JP6403041B2 - 自動水栓 - Google Patents

Description

本発明は、吐水形態を自動的に切り換える自動水栓に関するものである。

水栓の吐水口の先に手や物を差し出せば吐水を開始する自動水栓は衛生的な点や節水の点で普及が進んでいる。そして、特許文献１には、吐水口の先に差し出した物体の形状を認識することで、吐水形態、例えばストレート吐水かシャワー状吐水かを自動的に切り換えるものが提案されている。

上記特許文献１における吐水形態の切換は、物体の形状認識によって、給水のための物体であるか、洗浄すべき物体であるかを判別して、前者の場合はストレート吐水、後者の場合はシャワー状吐水としている。

ところで、洗浄を行う場合はシャワー状吐水とした場合、被洗浄物の汚れ度合いによっては、シャワー状吐水の場合、高い水圧での吐水を行えないために、汚れを効果的に落とすことができない場合がある。

特開２０１２−２０３３号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、被洗浄物の汚れ度合いに応じて吐水形態を自動的に切り換える自動水栓を提供することを課題とする。

本発明にかかる自動水栓は、洗浄動作モードと給水動作モードを指示することのできる操作部と、吐水口の先に差し出される被洗浄物の汚れ度合いを検出する汚れ度合い検出部と、上記洗浄動作モードでは、上記汚れ度合い検出部で検出した汚れ度合いに応じて、上記吐水口からの吐水形態を、シャワー状吐水の状態と、ストレート吐水の状態との間で切り換え、上記給水動作モードでは、上記吐水口からの吐水形態を上記ストレート吐水とする制御部を備えることに特徴を有している。

上記洗浄動作モードにおいて汚れ度合い検出部で検出された汚れ度合いが大であるとき、制御部は高水圧で吐水を開始し、その後、低水圧での吐水に移行するものを好適に用いることができる。

本発明においては、被洗浄物の汚れ度合いに応じた吐水形態で吐水を行うために、汚れを効果的に落とすことができる上に節水を図ることができる。

本発明の実施の形態の一例のブロック回路図である。 同上の画像処理部による画像処理の説明図である。

以下本発明を図示実施例に基づいて詳述すると、図に示す自動水栓は、キッチンのシンク５の脇に設置されるもので、電磁式の流量調節可能な弁１１を吐水口１０に至る給水管１２の途中に備えている。また、吐水口１０は、ストレート吐水とシャワー状吐水とを切り換える電磁駆動型の切換機構１３を備えている。上記弁１１及び切換機構１３は、制御部２の制御下にあり、制御部２からの信号により、弁１１の開閉及び流量調整並びに切換機構１３の吐水状態の切換がなされる。

さらに吐水口１０近くに、吐水口１０の先に利用者によって差し出される被洗浄物６を撮像する撮像部１４を有しており、撮像部１４で撮像した画像は、画像処理部３へと送られる。

画像処理部３は、２値化部３１とエッジ抽出部３２、パターン認識部３３、そして汚れ度合い検出部３４で構成されている。撮像部１４から送られてきた画像は、２値化部３１において２値化された後、エッジ抽出部３２においてエッジが抽出される。

パターン認識部３３は、エッジ抽出で得られた線画像のうち、図２に示すように閉じた線で円や楕円、角等の形状であり且つ最大のものを被洗浄物６と認識する。なお、パターン認識部３３は、利用者の手指が被洗浄物６にかかっているために、途切れた円や楕円しか抽出されない画像については、手指を除去するとともに手指で途切れた部分を補完するものが好ましい。

汚れ度合い検出部３４は、上記の被洗浄物６とみなした領域の面積を演算するとともに、この領域内にあるエッジ画像の総面積を演算し、後者の面積を前者の面積で割ることで汚れ度合いを算出する。

今、汚れた皿を被洗浄物６として吐水口１０の先に差し出せば、この被洗浄物６の画像が撮像部１４から画像処理部３に送られ、画像処理部３は上記処理を行った後、制御部２に被洗浄物６の検出した汚れ度合いに応じた信号を送出する。この信号により、制御部２は上記弁１１を開くとともに汚れ度合いに応じた流量調整を行い、また切換機構１３を駆動して汚れ度合いに応じた吐水状態とする。

すなわち、汚れ度合いが小であると判定された被洗浄物６に対しては、制御部２は切換機構１３をシャワー状吐水の状態に設定するとともに、弁１１を非最大流量で開放する。

汚れ度合いが大であると判定された被洗浄物６に対しては、制御部２は切換機構１３をシャワー状吐水の状態に設定するとともに、弁１１を最大流量で開放することで、高い水圧のシャワー状吐水を被洗浄物６に当てる。そして、所定の時間が経過した時点で弁１１を通過する単位時間当たり流量を絞ることで、吐水される水の圧力を下げるとともに節水を図る。また、撮像部１４から画像処理部３に送られてくる画像から被洗浄物６が無くなれば、制御部２は弁１１を閉じて吐水を停止する。

汚れ度合いが特に大であると認識された被洗浄物６に対しては、制御部２は切換機構１３を駆動してストレート吐水の状態にした上で、弁１１を最大流量で開放することで、最も高い水圧の水を被洗浄物６に当て、所定時間が経過した後はシャワー状吐水に切り換えるとともに流量を絞る。

被洗浄物６がフライパンである場合、画像処理部３は柄の存在や、被洗浄物６とみなした前記領域内の色情報などから、被洗浄物６がフライパンであると判定し、汚れ度合いが特に大である場合と同じ信号を制御部２に送り、ストレート吐水を最大流量で行わせる。フライパンの場合、その内面が黒くてエッジ画像から汚れ度合いを検出することが難しい。また、焦げ付いた汚れが付着している場合が多い。このために、被洗浄物６がフライパンであると判定した場合は汚れ度合いの検出結果にかかわらず、汚れ度合いが最大の場合と同じ処理を行っている。

なお、本発明においては、吐水口１０の先に差し出された物体はあくまで洗浄されるべき物として処理している。コップやポット、鍋への給水の場合は、制御部２に接続された操作部（図示せず）において、給水動作モードを指示した上で、吐水口１０の先に被給水物を差し出す。給水動作モードの時、制御部２は画像検出部３からの被給水物の検知出力を受けて、ストレート吐水を中流量モードで開始し、吐水口１０の先から被給水物がなくなった時点で弁１１を閉じる。

洗浄動作モードを指示した状態で、スプーンやフォーク、包丁等の物品や、野菜等の形状特定が困難な物や、利用者の手が吐出口１０の先に差し出された場合、制御部２は画像処理部３からの物体検知出力を受けて、シャワー状吐水を中流量モードで開始し、吐水口１０の先から物品がなくなった時点で弁１１を閉じる。

吐水中に汚れ度合いを検出することは水流の存在により困難であるために、汚れ度合いの検出は、吐水開始前の吐水口１０の先に被洗浄物６が差し出された時点で行うのみとしている。ただし、被洗浄物６が吐水口１０の先から外されたことを受けて水を止めるために、撮像部１４による撮像及び画像処理部３での画像処理は吐水中も継続する。

吐水形態の変更として、ここではストレート吐水とシャワー状吐水の切換及び流量の変化（圧力の変化）を行わせた例を示したが、ストレート吐水時よりも更に高い圧力の水を低水量で吐出するためのノズルを設けてもよい。汚れ度合いが大である時にはノズルからの吐水を行うことで、さらに節水を図ることができる。また、水栓が湯水混合栓である場合、汚れが大であると判定された時には、汚れが小であると判定された時よりも熱めの湯を吐水するようにしてもよい。

被洗浄物６に対する汚れ度合い判定は、上記の例ではエッジ画像に基づくものであるために、被洗浄物６が絵柄を持つ皿である時、汚れ度合いを正確に検出することができなくなる。このために、白色無地の被洗浄物６を前提としているが、絵柄のある皿については、予め、その絵柄を画像処理部３に登録しておき、汚れ度合い検出に際して、パターン認識部３３におけるパターンマッチングで絵柄を特定して、絵柄による画像を除去した上で汚れ度合いを判定することで、絵柄の影響を避けることができる。

２ 制御部
３ 画像処理部
６ 被洗浄物
１０ 吐水口
１１ 弁
１３ 切換機構
１４ 撮像部
３４ 汚れ度合い検出部

Claims (2)

1. 洗浄動作モードと給水動作モードを指示することのできる操作部と、
   吐水口の先に差し出される被洗浄物の汚れ度合いを検出する汚れ度合い検出部と、
   上記洗浄動作モードでは、上記汚れ度合い検出部で検出した汚れ度合いに応じて、上記吐水口からの吐水形態を、シャワー状吐水の状態と、ストレート吐水の状態との間で切り換え、上記給水動作モードでは、上記吐水口からの吐水形態を上記ストレート吐水とする制御部を備えることを特徴とする自動水栓。
2. 上記制御部は、上記洗浄動作モードにおいて、汚れ度合い検出部で検出された汚れ度合いが大であるとき、高水圧で吐水を開始し、その後、低水圧での吐水に移行することを特徴とする請求項１記載の自動水栓。

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