JP6455018B2 - 吐水装置 - Google Patents
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Description
また、受信アンテナの実効開口面積が送信アンテナの実効開口面積よりも広くなっており、その結果として、受信アンテナの半値角が送信アンテナの半値角よりも小さくなっている。送信アンテナの半値角を比較的大きくすることにより、吐水装置に対してどのような方向から検知対象が接近した場合であっても、検知対象に対して確実に電波を到達させることができる。一方、受信アンテナの実効開口面積が比較的広いため、受信アンテナの指向性利得が高くなり、受信アンテナの半値角は比較的小さくなる。そのため、検知領域内の検知対象から反射された電波以外の電波(例えば、他の吐水装置から送信された電波)を受信してしまうこと、すなわち誤検知を防止しするとともに検知領域から到達した電波のみを確実に受信することができる。また、送信された電波が他の吐水装置に到達することのないよう、送信アンテナの電力ゲイン(増幅率)を下げた場合であっても、検知領域内の検知対象から反射された電波を確実に受信することができる。
マイクロ波の周波数帯域を使用した電波センサから送信される電力は、比較的波長が長いため空間での減衰が少なく広がりがある。一方、電波センサで同じ受信電力(検知信号)を得る構成としては、送信アンテナおよびミキサ回路に供給される電力が同じ場合、パッチアンテナの数や配置を調整し1.送信アンテナゲイン>受信アンテナゲイン、2.送信アンテナゲイン=受信アンテナゲイン、3.送信アンテナゲイン<受信アンテナゲインが考えられる。電波干渉の抑制を考慮すると送信アンテナゲインは極力小さくし、受信アンテナゲインを大きくすることが好ましく、同時に被検知体からの少ない反射電力を受信するために受信アンテナの指向性を検知領域に応じて調整することが好ましい。
図7(c)のグラフにおいてアンテナユニット200に誘電体レンズLSを取り付けない場合(レンズ無し)と取り付けた場合(レンズ有り)とで最大放射強度方向と半値幅の変化を比較すると、E面およびH面における最大放射強度方向と半値幅は大きく変化していないことがわかる。
図8(c)に示すグラフは、図8(a)と図8(b)の各アンテナユニット200から送信される電波の放射パターンを電磁界解析により導出した結果であり、図7(c)に示したグラフと同様に最大放射強度方向と半値幅を分別し表示している。
図8(c)のグラフにおいてアンテナユニット200に誘電体レンズLSを取り付けない場合(レンズ無し)と取り付けた場合(レンズ有り)とで最大放射強度方向と半値幅の変化を比較すると、E面における最大放射強度方向と半値幅は大きく変化していることがわかる。
しかしながら、複数の送信電極221、222の配置関係によっては誘電体レンズLSの有無で送信する電波の放射パターンに大きく影響を与えるため、誘電体レンズLSを併用し吐水装置ごとに検知エリアを調整するといったセンサの汎用性(例えば、男性小便器用と手洗い器用でセンサを兼用)を考慮すると、使用者の接近や離遠又は使用状況を検知しようとする検知領域に向けて送信する電波の指向性が殆ど変化しない図7に示すアンテナユニットが好ましい。
図9(c)のグラフにおいてアンテナユニット200に誘電体レンズLSを取り付けない場合(レンズ無し)と取り付けた場合(レンズ有り)とで最大放射強度方向と半値幅の変化を比較すると、H面における最大放射強度方向と半値幅は大きく変化していることがわかる。
図10(c)に示すグラフは、図10(a)と図10(b)の各アンテナユニット200から送信される電波の放射パターンを電磁界解析により導出した結果であり、図7(c)に示したグラフと同様に最大放射強度方向と半値幅を分別し表示している。
図10(c)のグラフにおいてアンテナユニット200に誘電体レンズLSを取り付けない場合(レンズ無し)と取り付けた場合(レンズ有り)とで最大放射強度方向と半値幅の変化を比較すると、E面およびH面における最大放射強度方向と半値幅は大きく変化していないことがわかる。
しかしながら、複数の送信電極221、222の配置関係によっては誘電体レンズLSの有無で送信する電波の放射パターンに大きく影響を与えるため、誘電体レンズLSを併用し吐水装置ごとに検知エリアを調整するといったセンサの汎用性(例えば、男性小便器用と手洗い器用でセンサを兼用)を考慮すると、使用者の接近や離遠又は使用状況を検知しようとする検知領域に向けて送信する電波の指向性が殆ど変化しない図10に示すアンテナユニットが好ましい。
100,100a:開閉弁
200,200a:アンテナユニット
201:基板
210:発振回路
220,220a:送信アンテナ
221,222:パッチアンテナ(送信電極)
230,230a:受信アンテナ
231,232,233,234:パッチアンテナ(受信電極)
240:ミキサ回路
300,300a:制御部
400:スプレッダ
400a:スパウト
CP:男性用小便器
BW:ボウル部
HB:使用者
HW:手洗い器
LS:誘電体レンズ
PI:給水配管
RM:トイレ室
RW:反射波
SW:送信波
SA:検知領域
Claims (4)
- 吐水部から自動的に水を吐止水する吐水装置であって、
使用者の接近や離遠又は使用状況を検知しようとする検知領域に向けて電波を送信する送信アンテナと、
前記検知領域内の検知対象によって反射された電波を受信する受信アンテナと、
前記送信アンテナが送信した電波と、前記受信アンテナが受信した電波とに基づいて検知信号を生成する信号生成部と、
前記検知信号に基づいて前記検知対象の動作を検知し、当該動作に基づいて吐水部からの水の吐止水を制御する制御部と、を備えており、
前記送信アンテナを構成する送信電極の励振方向と平行な方向であって、且つ前記受信アンテナを構成する受信電極から決定される実効開口面積の中心を通る直線上に、前記送信電極が複数配置されることを特徴とする吐水装置。 - 吐水部から自動的に水を吐止水する吐水装置であって、
使用者の接近や離遠又は使用状況を検知しようとする検知領域に向けて電波を送信する送信アンテナと、
前記検知領域内の検知対象によって反射された電波を受信する受信アンテナと、
前記送信アンテナが送信した電波と、前記受信アンテナが受信した電波とに基づいて検知信号を生成する信号生成部と、
前記検知信号に基づいて前記検知対象の動作を検知し、当該動作に基づいて吐水部からの水の吐止水を制御する制御部と、を備えており、
前記送信アンテナを構成する送信電極の励振方向と直交する方向であって、且つ前記受信アンテナを構成する受信電極から決定される実効開口面積の中心を通る直線に直交する直線上に、前記送信電極が複数配置され、
複数の前記受信電極から決定される実効開口面積が、複数の前記送信電極から決定される実効開口面積よりも広いことを特徴とする吐水装置。 - 複数の前記受信電極から決定される実効開口面積が、複数の前記送信電極から決定される実効開口面積よりも広いことを特徴とする請求項1に記載の吐水装置。
- 前記複数の受信電極を集約レンズで覆うことにより前記複数の受信アンテナから決定される実効開口面積が、前記複数の送信電極から決定される実効開口面積よりも広いことを特徴とする請求項2または3に記載の吐水装置。
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JP2014168310A JP6455018B2 (ja) | 2014-08-21 | 2014-08-21 | 吐水装置 |
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