JP7061582B2 - 自動水栓システム - Google Patents

Description

本発明は、自動水栓システムに関し、特に、たとえば、画像認識をする手段を備えた吐水制御に対応した自動水栓システムに関する。

従来より、画像認識をする手段を備えることにより、吐水させる流体の状態を変化させるような装置が提案されている。

このような画像認識をする手段を備えた水栓装置に関連する装置として、特許文献１に記載されるような給水制御装置および給水システムが提案されている。特許文献１に記載の給水制御装置および給水システムは、撮像カメラによって撮像された、給水装置が放水を行う放水エリアの映像を、当該撮像カメラから取得する取得手段と、前記取得手段が取得した映像に基づいて、前記給水装置の給水弁を制御する制御手段と、を備える、給水制御装置であり、さらに、給水装置と、前記給水装置が放水を行う放水エリアを撮像する撮像カメラと、前記給水装置を制御する給水制御装置と、を備る給水システムである。

また、同様に、画像を認識する手段を備えた水栓装置に関連する装置として、特許文献２に記載されるような自動手洗装置が提案されている。特許文献２に記載される自動手洗い装置は、吐出口と、前記吐出口に連通し吐出口から吐出される流体を制御せしめる駆動装置と、認識対象物となる人体の一部の画像を認識する装置を備えた自動手洗装置であり、認識された画像に基づき、前記駆動装置を駆動させることを特徴とした自動手洗装置である。さらに、特許文献２には、認識対象物の画像の変化に基づき、変化がない場合は駆動装置の駆動を行わないことや、認識対象物の表面温度と画像情報に基づき処理を行うことを特徴としているので、手袋等の手指と類似した対象物が置かれた場合でも、誤動作なく、流体の吐出を制御することができる自動手洗装置が開示されている。

特開２０１２－１０７４２７号公報 特開２００２－１４６８６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の給水制御装置や特許文献２に記載の自動手洗装置では、手洗い以外の動作を特定するものではない。
特許文献１に記載の給水制御装置は、利用者の状態に合わせた給水装置の放水制御をするものであるところ、利用者の状態とは、手洗いを行ったか否かの状態を判定することであり、各個人の動作に応じた吐水制御をするものではない。

また、特許文献２に記載の自動手洗装置は、画像認識による目的対象物とそれ以外の物体とを区別するために、認識対象物の表面温度と画像認識による画像情報とを用いているが、個々人の動作に応じた吐水をするための駆動装置を制御するものではない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、個々人の動作や嗜好に応じた吐水状態を提供することを行いうる自動水栓システムを提供することである。

この発明にかかる自動水栓システムは、吐水するための吐水管部と、所定の温度に設定し、吐水管部から所定の温度の湯水を供給するための電気給湯器と、を含む吐水装置と、吐水装置を使用者が使用した使用時間および該使用時間において電気給湯器に対して設定された使用温度の情報を含む使用者履歴情報を記憶する使用者履歴情報記憶部と、使用者履歴情報記憶部に記憶された使用者の使用時間に基づいて所定の給湯温度の湯水を準備するように指示を出力する湯温指示部と、を備える、自動水栓システムである。
また、この発明にかかる自動水栓システムは、使用者を認証するための顔認証用カメラと、顔認証用カメラにより取得された画像から抽出された特徴情報から使用者を認証するための使用者認証部と、を含み、湯温指示部は、認証された使用者に対応する使用温度を使用者履歴情報記憶部から読み出し、該使用温度になるように電気給湯器に指示を出力する機能を有する。
さらに、この発明にかかる自動水栓システムは、使用者による動作を判定するための画像を取得するための動作判定用カメラと、動作判定用カメラにより取得された画像から特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報に基づいて動作を判定するための動作判定部と、を含み、使用者履歴情報は、さらに、動作が判定されたときに使用者が使用した使用温度の情報を含み、湯温指示部は、動作を判定したときに、使用者ごとに判定された動作に対応する使用温度を使用者履歴情報記憶部から読み出し、該使用温度になるように電気給湯器に指示を出力する機能を有する。
また、この発明にかかる自動水栓システムは、動作判定用カメラが、吐水管部に配置され、動作判定用カメラの撮像方向が、吐水管部の吐水口から吐水する方向と略平行に向くように設けられることが好ましい。
さらに、この発明にかかる自動水栓システムは、動作判定部が判定する動作は、洗顔の動作、歯磨きの動作または髭剃りの動作であり、動作判定部が、画像から抽出された特徴量に基づいて手の平と特定したとき、洗顔の動作と判定し、画像から抽出された特徴量に基づいて歯ブラシと特定したとき、歯磨きの動作と判定し、画像から抽出された特徴量に基づいて剃刃と特性したとき、髭剃りの動作と判定することが好ましい。
また、この発明にかかる自動水栓システムは、使用者が吐水装置に近づいたことを検知する人感センサと、人感センサにより吐水装置に使用者近づいたことを検知したとき、顔認証カメラを待機状態から認証可能な状態になるような指示を出力する人感処理部と、を含むことが好ましい。
さらに、この発明にかかる自動水栓システムは、人感センサによって、使用者が前記吐水装置から離れたことを検知したとき、人感処理部は、使用者認証部が使用者を認証した時間を使用者履歴情報記憶部に記憶する機能を含むことが好ましい。
また、この発明にかかる自動水栓システムは、使用者による前記吐水装置のジェスチャー動作を検出するためのジェスチャー用センサと、検出されたジェスチャー動作を判定するジェスチャー判定部と、判定されたジェスチャー動作に対して割り当てられた吐水状態を変更するための指示を出力する吐水制御部と、を含む、ことが好ましい。
さらに、この発明にかかる自動水栓システムは、吐水状態の変更は、吐水量の変更および吐水温度の変更のうちの少なくともいずれか一方とすることが好ましい。

この発明にかかる自動水栓システムによれば、吐水するための吐水管部と、所定の温度に設定し、吐水管部から所定の温度の湯水を供給するための電気給湯器と、を含む吐水装置と、吐水装置を使用者が使用した使用時間および該使用時間において電気給湯器に対して設定された使用温度の情報を含む使用者履歴情報記憶部と、使用者履歴情報記憶部に記憶された使用者の使用時間に基づいて所定の給湯温度の湯水を準備するように指示を出力する湯温指示部と、を備えるので、予め使用者履歴情報記憶部において記憶された使用者の使用時間に応じて所定の給湯温度の湯水を準備することができることから、使用者は、すぐに所定の温度の湯水を使用することができる。
また、この発明にかかる自動水栓システムによれば、使用者を認証するための顔認証用カメラと、顔認証用カメラにより取得された画像から抽出された特徴情報から使用者を認証するための使用者認証部と、を含み、湯温指示部は、認証された使用者に対応する使用温度を使用者履歴情報記憶部から読み出し、該使用温度になるように電気給湯器に指示を出力する機能を有するので、使用者の嗜好に応じた使用温度の湯水を準備することができる。
さらに、この発明にかかる自動水栓システムによれば、使用者による動作を判定するための画像を取得するための動作判定用カメラと、動作判定用カメラにより取得された画像から特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報に基づいて動作を判定するための動作判定部と、を含み、使用者履歴情報は、さらに、動作が判定されたときに使用者が使用した使用温度の情報を含み、湯温指示部は、動作を判定したときに、使用者ごとに判定された動作に対応する使用温度を使用者履歴情報記憶部から読み出し、該使用温度になるように電気給湯器に指示を出力する機能を有するので、使用者の動作に応じた設定温度の湯水を準備することができる。
また、この発明にかかる自動水栓システムによれば、動作判定用カメラは、吐水管部に配置され、動作判定用カメラの撮像方向が、吐水管部の吐水口から吐水する方向と略平行に向くように設けられると、吐水させるために道具を持っていく際に自然に動作判定を行うことができる。
さらに、この発明にかかる自動水栓システムによれば、動作判定部が判定する動作は、洗顔の動作、歯磨きの動作または髭剃りの動作であり、動作判定部が、画像から抽出された特徴量に基づいて手の平と特定したとき、洗顔の動作と判定し、画像から抽出された特徴量に基づいて歯ブラシと特定したとき、歯磨きの動作と判定し、画像から抽出された特徴量に基づいて剃刃と特定したとき、髭剃りの動作と判定することができると、画像のオブジェクトに応じた各動作を判定することができる。
また、この発明にかかる自動水栓システムによれば、使用者が吐水装置に近づいたことを検知する人感センサと、人感センサにより吐水装置に使用者近づいたことを検知したとき、顔認証カメラを待機状態から認証可能な状態になるような指示を出力する人感処理部と、を含むと、自動水栓システムが使用者により使用されていない間は、待機状態としておくことで、無駄な電力の消費を回避することができる。
さらに、この発明にかかる自動水栓システムによれば、人感センサによって、使用者が吐水装置から離れたことを検知したとき、人感処理部は、使用者認証部が使用者を認証した時間を使用者履歴情報記憶部に記憶する機能を含むと、使用者が離れたときに、使用者が自動水栓システムを使用した時間、動作、設定温度を記憶することができ、その後、使用者が本自動水栓システムを使用した際に、利用することができる。
また、この発明にかかる自動水栓システムによれば、使用者による吐水装置のジェスチャー動作を検出するためのジェスチャー用センサと、検出されたジェスチャー動作を判定するジェスチャー判定部と、判定されたジェスチャー動作に対して割り当てられた吐水状態を変更するための指示を出力する吐水制御部と、を含むと、ジェスチャー動作により吐水状態の変更するための操作することができる。

この発明によれば、個々人の動作や嗜好に応じた吐水状態を提供することを行いうる自動水栓システムを提供することができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴及び利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。

この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムが設けられた洗面部の正面図である。 この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムが設けられた洗面部の側面図である。 この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムにおける吐水装置の吐水管部への湯水の供給機構、使用者情報入力部および制御部の構成例を示す図である。 ジェスチャーの動作を説明するための模式拡大図である。 この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムにおける制御部の構成例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態にかかる動作処理部の構成例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態にかかる記憶部の構成例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムを用いた動作の一例を示すフローチャートを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムにおけるジェスチャー動作による吐水状態の変更動作の一例を示すフローチャート図である。 この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムにおける吐水装置の吐水管部への湯水の供給機構の変形例、使用者情報入力部および制御部の構成例を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムが設けられた洗面部の正面図である。図２は、この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムが設けられた洗面部の側面図である。図３は、この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムにおける吐水装置の吐水管部への湯水の供給機構、使用者情報入力部および制御部の構成例を示す図である。図４は、ジェスチャーの動作を説明するための図である。図５は、この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムにおける制御部の構成例を示すブロック図である。図６は、この発明の実施の形態にかかる動作処理部の構成例を示すブロック図である。図７は、この発明の実施の形態にかかる記憶部の構成例を示すブロック図である。

この実施の形態にかかる自動水栓システム１０は、たとえば、洗面部や台所等において設置可能なシステムである。以下では、本発明にかかる自動水栓システム１０が洗面部Ｗに設置した場合について説明する。
自動水栓システム１０は、たとえば、図１に示すように、洗面部Ｗに設置される。洗面部Ｗは、鏡面部Ｍと、洗面カウンタＣと、シンクＳとを備える。自動水栓システム１０を導入することにより、個々人の動作に応じた吐水状態を提供することを行いうる。

なお、以下において、図１および図２に示すように、自動水栓システム１０が配置された洗面部Ｗにおいて、使用者が洗面部Ｗと対峙する側を手前側とし、使用者からみて洗面部Ｗの向こう側を奥側と定義する。また、使用者からみて右方向を右方向と定義し、使用者からみて左方向を左方向と定義する。また、使用者からみて鉛直上方を上方向と定義し、鉛直下方を下方向と定義する。

自動水栓システム１０は、吐水装置２０と、使用者情報入力部４０と、制御部６０とを備える。

（吐水装置）
吐水装置２０は、吐水管部２２と、供給機構２４とを有する。

吐水管部２２は、供給機構２４により供給された湯水を吐出するために設けられる。吐水管部２２は、供給機構２４からの配管が接続され、洗面部ＷのシンクＳに向かって吐出可能に配置される吐出口２２ａが設けられる。また、吐出口２２ａの奥側（後部側）には、後述する動作判定用カメラ４６が配置される。

供給機構２４は、制御部６０により出力される制御信号に基づいて吐水するか否かの制御に伴い吐水するための配管系を構成する。供給機構２４は、制御部６０に電気的に接続され吐水を温める電気温水器２６と、制御部６０に電気的に接続される水側流量調整弁２８と、制御部６０に電気的に接続される湯側流量調整弁３０と、制御部６０に電気的に接続される温度センサ３２と、制御部６０に電気的に接続する流量センサ３４と、を有する。供給機構２４は、電気温水器２６を除き、たとえば、洗面部Ｗにおける洗面カウンタＣの下部や台所のシンクの下部等に設けられる空間に配置される。

電気温水器２６は、制御部６０からの指示に基づきＯＮ／ＯＦＦ制御又は比例制御によって、吐水管部２０から吐水される湯水を温め、温度を変更する機能を有する。また、電気温水器２６は、所定の温度に温められた湯をそこに貯留かつ保温する機能を有する。

水側流量調整弁２８は、給水管３６により供給される水の吐水量を調整するための機能を有する。水側流量調整弁２８は、制御部６０に比例制御された、吐水管部２２の吐水／止水の切替又は吐水量の変更を可能とする電磁弁である。水側流量調整弁２８は、電磁弁が開状態であるか閉状態であるかについて感知することができ、開閉状態の情報を制御部６０に出力する機能を有する。

湯側流量調整弁３０は、電気温水器２６から給湯管３８により供給される湯水の吐水量を調整するための機能を有する。湯側流量調整弁３０は、制御部６０に比例制御された、吐水管部２２の吐水／止水の切替又は吐水量の変更を可能とする電磁弁である。湯側流量調整弁３０は、電磁弁が開状態であるか閉状態であるかについて感知することができ、開閉状態の情報を制御部６０に出力する機能を有する。

温度センサ３２は、供給機構２４において取り付けられ、吐水管部２２から吐水される湯水の温度を感知し、感知した温度の情報を含む吐水状態の情報を制御部６０に出力する機能を有する。温度センサ３２は、たとえば、水側流量調整弁２８および湯側流量調整弁３０の下流側に設けられる。

流量センサ３４は、吐水管部２２から吐水される湯水の吐水量を感知し、感知した吐水量の情報を含む吐水状態の情報を制御部６０に出力する機能を有する。流量センサ３４は、たとえば、水側流量調整弁２８および湯側流量調整弁３０の下流側に設けられる。

本実施の形態にかかる供給機構２４では、吐水管部２２に湯を供給するに際しても、給水管３６を通じて水を供給するし且つ水側流量調整弁２８および／または湯側流量調整弁３０の開度の制御により、給湯管３８からの湯に所定量の水を加えることで温度調節をし、吐水管２２に対し温度調節された適温の湯を供給することができる。
また、湯を供給するに際して、給水管３６からの水の供給を停止しておけば、電気温水器２６に貯留された温度と同じ温度の熱い湯を吐水管部２２へと供給することができる。

（使用者情報入力部）
使用者情報入力部４０は、人感センサ４２と、顔認証用カメラ４４と、動作判定用カメラ４６と、ジェスチャー用センサ部４８と、を有する。

人感センサ４０は、使用者が自動水栓システム１０の設置される洗面部Ｗに近づいたか否かを検出し、その検出した信号を後述する人感処理部６４に出力するための機能を有する。人感センサ４０は、たとえば、距離センサを用いることができる。距離センサとしては、たとえば、タイム・オブ・フライト方式（ＴＯＦ方式）のものを用いることができる。ＴＯＦ方式の距離センサを用いることで、洗面部Ｗの前に立ったか離れたについて、正確に検出することができる。また、人感センサ４０として赤外線測距センサを用いると、反射光の強度で距離を測る一般的な測距センサと違い反射光の時間から距離を計算するので、測定対象の色や表面状態に依存することなく、距離を測定することができる。人感センサ４０は、たとえば、図１に示すように、洗面カウンタＣの右側に設けられる。なお、人感センサ４０は、洗面部Ｗに使用者が近づいたことを検出することが可能な範囲であるならば、洗面部Ｗのどこに配置されてもよい。

顔認証用カメラ４４は、図１および図２に示す使用者が顔認証エリアＡ₁に入ったことにより顔認証用カメラ４４に撮像された使用者の顔画像を取得する機能を有する。そして、顔認証用カメラ４４は、取得された顔画像を、後述する使用者認証部６８に出力する機能を有する。顔認証用カメラ４４は、たとえば、洗面部Ｗの鏡面部Ｍにおける上部側に設けられる。なお、顔認証用カメラ４４は、洗面部Ｗを使用者する使用者の顔が認証可能な範囲であるならば、洗面部Ｗのどこに配置されてもよい。

動作判定用カメラ４６は、図１および図２に示す動作判定エリアＡ₂に手や洗面時に使用する道具（たとえば、歯ブラシ、コップ、髭剃り用の剃刃等）が入ったことにより動作判定用カメラ４６に撮像されたオブジェクト画像を取得する機能を有する。すなわち、オブジェクト画像は、たとえば、歯ブラシ、コップ、髭剃り用の剃刃等の画像である。そして、動作判定用カメラ４６は、取得されたオブジェクト画像を、後述する動作処理部７０に出力する機能を有する。動作判定用カメラ４６は、吐水管部２２に配置される。動作判定用カメラ４６の撮像方向は、吐水管部２２の吐水口２２ａから吐水する方向と略平行に向くように設けられる。このように動作判定用カメラ４６の撮像方向が吐水管部２２の吐水口２２ａから吐水する方向と略平行に向くように設けられると、吐水させるために道具を持っていく際に、オブジェクト画像を撮像することができることから、自然に動作判定を行うことができる。なお、動作判定用カメラ４６は、は、洗面部Ｗにおいて使用者が使用する道具を撮像することが可能な範囲であるならば、洗面部Ｗのどこに配置されてもよい。

ジェスチャー用センサ部４８は、使用者による吐水状態を変更する操作指示を入力する機能を有する。ジェスチャー用センサ部４８は、たとえば、センサモジュール４８ａを有する。センサモジュール４８ａは、複数の近距離センサにより構成される。センサモジュール４８ａは、たとえば、Ｘ軸方向（左右方向）Ｄ₁とＺ軸方向（奥行き方向）Ｄ₂との動き感知する。感知した結果は、ジェスチャー操作情報として、後述するジェスチャー判定部７２に出力される。なお、ジェスチャー用センサ部４８が有するセンサモジュール４８ａは、Ｘ軸方向（左右方向）Ｄ₁およびＺ軸方向（奥行き方向）Ｄ₂のそれぞれの動きを感知するセンサであれば、どのようなセンサでも用いることができる。なお、ジェスチャー用センサ部４８は、は、洗面部Ｗにおいて使用者により吐水状態を変更することが可能な範囲であるならば、洗面部Ｗのどこに配置されてもよい。

（制御部）
制御部６０は、人感センサ４２、顔認証用カメラ４４、動作判定用カメラ４６およびジェスチャー用センサ部４８により入力された各信号等を取得し、その取得された各信号や画像等に基づいて供給機構２４を制御するために設けられる。制御部６０は、たとえば、洗面部Ｗにおける洗面カウンタＣの下部や台所のシンクの下部等に設けられる空間に配置される。

制御部６０は、吐水制御部６２と、人感処理部６４と、湯温指示部６６と、使用者認証部６８と、動作処理部７０と、ジェスチャー判定部７２と、を有する。さらに、制御部６０は、記憶部７４を有する。

人感処理部６４は、人感センサ４２により使用者が洗面部Ｗに近づいたと感知したとの信号を受信することにより、自動水栓システム１０をスリープ状態から起動する処理をする機能を有する。また、人感処理部６４は、人感センサ４２により使用者が洗面部Ｗから離れたと感知したとの信号を受信することにより、自動水栓システム１０を起動状態からスリップ状態とする処理をする機能を有する。このように、人感センサ４２からの信号を使用することで、自動水栓システムが使用者により使用されていない間は、待機状態としておくことができることから、無駄な電力の消費を回避することができる。
また、人感センサ４２によって、使用者が吐水装置２０から離れたことを検知したとき、人感処理部６４は、使用者の顔を認証した時間、動作時の設定温度を使用者履歴情報記憶部７８に記憶する機能を含む。そうすると、使用者が離れたときに、使用者が自動水栓システムを使用した時間、動作時の設定温度を記憶することができ、その後、使用者が本自動水栓システムを使用した際に、利用することができる。

湯温指示部６６は、制御部６０から電気温水器６０に対して指定された温度に変更するように指示する機能を有する。具体的には、使用者履歴情報に基づいて、あるいは使用者が認証されることで特定されたときに、後述する使用者履歴情報記憶部７８から読み出された使用者に対応する温度設定値が、湯温指示部６６に出力されたときに、湯温指示部６６は、その読み出された温度設定値となるように電気温水器２６に対して指示する。また、使用者による動作が判定されたときに、後述する使用者履歴情報記憶部７８から読み出されたその判定された使用者の動作に対応する温度設定値が、湯温指示部６６に出力されたときに、湯温指示部６６は、その読み出された温度設定値となるように電気温水器２６に対して指示する。

使用者認証部６８は、顔認証用カメラ４４が取得した顔画像から特徴情報を抽出し、後述する顔認証情報記憶部７６に記憶するための機能を有する。また、使用者認証部６８は、顔認証用カメラ４４から取得された顔画像から抽出された特徴情報と、顔認証情報記憶部７６に予め記憶された顔の特徴情報とを照合して記憶された使用者であるか否か認証する機能を有する。

動作処理部７０は、動作判定部７０ａと、動作学習部７０ｂと、を有する。

動作判定部７０ａは、動作判定用カメラ４６により取得されたオブジェクト画像と、後述する動作情報記憶部８０に記憶されたＡＩパラメータデータとの情報とを照合し、オブジェクト画像を認識したうえで、どのような動作が行われたのかを判定する機能を有する。
動作判定部７０ａによる動作の判定は、たとえば、洗顔の動作、歯磨きの動作または髭剃りの動作である。動作判定部７０ａが、オブジェクト画像から抽出された特徴量に基づいて手の平と判定されたとき、洗顔の動作と判定し、オブジェクト画像から抽出された特徴量に基づいて歯ブラシと判定されたとき、歯磨きの動作と判定し、オブジェクト画像から抽出された特徴量に基づいて剃刃と判定されたとき、髭剃りの動作と判定することができる。このようにオブジェクト画像から抽出された特徴量に基づいてオブジェクトが特定され、そのオブジェクトに応じた各動作を判定することができる。

また、動作学習部７０ｂは、動作判定のために使用するオブジェクト画像に基づいて学習した結果を表すＡＩパラメータデータを出力する機能を有する。動作判定用カメラ４６により取得された数多くのオブジェクト画像は、図示しない教師データ生成装置に収集され、その教師データ生成装置において動作学習部７０ｂにおいて学習するための教師データが生成し、所定の記憶装置に格納される。そして、動作学習部７０ｂは、生成された教師データを読み出して、学習を行い、学習完了後のＡＩパラメータデータを出力し、動作情報記憶部８０に記憶される。
なお、動作学習部７０ｂは、本自動水栓システム１０の外部装置として独立した装置の形態により備えるようにしてもよい。

ジェスチャー判定部７２は、ジェスチャー用センサ部４８により入力されたジェスチャー動きに対する吐水状態を変更する操作指示の情報と後述するジェスチャー情報記憶部８２に記憶された変更指示の情報とを照合し、操作指示の内容を判定する機能を有する。

記憶部７４は、顔認証情報記憶部７６と、使用者履歴情報７８と、動作情報記憶部８０と、ジェスチャー情報記憶部８２と、を有する。

顔認証情報記憶部７６は、顔認証用カメラ４４により取得された顔画像に基づいて、使用者認証部６８により抽出された特徴情報を、使用者と対応付けて記憶する機能を有する。

使用者履歴情報記憶部７８は、使用者が洗面部Ｗより離れたと判定されたときに、使用者ごとに、使用者が洗面部Ｗに近づいた時間（使用時間）、判定された動作時に使用した使用温度、判定された動作時における単位時間あたりの流量の各情報を含む使用者履歴情報を記憶する機能を有する。判定された動作時に使用した使用温度とは、たとえば、洗顔の動作と判定されたときは、使用者が洗顔時に使用した吐水温度が使用温度として記憶され、髭剃りの動作と判定されたときは、使用者が髭剃り時に使用した吐水温度が使用温度として記憶される。
各使用者の動作に対応するデフォルト値である使用温度は、表１に示す。

動作情報記憶部８０は、動作学習部７０ｂにおいて学習した学習結果の情報をＡＩパラメータデータとして記憶する機能を有する。このＡＩパラメータデータは、動作判定用カメラ４６により取得されたオブジェクト画像がどのようなものかを動作判定部７０ａにおいて判定するために利用される。

ジェスチャー情報記憶部８２は、ジェスチャーの判定に用いられるジェスチャーの動きと、その動きに対する吐水状態を変更するための操作指示の割り当ての情報を記憶する。表２は、ジェスチャー判定に用いられるジェスチャーによる動きと、ジェスチャー情報記憶部８２に記憶されるジェスチャーの動きに対する吐水状態を変更するための操作指示の割り当ての一例を示す。

図４に示すように、ジェスチャー用センサ４８において、ジェスチャー判定部７２が、右から左方向にスワイプしたと判定したとき、表２に基づいて、所定の温度だけ吐水温度が上昇するような変更操作としての動きであると判断し、設定温度を上昇させるように温湯指示部６６に指示する。一方、ジェスチャー判定部７２が、左から右へスワイプしたと判定とき、表２に基づいて、所定の温度だけ吐水温度が下降するような操作変更としての動きであると判断し、設定温度を下降させるように湯温指示部６６に指示する。

また、図４に示すように、ジェスチャー用センサ部４８において、ジェスチャー判定部７２が、物体（手）を検出し、所定の時間経過後に、奥へ向けて移動させることで、物体（手）を近づける動きと判定したとき、すなわち、手前から奥へ物体（手）を移動したと判定とき、表２に基づいて、所定の吐水量だけ吐水量を増加するような変更操作としての動きであると判断し、吐水量を増加するように吐水制御部６２に指示する。
ジェスチャー判定部７２が、物体（手）を検出し、所定の時間経過後に、奥から手前へ向けて移動させることで、物体（手）を遠ざける動きと特定したとき、すなわち、奥から手前へ物体（手）を移動したとき、表２に基づいて、所定の吐水量だけ吐水量を減少するような変更操作としての動きであると判断し、吐水量を減少するように吐水制御部６２に指示する。

続いて、本実施の形態にかかる自動水栓システム１０の動作について説明する。

自動水栓システム１０を使用者が使用することにより吐水等の制御がされる動作について説明する。図８は、この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムを用いた動作の一例を示すフローチャートを示す図である。

まず、人感センサ４２は、使用者が洗面部Ｗに接近したことを検出する（ステップＳ１０）。そうすると、人感センサ４２は、使用者が洗面部Ｗに近づいたことを検出した信号を人処理部６４に出力する。その信号が入力された人感処理部６４は、自動水栓システム１０をスリープ状態から起動することで、顔認証用カメラ４４がアクティブ状態（顔画像を取得可能な状態）となる。続いて、顔認証用カメラ４４は、使用者が顔認証用カメラ４４に近づくことにより顔画像を取得し、その取得された顔画像が使用者認証部６８に送られる。そうすると、使用者認証部６８は、顔画像から特徴情報を抽出し、顔認証情報記憶部７６に予め記憶された顔の特徴情報と照合して、使用者が認証される（ステップＳ１２）。続いて、認証された使用者に対応する温度設定値を使用者履歴情報記憶部７８から読み出され、湯温指示部６６を介して電気温水器２６に使用者に対応する設定温度が指示される（ステップＳ１４）。続いて、使用者によって行われる動作が判定される。使用者によって行われる動作は、動作判定用カメラ４６により取得されるオブジェクト画像と、動作情報記憶部８０に記憶されたＡＩパラメータデータとを用いて判断処理し、どのようなオブジェクトであるかの認識することにより行う。すなわち、動作判定用カメラ４６は、吐水管部２２の吐水口２２ａ付近に差し出されたオブジェクトの画像をオブジェクト画像として取得し、その取得されたオブジェクト画像が動作判定部７０ａに送られる。そうすると、動作判定部７０ａにおいて、どのようなオブジェクトが差し出されたかが認識される（ステップＳ１６）。続いて、動作判定部７０ａにおいて、認識されたオブジェクトに基づいて、使用者の動作が判定され、使用者、その使用者により判定された動作、およびその判定された動作に対応する温度設定値が使用者履歴情報７８から読み出され、読み出された温度設定値が湯温指示部６６を介して電気温水器２６に使用者の設定温度として指示される（ステップＳ１８）。続いて、再度、人感センサ４２により使用者が洗面部Ｗに接近しているか否か（すなわち、離れていないか否か）が検出される（ステップＳ２０）。洗面部Ｗから退出した（すなわち、洗面部Ｗから離れた）と判断された場合は（ステップＳ２２）、使用者に対応して使用開始時間、認識された動作、動作時の使用温度、単位時間あたりの流量が使用者履歴情報記憶部７８に記憶される（ステップＳ２４）。一方、また、洗面部Ｗから退出していない場合は（ステップＳ２２）、動作判定可能にスタンバイ状態とされる。

続いて、ジェスチャー用センサ部４８を用いた吐水状態の変更動作について説明する。図９は、この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムにおけるジェスチャー動作による吐水状態の変更動作の一例を示すフローチャート図である。

まず、ジェスチャー用センサ部４８が、使用者によるジェスチャー操作情報を取得し、そのジェスチャー操作情報をジェスチャー判定部７２に送られる。そうすると、ジェスチャー判定部７２は、ジェスチャー操作情報に基づいてどのようなジェスチャー操作の動きが行われたのかを判定する（ステップＳ３０）。次に、判定されたジェスチャー操作の動きと変更操作として予め記憶されている動きとを照合し、ジェスチャー操作の動きが吐水状態の変更操作としての動きか否かを判断する（ステップＳ３２）。吐水状態の変更操作と判断した場合、その変更操作と判断されたジェスチャー操作の動きに、その変更操作に対応し制御部６０に指示するための操作指示に割り当てられる（ステップＳ３６）。

まず、その吐水状態の変更操作であるジェスチャーの動作が吐水温度の変更であった場合は、吐水温度の変更指示が湯温指示部６６に対して出力され（ステップＳ３８）、湯温指示部６６は、吐水温度の変更指示を取得する（ステップＳ４０）。そして、湯温指示部６６を介して電気温水器２６に温度設定の変更指示がなされる（ステップＳ４２）。そして、変更された温度が温度センサ３２により測定され、記憶される（ステップＳ４４）。

一方、その吐水状態の変更操作であるジェスチャーの動作が吐水量の変更であった場合は、吐水温度の変更指示が吐水制御部６２に対して出力され（ステップＳ４６）は、吐水制御部６２は、吐水量の変更指示を取得する（ステップＳ４８）。そして、吐水制御部６２が、適宜、流量を変更するために必要な制御信号を演算し、その制御信号を水側流量調整弁２８および／または湯側流量調整弁３０に出力することで、流量設定の変更指示がなされる（ステップＳ５０）。そして、変更された流量が流量センサ３４により測定され、記憶される（ステップＳ５２）。

この実施の形態にかかる自動水栓システム１０では、吐水するための吐水管部２２と、所定の温度に設定し、吐水管部から所定の温度の湯水を供給するための電気給湯器２６と、を含む吐水装置２０と、吐水装置を使用者が使用した使用時間および使用時間において電気給湯器２６に対して設定された使用温度の情報を含む使用者履歴情報を記憶する使用者履歴情報記憶部７８と、使用者履歴情報記憶部７８に記憶された使用者の使用時間に基づいて所定の給湯温度の湯水を準備するように指示を出力する湯温指示部６６と、を備えるので、予め使用者履歴情報記憶部７８において記憶された使用者の使用時間に応じて所定の給湯温度の湯水を準備することができることから、使用者は、使用者が希望する吐水温度の湯を、使用者を待たせることなく、吐水させることができる。

また、この実施の形態にかかる自動水栓システム１０では、使用者を認証するための顔認証用カメラ４４と、顔認証用カメラ４４により取得された画像から抽出された特徴情報から使用者を認証するための使用者認証部６８と、を含み、湯温指示部６６が、認証された使用者に対応する使用温度を使用者履歴情報記憶部７８から読み出し、該使用温度になるように電気給湯器２６に指示を出力する機能を有するので、使用者が、自動水栓システム１０の設置される洗面部Ｗに近づいたときに、使用者の嗜好に応じた使用温度の湯水を吐水状態に準備することができる。

さらに、この実施の形態にかかる自動水栓システム１０では、使用者による動作を判定するためのオブジェクト画像を取得するための動作判定用カメラ４６と、動作判定用カメラ４６により取得されたオブジェクト画像から特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報に基づいて動作を判定するための動作判定部７０ｂと、を含み、使用者履歴情報は、さらに、動作が判定されたときに使用者が使用した使用温度の情報を含み、湯温指示部６６は、動作を判定したときに、使用者ごとに判定された動作に対応する使用温度を使用者履歴情報記憶部７８から読み出し、該使用温度になるように電気給湯器２６に指示を出力する機能を有するので、動作を認識したうえで、その動作にあわせた使用温度を設定することができる。

また、この実施の形態にかかる自動水栓システム１０では、ジェスチャー操作により、吐水状態を操作することができる。ジェスチャー操作は、たとえば、左右方向にスワイプをすることで、水温を変更することができ、物体（手）を奥行き方向（前後方向）に移動させることで、吐水量を変更することができる。また、そのように、変化させて吐水状態は、使用者個人の使用者履歴情報として記憶させることができるので、次回、使用者が洗面部Ｗに近づいたときに、予め準備情報として利用することができる。

（供給機構の変形例）
次に、自動水栓システムに用いられる供給機構の変形例について説明する。図１０は、この発明の実施の形態にかかる自動水栓システムにおける吐水装置の吐水管部への湯水の供給機構の変形例、使用者情報入力部および制御部の構成例を示す図である。

供給機構１２４は、水を供給する給水管３６と、湯を供給する給湯管３８と、水及び湯を混合する割合を変更する混合部９０と、供給機構２４Ａ全体の混合水の供給を開閉するための電磁弁９２と、混合部９０から吐水管部２２の吐水口２２ａへの混合水の流量を調整するための流量変更弁部９４と、を有する。

混合部９０は、給水管３６からの水と給湯管３８からの湯とをその混合割合を変更する機能を有し、電磁弁９２へと繋がる配管に混合水を供給する機能を有する。混合部９０による混合割合は、制御部６０により制御される。混合水の温度は、混合部９０の上流側に配置される温度センサ３２により計測される。

電磁弁９２は、電力をＯＮ／ＯＦＦすることにより、水などの流体の流れを止めたり流したりしうる機能を有する。電磁弁９２は、制御部６０に電気的に接続されて、制御される。電磁弁９２が開状態となることにより、混合部９０から供給された混合水を、後述する流量変更弁部９４を経由して、吐水管部２２へ供給することができる。一方、電磁弁９２が閉状態となることにより、混合部９０から供給された混合水の吐水管部２２への供給を完全に閉止する。すなわち、電磁弁９２は、吐水管部２２の吐水口２２ａからの吐水／止水の切替を行う。

流量変更弁部９４は、混合部９０から電磁弁９２を経由して吐水管部２２へ供給する混合水の吐水量を変更する機能を有する。流量変更弁部９４は、制御弁であり、制御部６０により制御されることで弁の開度が変化することにより吐水量が変化する。

この実施の形態の自動水栓システム１０が備える変形例にかかる供給機構２４Ａでは、給水管３６により供給される水と給湯管３８により供給される湯とが混合部９０において所定の割合で混合することにより所定の温度の湯が供給される。吐水／止水の制御は、電磁弁９２により行われる。また、吐水管部２２から吐出される混合水の吐出量は、流量変更弁部９４の開度の制御により行うことができる。
また、湯を供給するに際して、混合部９０において、給水管３６からの水の供給を停止しておけば、電気温水器２６に貯留された温度と同じ温度の熱い湯を吐水管部２２へと供給することができる。

変形例にかかる供給機構２４Ａを備える自動水栓システム１０によれば、実施の形態にかかる供給機構２４を備える自動水栓システム１０と同様の効果を奏する。

以上のように、本発明の実施の形態は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施の形態に対し、機序、形状、材質、数量、位置又は配置等に関して、様々の変更を加えることができるものであり、それらは、本発明に含まれるものである。

この実施の形態にかかる自動水栓システム１０では、使用者を特定するために顔認証用カメラ４４を用いているが、これに限るものではなく、顔認証用カメラ４４の代わりに、たとえば、個人を特定するために、網膜や手の静脈を利用した生体認証を用いる手段を利用してもよい。

また、この実施の形態にかかる自動水栓システム１０は、顔認証用カメラ４４を備えているが、これに限るものではなく、必ずしも備えていなくてもよい。同様に、この実施の形態にかかる自動水栓システム１０は、ジェスチャー用センサ部４８を備えているが、これに限るものではなく、必ずしも備えていなくてもよい。

この発明にかかる自動水栓システムは、たとえば、台所のシンクやカウンタあるいは洗面台等に配置される自動水栓システムであって、使用者個々人の動作に応じた吐水状態を提供することを可能にする自動水栓システムとして、好適に使用することができる。

１０ 自動水栓システム
２０ 吐水装置
２２ 吐水管部
２４ 供給機構
２６ 電気給湯器
２８ 水側流量調整弁
３０ 湯側流量調整弁
３２ 温度センサ
３４ 流量センサ
４０ 使用者情報入力部
４２ 人感センサ
４４ 顔認証用カメラ
４６ 動作判定用カメラ
４８ ジェスチャー用センサ部
４８ａ センサモジュール
６０ 制御部
６２ 吐水制御部
６４ 人感処理部
６６ 湯温指示部
６８ 使用者認証部
７０ 動作処理部
７０ａ 動作判定部
７０ｂ 動作学習部
７２ ジェスチャー判定部
７４ 記憶部
７６ 顔認証情報記憶部
７８ 使用者履歴情報記憶部
８０ 動作情報記憶部
８２ ジェスチャー情報記憶部
９０ 混合部
９２ 電磁弁
９４ 流量変更弁部
Ｗ 洗面部
Ｍ 鏡面部
Ｃ 洗面カウンタ
Ｓ シンク
Ａ₁ 顔認証エリア
Ａ₂ 動作判定エリア
Ｄ₁ Ｘ軸方向（左右方向）
Ｄ₂ Ｚ軸方向（奥行き方向）

Claims (8)

1. 吐水するための吐水管部と、
   所定の温度に設定し、前記吐水管部から所定の温度の湯水を供給するための電気給湯器と、を含む吐水装置と、
   前記吐水装置を使用者が使用した使用時間における前記吐水装置の使用に関する情報および前記使用時間において前記電気給湯器に対して設定された使用温度の情報を含む使用者履歴情報を記憶する使用者履歴情報記憶部と、
   前記使用者履歴情報記憶部に記憶された使用者の前記使用時間における前記吐水装置の使用に関する情報に基づいて所定の給湯温度の湯水を準備するように指示を出力する湯温指示部と、
   前記使用者を認証するための顔認証用カメラと、
   前記顔認証用カメラにより取得された画像から抽出された特徴情報から使用者を認証するための使用者認証部と、
   前記使用者による動作を判定するための画像を取得するための動作判定用カメラと、
   前記動作判定用カメラにより取得された画像から特徴情報を抽出し、抽出された特徴情報に基づいて動作を判定するための動作判定部と、
   を備え、
   前記使用者履歴情報は、さらに、前記動作が判定されたときに前記使用者が使用した使用温度の情報を含み、
   前記湯温指示部は、
   前記認証された使用者に対応する使用温度を前記使用者履歴情報記憶部から読み出し、該使用温度になるように前記電気給湯器に指示を出力する機能を有し、かつ、
   前記動作を判定したときに、使用者ごとに前記判定された動作に対応する使用温度を前記使用者履歴情報記憶部から読み出し、該使用温度になるように前記電気給湯器に指示を出力する機能を有する、自動水栓システム。
2. 前記動作判定用カメラは、前記吐水管部に配置され、
   前記動作判定用カメラの撮像方向が、前記吐水管部の吐水口から吐水する方向と略平行に向くように設けられる、請求項１に記載の自動水栓システム。
3. 前記動作判定部が判定する動作は、洗顔の動作、歯磨きの動作または髭剃りの動作であり、
   前記動作判定部が、
   前記画像から抽出された特徴量に基づいて手の平と特定したとき、前記洗顔の動作と判
   定し、
   前記画像から抽出された特徴量に基づいて歯ブラシと特定したとき、前記歯磨きの動作
   と判定し、
   前記画像から抽出された特徴量に基づいて剃刃と特定したとき、前記髭剃りの動作と判
   定する、請求項１または請求項２に記載の自動水栓システム。
4. 前記使用者が前記吐水装置に近づいたことを検知する人感センサと、
   前記人感センサにより前記吐水装置に前記使用者が近づいたことを検知したとき、前記顔認証用カメラを待機状態から認証可能な状態になるような指示を出力する人感処理部と、
   を含む、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の自動水栓システム。
5. 前記人感センサが、前記使用者が前記吐水装置から離れたことを検知したとき、前記人感処理部は、前記使用者認証部が前記使用者を認証した時間を前記使用者履歴情報記憶部に記憶する機能を含む、請求項４に記載の自動水栓システム。
6. 前記人感センサが、前記使用者が前記吐水装置から離れたことを検知したとき、前記人感処理部は、前記使用者による動作を判定したときの使用温度を前記使用者履歴情報記憶部に記憶する機能を含む、請求項４または請求項５に記載の自動水栓システム。
7. 前記使用者による前記吐水装置のジェスチャー動作を検出するためのジェスチャー用センサと、
   前記検出されたジェスチャー動作を判定するジェスチャー判定部と、
   前記判定されたジェスチャー動作に対して割り当てられた吐水状態を変更するための指示を出力する吐水制御部と、
   を含む、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の自動水栓システム。
8. 前記吐水状態の変更は、吐水量の変更および吐水温度の変更のうちの少なくともいずれか一方である、請求項７に記載の自動水栓システム。

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