WO2009081544A1 - 吐水装置 - Google Patents

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WO2009081544A1
WO2009081544A1 PCT/JP2008/003806 JP2008003806W WO2009081544A1 WO 2009081544 A1 WO2009081544 A1 WO 2009081544A1 JP 2008003806 W JP2008003806 W JP 2008003806W WO 2009081544 A1 WO2009081544 A1 WO 2009081544A1
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water
water discharge
detection signal
threshold value
amplitude
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PCT/JP2008/003806
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Kensuke Murata
Masayuki Nagaishi
Katsuhisa Tsuchiya
Shoichi Tsuiki
Masami Tsujita
Hiroshi Tsuboi
Original Assignee
Toto Ltd.
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    • E03C1/05—Arrangements of devices on wash-basins, baths, sinks, or the like for remote control of taps
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    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means

Definitions

  • the aspect of the present invention generally relates to a water discharge device, and more specifically, relates to a water discharge device that is provided in a hand washing place, a toilet, a kitchen, and the like and controls water stoppage of a water discharge flow using a radio wave sensor such as a microwave.
  • the human body or human hand As a water discharge device that automatically controls water discharge by detecting the human body, the human body or human hand is detected and the presence or absence of the detected body is detected based on the intensity of the reflected radio wave from the detected body. There is a water discharge device that stops water when the object to be detected is no longer detected.
  • a transmission wave such as a microwave hits the detection object
  • a reflected wave or a transmitted wave is generated.
  • a detected object such as a human body
  • Japanese Patent Laid-Open No. 9-80150 receives a reflected wave of a radiated microwave from the human body, obtains a power spectrum of the Doppler frequency signal, and compares the peak value with a predetermined threshold value to A human body detection device for detection is disclosed.
  • An object of this invention is to provide the water discharging apparatus which prevents misdetection and can stop water reliably or continue water discharging.
  • the water discharger, the sensor unit that acquires information about the detected object by the reflected wave of the radiated radio wave, and the water discharge from the water discharger are controlled based on the detection signal from the sensor unit.
  • a storage unit wherein the sensor unit is installed so that at least a part of the radiated radio wave hits a water discharge flow discharged from the water discharge unit, and is reflected by the water discharge flow The reflected wave is received, and the control unit is set to be larger than an amplitude of vibration centered on a reference value of the detection signal in a water flow state when only water is discharged from the water discharging unit.
  • the sensor part which acquires the information regarding a to-be-detected body by the reflected wave of the emitted radio wave, and the said water discharging part based on the detection signal from the said sensor part
  • a water discharge device characterized in that the state of the water discharge flow is determined by examining the relationship between the threshold value of 2 and the amplitude of the detection signal received by the sensor unit.
  • the sensor part which acquires the information regarding a to-be-detected body by the reflected wave of the emitted radio wave, and the said water discharging part based on the detection signal from the said sensor part
  • a condition of the water discharge flow is determined by examining a relationship between a threshold value of 1 and a second threshold value set smaller than the amplitude and the amplitude of the detection signal received by the sensor unit; The water discharge device It is subjected.
  • FIG. 3 is a block diagram of a specific example of a sensor unit 100 and a control unit 200.
  • FIG. 3 is a block diagram of a specific example of a sensor unit 100 and a control unit 200.
  • FIG. It is a schematic diagram explaining angle (theta) which the maximum directivity direction of the electromagnetic wave of the sensor part 100 in the 1st Embodiment of this invention makes, and the tangential direction of a discharged water flow.
  • FIG. 7 is a graph illustrating the level of a detection signal obtained from the sensor unit 100 in each case illustrated in FIGS. 6A to 6C. It is a flowchart which performs water stop control based on a 1st threshold value.
  • FIG. 6 is a graph illustrating the level of a detection signal obtained from the sensor unit 100 in a frequency band of 0 Hz to 10 Hz.
  • FIG. It is a flowchart explaining the procedure of the water stop control by the control part 200 in the embodiment of this invention. It is a flowchart explaining the procedure of the water stop control by the control part 200 in the embodiment of this invention. It is a schematic diagram showing the 2nd example of the water discharging apparatus of the embodiment of this invention. It is a schematic diagram showing the 3rd example of the water discharging apparatus of the embodiment of this invention. It is a schematic diagram showing the 4th example of the water discharging apparatus of the embodiment of this invention. It is the schematic diagram which expanded the water outlet vicinity of the 4th example of the water discharging apparatus of the embodiment of this invention.
  • the water discharging apparatus which can prevent erroneous detection and can stop water reliably or can continue water discharging can be provided.
  • Drawing 1 is a figure showing the composition of the discharging apparatus of a 1st embodiment of the present invention, (a) is a top view and (b) is a sectional side view.
  • This water discharge device includes a sensor unit 100 and a control unit 200. In the case of the specific example shown in FIG. 1, the sensor unit 100 and the control unit 200 are connected to the water supply hose 1.
  • a water faucet device is configured together with 0, a spout 30, a water receiving part 40 made of ceramics, and the like.
  • the same elements as those described with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the sensor unit 100 radiates (transmits) high-frequency radio waves such as microwaves or millimeter waves, It is a high-frequency sensor that receives a reflected wave of a radiated radio wave from a detected object, detects the presence or absence and state of the detected object, and outputs a detection signal.
  • high-frequency radio waves such as microwaves or millimeter waves
  • the sensor unit 100 includes an antenna 112, a transmission unit 114, a reception unit 116, and a mixer unit 118. Is provided.
  • the antenna 112 connected to the transmission unit 114 emits radio waves in a frequency band of 10 kHz to 100 GHz such as high frequency, microwave, or millimeter wave. Specifically, a transmission wave T1 having a frequency of, for example, 10.525 GHz is radiated from the antenna 112. A reflected wave or transmitted wave T ⁇ b> 2 from a detection object such as a human body is input to the receiving unit 116 via the antenna 112.
  • the antenna may have a common transmission side and reception side as shown in FIG.
  • the transmission unit 114 has an antenna 1 as shown in FIG. 3. 12a may be connected, and the antenna 112b may be connected to the receiving unit 116.
  • a part of the transmission wave and the reception wave are respectively input to the mixer unit 118 and synthesized, and an output signal reflecting the Doppler effect, for example, is output.
  • the detection signal output from the mixer unit 118 is output to the control unit 200.
  • the control unit 200 includes a filter 210 and a frequency detection unit 2. 20, the determination part 230, the memory
  • Mixer section 118 First, high frequency components are removed from the detection signal output from the filter 210.
  • the filtering frequency at this time can be set to 200 Hz, for example. As will be described in detail later, in this embodiment, the filter 210 may not be provided.
  • the detection signal output from the mixer unit 118 has a waveform in which a high-frequency signal is superimposed on a low-frequency baseline.
  • the high frequency component includes information on the Doppler effect. That is, when the detected object such as a human body or water moves, the wavelength of the reflected wave shifts due to the Doppler effect.
  • the Doppler frequency ⁇ F (Hz) can be expressed by the following equation (1).
  • Fs transmission frequency (Hz)
  • Fb reflection frequency (Hz)
  • v object moving speed (m / s)
  • the sensor unit 100 is installed in the water receiving unit 40 so that at least a part of the radiated radio wave hits the water discharge flow from the water discharge port 30. That is, the sensor unit 10 0 is configured to irradiate a water discharge flow from the water discharge port 30 with radio waves and receive the radio waves reflected by the water discharge flow.
  • control unit 200 detects the disturbance (or state) of the discharged water discharged from the outlet 30 based on the detection signal from the sensor unit 100, and the disturbance (or state) of the discharged water falls within a predetermined range. Then, water discharge from the water discharge port 30 is stopped. That is, the determination unit 230 compares the predetermined threshold stored in the storage unit 240 with the detection signal, and based on the result, the valve 2 50 is opened and closed. The flow rate of the discharged water flow is set to a constant flow rate by a metering valve (not shown).
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an angle ⁇ formed by the maximum directivity direction of the radio wave of the sensor unit 100 and the tangential direction of the discharged water flow.
  • FIG. 5 is a graph illustrating the voltage characteristics of the frequency-side component of the midrange of the detection signal with respect to the angle ⁇ formed between the tangent line of the discharged water flow and the maximum directivity direction of the sensor unit 100.
  • the voltage value of the middle frequency side component in the detection signal becomes small when the maximum directivity direction of the radio wave is substantially orthogonal to the flow (tangential direction) of the water discharge flow. More specifically, ⁇ is about 80 ° to It becomes small when it is about 120 °. This is because the Doppler effect is less likely to appear because the traveling direction of radio waves approaches the direction perpendicular to the direction of water discharge.
  • the directivity direction range of the sensor unit 100 can be set within a range of 35 ° to 40 ° vertically and horizontally with respect to the maximum directivity direction, for example.
  • the water scattered by the water discharge flow hitting a human hand is scattered in various directions, and is also scattered in a direction approaching or moving away from the sensor unit 100.
  • the sensor unit 100 is arranged so that the maximum directivity direction is substantially orthogonal to the discharged water flow as described above, not only the low frequency side component but also the middle region corresponding to the disturbance of the discharged water flow. A detection signal of the frequency side component is obtained.
  • the difference between the detection signal of only the water discharge flow and the detection signal of the state where the water discharge flows against a human hand or the like tends to be small.
  • the frequency side component of the middle region does not appear in the detection signal of only the water discharge flow, and there is a hand etc. in the water discharge flow
  • a frequency component in the middle band appears in the detection signal. That is, there is a clear difference between the detection signal for only the discharged water flow and the detection signal when the discharged water flow is disturbed by a hand or the like. For this reason, it is possible to perform such control that the water discharge is continued when the hand or the like is in contact with the water discharge flow, and the water is stopped when the detection signal of only the water discharge flow is obtained.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a faucet device in the case of only water discharge and in the case of using water discharge, ) When water discharge is not used (when only water is discharged), (b) when a person is washing hands as an example when water discharge is used (when water discharge is disturbed), (C) Cup 5 When the water is pooled at 00, each represents.
  • FIG. 7 is a graph illustrating the level of the detection signal obtained from the sensor unit 100 in each of the cases illustrated in FIGS. 6A to 6C. That is, the vertical axis in the figure represents the voltage value of the detection signal obtained from the sensor unit 100, and the horizontal axis represents time. As shown in FIG. 7, the amplitude of the detection signal centered on the reference value is large in the state where the water discharge is touched, whereas the water flow state (discharge) Only water flow) The detection signal has a small amplitude. And the amplitude of the detection signal in the state where the water discharge is stored in a cup or the like is further reduced.
  • the power spectrum of the detection signal at the time of puddle (when the puddle is pudged) has a maximum amplitude peak in the frequency band of 0 to 10 Hz, and 30 Hz or more.
  • the power spectrum hardly appears in the frequency band. This is because the water calms down in the cup and moves slowly so that the peak disappears.
  • the level of a detection signal is large in the state which touched the discharged water flow, and on the other hand, it discharges from a water discharging part.
  • the level of the detection signal of the water flow state (only the water discharge flow) is low.
  • the level of the detection signal in a state where water is accumulated in a cup or the like is further reduced. Therefore, as illustrated in FIG. 7, the discharge water can be controlled by appropriately determining the first threshold value and the second threshold value between the levels (amplitudes) of these detection signals.
  • a value larger than the amplitude of the detection signal in the water flow state when only water is discharged is set as the first threshold, and the detection signal in the water flow state when only water is discharged as the second threshold.
  • a value smaller than the amplitude of is set.
  • FIG. 7 only one side viewed from the reference value of the detection signal oscillating around the reference value is shown, and only the upper limit values of the first threshold value and the second threshold value set as the amplitude are shown. expressed.
  • FIG. 8 is a flowchart for performing water stop control based on the first threshold.
  • a detection signal is acquired from the sensor unit 100 (step S1), and the amplitude is compared with a first threshold value stored in the storage unit 240 (step S30).
  • the detection signal is not necessarily filtered to a specific frequency band.
  • step S32 YES
  • step S32 when the amplitude of the detection signal is equal to or less than the first threshold (step S32: NO), the water discharge is not in a state of hitting a hand and the water is stopped (step S4). In this way, the discharge water can be controlled without filtering the detection signal obtained from the sensor unit 100 into a specific frequency band.
  • FIG. 9 is a flowchart for controlling water discharge based on the second threshold.
  • the detection signal is acquired (step S1), and the amplitude is stored in the storage unit 240. (Step S40). Also in this specific example, the detection signal is not necessarily filtered to a specific frequency band. If the amplitude of the detection signal is smaller than the second threshold value (step S42: YES), since the water pool by a cup or the like is being executed, water discharge is continued, and the detection signal is acquired and compared. And repeat. On the other hand, when the amplitude of the detection signal is equal to or greater than the second threshold (step S42: NO), the cup is removed and only the water discharge flow is present, so water is discharged (step S4). Even in this specific example, it is possible to control water discharge without filtering the detection signal to a specific frequency band.
  • FIG. 10 is a graph for explaining the control of water stoppage in consideration of both the first threshold value and the second threshold value.
  • the detection signal that vibrates around the reference value represents only one side of the reference value
  • the first threshold value and the second threshold value that are set as the amplitude around the reference value also Only their upper values were represented.
  • the amplitude of the detection signal is the first as shown by the thick solid line in FIG. The level changes from a level larger than the threshold value to a level between the first threshold value and the second threshold value.
  • the detection signal in this case does not necessarily need to be filtered to a specific frequency band.
  • the amplitude of the detection signal is represented by a thin solid line in FIG. The level is changed from a level smaller than the second threshold to a level between the first threshold and the second threshold. Note that the amplitude of the detection signal occurs discretely with the passage of time, but in FIGS. 10 and 11, the temporal change in amplitude is represented by a continuous curve for convenience.
  • the water stoppage is executed when a predetermined time E (fifth predetermined time) has elapsed since the amplitude of the detection signal has changed to a level between the first threshold value and the second threshold value. do it. In this way, water can be surely stopped when these operations are completed, whether washing by hand with a water discharger or storing water in a cup or the like.
  • FIG. 11 is a graph for explaining another specific example of the control of the water stoppage in consideration of both the first threshold value and the second threshold value.
  • a state where a hand or the like hits the water discharge flow may make a transition to a state where water is stored by a cup or the like.
  • the amplitude of the detection signal changes from a level larger than the first threshold to a level smaller than the second threshold, as represented by a thick solid line in FIG.
  • the amplitude of the detection signal changes from a level smaller than the second threshold value to a level larger than the first threshold value.
  • a state in which the amplitude of the detection signal is at a level between the first threshold value and the second threshold value is a predetermined time E. If it is not continued for a long time, water discharge may be continued as it is. If it does in this way, when the level of a detection signal crosses the 1st and 2nd threshold value one by one, it can give a comfortable usability without continuing unnecessary water stop and continuing water discharge. .
  • Determination unit 230 Is a detection signal acquired from the sensor unit 100, a threshold value stored in the storage means 240, Are compared to determine whether or not to stop water, and the opening and closing of the valve 250 is controlled.
  • These threshold values may be determined in advance and stored in the storage unit 240, or may be appropriately determined by learning and stored in the storage unit 240 in an environment where the water discharge device is installed and used. May be.
  • the threshold value can be determined in advance through experiments or the like and stored in the storage unit 240.
  • the threshold value may be determined by discharging water and stored in the storage unit 240.
  • the control unit 200 causes the water discharge unit to discharge water every predetermined time.
  • the threshold value can be determined based on the detection signal in that state and stored in the storage unit 240. In this case, the determination and storage of such a threshold is performed during a time period in which the water discharge device is not used frequently (for example, It is good to execute at night).
  • the control unit 200 The threshold value may be determined and stored in a time zone in which learning is performed and the use frequency determined in this way is low (see FIGS. 2 and 3). Alternatively, a threshold value may be newly determined and stored when one or both of water discharge and water stoppage are executed a predetermined number of times.
  • the threshold value is appropriately learned after the operation of the water discharge device, for example, even when the supply water pressure fluctuates and the level of the detection signal obtained from the water discharge flow fluctuates, it always operates based on the optimum threshold value. Can be made.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the relationship between the detection signal and the threshold value.
  • the detection signal is detected as an AC signal that vibrates around a predetermined reference value.
  • This reference value DC component
  • the amplitude threshold value Determine the state.
  • a predetermined threshold is set on at least one of the plus side and the minus side with the reference value as the center, and the amplitude of vibration around the reference value of the detection signal is the threshold value. It is possible to determine the state of the discharged water flow depending on whether or not.
  • the absolute value of the detection signal may be obtained by inverting the detection signal around the reference value. In other words, this is equivalent to comparing the amplitude of vibration centered on the reference value of the detection signal with a predetermined threshold value. Also in this case, it is possible to determine the state of the discharged water flow based on whether or not the amplitude of vibration centered on the reference value of the detection signal exceeds a predetermined threshold value.
  • FIG. 13 is a schematic view illustrating a specific example of the detection signal.
  • FIG. 13 (a) shows a state where only the water discharge flow (corresponding to FIG. 6 (a))
  • FIG. 13 (b) shows a state where water is stored in the cup (corresponding to FIG. 6 (c))
  • FIG. ) Represents the state (corresponding to FIG. 6B) where the water discharge is in hand.
  • the amplitude of the detection signal (FIG. 13 (b)) in the state where the water is accumulated in the cup is small, and the state in which the water discharge flow is at hand ( It can be seen that the amplitude of FIG. Accordingly, as shown in FIGS. 13A to 13C, the first threshold value and the second threshold value are set, and the relationship between the amplitude of the detection signal and these threshold values is examined, so that the water discharge flow Can be determined. That is, when the amplitude of the detection signal does not exceed the first threshold value but exceeds the second threshold value, it can be determined that only the water discharge flow (FIG. 13A).
  • FIGS. 14 (a) to 14 (c) show the detection signals folded around the reference value in the specific example shown in FIGS. 13 (a) to 13 (c) and further corrected to the vicinity of 0. It is a graph.
  • the absolute value of the detection signal can be obtained. That is, the amplitude of the detection signal is obtained. Therefore, the state of the discharged water flow can be detected by examining the relationship between the amplitude and the first and second threshold values.
  • the first threshold value and the second threshold value are set, and the amplitude of the detection signal does not exceed the first threshold value but exceeds the second threshold value. If it is, it can be determined that there is only a water discharge flow (FIG. 14A). Further, when the amplitude of the detection signal does not exceed the second threshold value, it can be determined that the water is stored in the cup (FIG. 14B). On the other hand, when the amplitude of the detection signal exceeds the first threshold value, it can be determined that the water discharge is in a state of being handled (FIG. 13). (C)).
  • the frequency at which the peak of the detection signal exceeds the threshold value may be considered. That is, the peak of the detection signal may increase due to noise or the like.
  • the frequency of detection signal peaks exceeding a predetermined threshold is examined, and when the frequency exceeds a predetermined value, It may be determined that the peak of the detection signal has exceeded the threshold value.
  • the time average of the detection signal may be calculated, and the amplitude may be compared with a predetermined threshold in the same manner as described above.
  • FIG. 15 is a graph for explaining a first specific example of control of water stoppage based on a detection signal, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amplitude of the detection signal. That is, FIG. 15 represents the time change of the amplitude of the detection signal.
  • the amplitude of the detection signal is equivalent to the peak value in the absolute value obtained by folding the detection signal around the reference value as exemplified in FIG.
  • the amplitude of the detection signal occurs discretely with the passage of time, but in FIG. 15 and the subsequent drawings, the time change of the amplitude is represented by a continuous curve for convenience.
  • a first threshold value larger than the amplitude of the detection signal in a state where water is only discharged (corresponding to FIG. 6A) is set.
  • the first threshold value is shown in FIG.
  • the hand is distorted by the water discharge (see FIG. 6 ( It is set to a value smaller than the amplitude of the detection signal in b).
  • a state in which the amplitude of the detection signal falls below the first threshold is a predetermined time A (first predetermined time). If it continues only, the valve
  • FIG. 16 is a graph for explaining a second specific example of the control of the water stoppage based on the detection signal, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amplitude of the detection signal.
  • the first threshold value larger than the amplitude of the detection signal in a state where water is only discharged (corresponding to FIG. 6A) is set. Then, when the amplitude of the detection signal falls below the first threshold from the state where the first threshold is exceeded, the valve 250 (see FIG. 1) is closed to stop water discharge from the water outlet 30 (water stoppage). Typically, this corresponds to a case where the state where the discharged water flow is disturbed by hand or the like (corresponding to FIG.
  • FIG. 17 is a graph for explaining a third specific example of the control of water discharge based on the detection signal, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amplitude of the detection signal.
  • the first threshold value larger than the amplitude of the detection signal in a state where water is only discharged (corresponding to FIG. 6A) is set. Then, when the amplitude of the detection signal exceeds the first threshold value from the first threshold value and falls below the first threshold value and continues to be smaller than the first threshold value for a predetermined time B (second predetermined time), the valve 250 (FIG. 1) is closed to stop water discharge from the water outlet 30 (water stoppage). This is typically a state in which the water discharge is disturbed by the hand (see FIG.
  • FIG. 18 is a graph for explaining a fourth specific example of the control of water discharge based on the detection signal, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amplitude of the detection signal.
  • This example is similar to the third example described above with reference to FIG. That is, also in this specific example, the first threshold value larger than the amplitude of the detection signal in a state where water is discharged (corresponding to FIG. 6A) is set. Then, from the state where the amplitude of the detection signal exceeds the first threshold, the first When the state that is lower than the first threshold and smaller than the first threshold continues for a predetermined time B (second predetermined time), the valve 250 (see FIG. 1) is closed to stop water discharge from the water outlet 30 (water stoppage) ).
  • the amplitude of the detection signal exceeds the first threshold before the elapse of the predetermined time B, then the amplitude is again below the first threshold and the state smaller than the first threshold is the predetermined time B. If it continues only, stop the water. That is, when the amplitude of the detection signal exceeds the first threshold again during the counting of the predetermined time B, the counting of the predetermined time B is stopped, reset, and restarted from the beginning.
  • the water discharge flow does not stop immediately and the user's use is finished. Later, the water can be reliably stopped. That is, when the water discharge flow is used repeatedly intermittently, the water is not stopped and the feeling of use is excellent.
  • FIG. 19 is a graph for explaining a fifth specific example of the control of water stoppage based on the detection signal, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amplitude of the detection signal.
  • the first threshold value larger than the amplitude of the detection signal in a state where water is only discharged (corresponding to FIG. 6A) is set.
  • a second threshold value smaller than the amplitude of the detection signal in a state where water is only discharged is set.
  • the first threshold value is smaller than the amplitude of the detection signal in a state (corresponding to FIG.
  • the second threshold value is set to a value larger than the amplitude of the detection signal in a state where the water is stored in a cup or the like (corresponding to FIG. 6C) as described above with reference to FIGS. . Then, if the state where the amplitude of the detection signal is smaller than the first threshold and larger than the second threshold continues for a predetermined time C (third predetermined time), the water is stopped. That is, when the state where the water is not accumulated in the cup or the like and the state where the water discharge is not disturbed by the hand or the like continues for a predetermined time C, the water is stopped.
  • the water can be reliably stopped when it is not used for a predetermined time C.
  • FIG. 20 is a graph for explaining a sixth specific example of control of water stoppage based on a detection signal, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amplitude of the detection signal.
  • the first threshold value larger than the amplitude of the detection signal in the state of just discharging water (corresponding to FIG. 6A) is set.
  • a second threshold value smaller than the amplitude of the detection signal in a state where water is only discharged (corresponding to FIG. 6A) is set.
  • the first threshold value is smaller than the amplitude of the detection signal in a state (corresponding to FIG.
  • the second threshold value is set to a value larger than the amplitude of the detection signal in a state where the water is stored in a cup or the like (corresponding to FIG. 6C) as described above with reference to FIGS. . Then, from the state where the amplitude of the detection signal is smaller than the second threshold, when exceeding the second threshold, Stop water. In other words, if you remove the cup from the state where the water is in the cup, Stop water.
  • FIG. 21 is a graph for explaining a seventh specific example of the control of the water stoppage based on the detection signal, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amplitude of the detection signal. Also in this specific example, as in the fifth specific example, the first threshold value larger than the amplitude of the detection signal in the state of just discharging water (corresponding to FIG. 6A) is set. Furthermore, a second threshold value smaller than the amplitude of the detection signal in a state where water is only discharged (corresponding to FIG. 6A) is set.
  • the water is stopped. .
  • the water is stopped when a predetermined time D elapses from a state where the water is accumulated by a cup or the like (corresponding to FIG. 6C) to a state where only the water discharge is performed (corresponding to FIG. 6A).
  • a predetermined time D elapses from a state where the water is accumulated by a cup or the like (corresponding to FIG. 6C) to a state where only the water discharge is performed (corresponding to FIG. 6A).
  • the water can be stopped at a timing determined by the predetermined time D after the user pulls out a cup or the like from the water discharge flow. That is, the timing of water stoppage can be adjusted according to the site to be used, the type of faucet, and the user's preference.
  • FIG. 22 is a graph for explaining an eighth specific example of control of water discharge based on a detection signal, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amplitude of the detection signal.
  • This example is similar to the seventh example described above with reference to FIG. That is, also in this specific example, as in the fifth specific example, the first threshold value larger than the amplitude of the detection signal in the state of just discharging water (corresponding to FIG. 6A) is set. Furthermore, a second threshold value smaller than the amplitude of the detection signal in a state where water is only discharged (corresponding to FIG. 6A) is set.
  • the detection signal is detected before the predetermined time D (fourth predetermined time) elapses from the state in which the amplitude of the detection signal exceeds the second threshold from the state smaller than the second threshold and is smaller than the first threshold.
  • the amplitude of the signal becomes smaller than the second threshold again, the water is stopped when the amplitude again exceeds the second threshold and continues to be smaller than the first threshold for a predetermined time D. That is, when the amplitude of the detection signal falls below the second threshold again during the counting of the predetermined time D, the counting of the predetermined time D is stopped, reset, and the counting is started again from the beginning.
  • the water discharge flow does not stop immediately and the user's use ends. After that, it can stop water reliably. That is, when the water discharge flow is used repeatedly intermittently, the water is not stopped and the feeling of use is excellent.
  • the water is stopped by counting the predetermined time D in this way, for example, when the user who has accumulated the water in the cup removes the cup from the water discharge flow and subsequently washes the hand, If it is put in the water discharge flow, the water discharge will not be interrupted and the feeling of use will be excellent.
  • the detection signal may be obtained through a predetermined filter, or may be a signal obtained without going through a filter.
  • a filter for example, only a signal of 200 Hz or less can be used as a detection signal, or Only a signal of several Hz or more can be used as a detection signal.
  • these filters may be used in combination.
  • FIG. 23 is a graph illustrating the power spectrum of the detection signal, where (a) shows a state in which the water discharge flow is not disturbed (corresponding to the case of FIG. 6 (a)), and (b) shows that a person manually discharges water.
  • (C) is a state where a cup is pooled (a state where the water discharge flow is disturbed: the figure) 6 (corresponding to the case of (c)).
  • the frequency bands in which peaks appear are different.
  • the power spectrum of the detection signal for only the discharged water flow shown in FIG. 23A has a maximum peak in the frequency band of 20 Hz to 30 Hz.
  • the power spectrum of the detection signal shown in FIG. 23 (b) during hand washing there are a plurality of very large peaks in the frequency band of 0 to 30 Hz.
  • a peak is also generated in the frequency band of Hz to 50 Hz. This is caused by the spilled water hitting a hand or the like, and the flow is disturbed or scattered around. Further, as shown in FIG.
  • Continuation of water discharge and water stopping can be controlled using the difference in power spectrum of each state described above. That is, in a predetermined frequency band, a first threshold value that is larger than the amplitude of the detection signal when only water is discharged, and a second threshold value that is smaller than the amplitude of the detection signal when only water is discharged, Set.
  • first threshold when the amplitude of the detection signal in the frequency band of 40 to 50 Hz exceeds a predetermined threshold (first threshold), as shown in FIG. It can be judged that the water is discharged.
  • a predetermined threshold second threshold
  • FIG. As shown in the above, it is determined that the water reservoir is being executed by a cup or the like, and the water discharge can be continued.
  • the power spectra shown in FIGS. 23A, 23B, and 23C are merely examples, and only the discharged water flow, or the human flow hits the discharged water flow, or the water is stored in a cup or the like.
  • the power spectrum can be set as appropriate.
  • the number of frequency bands in which the threshold value of the detection signal is provided for continuation of water discharge or water stoppage is not limited to only one or two, but threshold values are provided for three or more frequency bands, respectively. The continuation of water discharge or the determination of water stoppage may be made based on the above.
  • the determination can be made based on the amplitude of the detection signal in a frequency band of several Hz to 100 Hz.
  • the amplitude of the detection signal in the frequency band of 10 Hz to 200 Hz is highest in the state where the water discharge is in contact (FIG. 23B).
  • FIG. 23 ( a) When it ’s big and just discharging water (FIG. 23 ( a)) is smaller than that, and in the state where water is stored in the cup (FIG. 23 (c)), The smallest. Therefore, it is possible to control the water stoppage based on the relationship between the amplitude of the detection signal and the predetermined threshold value.
  • one specific frequency band (divided frequency band) in the entire frequency band of the detection signal It is also possible to determine whether or not the signal component is a detection signal only for the discharged water flow by comparing the signal component with a predetermined threshold value.
  • a frequency band for this comparison a band in which the difference between the case of only the water discharge flow and the case of using the water discharge becomes significant.
  • FIG. 24 is a graph showing the power spectrum of the detection signal for explaining the procedure of comparison of the detection signal and determination of water stop in the present embodiment, (a) is the detection signal in the case of only the water discharge flow, ( b) represents the power spectrum of the detection signal when the water discharge hits the hand (when the water discharge is in use).
  • a frequency band of 60 Hz to 70 Hz is set as a specific frequency band to be compared. That is, the control unit 200 compares only the frequency band components of 60 Hz to 70 Hz of the acquired detection signal in the comparison procedure between the amplitude of the detection signal and the predetermined threshold value.
  • the frequency band of 60 Hz to 70 Hz the power spectrum hardly appears in the case of only the discharged water flow, but a relatively large power spectrum appears when the discharged water hits the hand, and the difference is remarkable.
  • the procedure for determining whether or not to stop water by the control unit 200 is as follows, for example.
  • One threshold (first threshold) is set in advance for the detection signal in the case of only the water discharge flow, and the amplitude of the detection signal of the frequency band component of 60 Hz to 70 Hz of the acquired detection signal is compared with the above threshold. If the threshold value is exceeded, it is determined that the water discharge is a detection signal in use (not a detection signal for only the water discharge flow), and if it is equal to or less than the threshold value, it is determined that the detection signal is only for the water discharge flow. To do.
  • an integrated value of the power spectrum (or voltage) of the frequency band component of 60 Hz to 70 Hz of the acquired detection signal may be calculated, and this integrated value may be compared with a preset threshold value.
  • the values of a plurality of maximum points of the power spectrum (or voltage) of the frequency band component of 60 Hz to 70 Hz of the acquired detection signal may be added, and the added value may be compared with a preset threshold value.
  • the above threshold value may be corrected as necessary in addition to using a fixed value.
  • a procedure for threshold correction for example, a threshold correction operation mode is provided in the control unit 200, a detection signal for only the discharge flow is acquired a plurality of times, and an appropriate value is determined according to the measured values of the frequency band components of 60 Hz to 70 Hz. The threshold value is corrected to a correct value.
  • FIG. 25 is a graph showing the power spectrum of the detection signal for explaining the procedure of comparison of the detection signal and determination of water stop in the present embodiment, (a) is a detection signal in the case of only the water discharge flow, ( b) represents the power spectrum of the detection signal when the water reservoir is in the cup (when water discharge is in use).
  • a frequency band of 20 Hz to 30 Hz is set as a specific frequency band to be compared.
  • a power spectrum appears when only the water discharge is present, but when the water is stored in the cup, the power spectrum hardly appears, and the difference is remarkable.
  • the procedure of water stoppage determination by the control unit 200 for the frequency band of 20 Hz to 30 Hz is, for example, as follows as in the case of FIG.
  • One threshold (second threshold) is set for the detection signal in the case of only the water discharge flow, and the amplitude (or integrated value or a plurality of maximum points) of the frequency band component of 20 Hz to 30 Hz of the acquired detection signal is set. (The sum of the values of) is compared with the above threshold, and if it exceeds the above threshold, If it is determined that the detected signal is only the discharged water flow, and if it is equal to or less than the above threshold value, it is determined that the discharged signal is a detection signal in use (not a detected signal only for the discharged water flow).
  • the frequency bandwidth to be compared is not limited to the above 10 Hz, and can be set to a desired width.
  • the detection signal As a procedure for comparing the detection signal with a predetermined threshold value and determining whether or not it is only water discharge, signal components in two specific frequency bands in the entire frequency band of the detection signal By comparing with a predetermined threshold value, it is also possible to determine whether or not the detection signal is only water discharge.
  • a band in which the difference between the case of only the water discharge flow and the case of using the water discharge is significant.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a power spectrum of a detection signal for explaining a procedure of detection signal comparison and water stoppage determination in this specific example, where (a) is a detection signal in the case of only water discharge flow, (b) ) Represents the power spectrum of the detection signal when water is falling on the hand (when water is being used).
  • a frequency band of 60 Hz to 70 Hz Two frequency bands of 20 Hz to 30 Hz are set. That is, the control unit 200 determines whether the detected signal is 60 Hz to 70 H in the detection signal comparison procedure (step S1 in FIG. 8). Only the frequency band component of z and the frequency band component of 20 Hz to 30 Hz are compared. In the frequency band of 60 Hz to 70 Hz, the power spectrum hardly appears in the case of only the discharged water flow, but the power spectrum appears when the discharged water hits the hand.
  • the comparison determination procedure by the control unit 200 includes, for example, two threshold values (first threshold value for the frequency band of 60 Hz to 70 Hz, and 20H) for the detection signal in the case of only the water discharge flow.
  • the first threshold for the frequency band of z to 30 Hz) is set in advance, and the amplitude of the detection signal of the frequency band component of 60 Hz to 70 Hz of the acquired detection signal is compared with the first threshold, and the acquired detection The amplitude of the detection signal of the frequency band component of 20 Hz to 30 Hz of the signal is compared with the first threshold value.
  • the detection signal that is using the water discharge is used. It is determined that it is present (not a detection signal for only the water discharge flow).
  • 60Hz If the amplitude is less than or equal to the first threshold in the frequency band of ⁇ 70 Hz and the amplitude is less than or equal to the first threshold in the frequency band of 20 to 30 Hz, it is determined that the detection signal is only the discharged water flow.
  • the determination is made based on the first threshold in the frequency band of 60 Hz to 70 Hz and the frequency band of 20 Hz to 30 Hz. It is more accurate to judge in one frequency band.
  • an integrated value of the power spectrum (or voltage) or a value obtained by adding a plurality of local maximum values may be used.
  • FIG. 27 is a graph showing the power spectrum of the detection signal for explaining the procedure of comparison of the detection signal and determination of water stop in this embodiment, (a) is a detection signal in the case of only the water discharge flow, ( b) represents the power spectrum of the detection signal when the water reservoir is in the cup (when water discharge is in use).
  • a frequency band of 20 Hz to 30 Hz Two frequency bands of 0 to 10 Hz are set.
  • the power spectrum appears only when the water discharge is flowing, but the power spectrum hardly appears when the water is stored in the cup.
  • the frequency band of 0 to 10 Hz a power spectrum appears even when only the discharge flow is present, but an extremely large power spectrum appears when the water is stored in the cup, and the difference between both detection signals (or both integral values). A large value is obtained as a value.
  • the comparison determination procedure by the control unit 200 is the same as that in FIG. 26, for example.
  • Two threshold values for the detection signal in the case of only the discharged water flow (second for the frequency band of 20 Hz to 30 Hz) And a first threshold value for the frequency band of 0 to 10 Hz) are set in advance, and the detection signal of the frequency band component of 20 Hz to 30 Hz of the acquired detection signal is compared with the second threshold value and acquired.
  • the detected signal of the frequency band component of 0 to 10 Hz of the detected signal is compared with the first threshold value.
  • the detection signal is in use (not the detection signal of only the water discharge flow). Further, if the amplitude of the detection signal is equal to or higher than the second threshold in the frequency band of 20 Hz to 30 Hz and the amplitude of the detection signal is equal to or lower than the first threshold in the frequency band of 0 to 10 Hz, the detection signal of only the discharge flow is used. It is determined that
  • the amplitude of the detection signal when the water is stored in the cup may be larger than the amplitude of the detection signal of only the water discharge flow. That is, when the frequency is not limited to a specific frequency band (see FIG. 7), the amplitude of the detection signal only when the water discharge is detected is the amplitude of the detection signal when the water is stored in the cup. Is bigger than In the case of limiting to a specific frequency band through a filter, the amplitude of the detection signal when the water is pooled in the cup may be larger than the amplitude of the detection signal of only the water discharge flow. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 28 is a graph illustrating the level of the detection signal obtained from the sensor unit 100 in the frequency band of 0 Hz to 10 Hz. That is, the vertical axis in the figure represents the voltage value of the detection signal obtained from the sensor unit 100, and the horizontal axis represents time.
  • the peak of the power spectrum of the detection signal of only the discharged water flow is about 0.2.
  • the peak of the power spectrum of the detection signal when water is stored in the cup is shown in FIG. As shown in c), it exceeds 0.35. As described with reference to FIG. 7, this is because the water settles in the cup and moves so that the water slowly shakes. Contains a lot of lower frequency band components than sometimes, The peaks appear to be large.
  • the amplitude of the detection signal of only the discharged water flow does not exceed the first threshold, but the cup is pooled.
  • the amplitude of the detection signal may exceed the first threshold. That is, there is a case where the magnitude relationship between the amplitude of the detection signal for only the discharged water flow shown in FIG. 7 and the amplitude of the detection signal for the cup water reservoir shown in FIG.
  • the frequency band is not limited to a specific frequency band without passing through a filter, and when the entire frequency band from 0 Hz to 100 Hz is viewed even when the filter is passed through, for example,
  • the amplitude of the detection signal of only the water discharge flow is larger than the amplitude of the detection signal when the water is stored in the cup.
  • the number of frequency bands to be compared is not limited to two, and a plurality of three or more frequency bands can be set.
  • a method of extracting a signal in a specific frequency band from a detection signal acquired from the sensor unit 100 through a filter and determining the state of the discharged water flow based on the signal, and the sensor unit 100 It is also possible to combine the method for determining the state of the discharged water flow by comparing the detection signal acquired from the above with a predetermined threshold without using a filter.
  • the state of the discharged water flow is determined by comparison with a predetermined threshold without using a filter, while the difference in the detection signal acquired from the sensor unit 100
  • a method of taking out a signal of a specific frequency band through a filter and determining the state of the discharged water flow based on the signal can be mentioned.
  • a method of determining through a filter By combining these, it is possible to combine a state in which water stop control is desired early and a state in which a clear difference is desired in the detection signal.
  • the determination is made without going through the filter, so it takes no time (calculation) through the filter, enabling fast signal processing, and fast water stop control. Can do.
  • the determination is made through the filter, so the state of the discharged water flow can be determined with higher accuracy.
  • FIG. 29 is a flowchart illustrating the procedure of water stop control by the control unit 200 in the present embodiment. That is, in this specific example, when the detection signal of only the water discharge flow continues for a predetermined time, the water is stopped.
  • the control unit 200 acquires a detection signal from the sensor unit 100 (step S1), and compares the acquired detection signal with a threshold value (see FIG. 13A) set based on the detection signal in the case of only water discharge (see FIG. 13A).
  • Step S2 At this time, as described above with reference to FIGS. 1 to 28, the determination is made by comparing the amplitude of the detection signal with the first and second threshold values.
  • step S3 when it is determined that the detection signal is a detection signal only for water discharge (YES in step S3), whether or not a predetermined time has elapsed since it is determined that the detection signal is only for water discharge, For example, the determination is made with reference to a timer.
  • step S10 if predetermined time has not passed (it is NO at Step S10), it will return to Step S1 and will acquire a detection signal again. On the other hand, if the predetermined time has elapsed (YES in step S10), the valve 250 is closed to stop water (step S4). In addition, when it determines with an acquisition detection signal being different from the detection signal only of water discharge (it is NO at step S3), after resetting a timer, it returns to step S1.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating the procedure of water stop control by the control unit 200 in this specific example.
  • the control unit 200 acquires a detection signal from the sensor unit 100 (step S1), The acquired detection signal is compared with a threshold set based on the detection signal in the case of only water discharge (Ste S2). At this time, as described above with reference to FIGS. 1 to 28, the amplitude of the detection signal, The determination is made by comparison with the first and second threshold values.
  • step S3 When it is determined that the detection signal is a detection signal for only water discharge (YES in step S3), The valve 250 is closed to stop water (step S4). On the other hand, it is determined whether or not the detection signal is the same as the pattern of the previous detection signal (step S20). If it is determined that they are the same (YES in step S20), it is determined by a timer, for example, whether a predetermined time has elapsed (step S21).
  • step S21 If the predetermined time has elapsed (YES in step S21), the valve 250 is closed to stop water (step S4), and if the predetermined time has not elapsed (N in step S21) O) Returning to step S1, the detection signal is acquired again. If it is determined in step S21 that the current acquisition detection signal is different from the previous acquisition detection signal pattern ( In step S21, NO), after resetting the timer, the process returns to step S1. As described above, according to the present specific example, if a detection signal different from the detection signal of only the water discharge flow continues for a predetermined time in the same pattern, it is possible to prevent useless water discharge from continuing by stopping water.
  • FIG. 31 is a schematic diagram illustrating a second other specific example of the water discharging device of the present embodiment.
  • the water faucet device of the present embodiment also includes a sensor unit 100, a control unit 200, a water discharge unit 30, and a water receiving unit 40.
  • the water receiving portion 40 has a water receiving surface 41 on which the water discharge flow 34 is landed.
  • the water receiving unit 40 further includes a left side surface 42, a rear surface 43, a right side surface 44, and a front surface 45 provided around the water receiving surface 41.
  • the discharged water stream 34 discharged from the water discharge port 32 lands in an oblique direction with respect to the water receiving surface 41 as indicated by an arrow (flow direction) 302. However, it is not restricted to this, For example, you may land in a substantially perpendicular direction with respect to the water receiving surface 41.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a second other specific example of the water discharging device of the present embodiment.
  • the water faucet device of the present embodiment also includes
  • the sensor unit 100 is provided on the back side of the left side surface 42 of the water receiving unit 40.
  • This sensor unit 1 00 radiates radio waves from the direction substantially orthogonal to the flow direction 302 of the water discharge flow 34 to the water discharge flow 34 as indicated by an arrow (maximum directivity direction) 300.
  • the radiated radio wave is reflected by the spout 34, and the sensor unit 100 receives the reflected radio wave (reflected wave). Furthermore, the sensor unit 100 transmits this reflected wave to the control unit 200 as information on the detected object.
  • the material of the water receiving part 40 consists of resin, for example so that the electromagnetic wave from the sensor part 100 may be easily radiated
  • the sensor unit 100 it is easy to radiate radio waves from the sensor unit 100 in a direction orthogonal to the discharged water flow 34.
  • the level of the detection signal in the state of only the water discharge flow (corresponding to FIG. 6A) can be suppressed, and the difference from the detection signal in the state in which the water discharge flow is disturbed by the hand or the like is increased to make detection more stable and reliable. Is possible.
  • FIG. 32 is a schematic diagram illustrating a third specific example of the water discharge device of the present embodiment.
  • the sensor 100 is installed on the user side of the water receiving unit and radiates radio waves toward the water outlet 30.
  • the signal of only a discharged water flow can be positively detected.
  • the frequency of the signal detected by the sensor 100 is higher than that when the discharged water flows across the sensor of FIG.
  • FIG. 33 is a schematic diagram illustrating a fourth specific example of the water discharger according to the present embodiment.
  • a waveguide for transmitting a radio wave radiated from the sensor 100 is provided in the vicinity of the outlet of the water supply hose or the water outlet.
  • One end of the sensor 100 and the waveguide 110 is connected by a connecting member, and the other end on the water discharge port side is opened, and radio waves are emitted from the opening surface.
  • the flow of the radio wave is hindered by the water discharge having a high relative permittivity, and The direction changes to the water-receiving part side, and it is possible to detect the movement of hand washing and the state of splashed water more clearly. Furthermore, as shown in FIG. 34, the direction of the maximum radiated power is changed by cutting the opening surface of the waveguide 110 at a certain angle, and the directivity can be controlled.
  • the waveguide may be a conductive plating on a resin material or may be made of a metal material.

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Abstract

誤検知を防止して、確実に止水しまたは吐水を継続することができる吐水装置を提供する。 吐水部と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部からの検知信号に基づいて前記吐水部からの吐水を制御する制御部と、記憶手段と、を備え、前記センサ部は、放射される電波の少なくとも一部が、前記吐水部から吐水される吐水流に当たるように設置され、前記吐水流により反射された前記反射波を受信し、前記制御部は、前記吐水部から吐水しているだけの時の水流状態の前記検知信号の基準値を中心とした振動の振幅よりも大きく設定された第１の閾値と、前記センサ部が受信した前記検知信号の振幅と、の関係を調べることにより、前記吐水流の状態を判定することを特徴とする吐水装置を提供する。

Description

吐水装置
　本発明の態様は一般に吐水装置に関し、より具体的には、手洗い場やトイレ、キッチンなどに設けられ、マイクロ波などの電波センサを用いて吐水流の止水を制御する吐水装置に関する。
　人体を検知して自動的に吐水を制御する吐水装置としては、人体や人の手を被検知体と
して、その被検知体からの反射電波の強度をもとに被検知体の有無を検知し、被検知体を
検知しなくなったら、止水をする吐水装置がある。
　マイクロ波などの送信波が被検知体に当たると反射波あるいは透過波を生じる。この反
射波あるいは透過波を受信することにより、人体などの被検知体を検知することができ、
水栓装置などに使用できる。
　特開平９－８０１５０号公報には放射したマイクロ波の人体からの反射波を受信して、そのドップラー周波数信号のパワースペクトルを求め、そのピーク値と所定の閾値とを比較することにより、人体を検知する人体検知装置が開示されている。
　しかし、被検知体（人体や人の手）からの反射波に基づいて判断する場合、手を吐水流
から抜き、人体が水栓装置から離れても、吐水流のみを被検知体として誤検知して、吐水
が止まらないことがありうる。また、吐水の使用中に、人の手などからの反射強度が弱く
なると止水してしまうこともありうる。
　本発明は、誤検知を防止して、確実に止水しまたは吐水を継続することができる吐水装
置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、吐水部と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する
情報を取得するセンサ部と、前記センサ部からの検知信号に基づいて前記吐水部からの吐
水を制御する制御部と、記憶手段と、を備え、前記センサ部は、放射される電波の少なく
とも一部が、前記吐水部から吐水される吐水流に当たるように設置され、前記吐水流によ
り反射された前記反射波を受信し、前記制御部は、前記吐水部から吐水しているだけの時
の水流状態の前記検知信号の基準値を中心とした振動の振幅よりも大きく設定された第１
の閾値と、前記センサ部が受信した前記検知信号の振幅と、の関係を調べることにより、
前記吐水流の状態を判定することを特徴とする吐水装置が提供される。
　また、本発明の他の一態様によれば、吐水部と、放射した電波の反射波によって被検知
体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部からの検知信号に基づいて前記吐水
部からの吐水を制御する制御部と、記憶手段と、を備え、前記センサ部は、放射される電
波の少なくとも一部が、前記吐水部から吐水される吐水流に当たるように設置され、前記
吐水流により反射された前記反射波を受信し、前記制御部は、前記吐水部から吐水してい
るだけの時の水流状態の前記検知信号の基準値を中心とした振動の振幅よりも小さく設定
された第２の閾値と、前記センサ部が受信した前記検知信号の振幅と、の関係を調べるこ
とにより、前記吐水流の状態を判定することを特徴とする吐水装置が提供される。
　また、本発明の他の一態様によれば、吐水部と、放射した電波の反射波によって被検知
体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部からの検知信号に基づいて前記吐水
部からの吐水を制御する制御部と、記憶手段と、を備え、前記センサ部は、放射される電
波の少なくとも一部が、前記吐水部から吐水される吐水流に当たるように設置され、前記
吐水流により反射された前記反射波を受信し、前記制御部は、前記吐水部から吐水してい
るだけの時の水流状態の前記検知信号の基準値を中心とした振動の振幅よりも大きく設定
された第１の閾値および前記振幅よりも小さく設定された第２の閾値と、前記センサ部が
受信した前記検知信号の振幅と、の関係を調べることにより、前記吐水流の状態を判定す
ることを特徴とする吐水装置が提供される。
本発明の第１の実施の形態の吐水装置の構成を表す模式図である。 センサ部１００と制御部２００の具体例のブロック図である。 センサ部１００と制御部２００の具体例のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態においてのセンサ部１００の電波の最大指向方向と吐水流の接線方向とのなす角θを説明する模式図である。 本発明の第１の実施の形態においての吐水流の接線とセンサ部１００の最大指向方向とのなす角θに対する検知信号の中域の周波数側成分の電圧特性を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態においての吐水中のみの場合と吐水を使用中の場合の水栓装置を表す模式図である。 図６（ａ）～（ｃ）に表したそれぞれの場合において、センサ部１００から得られる検知信号のレベルを例示するグラフ図である。 第１の閾値に基づいて止水制御するフローチャートである。 第２の閾値に基づいて吐水制御するフローチャートである。 第１の閾値と第２の閾値の両方を考慮した吐止水の制御を説明するためのグラフ図である。 第１の閾値と第２の閾値の両方を考慮した吐止水の制御のもうひとつの具体例を説明するためのグラフ図である。 検知信号と閾値との関係を説明するための模式図である。 検知信号の具体例を例示する模式図である。 図１３（ａ）～（ｃ）に表した具体例において、基準値を中心として検知信号をそれぞれ折り返して、さらに基準値を０近傍に補正して表したグラフである。 検知信号に基づく吐止水の制御の第１の具体例を説明するためのグラフ図である。 検知信号に基づく吐止水の制御の第２の具体例を説明するためのグラフ図である。 検知信号に基づく吐止水の制御の第３の具体例を説明するためのグラフ図である。 検知信号に基づく吐止水の制御の第４の具体例を説明するためのグラフ図である。 検知信号に基づく吐止水の制御の第５の具体例を説明するためのグラフ図である。 検知信号に基づく吐止水の制御の第６の具体例を説明するためのグラフ図である。 検知信号に基づく吐止水の制御の第７の具体例を説明するためのグラフ図である。 検知信号に基づく吐止水の制御の第８の具体例を説明するためのグラフ図である。 本実施形態においての検知信号のパワースペクトルを表すグラフ図である。 本発明の実施態様においての検知信号の比較および止水判定の手順を説明するための検知信号のパワースペクトルを示すグラフ図である。 本発明の実施態様においての検知信号の比較および止水判定の手順を説明するための検知信号のパワースペクトルを示すグラフ図である。 本発明の実施態様においての検知信号の比較および止水判定の手順を説明するための検知信号のパワースペクトルを示すグラフ図である。 本発明の実施態様においての検知信号の比較および止水判定の手順を説明するための検知信号のパワースペクトルを示す図である。 ０Ｈｚ～１０Ｈｚの周波数帯域におけるセンサ部１００から得られる検知信号のレベルを例示するグラフ図である。 本発明の実施態様においての制御部２００による止水制御の手順を説明するフローチャートである。 本発明の実施態様においての制御部２００による止水制御の手順を説明するフローチャートである。 本発明の実施態様の吐水装置の第二の具体例を表す模式図である。 本発明の実施態様の吐水装置の第三の具体例を表す模式図である。 本発明の実施態様の吐水装置の第四の具体例を表す模式図である。 本発明の実施態様の吐水装置の第四の具体例の吐水口近傍を拡大した模式図である。
符号の説明
 １０ 給水ホース、 ３０ 吐水口、 ４０ 受水部、１００ センサ部、１１２、１１２ａ
、１１２ｂ アンテナ、１１４ 送信部、１１６ 受信部、１１８ ミキサ部、２００ 制御
部、２１０ フィルタ、２２０ 周波数検出部、２３０ 判定部、２４０　記憶手段、２５
０　バルブ　１１０ 導波管
　本発明によれば、誤検知を防止して、確実に止水しまたは吐水を継続することができる
吐水装置を提供することができる。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。　
　図１は、本発明の第１の実施の形態の吐水装置の構成を表す図であり、（ａ）は上面図
、（ｂ）は側断面図である。この吐水装置は、センサ部１００と、制御部２００と、を備
えている。図１に表した具体例の場合、センサ部１００と制御部２００は、給水ホース１
０、吐水口（スパウト）３０、陶器製の受水部４０などとともに、水栓装置を構成してい
る。なお、以降の各図面については、既出の図面に関して説明したものと同様の要素には
同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　センサ部１００は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を放射（送信）し、
放射した電波の被検知体からの反射波を受信して、被検知体の有無や状態を検知し、その
検知信号を出力する高周波センサである。
　図２及び図３は、センサ部１００と制御部２００の２つの具体例のブロック図である。
　センサ部１００には、アンテナ１１２、送信部１１４、受信部１１６、ミキサ部１１８
が設けられている。送信部１１４に接続されたアンテナ１１２からは、高周波、マイクロ
波あるはミリ波などの１０ｋＨｚ～１００ＧＨｚの周波数帯の電波が放射される。具体的
には、アンテナ１１２からは、例えば１０．５２５ＧＨｚの周波数を有する送信波Ｔ１が
放射される。人体などの被検知体からの反射波または透過波Ｔ２は、アンテナ１１２を経
由して受信部１１６に入力される。ここで、アンテナは、図２に表したように送信側と受
信側とを共通としてもよく、または、図３に表したように、送信部１１４にはアンテナ１
１２ａを接続し、受信部１１６にはアンテナ１１２ｂを接続してもよい。　
　送信波の一部と受信波とは、ミキサ部１１８にそれぞれ入力されて合成され、例えばド
ップラー効果が反映された出力信号が出力される。ミキサ部１１８から出力された検出信
号は、制御部２００に出力される。制御部２００には、フィルタ２１０、周波数検出部２
２０、判定部２３０、記憶手段２４０、バルブ２５０が設けられている。ミキサ部１１８
から出力された検出信号は、まずフィルタ２１０において高周波数成分が取り除かれる。
この際のフィルタリング周波数は、例えば２００Ｈｚとすることができる。なお、後に詳
述するように、本実施形態においては、フィルタ２１０は設けなくてもよい。
　ミキサ部１１８から出力された検出信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い
信号が重畳した波形を有する。高周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれ
る。すなわち、人体や水などの被検知体が移動すると、ドップラー効果によって反射波の
波長がシフトする。ドップラー周波数ΔＦ（Ｈｚ）は、下記の式（１）により表すことが
できる。
　
　ΔＦ＝Ｆｓ－Ｆｂ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ　　　　　式（１）
　
　但し、Ｆｓ：送信周波数（Ｈｚ）
　　　　Ｆｂ：反射周波数（Ｈｚ）
　　　　ｖ：物体の移動速度（ｍ／ｓ）
　　　　ｃ：光速（＝３００×１０６ｍ／ｓ）
　
　センサ部１００に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表されるように、
その速度ｖに比例した周波数ΔＦを含む出力信号が得られる。出力信号は周波数スペクト
ラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度ｖとの間には
相関関係がある。従って、ドップラー周波数ΔＦを測定することにより速度ｖを求めるこ
とができる。なお、日本においては、人体を検知する目的には１０．５０～１０．５５Ｇ
Ｈｚまたは２４．０５～２４．２５ＧＨｚの周波数が使用できる。
　本実施形態においては、センサ部１００は、放射される電波の少なくとも一部が、吐水
口３０からの吐水流に当たるように受水部４０に設置されている。つまり、センサ部１０
０は、吐水口３０からの吐水流に電波を照射し、吐水流により反射された電波を受信可能
とされている。
　一方、制御部２００は、吐水口３０から吐水される吐水流の乱れ（または状態）をセン
サ部１００からの検知信号に基づいて検知し、吐水流の乱れ（または状態）が所定の範囲
内になると、吐水口３０からの吐水を停止させる。すなわち、判定部２３０は、記憶手段
２４０に格納された所定の閾値と、検知信号と、を比較し、その結果に基づいてバルブ２
５０を開閉する。なお、吐水流の流量は、図示しない定量弁によって一定流量とされてい
る。
　図４は、センサ部１００の電波の最大指向方向と吐水流の接線方向とのなす角θを説明
する模式図である。　
　また、図５は、吐水流の接線とセンサ部１００の最大指向方向とのなす角θに対する検
知信号の中域の周波数側成分の電圧特性を例示するグラフ図である。
　吐水口３０からの吐水流については、検知信号の全周波数帯域を０～１００Ｈｚとした
場合、５０Ｈｚ以上の中域の周波数側の成分も多く含まれる。この検知信号においての中
域の周波数側成分の電圧値は、図５に表したように、吐水流の流れ（接線方向）に対して
、電波の最大指向方向が略直交するときに小さくなる。より具体的には、θが約８０°～
約１２０°であるときに小さくなる。これは、吐水の流れ方向に対して電波の進行方向が
直交する方向に近づくために、ドップラー効果が表れにくくなるからである。　
　従って、センサ部１００から放射される電波の最大指向方向と、吐水部から吐水される
吐水流と、が略直交をなすようにセンサ部１００を配置することによって、吐水流が乱さ
れていない時（吐水しているだけの時）の検知信号においての中域の周波数側成分を極力
小さくして検知することができる。なお、センサ部１００の指向方向範囲は、例えば、上
記最大指向方向に対して上下左右にそれぞれ３５°～４０°の範囲内とすることができる
。
　一方、吐水流が乱された場合、例えば、吐水流が人の手に当たって飛散した水は色々な
方向に飛散し、センサ部１００に対して、接近または離遠する方向にも飛散する。この場
合には、上記のように最大指向方向が吐水流と略直交をなすようにセンサ部１００を配置
しても、低周波側成分のみならず、吐水流の乱れに対応して中域の周波数側成分の検知信
号が得られる。
　吐水流の方向と電波の最大放射方向とが略直交でない場合には、吐水流のみの検知信号
と、吐水流が人の手などにあたっている状態の検知信号と、の差異は小さくなる傾向があ
る。これに対して、吐水流の方向と電波の最大放射方向とを略直交とすることにより、吐
水流のみの検知信号においては中域の周波数側成分が表れず、吐水流に手などがあたって
乱れが生じている場合には検知信号に中域の周波数側成分が表れる。つまり、吐水流のみ
の検知信号と、吐水流が手などにより乱されている時の検知信号と、に明確な差異が生ず
る。このため、吐水流に手などがあたっている時には吐水を継続し、吐水流のみの検知信
号が得られたら止水する、というような制御が可能となる。
　図６は、吐水中のみの場合と吐水を使用中の場合の水栓装置を表す模式図であり、（ａ
）は吐水が使用されていない場合（吐水しているだけの時）、（ｂ）は吐水が使用されて
いる例として人が手を洗っている場合（吐水流が乱されている場合）、（ｃ）はコップ５
００に水溜めしている場合、をそれぞれ表す。
　図７は、図６（ａ）～（ｃ）に表したそれぞれの場合において、センサ部１００から得
られる検知信号のレベルを例示するグラフ図である。すなわち、同図の縦軸は、センサ部
１００から得られる検知信号の電圧値を表し、横軸は時間を表す。　
　図７に表したように、吐水流に手が当たった状態では基準値を中心とした検知信号の振
幅は大きく、これに対して、吐水部から吐水しているだけの時の水流状態（吐水流のみ）
の検知信号の振幅は小さい。そして、吐水をコップなどに水溜めしている状態での検知信
号の振幅は、さらに小さくなる。　
　後に詳述するように、吐水流のみの検知信号のパワースペクトルでは、例えば、２０Ｈ
ｚ～３０Ｈｚの周波数帯域に振幅の最大のピークを有する。これに対して、手洗い時（吐
水が人の手に当たっている場合）の検知信号のパワースペクトルでは、例えば０～３０Ｈ
ｚの周波数帯域に非常に大きな振幅のピークが複数あり、４０Ｈｚ～５０Ｈｚの周波数帯
域にも振幅のピークができる。これは、吐水流が手などに当たって流れが乱れたり、周囲
に飛散することにより生じたものである。また、図６（ｃ）に表したように水溜め時（コ
ップに水溜めをした場合）の検知信号のパワースペクトルでは、０～１０Ｈｚの周波数帯
域に振幅の最大のピークを有し、３０Ｈｚ以上の周波数帯域にはパワースペクトルがほと
んど現れない。これは、コップ内で水が落ち着き、その水がゆっくり揺れるような動きを
するため、ピークが消滅したように見えるのである。
　そして、図７に表したように、検知信号を特定の周波数に限定しなくとも、吐水流に手
が当たった状態では検知信号のレベルは大きく、これに対して、吐水部から吐水している
だけの時の水流状態（吐水流のみ）の検知信号のレベルは小さい。そして、吐水をコップ
などに水溜めしている状態での検知信号のレベルは、さらに小さくなる。　
　従って、図７に例示した如く、これらの検知信号のレベル（振幅）の間に、第１の閾値
と第２閾値とを適宜決定することにより、吐止水の制御が可能である。つまり、第１の閾
値として、吐水しているだけの時の水流状態における検知信号の振幅よりも大きい値を設
定し、第２の閾値として、吐水しているだけの時の水流状態における検知信号の振幅より
も小さい値を設定する。なお、図７においては、基準値を中心に振動する検知信号の基準
値からみた片側のみを表し、また振幅として設定される第１の閾値と第２の閾値について
も、これらの上限値のみを表した。
　図８は、第１の閾値に基づいて止水制御するフローチャートである。　
　センサ部１００から検知信号を取得し（ステップＳ１）、その振幅を記憶手段２４０に
格納された第１の閾値と比較する（ステップＳ３０）。本実施形態においては、検知信号
は必ずしも特定の周波数帯にフィルタリングされたものである必要はない。そして、検知
信号の振幅が第１の閾値よりも大きい場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）には、吐水流が手
などに当たっている状態であるので、吐水を継続し、検知信号の取得と比較とを繰り返す
。　
　一方、検知信号の振幅が第１の閾値以下となった場合（ステップＳ３２：ＮＯ）は、吐
水流が手などに当たった状態ではないので、止水する（ステップＳ４）。このように、セ
ンサ部１００から得られる検知信号を特定の周波数帯にフィルタリングしなくても、吐止
水の制御が可能である。
　図９は、第２の閾値に基づいて吐水制御するフローチャートである。　
　本具体例においても、検知信号を取得し（ステップＳ１）、その振幅を記憶手段２４０
に格納された第２の閾値と比較する（ステップＳ４０）。本具体例においても、検知信号
は必ずしも特定の周波数帯にフィルタリングされたものである必要はない。そして、検知
信号の振幅が第２の閾値よりも小さい場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）には、コップなど
による水溜めが実行されている状態であるので、吐水を継続し、検知信号の取得と比較と
を繰り返す。　　
　一方、検知信号の振幅が第２の閾値以上となった場合（ステップＳ４２：ＮＯ）は、コ
ップなどが取り払われ、吐水流のみの状態であるので、吐水する（ステップＳ４）。本具
体例においても、検知信号を特定の周波数帯にフィルタリングしなくても、吐止水の制御
が可能である。
　図１０は、第１の閾値と第２の閾値の両方を考慮した吐止水の制御を説明するためのグ
ラフ図である。なお、図１０においても、基準値を中心として振動する検知信号について
、基準値の片側のみを表し、また基準値を中心とした振幅として設定される第１の閾値及
び第２の閾値についても、それらの上端値のみを表した。　
　例えば、吐水流に手などが当たった状態から、手などが取り払われて吐水流のみの状態
に遷移した場合には、図１０に太実線で表したように、検知信号の振幅は第１の閾値より
も大きなレベルから、第１の閾値と第２の閾値との間のレベルへ、と変化する。なお、こ
の場合の検知信号も、特定の周波数帯にフィルタリングしたものである必要は必ずしもな
い。一方、吐水流をコップなどに水溜めしている状態から、コップなどを取り払って吐水
流のみの状態に遷移した場合には、図１０に細実線で表したように、検知信号の振幅は、
第２の閾値よりも小さいレベルから、第１の閾値と第２の閾値との間のレベルへ、と変化
する。　
　なお、検知信号の振幅は時間の経過に対して離散的に生ずるが、図１０および図１１に
おいては、振幅の時間変化を便宜的に連続的な曲線により表す。
　従って、これらいずれの場合も、検知信号の振幅が第１の閾値と第２の閾値との間のレ
ベルに変化してから所定時間Ｅ（第５の所定時間）が経過したら、止水を実行すればよい
。このようにすれば、吐水装置で手洗いする場合も、コップなどに水溜めする場合も、こ
れら動作が終了すると、確実に止水させることができる。
　図１１は、第１の閾値と第２の閾値の両方を考慮した吐止水の制御のもうひとつの具体
例を説明するためのグラフ図である。　
　吐水装置の使用態様によっては、例えば、吐水流に手などが当たった状態から、コップ
などにより水溜めする状態に遷移することもあり得る。この場合、検知信号の振幅は、図
１１に太実線で表したように、第１の閾値よりも大きいレベルから第２の閾値よりも小さ
なレベルへと変化する。　
　一方、吐水流をコップなどにより水溜めしている状態から、吐水流が手などに当たって
いる状態に遷移することもあり得る。この場合、検知信号の振幅は、図１１に細実線で表
したように、第２の閾値よりも小さなレベルから第１の閾値よりも大きなレベルへと変化
する。これらいずれの場合も、止水せずに、吐水を継続させることが望ましい。このため
には、検知信号の振幅が第１の閾値と第２の閾値との間のレベルにある状態が所定時間Ｅ
だけ継続しない場合には、吐水をそのまま継続するようにすればよい。このようにすれば
、検知信号のレベルが第１及び第２の閾値を順次跨いだような場合に、不必要な止水をせ
ず、吐水を継続させて快適な使用感を与えることができる。
　これらの閾値は、制御部２００の記憶手段２４０に適宜格納されている。判定部２３０
は、センサ部１００から取得した検知信号と、記憶手段２４０に格納されている閾値と、
を比較して止水をするか否かを判定し、バルブ２５０の開閉を制御する。
　また、これらの閾値は、予め決定して記憶手段２４０に格納しておいてもよく、または
、吐水装置が設置されて使用される環境において、学習により閾値を適宜決定して記憶手
段２４０に格納してもよい。
　閾値を予め決定する場合、例えば、吐水装置を設計する際に予め実験などにより閾値を
決定して、記憶手段２４０に格納することができる。または、吐水装置を工場で製造し出
荷する前、あるいは吐水装置を現場に設置した際に、吐水させて閾値を決定し、記憶手段
２４０に格納してもよい。
　一方、学習により閾値を決定する場合は、例えば、吐水装置を現場に設置して稼働を開
始した後に、制御部２００（図２、図３参照）が、所定の時間毎に吐水部に吐水させ、そ
の状態での検知信号に基づいて閾値を決定し、記憶手段２４０に格納することができる。
この場合、このような閾値の決定と格納は、吐水装置の使用頻度が低い時間帯（例えば、
夜間）などに実行するとよい。また、吐水装置の使用頻度が低い時間帯を制御部２００（
図２、図３参照）が学習し、このようにして決定された使用頻度が低い時間帯に閾値の決
定と格納を実行してもよい。または、吐水や止水のいずれか一方または両方を所定の回数
だけ実行した場合に、閾値を新たに決定し格納するようしてもよい。
　吐水装置の稼働開始後に、閾値を適宜学習するようにすれば、例えば、供給水圧が変動
し、吐水流から得られる検知信号のレベルが変動したような場合でも、常に最適の閾値に
基づいて動作させることができる。
　図１２は、検知信号と閾値との関係を説明するための模式図である。　
　図１２（ａ）に例示したように、検知信号は、所定の基準値を中心に振動するＡＣ信号
として検知される。この基準値（ＤＣ成分）は、検知条件に応じて変動する場合がある。
従って、本実施形態においては、基準値を中心として振動する検知信号の振幅（プラス側
のピークとマイナス側のピークとの間隔）と、振幅の閾値と、の関係を調べることにより
、吐水流の状態を判定する。または、図１２（ａ）に表したように、基準値を中心として
プラス側及びマイナス側の少なくともいずれかに所定の閾値を設定し、検知信号の基準値
を中心とした振動の振幅がこの閾値を超えるか否か、により吐水流の状態を判定すること
ができる。
　あるいは、図１２（ｂ）に例示したように、基準値を中心として検知信号を反転させる
ことにより、検知信号の絶対値を求めてもよい。これはすなわち、検知信号の基準値を中
心とした振動の振幅と、所定の閾値と、を比較することと同等である。この場合にも、検
知信号の基準値を中心とした振動の振幅が所定の閾値を超えるか否か、により吐水流の状
態を判定することができる。
　図１３は、検知信号の具体例を例示する模式図である。　
　図１３（ａ）は吐水流のみの状態（図６（ａ）に相当）場合、図１３（ｂ）はコップに
水溜めしている状態（図６（ｃ）に相当）、図１３（ｃ）は吐水流が手にあたっている状
態（図６（ｂ）に相当）をそれぞれ表す。
　吐水流のみの状態における検知信号（図１３（ａ））に比べて、コップに水溜めしてい
る状態における検知信号（図１３（ｂ））の振幅は小さく、吐水流が手にあたっている状
態（図１３（ｃ））の振幅は大きいことが分かる。従って、図１３（ａ）～（ｃ）に表し
たように、第１の閾値と第２の閾値とを設定し、検知信号の振幅と、これら閾値と、の関
係を調べることにより、吐水流の状態を判定できる。すなわち、検知信号の振幅が第１の
閾値を超えず、第２の閾値を超えている場合は、吐水流のみの状態（図１３（ａ））と判
定できる。また、検知信号の振幅が第２の閾値を超えない場合は、コップに水溜めしてい
る状態と判定できる（図１３（ｂ））。一方、検知信号の振幅が第１の閾値を超えている
場合は、吐水流が手にあたっている状態と判定できる（図１３（ｃ））。
　図１４（ａ）～（ｃ）は、図１３（ａ）～（ｃ）に表した具体例において、基準値を中
心として検知信号をそれぞれ折り返して、さらに基準値を０近傍に補正して表したグラフ
である。　
　基準値を中心として折り返すことにより、検知信号の絶対値が得られる。すなわち、検
知信号の振幅が得られる。従って、その振幅と、第１及び第２の閾値と、の関係を調べる
ことにより、吐水流の状態を検知することができる。
　すなわち、図１４（ａ）～（ｃ）に表したように、第１の閾値と第２の閾値とを設定し
、検知信号の振幅が第１の閾値を超えず、第２の閾値を超えている場合は、吐水流のみの
状態（図１４（ａ））と判定できる。また、検知信号の振幅が第２の閾値を超えない場合
は、コップに水溜めしている状態と判定できる（図１４（ｂ））。一方、検知信号の振幅
が第１の閾値を超えている場合は、吐水流が手にあたっている状態と判定できる（図１３
（ｃ））。
　なおここで、図１３や図１４に関して前述した判定に際して、例えば、検知信号のピー
クが閾値を超える頻度を考慮してもよい。すなわち、ノイズなどにより検知信号のピーク
が大きくなる場合もあり得る。このようなノイズによる誤検知を防止するために、検知信
号のピークが所定の閾値を超える頻度を調べて、その頻度が所定の値を上回った場合に、
検知信号のピークが閾値を超えたと判断してもよい。また、ノイズによる誤検知を防止す
るために、検知信号の時間平均を計算して、上記と同様に、振幅と所定の閾値とを比較し
てもよい。
　以下、検知信号に基づく吐止水の制御の具体例について説明する。　
　図１５は、検知信号に基づく吐止水の制御の第１の具体例を説明するためのグラフ図で
あり、横軸は時間、縦軸は検知信号の振幅、をそれぞれ表す。つまり、図１５は、検知信
号の振幅の時間変化を表す。なおここで、検知信号の振幅は、例えば図１４に例示したよ
うに、基準値を中心として検知信号を折り返して得られる絶対値におけるピーク値と同等
である。また、検知信号の振幅は時間の経過に対して離散的に生ずるが、図１５及び以降
の図面では、振幅の時間変化を便宜的に連続的な曲線により表す。
　図１５に表した具体例においては、吐水しているだけの状態（図６（ａ）に相当）にお
ける検知信号の振幅よりも大きい第１の閾値を設定する。ここで、第１の閾値は、図１３
及び図１４などに関して前述したように、吐水流に手などがあたって乱れた状態（図６（
ｂ）に相当）における検知信号の振幅よりも小さい値に設定する。
　そして、検知信号の振幅が第１の閾値を下回る状態が所定の時間Ａ（第１の所定時間）
だけ継続したら、バルブ２５０（図１参照）を閉じて吐水口３０からの吐水を停止する（
止水）。つまり、所定時間Ａの間、検知信号の振幅が第１の閾値を下回る状態が続いたら
、吐水は使用されていないと判断して止水することができる。このようにすれば、使用し
ていない場合に確実に止水することができる。
　例えば、吐水はスイッチにより実行し、止水をセンサ部１００の検知信号により実行す
る場合、スイッチにより吐水を開始した瞬間ａから所定時間Ａの間、使用されないような
場合に、確実に止水することができる。
　図１６は、検知信号に基づく吐止水の制御の第２の具体例を説明するためのグラフ図で
あり、横軸は時間、縦軸は検知信号の振幅、をそれぞれ表す。　
　本具体例においても、吐水しているだけの状態（図６（ａ）に相当）における検知信号
の振幅よりも大きい第１の閾値を設定する。そして、検知信号の振幅が第１の閾値を超え
た状態から第１の閾値を下回ったら、バルブ２５０（図１参照）を閉じて吐水口３０から
の吐水を停止する（止水）。これは、典型的には、吐水流が手などにあたって乱れている
状態（図６（ｂ）に相当）から吐水流だけの状態（図６（ａ）に相当）に遷移した場合に
対応する。　
　このようにすれば、使用者が吐水流から手などを抜いて、吐水流のみの状態に変化する
前に止水することも可能となる。つまり、早いタイミングで止水でき、使用感が優れると
ともに、節水効果も得られる。
　図１７は、検知信号に基づく吐止水の制御の第３の具体例を説明するためのグラフ図で
あり、横軸は時間、縦軸は検知信号の振幅、をそれぞれ表す。　
　本具体例においても、吐水しているだけの状態（図６（ａ）に相当）における検知信号
の振幅よりも大きい第１の閾値を設定する。そして、検知信号の振幅が第１の閾値を超え
た状態から第１の閾値を下回り、第１の閾値よりも小さい状態が所定時間Ｂ（第２の所定
時間）だけ継続したら、バルブ２５０（図１参照）を閉じて吐水口３０からの吐水を停止
する（止水）。これは、典型的には、吐水流が手などにあたって乱れている状態（図６（
ｂ）に相当）から吐水流だけの状態（図６（ａ）に相当）に遷移して所定時間Ｂが経過し
た時に止水する場合に対応する。　
　このようにすれば、使用者が吐水流から手などを抜いた後に、所定時間Ｂにより決定さ
れるタイミングで止水することができる。つまり、使用する現場や、水栓の種類、使用者
の好みなどに応じて止水のタイミングを調節できる。
　図１８は、検知信号に基づく吐止水の制御の第４の具体例を説明するためのグラフ図で
あり、横軸は時間、縦軸は検知信号の振幅、をそれぞれ表す。　
　本具体例は、図１７に関して前述した第３具体例と類似する。すなわち、本具体例にお
いても、吐水しているだけの状態（図６（ａ）に相当）における検知信号の振幅よりも大
きい第１の閾値を設定する。そして、検知信号の振幅が第１の閾値を超えた状態から第１
の閾値を下回り、第１の閾値よりも小さい状態が所定時間Ｂ（第２の所定時間）だけ継続
したら、バルブ２５０（図１参照）を閉じて吐水口３０からの吐水を停止する（止水）。
ただし、この所定時間Ｂの経過の前に、検知信号の振幅が第１の閾値を超えた場合は、そ
の後振幅が再び第１の閾値を下回り、第１の閾値よりも小さい状態が所定時間Ｂだけ継続
したら、止水する。つまり、所定時間Ｂのカウント中に検知信号の振幅が第１の閾値を再
び超えた場合には、所定時間Ｂのカウントを停止し、リセットして再度カウントを最初か
ら開始する。
　このようにすれば、例えば、使用者が吐水流から手などを抜いた後に、すぐに再び吐水
流に手を入れたいような場合に、吐水流が直ちに停止せず、使用者の使用が終了した後に
、確実に止水できる。すなわち、吐水流を断続的に繰り返し使用する場合などに、いちい
ち止水せず、使用感に優れる。
　図１９は、検知信号に基づく吐止水の制御の第５の具体例を説明するためのグラフ図で
あり、横軸は時間、縦軸は検知信号の振幅、をそれぞれ表す。　
　本具体例においても、吐水しているだけの状態（図６（ａ）に相当）における検知信号
の振幅よりも大きい第１の閾値を設定する。またさらに、本具体例においては、吐水して
いるだけの状態（図６（ａ）に相当）における検知信号の振幅よりも小さい第２の閾値を
設定する。ここでも、第１の閾値は、図１３及び図１４などに関して前述したように、吐
水流に手などがあたって乱れた状態（図６（ｂ）に相当）における検知信号の振幅よりも
小さい値に設定する。一方、第２の閾値は、図１３及び図１４などに関して前述したよう
に、コップなどに水溜めしている状態（図６（ｃ）に相当）における検知信号の振幅より
も大きい値に設定する。　
　そして、検知信号の振幅が第１の閾値よりも小さく、第２の閾値よりも大きい状態が所
定時間Ｃ（第３の所定時間）だけ継続したら、止水する。すなわち、コップなどに水溜め
している状態ではなく、また吐水流が手などにあたって乱れた状態でもない状態が所定時
間Ｃだけ継続したら、止水する。
　このようにすれば、図１５に関して前述した第１具体例と同様に、所定時間Ｃの間、使
用されないような場合に、確実に止水することができる。
　図２０は、検知信号に基づく吐止水の制御の第６の具体例を説明するためのグラフ図で
あり、横軸は時間、縦軸は検知信号の振幅、をそれぞれ表す。　
　本具体例においても、第５具体例と同様に、吐水しているだけの状態（図６（ａ）に相
当）における検知信号の振幅よりも大きい第１の閾値を設定する。またさらに、吐水して
いるだけの状態（図６（ａ）に相当）における検知信号の振幅よりも小さい第２の閾値を
設定する。ここでも、第１の閾値は、図１３及び図１４などに関して前述したように、吐
水流に手などがあたって乱れた状態（図６（ｂ）に相当）における検知信号の振幅よりも
小さい値に設定する。一方、第２の閾値は、図１３及び図１４などに関して前述したよう
に、コップなどに水溜めしている状態（図６（ｃ）に相当）における検知信号の振幅より
も大きい値に設定する。　
　そして、検知信号の振幅が第２の閾値よりも小さい状態から、第２の閾値を超えたら、
止水する。すなわち、コップなどに水溜めしている状態からコップなどを取り除いたら、
止水する。
　このようにすれば、図１６に関して前述した第２具体例と同様に、使用者が吐水流から
コップなどを抜いて、吐水流のみの状態に変化する前に止水することも可能となる。つま
り、早いタイミングで止水でき、使用感が優れるとともに、節水効果も得られる。
　図２１は、検知信号に基づく吐止水の制御の第７の具体例を説明するためのグラフ図で
あり、横軸は時間、縦軸は検知信号の振幅、をそれぞれ表す。　
　本具体例においても、第５具体例と同様に、吐水しているだけの状態（図６（ａ）に相
当）における検知信号の振幅よりも大きい第１の閾値を設定する。またさらに、吐水して
いるだけの状態（図６（ａ）に相当）における検知信号の振幅よりも小さい第２の閾値を
設定する。
　そして、検知信号の振幅が第２の閾値よりも小さい状態から第２の閾値を上回り、且つ
第１の閾値よりも小さい状態が所定時間Ｄ（第４の所定時間）だけ継続したら、止水する
。これは、コップなどにより水溜めしている状態（図６（ｃ）に相当）から吐水流だけの
状態（図６（ａ）に相当）に遷移して所定時間Ｄが経過した時に止水する場合に対応する
。　
　このようにすれば、使用者が吐水流からコップなどを抜いた後に、所定時間Ｄにより決
定されるタイミングで止水することができる。つまり、使用する現場や、水栓の種類、使
用者の好みなどに応じて止水のタイミングを調節できる。
　図２２は、検知信号に基づく吐止水の制御の第８の具体例を説明するためのグラフ図で
あり、横軸は時間、縦軸は検知信号の振幅、をそれぞれ表す。　
　本具体例は、図２０に関して前述した第７具体例と類似する。すなわち、本具体例にお
いても、第５具体例と同様に、吐水しているだけの状態（図６（ａ）に相当）における検
知信号の振幅よりも大きい第１の閾値を設定する。またさらに、吐水しているだけの状態
（図６（ａ）に相当）における検知信号の振幅よりも小さい第２の閾値を設定する。
　そして、検知信号の振幅が第２の閾値よりも小さい状態から第２の閾値を上回り、且つ
第１の閾値よりも小さい状態から所定時間Ｄ（第４の所定時間）が経過する前に、検知信
号の振幅が再び第２の閾値よりも小さくなったら、その後振幅が再び第２の閾値を上回り
、且つ第１の閾値よりも小さい状態が所定時間Ｄだけ継続したら、止水する。つまり、所
定時間Ｄのカウント中に検知信号の振幅が第２の閾値を再び下回った場合には、所定時間
Ｄのカウントを停止し、リセットして再度カウントを最初から開始する。
　このようにすれば、例えば、使用者が吐水流からコップなどを抜いた後に、すぐに再び
吐水流にコップなどを入れたいような場合に、吐水流が直ちに停止せず、使用者の使用が
終了した後に、確実に止水できる。すなわち、吐水流を断続的に繰り返し使用する場合な
どに、いちいち止水せず、使用感に優れる。
　またこのように、所定時間Ｄをカウントして止水する場合、例えば、コップに水溜めし
た使用者がコップを吐水流から取り除き、引き続いて手を洗うような時に、所定時間Ｄの
間に手を吐水流の中に入れれば、吐水が中断せず、使用感に優れる。
　以上、図１５～図２２を参照しつつ、検知信号に基づく吐止水の制御の具体例について
説明した。なお、本実施形態において、検知信号は、所定のフィルタを介して得られるも
のであってもよく、またはフィルタを介さずに得られる信号であってもよい。フィルタを
介する場合、例えば、２００Ｈｚ以下の信号のみを検知信号とすることができ、または、
数Ｈｚ以上の信号のみを検知信号とすることもできる。または、これらのフィルタを併用
してもよい。
　一方、本実施形態においては、特定の周波数帯における検知信号の振幅に基づいて判定
することもできる。　
　図２３は、検知信号のパワースペクトルを例示するグラフ図であり、（ａ）は吐水流が
乱されていない状態（図６（ａ）の場合に相当）、（ｂ）は人が吐水を手に当てている状
態（吐水流が乱されている状態：図６（ｂ）の場合に相当）、（ｃ）はコップに水溜めを
している状態（吐水流が乱されている状態：図６（ｃ）の場合に相当）をそれぞれ表す。
　吐水流の流れ（接線方向）に対して、センサ部１００の電波の最大指向方向が略直交す
るように配置した場合、図２３に表したように、検知信号のパワースペクトルにおいて、
乱されていない吐水流（吐水部から吐水しているだけの時の水流状態）のみの検知信号（
図２３（ａ））と、手洗いや水溜めで使用されて乱された吐水流の検知信号（図２３（ｂ
）および（ｃ））と、を明確に区別できる。
　すなわち、図２３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のパワースペクトルにおいて、ピークが表れ
る周波数帯はそれぞれ異なる。例えば、図２３（ａ）に示す吐水流のみの検知信号のパワ
ースペクトルでは、２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域に最大のピークを有する。これに対
し、図２３（ｂ）に示す、手洗い時（吐水が人の手に当たっている場合）の検知信号のパ
ワースペクトルでは、０～３０Ｈｚの周波数帯域に非常に大きなピークが複数あり、４０
Ｈｚ～５０Ｈｚの周波数帯域にもピークができる。これは、吐水流が手などに当たって流
れが乱れたり、周囲に飛散することにより生じたものである。また、図２３（ｃ）に表し
たように水溜め時（コップに水溜めをした場合）の検知信号のパワースペクトルでは、０
～１０Ｈｚの周波数帯域に最大のピークを有し、３０Ｈｚ以上の周波数帯域にはパワース
ペクトルがほとんど現れない。これは、コップ内で水が落ち着き、その水がゆっくり揺れ
るような動きをするため、ピークが消滅したように見えるのである。
　以上説明した各状態のパワースペクトルの差異を利用して、吐水の継続や止水を制御で
きる。すなわち、所定の周波数帯において、吐水しているだけの時の検知信号の振幅より
も大きい第１の閾値と、吐水しているだけの時の検知信号の振幅よりも小さい第２の閾値
と、を設定する。例えば、４０～５０Ｈｚの周波数帯における検知信号の振幅が所定の閾
値（第１の閾値）を超えている場合には、図２３（ｂ）に表したように、吐水流に手など
があたっていると判断し、吐水を継続することができる。また、２０～３０Ｈｚの周波数
帯における検知信号の振幅が所定の閾値（第２の閾値）を下回る場合には、図２３（ｃ）
に表したように、コップなどにより水溜めが実行されていると判断し、吐水を継続するこ
とができる。
　そして、２０～３０Ｈｚの周波数帯における検知信号の振幅が所定の閾値（第２の閾値
）を上回り、４０～５０Ｈｚの周波数帯における検知信号の振幅が所定の閾値（第１の閾
値）を下回る場合には、図２３（ａ）に表したように、吐水流のみの検知信号が得られて
いると判断して止水することができる。
　なお、図２３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に表したパワースペクトルは一例に過ぎず、吐水
流のみ、あるいは吐水流に人の手などがあたったり、コップなどに水溜めをしている時の
パワースペクトルは、本発明を適用する際に適宜設定することができる。また、吐水の継
続や止水のために検知信号の閾値を設ける周波数帯の数についても、１つまたは２つのみ
には限定されず、３つ以上の周波数帯についてそれぞれ閾値を設け、これら閾値を基準に
して吐水の継続または止水の判断をしてもよい。
　またさらに、後に詳述するように、例えば、数Ｈｚ～１００Ｈｚの周波数帯における検
知信号の振幅に基づいて判断することもできる。例えば、図７（ａ）～（ｃ）に表した具
体例においては、１０Ｈｚ～２００Ｈｚの周波数帯の検知信号の振幅は、吐水流に手があ
たっている状態（図２３（ｂ））において最も大きく、吐水しているだけの時（図２３（
ａ））はそれよりも小さく、コップに水溜めしている状態（図２３（ｃ））においては、
最も小さくなる。従って、検知信号の振幅と所定の閾値との関係に基づいて、吐止水を制
御することも可能である。
　本実施形態では、検知信号と所定の閾値とを比較して吐水のみであるか否かを判定する
手順として、検知信号の全周波数帯域の内の特定の１つの周波数帯域（分割周波数帯域）
の信号成分と所定の閾値とを比較することにより、吐水流のみの検知信号であるか否かを
判定することもできる。この比較をする周波数帯域としては、吐水流のみの場合と吐水を
使用中の場合の違いが顕著となる帯域を設定する。
　図２４は、本実施形態においての検知信号の比較および止水判定の手順を説明するため
の検知信号のパワースペクトルを示すグラフ図であり、（ａ）は吐水流のみの場合の検知
信号、（ｂ）は吐水が手に当たっている場合（吐水を使用中の場合）の検知信号のパワー
スペクトルをそれぞれ表す。
　図２４では、比較する特定の周波数帯域として、６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域を設
定している。つまり、制御部２００は、検知信号の振幅と所定の閾値との比較手順におい
て、取得した検知信号の６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域成分のみを比較することとなる
。この６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域では、吐水流のみの場合には、パワースペクトル
がほとんど現れないが、吐水流が手に当たっているときには、比較的大きなパワースペク
トルが現れ、その違いが顕著である。
　この６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域では、吐水流のみの場合よりも、吐水が手に当た
っているときの検知信号のパワースペクトルが大きくなることが判っている。このため、
制御部２００による止水判定の手順は、例えば、以下のようにする。
　吐水流のみの場合の検知信号について１つの閾値（第１の閾値）をあらかじめ設定して
おき、取得した検知信号の６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域成分の検知信号の振幅を上記
の閾値と比較し、上記の閾値を超えていれば、吐水を使用中の検知信号である（吐水流の
みの検知信号ではない）と判定し、上記の閾値以下であれば、吐水流のみの検知信号であ
ると判定する。
　または、取得した検知信号の６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域成分のパワースペクトル
（あるいは電圧）の積算値を算出し、この積算値を、あらかじめ設定してある閾値と比較
してもよい。
　あるいは、取得した検知信号の６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域成分のパワースペクト
ル（あるいは電圧）の複数の極大点の値を加算し、この加算値を、あらかじめ設定してあ
る閾値と比較してもよい。
　さらに、上記の閾値については、固定値を用いることの他、必要に応じて補正できるよ
うにしてもよい。閾値補正の手順としては、例えば、制御部２００に閾値補正動作モード
を設け、吐水流のみの検知信号を複数回取得して、それらの６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数
帯域成分の実測値に応じて、適正な値に閾値を補正する。
　図２５は、本実施形態においての検知信号の比較および止水判定の手順を説明するため
の検知信号のパワースペクトルを示すグラフ図であり、（ａ）は吐水流のみの場合の検知
信号、（ｂ）はコップに水溜めをしている場合（吐水を使用中の場合）の検知信号のパワ
ースペクトルを表す。
　図２５では、比較する特定の周波数帯域として、２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域を設
定している。この２０Ｈｚ～３０Ｈｚでは、吐水流のみの場合には、パワースペクトルが
現れるが、コップに水溜めをしているときには、パワースペクトルがほとんど現れず、そ
の違いが顕著である。
　従って、この２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域についての制御部２００による止水判定
の手順は、例えば、図２４の場合と同様に以下のようにする。　
　吐水流のみの場合の検知信号について１つの閾値（第２の閾値）を設定しておき、取得
した検知信号の２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域成分の検知信号の振幅（あるいは積算値
または複数の極大点の値の加算値）を上記の閾値と比較し、上記の閾値を超えていれば、
吐水流のみの検知信号であると判定し、上記の閾値以下であれば、吐水を使用中の検知信
号である（吐水流のみの検知信号でない）と判定する。
　このようにすれば、吐水流のみの場合と吐水を使用中の場合の違いが顕著となる１つの
周波数帯域（分割周波数帯域）のみで検知信号と上記の閾値との比較をすることにより、
検知信号の全周波数帯域について比較をする必要がないので、制御部２００での演算処理
時間を短くでき、メモリの負荷を軽減できる。なお、比較をする周波数帯域幅は、上記の
１０Ｈｚに限らず、所望の幅に設定することが可能である。
　一方、本実施形態では、検知信号と所定の閾値とを比較して吐水のみであるか否かを判
定する手順として、検知信号の全周波数帯域の内の特定の２つの周波数帯域の信号成分と
所定の閾値とを比較することにより、吐水のみの検知信号であるか否かを判定することも
できる。この比較をする２つの周波数帯域には、例えば図２４及び図２５に関して前述し
た具体例と同様に、吐水流のみの場合と吐水を使用中の場合の違いが顕著となる帯域を設
定する。
　図２６は、本具体例における検知信号の比較および止水判定の手順を説明するための検
知信号のパワースペクトルを示す図であり、（ａ）は吐水流のみの場合の検知信号、（ｂ
）は吐水が手に当たっている場合（吐水を使用中の場合）の検知信号のパワースペクトル
を表す。
　図２６では、比較する特定の周波数帯域として、６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域と、
２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域の２つを設定している。つまり、制御部２００は、検知
信号の比較手順（図８のステップＳ１）において、取得した検知信号の６０Ｈｚ～７０Ｈ
ｚの周波数帯域成分と２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域成分のみを比較することとなる。
６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域では、吐水流のみの場合には、パワースペクトルがほと
んど現れないが、吐水流が手に当たるとパワースペクトルが現れる。また、２０Ｈｚ～３
０Ｈｚの周波数帯域では、吐水流のみの場合にもパワースペクトルが現れるが、吐水流が
手に当たると極めて大きなパワースペクトルが現れ、両検知信号の差分値として大きな値
が得られる。
　制御部２００による比較判定手順としては、例えば、吐水流のみの場合の検知信号につ
いて２つの閾値（６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域についての第１の閾値、および２０Ｈ
ｚ～３０Ｈｚの周波数帯域についての第１の閾値）をあらかじめ設定しておき、取得した
検知信号の６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域成分の検知信号の振幅を第１の閾値と比較す
るとともに、取得した検知信号の２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域成分の検知信号の振幅
を第１の閾値と比較する。
　そして、例えば、６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域において、振幅が第１の閾値を超え
、且つ２０～３０Ｈｚの周波数帯域において、振幅が第１の閾値を超えていれば、吐水を
使用中の検知信号である（吐水流のみの検知信号ではない）と判定する。一方、６０Ｈｚ
～７０Ｈｚの周波数帯域において、振幅が第１の閾値以下、且つ２０～３０Ｈｚの周波数
帯域において、振幅が第１の閾値以下であれば、吐水流のみの検知信号であると判定する
。これにより、６０Ｈｚ～７０Ｈｚの周波数帯域および２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域
において、第１の閾値に基づいて判断しているが、１つの周波数帯域で判断するよりも２
つの周波数帯域で判断する方がより正確となる。なお、取得した検知信号のそれぞれの周
波数帯域成分について、パワースペクトル（あるいは電圧）の積算値または複数の極大点
の値を加算値を用いてもよい。
　図２７は、本実施形態においての検知信号の比較および止水判定の手順を説明するため
の検知信号のパワースペクトルを示すグラフ図であり、（ａ）は吐水流のみの場合の検知
信号、（ｂ）はコップに水溜めをしている場合（吐水を使用中の場合）の検知信号のパワ
ースペクトルを表す。
　図２７では、比較する特定の周波数帯域として、２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域と、
０～１０Ｈｚの周波数帯域の２つを設定している。２０Ｈｚ～３０Ｈｚでは、吐水流のみ
の場合には、パワースペクトルが現れるが、コップに水溜めをしているときには、パワー
スペクトルがほとんど現れない。また、０～１０Ｈｚの周波数帯域では、吐水流のみの場
合にもパワースペクトルが現れるが、コップに水溜めをしているときには極めて大きなパ
ワースペクトルが現れ、両検知信号（あるいは両積分値）の差分値として大きな値が得ら
れる。
　制御部２００による比較判定手順は、例えば、図２６の場合と同様とする。吐水流のみ
の場合の検知信号について２つの閾値（２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域についての第２
の閾値、および０～１０Ｈｚの周波数帯域についての第１の閾値）をあらかじめ設定して
おき、取得した検知信号の２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域成分の検知信号を第２の閾値
と比較するとともに、取得した検知信号の０～１０Ｈｚの周波数帯域成分の検知信号を第
１の閾値と比較する。
　そして、例えば、２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域において検知信号の振幅が第２の閾
値に満たないか、または０～１０Ｈｚの周波数帯域において検知信号の振幅が第１の閾値
を超えていれば、吐水を使用中の検知信号である（吐水流のみの検知信号ではない）と判
定する。また、２０Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数帯域において検知信号の振幅が第２の閾値以
上であり、かつ０～１０Ｈｚの周波数帯域において検知信号の振幅が第１の閾値以下であ
れば、吐水流のみの検知信号であると判定する。
　このように、周波数帯域によっては、コップに水溜めをしているときの検知信号の振幅
の方が、吐水流のみの検知信号の振幅よりも大きくなる場合がある。すなわち、特定の周
波数帯域に限定しない場合（図７参照）には、周波数全体として見れば、吐水流のみの検
知信号の振幅の方が、コップに水溜めをしているときの検知信号の振幅よりも大きいが、
フィルタを介して特定の周波数帯域に限定した場合には、コップに水溜めをしているとき
の検知信号の振幅の方が、吐水流のみの検知信号の振幅よりも大きくなる場合がある。こ
のことを、図２８を参照しつつ説明する。
　図２８は、０Ｈｚ～１０Ｈｚの周波数帯域におけるセンサ部１００から得られる検知信
号のレベルを例示するグラフ図である。すなわち、同図の縦軸は、センサ部１００から得
られる検知信号の電圧値を表し、横軸は時間を表す。　
　フィルタを介して０Ｈｚ～１０Ｈｚの周波数帯域に限定した場合、図２３（ａ）に表し
たように、吐水流のみの検知信号のパワースペクトルのピークは、約０．２程度である。
一方、コップに水溜めしているときの検知信号のパワースペクトルのピークは、図２３（
ｃ）に表したように、０．３５を超えている。これは、図７を参照しつつ説明したように
、コップ内で水が落ち着いて、その水がゆっくり揺れるような動きをするため、コップに
水溜をしているときの方が、吐水流のみのときよりも低い周波数帯域の成分を多く含み、
ピークが大きく出ているように見えるのである。
　これにより、０Ｈｚ～１０Ｈｚの周波数帯域に限定して見れば、図２８に表したように
、吐水流のみの検知信号の振幅は第１の閾値を超えないが、コップに水溜めをしていると
きの検知信号の振幅は第１の閾値を超える場合がある。すなわち、図７に表した吐水流の
みの検知信号の振幅と、図７に表したコップ水溜めの検知信号の振幅と、の大小関係が逆
転する場合がある。
　しかしながら、フィルタを介さずに特定の周波数帯域に限定しない場合、およびフィル
タを介した場合であっても例えば０Ｈｚ～１００Ｈｚの周波数帯域全体を見た場合には、
吐水流のみの検知信号の振幅の方が、コップに水溜めをしているときの検知信号の振幅よ
りも大きくなる。
　このようにすれば、吐水流のみの場合と吐水を使用中の場合の違いが顕著となる２つの
周波数帯域で比較することにより、吐水を使用しているときと使用していないときの違い
がより明確となり、より正確な判定ができる。なお、比較をする周波数帯域の個数は２つ
に限らず、３つ以上の複数の周波数帯域を設定することも可能である。
　また、本実施形態においては、例えば、センサ部１００から取得した検知信号からフィ
ルタを介して特定の周波数帯の信号を取り出し、その信号に基づいて吐水流の状態を判定
する方法と、センサ部１００から取得した検知信号をフィルタを介さずに所定の閾値と比
較して吐水流の状態を判定する方法と、を組み合わせることもできる。より具体的には、
センサ部１００から取得した検知信号の差異が大きく現れる高周波帯域においては、フィ
ルタを介さずに所定の閾値と比較して吐水流の状態を判定し、一方、センサ部１００から
取得した検知信号の差異が小さく現れる低周波帯域においては、フィルタを介して特定の
周波数帯の信号を取り出し、その信号に基づいて吐水流の状態を判定する方法が挙げられ
る。
　このように、フィルタを介して判定する方法と、フィルタを介さずに判定する方法と、
を組み合わせることで、早く止水制御したい状態と、検知信号に明確な差異を出したい状
態と、を組み合わせることができる。すなわち、検知信号の差異が大きく現れる高周波帯
域においては、フィルタを介さずに判定するため、フィルタを介する（計算する）時間は
かからず、早い信号処理が可能となり、止水制御を早く行うことができる。一方、検知信
号の差異が小さく現れる低周波帯域においては、フィルタを介して判定するため、より精
度良く吐水流の状態を判定することができる。
　図２９は、本実施形態においての制御部２００による止水制御の手順を例示するフロー
チャートである。　
　すなわち、本具体例では、吐水流のみの検知信号が所定の時間継続したら、止水をする
。制御部２００は、センサ部１００から検知信号を取得し（ステップＳ１）、上記取得し
た検知信号を、吐水のみの場合の検知信号に基づき設定した閾値（図１３（ａ）参照）と
比較する（ステップＳ２）。この際に、図１～図２８に関して前述したように、検知信号
の振幅と、第１及び第２の閾値と、の比較により判定する。
　その結果、検知信号が吐水のみの検知信号であると判定した場合には（ステップＳ３で
ＹＥＳ）、吐水のみの検知信号であると判定してから所定の時間を経過しているか否かを
、例えばタイマーを参照して判定する。
　そして、所定の時間を経過していなければ（ステップＳ１０でＮＯ）、ステップＳ１に
戻って再び検知信号を取得する。一方、所定の時間を経過していれば（ステップＳ１０で
ＹＥＳ）、バルブ２５０を閉じて止水をする（ステップＳ４）。なお、取得検知信号が吐
水のみの検知信号とは異なると判定した場合には（ステップＳ３でＮＯ）、タイマーをリ
セットした上で、ステップＳ１に戻る。
　以上のように、吐水流のみの検知信号が、所定時間継続した場合に止水をすることによ
り、吐水の使用途中で止水してしまうことをより確実に防止できる。その一方で、吐水流
のみの検知信号が所定の時間継続するということは、実際には使用後であって使用者がい
ないのに吐水したままになっている場合などが考えられ、このような場合に止水をするこ
とにより、使用中でないときに無駄な吐水を継続することを防止できる。
　次に、本実施形態においての制御部２００による止水制御の手順の他の具体例について
説明する。　
　コップの水溜め時においてコップを放置したままにした場合や、洗面ボウルが詰まって
水が溢れだしている状態、あるいは吐水部の故障や破損などにより吐水流が乱れた状態が
継続する場合などには、吐水流のみの場合の検知信号とは異なるものであるが、同じパタ
ーンの検知信号が継続してセンサ部１００から出力されることがある。このような場合に
は、コップを放置したときなどの検出信号が吐水流のみの検知信号とは異なるために、止
水をせずに吐水を継続してしまうことがある。そこで、本具体例では、吐水のみの検知信
号と異なる検知信号であっても、同じパターンの検知信号が所定の時間継続したら、止水
をする。
　図３０は、本具体例における制御部２００による止水制御の手順を説明するフローチャ
ートである。制御部２００は、センサ部１００から検知信号を取得し（ステップＳ１）、
上記取得した検知信号を、吐水のみの場合の検知信号に基づき設定した閾値と比較する（
ステップＳ２）。この際に、図１～図２８に関して前述したように、検知信号の振幅と、
第１及び第２の閾値と、の比較により判定する。
　検知信号が吐水のみの検知信号であると判定した場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、
バルブ２５０を閉じて止水をする（ステップＳ４）。　
　一方、検知信号が前回の検知信号のパターンと同じか否かを判定し（ステップＳ２０）
、同じであると判定した場合には（ステップＳ２０でＹＥＳ）、所定の時間を経過したか
否かを、例えばタイマーにより判定する（ステップＳ２１）。
　そして、所定の時間を経過していれば（ステップＳ２１でＹＥＳ）、バルブ２５０を閉
じて止水をし（ステップＳ４）、所定の時間を経過していなければ（ステップＳ２１でＮ
Ｏ）、上記ステップＳ１に戻って、再び検知信号を取得する。なお上記ステップＳ２１で
、今回の取得検知信号が前回の取得検知信号のパターンとは異なると判定した場合には（
ステップＳ２１でＮＯ）、上記のタイマーをリセットした上で、上記ステップＳ１に戻る
。　
　以上のように本具体例によれば、吐水流のみの検知信号とは異なる検知信号が、同じパ
ターンで所定の時間継続したら、止水をすることにより、無駄な吐水の継続を防止できる
。
　図３１は、本実施形態の吐水装置の第二の他の具体例を表す模式図である。　
　本実施形態の水栓装置も、センサ部１００と、制御部２００と、吐水部３０と、受水部
４０と、を備えている。　
　受水部４０は、吐水流３４が着水する受水面４１を有する。また、受水部４０は、受水
面４１の周囲に設けられた左側面４２と、後面４３と、右側面４４と、前面４５と、をさ
らに有する。吐水口３２から吐水された吐水流３４は、矢印（流れ方向）３０２のように
受水面４１に対して斜め方向に着水する。但し、これだけに限られるわけではなく、例え
ば、受水面４１に対して略垂直方向に着水してもよい。
　センサ部１００は、受水部４０の左側面４２の裏側に設けられている。このセンサ部１
００は、矢印（最大指向方向）３００のように、吐水流３４の流れ方向３０２に対して略
直交する方向から吐水流３４に対して電波を放射する。放射された電波は吐水流３４に反
射され、センサ部１００は、この反射された電波（反射波）を受信する。さらに、センサ
部１００は、この反射波を被検知体の情報として制御部２００に送信する。
　なお、センサ部１００は左側面４２の裏側に設けられているため、センサ部１００から
の電波が吐水流３４の方向へ放射されやすいように、受水部４０の材質は、例えば樹脂製
からなることが好ましい。また、受水部の材質が金属製および陶器製であっても、少なく
ともセンサ部１００の前面を覆う部分に図示しない窓部などを設けることが好ましい。
　本具体例によれば、吐水流３４に対して、センサ部１００からの電波を直交する方向に
放射することが容易である。例えば、吐水口３０から放出される吐水流３４の水勢が変化
したような場合でも、側方から電波を放射することにより、吐水流に対して直交方向に電
波を放射させることができる。その結果として、図４及び図５に関して前述したように、
吐水流のみの状態（図６（ａ）に相当）における検知信号のレベルを抑制でき、吐水流が
手などにあたって乱れた状態における検知信号との差異を大きくして、より安定して確実
な検知が可能となる。
　図３２は、本実施形態の吐水装置の第三の具体例を表す模式図である。第三の具体例によれば、センサ１００は受水部の使用者側に設置され、吐水口３０に向かって電波を放射している。このような構成とすることにより、吐水流のみの信号を積極的に検知することができる。この場合、センサ１００にむかって吐水流が放出されるため、センサ１００で検知する信号の周波数は図１のセンサを吐水流が横切るような場合よりも高くなる。検知する信号の周波数が高くなることにより、手洗いや、コップの水ためといった動作によってい検知される周波数との区別がしやすくなる。
　さらに、電波を吐水口３０へむかって放射することにより使用者が受水部の前を通り過ぎる動作や、うがい、受水部の前で身だしなみを整えるような洗面行為以外の動作に対しての誤検知がなくなる。
　図３３は、本実施形態の吐水装置の第四の具体例を表す模式図である。第四の具体例によれば、給水口ホース又は吐水口の出口近傍にセンサ１００から放射される電波を伝送させる導波管を設置した構成となっている。センサ１００と導波管１１０の一端は接続部材にて接続され、吐水口側の他端は開口されており、その開口面より電波を放射する構成となっている。このような構成とすることにより、吐水流を検知できるだけでなく、吐水口近傍のみを検知することができるため、受水部手前動作における誤検知は少なくなる。
　より好ましくは、図３４に示すように給水口よりも下側に導波管を設置することにより吐水流が吐水された際に、比誘電率の高い吐水流によって電波の進行が妨げられ、指向方向が受水部側へ変化し、手洗いの動き、飛散水の状態をより明確に検知することができる。さらに図３４のように導波管１１０の開口面をある角度をもってカットすることによっても最大放射電力の方向が変わり、指向性を制御することも可能である。導波管は樹脂材に導電性のメッキでも良いし、金属材料で構成されても良い。
　以上、図面を参照しつつ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
らの実施の形態に限定されない。センサ部の構成および配置、制御部での検知信号の比較
手順および止水判定手順などに関して当業者が設計変更をしたものであっても本発明の主
旨を逸脱しない限り、本発明の範囲に包含される。

Claims (21)

  1. 　吐水部と、
    　放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
    　前記センサ部からの検知信号に基づいて前記吐水部からの吐水を制御する制御部と、
    　記憶手段と、
    　を備え、
    　前記センサ部は、放射される電波の少なくとも一部が、前記吐水部から吐水される吐水
    流に当たるように設置され、前記吐水流により反射された前記反射波を受信し、
    　前記制御部は、前記吐水部から吐水しているだけの時の水流状態の前記検知信号の基準
    値を中心とした振動の振幅よりも大きく設定された第１の閾値と、前記センサ部が受信し
    た前記検知信号の振幅と、の関係を調べることにより、前記吐水流の状態を判定すること
    を特徴とする吐水装置。
  2. 　　前記制御部は、前記センサ部が受信した前記検知信号の前記振幅が前記第１の閾値を
    下回る状態が第１の所定時間だけ継続したら、前記吐水部からの吐水を停止させることを
    特徴とする請求項１記載の吐水装置。
  3. 　　前記制御部は、前記センサ部が受信した前記検知信号の前記振幅が前記第１の閾値よ
    りも大きい状態から前記第１の閾値よりも小さい状態に変化したら、前記吐水部からの吐
    水を停止させることを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
  4. 　　前記制御部は、前記センサ部が受信した前記検知信号の前記振幅が前記第１の閾値よ
    りも大きい状態から前記第１の閾値よりも小さい状態に変化し、さらに前記第１の閾値を
    下回る状態が第２の所定時間だけ継続したら、前記吐水部からの吐水を停止させることを
    特徴とする請求項１記載の吐水装置。
  5. 　吐水部と、
    　放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
    　前記センサ部からの検知信号に基づいて前記吐水部からの吐水を制御する制御部と、
    　記憶手段と、
    　を備え、
    　前記センサ部は、放射される電波の少なくとも一部が、前記吐水部から吐水される吐水
    流に当たるように設置され、前記吐水流により反射された前記反射波を受信し、
    　前記制御部は、前記吐水部から吐水しているだけの時の水流状態の前記検知信号の基準
    値を中心とした振動の振幅よりも小さく設定された第２の閾値と、前記センサ部が受信し
    た前記検知信号の振幅と、の関係を調べることにより、前記吐水流の状態を判定すること
    を特徴とする吐水装置。
  6. 　　前記制御部は、前記センサ部が受信した前記検知信号の前記振幅が前記第２の閾値を
    上回る状態が第３の所定時間だけ継続したら、前記吐水部からの吐水を停止させることを
    特徴とする請求項５記載の吐水装置。
  7. 　　前記制御部は、前記センサ部が受信した前記検知信号の前記振幅が前記第２の閾値よ
    りも小さい状態から前記第２の閾値よりも大きい状態に変化したら、前記吐水部からの吐
    水を停止させることを特徴とする請求項５記載の吐水装置。
  8. 　　前記制御部は、前記センサ部が受信した前記検知信号の前記振幅が前記第２の閾値よ
    りも小さい態から前記第２の閾値よりも大きい状態に変化し、さらに前記第２の閾値を上
    回る状態が第４の所定時間だけ継続したら、前記吐水部からの吐水を停止させることを特
    徴とする請求項５記載の吐水装置。
  9. 　吐水部と、
    　放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
    　前記センサ部からの検知信号に基づいて前記吐水部からの吐水を制御する制御部と、
    　記憶手段と、
    　を備え、
    　前記センサ部は、放射される電波の少なくとも一部が、前記吐水部から吐水される吐水
    流に当たるように設置され、前記吐水流により反射された前記反射波を受信し、
    　前記制御部は、前記吐水部から吐水しているだけの時の水流状態の前記検知信号の基準
    値を中心とした振動の振幅よりも大きく設定された第１の閾値および前記振幅よりも小さ
    く設定された第２の閾値と、前記センサ部が受信した前記検知信号の振幅と、の関係を調
    べることにより、前記吐水流の状態を判定することを特徴とする吐水装置。
  10. 　前記制御部は、前記センサ部が受信した前記検知信号の前記振幅が前記第１の閾値より
    も大きい状態から前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の状態に変化し、さらに前記第
    １の閾値と前記第２の閾値との間の状態が第５の所定時間だけ継続したら、前記吐水部か
    らの吐水を停止させることを特徴とする請求項９記載の吐水装置。
  11. 　前記制御部は、前記センサ部が受信した前記検知信号の前記振幅が前記第２の閾値より
    も小さい状態から前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の状態に変化し、さらに前記第
    １の閾値と前記第２の閾値との間の状態が第５の所定時間だけ継続したら、前記吐水部か
    らの吐水を停止させることを特徴とする請求項９記載の吐水装置。
  12. 　前記閾値は、予め決定され、前記記憶手段に格納されていることを特徴とする請求項１
    ～１１のいずれか１つに記載の吐水装置。
  13. 　前記制御部は、前記吐水部から吐水しているだけの時の水流状態から得られた信号に基
    づき前記閾値を決定し前記記憶手段に格納することを特徴とする請求項１～１１のいずれ
    か１つに記載の吐水装置。
  14. 　前記制御部は、前記閾値の決定と格納を、所定の時間毎に実行することを特徴とする請
    求項１３記載の吐水装置。
  15. 　前記制御部は、前記閾値の決定と格納を、使用者が前記吐水装置を使用する頻度が相対
    的に低い時間帯に実行することを特徴とする請求項１３記載の吐水装置。
  16. 　前記制御部は、吐水部からの吐水または止水の少なくともいずれかを所定の回数実行し
    たら、前記閾値の決定と格納を実行することを特徴とする請求項１３記載の吐水装置。
  17. 　前記閾値は、第１の周波数帯域において設定され、
    　前記制御部は、前記第１の周波数帯域において前記判定することを特徴とする請求項１
    ～１１のいずれか１つに記載の吐水装置。
  18. 　前記閾値は、第１の周波数帯域と、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域
    と、においてそれぞれ設定され、
    　前記制御部は、前記第１及び第２の周波数帯域において前記判定することを特徴とする
    請求項１～１１のいずれか１つに記載の吐水装置。
  19. 　前記制御部は、第１の周波数帯域において前記閾値と前記センサ部が受信した前記検知
    信号の前記振幅との関係を調べる場合と、周波数帯域を限定せずに前記閾値と前記センサ
    部が受信した前記検知信号の前記振幅との関係を調べる場合と、を組み合わせて前記判定
    することを特徴とする請求項１～１１のいずれか１つに記載の吐水装置。
  20. 　前記制御部は、前記吐水部からの吐水を継続させている状態が所定の時間を超えたら前
    記吐水部からの吐水を停止させることを特徴とする請求項１～１９のいずれか１つに記載
    の吐水装置。
  21. 　前記検知信号は、被検知体の移動速度を反映したドップラー成分を含むことを特徴とす
    る請求項１～２０のいずれか１つに記載の吐水装置。
    　
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