JP6218107B2 - Faucet device - Google Patents
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Description
本発明は、光センサによって人体の有無を検出して吐止水動作を行う水栓装置に関する。 The present invention relates to a faucet device that detects the presence or absence of a human body with an optical sensor and performs a water-stopping operation.
水栓装置では、センサで人体を検出して電磁弁を駆動することにより、吐止水を制御している。特に、ラッチ式電磁弁を採用した水栓装置は、開/閉動作の切り替えの際に瞬間的に電力を消費するのみであり、開または閉の状態を保持するための電力を必要とする通常の電磁弁に比べて駆動電力が少なく、節電に効果がある。しかし、センサとして光センサを用いた場合、太陽光によってセンサが誤検出をしてしまうことがあった。 In the faucet device, water is controlled by detecting a human body with a sensor and driving an electromagnetic valve. In particular, a faucet device that employs a latch-type solenoid valve only consumes power instantaneously when switching between open / close operations, and usually requires power to maintain an open or closed state. Compared with the solenoid valve, the drive power is less, and it is effective for power saving. However, when an optical sensor is used as the sensor, the sensor may be erroneously detected by sunlight.
そこで、太陽光による光センサの誤検出を防止する技術として、特許文献1が知られている。特許文献1には、センサ出力オフのときに反射光の入力がないことを確認するオフ検知の技術が開示されている。
Therefore,
しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、頻繁にオフ検知を行っており、その度に光センサを駆動するため多くの電力を消費している。そのため、ラッチ式電磁弁を使用して節電を図っている水栓装置には搭載できない技術であった。
However, the technique disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、光センサを用いた水栓装置において、無駄な電力消費をせずに確実に反射光以外の光を検出して、反射光以外の光に起因する誤動作をしない水栓装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to reliably detect light other than reflected light without consuming unnecessary power in a faucet device using an optical sensor. Thus, it is an object of the present invention to provide a faucet device that does not malfunction due to light other than reflected light.
上記目的を達成するために請求項1記載の発明によれば、水栓装置は、光を投光する投光手段と、前記光が対象物に当たり反射された反射光を受光する第1の受光手段と、前記反射光に応じて受信信号を出力する出力手段と、吐水部に給水する給水路に設けられ、前記給水路を開閉する電磁弁と、前記反射光以外の光を受光する第2の受光手段と、前記出力手段の出力値が所定の状態になったときに人体の有無を判定する処理と、前記出力手段の出力値が第1のしきい値以上になったときに前記第2の受光手段を駆動して前記反射光以外の光の有無を判定する処理と、を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the faucet device includes: a light projecting unit that projects light; and a first light receiving unit that receives the reflected light that is reflected when the light hits an object. Means, an output means for outputting a reception signal in response to the reflected light, a solenoid valve for opening and closing the water supply path provided in a water supply path for supplying water to the water discharger, and a second light receiving light other than the reflected light. The light receiving means, a process for determining the presence or absence of a human body when the output value of the output means reaches a predetermined state, and the first value when the output value of the output means exceeds a first threshold value. And a control means for driving the two light receiving means to determine the presence or absence of light other than the reflected light.
これにより、頻繁に反射光以外の光のチェック処理を実行するのではなく、反射光以外の光が存在していると想定される状況では、反射光以外の光のチェック処理を実行する。そのため、無駄な電力消費をせずに確実に反射光以外の光を検出して、反射光以外の光に起因する誤動作をしないことを可能とした。 Accordingly, the check process for light other than the reflected light is not frequently executed, but the check process for light other than the reflected light is executed in a situation where light other than the reflected light is assumed to exist. Therefore, it is possible to reliably detect light other than the reflected light without wasteful power consumption and prevent malfunction caused by the light other than the reflected light.
また、請求項2記載の発明によれば、前記第2の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記投光手段と前記出力手段の動作を禁止する、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, when light other than the reflected light is detected by driving the second light receiving means, the operations of the light projecting means and the output means are prohibited. And
これにより、反射光以外の光の存在によって光センサが正常な検出動作をできない期間は、光センサの投光動作を停止する。反射光以外の光が存在している期間は、光センサの投光動作を行っても正確な検出判定ができないからである。そのため、反射光以外の光が存在している期間は、光センサの投光動作を停止することで無駄な電力消費をしないことを可能とした。 Thereby, the light projection operation of the optical sensor is stopped during a period in which the optical sensor cannot perform a normal detection operation due to the presence of light other than the reflected light. This is because during the period in which light other than the reflected light is present, accurate detection and determination cannot be performed even if the light projecting operation of the optical sensor is performed. Therefore, it is possible to prevent wasteful power consumption by stopping the light projecting operation of the optical sensor during the period in which light other than the reflected light is present.
また、請求項3記載の発明によれば、前記制御手段は、前記出力手段の出力の変動量が所定期間に所定範囲であるとき、前記出力手段の出力レベルを人体無と判断するための基準レベルとして記憶し、前記第2の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記基準レベルの更新を禁止する、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the control means provides a reference for determining that the output level of the output means is absent when the output fluctuation amount of the output means is within a predetermined range during a predetermined period. It is stored as a level, and when the light other than the reflected light is detected by driving the second light receiving means, updating of the reference level is prohibited.
これにより、反射光以外の光の存在によって光センサが正常な検出動作をできない期間は、基準レベルの更新を禁止する。反射光以外の光が存在している期間は、光センサの投光動作を行っても正確な反射量データが得られずに、正確な基準レベルに更新できないからである。そのため、反射光以外の光が存在している期間は、人体検出に利用される基準レベルの更新を禁止することで、基準レベルが反射光以外の光の影響を受けることがなくなり、光センサによる人体検出の精度を落とさないことを可能とした。 Thereby, the update of the reference level is prohibited during a period in which the optical sensor cannot perform a normal detection operation due to the presence of light other than the reflected light. This is because, during the period in which light other than the reflected light exists, accurate reflection amount data cannot be obtained even if the light projecting operation of the optical sensor is performed, and the reference level cannot be updated accurately. Therefore, during the period when light other than reflected light exists, the reference level used for human body detection is prohibited from being updated, so that the reference level is not affected by light other than reflected light. It was possible to keep the accuracy of human detection.
また、請求項4記載の発明によれば、前記制御手段は、前記出力手段の出力が、前記基準レベルに第2のしきい値を加算した値以上であれば人体有と判断し、前記第1のしきい値は、前記第2のしきい値以下である、ことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the control means determines that the human body is present if the output of the output means is equal to or greater than a value obtained by adding a second threshold value to the reference level. The threshold value of 1 is less than or equal to the second threshold value.
これにより、人体の検出有無状態が切り替わる前に、反射光以外の光のチェックを必ず行うことになる。反射光以外の光が存在すると、光センサが正常な検出動作をできなくなるが、検出判定が切り替わる程度までの影響を受けていなければ反射光以外の光のチェックをする必要性は低い。言い換えると、光センサの検出状態が切り替わりそうになる手前で反射光以外の光のチェックを行えばよい。 As a result, the light other than the reflected light is always checked before the detection state of the human body is switched. If light other than reflected light is present, the optical sensor cannot perform a normal detection operation. However, if it is not affected to such an extent that the detection determination is switched, the necessity for checking light other than reflected light is low. In other words, light other than the reflected light may be checked before the detection state of the optical sensor is about to change.
つまり、反射光以外の光のチェック条件を、人体有無の切り替え条件よりも厳しくしなければよい。逆に、反射光以外の光のチェック条件の方をより厳しくしてしまうと、光センサが誤検出をしてしまう可能性がある。こうすることで、より確実に反射光以外の光の存在をチェックすることができ、光センサの誤検出をより確実に防止することを可能とした。 In other words, the light check conditions other than the reflected light need not be stricter than the switching conditions for the presence or absence of a human body. On the other hand, if the check conditions for light other than reflected light are made stricter, there is a possibility that the optical sensor will make a false detection. By doing so, the presence of light other than the reflected light can be checked more reliably, and erroneous detection of the optical sensor can be prevented more reliably.
また、請求項5記載の発明によれば、前記制御手段は、人体有から人体無へと判定が切り替わったとき、前記第2の受光手段を駆動する、ことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the control means drives the second light receiving means when the determination is switched from having a human body to having no human body.
これにより、人体を非検出となったときは、反射光以外の光のチェックを必ず行うことになる。反射光以外の光が存在すると、人体による反射光がかき消されてしまうので、光センサは人体を非検出と判断しやすくなる。そのため、人体を検出状態から非検出状態へと切り替わったときは、反射光以外の光による影響を受けている可能性があるため、このタイミングで反射光以外の光のチェックをしておけば、光センサの誤検出を防止することができる。 Thus, when a human body is not detected, light other than reflected light is always checked. If there is light other than the reflected light, the reflected light from the human body is drowned out, so the optical sensor can easily determine that the human body is not detected. Therefore, when the human body is switched from the detection state to the non-detection state, it may be affected by light other than the reflected light, so if you check the light other than the reflected light at this timing, It is possible to prevent erroneous detection of the optical sensor.
これにより、光センサの誤検出を防ぎつつ、反射光以外の光のチェックをする頻度を更に少なくできるので、更なる低消費電力での駆動を可能とした。 As a result, it is possible to further reduce the frequency of checking light other than the reflected light while preventing erroneous detection of the optical sensor, thus enabling driving with even lower power consumption.
また、請求項6記載の発明によれば、前記制御手段は、前記第2の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記電磁弁を閉駆動して止水する、ことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, when the control means detects light other than the reflected light by driving the second light receiving means, the electromagnetic valve is driven to stop and water is stopped. It is characterized by that.
これにより、吐水中に反射光以外の光が出現したときは、光センサの検出状態に関わらずに、強制的に止水する。これは、主に手洗い用途の水栓装置に対しての安全停止動作である。手洗い用途の水栓装置では、人体(手)を検出している期間中は吐水をして、非検出になると止水する。ここで、検出中(吐水中)に、反射光以外の光によって光センサの正確な検出動作ができなくなると、非検出の判断ができずに、止水動作ができなくなってしまう。そこで、吐水中に反射光以外の光が出現したときは、確実に止水動作をすることで、水栓装置の安全停止を可能とした。 Thus, when light other than the reflected light appears in the water discharge, the water is forcibly stopped regardless of the detection state of the optical sensor. This is a safe stop operation for a faucet device mainly used for hand washing. In a faucet device for hand-washing, water is discharged during a period when a human body (hand) is detected, and water is stopped when it is not detected. Here, if the detection operation of the optical sensor cannot be performed accurately by light other than the reflected light during detection (water discharge), the non-detection cannot be determined and the water stop operation cannot be performed. Therefore, when light other than reflected light appears in the water discharge, the water faucet device can be safely stopped by reliably performing a water stop operation.
また、請求項7記載の発明によれば、前記制御手段は、前記第2の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したとき、人体検出の積算時間が所定値以上であれば、前記電磁弁を駆動して一定時間の吐水動作を行う、ことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, when the control means detects light other than the reflected light by driving the second light receiving means, if the accumulated time of human body detection is a predetermined value or more, The electromagnetic valve is driven to perform a water discharging operation for a predetermined time.
これにより、人体を検出中に反射光以外の光が出現したときは、それまでの検出時間に応じて吐止水動作を切り替える。これは、主に汚物洗浄用途の水栓装置に対しての安全停止動作である。汚物洗浄用途の水栓装置では、人体を一旦検出してから、その後、非検出になると一定時間の便器洗浄(吐水動作)を行う。ここで、人体検出中に、反射光以外の光によって光センサの正確な検出動作ができなくなると、非検出の判断ができずに、便器洗浄ができなくなってしまう。そこで、人体検出中に反射光以外の光が出現したときは、便器洗浄をして、確実に汚物を洗い流すことで、水栓装置の安全停止を可能とした。 Thereby, when light other than reflected light appears during the detection of the human body, the water discharge operation is switched according to the detection time until then. This is a safe stop operation for a faucet device mainly used for cleaning filth. In a faucet device for cleaning filth, once a human body is detected, then when it is not detected, toilet cleaning (water discharge operation) is performed for a certain period of time. Here, if the detection operation of the optical sensor cannot be performed with light other than the reflected light during human body detection, the non-detection cannot be determined and the toilet bowl cannot be cleaned. Therefore, when light other than reflected light appears during human body detection, the faucet device can be safely stopped by washing the toilet bowl and reliably washing away the filth.
本発明によれば、光センサを用いた水栓装置において、無駄な電力消費をせずに確実に反射光以外の光を検出して、反射光以外の光に起因する誤動作をしない水栓装置を提供することができる。 According to the present invention, in a faucet device using an optical sensor, a faucet device that reliably detects light other than reflected light without wasteful power consumption and does not malfunction due to light other than reflected light. Can be provided.
また、本発明は、人体を検出中に吐水する水栓装置と、人体を一旦検出してから非検出後に吐水する水栓装置とのいずれにも適用可能な技術であり、且つ、反射光以外の光を検出した際には確実に安全停止することが可能となる。 In addition, the present invention is a technique applicable to both a faucet device that discharges water while detecting a human body and a faucet device that discharges water after detecting a human body once and then non-detection, and other than reflected light When this light is detected, a safe stop can be surely performed.
(1)第1の実施形態:
図1は、本実施形態にかかる水栓装置の概略を断面的に示した模式図である。水栓装置100は、対象物(人体や物体等)を検出して自動的な吐止水を行うものであり、洗面台に備え付けられる洗面器1に対して吐止水を行う。
(1) First embodiment:
Drawing 1 is a mimetic diagram showing the outline of the faucet device concerning this embodiment in section. The
洗面器1は、洗面カウンタ2の上面に設けられる。洗面カウンタ2上には、洗面器1のボウル面1aに対して水を吐出するためのスパウトを構成する水栓3が設けられる。水栓3は、水を吐出する吐水口3aを有し、この吐水口3aから吐出される水が洗面器1のボウル面1a内に吐出されるように設けられる。
The
水栓3が吐水口3aから吐出する水は、給水路4により供給される。給水路4は、水道管等の給水源から供給される水を吐水口3aへと導く。洗面器1には、排水路5が接続されている。排水路5は、吐水口3aから洗面器1のボウル面1a内に吐水された水を排出する。
The water discharged from the
水栓装置100は、電磁弁6と、光センサ部8と、コントローラ部9とを備える。光センサ部8とコントローラ部9は分離されており、光センサ部8は水栓3の内部に収容され、電磁弁6及びコントローラ部9は、洗面台の下側に収容される。
The
光センサ部8とコントローラ部9は、接続ケーブル7で接続されている。コントローラ部9は接続ケーブル7を介して光センサ部8に電源電圧を供給し、接続ケーブル7を介して光センサ部8を制御する。
The
電磁弁6は、給水路4に設けられ、給水路4の開閉を行う。電磁弁6が開くと、給水路4から供給される水が吐水口3aから吐出される吐水状態となり、電磁弁6が閉じると、給水路4から供給される水が吐水口3aから吐出されない止水状態となる。
The
電磁弁6は、コントローラ部9に接続されており、コントローラ部9は、電磁弁6を駆動して開/閉動作を制御する。電磁弁6は、コントローラ部9からの制御信号に従って電気的に制御され、給水路4の開閉を行う。このように、電磁弁6は、吐水口3aから吐水される水の給水路4を開閉する給水バルブとして機能する。
The
電磁弁6は、いわゆるラッチングソレノイドバルブと称される自己保持型電磁弁(ラッチ式電磁弁)であり、ソレノイドコイルへの一方向への通電によって閉状態から開状態に動作(開動作)し、その後ソレノイドコイルへの通電を遮断しても開状態を保持し、ソレノイドコイルへの他方向への通電によって開状態から閉状態に動作(閉動作)し、その後ソレノイドコイルへの通電を遮断しても閉状態を保持する。
The
光センサ部8は、吐水口3aに接近する対象物(手など)を検出する。この吐水口3aの吐水先が、光センサ部8の検知領域となる。光センサ部8は、伝播波を送信し、送信した伝播波を受けた人体等の対象物から反射した伝播波を受信することにより、対象物の位置や動き等を検出する。
The
光センサ部8は、例えば、赤外光、可視光等の光センサを用いることが可能である。
For example, an optical sensor such as infrared light or visible light can be used as the
光センサ部8は、水栓3の吐水口3a近くの内部に設けられ、洗面台の使用者側(図1において左側)に向けて伝播波を送信するように配置される。これにより、光センサ部8は、吐水口3aに人体が近づいてきたことや、吐水口3aに近づいた人体から吐水口3aに向けて手が差し出されたこと等を検出することができる。
The
光センサ部8は、コントローラ部9に接続される。コントローラ部9には、光センサ部8の出力する信号が入力されており、この信号に基づいて対象物の位置や動き等を検知する。そして、その検出結果に基づいて電磁弁6を制御する。
The
コントローラ部9は、光センサ部8の出力する信号に基づいて電磁弁6の開/閉動作を制御する。このため、コントローラ部9には、センサ部8からの出力信号が入力される。また、コントローラ部9は、光センサ部8に対して制御信号を出力して、光センサ部8のセンシング動作を制御する。
The
以上のように、本実施形態の水栓装置100は、電磁弁6と、光センサ部8と、コントローラ部9とを備え、光センサ部8の検出信号に基づいてコントローラ部9が制御することにより、電磁弁6の開/閉動作が制御される。これにより、吐水口3aに接近する対象物の検出結果(洗面台の使用者の動き等)に応じた吐水を行う。
As described above, the
また、光センサ部8は常に動作しているのではなく、センシングを必要とするタイミングに動作をするように、コントローラ部9が制御している。これにより、光センサ部8の消費電力を下げることができる。コントローラ部9は、使用者が不便に感じない程度に光センサ部8のセンシング動作の頻度を下げることで、水栓装置100全体の低消費電力化を図ることができる。
Further, the
次に、センサの検出動作を説明する。
図2は、本発明の水栓装置100の回路図である。図3はセンサの検出動作を行う際の動作を示すタイミングチャートである。また、図4は、反射光以外の光が存在する際のセンサの動作を示すタイミングチャートである。
Next, the detection operation of the sensor will be described.
FIG. 2 is a circuit diagram of the
反射光以外の光とは、光センサ部8が発光した光以外のものであり、他の装置の光センサや、照明光、太陽光などである。
The light other than the reflected light is light other than the light emitted from the
図2において、40は光センサ部8の出力信号である赤外光を投光する投光素子、30は対象物から反射した赤外光を受光する受光素子である。22は光センサ部8を含む水栓装置100の回路を制御する制御手段であり、光センサ部8の検出結果に応じて電磁弁駆動手段23を駆動して、水栓の自動吐水を行う。
In FIG. 2, reference numeral 40 denotes a light projecting element that projects infrared light that is an output signal of the
図1で説明したコントローラ部9は、図2では制御手段22と電磁弁駆動手段23に相当する。FET42と抵抗41は、投光素子40に所定の電流を流すための回路であり、制御手段22から出力されるタイミング信号(LEDOUT)により投光素子40がパルス投光する投光手段50が形成されている。
The
抵抗31とOPアンプ32は受光手段51を構成し、受光素子30が、その受光量に比例して発生する光電流を電圧に変換する。この電圧のAC成分はコンデンサ33を介して抵抗10、11及びOPアンプ12からなる増幅手段52に入力され、増幅される。増幅手段52の出力は、抵抗13、14及びOPアンプ15からなる反転手段53に入力される。反転手段53では、信号振幅は等しく、その極性が反転する。
The resistor 31 and the
また、受光手段51の出力は制御手段22にも入力される(ADIN2)。この出力はコンデンサ33を介していないので、AC成分だけでなくDC成分も含んだ信号となる。
The output of the light receiving means 51 is also input to the control means 22 (ADIN2). Since this output does not pass through the
更に、増幅手段52の出力はアナログスイッチ16を介して、また、反転手段53の出力はアナログスイッチ17を介して積分手段54に入力される。なお、アナログスイッチ16及び17はそれぞれ、制御手段22から出力されるタイミング信号S2及びS3により、オン/オフされる。
Further, the output of the amplifying unit 52 is input to the integrating
積分手段54は、抵抗18とコンデンサ19、OPアンプ20により構成される。また、21は制御手段22が出力するタイミング信号S1によってオン/オフするアナログスイッチであり、コンデンサ19の放電( 積分手段54のリセット) を行う。積分手段54の出力は制御手段22に入力される(ADIN1)。
The integrating means 54 includes a
ここまで説明した一連の投受光動作を行う回路構成は、図1で説明したセンサ部8に相当する。
The circuit configuration for performing the series of light projecting and receiving operations described so far corresponds to the
また、増幅手段52と反転手段53と積分手段54とは、受光手段51の出力信号を変換していることから、これらをまとめて出力手段55と呼ぶこととする。そして、積分手段54の出力は出力手段55の出力と等しい。
The amplifying unit 52, the inverting
そして、制御手段22により信号S1、S2、S3を制御し、投光のタイミングと積分のタイミングを同期させることにより効果的な信号の積分とノイズ除去を行うことができる。従来から知られているこの動作を図3のタイミングチャートを用いて説明する。 Then, the signals S1, S2 and S3 are controlled by the control means 22, and effective signal integration and noise removal can be performed by synchronizing the light projection timing and the integration timing. This conventionally known operation will be described with reference to the timing chart of FIG.
図3は、センサの検出動作を行う際の動作を示すタイミングチャートである。
まず、パルス投光を行う前に、図3のT0のタイミングから所定時間、信号S1によってアナログスイッチ21をオンし、コンデンサ19を放電、すなわち積分手段54をリセットする。この状態の積分手段54の出力電圧(OPアンプ20の出力)が基準(反射信号のゼロ位置)となる。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation when the sensor detection operation is performed.
First, before performing pulse projection, the analog switch 21 is turned on by a signal S1 for a predetermined time from the timing T0 in FIG. In this state, the output voltage of the integrating means 54 (output of the OP amplifier 20) becomes the reference (the zero position of the reflected signal).
T1のタイミングでLEDOUT信号がオン出力されてFET42がオンして、投光素子40が投光する。これと同時に、信号S2がオン出力されてアナログスイッチ16がオンし、投光素子40の投光に同期して、反射光に比例した信号である増幅手段出力を積分手段54で積分する。
At the timing of T1, the LEDOUT signal is turned on, the FET 42 is turned on, and the light projecting element 40 emits light. At the same time, the signal S2 is turned on and the analog switch 16 is turned on, and the integrating
T2のタイミングでLEDOUT信号がオフする。これと同時に、信号S2がオフし、信号S3がオンしてアナログスイッチ17がオンする。ここでは、投光素子40が投光していない状態の受信信号を、反転手段53によって極性を反転させて積分手段54で積分する。T3のタイミングでは、信号S3がオフ、信号S2がオンして、T1〜T3のタイミングの動作を繰り返す。なお、T1〜T2とT2〜T3の時間間隔は、同じ時間である。こうして、図3のT5のタイミングまで、同一の動作を2回繰り返す。
The LEDOUT signal is turned off at the timing T2. At the same time, the signal S2 is turned off, the signal S3 is turned on, and the analog switch 17 is turned on. Here, the received signal in a state where the light projecting element 40 is not projecting light is inverted by the inverting means 53 and integrated by the integrating
投光素子40の投光に同期して増幅手段出力を積分することにより、積分手段出力は、投光回数に比例した反射受光量(ADIN1)を出力する。図2の回路の場合、検出対象からの反射光、すなわち投光パルスに同期した信号は、積分手段出力が上昇する側に積分される。 By integrating the amplification means output in synchronization with the light projection of the light projecting element 40, the integration means output outputs a reflected light reception amount (ADIN1) proportional to the number of light projections. In the case of the circuit of FIG. 2, the reflected light from the detection target, that is, a signal synchronized with the light projection pulse is integrated on the side where the integration means output increases.
なお、これは図2の構成でそうなるのであって、例えば受光素子30の取り付け極性、増幅手段52の構成(反転型か非反転型か)や増幅段数によっては積分手段出力が下降する側に積分される場合もある。信号が、上昇と下降のどちら方向に積分されるかは本質的な問題ではない。 Note that this is the case with the configuration of FIG. 2. For example, depending on the mounting polarity of the light receiving element 30, the configuration of the amplification means 52 (inversion type or non-inversion type), and the number of amplification stages, the integration means output may be reduced. Sometimes integrated. It is not an essential problem whether the signal is integrated in the rising or falling direction.
また、増幅手段出力と反転手段出力を同時間、同回数積分することにより、投光に同期しない成分、つまり光センサ部8の動作環境にあるランダムノイズを打ち消すことができる。こうして、投光と積分動作を繰り返すことで、反射信号量(積分手段出力)は大きくなり、ノイズ成分は小さくなってセンサのS/N比が向上する。以上は良く知られた同期積分の動作である。
Further, by integrating the output of the amplification means and the output of the inverting means for the same time and the same number of times, it is possible to cancel out the component that is not synchronized with the light projection, that is, the random noise in the operating environment of the
以上説明したように、図3は周囲に他の装置の光センサや、照明光、太陽光などの強烈な反射光以外の光が存在しない場合の動作であった。 As described above, FIG. 3 shows the operation in the case where there is no light other than intense reflected light such as light sensors of other devices, illumination light, sunlight, or the like.
続いて、反射光以外の光が存在している場合のセンサ動作を図4のタイミングチャートを用いて説明する。
図4は、反射光以外の光が存在する際のセンサの動作を示すタイミングチャートである。
Next, the sensor operation when light other than reflected light is present will be described with reference to the timing chart of FIG.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the sensor when light other than reflected light is present.
制御手段22による各種タイミング制御は図3の場合と全く同じである。ここで、反射光以外の光のパワーが強烈であると、受光素子30に大きな光電流が流れてOPアンプ32の出力が大きくなる。この状況において、その光電流値がOPアンプ32の出力ダイナミックレンジ(出力限界値)に対して余力があれば、OPアンプ12、OPアンプ15、OPアンプ20の出力波形は図3と同様に形成されるが、OPアンプ32の出力ダイナミックレンジ(出力限界値)に対して余力がない場合、OPアンプ12の反転入力には信号が発生せず、OPアンプ12、OPアンプ15、OPアンプ20の出力波形は図4のようになる。
Various timing controls by the control means 22 are exactly the same as in FIG. Here, if the power of light other than the reflected light is intense, a large photocurrent flows through the light receiving element 30 and the output of the
これは、OPアンプ12の反転入力にはOPアンプ32の交流成分の出力のみが伝達されるように前述したコンデンサ33があるのだが、OPアンプ32の出力が飽和することで、その交流成分が発生しなくなるためである。そして、OPアンプ12の反転入力に信号が発生しないので、最終的に積分手段出力(OPアンプ20の出力量)は0となる。つまり、強烈な反射光以外の光の存在有無によって、積分手段54の信号量(ADIN1)が正しく取り出せないことになる。
This is because the above-described
この状況は、例えば、水栓装置100が太陽光の差し込む場所に設置されているときに発生する。また、水栓装置100の天井位置に照度の高い照明が設置されていて、その照明の点灯によっても発生する可能性がある。このように、強烈な反射光以外の光が存在する状況では、正確な反射受光量が取り出せず、光センサ部8が誤検出して、水栓装置100が誤吐水をしてしまう危険性があった。
This situation occurs, for example, when the
そこで、本実施形態では、ある所定条件が成立した場合にOPアンプ32の出力信号、即ち受光手段51の出力(ADIN2)をチェックすることで、この誤吐水を防止しており、その動作を図5のフローチャートを用いて説明する。
Therefore, in the present embodiment, when a predetermined condition is satisfied, the output signal of the
図5は、本実施形態にかかる水栓装置100のメイン動作を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the main operation of the
まず、投光タイマと基準レベルタイマをスタートする(S100)。次に、投光タイマが0.5秒経過するまでループして待機する(S101)。この0.5秒は光センサ部8の投光周期であり、設置状況などに応じて変更しても構わない。0.5秒が経過すると(S101のYES)、投光タイマをリセットスタートする(S102)。これは、次の投光周期(0.5秒)を再び計測するためである。
First, a light projection timer and a reference level timer are started (S100). Next, it loops and waits until the light emission timer has passed 0.5 seconds (S101). This 0.5 second is the light projection period of the
続いて、飽和フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S103)。飽和フラグが1にセットされる条件については後ほど説明するが、飽和フラグの役割は、反射光以外の光によって受光手段51の出力が飽和しているか否かを示すことである。 Subsequently, it is checked whether or not the saturation flag is set to 1 (S103). The condition for setting the saturation flag to 1 will be described later. The role of the saturation flag is to indicate whether the output of the light receiving means 51 is saturated by light other than reflected light.
飽和フラグが1にセットされている場合は(S103のYES)、飽和チェックサブルーチンの処理を実行する(S104)。飽和チェックサブルーチンの処理については後ほど説明するが、このサブルーチンでは、反射光以外の光によって受光手段51の出力が飽和しているか否かをチェックして、飽和していれば飽和フラグを1にセットして、飽和していなければ飽和フラグを0にクリアしている。 If the saturation flag is set to 1 (YES in S103), the saturation check subroutine is executed (S104). The processing of the saturation check subroutine will be described later. In this subroutine, it is checked whether or not the output of the light receiving means 51 is saturated by light other than the reflected light, and if it is saturated, the saturation flag is set to 1. If not saturated, the saturation flag is cleared to zero.
飽和チェックサブルーチンの処理が終わった後は、Aの位置に戻り、再び投光タイマが0.5秒経過するまでループして待機する(S101)。 After the processing of the saturation check subroutine is completed, the process returns to the position A, and waits in a loop until the light emission timer reaches 0.5 seconds again (S101).
一方、ステップS103で飽和フラグが0にクリアされていれば(S103のNO)、センサ投光サブルーチンを実行する(S110)。センサ投光サブルーチンでは、光センサ部8が図3、図4で説明したタイムチャートの動作を実行する。
On the other hand, if the saturation flag is cleared to 0 in step S103 (NO in S103), a sensor projection subroutine is executed (S110). In the sensor projection subroutine, the
図6は、本発明の水栓装置100のセンサ投光サブルーチン動作を示すフローチャートである。これは、図3、図4のタイムチャートの処理をフローチャートにおとしこんだものである。
FIG. 6 is a flowchart showing the sensor projection subroutine operation of the
まず、カウンタを0にクリアする(S200)。このカウンタは投光パルスの発光回数を計測するためのものである。次に、受光回路をONする(S201)。受光回路は、前述した受光手段51、増幅手段52、反転手段53、積分手段54を含んだ回路である。受光回路にはOPアンプが複数存在しており、それらに対して常に電源供給をしていると電力を消費してしまう。そこで、このように、投光動作を行うタイミングでのみ電源供給することで低消費電力化している。 First, the counter is cleared to 0 (S200). This counter is for measuring the number of times of light emission of the projection pulse. Next, the light receiving circuit is turned on (S201). The light receiving circuit is a circuit including the light receiving means 51, the amplifying means 52, the inverting means 53, and the integrating means 54 described above. There are a plurality of OP amplifiers in the light receiving circuit, and power is consumed if power is always supplied to them. Thus, the power consumption is reduced by supplying power only at the timing of performing the light projecting operation.
続いて、S1を一定時間ONする(S202)。これは、図3、図4で説明した積分手段のリセット動作に相当する。フローチャート上ではON時間を100usとしているが、回路特性に応じてON時間を変更しても構わない。 Subsequently, S1 is turned on for a predetermined time (S202). This corresponds to the resetting operation of the integrating means described with reference to FIGS. In the flowchart, the ON time is set to 100 us, but the ON time may be changed according to circuit characteristics.
続いて、LEDOUTとS2を一定時間ONする(S203)。これは、図3、図4で説明したT1からT2の動作に相当する。フローチャート上ではON時間を100usとしているが、回路特性に応じてON時間を変更しても構わない。 Subsequently, LEDOUT and S2 are turned on for a certain time (S203). This corresponds to the operation from T1 to T2 described in FIGS. In the flowchart, the ON time is set to 100 us, but the ON time may be changed according to circuit characteristics.
続いて、S3を一定時間ONする(S204)。これは、図3、図4で説明したT2からT3の動作に相当する。フローチャート上ではON時間を100usとしているが、回路特性に応じてON時間を変更しても構わない。 Subsequently, S3 is turned on for a predetermined time (S204). This corresponds to the operation from T2 to T3 described with reference to FIGS. In the flowchart, the ON time is set to 100 us, but the ON time may be changed according to circuit characteristics.
その後、カウンタを1加算して(S205)、カウンタが2に達したか否かをチェックする(S206)。カウンタが2に達していなければ(S206のNO)、再びLEDOUTとS2のON動作に戻る(S203)。これは、図3、図4で説明したT3からT5の動作に相当する。カウンタは、投光パルスの発光回数を表しており、図3、図4のように2回発光する場合は、カウンタの比較値は2となる。 Thereafter, the counter is incremented by 1 (S205), and it is checked whether the counter has reached 2 (S206). If the counter has not reached 2 (NO in S206), the operation returns to the ON operation of LEDOUT and S2 again (S203). This corresponds to the operation from T3 to T5 described with reference to FIGS. The counter represents the number of times of light emission of the projection pulse. When the light is emitted twice as shown in FIGS. 3 and 4, the comparison value of the counter is 2.
カウンタが2に達した場合は(S206のYES)、ADIN1を測定する(S207)。ADIN1は積分手段54の出力値であり、今回の投光動作による反射受光量(センサデータ)を示している。この反射受光量の変化によって人体の検出をしており、以降、反射受光量のことをセンサデータと呼ぶ。更に言い換えると、このセンサデータは出力手段55の出力となる。 ADIN1の測定終了後は、受光回路をOFFして、図5のメインフローに戻る(S208)。
When the counter reaches 2 (YES in S206), ADIN1 is measured (S207). ADIN1 is an output value of the integrating
続いて、図5のメインフローでは、センサデータに変化があったか否かをチェックする(S111)。具体的には、今回のセンサデータ結果(今回のADIN1の測定値)と前回のセンサデータ結果(前回のADIN1の測定値)を比較して、差異があるか否かをチェックしている。 Subsequently, in the main flow of FIG. 5, it is checked whether or not the sensor data has changed (S111). Specifically, the current sensor data result (current ADIN1 measurement value) and the previous sensor data result (previous ADIN1 measurement value) are compared to check whether there is a difference.
例えば、前回のセンサ動作時点では反射光以外の光が存在していなければ、図3に示すセンサデータとなり、今回のセンサ動作時点では反射光以外の光が存在していれば、図4に示すセンサデータとなる。この場合、センサデータの結果に差異が生じるので「センサデータに変化あり」(S111のYES)となる。 For example, if there is no light other than the reflected light at the time of the previous sensor operation, the sensor data shown in FIG. 3 is obtained. If light other than the reflected light is present at the time of the current sensor operation, the light is shown in FIG. It becomes sensor data. In this case, since a difference occurs in the result of the sensor data, “Sensor data is changed” (YES in S111).
なお、この差異が発生したとするしきい値(第1のしきい値)については水栓装置100の設置状況下に応じて適宜設定してよい。例えば、水栓装置100が使われていない状態のセンサデータが40程度であったとすれば、差異のしきい値は5程度とすることができる。つまり、今回のセンサデータと前回のセンサデータの差分が5以上であれば、「センサデータに変化あり」となる。
Note that the threshold value (first threshold value) at which this difference has occurred may be appropriately set according to the installation status of the
また、センサデータに変化があったか否かの別のチェック方法としては、後述する基準レベルとの差異を比較してもよい。基準レベルとは人体を検出していない状態でのセンサデータ値であり、微妙な誤差を吸収するために複数センサデータの平均値を使用している。今回のセンサデータが基準レベルと比較して差異が生じていれば「センサデータに変化あり」としてよい。 Further, as another method for checking whether or not the sensor data has changed, a difference from a reference level described later may be compared. The reference level is a sensor data value in a state where no human body is detected, and an average value of a plurality of sensor data is used to absorb a subtle error. If there is a difference between the current sensor data and the reference level, it may be determined that “the sensor data has changed”.
この場合も、基準レベルが40であった場合は、差分のしきい値(第1のしきい値)を5としてよい。 Also in this case, when the reference level is 40, the difference threshold value (first threshold value) may be set to 5.
センサデータに変化ありとなった場合は(S111のYES)、飽和チェックサブルーチンを実行する(S112)。 When the sensor data has changed (YES in S111), a saturation check subroutine is executed (S112).
図7は、本発明の水栓装置100の飽和チェックサブルーチン動作を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a saturation check subroutine operation of the
まず、受光回路をONする(S300)。図6で説明したセンサ投光サブルーチンと同様、受光回路は必要なときにだけONするので、無駄な電力を消費せずにすむ。次に、ADIN2を測定する(S301)。ADIN2は受光手段51の出力値であり、反射光以外の光の存在によって、この出力値は変動する。本実施形態の回路構成では、反射光以外の光が強くなるにしたがって、ADIN2の値は大きくなる。ADIN2の測定値によって、反射光以外の光の検出をしており、以降、ADIN2の値を反射光以外の光データと呼ぶ。 First, the light receiving circuit is turned on (S300). Similar to the sensor projection subroutine described with reference to FIG. 6, the light receiving circuit is turned on only when necessary, so that it is not necessary to consume useless power. Next, ADIN2 is measured (S301). ADIN2 is an output value of the light receiving means 51, and this output value varies depending on the presence of light other than the reflected light. In the circuit configuration of the present embodiment, the value of ADIN2 increases as the light other than the reflected light becomes stronger. Light other than the reflected light is detected based on the measured value of ADIN2, and the value of ADIN2 is hereinafter referred to as optical data other than the reflected light.
反射光以外の光データの測定が終了した後は、受光回路をOFFする(S302)。
なお、飽和チェックサブルーチンでは、ADIN1(積分手段54の出力)は測定する必要がない。そのため、受光回路に供給する電源は、受光手段51のみとしてもよい。そうすることで、更なる低消費電力化を実現できる。
After the measurement of the optical data other than the reflected light is completed, the light receiving circuit is turned off (S302).
In the saturation check subroutine, it is not necessary to measure ADIN1 (the output of the integrating means 54). Therefore, the power supply supplied to the light receiving circuit may be only the light receiving means 51. By doing so, further reduction in power consumption can be realized.
そして、測定した反射光以外の光データ値が大きいか否かをチェックする(S303)。ここでいう「反射光以外の光データ値が大きいか否か」とは、受光手段51の出力値が、OPアンプ32の出力限界値付近に達しているか否か、即ち、OPアンプ32の出力が飽和していないか否かをチェックしているということである。
Then, it is checked whether the optical data value other than the measured reflected light is large (S303). Here, “whether or not the optical data value other than the reflected light is large” means whether or not the output value of the light receiving means 51 has reached the vicinity of the output limit value of the
例えば、OPアンプ32の出力限界値を3.0Vと定めるのならば、測定した反射光以外の光データ値が3.0V相当以上であれば、「反射光以外の光データ値が大きい」ということになり、飽和とみなす。
For example, if the output limit value of the
なお、この飽和とみなすしきい値については、OPアンプ32の出力限界値よりも若干低めに設定しても構わない。これは、出力限界値付近では、OPアンプ32の能力が不安定になりやすく、センサデータの周波数特性や出力のリニア性が失われてしまうためである。例えば、OPアンプ32の出力限界値が3.0Vであるのならば、飽和のしきい値は2.5V程度に設定しておくと、より安定したセンサデータを得ることができる。
Note that the threshold value regarded as saturation may be set slightly lower than the output limit value of the
このように、受光手段51の出力(OPアンプ32の出力)が完全に飽和する手前で「飽和している」と制御上ではみなすことも、本発明の技術範囲には含まれている。 Thus, it is also included in the technical scope of the present invention that the output of the light receiving means 51 (output of the OP amplifier 32) is regarded as “saturated” before it is completely saturated.
反射光以外の光データ値の測定結果によって、測定値が大きい場合は(S303のYES)、飽和フラグを1にセットしてメインフローに戻る(S304)。測定値が大きくなければ(S303のNO)、飽和フラグを0にクリアして、メインフローに戻る(S305)。 If the measurement value is large according to the measurement result of the optical data value other than the reflected light (YES in S303), the saturation flag is set to 1 and the process returns to the main flow (S304). If the measured value is not large (NO in S303), the saturation flag is cleared to 0 and the process returns to the main flow (S305).
図5のメインフローに戻ると、飽和フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S113)。0にクリアされていれば(S113のNO)、検出判定サブルーチンを実行する(S130)。なお、ステップS111にて、センサデータに変化なしとなった場合にも(S111のNO)、ステップS130を実行する。 Returning to the main flow of FIG. 5, it is checked whether the saturation flag is set to 1 (S113). If it is cleared to 0 (NO in S113), a detection determination subroutine is executed (S130). It should be noted that step S130 is also executed when there is no change in the sensor data in step S111 (NO in S111).
図8は、本発明の水栓装置100の検出判定サブルーチン動作を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a detection determination subroutine operation of the
ここでは、センサデータの測定値(ステップS110で測定した今回のセンサデータ)が、所定値(基準レベルに検出しきい値(第2のしきい値)を加算した値)以上であるか否かをチェックする(S400)。所定値以上であれば(S400のYES)、検出フラグを1にセットしてメインフローに戻る(S401)。そうでなければ(S400のNO)、検出フラグを0にクリアしてメインフローに戻る(S402)。 Here, whether or not the measured value of the sensor data (current sensor data measured in step S110) is equal to or greater than a predetermined value (a value obtained by adding the detection threshold (second threshold) to the reference level). Is checked (S400). If it is equal to or greater than the predetermined value (YES in S400), the detection flag is set to 1 and the process returns to the main flow (S401). Otherwise (NO in S400), the detection flag is cleared to 0 and the process returns to the main flow (S402).
ここで、基準レベルとは人体を検出していないときのセンサデータ群の演算値であり、この基準レベルに対して検出しきい値(第2のしきい値)以上のセンサデータの出力状態変化があれば、人体ありと検出している。基準レベルの設定手段については、後述の基準レベル更新サブルーチンの中で説明する。 Here, the reference level is a calculated value of the sensor data group when no human body is detected, and a change in the output state of sensor data that is equal to or higher than a detection threshold (second threshold) with respect to the reference level. If there is, it detects that there is a human body. The reference level setting means will be described in a later-described reference level update subroutine.
例えば、基準レベルが40で、検出しきい値(第2のしきい値)を10とすると、今回のセンサ投光動作によるセンサデータが50以上の状態になれば、人体ありと検出することになる。 For example, if the reference level is 40 and the detection threshold value (second threshold value) is 10, if the sensor data by the current sensor light projecting operation is 50 or more, the presence of a human body is detected. Become.
なお、検出しきい値(第2のしきい値)の大きさは、水栓装置100の設置状況などに応じて適宜変更しても構わない。
The magnitude of the detection threshold (second threshold) may be changed as appropriate according to the installation status of the
続いて、図5のメインフローでは、センサデータ履歴の更新処理を実行する(S131)。これは、過去にセンサ投光動作をしたときの複数センサデータ結果を履歴として管理する処理である。ここで管理されているセンサデータ履歴は、ステップS111と、後述する基準レベル更新サブルーチンの中で使用している。 Subsequently, in the main flow of FIG. 5, a sensor data history update process is executed (S131). This is a process of managing a plurality of sensor data results as a history when a sensor light projecting operation was performed in the past. The sensor data history managed here is used in step S111 and a reference level update subroutine to be described later.
ステップS111では、今回のセンサデータと前回のセンサデータとの差異をチェックしていたので、ステップS111の処理には、前回のセンサデータが必要となる。そのため、センサデータ履歴として、前回のセンサデータを管理しておく必要がある。 In step S111, since the difference between the current sensor data and the previous sensor data is checked, the previous sensor data is required for the processing in step S111. Therefore, it is necessary to manage the previous sensor data as the sensor data history.
また、後述する基準レベル更新サブルーチンでは、過去のセンサデータ群から基準レベルを算出している。 In a reference level update subroutine to be described later, a reference level is calculated from past sensor data groups.
図9は、本発明の水栓装置100のセンサデータ群の更新内容を示す概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the update contents of the sensor data group of the
センサデータを記憶しておくブロック領域は4つある(M1からM4)。ステップS131を実行する前は、M1には前回のセンサデータ(過去1回目のセンサデータ)、M2には過去2回目のセンサデータ、M3には過去3回目のセンサデータ、M4には過去4回目のセンサデータが記憶されている。 There are four block areas for storing sensor data (M1 to M4). Before executing step S131, M1 is the previous sensor data (the first sensor data in the past), M2 is the second sensor data in the past, M3 is the third sensor data in the past, and M4 is the fourth sensor data in the past. Sensor data is stored.
ステップS131が実行された後は、M1には今回のセンサデータ、M2には前回のセンサデータ(過去1回目のセンサデータ)、M3には過去2回目のセンサデータ、M4には過去3回目のセンサデータが記憶更新される。つまり、M1からM4には、過去4回分のセンサデータが常に更新されていくことになる。 After step S131 is executed, M1 represents the current sensor data, M2 represents the previous sensor data (the first sensor data in the past), M3 represents the second sensor data in the past, and M4 represents the third sensor data in the past. The sensor data is stored and updated. That is, sensor data for the past four times is always updated from M1 to M4.
ここで、ステップS111を実行する段階では、センサデータ群は更新前であるので、前回のセンサデータはM1に記憶されている。つまり、ステップS111では、今回のセンサデータとM1領域のセンサデータとの差異をチェックしていることになる。なお、本実施形態では記憶ブロック数を4回分としたが、記憶ブロック数は適宜増減しても構わない。続いて、メインフローでは、基準レベル更新サブルーチンを実行する(S132)。 Here, at the stage of executing step S111, since the sensor data group is not updated, the previous sensor data is stored in M1. That is, in step S111, the difference between the current sensor data and the sensor data in the M1 area is checked. In the present embodiment, the number of storage blocks is four, but the number of storage blocks may be increased or decreased as appropriate. Subsequently, in the main flow, a reference level update subroutine is executed (S132).
図10は、本発明の水栓装置100の基準レベル更新サブルーチン動作を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing the reference level update subroutine operation of the
まず、センサデータが安定しているか否かをチェックする(S500)。センサデータが安定しているとは、所定の期間でサンプリングされたセンサデータ群の変動量が所定の範囲に入っているということである。ここでは、図9で説明したセンサデータ群を演算して、センサデータの安定度をチェックする。具体的には、M1からM4のセンサデータ群から最大値と最小値を探し出し、その差分をチェックする。差分が小さければ「センサデータは安定している」と判断する。例えば、最大値と最小値の差分が3以下であれば、センサデータは安定していると判断できる。センサデータが安定していないと判断する状況としては、人体を検出してセンサデータが大きく上がったとき、反射光以外の光によってセンサデータが大きく下がったときが想定される。 First, it is checked whether the sensor data is stable (S500). The sensor data being stable means that the fluctuation amount of the sensor data group sampled in a predetermined period is within a predetermined range. Here, the sensor data group described in FIG. 9 is calculated to check the stability of the sensor data. Specifically, the maximum value and the minimum value are found from the sensor data group of M1 to M4, and the difference is checked. If the difference is small, it is determined that “sensor data is stable”. For example, if the difference between the maximum value and the minimum value is 3 or less, it can be determined that the sensor data is stable. As a situation for determining that the sensor data is not stable, it is assumed that the sensor data is greatly increased by detecting a human body, or the sensor data is greatly decreased by light other than reflected light.
なお、センサデータの安定度のチェック方法としては、前述の方法によらず、標準偏差値で判断してもよいし、最大値(又は最小値)と平均値との差分値で判断してもよい。他にも様々なチェック方法が考えられるが、チェック方法自体は本発明の特徴を限定するものではない。 As a method for checking the stability of the sensor data, the standard deviation value may be used instead of the method described above, or the difference value between the maximum value (or minimum value) and the average value may be used. Good. Various other check methods are conceivable, but the check method itself does not limit the characteristics of the present invention.
ステップS500において、センサデータが安定していれば(S500のYES)、基準レベルタイマが60秒経過しているか否かをチェックする(S501)。基準レベルタイマは、図5のメインフローで最初にタイマスタートさせている(S100)。 In step S500, if the sensor data is stable (YES in S500), it is checked whether or not the reference level timer has passed 60 seconds (S501). The reference level timer is started first in the main flow of FIG. 5 (S100).
60秒を経過していれば(S501のYES)、センサデータ平均値を基準レベルとして更新してメインフローへ戻る(S502)。ここで、センサデータ平均値とは、M1からM4に記憶しているセンサデータ群の平均値のことである。一方、60秒を経過していなければ(S501のNO)、何もせずにメインフローへ戻る。 If 60 seconds have passed (YES in S501), the sensor data average value is updated as the reference level, and the process returns to the main flow (S502). Here, the sensor data average value is an average value of sensor data groups stored in M1 to M4. On the other hand, if 60 seconds have not elapsed (NO in S501), the process returns to the main flow without doing anything.
また、ステップS500にてセンサデータが安定していないと判定した場合は(S500のNO)、基準レベルタイマをリセットスタートしてメインフローへ戻る(S503)。 If it is determined in step S500 that the sensor data is not stable (NO in S500), the reference level timer is reset and returned to the main flow (S503).
このように、基準レベル更新サブルーチンでは、センサデータが安定している状態が継続していれば、その安定している状態のセンサデータを基準レベルとして更新している。周囲の環境によって基準レベルを最適値に更新するので、安定したセンサ検出動作が実現できている。 As described above, in the reference level update subroutine, if the state where the sensor data is stable continues, the sensor data in the stable state is updated as the reference level. Since the reference level is updated to the optimum value according to the surrounding environment, a stable sensor detection operation can be realized.
なお、本実施形態では、継続時間を60秒としているが、水栓装置100の設置状況などに応じて時間を適宜変更しても構わない。
In the present embodiment, the duration is set to 60 seconds, but the time may be appropriately changed according to the installation status of the
続いて、図5のメインフローに戻ると、吐水フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S140)。吐水フラグは現在の吐水状態を示しており、吐水中は1にセットされている。 Subsequently, when returning to the main flow of FIG. 5, it is checked whether or not the water discharge flag is set to 1 (S140). The water discharge flag indicates the current water discharge state, and is set to 1 during water discharge.
吐水フラグが0にクリアされている場合は(S140のNO)、検出フラグのチェックを実行する(S141)。 When the water discharge flag is cleared to 0 (NO in S140), the detection flag is checked (S141).
検知フラグが1にセットされていれば(S141のYES)、電磁弁を開駆動して吐水を開始する(S142)。そして、吐水フラグを1にセットして(S143)、A地点(S101の手前)へと戻る。また、検出フラグが0にクリアされていれば(S141のNO)、そのままA地点(S101の手前)へと戻る。 If the detection flag is set to 1 (YES in S141), the electromagnetic valve is opened to start water discharge (S142). And a water discharge flag is set to 1 (S143), and it returns to A point (before S101). If the detection flag is cleared to 0 (NO in S141), the process returns to point A (before S101) as it is.
一方、ステップS140にて、吐水フラグが1にセットされていれば(S140のYES)、検出フラグのチェックを実行する(S151)。 On the other hand, if the water discharge flag is set to 1 in step S140 (YES in S140), the detection flag is checked (S151).
検出フラグが0にクリアされていれば(S151のNO)、電磁弁を閉駆動して吐水を終了する(S152)。そして、吐水フラグを0にクリアして(S153)、A地点(S101の手前)へと戻る。また、検出フラグが1にセットされていれば(S151のYES)、そのままA地点(S101の手前)へと戻る。 If the detection flag is cleared to 0 (NO in S151), the solenoid valve is driven to close and the water discharge ends (S152). Then, the water discharge flag is cleared to 0 (S153), and the process returns to point A (before S101). If the detection flag is set to 1 (YES in S151), the process returns to point A (before S101).
このように、ステップS140以降の処理は、人体を検出している期間は吐水を継続する制御内容となっている。これは、手洗い用途の水栓装置に適した処理内容である。 Thus, the process after step S140 is the control content which continues water discharge during the period which has detected the human body. This is a treatment content suitable for a faucet device for hand washing.
ここで、図5のメインフローで、まだ説明をしていない処理内容を説明する。ステップS113の処理において、飽和フラグが1にセットされている場合は(S113のYES)、検出フラグを0にクリアする(S120)。 Here, processing contents that have not been described in the main flow of FIG. 5 will be described. In the process of step S113, when the saturation flag is set to 1 (YES in S113), the detection flag is cleared to 0 (S120).
そして、吐水フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S121)。吐水フラグが1にセットされていれば(S121のYES)、閉駆動をして(S122)、吐水フラグを0にクリアして(S123)、A地点(S101の手前)へと戻る。吐水フラグが0にクリアされていれば(S121のNO)、そのままA地点(S101の手前)へと戻る。 Then, it is checked whether or not the water discharge flag is set to 1 (S121). If the water discharge flag is set to 1 (YES in S121), it is driven to close (S122), the water discharge flag is cleared to 0 (S123), and the process returns to the point A (before S101). If the water discharge flag is cleared to 0 (NO in S121), the process returns to the point A (before S101) as it is.
ステップS120からステップS123は、受光手段51の出力が飽和しているとみなしたときは、強制的に止水をする処理内容となっている。 Steps S120 to S123 are processing contents for forcibly stopping water when the output of the light receiving means 51 is considered to be saturated.
受光手段51の出力が飽和しているときは、図4のように積分手段54の出力がなくなるために正確な人体検出動作ができなくなる。そこで、受光手段51の飽和を検出したときは、水栓装置100が安全に停止するように強制止水している。
When the output of the light receiving means 51 is saturated, the output of the integrating
また、ステップS103からステップS104は、受光手段51の出力が飽和しているとみなしたときは、通常のメイン動作を禁止(省略)して、飽和状態が解除するタイミングを待っている。 Further, in steps S103 to S104, when the output of the light receiving means 51 is considered to be saturated, the normal main operation is prohibited (omitted) and waiting for the timing to release the saturated state.
これは、受光手段51が飽和状態である状況下で、センサ投光サブルーチン(S110)、検出判定サブルーチン(S130)、センサデータ履歴の更新(S131)、基準レベル更新サブルーチン(S132)、吐水処理(S140からS153)の処理を実行すると、光センサ部8の誤検出並びにコントローラ部9の誤吐水につながるためである。
This is because the sensor light projection subroutine (S110), the detection determination subroutine (S130), the sensor data history update (S131), the reference level update subroutine (S132), and the water discharge process (S132) under the situation where the light receiving means 51 is saturated. This is because the processing from S140 to S153) leads to erroneous detection of the
反射光以外の光の存在がなくなり、ステップS104の飽和チェックサブルーチンによって飽和状態が解除されると(飽和フラグが0にクリアされると)、通常のメイン動作に復帰する(S110以降を実行する)。 When there is no light other than the reflected light and the saturation state is canceled by the saturation check subroutine in step S104 (when the saturation flag is cleared to 0), the normal main operation is resumed (S110 and subsequent steps are executed). .
また、飽和チェックサブルーチンの処理はステップS104以外にも、ステップS112で実行されている。ステップS112の飽和チェックサブルーチンの処理は、センサデータに変化があったときに実行されており(S111のYES)、センサデータが安定しているときは実行されない。 Further, the saturation check subroutine is executed in step S112 in addition to step S104. The processing of the saturation check subroutine in step S112 is executed when there is a change in the sensor data (YES in S111), and is not executed when the sensor data is stable.
つまり、図3のタイムチャートの状態が継続中(反射光以外の光が存在しない状況下)では、飽和チェックサブルーチンは実行されず、図3から図4の状態に切り替わったときに(反射光以外の光が存在する状況に切り替わったときに)実行される。 That is, when the state of the time chart of FIG. 3 is continuing (in a situation where there is no light other than reflected light), the saturation check subroutine is not executed, and when the state is switched from FIG. 3 to FIG. Executed when switching to a situation where there is light.
このように、頻繁に反射光以外の光のチェックをするのではなく、反射光以外の光が存在していると想定される状況下では飽和チェックサブルーチンを実行するので、無駄な電力を消費せずに、確実に反射光以外の光を検出でき、最終的には誤吐水を防止することが可能である。 In this way, the saturation check subroutine is executed in a situation where light other than reflected light is not frequently checked, but light other than reflected light is present. Therefore, it is possible to reliably detect light other than the reflected light, and finally prevent erroneous water discharge.
また、受光手段51の出力はADIN2として制御手段22に直接入力されている一方、コンデンサ33と出力手段55とを介してADIN1としても制御手段22に入力されている。既に説明したように、前者は反射光以外の光によって受光手段51の出力が飽和しているか否かのチェックに使用し、後者は人体の検出判定に使用している。
The output of the light receiving means 51 is directly input to the control means 22 as
人体の検出判定では、微小な反射光であるために、そのままの信号量では正確な検出判定ができない。反射光が微小である理由は、水栓装置100の低消費電力化のために投光素子40に流す電流を極限まで小さくしていることと、光が人体に反射する際に大きく減衰するためである。そのため、増幅手段52で信号増幅している。
In human body detection determination, since the reflected light is very small, accurate detection determination cannot be performed with the signal amount as it is. The reason for the small amount of reflected light is that the current flowing through the light projecting element 40 is made extremely small in order to reduce the power consumption of the
更に、ノイズ耐性を上げるために反転手段53と積分手段54とを使って同期積分をしている。こうすることで、ホワイトノイズに代表されるようなランダムノイズを除去することができる。 Further, in order to increase noise resistance, synchronous integration is performed using the inversion means 53 and the integration means 54. In this way, random noise represented by white noise can be removed.
一方、反射光以外の光によって受光手段51の出力が飽和する際は、投光素子40の投光パワーに対して圧倒的に大きな光パワーを受光している。そのため、出力手段55を使っての信号処理は不要であり、受光手段51が受光した光電流の信号量で十分な検出が可能である。 On the other hand, when the output of the light receiving means 51 is saturated by light other than the reflected light, light power that is overwhelmingly larger than the light projecting power of the light projecting element 40 is received. Therefore, signal processing using the output means 55 is unnecessary, and sufficient detection is possible with the signal amount of the photocurrent received by the light receiving means 51.
つまり、人体検出の際は微小信号を処理するので複雑な受光回路が必要となるが、反射光以外の光をチェックする際は巨大信号を処理するので複雑な受光回路は必要ない。 That is, when detecting a human body, a complicated light receiving circuit is required because a minute signal is processed. However, when checking light other than reflected light, a huge light signal is processed, so that a complicated light receiving circuit is not necessary.
そして、これまで説明したように受光手段51は人体の検出判定と反射光以外の光のチェックの両方に使用可能である。つまり、人体検出のための反射光を受光する受光手段(第1の受光手段)と、ノイズである反射光以外の光を受光する受光手段(第2の受光手段)とを1つの受光手段51で兼用している。 As described above, the light receiving means 51 can be used for both the human body detection determination and the light check other than the reflected light. That is, the light receiving means (first light receiving means) that receives reflected light for human body detection and the light receiving means (second light receiving means) that receives light other than reflected light that is noise are one light receiving means 51. It is also used in.
もちろん、人体の検出用に受光手段を設けて、反射光以外の光のチェック用に別の受光手段を設けることも可能であるが、人体検出用の受光手段でまかなうことができる以上、受光手段51として1つに集約した方が、受光回路の効率化と低コスト化が可能である。
Of course, it is possible to provide a light receiving means for detecting a human body and to provide another light receiving means for checking light other than the reflected light. However, as long as the light receiving means for detecting a human body can cover the light receiving means, It is possible to increase the efficiency and reduce the cost of the light receiving circuit by consolidating the
また、反射光以外の光の存在によって受光手段51の出力が飽和しているときは、通常のメイン動作を省略(禁止)している。メイン動作の中には、センサの投光動作(S110)と基準レベルの更新処理(S132)が含まれている。 When the output of the light receiving means 51 is saturated due to the presence of light other than the reflected light, the normal main operation is omitted (prohibited). The main operation includes a sensor light projecting operation (S110) and a reference level updating process (S132).
これまで説明したように、反射光以外の光によって受光手段51の出力が飽和しているときは、人体の検出が正常にできない。つまり、飽和している期間中は、センサの投光動作をしても無駄である。 As described above, when the output of the light receiving means 51 is saturated with light other than reflected light, the human body cannot be detected normally. That is, during the saturated period, it is useless to perform the light projecting operation of the sensor.
そのため、センサの投光動作を禁止することで、反射光以外の光を検出している期間中の消費電力を小さくすることが可能である。 Therefore, by prohibiting the light projecting operation of the sensor, it is possible to reduce the power consumption during the period in which light other than the reflected light is detected.
同様に、反射光以外の光の存在によって受光手段51の出力が飽和しているときは、人体検出の判定に必要な基準レベルも正常に更新できない。つまり、センサの投光動作を行っても正確な反射受光量が得られない。 Similarly, when the output of the light receiving means 51 is saturated due to the presence of light other than reflected light, the reference level necessary for the determination of human body detection cannot be updated normally. That is, an accurate amount of reflected light cannot be obtained even if the light projecting operation of the sensor is performed.
そのため、基準レベルの更新処理を禁止することで、記憶している基準レベルが反射光以外の光の影響を受けることがなくなり、基準レベルを正常な状態に保つことができ、人体検出の精度を落とさずにすむ。 Therefore, by prohibiting the update process of the reference level, the stored reference level is not affected by light other than the reflected light, the reference level can be maintained in a normal state, and the accuracy of human body detection is improved. Don't drop it.
また、図5のステップS111とステップS130(特に図8のS400)の関連性について追加で説明する。 Further, the relationship between step S111 in FIG. 5 and step S130 (especially S400 in FIG. 8) will be additionally described.
ここで、反射光以外の光によって飽和しているか否かのチェックに進む条件(S111のYES)は、人体の検出状態が切り替わる条件よりも緩めにしておいた方が望ましい。 Here, it is desirable that the condition for proceeding to check whether the light is saturated with light other than the reflected light (YES in S111) is looser than the condition for switching the detection state of the human body.
例えば、ステップS400において基準レベルを40として、検出しきい値(第2のしきい値)を10とすると、センサデータが50以上になると、人体有と判定する(S400のYES)。つまり、基準レベルに対して10以上の変化量が発生すると検出状態が切り替わっている。 For example, assuming that the reference level is 40 and the detection threshold value (second threshold value) is 10 in step S400, it is determined that the human body is present when the sensor data becomes 50 or more (YES in S400). That is, the detection state is switched when a change amount of 10 or more with respect to the reference level occurs.
これに対して、反射光以外の光によって飽和しているか否かのチェックに進む条件としては、センサデータが基準レベルに対して5以上(第1のしきい値以上)の変化量が発生したか否かとすればよい。 On the other hand, as a condition for proceeding to check whether the light is saturated with light other than the reflected light, a change amount of 5 or more (first threshold value or more) of the sensor data with respect to the reference level occurs. Whether or not.
こうすることで、人体の検出有無状態が切り替わる前に、反射光以外の光のチェック処理を行うことになる。 By doing so, a check process for light other than the reflected light is performed before the detection state of the human body is switched.
反射光以外の光が存在すると、正常な人体検出動作ができなくなるが、検出判定が切り替わる程度までの影響を受けていなければ反射光以外の光のチェックをする必要性は低い。言い換えると、人体の検出動作が切り替わりそうになる手前で反射光以外の光のチェックを行えばよい。逆に、反射光以外の光のチェック条件の方をより厳しくしてしまうと、人体の誤検出をしてしまう可能性がある。 If light other than reflected light is present, normal human body detection operation cannot be performed, but it is not necessary to check light other than reflected light unless it is affected to the extent that detection determination is switched. In other words, light other than the reflected light may be checked before the human body detection operation is about to change. On the other hand, if the conditions for checking light other than reflected light are made stricter, there is a possibility that a human body is erroneously detected.
つまり、ステップS112(飽和チェックサブルーチン)よりもステップS130(検出判定サブルーチン)が優先的に実行されないことが望ましい。 That is, it is desirable that step S130 (detection determination subroutine) is not executed with priority over step S112 (saturation check subroutine).
こうすることで、より確実に反射光以外の光の存在をチェックすることができ、人体の誤検出をより確実に防止することができる。 By doing so, the presence of light other than the reflected light can be checked more reliably, and erroneous detection of the human body can be more reliably prevented.
また、吐水中に反射光以外の光が出現したときは、強制的に止水している。これは、主に手洗い用途の水栓装置100に対しての安全停止動作である。
In addition, when light other than reflected light appears in the water discharge, the water is forcibly stopped. This is a safe stop operation for the
手洗い用途の水栓装置100では、人体(手)を検出している期間中は吐水をして、非検出になると止水する。
In the
ここで、検出中(吐水中)に、反射光以外の光によって正確な人体検出動作ができなくなると、非検出の判断ができずに、止水動作ができなくなってしまう。そこで、吐水中に反射光以外の光が出現したときは、確実に止水動作をすることで、水栓装置100を安全に停止させている。
Here, if an accurate human body detection operation cannot be performed with light other than the reflected light during detection (water discharge), non-detection cannot be determined and the water stop operation cannot be performed. Therefore, when light other than the reflected light appears in the water discharge, the
(2)第2の実施形態:
ここからは、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態による水栓装置100の基本構成や制御内容については、第1の実施形態で説明した内容と同様のため、同じ構成には同符号を付し、その説明は省略する。
第1の実施形態と異なる点は、図5で説明したメインフローの処理内容である。
(2) Second embodiment:
From here, the second embodiment will be described.
Since the basic configuration and control contents of the
The difference from the first embodiment is the processing content of the main flow described in FIG.
図11は、第2の実施形態にかかる水栓装置100のメイン動作を示すフローチャートである。第1の実施形態で説明した図5のメインフローとの差異は、ステップS111が無くなり、代わりにステップS160とS161が追加となっている。また、ステップS130の位置が変わっている。
FIG. 11 is a flowchart showing a main operation of the
以下、図5と異なる部分の詳細を説明する。 Hereinafter, details of portions different from FIG. 5 will be described.
ステップS100からS110までは図5と同じである。ステップS110のセンサ投光サブルーチンの次に、ステップS130の検出判定サブルーチンを移動している。そして、ステップS160とS161を新たに追加している。ステップS111は削除している。 Steps S100 to S110 are the same as those in FIG. Following the sensor projection subroutine in step S110, the detection determination subroutine in step S130 is moved. Steps S160 and S161 are newly added. Step S111 is deleted.
ステップS110のセンサ投光サブルーチンの処理後は、検出判定サブルーチンを実行する(S130)。そして、検出フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S160)。検出フラグが1にセットされていれば(S160のYES)、ステップS131へ進む。 After the processing of the sensor projection subroutine in step S110, a detection determination subroutine is executed (S130). Then, it is checked whether or not the detection flag is set to 1 (S160). If the detection flag is set to 1 (YES in S160), the process proceeds to step S131.
ステップS131以降の処理は図5で説明した内容と同じである。 The processing after step S131 is the same as that described in FIG.
一方、検出フラグが0にクリアされていれば(S160のNO)、ステップS161へ進み、前回の検出結果が検出だったか否かをチェックする。前回が検出だったか否かの判断は、前回の検出結果をメモリ等に保存しておいてもよいし、図9で説明した前回のセンサデータを参照して判断してもよい。前回が検出だった場合は(S161のYES)、飽和チェックサブルーチンを実行する(S112)。続いて、飽和フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S113)。飽和フラグが1にセットされていれば(S113のYES)、ステップS120へ進む。 On the other hand, if the detection flag is cleared to 0 (NO in S160), the process proceeds to step S161 to check whether or not the previous detection result was detection. Whether or not the previous detection was detected may be stored in a memory or the like, or may be determined with reference to the previous sensor data described with reference to FIG. If the previous time was detection (YES in S161), a saturation check subroutine is executed (S112). Subsequently, it is checked whether or not the saturation flag is set to 1 (S113). If the saturation flag is set to 1 (YES in S113), the process proceeds to step S120.
ステップS120以降の処理は図5で説明した内容と同じである。 The processing after step S120 is the same as that described in FIG.
一方、ステップS161で、前回が検出でなかった場合は(S161のNO)、ステップS131へ進む。また、ステップS113で、飽和フラグが0にクリアされていた場合も(S113のNO)、ステップS131へ進む。 On the other hand, if the previous detection was not detected in step S161 (NO in S161), the process proceeds to step S131. If the saturation flag is cleared to 0 in step S113 (NO in S113), the process proceeds to step S131.
本実施形態では、ステップS112の飽和チェックサブルーチンを実行するルートが、第1の実施形態と異なっている。具体的には、今回が非検出であって、前回が検出であった場合に、S112を実行している。 In the present embodiment, the route for executing the saturation check subroutine in step S112 is different from that in the first embodiment. Specifically, when this time is non-detection and the previous time is detection, S112 is executed.
以下、この条件に設定している根拠を説明する。 Hereinafter, the grounds set for this condition will be described.
受光手段51の出力が飽和するとセンサデータ(積分手段54の出力)は0に近づく。また、図8で説明した検出判定サブルーチンの処理内容(特にS400)によれば、センサデータが0に近づいた場合は非検出(検出フラグを0にクリア)となる。 When the output of the light receiving means 51 is saturated, the sensor data (output of the integrating means 54) approaches zero. Further, according to the processing content of the detection determination subroutine described in FIG. 8 (particularly, S400), when the sensor data approaches 0, it is not detected (the detection flag is cleared to 0).
つまり、検出状態が継続していたときに、反射光以外の光によって受光手段51の出力が飽和すると、非検出状態へと切り替わる。よって、検出状態から非検出状態へと切り替わったときは反射光以外の光の影響を受けている可能性があるため、このタイミングで飽和チェックサブルーチンを実行する。 That is, when the detection state continues, when the output of the light receiving means 51 is saturated by light other than the reflected light, the detection state is switched to the non-detection state. Therefore, when the detection state is switched to the non-detection state, there is a possibility that the light is not influenced by the reflected light. Therefore, the saturation check subroutine is executed at this timing.
そして、飽和状態であると判断した場合は、安全動作のために強制止水をする。 And when it is judged that it is a saturated state, forced water stop is carried out for safe operation.
また、非検出状態が継続中、又は検出状態の継続中であっても、反射光以外の光が発生していることは想定され得る。しかし、誤吐水につながる検出状態の変化が起きる程度の影響までは受けていないということなので、水栓装置100の設置状況によっては、この場合でも飽和チェックサブルーチンを省略することは可能である。
Further, it can be assumed that light other than the reflected light is generated even when the non-detection state continues or the detection state continues. However, since it is not affected to the extent that a change in the detection state leading to erroneous water discharge occurs, depending on the installation status of the
このように、人体の誤検出を防ぎつつも、反射光以外の光のチェック処理を実行する頻度を更に低くすることで、更なる低消費電力化を図ることができる。 As described above, it is possible to further reduce power consumption by further reducing the frequency of executing the light check processing other than the reflected light while preventing erroneous detection of the human body.
(3)第3の実施形態:
ここからは、第3の実施形態について説明する。
これまで説明した第1と第2の実施形態にかかる水栓装置は、図1に示したように、洗面所などに設置される手洗い用途の水栓装置であった。
(3) Third embodiment:
From here, the third embodiment will be described.
The faucet device according to the first and second embodiments described so far is a faucet device for hand-washing installed in a washroom or the like as shown in FIG.
一方、これより説明する第3の実施形態にかかる水栓装置は、図12に示すように、大便器200などに設置される汚物洗浄用途の水栓装置である。
On the other hand, as shown in FIG. 12, the faucet device according to the third embodiment to be described below is a faucet device for filth washing used in a
手洗い用途の水栓装置は人体を検出中に吐水し、非検出中は止水をしている。一方、汚物洗浄用途の水栓装置は人体を一旦検出してから、その後非検出になると一定時間の便器洗浄(吐水動作)を実行する。 The faucet device for hand washing uses water discharge during detection of the human body and stops water during non-detection. On the other hand, the faucet device for filth washing uses a toilet for a certain period of time (water discharge operation) when the human body is detected once and then becomes non-detected.
また、図13に示すような、小便器300に設置される汚物洗浄用途の水栓装置に関しても本実施形態の範囲には含まれている。
Further, a faucet device for cleaning filth installed in the
その他、本実施形態による水栓装置の基本構成や制御内容については、第1の実施形態で説明した内容と同様のため、同じ構成には同符号を付し、その説明は省略する。
また、第1の実施形態とは、図5で説明したメインフローの処理内容も異なっている。
In addition, since the basic configuration and control contents of the faucet device according to the present embodiment are the same as the contents described in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
Also, the processing content of the main flow described in FIG. 5 is different from that of the first embodiment.
図14は、第3の実施形態にかかる水栓装置100のメインフローである。第1の実施形態で説明した図5のメインフローとの差異は、ステップS120からS123の処理の代わりにステップS170からS173が入っており、ステップS140からS153の処理の代わりにステップS180からS193が入っている。
FIG. 14 is a main flow of the
以下、図5と異なる処理の部分の詳細を説明する。 In the following, details of processing portions different from those in FIG. 5 will be described.
ステップS132の基準レベル更新サブルーチンの処理が終わると、検出フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S180)。検出フラグが1にセットされている場合は(S180のYES)、検出タイマが停止中であるか否かをチェックする(S181)。 When the processing of the reference level update subroutine in step S132 is completed, it is checked whether or not the detection flag is set to 1 (S180). When the detection flag is set to 1 (YES in S180), it is checked whether or not the detection timer is stopped (S181).
この検出タイマは、人体を検出している時間を計測するタイマであり、この計測時間(積算時間)が所定値以上になると、人体が非検出になった時点で便器洗浄を実行する。逆を言えば、人体を検出してもその積算時間が所定値以上でなければ、便器洗浄は実行されない。これは、水栓装置100の前方を人が通り過ぎた場合などに、誤って便器洗浄を実行してしまわないようにするためである。
The detection timer is a timer that measures the time during which the human body is detected. When the measurement time (integrated time) exceeds a predetermined value, toilet cleaning is performed when the human body is not detected. In other words, even if a human body is detected, if the accumulated time is not equal to or greater than a predetermined value, toilet cleaning is not performed. This is to prevent the toilet bowl from being erroneously executed when a person passes in front of the
本実施形態では、この所定値を5秒として説明をするが、水栓装置100の設置状況などに応じて適宜時間は変更して構わない。
In the present embodiment, the predetermined value is described as 5 seconds, but the time may be appropriately changed according to the installation status of the
検出タイマが停止中であった場合は(S181のYES)、検出タイマをリセットスタートしてAの位置(ステップS101の手前)に戻る(S182)。つまり、ステップS182の実行により、人体検出時間の計測が開始する。 If the detection timer is stopped (YES in S181), the detection timer is reset to start and returns to the position A (before step S101) (S182). That is, measurement of the human body detection time is started by executing step S182.
一方、検出タイマが停止中でなかった場合は(S181のNO)、既に計測がスタートしているので、何もせずにAの位置(ステップS101の手前)に戻る。 On the other hand, if the detection timer is not stopped (NO in S181), since the measurement has already started, the process returns to the position A (before step S101) without doing anything.
ステップS180において、検出フラグが0にクリアされていた場合は(S180のNO)、検出タイマの計測時間が5秒以上であったか否かをチェックする(S191)。つまり、人体を検出するとステップS182で計測タイマをリセットスタートさせて、人体が非検出になった時点で、今回の人体の検出時間をチェックする。検出タイマの計測時間が5秒以上であれば(S191のYES)、ステップS192へ進み、便器洗浄サブルーチンを実行する。 In step S180, if the detection flag is cleared to 0 (NO in S180), it is checked whether the measurement time of the detection timer is 5 seconds or more (S191). That is, when a human body is detected, the measurement timer is reset and started in step S182, and when the human body is not detected, the current human body detection time is checked. If the measurement time of the detection timer is 5 seconds or more (YES in S191), the process proceeds to step S192, and the toilet bowl cleaning subroutine is executed.
図15は、本発明の水栓装置100の便器洗浄サブルーチン動作を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing the toilet bowl washing subroutine operation of the
まず、電磁弁6を開駆動して吐水を開始する(S600)。次に、吐水を開始してからの時間が一定時間(4秒)を経過するまで待つ(S601)。4秒が経過すると(S601のYES)、電磁弁6を閉駆動して吐水を終了して、メインフローへ戻る(S602)。
First, the
つまり、本実施形態では便器洗浄をする一定時間を4秒と設定している。もちろん、4秒以外の時間を適宜設定しても構わない。 That is, in this embodiment, the fixed time for toilet cleaning is set to 4 seconds. Of course, a time other than 4 seconds may be set as appropriate.
図14のメインフローに戻ると検出タイマを停止してAの位置に戻る(S193)。
一方、ステップS191において検出タイマが5秒以上でなかった場合は(S191のNO)、便器洗浄をせずに、検出タイマを停止してAの位置に戻る(S193)。
When returning to the main flow of FIG. 14, the detection timer is stopped and the position returns to the position A (S193).
On the other hand, if the detection timer is not 5 seconds or longer in step S191 (NO in S191), the detection timer is stopped and returned to the position A without performing toilet flushing (S193).
このように、図12、図13に示すような水栓装置100では、反射光以外の光を検出したときは、それまでの検出時間に応じて便器洗浄動作を実行している。これは、手洗い用途の水栓装置とは異なって汚物洗浄用途の水栓装置では、強制的に止水をしてしまうと、便器内の汚物を洗い流すことができない状況が起き得るからである。
Thus, in the
そこで、反射光以外の光によって正常な検出動作ができなくなったとき、直前までの人体検出状況を確認して、使用者が使用中であったと想定されるのであれば、便器洗浄動作を実行することで、確実に汚物等を洗い流す安全動作をすることができる。 Therefore, when normal detection operation is not possible due to light other than reflected light, the human body detection status until immediately before is confirmed, and if it is assumed that the user was in use, the toilet cleaning operation is executed. Thus, it is possible to reliably perform a safe operation for washing away filth and the like.
(4)第4の実施形態:
ここからは、第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態による水栓装置の基本構成や制御内容については、第3の実施形態で説明した内容と同様のため、同じ構成には同符号を付し、その説明は省略する。
(4) Fourth embodiment:
From here, the fourth embodiment will be described.
Since the basic configuration and control contents of the faucet device according to the fourth embodiment are the same as the contents described in the third embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第3の実施形態と異なる点は、図14で説明したメインフローの処理内容である。 The difference from the third embodiment is the processing content of the main flow described in FIG.
図16は、第4の実施形態にかかる水栓装置100メイン動作を示すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing the main operation of the
第3の実施形態で説明した図14のメインフローとの差異は、ステップS111が無くなり、代わりにステップS160とS161が追加となっている。また、ステップS130の位置が変わっている。つまり、第3の実施形態と第4の実施形態との差異は、第1の実施形態と第2の実施形態の差異と同じである。 The difference from the main flow of FIG. 14 described in the third embodiment is that step S111 is eliminated and steps S160 and S161 are added instead. Moreover, the position of step S130 has changed. That is, the difference between the third embodiment and the fourth embodiment is the same as the difference between the first embodiment and the second embodiment.
以下、図14と異なる部分の詳細を説明する。 Hereinafter, details of portions different from FIG. 14 will be described.
ステップS100からS110までは図14と同じである。 Steps S100 to S110 are the same as those in FIG.
ステップS110のセンサ投光サブルーチンの次に、ステップS130の検出判定サブルーチンを移動している。そして、ステップS160とS161を新たに追加している。ステップS111は削除している。 Following the sensor projection subroutine in step S110, the detection determination subroutine in step S130 is moved. Steps S160 and S161 are newly added. Step S111 is deleted.
ステップS110のセンサ投光サブルーチンの処理後は、検出判定サブルーチンを実行する(S130)。そして、検出フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S160)。 After the processing of the sensor projection subroutine in step S110, a detection determination subroutine is executed (S130). Then, it is checked whether or not the detection flag is set to 1 (S160).
検出フラグが1にセットされていれば(S160のYES)、ステップS131へ進む。 If the detection flag is set to 1 (YES in S160), the process proceeds to step S131.
ステップS131以降の処理は図14で説明した内容と同じである。 The processing after step S131 is the same as that described in FIG.
一方、検出フラグが0にクリアされていれば(S160のNO)、ステップS161へ進み、前回の検出結果が検出だったか否かをチェックする。前回が検出だったか否かの判断は、前回の検出結果をメモリ等に保存しておいてもよいし、図9で説明した前回のセンサデータを参照して判断してもよい。前回が検出だった場合は(S161のYES)、飽和チェックサブルーチンを実行する(S112)。続いて、飽和フラグが1にセットされているか否かをチェックする(S113)。飽和フラグが1にセットされていれば(S113のYES)、ステップS170へ進む。 On the other hand, if the detection flag is cleared to 0 (NO in S160), the process proceeds to step S161 to check whether or not the previous detection result was detection. Whether or not the previous detection was detected may be stored in a memory or the like, or may be determined with reference to the previous sensor data described with reference to FIG. If the previous time was detection (YES in S161), a saturation check subroutine is executed (S112). Subsequently, it is checked whether or not the saturation flag is set to 1 (S113). If the saturation flag is set to 1 (YES in S113), the process proceeds to step S170.
ステップS170以降の処理は図14で説明した内容と同じである。 The processing after step S170 is the same as that described in FIG.
一方、ステップS161で、前回が検出でなかった場合は(S161のNO)、ステップS131へ進む。また、ステップS113で、飽和フラグが0にクリアされていた場合も(S113のNO)、ステップS131へ進む。 On the other hand, if the previous detection was not detected in step S161 (NO in S161), the process proceeds to step S131. If the saturation flag is cleared to 0 in step S113 (NO in S113), the process proceeds to step S131.
本実施形態では、ステップS112の飽和チェックサブルーチンを実行するルートが、第3の実施形態と異なっている。具体的には、今回が非検出であって、前回が検出であった場合に、S112を実行している。 In the present embodiment, the route for executing the saturation check subroutine in step S112 is different from that in the third embodiment. Specifically, when this time is non-detection and the previous time is detection, S112 is executed.
この条件に設定している根拠は、第2の実施形態で説明した内容と同じであり、安全動作の内容が便器洗浄動作に代わっている点である。 The reason set for this condition is the same as the content described in the second embodiment, and the content of the safe operation is replaced by the toilet bowl cleaning operation.
(5)第5の実施形態:
ここからは、第5の実施形態について説明する。
第5の実施形態による水栓装置の基本構成や制御内容については、第1の実施形態で説明した内容と同様のため、同じ構成には同符号を付し、その説明は省略する。
(5) Fifth embodiment:
From here, the fifth embodiment will be described.
Since the basic configuration and control contents of the faucet device according to the fifth embodiment are the same as those described in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第1の実施形態と異なる点は、図17に示すように、手動で水の吐止水が可能な吐止水スイッチ400が備わっている点である。
The difference from the first embodiment is that a
図17は、本実施形態にかかる水栓装置100の概略を示した模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing an outline of the
この吐止水スイッチ400によって、光センサ部8の検出状態に関わらず、吐止水スイッチ400を操作する度に吐水と止水とを繰り返すことが可能である。この吐止水スイッチ400による吐止水動作はコップや洗面器等に水をためる際などによく利用される。吐止水スイッチ400の操作信号は接続ケーブル401を介して、コントローラ部9へと伝えられている。
Regardless of the detection state of the
このように、吐止水スイッチ400が備わっている水栓装置100においては、受光手段51の出力が飽和してセンサ動作を停止していても、吐止水スイッチ400によって吐止水動作ができるため、手洗い行為が可能となり使い勝手を損なうことがない。
As described above, in the
もちろん、図12、図13に示すような便器洗浄を行う水栓装置に吐止水スイッチ400を備えた場合も同様である。つまり、受光手段51の出力が飽和してセンサ動作を停止していても、吐止水スイッチ400による吐止水動作ができるため、便器洗浄行為が可能となり使い勝手を損なうことがない。
Of course, the same applies to the case where the faucet device for performing toilet cleaning as shown in FIGS. That is, even if the output of the light receiving means 51 is saturated and the sensor operation is stopped, the water stop operation can be performed by the
(6)まとめ:
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
(6) Summary:
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to these descriptions. As long as the features of the present invention are provided, those skilled in the art appropriately modified the design of the above-described embodiments are also included in the scope of the present invention.
例えば、水栓装置100が備える各要素の形状、寸法、材質、配置などの設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
For example, the installation forms such as the shape, size, material, and arrangement of each element included in the
1…洗面器
1a…ボウル面
2…洗面カウンタ
3…水栓
3a…吐水口
4…給水路
5…排水路
6…電磁弁
7…接続ケーブル
8…光センサ部
9…コントローラ部
10…抵抗
11…抵抗
12…増幅手段のOPアンプ
13…抵抗
14…抵抗
15…反転手段のOPアンプ
16…増幅手段出力を積分する際にオンするアナログスイッチ
17…反転手段出力を積分する際にオンするアナログスイッチ
18…抵抗
19…コンデンサ
20…積分手段のOPアンプ
21…積分手段をリセットするアナログスイッチ
22…制御手段
23…電磁弁駆動手段
30…受光素子
31…抵抗
32…受光手段のOPアンプ
33…コンデンサ
40…投光素子
41…抵抗
42…FET
50…投光手段
51…受光手段
52…増幅手段
53…反転手段
54…積分手段
55…出力手段
100…水栓装置
200…大便器
201…本体ケース
300…小便器
400…吐止水スイッチ
401…接続ケーブル
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光が対象物に当たり反射された反射光を受光する第1の受光手段と、
前記反射光に応じて受信信号を出力する出力手段と、
吐水部に給水する給水路に設けられ、前記給水路を開閉する電磁弁と、
前記反射光以外の光を受光する第2の受光手段と、
前記出力手段の出力値が所定の状態になったときに人体の有無を判定する処理と、前記出力手段の出力値が第1のしきい値以上になったときに前記第2の受光手段を駆動して前記反射光以外の光の有無を判定する処理と、を実行する制御手段と、
を備えたことを特徴とする水栓装置。 A light projecting means for projecting light;
First light receiving means for receiving reflected light reflected by the light hitting the object;
Output means for outputting a received signal in response to the reflected light;
An electromagnetic valve that is provided in a water supply channel for supplying water to the water discharge unit and opens and closes the water supply channel;
Second light receiving means for receiving light other than the reflected light;
A process of determining the presence or absence of a human body when the output value of the output means is in a predetermined state; and the second light receiving means when the output value of the output means exceeds a first threshold value. Control means for driving and determining the presence or absence of light other than the reflected light; and
A faucet device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の水栓装置。 When light other than the reflected light is detected by driving the second light receiving means, the operation of the light projecting means and the output means is prohibited.
The faucet device according to claim 1.
前記出力手段の出力の変動量が所定期間に所定範囲であるとき、前記出力手段の出力レベルを人体無と判断するための基準レベルとして記憶し、
前記第2の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記基準レベルの更新を禁止する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水栓装置。 The control means includes
When the output fluctuation amount of the output means is within a predetermined range in a predetermined period, the output level of the output means is stored as a reference level for determining that there is no human body,
When the light other than the reflected light is detected by driving the second light receiving means, the updating of the reference level is prohibited.
The faucet device according to claim 1 or 2, characterized in that.
前記出力手段の出力が、前記基準レベルに第2のしきい値を加算した値以上であれば人体有と判断し、
前記第1のしきい値は、前記第2のしきい値以下である、
ことを特徴とする請求項3記載の水栓装置。 The control means includes
If the output of the output means is equal to or greater than a value obtained by adding a second threshold value to the reference level, it is determined that the human body is present,
The first threshold is less than or equal to the second threshold;
The faucet device according to claim 3.
人体有から人体無へと判定が切り替わったとき、前記第2の受光手段を駆動する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の水栓装置。 The control means includes
When the determination is switched from having a human body to having no human body, driving the second light receiving means;
The faucet device according to any one of claims 1 to 4, wherein the faucet device according to any one of claims 1 to 4 is provided.
前記第2の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記電磁弁を閉駆動して止水する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の水栓装置。 The control means includes
When light other than the reflected light is detected by driving the second light receiving means, the solenoid valve is driven to stop water,
The faucet device according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記第2の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したとき、人体検出の積算時間が所定値以上であれば、前記電磁弁を駆動して一定時間の吐水動作を行う、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の水栓装置。 The control means includes
When light other than the reflected light is detected by driving the second light receiving means, if the accumulated time of human body detection is a predetermined value or more, the electromagnetic valve is driven to perform a water discharging operation for a predetermined time.
The faucet device according to any one of claims 1 to 5, wherein
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