JP7370893B2 - 給水装置 - Google Patents

Description

本開示は給水装置に関するものである。

特許文献１には、２つのラインセンサによって複数の液体の吐出を制御する自動水栓装置が開示されている。

特開２００５－２０７０１２号公報

ラインセンサを用いて物体を検知する構成を構築する場合、周囲の明るさによって物体を検知する精度が変化することを避けるため、物体に対して光を照射する発光部を設け、物体から反射した発光部の光をラインセンサによって受光することが好ましい。さらに、こうした構成の場合、周囲からの光と発光部からの光とを区別することによって、物体を検知する精度をより高めることができる。周囲からの光と発光部からの光とを区別する方法として、発光部が発光したときと、発光部が発光していないときとの２つの受光データをラインセンサによって取得して、これら受光データの差分を物体から反射した発光部の光として用いることが知られている。しかし、こうした方法は、発光部が発光したときと、発光部が発光していないときとの２回、ラインセンサと発光部とを動作させる必要があり、消費電力が大きくなる要因となり得る。したがって、より電力を抑えて周囲からの光と発光部からの光とを区別する手法の確立が望まれている。

本開示は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、消費電力を抑えつつ、物体の検知を良好にすることができる給水装置を提供することを解決すべき課題としている。

本開示の給水装置は、水栓と、吐水領域に向けて光を照射する発光部と、所定方向に配置された複数の受光素子を有し、前記吐水領域に位置する物体から反射した反射光を受光する受光部と、前記発光部が発光していない無発光状態における前記受光部から出力される受光データのばらつきを第１データとして記憶する記憶部と、前記発光部が発光した発光状態における前記受光部から出力される第２データを取得し、前記第２データのばらつきと前記第１データとが所定以上連続して一致する部分の前記第２データに基づいて、前記第２データから差し引くオフセット値を算出し、前記第２データから前記オフセット値を差し引いた補正データに基づいて前記物体の検知を行う演算部と、を備えている。

図１は、実施形態１の給水装置を備えた洗面台を示す斜視断面図である。 図２は、図１におけるＡ－Ａ断面図である。 図３は、実施形態１における、ラインセンサを示す斜視図である。 図４は、実施形態１における、第１データの一例を示すグラフである。 図５は、実施形態１における、第２データの一例を示すグラフである。 図６は、実施形態１における、オフセット値の一例を示すグラフである。 図７は、第２データから、オフセット値及び第４データを差し引き補正データを生成する様子を示すグラフである。 図８は、距離を利用した検知原理を説明する説明図である。 図９は、実施形態１の給水装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、実施形態１の給水装置における、発光部、受光部、差分値比較処理の判定結果、物体、及び吐水の状態を示すタイムチャートである。

＜実施形態１＞
図１に、実施形態１に係る給水装置が設けられた洗面台１５を示す。洗面台１５は、カウンタ１５５に、下方に向けて窪んで形成された鉢１５１が設けられている。鉢１５１の底部には、排水口１５２が開口して形成されている。

［給水装置の構成］
給水装置は、図１、２に示すように、吐水管１６、水栓である電磁弁１１、発光部２５、受光部２６、制御部３、及び演算部４を備えている。吐水管１６は、カウンタ１５５の上面１５６に立設された略円柱状の胴部１６０と、この胴部１６０の台座をなす基部１６１と、を有している。胴部１６０は、鉢１５１側に傾けた状態で基部１６１に支持されている。鉢１５１側に面する胴部１６０の側面には、略円筒形の吐水部１６２が取り付けられ、その先端には、吐水口１６８が開口している。この吐水部１６２の上側に当たる胴部１６０の側面には、後述するセンサユニット２の検知面を形成するフィルタ板１６５が設けられている。フィルタ板１６５は、例えば、赤外領域の光を選択的に透過する合成樹脂で形成されている。電磁弁１１は、吐水管１６に給水する給水路１２に設けられている。電磁弁１１は、後述する制御部３によって開閉の制御がなされる。

センサユニット２は、図２に示すように、吐水管１６に組み込まれている。センサユニット２は、発光部２５であるＬＥＤ素子２５１及び受光部２６であるラインセンサ２６１を筐体２１に収容された形態とされ、制御部３から供給される電力に基づいて動作する。発光部２５は、赤外光を発するＬＥＤ素子２５１と投光レンズ２５５とを有している。受光部２６は、ラインセンサ２６１と集光レンズ２６５とを有している。発光部２５と受光部２６とは、遮光性を有した隔壁２１１を挟んで水平方向に並んで配置されている。

ＬＥＤ素子２５１は、発光素子本体２５０が透明な合成樹脂２５４によって封止されている。発光部２５は、遮光性を有するケース２５２によってＬＥＤ素子２５１が覆われている。ケース２５２には、縦方向（鉛直方向）のスリット２５３が形成されている。スリット２５３は、発光素子本体２５０から発する光の水平方向への拡がりが抑制された縦方向に延びるスリット光を吐水領域に向けて照射することができる。ここでいう吐水領域とは、吐水管１６から吐水された水が通過し得る空間である。

ラインセンサ２６１は、図３に示すように、受光した量を電気的な物理量（例えば、電圧値）に変換する受光素子である画素２６０が直線状（すなわち、一次元）に配列されて形成されている。ラインセンサ２６１は、有効画素として６４個の画素２６０を含んでいる。ラインセンサ２６１では、これら６４個の画素２６０によって受光エリア２６３が形成されている。ラインセンサ２６１は、図示しない電子シャッターを備えており、電子シャッターによって各画素２６０の受光（露光）時間を調整することができる。ラインセンサ２６１は、受光する動作を実行する毎に受光データを出力する。本実施形態における受光データは、例えば、受光量を表す２５６階調の画素値（電圧値）が各画素２６０の並ぶ順に配列された１次元のデジタルデータである。

受光エリア２６３の長手方向は、発光部２５と受光部２６とが並ぶ方向（図２における左右方向）に一致するようにされている。つまり、受光部２６は、所定方向に配置された複数の画素２６０を有している。センサユニット２は、ラインセンサ２６１の受光エリア２６３によって鉢１５１の内周面である鉢面１５０（図１参照）が位置する領域からの光が受光できるように、吐水管１６に組み込まれている。つまり、ラインセンサ２６１が撮像できる範囲内に鉢面１５０が位置する。ラインセンサ２６１と鉢面１５０との間に手等の物体がない状態であれば、ラインセンサ２６１は物体からの反射光を受光することはない。ラインセンサ２６１と鉢面１５０との間に手等の物体がある状態であれば、ラインセンサ２６１は物体からの反射光を受光する。つまり、受光部２６は、画素２６０が吐水領域に位置する物体から反射した反射光を受光するのである。

制御部３は、商用電源（図示せず）から電力が供給されることによって動作する。制御部３は、センサユニット２のＬＥＤ素子２５１及びラインセンサ２６１や、電磁弁１１の開閉の動作を制御する。制御部３は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ、Ａ／Ｄ変換器等を有して電気基板に実装された形態にされている（図示せず。）。

制御部３は、ＬＥＤ素子２５１及びラインセンサ２６１の制御や、ラインセンサ２６１から受光データ（各画素２６０の受光量の分布を表す受光波形）を読み出す機能を備えている。制御部３は、ＬＥＤ素子２５１の発光及びラインセンサ２６１の受光が行われる撮像動作を制御する。具体的には、制御部３は、ＬＥＤ素子２５１が発光した発光状態に同期したラインセンサ２６１の露光（受光）をする発光状態撮像動作と、ＬＥＤ素子２５１が発光しない無発光状態に同期したラインセンサ２６１の露光（受光）をする無発光状態撮像動作と、を別々に実行し得る構成とされている。

制御部３は、動作期間と非動作期間が交互に現れる間欠動作が行われるようにラインセンサ２６１の動作を制御する。制御部３は、前回の動作期間が終了してから所定時間（例えば、５００ｍｓ）が経過するまでラインセンサ２６１への電源供給を停止して非動作期間を設け、所定時間が経過したときに電源供給を再開して動作期間を設定する。制御部３による撮像動作は、ＬＥＤ素子２５１の発光時間が所定時間（例えば、４０μｓや１６０μｓ）に設定されている。ＬＥＤ素子２５１における消費電力は、発光する時間が長いほど大きい。

演算部４は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵなどの演算装置、ＲＯＭ又はＲＡＭなどの記憶部５、Ａ／Ｄ変換器等を有し電気基板に実装された形態にされている。演算部４は、制御部３と信号線Ｓを介して接続されており、制御部３を介してラインセンサ２６１からの受光データを得て、この受光データに基づいて、吐水領域における物体の有無を判定する。演算部４は、物体を検知した場合、物体を検知したことを示す検知信号を信号線Ｓを介して制御部３に向けて出力し得る構成とされている。

記憶部５には、無発光状態撮像動作を実行することによって得られた受光データにおける各画素２６０からの出力値に基づく第１データが記憶されている。無発光状態撮像動作において各画素２６０は光を受光しない。この場合、各画素２６０からの出力値は０であることが好ましい。しかし、各画素２６０は、所定の大きさの出力値を出力する。さらに、各画素２６０の特性は一様でなく互いにばらついている。このため、無発光状態撮像動作において出力される各画素２６０からの出力値は、こうした特性のばらつきに応じてばらついている。無発光状態撮像動作における各画素２６０からの出力値はノイズ（以下、単にノイズともいう）として扱われる。第１データは、各画素２６０のノイズにおけるばらつきに関する情報をまとめたものである。つまり、記憶部５は、発光部２５が発光していない無発光状態における受光部２６から出力される受光データのばらつきを第１データとして記憶するのである。

第１データの一例を図４に示す。図４において、横軸ｘは、画素番号（所定方向に配置された各画素２６０の位置）を示し、縦軸ｙは、画素番号ｘの画素２６０における出力値（画素値）を示している。出力値は、例えば電圧値に対応した値である。第１データは、例えば、隣合う画素２６０における出力値の差分（以下、差分値ともいう）によって構成されている。具体的には、図４において、画素番号１（縦軸ｙに最も近い位置）には、画素番号１と画素番号２との差分値として＋４があてがわれている。画素番号２には、画素番号２と画素番号３との差分値として０があてがわれている。画素番号３には、画素番号３と画素番号４との差分値として－４があてがわれている。画素番号４には、画素番号４と画素番号５との差分値として＋３があてがわれている。つまり、第１データは、隣合う画素２６０の間の出力値の差分によって構成されており、画素番号ｎに、画素番号ｎと画素番号ｎ＋１との差分値があてがわれている。記憶部５に記憶された第１データは、例えば、無発光状態撮像動作における各画素２６０から出力される出力値を複数回（例えば数百回）測定し、各画素２６０におけるこれら複数の出力値の平均値に基づいて算出した差分値によって構成されている。つまり、記憶部５は、受光データのばらつきを第１データとして記憶している。

演算部４は、制御部３における発光状態撮像動作によってラインセンサ２６１から出力される受光データを第２データとして取得する。第２データの一例を図５に示す。第２データの画素２６０が並ぶ方向における中央部には、発光部２５からの光の受光に起因するピークＰが現れている。第２データにおける各画素２６０からの出力値の各々にはノイズが含まれている。第２データをそのまま利用して吐水領域における物体の有無の判別を行うと、ノイズによって誤判定を生じ易い。図５において、ピークＰが現れていない範囲（図５に示す点線で囲まれた範囲）は、発光部２５からの光を受光しておらず、主としてノイズによって構成されている。

演算部４は、第２データにおいて、発光部２５からの光を受光していない範囲（すなわち、ピークＰが現れていない範囲）における各画素２６０の差分値と、この範囲に対応する第１データの差分値とを比較をする差分値比較処理を実行し得る構成とされている。差分値比較処理は、第２データにおいて、発光部２５からの光を受光していない範囲における差分値を算出し、この差分値が第１データの差分値と一致するか否かを各画素２６０毎に比較する。差分値は第２データにおける出力値のばらつきの情報である。そして、差分値比較処理は、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲Ｗ（すなわち、第２データのばらつきと第１データとが所定以上連続して一致する部分）が所定の画素数以上（例えば、１０画素以上）連続しているか否かを判定するのである。

演算部４は、差分値比較処理において、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲Ｗが所定の画素数以上連続していると判別すると、範囲Ｗにおける第２データのうちの１つと、第１データと、に基づいてオフセット値を算出する。具体的には、演算部４は、第１データにおける差分値を利用して各画素２６０に対応したオフセット値を算出する。例えば、範囲Ｗにおける第２データの最初の絶対値が１００である場合、画素番号１には、１００をあてがう。画素番号２には、第１データの画素番号１にあてがわれた＋４を１００に加えた１０４をあてがう。画素番号３には、第１データの画素番号２にあてがわれた０を１０４に加えた１０４をあてがう。画素番号４には、第１データの画素番号３にあてがわれた－４を１０４に加えた１００をあてがう。こうして演算部４は、全ての画素番号に対応する値を算出してオフセット値を生成する。こうして演算部４は、第２データのばらつきと第１データとが一致する範囲Ｗが所定の画素数以上連続して一致する部分の第２データのうちの１つと、第１データと、に基づいてオフセット値を生成する。オフセット値の一例を図６に示す。オフセット値は、第２データのばらつきと第１データとが所定以上連続して一致する部分（範囲Ｗ）の第２データのうちの１つと、第１データと、に基づいて算出される。オフセット値は、無発光状態撮像動作において取得される受光データに対応する。

演算部４は、差分値比較処理において、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲Ｗが所定の画素数以上連続していないと判別すると、無発光状態撮像動作を実行して第４データを取得する。つまり、第２データのばらつきと第１データとが所定以上連続して一致する部分がない場合、演算部４は、無発光状態における受光部２６から出力される第４データを取得する。第４データにおいて、各画素２６０からの出力値は、互いに同じ（すなわち、一定）ではなく、各画素２６０の特性のばらつきに応じてばらついている。第４データは、各画素２６０から出力されるノイズである。第４データとオフセット値とにおける各々の差分値は、概ね同様の値である。

演算部４は、第２データに基づいて、発光部２５の発光に基づく画素２６０毎の出力値を補正データとして算出する補正データ生成処理を実行し得る。具体的には、演算部４は、差分値比較処理において、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲Ｗが所定の画素数以上連続していると判別すると、図７に示すように、第２データの各画素２６０の出力値から生成したオフセット値を差し引くことによって、補正データＣを生成する。

これに対して、演算部４は、差分値比較処理において、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲Ｗが所定の画素数以上連続していないと判別すると第２データの各画素２６０の出力値から第４データの出力値を差し引くことによって、補正データＣを生成する（図７参照。）。

［物体からの反射光の重心の位置を特定する方法について］
演算部４は、生成した補正データＣに基づいて、物体が吐水領域に位置するか否かを判定する。先ず、図７に示す補正データＣにおいて、画素２６０毎の出力値を積算して、すべての画素２６０（すなわち、６４画素）の出力値の総和ＳＬを求める。次に、受光エリア２６３の左端の画素（すなわち画素番号ｘ＝１）から順番に各画素２６０の出力値を積算して、積算された積算値が総和ＳＬの半分の大きさに到達したかを判定する。そして、積算された積算値が総和ＳＬの半分の大きさに到達したときの画素番号ｘ＝ｍ（図７における黒丸が示す位置）の画素２６０の位置を補正データＣの重心（すなわち、物体からの反射光の重心）として定義する。

［検知エリアについて］
図７に示す検知エリアＤは、センサユニット２を利用した三角測量の原理に基づいて設定されている。具体的には、洗面台１５におけるセンサユニット２、鉢面１５０、物体である使用者の手の位置関係は、図８に示すように模式的に表現できる。ＬＥＤ素子２５１で生じた光のうち、物体Ｂによって反射した反射光がラインセンサ２６１に入射する際、ラインセンサ２６１から物体Ｂまでの距離Ｈに応じてその入射位置が変化する。具体的には、距離Ｈが短くなるほどラインセンサ２６１に入射する物体からの反射光の入射位置が図８における上側に向い、距離Ｈが長くなるほど下側に向かうことになる。物体からの反射光の入射位置に対応する補正データＣの重心の位置（以下、単に重心の位置ともいう）は、距離Ｈが短くなるほど画素番号ｘが小さくなる方向に移動し、距離Ｈが長くなるほど画素番号ｘが大きくなる方向に移動する。このように、ラインセンサ２６１に対する物体からの反射光の入射位置は、ラインセンサ２６１から物体Ｂまでの距離Ｈに対応しており、距離Ｈの大きさを表す指標として用いることができる。

検知エリアＤは、吐水領域に対応するように受光エリア２６３内に設定されたエリアである。つまり、重心の位置が検知エリアＤ内に属するときは、物体Ｂが吐水領域に位置することに対応し、重心の位置が検知エリアＤよりも大きい画素番号ｘの位置に属するときは、物体Ｂが非吐水領域に位置することに対応している。演算部４は、生成した補正データＣの重心の位置が受光エリア２６３内に設定された検知エリアＤ内に属するか否か（すなわち、吐水領域における物体の有無を検知する）エリア判定処理を行い得る構成とされている。

［給水装置の動作について］
実施形態１の給水装置の動作の一例について、図９、１０等を参照しつつ説明する。

図９のフローチャートは、演算部４において所定の周期で繰り返して実行される。先ず、制御部３が発光状態撮像動作を実行し、演算部４が第２データを取得する。すると、演算部４は、ステップＳ１において、差分値比較処理を実行する。演算部４は、ステップＳ１において、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲Ｗが所定の画素数以上連続している（ステップＳ１におけるＹｅｓ）と判別すると、ステップＳ４に移行して、範囲Ｗにおける各画素２６０からの出力値と第１データとに基づいてオフセット値を算出する。オフセット値を生成した後、演算部４は、ステップＳ３に移行して、補正データ生成処理を実行する。演算部４は、補正データ生成処理において、第２データにおける各画素２６０の出力値からオフセット値を差し引いて補正データを生成した後、処理を終了する。

演算部４は、ステップＳ１において第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲Ｗが所定の画素数以上連続していない（ステップＳ１におけるＮｏ）と判別すると、ステップＳ２に移行して、無発光状態撮像動作によって第４データを取得する。第４データを取得した後、演算部４は、ステップＳ３に移行して、補正データ生成処理を実行する。演算部４は、補正データ生成処理において、第２データにおける各画素２６０の出力値から第４データにおける各画素２６０の出力値を差し引いて補正データを生成して処理を終了する。演算部４は、図９のフローチャートを実行した後、例えば、生成した補正データを利用してエリア判定処理を実行する。

このときの発光部２５、受光部２６からの受光データの出力、差分値比較処理の判定結果、物体の有無、及び吐水の状態の変化を図１０に示す。図１０に示すように、制御部３は、周期的にＬＥＤ素子２５１の発光を繰り返し、発光状態撮像動作を実行する。これと共に、受光部２６は発光状態撮像動作に応じて受光データを出力する。時刻Ｔ１において、演算部４は、差分値比較処理においてＹｅｓと判別する。すると、演算部４は、オフセット値を算出し、このオフセット値を利用して補正データ生成処理を実行する。この動作は、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１においてＹｅｓと判別された後、ステップＳ４、及びステップＳ３が実行されることに対応している。補正データ生成処理を実行した後、例えば、演算部４は、補正データを利用してエリア判定処理を実行する。つまり、演算部４は、第２データからオフセット値を差し引いた補正データに基づいて物体の検知を行うのである。

時刻Ｔ２に物体が吐水領域に進入する。すると、時刻Ｔ２以降、演算部４は、エリア判定処理において補正データの重心の位置が検知エリアＤ内に属しているとの判別を繰り返す。演算部４は、例えば、補正データの重心の位置が検知エリアＤ内に属しているとの判別を繰り返す回数をカウントし得る構成とされており、カウントした回数が所定回数に到達した場合に、制御部３に向けて検知信号を出力し得る構成とされている。

時刻Ｔ３において、演算部４は、差分値比較処理においてＮｏと判別する。すると、時刻Ｔ４において制御部３は、無発光状態撮像動作を実行する。これと共に、受光部２６は無発光状態撮像動作に応じて受光データを出力する。さらに、演算部４は、制御部３を介して受光データを第４データとして取得し、第４データを利用して補正データ生成処理を実行する。この動作は、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１においてＮｏと判別された後、ステップＳ２、ステップＳ３を実行することに対応している。時刻Ｔ４においても、演算部４は、エリア判定処理において補正データの重心の位置が検知エリアＤ内に属しているとの判別をする。つまり、演算部４は、第４データと第２データとの差に基づいて物体の検知を行うのである。こうして演算部４は、差分値比較処理においてＹｅｓと判別した場合には、オフセット値を算出し、オフセット値を利用して補正データ生成処理を実行し、差分値比較処理においてＮｏと判別した場合には、第４データを取得し、第４データを利用して補正データ生成処理を実行することを繰り返すのである。

時刻Ｔ５において、演算部４は、差分値比較処理においてＹｅｓと判別する。このとき、演算部４において、補正データの重心の位置が検知エリアＤ内に属していると判別した回数が所定回数に達する。すると、演算部４は、制御部３に向けて検知信号を出力する。制御部３は、検知信号に基づいて、時刻Ｔ５において電磁弁１１を開弁する。こうして給水装置は吐水を開始する。

次に、時刻Ｔ６において、物体が吐水領域から離れると、演算部４は、補正データの重心の位置が検知エリアＤ内に属していないとの判別を繰り返す。演算部４は、例えば、補正データの重心の位置が検知エリアＤ内に属していないとの判別を繰り返す回数をカウントし得る構成とされており、カウントした回数が所定回数に到達した場合に、制御部３に向けて出力していた検知信号の出力を停止し得る構成とされている。

時刻Ｔ７において、演算部４は、差分値比較処理においてＹｅｓと判別する。このとき、演算部４において、補正データの重心の位置が検知エリアＤ内に属していないと判別した回数が所定回数に達する。すると、演算部４は、制御部３に向けて出力していた検知信号の出力を停止する。制御部３は、検知信号が停止したことに基づいて、時刻Ｔ７において電磁弁１１を閉弁する。こうして給装装置は吐水を終了する。

上記のように構成された実施形態によれば、以下の効果を奏する。

実施形態１の給水装置は、電磁弁１１と、吐水領域に向けて光を照射する発光部２５と、所定方向に配置された複数の画素２６０を有し、吐水領域に位置する物体から反射した反射光を受光する受光部２６と、発光部２５が発光していない無発光状態における受光部２６から出力される受光データのばらつきを第１データとして記憶する記憶部５と、発光部２５が発光した発光状態における受光部２６から出力される第２データを取得し、第２データのばらつきと第１データとが所定以上連続して一致する部分の第２データに基づいて、第２データから差し引くオフセット値を算出し、第２データからオフセット値を差し引いた補正データに基づいて物体の検知を行う演算部４とを備えている。

この構成によれば、発光部２５が発光していないときの受光部２６からの受光データのばらつきを第１データとして記憶部５が記憶する。このため、演算部４においてオフセット値を算出する際、受光部２６を動作させて受光データを取得する必要がない。これによって、この給水装置は、第２データを取得するときのみ受光部２６を動作させれば済むため、発光部２５が無発光状態のときの受光データと発光部２５が発光状態のときの第２データとを取得するために受光部２６を２回動作させる場合に比べて消費電力を抑えることができる。これと共に、発光部２５が発光した発光状態における受光部２６から出力される第２データのばらつきと第１データとが所定以上連続して一致する部分を用いて補正データを生成するため、第２データと第１データとが一致していない部分の影響を除いて補正データを生成することができるため、物体の検知を良好にすることができる。

画素２６０は、一方向に並んでいる。この構成によれば、画素２６０が２方向に並んでいる場合に比べて受光部２６の構成をより簡単なものにすることができる。

第１データは、各画素２６０の間の差分である。この構成によれば、各画素２６０の特性のばらつきの特徴を取り使い易くすることができる。

演算部４は、第２データのばらつきと第１データとが所定以上連続して一致する部分の第２データのうちの１つと、第１データと、に基づいてオフセット値を算出する。この構成によれば、第１データが有する各画素２６０の特性のばらつきを有するオフセット値を平均値の大きさに関わらず容易に算出することができる。

第２データのばらつきと第１データとが所定以上連続して一致する部分がない場合、演算部４は、無発光状態における受光部２６から出力される第４データを取得し、第４データと第２データとの差に基づいて物体の検知を行う。この構成によれば、第１データと第２データとが所定以上連続して一致する部分がない場合であっても、確実に物体の検知を行うことができる。

本開示は上記記述及び図面によって説明した実施形態１に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本開示の技術的範囲に含まれる。
（１）実施形態１では、差分値比較処理において、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲が所定の画素数以上連続していないと判別した場合、無発光状態撮像動作を実行して取得した第４データを第２データから差し引くことが開示されている。しかし、これに限らない。例えば、制御部は、無発光状態撮像動作を所定時間（例えば、３時間）毎に実行し得る構成とする。制御部において所定時間毎に実行された無発光状態撮像動作によってラインセンサから取得した受光データを第３データとして定期的に更新して記憶部に記憶する。第３データは、所定時間毎に実行される無発光状態撮像動作によって取得した最新の受光データに更新され得る構成とする。差分値比較処理において、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲が所定の画素数以上連続していないと判別した場合、第３データを第２データから差し引くのである。この構成によれば、画素は時間の経過と共に特性が変化することが考えられる。このため、記憶部に記憶された第３データを定期的に更新して記憶することによって、画素の特性の経時変化を加味しつつ物体の検知を行うことができる。
（２）実施形態１では、第１データは、画素番号ｎに、画素番号ｎと画素番号ｎ＋１との差分値があてがわれる構成である。しかし、これに限らず、第１データとして、画素番号ｎに、画素番号１と画素番号ｎとの差分値をあてがう構成としてもよい。
（３）実施形態１では、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲における第２データのうちの１つと、第１データと、に基づいてオフセット値を算出している。しかし、これに限らず、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲における最大の出力値に基づいてオフセット値を算出してもよい。また、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲における第２データの平均値をオフセット値として用いてもよい。また、第２データにおける差分値と、第１データの差分値とが一致する範囲における第２データの平均値に基づいてオフセット値を算出してもよい。具体的には、この範囲における第２データの平均値を算出する。そして、第１データにおける差分値を利用して各画素に対応したオフセット値を算出する。例えば、この範囲における第２データの平均値が１００である場合、画素番号１には、１００をあてがう。画素番号２には、第１データ（図４参照）の画素番号１にあてがわれた＋４を１００に加えた１０４をあてがう。画素番号３には、第１データの画素番号２にあてがわれた０を１０４に加えた１０４をあてがう。画素番号４には、第１データの画素番号３にあてがわれた－４を１０４に加えた１００をあてがう。こうして、全ての画素番号に対応する値を算出してオフセット値を生成する。こうして演算部は、第２データのばらつきと第１データとが一致する範囲が所定の画素数以上連続して一致する部分の第２データの平均値と、第１データと、に基づいてオフセット値を生成する。オフセット値は、第２データのばらつきと第１データとが所定以上連続して一致する部分の第２データの平均値と、第１データと、に基づいて算出される。この構成によれば、第１データが有する各画素の特性のばらつきを有するオフセット値を平均値の大きさに関わらず容易に算出することができる。
（４）実施形態１では、発光状態撮像動作においてＬＥＤ素子の発光時間が４０μｓや１６０μｓとされている。しかし、ＬＥＤ素子の発光時間はこれに限られない。
（５）実施形態１では、受光部としてラインセンサが用いられている。これに限らず、受光部として、所定方向に並べられた複数のフォトダイオードを用いてもよい。
（６）実施形態１では、発光部としてＬＥＤ素子が用いられている。これに限らず、発光部として、半導体レーザー素子を用いてもよい。
（７）実施形態１では、ラインセンサへの電源供給を停止する非動作期間を５００ｍｓとしている。しかし、非動作期間の時間はこれに限らない。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されない。

４…演算部、５…記憶部、１１…電磁弁（水栓）、２５…発光部、２６…受光部、２６０…画素（受光素子）

Claims (7)

1. 物体を検知して吐水する給水装置であって、
   水栓と、
   吐水領域に向けて光を照射する発光部と、
   所定方向に配置された複数の受光素子を有し、前記吐水領域に位置する前記物体から反射した反射光を受光する受光部と、
   前記発光部が発光していない無発光状態における前記受光部から出力される受光データのばらつきを第１データとして記憶する記憶部と、
   前記発光部が発光した発光状態における前記受光部から出力される第２データを取得し、前記第２データのばらつきと前記第１データとが所定以上連続して一致する部分の前記第２データに基づいて、前記第２データから差し引くオフセット値を算出し、前記第２データから前記オフセット値を差し引いた補正データに基づいて前記物体の検知を行う演算部と、
   を備えている給水装置。
2. 前記受光素子は、一方向に並んでいる請求項１に記載の給水装置。
3. 前記第１データは、各前記受光素子の間の差分である請求項１から請求項２までのいずれか１項に記載の給水装置。
4. 前記演算部は、前記第２データのばらつきと前記第１データとが所定以上連続して一致する部分の前記第２データのうちの一つと、前記第１データと、に基づいて前記オフセット値を算出する請求項３に記載の給水装置。
5. 前記演算部は、前記第２データのばらつきと前記第１データとが所定以上連続して一致する部分の前記第２データの平均値と、前記第１データと、に基づいて前記オフセット値を算出する請求項３に記載の給水装置。
6. 前記記憶部は、前記無発光状態における前記受光部から出力される第３データを定期的に更新して記憶する請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の給水装置。
7. 前記第２データのばらつきと前記第１データとが所定以上連続して一致する部分がない場合、前記演算部は、前記無発光状態における前記受光部から出力される第４データを取得し、前記第４データと前記第２データとの差に基づいて前記物体の検知を行う請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の給水装置。

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