JP6199612B2 - 人体検知センサ及び自動水栓 - Google Patents

Description

本発明は、人体検知センサを備えた自動水栓に関する。

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が知られている。自動水栓には、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、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子と、ＬＥＤ等の発光素子とが、オフセット配置された人体検知センサが提案されている。

この人体検知センサは、発光に応じて検知対象から返ってきた反射光の入射位置を特定して、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、所定の検知距離内の検知対象の存否を判定する。撮像素子を利用した人体検知センサであれば、例えば、撮像素子の画素毎の受光量の分布から反射光の入射位置を精度高く特定でき、高精度な測距が可能である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２−７７４７２号公報

例えば、洗面台の自動水栓では、両手の手の平で水を溜めるような使用状況が想定される。このような使用状況では、吐水が開始された後、溜水状態に移行したとき、溜水中に生じた気泡等によって光が屈折、反射を繰り返して拡散してしまい反射光の受光量が低下する場合がある。この場合、反射光の受光量の低下に起因して検知が不安定な状態に陥り、使用中であるにも関わらず止水に切り換えられてしまうおそれがある。

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、検知精度の高い優れた特性の人体検知センサ、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所定方向に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所定の検知距離の範囲内に位置する検知対象である人体を検知する自動水栓用の人体検知センサであって、
前記発光部による発光及び前記撮像部による受光が行われる撮像動作を制御する撮像制御手段と、
前記撮像素子を構成する画素の受光量を読み出す読出手段と、
前記撮像素子を構成する画素が前記所定方向に配列された領域である受光領域における前記反射光の入射位置を特定すると共に、当該入射位置に基づいて三角測量の原理により把握できる検知対象までの距離が前記所定の検知距離の範囲内に属しているか否かを判定する測距判定手段と、
前記読出手段が読み出した受光量に関する閾値判断を実行し、受光量が所定の受光量閾値以上であるか否かを判定する受光量判定手段と、
前記測距判定手段により前記所定の検知距離の範囲内に検知対象までの距離が属していると判定され、かつ、前記受光量判定手段により前記受光量が受光量閾値以上であると判定されたときに検知対象の検知状態と判断する検知判断手段と、
検知対象が存在する状態が継続しているか否かを判定する継続判定手段と、を備え、
前記受光量判定手段では、前記検知判断手段によって検知状態と判断されて吐水が開始された後、前記継続判定手段により検知対象が存在する状態が継続中と判定されている期間については、吐水が開始される前よりも前記受光量閾値が低く設定される人体検知センサある（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の内部に吐水する水栓と、
前記第１の態様をなす人体検知センサと、
検知状態であるか非検知状態であるかに応じて前記人体検知センサが出力するセンサ信号を利用し、前記水栓の吐水・止水の切換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、検知対象が存在する状態が継続しているか否かを判定する継続判定手段を備えている。吐水が開始された後、検知対象が存在する状態が継続していると判定されている期間では、前記受光量閾値が引き下げられて低く設定される。このように構成された人体検知センサであれば、例えば、両手の手の平で水を溜める使用状況下で反射光の受光量が低下した場合であっても、非検知状態と誤判断されて溜水中に止水に切り換えられてしまうおそれが少ない。

以上のように、本発明に係る人体検知センサは、検知精度の高い人体検知センサである。この人体検知センサを備える本発明の自動水栓は、誤作動が少なく動作信頼性の高い水栓である。

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。
本発明に係る人体検知センサが備える測距判定手段が、検知対象までの距離が前記所定の検知距離の範囲内に属しているか否かを判定する方法としては、少なくとも次の２つの方法が含まれる。１つめの方法は、入射位置に基づいて実際に検知対象までの距離を求め、その距離が検知距離の範囲内に属しているか否かを判定する方法である。２つめの方法は、前記受光領域において、前記所定の検知距離の範囲に対応する領域を設定し、この領域に前記入射位置が位置しているか否かを判断することにより、検知対象までの距離が前記所定の検知距離の範囲内に属しているか否かを判定する方法である。

本発明における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検知し、動体を検知し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）。
動体検知によれば、検知対象が存在している状態を確実性高く判定可能となる。例えば、両手の手の平を使って溜水する最中では、溜水中の気泡による乱反射により反射光の時間的な変化が生じ易いため動体を検知できる可能性が高い。

本発明における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、前記検知判断手段によって検知状態と判断されて吐水が開始された後の所定期間について、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）。
吐水が開始された後はある程度の時間に渡って使用が継続される可能性が高い。吐水の開始後、所定期間に渡って検知対象が存在する状態が継続していると判定すれば、例えば、両手の手の平を使って溜水する際、気泡による乱反射等によって反射光の受光量が低下しても誤判定を回避でき、使用者側が意図しない止水を未然に回避できる。

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、検知対象による拡散反射光の受光波形を例示する図。 実施例１における、受光波形の重心位置（入射位置）の計算方法の説明図。 実施例１における、三角測量の原理の説明図。 実施例１における、ＬＥＤ光の進路を示す説明図。 実施例１における、吐水開始時の受光波形と、溜水中の受光波形と、を対比するグラフ。 実施例１における、重心位置の揺れの度数分布を示すグラフ。 実施例１における、重心位置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、人体検知センサによる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１２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。赤外光を発光する発光部２５は、ＬＥＤ素子２５１と投光レンズ２５５とを備えている。撮像部２６は、ラインセンサ２６１と集光レンズ２６５とを備えている。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（所定方向）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ＬＥＤチップ２５０を実装した発光素子である。キャビティ内のＬＥＤチップ２５０は、透明樹脂２５４により封止されている。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２及び図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により受光領域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受光（露光）時間を調整可能である。ラインセンサ２６１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次元である撮像データを、受光動作を実行する毎に出力する。

本例のセンサユニット２では、発光部２５と撮像部２６とのオフセット方向に対して、受光領域２６３の長手方向が一致するようにラインセンサ２６１が組み込まれている。センサユニット２は、ラインセンサ２６１の撮像範囲の少なくとも一部に鉢面１５０（鉢１５１の内周面）が含まれるように水栓１６に組み込まれている。

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の受光量の分布である受光波形）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、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、５００ミリ秒。）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。

なお、本例の撮像制御手段３１１は、１回の動作期間内の撮像動作により、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回の露光の差分の受光量を画素毎に求めている。画素毎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ている。なお、図５は、検知対象の拡散反射光が入射したときに取得される受光波形の例である。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の画素の受光量（画素値）を示している。

検知処理部３２は、検知対象までの距離が検知距離（図７参照。）の範囲内であるか否かを判定する測距判定手段３２１、反射光の受光量が受光量閾値以上であるか否かを判定する受光量判定手段３２２、検知対象が存在している使用状態が継続している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。

検知判断手段３２４は、測距判定手段３２１、受光量判定手段３２２による判定結果に基づい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。検知判断手段３２４は、測距判定手段３２１により検知対象までの距離が検知距離の範囲内であると判定され、かつ、受光量判定手段３２２により受光量が受光量閾値（第１閾値又は第２閾値）以上であると判定されたとき、検知対象の検知状態と判断する。

測距判定手段３２１は、撮像動作により取得される図５の受光波形（画素毎の受光量分布）を利用して検知対象までの距離に関する判定を実行する。測距判定手段３２１は、第１ステップとして、まず、受光領域２６３に対する反射光の入射位置を特定する測距処理を実行する。本例では、受光波形の重心位置を反射光の入射位置として取り扱っている。その後、第２ステップ（測距判定ルーチン）として、所定の検知領域（図６参照。）内にその重心位置が位置しているか否かを判定することにより、検知対象までの距離が検知距離の範囲内であるか否かを判定する。

なお、本例の制御ユニット３は、測距処理により特定された重心位置を記憶する図示しない記憶領域を有している。この記憶領域には、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。

上記第１ステップでの重心位置の特定方法について、画素毎の受光量の分布を模式的に表す図６を参照して説明する。この第１ステップでは、受光波形の重心位置を特定するため、まず、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を計算する。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。次に、受光領域２６３の左端の画素番号ゼロの画素から順番に各画素２６０の画素値を積算していき、積算値がＳＤ／２に達したときの画素位置（黒丸で図示）を受光波形の重心位置として特定する。本例では、積算値の傾きを利用し、積算値ＳＤ／２となる画素位置を１／１０画素のサブピクセル精度で求めている。図６において、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の領域のうちのクロスハッチングの領域として把握される。

上記第２ステップでは、反射光の入射位置を表す重心位置が、図５及び図６の検知領域内に位置しているか否か判断される。この検知領域は、センサユニット２を利用した三角測量の原理を根拠として、次の通り設定されている。
本例の洗面台１５におけるセンサユニット２、鉢面１５０、使用者の手の位置関係は、図７のごとく模式的に表現できる。ＬＥＤ光のうち検知対象である手による反射光の成分がラインセンサ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ＬＥＤ素子２５１から遠い側に位置し、距離Ｈが長くなるほどＬＥＤ素子２５１に近く位置する。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（距離指標）となり得る。受光領域２６３（図３）内に設定された検知領域（図５及び図６）は、検知の対象となる検知距離（図７）に対応する領域である。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領域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全く同義となっている。

受光量判定手段３２２は、受光量に関する閾値判断を実行する。閾値判断する対象の受光量は、重心位置に当たる重心画素の受光量である。なお、本例に代えて、受光波形のうちの最大の受光量を閾値判断の対象としても良く、受光波形を構成する各画素の受光量（画素値）の総和ＳＤを閾値判断の対象とすることも良い。特に、本例の水栓１６では、吐水が開始されてから使用状態が継続している期間（検知対象が存在する状態が継続している期間）であるか、止水中の期間であるかに応じて受光量閾値が異なっている。例えば、吐水が継続されて溜水される期間では、水泡等によって光が乱反射して反射光の受光量が小さくなる傾向にある。本例では、このような傾向を考慮し、吐水が開始された後、使用状態の継続中において、受光量閾値を引き下げる制御を採用している。

なお、止水中等に適用される受光量閾値である第１閾値、及び吐水開始後、使用状態の継続中に適用される受光量閾値である第２閾値の設定について説明する。両手の手の平で作った窪み５０を表す図８のごとく、吐水直前の状態（ａ）と、吐水開始後の溜水状態（ｂ）とでは、ＬＥＤ光の進路が全く異なってくる。溜水のない吐水直前の状態（ａ）では、ＬＥＤ光が直進して手の平の表面で拡散反射する一方、溜水状態（ｂ）では、溜水中の気泡によってＬＥＤ光が屈折と反射を繰り返しながら進行して拡散する。これにより、溜水のない吐水直前の状態（ａ）の受光波形（ａ）と、溜水状態（ｂ）の受光波形（ｂ）とは、図９のごとく、受光量のレベルが大きく異なってくる。当然ながら、重心画素の受光量についても、溜水状態（ｂ）の方が格段に小さくなる。

第１閾値を溜水中にそのまま適用すると、受光量の低下に起因して非検知状態と判断されて誤って止水に切り換えられる可能性が高い。そこで、本例では、吐水開始後、使用状態の継続中に適用する第２閾値として、第１閾値の５０％を下回る受光量を設定している。このような第２閾値を設定すれば、吐水開始後の使用状態の継続中において、溜水しているにも関わらず止水されてしまうおそれを未然に抑制できる。

使用判定手段３２３は、受光波形の重心位置の揺れ（１／１０画素のサブピクセル精度の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位置の揺れが１〜２サブピクセル程度であるのに対して、動体の大部分では重心位置の揺れが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１０参照。）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１０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１１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位置の揺れが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していると判定する。

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１２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）が分布する受光波形（図５）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、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、検知対象までの距離が検知距離の範囲内に属するか否かを判定する（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領域（図５参照。）に位置しているか否かを判断することにより、検知対象までの距離が検知距離（図７参照。）の範囲内に属するか否かを判定する。

検知対象までの距離が検知距離の範囲内にないとき（Ｓ１０２：ＮＯ）、制御ユニット３は、直ちに非検知状態と判断する（Ｓ１２９）。一方、検知対象までの距離が検知距離の範囲内にある場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、重心画素の受光量について所定の第１閾値（受光量閾値）以上であるか否かの閾値判断を実行する（Ｓ１０３）。重心画素の受光量が第１閾値以上であれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、検知状態と判断し（Ｓ１０４）、吐水を開始あるいは継続したうえ（Ｓ１０５）、次の撮像動作を実行する。

一方、重心画素の受光量が第１閾値未満である場合（Ｓ１０３：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（Ｓ１１４）。制御ユニット３は、吐水中ではないときには（Ｓ１１４：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（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、動体判定処理Ｐ１１５を実行する。

この動体判定処理Ｐ１１５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（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、使用状態が継続していると判定し、受光量閾値を第１閾値よりも低い第２閾値に変更した上で（Ｓ１１７）、重心画素の受光量に関する閾値判断を再度実行する。重心画素の受光量が第２閾値以上であれば（Ｓ１１８：ＹＥＳ）、検知状態の判断を維持する（Ｓ１０４）。一方、重心画素の受光量が第２閾値未満であるときには（Ｓ１１８：ＮＯ）、受光量が第１閾値未満であるというＳ１０３：ＮＯの閾値判断の結果に応じて検知状態から非検知状態に判断を切り換え（Ｓ１２９）、止水に切り換えるか、あるいは止水状態を保持する（Ｓ１３０）。

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、吐水が開始された後、動体検知により使用状態が継続していると判定する期間において、受光量閾値を引き下げる。例えば、両手の手の平を合わせて窪みを作って溜水する使用状況に際して、溜水中に生じた気泡によってＬＥＤ光が反射・屈折を繰り返して拡散し、これにより反射光の受光量が低下した場合であっても非検知状態と誤判断するおそれを未然に回避できる。このような誤判断を回避できれば、溜水の途中で止水に切り換わってしまうような不都合が生じるおそれが少ない。

なお、本例では、図１２のステップＳ１１８のごとく、受光量が第２閾値を下回ったときに直ちに非検知状態と判断している。これに代えて、繰り返し実行される同図の処理において、時間的に２回連続して受光量が第２閾値を下回ったときに非検知状態と判断し、時間的に孤立して１回だけ受光量が第２閾値を下回っても検知状態を維持することも良い。

なお、本例では、第１閾値の５０％を下回る受光量を第２閾値として設定している。第１閾値と第２閾値との大きさ割合については適宜変更可能である。第２閾値が第１閾値よりも低い値であれば良い。

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。
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。
本例では、１次元的に画素が配列されたラインセンサ２６１を撮像素子として採用した例である。撮像素子は、２次元的に画素が配列されたエリアセンサを採用しても良い。

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重心位置を算出することも良い。

（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１３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、非検知状態から検知状態への切換に応じて吐水が開始された後、予め定めた規定時間（所定期間。本例では２秒）が経過するまでの間、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１３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。
吐水中に受光量が第１閾値未満であると判定されたとき（Ｓ１０３：ＮＯ→Ｓ１１４：ＹＥＳ）に実行される使用時間判定処理Ｐ２１５では、吐水が開始された後の経過時間について、規定時間内であるか否かの判定が実行される（Ｓ２１６）。この経過時間が規定時間を超えているときには（Ｓ２１６：ＮＯ）、受光量が第１閾値未満というＳ１０３：ＮＯの閾値判断の結果に応じて、検知状態から非検知状態に判断が切り換えられる（Ｓ１２９）。

一方、この経過時間が規定時間内であれば（Ｓ２１６：ＹＥＳ）、受光量閾値が第２閾値に切り換えられる（Ｓ１１７）。重心画素の受光量が第２閾値以上であれば（Ｓ１１８：ＹＥＳ）、検知状態の判断が維持され（Ｓ１０４）、第２閾値未満であれば（Ｓ１１８：ＮＯ）、検知状態から非検知状態へ判断が切り換えられる（Ｓ１２９）。

本例の検知処理では、非検知状態から検知状態への判断の切換に応じて吐水が開始された時点が基準の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規定時間（２秒）内である期間については、使用状態が継続していると推定的に判定され、受光量閾値が第１閾値から第２閾値に引き下げられ検知状態の判断基準が緩くなる。例えば、洗顔等のために両手の手の平に水を溜める際、溜水中の気泡等によって乱反射が生じて反射光の受光量が低くなる。吐水が開始されてから規定時間が経過するまでの間、使用状態が継続していると推定して受光量閾値を引き下げれば、溜水によってＬＥＤ光が拡散して反射光の受光量が低くなっても吐水を継続できる。

本例では、規定時間として２秒を設定している。この規定時間については適宜変更可能である。この規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。
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。

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、変更、あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。

１…人体検知センサ、１５…洗面台、１５０…鉢面、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…受光領域、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…測距判定手段、３２２…受光量判定手段、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所定方向に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所定の検知距離の範囲内に位置する検知対象である人体を検知する自動水栓用の人体検知センサであって、
   前記発光部による発光及び前記撮像部による受光が行われる撮像動作を制御する撮像制御手段と、
   前記撮像素子を構成する画素の受光量を読み出す読出手段と、
   前記撮像素子を構成する画素が前記所定方向に配列された領域である受光領域における前記反射光の入射位置を特定すると共に、当該入射位置に基づいて三角測量の原理により把握できる検知対象までの距離が前記所定の検知距離の範囲内に属しているか否かを判定する測距判定手段と、
   前記読出手段が読み出した受光量に関する閾値判断を実行し、受光量が所定の受光量閾値以上であるか否かを判定する受光量判定手段と、
   前記測距判定手段により前記所定の検知距離の範囲内に検知対象までの距離が属していると判定され、かつ、前記受光量判定手段により前記受光量が受光量閾値以上であると判定されたときに検知対象の検知状態と判断する検知判断手段と、
   検知対象が存在する状態が継続しているか否かを判定する継続判定手段と、を備え、
   前記継続判定手段は、前記反射光の時間的な変化を検出することで動体を検知した場合、又は、吐水が開始された後の経過時間が所定期間である場合、前記検知対象が存在する状態が継続していると判定し、
   前記受光量判定手段では、前記検知判断手段によって検知状態と判断されて吐水が開始された後、吐水中は、吐水が開始される前に前記受光量閾値として設定した第１閾値未満の前記受光量であり、かつ、前記継続判定手段により前記検知対象が存在する状態が継続していると判定されたとき、前記第１閾値より低い第２閾値を前記受光量閾値に設定する人体検知センサ。
2. 請求項１において、前記読出手段は、前記撮像素子を構成する複数の画素の受光量の分布である受光波形を読み出し、
   前記継続判定手段は、新たに特定された前記受光波形の重心位置と前回の前記受光波形の重心位置との差分と、予め定められた閾値とを比較することにより、前記動体の有無を検知する人体検知センサ。
3. 請求項２において、最新の２回分の前記受光波形の重心位置のデータを記憶する制御ユニットを備え、
   前記制御ユニットは、新しい前記受光波形の重心位置が特定されたときに、前記重心位置のデータのうちの古い方のデータを新しい重心位置のデータに書き換える人体検知センサ。
4. 底部に排水口を設けた鉢の内部に吐水する水栓と、
   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、
   検知状態であるか非検知状態であるかに応じて前記人体検知センサが出力するセンサ信号を利用し、前記水栓の吐水・止水の切換を実行する給水制御手段と、を備えた自動水栓。

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