋Ｖｆｌｏｔ＋Ｖｓｗ … 式（１）
Ｖｔｈ＿ｏｆｆ＝Ｖｔｈ＋Ｖｓｗ … 式（２）

前記給水部６は給水栓６Ｗおよび給湯栓６Ｈからの湯水を混合するサーモ型湯水混合栓６Ａと、前記制御信号Ｃを受けることによりサーモ型湯水混合栓６Ａによって混合された温水の吐水状態と止水状態を切り換える電磁弁６Ｂと、サーモ型湯水混合栓６Ａの温度設定ハンドル６Ｃとを備える。

前記増幅器７は前記リファレンス算出プログラムＰ４によって求められたレファレンス電圧Ｖｒｅｆを生成するレファレンス生成回路７Ａを備えることにより、第１のフィルタ回路Ｆ１を透過した受光信号Ｓ２の中心電圧を安定させ、増幅器７の直線性を保つように構成している。

図４は前記自動給水装置１の動作を説明するイメージ図である。図１に示すように、受信信号Ｓ１には反射光Ｌ２に起因する交流成分と太陽光、蛍光灯からの光、熱などによって外乱光として入射する赤外光Ｌ３の直流成分とが含まれている。

前記第１のフィルタ回路Ｆ１を透過する受光信号Ｓ２は幾らか振幅が弱まるものの、前記外乱光として入射する赤外光Ｌ３の影響をハイパスフィルタの特性によってほとんど取り除くことができる。また、前記リファレンス算出プログラムＰ４によって増幅器７の直線性を確保するように、受光信号Ｓ２の中心値をリファレンスＶｒｅｆとして求めるので、増幅器７は受信信号Ｓ２を十分に増幅することができる。

増幅された受信信号Ｓ３には外乱となる赤外光Ｌ３の影響はほとんど残っていないが、第１の増幅器７に増幅したことに伴って微細ノイズも増幅されて重畳することになる。そこで、第２のフィルタ回路Ｆ２によって再びワンショットパルスの特性周波数以外の成分を取り除いた上で増幅することにより、使用者Ｕによる水洗器２の使用動作を明確に判定可能な程度に十分増幅させた受信信号Ｓ４を得ることができる。

図５は、受光信号Ｓ２〜Ｓ５の信号処理の詳細を説明するため一部拡大して示す説明図である。図５に示すように、制御部５は５００ミリ秒間隔で投光器３に２．８マイクロ秒幅のワンショットパルスによる光Ｌ１を間欠的に発光させるものである。従って、処理部５は５００ミリ秒間隔で間欠的に動作し、そのほかの時間はスリープ状態になることにより更なる消費電力の削減を図っている。

また、制御部５は前記投光器３による光Ｌ１の照射を行う直前の時点ｔ０における受光信号Ｓ２を記録する。これによって、太陽光や蛍光灯、および、熱による赤外光などの外乱光Ｌ３に起因する受光信号の大きさを判断することができる。

次いで、制御部５は時点ｔ１においてワンショットパルスを生成する。このとき投光器３から照射された光Ｌ１は洗面台、シンク、壁面などの定常的に存在する物によって反射し、その幾らかが反射光Ｌ２として受光器４によって検出されるので、光Ｌ１を照射した時点ｔ１から僅かに遅れて、仮想線で示すように定常的な反射光Ｌ２が受光信号Ｓ２として検出される。一方、使用者が水洗器の使用動作を行なうと、実線に示すように比較的大きな反射光Ｌ２が受光信号Ｓ２として検出される。

前記リファレンス算出プログラムＰ４は、例えば、時点ｔ０における受光信号Ｓ２の大きさと、使用者による水洗器の使用動作を検出していないときの時点ｔ２〜ｔ４における受光信号Ｓ２（仮想線）の大きさの中間値をリファレンスＶｒｅｆとする。この場合、リファレンスＶｒｅｆを中心電圧として第１の増幅器７を動作させることにより、増幅器７の直線性を確保しながら十分な信号の増幅を行うことが可能となる。

また、リファレンスＶｒｅｆの算出には使用者Ｕによる水洗器の使用動作を検出していない状態における定常的な反射光Ｌ２（仮想線）の受光強度の平均値を用いて行うことが好ましい。つまり、本実施形態では、前記変動成分算出プログラムＰ２を実行することにより、使用者Ｕによる水洗器の使用動作を検出していない状態における過去１２０回分（すなわち１分間）の受光信号の強度から受光信号の平均値Ｖａと変動成分Ｖｆｌｏｔを求め、この平均値Ｖａと時点ｔ０における受光信号の大きさからリファレンスＶｒｅｆを計算する。

なお、前記リファレンスＶｒｅｆの算出は受光信号Ｓ２の大きさをアナログデジタル変換するなどして制御部５に取り込むことによって確認することもできるが、フィルタ回路Ｆおよびピークホールド回路Ｐｈによる信号処理を行った後の受光信号Ｓ５を用いて確認することが好ましい。

また、制御部５は時点ｔ１から精度向上処理プログラムＰ５を実行し、時点ｔ５までの約６０マイクロ秒程度の間、ホールド信号Ｓｈを出力して、フィルタ回路を透過した受光信号Ｓ４のピーク値を前記ピークホールド回路Ｐｈによって保持し、このピークホールド回路Ｐｈによって保持された受光信号Ｓ５のピーク値をワンショットパルスの終了から２マイクロ秒後の時点ｔ２から２０マイクロ秒毎の時点ｔ３，ｔ４にデジタル変換するアナログデジタル変換器（図示していない）を備える。

次いで、時点ｔ２〜ｔ３の間に３回デジタル変換したピーク値の比較を行ない、他の２つの値と最も異なる値を異常値として削除し、残りの２つの値の平均値を真の値としている。このようにすることにより、デジタル変換した複数の値からより信頼性の高い真のピーク値を求めて、測定精度の向上を行う。すなわち、本実施形態における測定精度向上手段Ｐｒは前記ピークホールド回路Ｐｈと精度向上処理プログラムＰ５とからなる。

他方、使用者Ｕを感知していないときの前記受信信号Ｓ５の振幅を変動成分算出プログラムＰ２により過去１２０回分移動平均して受光信号Ｓ５の平均値Ｖｓを求めると共に、この平均値Ｖａに対する揺れ幅Ｖｆｌｏｔを求める。また、閾値調節プログラムＰ３は平均値Ｖａを基に波形のうねりを考慮に入れた閾値Ｔｈ＿ｏｎ，Ｔｈ＿ｏｆｆを求めることができる。

前記閾値Ｔｈ＿ｏｎ，Ｔｈ＿ｏｆｆが求められると、制御プログラムＰ１は受信信号Ｓ５がこの閾値Ｔｈを超える振幅となった時点Ｔｏｎからこの閾値Ｔｈを下回る振幅となる時点Ｔｏｆｆまで、電磁弁６Ｂを開状態として水洗器２からの吐水を行なわせるように制御信号Ｃを生成する。なお、制御部５が使用者Ｕの使用動作を検知している間は、前記変動成分算出プログラムＰ２、閾値調節プログラムＰ３、および、リファレンス算出プログラムＰ３の動作を停止し、前記平均値Ｖａ、揺れ幅Ｖｆｏｔ、リファレンスＶｒｅｆの大きさを保持することが好ましい。

上述の一連の信号処理を行うことにより、外乱光となる赤外光Ｌ３の影響をほとんど全く受けることなく、使用者Ｕによる水洗器２の使用動作を感度よく感知することができるだけでなく、受光信号を十分に増幅することができるので、誤動作を起こすことなく敏感に反応する自動給水装置１を得ることができる。

なお、上述の実施形態においては制御部５の演算処理部５Ａによって実行可能なプログラムＰ１〜Ｐ５によって給水部６の制御信号Ｃを生成し、受光信号Ｓ５の移動平均を行なって平均値Ｖａ、揺れ幅Ｖｆｌｏｔを求め、平均値ＶａからリファレンスＶｒｅｆを求め、さらにリファレンスＶｒｅｆおよび揺れ幅Ｖｆｌｏｔから閾値Ｔｈを求めているが、これらはソフトウェアによって行なうことに限定されるものではなく、オペアンプのようなハードウェアによっても形成してもよいことはいうまでもない。

１ 自動給水装置
２ 水洗器
３ 投光器
４ 受光器
Ｆ フィルタ回路
Ｆ１ 第１のフィルタ回路
Ｆ２ 第２のフィルタ回路
５ 制御部
６ 給水部
７ 第１の増幅器
８ 第２の増幅器
Ｃ 制御信号
Ｃ１ コンデンサ
Ｒ１ 抵抗
Ｌ１ 照射光
Ｌ２ 反射光
Ｓ１〜Ｓ５ 受光信号
Ｔｈ 閾値
Ｖａ 平均値
Ｖｆｌｏｔ 揺れ幅
Ｖｒｅｆ リファレンス
Ｐ１ 感知プログラム
Ｐ２ 変動成分算出プログラム（変動成分算出手段）
Ｐ３ 閾値調節プログラム（閾値調節手段）
Ｐ４ リファレンス算出プログラム（リファレンス算出手段）
Ｐ５ 精度向上処理プログラム
Ｐｈ ピークホールド回路
Ｐｒ 精度向上手段
Ｕ 使用者

Claims (3)

1. 水洗器と、この水洗器の使用者に向けて光を照射する投光器および前記使用者によって反射する光を受光する受光器を備えて、受光器からの受光信号を用いて使用者による水洗器の使用動作に応じた吐水および止水の切り換え制御信号を生成する制御部と、この制御信号によって止水状態および吐水状態に切り換えられる給水部とを有し、
   前記制御部は、前記投光器に電源周波数よりも高い特性周波数のワンショットパルスによる光を間欠的に発光させ、受光信号のうち前記特性周波数以上の周波数成分を透過させるフィルタ回路を備え、このフィルタ回路を透過した受光信号の強度が閾値以上であることによって水洗器の使用動作を感知するものであり、前記制御部は前記投光器が光を照射する直前における受光信号の平均値をリファレンスとして求めるリファレンス算出手段を備え、前記フィルタ回路はリファレンスを基準値として受光信号を増幅する増幅器を備え、前記増幅器によって増幅された受信信号に前記リファレンスと信号変動成分を加えたものを閾値として求めることにより閾値の調節を行なう閾値調節手段を備えることを特徴とする自動給水装置。
2. 前記フィルタ回路はコンデンサと抵抗によるフィルタである請求項１に記載の自動給水装置。
3. 前記制御部はフィルタ回路を透過した受光信号のピーク値を保持するピークホールド回路と、このピークホールド回路によって保持された受光信号のピーク値をデジタル変換するアナログデジタル変換器とを備え、前記光を照射した時点からアナログデジタル変換器が複数回受光信号をデジタル変換する時点まで、ピークホールド回路によってピーク値を保持させると共に、デジタル変換した複数の値からより信頼性の高い真のピーク値を求める精度向上手段を備える請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の自動給水装置。