WO2012043663A1 - 人体検知センサ及び自動水栓 - Google Patents

人体検知センサ及び自動水栓 Download PDF

Info

Publication number
WO2012043663A1
WO2012043663A1 PCT/JP2011/072252 JP2011072252W WO2012043663A1 WO 2012043663 A1 WO2012043663 A1 WO 2012043663A1 JP 2011072252 W JP2011072252 W JP 2011072252W WO 2012043663 A1 WO2012043663 A1 WO 2012043663A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pixel
light
unit
data
determination
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/072252
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
白井雄喜
水野隆之
橋本衛
久田高志
小川佳史
大浦裕之
大和正実
Original Assignee
株式会社Ｌｉｘｉｌ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2010221514A external-priority patent/JP5678318B2/ja
Priority claimed from JP2011074465A external-priority patent/JP5775721B2/ja
Priority claimed from JP2011092175A external-priority patent/JP5722688B2/ja
Application filed by 株式会社Ｌｉｘｉｌ filed Critical 株式会社Ｌｉｘｉｌ
Priority to CN201180046164.2A priority Critical patent/CN103119475B/zh
Publication of WO2012043663A1 publication Critical patent/WO2012043663A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/05—Arrangements of devices on wash-basins, baths, sinks, or the like for remote control of taps
    • E03C1/055—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like
    • E03C1/057—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like touchless, i.e. using sensors

Definitions

  • the present invention relates to a human body detection sensor applied to an automatic faucet, an automatic cleaning device for a urinal, and the like, and an automatic faucet using the human body detection sensor.
  • An applied human body detection sensor is known.
  • a human body detection sensor there is known a sensor in which a light emitting element such as an LED and a light receiving element such as a PSD (Position Sensitive Detector) are offset and arranged (for example, Patent Documents). 1).
  • a light emitting element such as an LED
  • a light receiving element such as a PSD (Position Sensitive Detector)
  • Such a human body detection sensor specifies the position where the reflected light from the detection target is incident on the PSD, and determines whether the distance to the detection target is appropriate based on the principle of triangulation.
  • the PSD is a very simple light receiving element that outputs a signal corresponding to the position of the center of gravity of incident light, and has an advantage of low power consumption.
  • the conventional human body detection sensor has the following problems. That is, the amount of information that can be acquired by PSD is only position information, and there is a fact that there are few countermeasures that can be taken when ambient light is incident. Therefore, for example, when a human body detection sensor including PSD is applied to an automatic faucet or the like of a wash basin, false detection is caused by the influence of specular reflection light from the bowl surface of the wash bowl or noise disturbance light. May occur.
  • reference numeral 900 denotes a human body detection sensor
  • 902 denotes a light projecting element
  • 904 denotes a light projecting lens
  • 908 denotes a light receiving element (PSD)
  • 910 denotes a light receiving lens.
  • the specular reflected light from the bowl surface P1 of the wash bowl 914 may enter the light receiving element 908 at the same angle ⁇ as the reflected light from the detection target T.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a human body detection sensor and an automatic water faucet that improve detection performance by suppressing erroneous detection.
  • an imaging unit including an imaging device in which pixels are arrayed one-dimensionally or two-dimensionally, a light-emitting unit arranged offset in a predetermined direction with respect to the imaging unit, An imaging control unit that controls the imaging unit, and a human body detection sensor that detects a detection target by receiving reflected light generated by the light emitting unit according to light projected by the imaging unit, Based on the amount of light received by each pixel that has received the reflected light, the center-of-gravity specifying means that specifies the position of the center of gravity of the reflected light in a light receiving area that is an array region of each pixel in the imaging device; First determination means for determining whether or not the gravity center position belongs to a detection area set in a part of the light receiving area; Results of threshold processing relating to the data value of the centroid pixel corresponding to the centroid position in the filter processing data obtained by performing predetermined spatial filter processing on the received light amount of each pixel, and a threshold relating to the
  • a faucet that discharges water into a bowl having a drain outlet at the bottom, the human body detection sensor of the first aspect, and the faucet according to a detection signal of the human body detection sensor.
  • Water supply control means for executing switching of water discharge or adjustment of water discharge amount, It is grasped as an automatic faucet in which the bowl surface that forms the inner peripheral surface of the bowl is included in the imaging range of the imaging unit provided in the human body detection sensor.
  • the human body detection sensor includes two types of determination means.
  • the first determination means is means for determining whether or not the center of gravity position belongs to the detection area.
  • the second determination means is a means for determining the suitability of the light reception level of the barycentric pixel.
  • the human body detection sensor outputs the detection signal when both the first and second determination means make a positive determination.
  • the bowl surface is included in at least a part of the imaging range of the imaging device. Therefore, when there is no detection target such as a palm or the back of the hand in the imaging range, there is a high possibility that the specular reflected light from the bowl surface is incident on the imaging element.
  • the position of the center of gravity is shifted and positioned at an intermediate position between two regions having a large amount of received light inside and outside the detection area, that is, an intermediate position between the peaks of the received light amount distribution.
  • a displacement of the center of gravity position cannot be determined, and if the center of gravity position is within the detection area, erroneous detection occurs.
  • the second determination unit determines whether the light receiving level of the center of gravity pixel or the surrounding pixels is appropriate. . According to the second determination means, it is possible to determine whether or not the position of the center of gravity is appropriately positioned in the received light amount distribution of each pixel. According to this human body detection sensor, it is possible to determine the shift of the center of gravity as described above, and to avoid erroneous detection in advance.
  • the human body detection sensor of the present invention is a human body detection sensor having excellent characteristics that realizes robust detection performance by suppressing the influence of specular reflection light, noise disturbance light, and the like.
  • the automatic faucet of the present invention provided with this human body detection sensor, good operation reliability with few malfunctions is realized.
  • the center-of-gravity position specified by the center-of-gravity specifying means in the present invention may be a center of gravity position calculated mathematically strictly, but it is a center of gravity position that can be easily calculated while ensuring the required position accuracy. Also good. Furthermore, the position of the pixel where the amount of received light is maximized, the position where the sum of the amounts of received light of the peripheral pixels is maximized, etc. may be used as the position of the center of gravity.
  • a condition for positive determination is that the amount of light received by the center-of-gravity pixel is a predetermined value or more.
  • the position of the center of gravity is shifted in the detection area according to the combination of the specular reflection light having a peak outside the detection area and the noise component generated in the detection area. It becomes possible to cope with such a situation appropriately.
  • the first determination means makes a positive determination, if the amount of light received by the barycentric pixel is not sufficient, a negative determination can be made by the second determination means, and erroneous detection can be avoided.
  • the spatial data processing for obtaining the degree of the total amount of received light of the peripheral pixels is performed for each pixel, and the filter processing data is acquired.
  • the fact that the data value of the barycentric pixel in the filter processing data is greater than or equal to a predetermined value is set as a condition for positive determination. In this case, it is possible to determine whether or not the amount of received light is sufficient including the pixels located around the center-of-gravity pixel, and the determination accuracy by the second determination unit can be improved.
  • the filter process is performed by performing a spatial filter process for obtaining a positional change degree of the light reception amount of each pixel in the predetermined direction for each pixel.
  • the surface of the human body such as the hand has a surface texture with many irregularities, so that there is a high possibility that diffuse reflection will occur.
  • the received light amount distribution of each pixel by diffuse reflected light tends to exhibit a gentle distribution shape.
  • a range where the degree of positional change of the received light amount is small is formed over a relatively wide range.
  • the filter processing data when specular reflection light or noisy disturbance light is incident there is a high possibility that a pixel exhibiting a large data value is included around the centroid pixel.
  • the filter processing data when the diffusely reflected light exhibiting a gentle received light amount distribution as described above may include pixels that exhibit a large data value around the peak of the gently received light amount distribution as described above. It is low.
  • the determination is made that the data value of the centroid pixel and the data values of other neighboring pixels are both within a predetermined value By doing so, specular reflection light, noisy disturbance light, and the like can be reliably removed.
  • the light receiving amount of the barycentric pixel is equal to or greater than a predetermined value with respect to the above-described determination condition regarding the filter processing data in which the degree of positional change of the light receiving amount is emphasized, or the periphery of the barycentric pixel It is preferable to combine a determination condition such that the degree of the total amount of light received by the pixels is a predetermined value or more.
  • the center-of-gravity specifying means included in the human body detection sensor calculates a total received light amount that is a sum of the received light amounts of the pixels arranged in the predetermined direction in the imaging element, When the accumulated light reception amount obtained by sequentially integrating the light reception amount of each pixel toward the other end from the pixel located at one end of the predetermined direction reaches half of the total light reception amount The pixel position is specified as the barycentric position.
  • the calculation load can be reduced while ensuring the position accuracy of the center of gravity position to be calculated.
  • An image pickup unit included in an automatic faucet is configured to store a light receiving element for each pixel that converts received light into an electric signal, and to store an electrical physical quantity by taking in the electric signal of the light receiving element.
  • a light receiving accumulation unit provided for each pixel, an imaging data output unit that outputs the imaging data based on a physical quantity accumulated by the light receiving accumulation unit of each pixel, an accumulation state in which the physical quantity is accumulated in the light receiving accumulation unit, and An accumulation mode switching unit that alternatively sets one of the non-accumulation states that are not accumulated,
  • the imaging control unit controls the imaging unit so that an intermittent operation in which an operation period and a non-operation period appear alternately is performed, In the operation period, the accumulation mode switching unit is controlled so that the accumulation state is set only when the imaging data is acquired, and the non-accumulation state is set otherwise.
  • the imaging unit operates intermittently. If the imaging unit is operated intermittently, the ratio of the operation time of the imaging unit to the total operation time of the automatic faucet can be reduced, thereby reducing the average power consumption of the entire apparatus.
  • an imaging device such as a CCD or a CMOS
  • the imaging unit of the automatic faucet the accumulation state is set only when the imaging data is acquired, and the non-accumulation state is set otherwise. The imaging unit ends the operation period in a state where the light receiving accumulation unit is reset in accordance with a reading process for acquiring the imaging data.
  • the reset state is maintained as it is. That is, when the imaging unit shifts to the operation period, the light receiving and storing unit of each pixel is in a reset state, and there is no need to perform a readout process again when acquiring the imaging data.
  • the imaging unit can reduce the number of executions of the readout process per operation period, so that the operation period can be further shortened and power consumption can be further reduced.
  • FIG. 1 is a perspective cross-sectional view showing a wash basin equipped with an automatic faucet in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the sensor unit according to the first embodiment (a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1).
  • FIG. 3 is a perspective view showing a line sensor in the first embodiment.
  • 1 is a block diagram showing a system configuration of a human body detection sensor in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a difference data generation procedure according to the first embodiment. Explanatory drawing explaining the calculation method of the gravity center position in Example 1.
  • FIG. Explanatory drawing explaining the detection principle of the human body detection sensor in Example 1.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a first incident pattern example that is not detected in the first embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a second incident pattern example that is non-detected in the first embodiment. Explanatory drawing explaining the spatial filter process in Example 2.
  • FIG. Explanatory drawing which shows the operator applied to the spatial filter process in Example 3.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of an incident pattern that is detected in the third embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of an incident pattern that is not detected in the third embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of a line sensor in Embodiment 4.
  • 9 is a time chart showing the operation of the sensor unit in the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of a line sensor in Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a part of the circuit configuration of another line sensor according to the fourth embodiment. 10 is a time chart showing the operation of a sensor unit including other line sensors in Example 4.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of detection processing in the fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of simple determination processing in the fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of detailed determination processing in the fifth embodiment.
  • FIG. FIG. 10 is a first explanatory diagram for explaining a method of detecting specular reflection in Example 6.
  • FIG. 10 is a second explanatory diagram for explaining a method of detecting specular reflection in Example 6.
  • FIG. 10 is a third explanatory diagram for explaining a specular reflection detection method in Embodiment 6.
  • FIG. 16 is a first explanatory diagram illustrating another method of detecting specular reflection in Example 6.
  • FIG. 10 is a second explanatory diagram for explaining another method of detecting specular reflection in the sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a third explanatory diagram for explaining another method of detecting specular reflection in Example 6. Explanatory drawing explaining the generation
  • Example 1 the human body detection sensor 1 is applied to the faucet (automatic faucet) 16 of the washstand 15.
  • the washstand 15 of the present example includes a counter 155 provided with a bowl portion (bowl) 151 that is recessed in a concave shape, and a faucet 16 provided with a water discharge port 168.
  • the faucet 16 is erected on a counter top 156 that forms the upper surface of the counter 155.
  • the bowl portion 151 has a drain port 152 at its deepest portion.
  • the water faucet 16 has a base portion 161 that forms a pedestal for the counter top 156 and a substantially cylindrical body portion 160 that extends from the base portion 161.
  • the body part 160 is supported by the base part 161 in a state where it is inclined toward the bowl part 151 side.
  • a substantially cylindrical water discharge portion 162 having a water discharge port 168 opened at the tip is attached to the side surface of the body portion 160 that contacts the bowl portion 151 side.
  • a filter plate 165 that forms a detection surface of the human body detection sensor 1 is disposed on the outer peripheral side surface of the body portion 160 that corresponds to the upper side of the water discharge portion 162.
  • the filter plate 165 is a resin filter that selectively transmits light in the infrared region.
  • the human body detection sensor 1 of this example is composed of a sensor unit 2 incorporated in a faucet 16 and a control unit 3 for controlling the sensor unit 2 as shown in FIGS.
  • an automatic water supply device 10 is formed by a combination of the human body detection sensor 1 and a solenoid (water supply control means) 11 that is a water discharge valve (electromagnetic valve) provided in the water supply pipe 12.
  • the sensor unit 2 is a unit in which the LED element 251 and the line sensor (imaging element) 261 are accommodated in the casing 21 and operates by receiving power supply from the control unit 3.
  • the light emitting unit 25 and the imaging unit 26 are disposed so as to face the filter plate 165 of the faucet 16.
  • the light emitting unit 25 that emits infrared light includes an LED element 251 and a light projecting lens 25A.
  • the imaging unit 26 includes a line sensor 261 and a light receiving lens 26A.
  • the light emitting unit 25 and the imaging unit 26 are arranged with a predetermined offset amount in the horizontal direction across the partition wall 211 having light shielding properties.
  • the LED element 251 is a light emitting element in which the LED chip 250 mounted in the cavity of the package substrate is sealed with a transparent resin 254 as shown in FIG.
  • the LED element 251 is covered with a light-shielding element case 252 provided with a longitudinal slit hole 253. According to the light emitting unit 25, it is possible to project sharp light with a divergent angle suppressed toward a detection target.
  • the line sensor 261 is a one-dimensional imaging sensor in which pixels 260 that convert a received light amount into an electrical physical amount are linearly arranged.
  • the line sensor 261 includes 64 pixels 260 as effective pixels.
  • a light receiving area 263 is formed by these 64 pixels 260.
  • the line sensor 261 is disposed so as to look at the bowl surface 150 of the bowl portion 151. If there is no obstacle such as a hand in the expected direction of the line sensor 261, the bowl surface 150 is included in the imaging range.
  • the line sensor 261 outputs imaging data every time a light receiving operation is executed.
  • the imaging data in this example is one-dimensional digital data in which 256-gradation pixel values representing the degree of received light amount are arranged in the order in which the pixels 260 are arranged.
  • the line sensor 261 includes an electronic shutter (accumulation mode switching unit) (not shown). If the exposure time is adjusted using an electronic shutter, saturation of the amount of light received by each pixel 260 can be avoided in advance.
  • the control unit 3 is a unit for controlling the sensor unit 2 and the solenoid 11 as shown in FIGS.
  • the control unit 3 includes a control board 30 that controls the sensor unit 2, the solenoid 11, and the like.
  • the control board 30 is provided with an imaging control unit 31 that controls the sensor unit 2, a human body detection unit 32 that executes detection processing, and a water supply control unit 33 that controls the solenoid 11 according to the detection result. .
  • the imaging control unit 31 controls the line sensor 261 so that an intermittent operation in which an operation period and a non-operation period appear alternately is performed, and causes the LED element 251 to emit light in an operation period of about 1 millisecond.
  • an interval time of 0.3 to 0.5 seconds is set as the non-operation period of the gap between the operation periods adjacent in time.
  • the imaging control unit 31 sets the non-operation period of the line sensor 261 by stopping the power supply to the sensor unit 2 until the interval time elapses after the previous operation period ends, and the interval time elapses. Then, the power supply is resumed and the operation period of the line sensor 261 is set.
  • the imaging control unit 31 sets two exposure periods in one operation period.
  • the first exposure period is an exposure period in which the LED element 251 does not emit light.
  • the second exposure period is an exposure period accompanied by light emission of the LED element 251.
  • the imaging control unit 31 controls the line sensor 261 so that imaging data for each exposure period is output. The control of the sensor unit 2 by the imaging control unit 31 will be described in detail in a fourth embodiment.
  • the human body detection unit 32 includes (a) difference calculation means 321, (b) centroid specifying means 322, (c) first determination means 323A, (d) second determination means 323B, and (e). A function as the detection output means 324 is provided.
  • the content of each means with which the human body detection part 32 is provided is demonstrated.
  • the difference calculation means 321 includes non-light-emitting data C (x) that is imaging data by the light receiving operation during the first exposure period in which the LED element 251 does not emit light, and LED light (projection light of the LED element 251).
  • the data L (x) at the time of light emission by the light receiving operation in the second exposure period under the ()) is captured and stored, and then the difference data D (x) between them is obtained.
  • x represents a pixel number from 0 to 63
  • L (n) or the like represents the pixel value of the pixel of pixel number n.
  • the difference data D (x) obtained by subtracting the non-light emitting data C (x) of only the ambient light from the light emitting data L (x) with the LED light in addition to the ambient light the influence of the ambient light is suppressed, The component of the reflected light corresponding to the LED light is extracted with high accuracy.
  • the center-of-gravity specifying means 322 is a means for calculating the position of the center of gravity for the difference data D (x) in FIG.
  • a simple calculation method is adopted as a calculation method of the center of gravity position in order to reduce the calculation load. This calculation method will be described with reference to FIG. 6 in which the horizontal axis represents the pixel number x and the vertical axis represents the pixel value (light reception amount) D (x).
  • the difference data D (x) is integrated to obtain the sum SD of the pixel values of 64 pixels.
  • This total SD corresponds to the area of the region indicated by hatching in the upward direction in FIG.
  • the barycentric position is obtained by integrating the pixel values of the respective pixels 260 in order from the pixel of the pixel number zero at the left end of the light receiving area 263, and the pixel number N when the integrated value reaches SD / 2 (with a black circle) Calculated).
  • the integrated value SD / 2 corresponds to the area of a region indicated by hatching with a downward slope to the right. Since this area is included in the area of the total sum SD, it is grasped as a cross hatch area in FIG.
  • the nearest pixel adjacent to the pixel with pixel number N may be used as the barycentric position.
  • the first determination unit 323A is a unit that determines whether or not the center of gravity specified as described above belongs to the detection area (see FIG. 6).
  • the detection area is set as described below based on the principle of triangulation by the sensor unit 2.
  • the positional relationship between the sensor unit 2, the bowl surface 150 of the bowl 151, and the user's hand in the wash basin 15 of this example can be schematically represented as shown in FIG.
  • the incident position differs depending on the distance H to the detection target.
  • the distance H is shorter, the incident position with respect to the line sensor 261 is on the left side in the figure, and as the distance H is longer, it is located on the right side. Based on the incident position of the reflected light in the light receiving area 263, the distance to be detected can be measured.
  • the detection area serving as the determination criterion of the first determination unit 323A is an area set in the light receiving area 263 so as to correspond to the detection distance (see FIG. 7) to be detected. As shown in FIG. 6, the first determination unit 323A makes a positive determination when the position of the center of gravity is included in the detection area.
  • the second determination means 323B is a means for executing determination according to the result of threshold processing for the pixel value D (N) (see FIG. 6) of the centroid pixel corresponding to the centroid position in the difference data D (x). is there.
  • the second determination means makes a positive determination when the pixel value D (N) of the centroid pixel is equal to or greater than Ds.
  • the detection output means 324 outputs a detection signal indicating that a hand as a detection target has been detected when the determinations of the first and second determination means 323A and B are both positive. As shown in FIG. 6, if the barycentric pixel is located in the detection area and the pixel value D (N) ⁇ Ds of the barycentric pixel, a detection signal is output.
  • the human body detection sensor 1 of this example when the first determination condition that the center of gravity position is within the detection area and the second determination condition that the pixel value of the center of gravity pixel is equal to or greater than Ds are both positively cleared. A detection signal is output.
  • the human body detection sensor 1 for example, it is possible to suppress erroneous detection due to specular reflected light from the bowl surface 150 as shown in FIG. 8 or noise disturbance light as shown in FIG.
  • the specular reflection light in FIG. 8 it can be determined that the detection is not performed because the position of the center of gravity indicated by the black circle is outside the detection area.
  • the pixel value of the centroid pixel is less than Ds. It can be detected.
  • the hand is held in accordance with the combination of the determination results of whether or not the position of the center of gravity is appropriate and whether or not the pixel value of the center of gravity pixel is appropriate.
  • the operation can be detected with high accuracy.
  • threshold position determination relating to the pixel value of the centroid pixel is combined with position determination of the centroid position, thereby improving detection accuracy.
  • the centroid position is calculated by simple calculation. However, the centroid position may be calculated mathematically strictly, or the centroid position may be calculated by another simple calculation.
  • the value of the threshold value Ds with respect to the pixel value D (N) of the center-of-gravity pixel is not specifically illustrated, but the threshold value Ds is appropriately determined according to the characteristics of the line sensor 261, ambient brightness, and the like. Can be set.
  • this example is an example in which the human body detection sensor 1 is applied to the washstand 15, it may be a kitchen faucet. Furthermore, it is also possible to apply the human body detection sensor 1 of this example as a sensor of an automatic water supply device for a toilet bowl with an automatic cleaning function. Furthermore, the human body detection sensor 1 can be applied to various automatic devices such as a hand-holding operation, lighting that is turned on in response to a human body, and an automatic door.
  • the sensor unit 2 and the control unit 3 are configured separately. Instead of this, the sensor unit 2 and the control unit 3 may be configured integrally and accommodated in the faucet 16.
  • Example 2 This example is an example in which the configuration of the second determination unit (reference numeral 323B in FIG. 4) is changed based on the human body detection sensor of the first embodiment. The contents will be described with reference to FIG.
  • the second determination means of this example executes determination of whether or not the sum of the pixel values including the periphery of the centroid pixel is appropriate, instead of the determination of the first embodiment that the pixel value of the centroid pixel is appropriate. To do.
  • the difference data D (x) (see FIG. 5) is subjected to spatial filter processing to obtain the sum of the pixel values.
  • the spatial filter processing of this example is processing that uses an operator 266A having a 1 ⁇ 3 pixel size whose weighting coefficients are all 1.
  • the operator 266A calculates by multiplying the multiplication value of the pixel value D (x) of each pixel and the corresponding weight coefficient.
  • the operator calculates the data value F (x) of the target pixel 266.
  • An operator 266A in FIG. 10 is a kind of low-pass filter operator, and acts to smooth the difference data D (x).
  • the second If it is determined whether or not the data value of the barycentric pixel (the sum of the barycentric pixel and the pixel value D (x) of one neighboring pixel) of the filter processing data F (x) is equal to or greater than a predetermined value, the second There is a possibility that the certainty of the determination by the determination means can be improved. For example, the pixel value of the centroid pixel is smaller than the surroundings due to noise or the like, or a defective pixel with poor light reception efficiency hits the centroid pixel even though the situation should be determined as detection. Even in cases, a positive determination can be made.
  • the size of an operator applied to the spatial filter processing can be appropriately changed.
  • the operator 266A is an operator of a low-pass filter, the effect of this example can be obtained, and the weighting factor can be changed as appropriate.
  • the weight coefficient may be set larger as it is closer to the center as in a normal distribution.
  • the threshold value for the filter processing data F (x) is not specifically illustrated, but this threshold value depends on the characteristics of the line sensor 261, ambient brightness, noise disturbance light characteristics, and the like. Accordingly, it can be set appropriately.
  • Example 3 This example is an example in which the configuration of the second determination unit (reference numeral 323B in FIG. 4) is changed based on the human body detection sensor of the first embodiment. The contents will be described with reference to FIGS.
  • the second determination unit of the present example includes a pixel value D ( It is determined whether or not the positional change degree of x) is appropriate.
  • the difference data D (x) is subjected to spatial filter processing using an operator 266A having a 1 ⁇ 3 pixel size with weighting factors of ⁇ 1, 0, and 1 to obtain the above degree of change.
  • an operator 266A in FIG. 11 is a kind of operator of a high-pass filter, and the degree of positional change can be emphasized by differentiating the received light amount distribution of the difference data D (x) in the pixel arrangement direction.
  • FIG. 12 shows an example when diffusely reflected light by a hand-holding operation is incident.
  • FIG. 13 shows an example when noisy disturbance light is incident on the detection area.
  • the graph of difference data D (x) to be subjected to the spatial filter processing is arranged in the upper stage, and the graph of the filter processing data F (x) after the spatial filter processing is arranged in the lower stage.
  • the received light amount distribution of the difference data D (x) has a gentle curve shape close to the normal distribution.
  • the data value of the filter processing data F (x) is close to zero at the center-of-gravity pixel (shown by a black circle) located near the peak of the received light amount distribution and the surrounding pixels.
  • differential data D (x) when noisy disturbance light is incident, differential data D (x) as shown in FIG. 13 may be obtained.
  • the received light amount distribution tends to be not smooth and jagged.
  • the operator 266A applied to the spatial filter processing of this example it is possible to generate the filter processing data F (x) in which such a jaggedness of the received light amount distribution is emphasized.
  • a determination condition that the absolute value of (x) does not exceed the threshold value Fs is added.
  • the center of gravity position is included in the detection area, and the pixel value of the center of gravity pixel is equal to or greater than the predetermined value Ds.
  • the filter processing data F (x) pixels whose data value F (x) exceeds the threshold value Fs are included in the pixels belonging to the predetermined range.
  • the operator 266A can obtain the effects of this example as long as it is a high-pass filter operator, and the weighting factor can be changed as appropriate.
  • the value of the threshold value Fs for the filter processing data F (x) is not specifically illustrated, but the threshold value Fs can be appropriately set as in the second embodiment.
  • Example 4 This example is a specific example of control of the sensor unit 2 of the first embodiment. The contents will be described with reference to FIGS. In the following description, first, the line sensor 261 constituting the sensor unit 2 will be described with reference to FIG. 14, and then the operation of the sensor unit 2 will be described with reference to the time chart of FIG.
  • each of the 64 pixels 260 constituting the line sensor 261 includes a photodiode (light receiving element) PD1 that generates a current signal in response to received light, an integration circuit (light receiving and accumulating unit) 267, and a hold.
  • a circuit 266 and the like are individually provided. The physical quantity of each pixel 260 is sequentially read out by the imaging data output unit 268 and converted into a series of imaging data.
  • the integration circuit 267 is a circuit that accumulates charges (physical quantities) according to the current signal generated by the photodiode PD1 and outputs a voltage corresponding to the charges.
  • the hold circuit 266 is a sample hold circuit that holds the peak voltage output from the integration circuit 267 and outputs a voltage corresponding to the magnitude.
  • the hold circuit 266 is electrically connected to the integration circuit 267 via the switch SW2.
  • the imaging data output unit 268 is an output unit that reads out the output voltage of the hold circuit 266 of each pixel 260 one by one in order to generate and output a series of imaging data for 64 pixels.
  • the switch SW1 connected in parallel to the capacitor C1 of the integration circuit 267 realizes a function as an electronic shutter (accumulation mode switching unit).
  • the switch SW1 is in the closed state, even if the photodiode PD1 receives light, all charges are canceled without being stored in the capacitor C1, and the charge in the integrating circuit 267 is maintained at zero (initial value). Only when the switch SW1 is in the open state, charges corresponding to the amount of light received by the photodiode PD1 are accumulated in the integrating circuit 267.
  • the closed state including the non-operation period of the line sensor 261 is set by default.
  • the switch SW1 is switched to the open state according to the control of the imaging control unit 31 (FIG. 4).
  • times T1 to T8 correspond to the operation period of the sensor unit 2, and periods before and after that correspond to non-operation periods.
  • PWR is a power control signal for the sensor unit 2
  • Hi corresponds to the power supply state and Lo corresponds to the power cut-off state.
  • SW1”, “SW2”, and the like are control signals for the corresponding switches, and Hi corresponds to a closed state and Lo corresponds to an open state.
  • LED is a control signal for the LED element 251, and Hi corresponds to the light emission state and Lo corresponds to the light off state.
  • Video indicates imaging data including a one-dimensional digital image signal in which pixel values of each pixel 260 (brightness value corresponding to the amount of received light) are continuous.
  • the switch SW1 of the integration circuit 267 is switched to the open state, and the switch SW2 on the input side of the hold circuit 266 is switched to the closed state.
  • the charge output from the photodiode PD1 is accumulated in the capacitor C1, and the output voltage of the integrating circuit 267 gradually increases.
  • the switch SW2 is closed, the output voltage of the integration circuit 267 is input to the hold circuit 266, and the peak voltage is held.
  • the switch SW1 is switched to the closed state and the switch SW2 is switched to the open state, and the first exposure period of the photodiode PD1 ends.
  • the imaging data output unit 268 generates imaging data.
  • the imaging data output unit 268 outputs imaging data for 64 pixels while reading the output voltage for each pixel at each clock with a clock signal (not shown) taken from the imaging control unit 31 as a reference timing. This imaging data is captured by the human body detection unit 32 and stored as non-light emitting data under ambient light (FIG. 5).
  • the imaging data output unit 268 generates and outputs imaging data based on the output voltage of the hold circuit 266 of each pixel.
  • This imaging data is taken in by the human body detection unit 32 and stored as emission data (FIG. 5) under (ambient light + LED light).
  • PWR becomes Lo
  • power supply to the sensor unit 2 is stopped.
  • the control unit 3 transfers to the low power consumption mode in which only the timing operation for measuring the transition timing to the next operation period is performed.
  • the sensor unit 2 including the line sensor 261 operates intermittently. Further, the line sensor 261 of the present example has an electronic shutter function, and charges are not accumulated in each pixel 260 except when acquiring imaging data. Therefore, it is not necessary to read and reset the physical quantity accumulated in each pixel 260 of the line sensor 261 prior to acquiring the imaging data. In this automatic water supply apparatus, the operation time required for resetting each pixel 260 can be reduced, and the operation time of the line sensor 261 is further shortened.
  • the physical quantity that is the difference between the physical quantity accumulated under light emission of the LED element 251 and the physical quantity accumulated under non-light emission may be directly output from each pixel 260.
  • Such a configuration can be realized, for example, by the line sensor 261 having the circuit configuration of FIG.
  • hold circuits 266A and B are connected to an integrating circuit 267 via switches SW21 and SW22. Further, a difference calculation circuit 269 is connected to the downstream side of the hold circuits 266A and B, and an output hold circuit 266C is connected to the downstream side thereof.
  • the first exposure period without light emission of the LED element 251 (FIG. 4) is set at times T1 to T2, and the second exposure period with light emission is at times T4 to T5. It is set (the light emission period of the LED element 251 is times T3 to T6).
  • the peak voltage of the integration circuit 267 is the hold circuit. 266A.
  • the switches SW31 and SW33 are switched to the closed state, and this switch state is maintained until time T8.
  • the output voltage (voltage value V1) of the hold circuit 266A is input to the capacitor C3 of the difference calculation circuit 269 via the switch SW31 and is held.
  • the switch SW32 is switched to the closed state (the switch SW33 remains open), and this switch state is maintained until time T10.
  • the output voltage (voltage value V2) of the hold circuit 266B is input to the capacitor C3 of the difference calculation circuit 269 via the switch SW32.
  • the capacitor C3 of the difference calculation circuit 269 holds the difference between the voltage value V1 and the voltage value V2.
  • the voltage value of the difference corresponds to a reflected light component based on the projection light of the LED element 251.
  • the voltage value of the difference is taken into the hold circuit 266C at times T11 to T12, and then output as imaging data via the imaging data output unit 268 (FIG. 14, omitted in FIG. 16).
  • This example employs an electronic shutter to control the length of exposure time during the light receiving operation.
  • an electronic shutter is not essential and can be omitted, a mechanical shutter that physically blocks light incident on the line sensor 261 may be employed instead of the electronic shutter.
  • Other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment.
  • Example 5 This example is an example in which the content of the detection process by the human body detection unit (reference numeral 32 in FIG. 4) is changed based on the human body detection sensor of the first embodiment.
  • the contents will be described with reference to FIGS.
  • the human body detection unit of this example has functions of two types of processing means as detection processing execution means. In the detection processing by the human body detection unit, as shown in FIG. 18, first, simple determination by the first processing means is executed (S101). When an affirmative determination is made by the simple determination (S102: YES), a detailed determination by the second processing unit is executed (S103). When a positive determination is also made in the detailed determination (S104: YES), it is determined as detection (S105).
  • step S101 if a negative determination is made in the simple determination in step S101 or the detailed determination in step S103 (S102: NO, S104: NO), the process shifts to the non-operation period according to the end of the operation period, and the next time The operation period is waited.
  • step S101 S102: NO
  • step S103 the detailed period determination in step S103 is not performed and the operation period ends.
  • step S201 data L (x) at the time of light emission, which is imaging data under LED light, is captured (S201).
  • x represents a pixel number from 0 to 63
  • L (x) represents a pixel value (amount of received light) of a pixel having an image number x.
  • the sum S0 of the pixel values of all pixels (some pixels are acceptable) is obtained (S202). Further, the sum S1 (previous value) of the pixel values calculated in step S202 of the simple determination process for the previous operation period is read (S203). Then,
  • step S103 the non-light emission data C (x), which is imaging data under no light emission of the light emitting unit 25, is captured (S301). Then, the difference data D (x) is calculated by subtracting the non-light emission data C (x) from the light emission data L (x) captured in step S201 (FIG. 19) of the simple determination process (S302). .
  • the gravity center position (incident position) is calculated for the difference data D (x).
  • the center of gravity position is calculated by the same simple calculation method as in the first embodiment.
  • it is determined whether or not the position of the center of gravity calculated as described above is located in the detection area (see FIG. 6 of the first embodiment) in the light receiving area 263.
  • step S304 If it is determined in step S304 that the position of the center of gravity is located in the detection area and there is a detection target at a predetermined detection distance (see FIG. 7 in the first embodiment) (S304: YES), a positive determination is made (S305). ), A detection signal is output as in step S105 in FIG. On the other hand, when it is determined that the position of the center of gravity is outside the detection area (S304: NO), it is not detected and the operation period is shifted to the next operation period (S315).
  • the detection is realized through the two-stage determinations of the simple determination and the detailed determination.
  • the detailed determination process (FIG. 20) with a high calculation load every time, and it may be executed only when an affirmative determination is made by a simple determination.
  • most operation periods of the human body detection sensor 1 only simple determination is performed, and detailed determination is executed only when a hand-holding operation is actually performed. Thereby, the calculation load and the number of execution times of the light receiving operation are reduced, and the power consumption is effectively reduced.
  • the human body detection sensor 1 of this example is a sensor having excellent characteristics in which detection performance and energy saving performance are compatible.
  • the automatic faucet 16 provided with the human body detection sensor 1 is an excellent product with few malfunctions and high energy saving performance.
  • the light emission data L (x) is shared between the simple determination process and the detailed determination process. Thereby, the number of executions of the light receiving operation of the line sensor 261 is reduced.
  • the detailed determination process is executed only once when an affirmative determination is made in the simple determination.
  • the detailed determination process may be executed continuously a plurality of times. In this case, it is preferable to suppress the detection omission by executing the detailed determination based on the strict determination criterion a plurality of times while suppressing the erroneous detection by setting the determination criterion of the detailed determination each time.
  • the detailed determination process may be replaced with the detection process of another embodiment. Other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment.
  • Example 6 This example is an example of a method for eliminating specular reflection light based on the human body detection sensor of the first embodiment. The contents will be described with reference to FIGS.
  • the human body detection sensor of the first example is a sensor in which the LED element is covered with an element case (symbol 252 in FIG. 2) provided with a slit hole, as in the first embodiment. The sensor with the case removed.
  • each of b1 and b2 in FIG. 22 is an example of the light amount distribution of the reflected light diffusely reflected by the white detection target T having a high reflectance.
  • ⁇ is the reflection angle of light by the detection target T
  • S is the offset amount between the LED element 251 and the line sensor 261
  • f is the focal length of the light receiving lens 26A.
  • the light intensity increases as the distance L in FIG. 21 decreases, and the peak intensity increases.
  • the change in peak intensity at that time corresponds to the change in the distance L, that is, the magnitude of the distance d in the X direction on the line sensor 261.
  • the change is regular and changes almost along the peak intensity curve Q.
  • the peak intensity is greatly increased. Therefore, if a threshold R curve is set with a margin in view of the peak intensity curve Q, specular reflection light exhibiting peak intensity exceeding the threshold R can be reliably determined (FIG. 23).
  • a reflected light having a light intensity of a certain level or higher and a peak intensity lower than the threshold R is detected in the detection area of the line sensor 261, the waveform b1 of the reflected light by the detection target T within the detection distance can be detected (FIG. 24). The same applies to the waveform b2.
  • a waveform b3 in the figure is an example of a light amount distribution of reflected light by diffuse reflection from the detection target T.
  • a waveform a2 is an example of a light amount distribution of reflected light due to specular reflection from the bowl surface 150 of the bowl portion 150 (FIG. 1).
  • two waveforms are superimposed and displayed with the value obtained by dividing the light intensity of each pixel by the peak value as the vertical axis.
  • the waveform b3 has a broad waveform, while the waveform a2 has a steep and sharp shape.
  • There is a large difference in the kurtosis of the waveform between the waveform b3 and the waveform a2 and two types of waveforms can be identified by paying attention to the difference in kurtosis.
  • the waveform a2 can be determined to be a waveform of specular reflection light because the rising slope gradient ⁇ is larger than the threshold value ⁇ . It is also possible to identify the waveform of the specular reflection light by providing a threshold for the slope of the falling waveform.
  • a second method for identifying a waveform using kurtosis is a method that focuses on the fact that the width of the waveform a2 having a steep and high kurtosis is small as shown in FIG. For example, if a threshold value U is provided for the waveform width W at half the peak intensity (height), the waveform of the specular reflection light can be identified when the width W is equal to or less than the threshold value U.
  • the specular reflection light may be eliminated by using both detection based on the peak intensity of the light amount distribution of the reflected light and detection based on the waveform shape (kurtosis). Other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment.
  • SYMBOLS 1 Human body detection sensor, 10 ... Automatic water supply apparatus, 15 ... Wash-stand, 16 ... Water faucet (automatic water faucet), 11 ... Solenoid, 12 ... Water supply piping, 2 ... Sensor unit, 25 ... Light emission part, 251 ... LED element , 26: imaging unit, 260 ... pixel, 261 ... line sensor (imaging device), 267 ... integration circuit (light receiving / accumulating unit), 268 ... imaging data output unit, 3 ... control unit, 30 ... control board, 31 ... imaging control 32, human body detection unit, 321 ... difference calculation unit, 322 ... centroid specifying unit, 323A ... first determination unit, 323B ... second determination unit, 324 ... detection output unit, 33 ... water supply control unit

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Domestic Plumbing Installations (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

　誤検知を抑制して検知性能を高めた人体検知センサを提供する。　発光部２５が投射する光に応じて生じた反射光を撮像部２６で受光して被検知対象を検知する人体検知センサ１は、受光エリア内の反射光の重心位置を特定する重心特定手段３２２と、重心位置が検知エリアに属しているか否かを判定する第１の判定手段３２３Ａと、重心画素の画素値に関する閾値処理の結果に応じて重心画素の受光度合いの適否を判定する第２の判定手段３２３Ｂと、第１及び第２の判定手段３２３Ａ・Ｂがいずれも肯定的な判定を行ったときに被検知対象を検知した旨を表す検知信号を出力する検知出力手段３２４と、を備えている。

Description

人体検知センサ及び自動水栓
　本発明は、自動水栓や小便器用の自動洗浄装置などに適用される人体検知センサ、及びこの人体検知センサを利用した自動水栓に関する。
　従来より、使用者の手かざし操作を検出して自動的に吐水する自動水栓や、近づいて来た使用者を検出したときに自動的に洗浄水を供給する小便器用の自動洗浄装置などに適用される人体検知センサが知られている。このような人体検知センサとしては、ＬＥＤ等の発光素子と、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector：光位置センサ）等の受光素子と、がオフセットして配置されたセンサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　このような人体検知センサは、検知対象からの反射光がＰＳＤに入射した位置を特定し、いわゆる三角測量の原理により検知対象までの距離の適否を判断している。ＰＳＤは、入射光の重心位置に応じた信号を出力する非常にシンプルな受光素子であり、低消費電力であるという利点がある。
　しかしながら、前記従来の人体検知センサでは、次のような問題がある。すなわち、ＰＳＤで取得できる情報量は位置情報のみであり、外乱光が入射したときに採り得る対処方法が少ないという実情がある。それ故、例えば、ＰＳＤを含む人体検知センサが洗面台の自動水栓等に適用されたような場合、洗面ボウルの鉢面による鏡面反射光や、ノイズ的な外乱光等の影響で誤検知が生じるおそれがある。
　ここで、鏡面反射による誤検知の発生メカニズムについて、洗面台の自動水栓を模式的に表した図２８を参照して説明する。同図中、符合９００は人体検知センサ、９０２は投光素子、９０４は投光レンズ、９０８は受光素子（ＰＳＤ）、９１０は受光レンズを示している。洗面ボウル９１４の鉢面Ｐ１からの鏡面反射光は、検知対象Ｔからの反射光と同じ角度θで受光素子９０８に入射する可能性がある。このような場合、受光素子９０８に入射する光の重心位置が同じになるため、鏡面反射光か検知対象Ｔの反射光かの区別ができなくなって誤検知が生じるおそれがある。
特開２０００－３３６７１５号公報
　本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、誤検知を抑制して検知性能を高めた人体検知センサ、及び自動水栓を提供しようとするものである。
　本発明の第１の態様は、１次元あるいは２次元的に画素が配列された撮像素子を含む撮像部と、該撮像部に対して所定方向にオフセットして配設された発光部と、前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備え、発光部が投射する光に応じて生じた反射光を撮像部で受光して検知対象を検知する人体検知センサであって、
　前記反射光を受光した各画素の受光量に基づいて、前記撮像素子における各画素の配列領域である受光エリア内の前記反射光の重心位置を特定する重心特定手段と、
　前記受光エリアの一部に設定された検知エリアに前記重心位置が属しているか否かを判定する第１の判定手段と、
　各画素の受光量に所定の空間フィルタ処理を施して得られたフィルタ処理データのうちの前記重心位置に当たる重心画素のデータ値に関する閾値処理の結果、及び前記重心画素の受光量の大きさに関する閾値処理の結果、のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記重心画素の受光度合いの適否を判定する第２の判定手段と、
　前記第１及び第２の判定手段がいずれも肯定的な判定を行ったときに検知対象を検知した旨を表す検知信号を出力する検知出力手段と、を備えた人体検知センサとして把握される。
　本発明の第２の態様は、底部に排水口を設けた鉢の内部に吐水する水栓、前記第１の態様の人体検知センサ、及び該人体検知センサの検知信号に応じて、前記水栓の吐止水の切替、あるいは吐水量の調整を実行する給水制御手段、を備え、
　前記人体検知センサが備える撮像部の撮像範囲に前記鉢の内周面をなす鉢面が含まれている自動水栓として把握される。
　本発明に係る人体検知センサは、２種類の判定手段を備えている。第１の判定手段は、前記検知エリアに前記重心位置が属しているか否かの判定を行う手段である。第２の判定手段は、前記重心画素の受光度合いの適否を判定する手段である。前記人体検知センサは、前記第１及び第２の判定手段がいずれも肯定的な判定を行ったときに前記検知信号を出力する。
　例えば、洗面台の自動水栓に人体検知センサが適用された場合には、洗面ボウルの鉢面による鏡面反射光が前記撮像素子に入射するおそれがある。特に、前記第２の態様の自動水栓では、前記撮像素子の撮像範囲の少なくとも一部に前記鉢面が包含されている。そのため、前記撮像範囲に手の平や手の甲などの検知対象が存在していないときには、前記鉢面による鏡面反射光が前記撮像素子に入射する可能性が高くなる。
　鏡面反射光が入射しても、その重心位置が前記検知エリア外であれば、ＰＳＤを利用した従来の人体検知センサでも比較的容易に非検知と判断できる。しかし、鏡面反射光が入射している状態で、さらに、ノイズ的な外乱光や電気的なノイズ等が発生した場合には、誤検知を回避できなくなるおそれがある。例えば、鏡面反射光の入射中に、前記検知エリア内の各画素にノイズ的な受光量が生じると、受光量の多い領域が前記検知エリアの内外で１箇所ずつ形成される。そうすると、前記検知エリア内外の受光量が多い２箇所の領域の中間的な位置、すなわち受光量分布の山と山との間の中間的な位置に前記重心位置がずれて位置する。従来の人体検知センサでは、このような重心位置の位置ずれを判別できず、その重心位置が前記検知エリア内であれば誤検知が発生してしまう。
　これに対して、本発明の人体検知センサでは、前記第１の判定手段による重心位置の判定に加えて、前記重心画素あるいは周辺画素の受光度合いの適否が前記第２の判定手段により判定される。この第２の判定手段によれば、各画素の受光量分布の中で前記重心位置が適切に位置しているか否かを判定可能である。この人体検知センサによれば、上記のような重心位置のずれを判別でき、誤検知を未然に回避できる。
　以上のように、本発明の人体検知センサは、鏡面反射光やノイズ的な外乱光等の影響を抑制してロバストな検知性能を実現した優れた特性の人体検知センサである。この人体検知センサを備えた本発明の自動水栓では、誤作動が少ない良好な動作信頼性が実現されている。
　本発明における重心特定手段が特定する重心位置は、数学的に厳密に計算される重心位置であっても良いが、必要とされる位置精度を確保しつつ簡易的に計算できる重心位置であっても良い。さらに、受光量が最大となる画素の位置や、周辺画素の受光量の総和が最大となる位置等を前記重心位置として代用することも良い。
　本発明の好適な一態様の人体検知センサが備える第２の判定手段では、前記重心画素の受光量が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている。
　この場合には、例えば、前記検知エリア外にピークを持つ鏡面反射光と、前記検知エリア内で生じたノイズ成分と、の組合せに応じて、前記重心位置が前記検知エリア内にずれて位置したような状況に適切に対処可能になる。前記第１の判定手段が肯定的な判定を行ったとしても、前記重心画素の受光量が十分でなければ前記第２の判定手段による否定的な判定が可能となり、誤検知を回避できる。
　本発明の好適な一態様の人体検知センサが備える第２の判定手段では、周辺画素の受光量の総和の度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
　該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている。
　この場合には、前記重心画素の周辺に位置する画素を含めて受光量が十分であるか否かを判定でき、前記第２の判定手段による判定精度を向上できる。
　本発明の好適な一態様の人体検知センサが備える第２の判定手段では、前記所定方向における各画素の受光量の位置的な変化度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
　該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値、及び前記重心画素近傍の所定範囲に属する他の画素のデータ値がいずれも所定値以内であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている。
　手などの人体の表面は、鏡面とは異なり凸凹の多い表面性状を有しているので、拡散反射が生じる可能性が高い。拡散反射光による各画素の受光量分布は、なだらかな分布形状を呈する傾向にある。このような受光量分布のピーク周辺では、受光量の位置的な変化度合いが小さい範囲が比較的広い範囲に渡って形成される。
　一方、洗面ボウルの鉢面や、タイルの壁面などの人工物の多くは、鏡面反射を生じさせる表面性状を有する。その鏡面反射光による各画素の受光量分布は、上記の拡散反射光とは異なりシャープな尖った形状を呈する傾向にある。このような受光量分布では、ピーク近傍においても受光量の位置的な変化度合いが比較的大きくなる。一方、ノイズ的な外乱光が入射したときの受光量分布は、ノイズ的なギザギザした分布形状を呈する傾向にある。当然ながら、このような受光量分布では、受光量の位置的な変化度合いが大きくなる。
　上記のごとく各画素の受光量の位置的な変化度合いを求める前記空間フィルタ処理を施せば、鏡面反射光やノイズ的な外乱光による上記のような受光量分布の特徴が強調されたフィルタ処理データを生成できる。鏡面反射光やノイズ的な外乱光が入射したときのフィルタ処理データでは、重心画素の周辺において大きなデータ値を呈する画素が含まれる可能性が高くなる。一方、上記のようになだらかな受光量分布を呈する拡散反射光が入射したときのフィルタ処理データでは、上記のごとくなだらかな受光量分布のピーク周辺において大きなデータ値を呈する画素が含まれる可能性が低くなっている。
　各画素の受光量の位置的な変化度合いが強調されたフィルタ処理データについて、重心画素のデータ値、及び近傍の他の画素のデータ値がいずれも所定値以内であったことを判定条件として設定すれば、鏡面反射光やノイズ的な外乱光等を確実性高く排除できるようになる。なお、さらに好ましくは、受光量の位置的な変化度合いが強調されたフィルタ処理データに関する上記の判定条件に対して、前記重心画素の受光量が所定値以上であることや、前記重心画素の周辺画素の受光量の総和の度合いが所定値以上であること等の判定条件を組み合わせることが良い。
　本発明の好適な一態様の人体検知センサが備える重心特定手段は、前記撮像素子において前記所定方向に配列された各画素の受光量の総和である総受光量を算出すると共に、
　前記所定方向のいずれか一方の端に位置する画素を起点とし、他方の端に向けて各画素の受光量を順番に積算してきた積算受光量が、前記総受光量の半分に達したときの画素の位置を前記重心位置として特定する。
　一般に、反射光の重心位置を厳密に算出しようとすると、各画素の受光量と（重心位置からの）距離との乗算演算等が必要になり、計算処理の負担が過大となり易い。一方、上記のような簡易的な計算方法によれば、算出する重心位置の位置精度を確保しつつ計算負荷を低減できる。
　本発明の好適な一態様の自動水栓が備える撮像部は、受けた光を電気信号に変換する画素毎の受光素子と、該受光素子の電気信号を取り込んで電気的な物理量を蓄積するように画素毎に設けられた受光蓄積部と、各画素の受光蓄積部が蓄積した物理量に基づく前記撮像データを出力する撮像データ出力部と、前記受光蓄積部に物理量が蓄積される蓄積状態、及び蓄積されない非蓄積状態のうちの一方の状態を択一的に設定する蓄積モード切換部と、を有し、
　前記撮像制御部は、動作期間及び非動作期間が交互に現れる間欠動作が行われるように前記撮像部を制御すると共に、
　前記動作期間において、前記撮像データを取得するときのみ前記蓄積状態が設定され、それ以外では前記非蓄積状態が設定されるように前記蓄積モード切換部を制御する。
　この自動水栓では、前記撮像部が間欠動作している。前記撮像部を間欠動作させれば、前記自動水栓の全動作時間に対する前記撮像部の動作時間の割合を低減でき、これにより装置全体の平均的な消費電力を低減できる。
　一般に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイスでは、撮像するに当たって、各画素に蓄積された物理量を読み出して（読み出し処理）リセットする必要がある。一方、前記自動水栓の撮像部では、前記撮像データを取得するときのみ前記蓄積状態が設定され、それ以外では前記非蓄積状態が設定されている。この撮像部は、前記撮像データを取得するための読み出し処理に応じて前記受光蓄積部がリセットされた状態で前記動作期間を終了する。また、前記非動作期間では前記受光蓄積部に物理量が蓄積されないので、そのリセット状態がそのまま維持される。つまり、前記撮像部は、前記動作期間へ移行する際、各画素の受光蓄積部がリセットされた状態になっており、前記撮像データの取得に際して改めて読み出し処理を実行する必要がない。これにより、前記撮像部では、動作期間１回当たりの読み出し処理の実行回数を少なくできるので、前記動作期間をさらに短縮でき消費電力をさらに低減できる。
実施例１における、自動水栓を備えた洗面台を示す斜視断面図。 実施例１における、センサユニットの断面構造を示す断面図（図１中のＡ－Ａ線矢視断面図）。 実施例１における、ラインセンサを示す斜視図。 実施例１における、人体検知センサのシステム構成を示すブロック図。 実施例１における、差分データの生成手順を示す説明図。 実施例１における、重心位置の計算方法を説明する説明図。 実施例１における、人体検知センサの検知原理を説明する説明図。 実施例１における、非検知となる第１の入射パターン例を示す説明図。 実施例１における、非検知となる第２の入射パターン例を示す説明図。 実施例２における、空間フィルタ処理を説明する説明図。 実施例３における、空間フィルタ処理に適用するオペレータを示す説明図。 実施例３における、検知となる入射パターン例を示す説明図。 実施例３における、非検知となる入射パターン例を示す説明図。 実施例４における、ラインセンサの電気的な構成を示すブロック図。 実施例４における、センサユニットの動作を示すタイムチャート。 実施例４における、その他のラインセンサの回路構成の一部を示すブロック図。 実施例４における、その他のラインセンサを含むセンサユニットの動作を示すタイムチャート。 実施例５における、検知処理の流れを示すフロー図。 実施例５における、簡易判定処理の流れを示すフロー図。 実施例５における、詳細判定処理の流れを示すフロー図。 実施例６における、測距の原理を説明する説明図。 実施例６における、鏡面反射の検出方法を説明する第１の説明図。 実施例６における、鏡面反射の検出方法を説明する第２の説明図。 実施例６における、鏡面反射の検出方法を説明する第３の説明図。 実施例６における、鏡面反射の他の検出方法を説明する第１の説明図。 実施例６における、鏡面反射の他の検出方法を説明する第２の説明図。 実施例６における、鏡面反射の他の検出方法を説明する第３の説明図。 従来例における、誤検知の発生メカニズムを説明する説明図。
　本発明の実施の形態につき、以下の実施例を参照して具体的に説明する。
（実施例１）
　本例は、洗面台１５の水栓（自動水栓）１６に人体検知センサ１を適用した例である。この内容について、図１～９を参照して説明する。
　本例の洗面台１５は、図１のごとく、凹状に窪むボウル部（鉢）１５１を設けたカウンタ１５５と、吐水口１６８を設けた水栓１６と、を備えている。水栓１６は、カウンタ１５５の上面をなすカウンタトップ１５６に立設されている。ボウル部１５１は、その最深部に排水口１５２を備えている。
　水栓１６は、カウンタトップ１５６に対する台座をなす基部１６１と、基部１６１から延設された略円柱状の胴部１６０と、を有している。胴部１６０は、ボウル部１５１側に向けて傾けた状態で基部１６１に支持されている。ボウル部１５１側に当たる胴部１６０の側面には、先端に吐水口１６８が開口する略円筒形の吐水部１６２が取り付けられている。この吐水部１６２の上側に当たる胴部１６０の外周側面には、人体検知センサ１の検知面を形成するフィルタ板１６５が配設されている。フィルタ板１６５は、赤外領域の光を選択的に透過する樹脂製フィルタである。
　本例の人体検知センサ１は、図１、２のごとく、水栓１６に組み込まれたセンサユニット２と、センサユニット２を制御する制御ユニット３と、により構成されている。洗面台１５では、この人体検知センサ１と、給水配管１２に設けられた吐水弁（電磁弁）であるソレノイド（給水制御手段）１１と、の組合せにより自動給水装置１０が形成されている。
　センサユニット２は、図１、２のごとく、ＬＥＤ素子２５１及びラインセンサ（撮像素子）２６１を筐体２１に収容したユニットであり、制御ユニット３から電力供給を受けて動作する。センサユニット２では、水栓１６のフィルタ板１６５に対面するように発光部２５及び撮像部２６が配設されている。赤外光を発光する発光部２５は、ＬＥＤ素子２５１と投光レンズ２５Ａとにより構成されている。撮像部２６は、ラインセンサ２６１と受光レンズ２６Ａとにより構成されている。発光部２５と撮像部２６とは、遮光性を備えた隔壁２１１を挟んで水平方向に所定のオフセット量ずらして配置されている。
　ＬＥＤ素子２５１は、図２のごとく、パッケージ基板のキャビティに実装されたＬＥＤチップ２５０を透明樹脂２５４により封止した発光素子である。発光部２５では、縦方向のスリット孔２５３を設けた遮光性の素子ケース２５２によってＬＥＤ素子２５１が覆われている。この発光部２５によれば、拡がり角が抑制されたシャープな光を検知対象に向けて投射可能である。
　ラインセンサ２６１は、図１～３のごとく、受光量を電気的な物理量に変換する画素２６０が直線的に配列された１次元の撮像センサである。ラインセンサ２６１は、有効画素として６４個の画素２６０を備えている。ラインセンサ２６１では、これら６４個の画素２６０により受光エリア２６３が形成されている。本例では、ボウル部１５１の鉢面１５０を見込むようにラインセンサ２６１が配設されている。ラインセンサ２６１の見込み方向に手などの遮蔽物がない状態であれば、その撮像範囲に鉢面１５０が包含される。
　ラインセンサ２６１は、受光動作を実行する毎に撮像データを出力する。本例の撮像データは、受光量の度合いを表す２５６階調の画素値が各画素２６０の並び順に配列された１次元のデジタルデータである。このラインセンサ２６１は、図示しない電子シャッター（蓄積モード切換部）を備えている。電子シャッターを用いて露光時間を調整すれば、各画素２６０の受光量の飽和を未然に回避可能である。
　制御ユニット３は、図１、４のごとく、センサユニット２及びソレノイド１１を制御するユニットであり、商用電源から電力供給を受けて動作する。この制御ユニット３は、センサユニット２、ソレノイド１１等を制御する制御基板３０を備えている。制御基板３０には、センサユニット２を制御する撮像制御部３１と、検知処理を実行する人体検知部３２と、検知結果に応じてソレノイド１１を制御する給水制御部３３と、が設けられている。
　撮像制御部３１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を制御すると共に、約１ミリ秒の動作期間においてＬＥＤ素子２５１を発光させる。本例では、時間的に隣り合う動作期間の間隙の非動作期間として、０．３～０．５秒のインターバル時間が設定されている。撮像制御部３１は、前回の動作期間が終了してからインターバル時間が経過するまでの間、センサユニット２への電源供給を停止してラインセンサ２６１の非動作期間を設定し、インターバル時間が経過したときに電源供給を再開してラインセンサ２６１の動作期間を設定する。
　撮像制御部３１は、１回の動作期間において、２回の露光期間を設定する。１回目の露光期間は、ＬＥＤ素子２５１の発光を伴わない露光期間である。２回目の露光期間は、ＬＥＤ素子２５１の発光を伴う露光期間である。撮像制御部３１は、各露光期間の撮像データがそれぞれ出力されるようにラインセンサ２６１を制御する。なお、撮像制御部３１によるセンサユニット２の制御については、実施例４で詳しく説明する。
　人体検知部３２は、図４のごとく、（ａ）差分演算手段３２１、（ｂ）重心特定手段３２２、（ｃ）第１の判定手段３２３Ａ、（ｄ）第２の判定手段３２３Ｂ、（ｅ）検知出力手段３２４としての機能を備えている。以下、人体検知部３２が備える各手段の内容について説明する。
（ａ）差分演算手段３２１
　差分演算手段３２１は、図５のごとく、ＬＥＤ素子２５１の発光がない１回目の露光期間の受光動作による撮像データである無発光時データＣ（ｘ）と、ＬＥＤ光（ＬＥＤ素子２５１の投射光）の下での２回目の露光期間の受光動作による発光時データＬ（ｘ）と、を取り込んで記憶した後、両者の差分データＤ（ｘ）を求める手段である。ここで、ｘは、０～６３の画素番号を示し、Ｌ（ｎ）等は、画素番号ｎの画素の画素値を表している。周囲光に加えてＬＥＤ光有りの発光時データＬ（ｘ）から、周囲光のみの無発光時データＣ（ｘ）を、差し引いた差分データＤ（ｘ）では、周囲光の影響が抑圧され、ＬＥＤ光に応じた反射光の成分が精度高く抽出されている。
（ｂ）重心特定手段３２２
　重心特定手段３２２は、図５の差分データＤ（ｘ）について、重心位置を計算する手段である。本例では、計算負荷の軽減のため、重心位置の計算方法として簡易的な計算方法が採用されている。この計算方法について、横軸に画素番号ｘ、縦軸に画素値（受光量）Ｄ（ｘ）が規定された図６を参照して説明する。
　本例の計算方法では、まず、差分データＤ（ｘ）が積算され、６４画素の画素値の総和ＳＤが求められる。この総和ＳＤは、図６中の右上がりの斜線ハッチングで示す領域の面積に相当している。重心位置は、受光エリア２６３の左端の画素番号ゼロの画素から順番に各画素２６０の画素値を積算していき、その積算値がＳＤ／２に達したときの画素番号Ｎの画素（黒丸で図示）の位置として計算される。ここで、積算値ＳＤ／２は、右下がりの斜線ハッチングで示す領域の面積に相当している。この領域は、前記総和ＳＤの領域に包含されているため、同図中、クロスハッチの領域として把握される。なお、本例に代えて、画素番号Ｎの画素に隣接する直近の画素を重心位置としても良い。
（ｃ）第１の判定手段３２３Ａ
　第１の判定手段３２３Ａは、上記のように特定された重心位置が検知エリア（図６参照。）に属しているか否かを判定する手段である。本例では、センサユニット２による三角測量の原理を根拠として次に説明するように検知エリアが設定されている。
　本例の洗面台１５におけるセンサユニット２、ボウル部１５１の鉢面１５０、使用者の手の位置関係は、図７のごとく模式的に表現できる。ＬＥＤ光のうち検知対象である手による反射光が受光エリア２６３に入射する際、検知対象までの距離Ｈに応じてその入射位置が異なってくる。距離Ｈが短いほど、ラインセンサ２６１に対する入射位置が同図中、左側となり、距離Ｈが長くなるほど右側に位置する。受光エリア２６３における反射光の入射位置に基づけば、検知対象の距離を計測可能である。第１の判定手段３２３Ａの判定基準となる検知エリアは、検知対象となる検知距離（図７参照。）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。第１の判定手段３２３Ａは、図６のごとく、重心位置が検知エリア内に含まれているときに肯定的な判定を行う。
（ｄ）第２の判定手段３２３Ｂ
　第２の判定手段３２３Ｂは、差分データＤ（ｘ）のうち、重心位置に当たる重心画素の画素値Ｄ（Ｎ）（図６参照。）についての閾値処理の結果に応じて判定を実行する手段である。第２の判定手段は、重心画素の画素値Ｄ（Ｎ）がＤｓ以上であったときに肯定的な判定を行う。
（ｅ）検知出力手段３２４
　検知出力手段３２４は、第１及び第２の判定手段３２３Ａ・Ｂの判定が何れも肯定的であったときに、検知対象である手などが検知された旨を表す検知信号を出力する。図６のごとく、重心画素が検知エリア内に位置し、かつ、重心画素の画素値Ｄ（Ｎ）≧Ｄｓであれば、検知信号が出力される。
　本例の人体検知センサ１は、重心位置が検知エリア内という第１の判定条件と、重心画素の画素値がＤｓ以上という第２の判定条件と、が何れも肯定的にクリアされたときに検知信号を出力する。この人体検知センサ１によれば、例えば、図８のような鉢面１５０からの鏡面反射光や、図９のようなノイズ的な外乱光による誤検知を未然に抑制できる。図８の鏡面反射光の場合では、黒丸で示す重心位置が検知エリア外であることから非検知と判断可能である。図９のごとく、鏡面反射光に重畳してノイズ的な外乱光が入射したことで重心位置が検知エリア内にずれて位置した場合には、重心画素の画素値がＤｓに満たないことから非検知と判断可能である。
　以上のように本例の人体検知センサ１によれば、重心位置が適正であるか否か、及び重心画素の画素値が適正であるか否か、の判定結果の組み合わせに応じて、手かざし操作を精度高く検知可能である。人体検知センサ１では、重心位置の位置判定に対して重心画素の画素値に関する閾値判定が組み合わされ、これにより検知精度が向上されている。
　なお、本例では、簡易的な計算により重心位置を算出したが、数学的に厳密に重心位置を算出しても良いし、他の簡易的な計算により重心位置を算出しても良い。
　また、本例では、重心画素の画素値Ｄ（Ｎ）に対する閾値Ｄｓの値を具体的に例示していないが、閾値Ｄｓは、ラインセンサ２６１の特性や周囲の明るさ等に応じて、適宜設定できる。
　なお、本例は、洗面台１５に人体検知センサ１を適用した例であるが、キッチンの水栓であっても良い。さらに、自動洗浄機能付きの小用便器の自動給水装置のセンサとして、本例の人体検知センサ１を適用することも可能である。さらには、手かざし操作や人体に反応して点灯する照明や自動扉等、各種の自動装置に対して、この人体検知センサ１を適用することもできる。なお、本例では、センサユニット２と制御ユニット３とを別体で構成している。これに代えて、センサユニット２と制御ユニット３とを一体的に構成し、水栓１６に収容しても良い。
（実施例２）
　本例は、実施例１の人体検知センサに基づいて、第２の判定手段（図４中の符合３２３Ｂ）の構成を変更した例である。この内容について、図１０を用いて説明する。
　本例の第２の判定手段は、重心画素の画素値が適正か否かという実施例１の判定に代えて、重心画素の周辺を含めて画素値の総和が適正か否かの判定を実行する。
　本例では、図１０のごとく、差分データＤ（ｘ）（図５参照。）に空間フィルタ処理を施し、上記の画素値の総和を求めている。本例の空間フィルタ処理は、重み係数が全て１の１×３画素サイズのオペレータ２６６Ａを利用する処理である。オペレータ２６６Ａは、演算対象画素２６６を中心とした１×３画素サイズの対象範囲に重ね合わせられたとき、各画素の画素値Ｄ（ｘ）と対応する重み係数との乗算値を積算して演算対象画素２６６のデータ値Ｆ（ｘ）を算出するオペレータである。例えば、画素番号６番の画素が演算対象画素であれば、フィルタ処理によるデータ値は、Ｆ（６）＝Ｄ（５）＋Ｄ（６）＋Ｄ（７）となる。図１０のオペレータ２６６Ａは、ローパスフィルタのオペレータの一種であり、差分データＤ（ｘ）を平滑化させるように作用する。
　このフィルタ処理データＦ（ｘ）のうちの重心画素のデータ値（重心画素と１近傍画素の画素値Ｄ（ｘ）の総和）が所定値以上であるか否かを判定すれば、第２の判定手段による判定の確実性を向上できる可能性がある。例えば、検知と判定されるべき状況であるにも関わらず、ノイズ的な原因等によって重心画素の画素値が周囲よりも小さくなっている場合や、受光効率が悪い欠陥画素が重心画素に当たってしまった場合等であっても、肯定的な判定が可能になる。
　なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
　本例に代えて、２近傍画素を含めた１×５画素サイズのオペレータ等、空間フィルタ処理に適用するオペレータのサイズについては適宜、変更可能である。オペレータ２６６Ａとしては、ローパスフィルタのオペレータであれば本例の作用効果を得ることができ、その重み係数については適宜、変更可能である。正規分布のように中央に近いほど重み係数を大きく設定しても良い。
　なお、本例では、フィルタ処理データＦ（ｘ）に対する閾値を具体的に例示していないが、この閾値は、ラインセンサ２６１の特性や、周囲の明るさや、ノイズ的な外乱光の特性等に応じて、適宜設定できる。
（実施例３）
　本例は、実施例１の人体検知センサに基づいて、第２の判定手段（図４中の符合３２３Ｂ）の構成を変更した例である。この内容について、図１１～１３を用いて説明する。
　本例の第２の判定手段は、重心画素の画素値Ｄ（ｘ）（図５参照。）が適正であるか否かという実施例１の判定に加えて、重心画素周辺の画素値Ｄ（ｘ）の位置的な変化度合いが適正であるか否かの判定を実行する。
　本例では、図１１のごとく、重み係数が－１、０、１の１×３画素サイズのオペレータ２６６Ａを利用して差分データＤ（ｘ）に空間フィルタ処理を施し、上記の変化度合いを求めている。例えば、図１０の場合と同様、画素番号６番の画素が演算対象画素であれば、フィルタ処理後のそのデータ値はＦ（６）＝Ｄ（７）－Ｄ（５）となる。図１１のオペレータ２６６Ａは、ハイパスフィルタのオペレータの一種であり、差分データＤ（ｘ）の受光量分布を画素の並び方向に微分することで位置的な変化度合いを強調できる。
　オペレータ２６６Ａによる空間フィルタ処理の例を図１２、１３に示す。図１２は、手かざし操作による拡散反射光が入射したときの例である。図１３は、ノイズ的な外乱光が検知エリアに入射したときの例である。これらの図では、空間フィルタ処理の対象となる差分データＤ（ｘ）のグラフが上段に配置され、空間フィルタ処理後のフィルタ処理データＦ（ｘ）のグラフが下段に配置されている。
　図１２のごとく、手かざし操作による拡散反射光が入射した場合には、差分データＤ（ｘ）の受光量分布が正規分布に近いなだらかな曲線形状となる。その受光量分布のピーク付近に位置する重心画素（黒丸で図示）、及びその周辺の画素では、フィルタ処理データＦ（ｘ）のデータ値がゼロに近くなっている。
　一方、ノイズ的な外乱光が入射したとき、図１３のような差分データＤ（ｘ）が得られる場合がある。ノイズ的な外乱光に基づく差分データＤ（ｘ）の場合、その受光量分布に滑らかさがなくギザギザになる傾向がある。本例の空間フィルタ処理に適用するオペレータ２６６Ａによれば、このような受光量分布のギザギザ度合いが強調されたフィルタ処理データＦ（ｘ）を生成できる。
　本例の第２の判定手段では、前記フィルタ処理データＦ（ｘ）のうち、重心画素を含む所定範囲（本例では、２近傍画素を含む５画素の範囲）に属する各画素のデータ値Ｆ（ｘ）の絶対値が閾値Ｆｓを超えないこと、という判定条件が追加されている。
　図１３の場合であれば、まず、差分データＤ（ｘ）については、重心位置が検知エリアに含まれていると共に、重心画素の画素値が所定値Ｄｓ以上となっている。一方、フィルタ処理データＦ（ｘ）については、所定範囲に属する画素の中にデータ値Ｆ（ｘ）が閾値Ｆｓを超える画素が含まれている。本例で追加されたデータ値Ｆ（ｘ）に関する上記の判定条件に適合しないことから、図１３のようなノイズ的な外乱光は検知の対象から排除される。一方、図１２のような手かざし操作による拡散反射光の場合であれば、本例で追加された判定条件によっても肯定的な判定が可能である。
　なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
　オペレータ２６６Ａとしては、ハイパスフィルタのオペレータであれば本例の作用効果を得ることができ、その重み係数については適宜、変更可能である。
　なお、本例では、フィルタ処理データＦ（ｘ）に対する閾値Ｆｓの値を具体的に例示していないが、閾値Ｆｓは、実施例２と同様、適宜設定できる。
（実施例４）
　本例は、実施例１のセンサユニット２の制御の具体例である。この内容について、図４、５、１４～１７を参照して説明する。以下の説明では、まず、図１４を参照してセンサユニット２を構成するラインセンサ２６１を説明し、続いて図１５のタイムチャートを参照してセンサユニット２の動作を説明する。
　ラインセンサ２６１を構成する６４個の各画素２６０は、図１４のごとく、受けた光に応じて電流信号を発生するフォトダイオード（受光素子）ＰＤ１のほか、積分回路（受光蓄積部）２６７、ホールド回路２６６等を個別に備えている。各画素２６０の物理量は、撮像データ出力部２６８によって順次読み出されて一連の撮像データに変換される。
　積分回路２６７は、フォトダイオードＰＤ１が発生した電流信号に応じて電荷（物理量）を蓄積し、その電荷に応じた電圧を出力する回路である。
　ホールド回路２６６は、積分回路２６７が出力するピーク電圧を保持し、その大きさに応じた電圧を出力するサンプルホールド回路である。このホールド回路２６６は、スイッチＳＷ２を介して積分回路２６７と電気的に接続されている。
　撮像データ出力部２６８は、各画素２６０のホールド回路２６６の出力電圧を１画素ずつ順番に読み出して６４画素分の一連の撮像データを生成して出力する出力部である。
　本例のラインセンサ２６１では、積分回路２６７のコンデンサＣ１に対して並列接続されたスイッチＳＷ１が電子シャッター（蓄積モード切換部）としての機能を実現している。スイッチＳＷ１が閉状態のときには、フォトダイオードＰＤ１が受光してもコンデンサＣ１に電荷が蓄えられることなく全てキャンセルされ、積分回路２６７の電荷がゼロ（初期値）に維持される。スイッチＳＷ１が開状態であるときのみ、フォトダイオードＰＤ１の受光量に応じた電荷が積分回路２６７に蓄積される。なお、スイッチＳＷ１については、ラインセンサ２６１の非動作期間を含めて閉状態がデフォルト設定されている。スイッチＳＷ１は、撮像制御部３１（図４）の制御に応じて開状態に切り換えられる。
　次に、センサユニット２の動作について、図１５を参照して説明する。このタイムチャートでは、時刻Ｔ１～Ｔ８がセンサユニット２の動作期間に対応しており、その前後の期間が非動作期間に対応している。同図中、「ＰＷＲ」は、センサユニット２に対する電力制御信号であり、Ｈｉが電力供給状態、Ｌｏが電力遮断状態に対応している。「ＳＷ１」、「ＳＷ２」等は、対応するスイッチの制御信号であり、Ｈｉが閉状態、Ｌｏが開状態に対応している。「ＬＥＤ」は、ＬＥＤ素子２５１の制御信号であり、Ｈｉが発光状態、Ｌｏが消灯状態に対応している。また、「Ｖｉｄｅｏ」は、各画素２６０の画素値（受光量に応じた輝度値）が連なる１次元のデジタル画像信号よりなる撮像データを示している。
　図示しない前回の動作期間が終了した後の経過時間がインターバル時間（約０．５秒）に到達するまでの非動作期間では、動作期間への移行タイミングを計るための計時動作を除いて、自動給水装置（図１中の符合１０）の動作が停止している。時刻Ｔ１で前記経過時間がインターバル時間に到達したとき、ＰＷＲがＨｉに切り換わりラインセンサ２６１への電力供給が再開される。このとき、ラインセンサ２６１のスイッチＳＷ１（積分回路２６７）は、デフォルト設定の閉状態のままとなっている。そのため、フォトダイオードＰＤ１に光が作用しても積分回路２６７のコンデンサＣ１に電荷が蓄積されることなく、そのまま初期値が維持される。
　時刻Ｔ２になると、積分回路２６７のスイッチＳＷ１が開状態に切り換えられると共に、ホールド回路２６６の入力側のスイッチＳＷ２が閉状態に切り換えられる。そうするとフォトダイオードＰＤ１が出力した電荷がコンデンサーＣ１に蓄積されていき、これにより積分回路２６７の出力電圧が次第に高くなる。スイッチＳＷ２が閉じた状態では、積分回路２６７の出力電圧がホールド回路２６６に入力され、そのピーク電圧が保持される。その後、時刻Ｔ３になったとき、スイッチＳＷ１が閉状態に切り換えられると共に、スイッチＳＷ２が開状態に切り換えられ、フォトダイオードＰＤ１の第１回目の露光期間が終了する。
　その後、各画素のホールド回路２６６の出力電圧に基づいて、撮像データ出力部２６８が撮像データを生成する。撮像データ出力部２６８は、撮像制御部３１から取り込むクロック信号（図示略）を基準タイミングとして１クロック毎に１画素ずつ、その出力電圧を読み取りながら６４画素分の撮像データを出力する。この撮像データは、前記人体検出部３２により取り込まれ、周囲光下の無発光時データ（図５）として記憶される。
　撮像データ出力部２６８による撮像データの出力完了後の時刻Ｔ４になると、ＬＥＤ素子２５１（図４）の発光が開始され、その発光状態は時刻Ｔ７まで継続する。その発光状態下の時刻Ｔ５～Ｔ６では、積分回路２６７のスイッチＳＷ１が再度、開状態に切り換えられると共に、ホールド回路２６６の入力側のスイッチＳＷ２が閉状態に切り換えられる。そうすると、上記の場合と同様、フォトダイオードＰＤ１の受光量に応じた物理量（ピーク電圧）がホールド回路２６６に保持される。時刻Ｔ５～Ｔ６の第２回目の露光期間は、前記第１回目の露光期間と同じ長さである一方、ＬＥＤ素子２５１の発光状態である点においてのみ相違している。
　その後、第１回目の露光期間の後処理と同様、各画素のホールド回路２６６の出力電圧に基づいて、撮像データ出力部２６８が撮像データを生成して出力する。この撮像データは、前記人体検出部３２により取り込まれ、（周囲光＋ＬＥＤ光）下の発光時データ（図５）として記憶される。撮像データの出力が完了した後の時刻Ｔ８でＰＷＲがＬｏになり、センサユニット２に対する電力供給が停止される。
　なお、制御ユニット３は、使用者の検知処理や給水制御等を実行した後、次回の動作期間への移行タイミングを計るための計時動作のみが行われる低消費電力モードに移行する。
　以上のように構成された本例の自動給水装置では、ラインセンサ２６１を含むセンサユニット２が間欠動作している。さらに、本例のラインセンサ２６１は電子シャッター機能を備えており、撮像データの取得時を除いて各画素２６０で電荷が蓄積されないようになっている。それ故、撮像データを取得するに先立って、ラインセンサ２６１の各画素２６０に蓄積された物理量を読み出してリセットする必要がない。この自動給水装置では、各画素２６０のリセットに必要な動作時間を削減でき、ラインセンサ２６１の動作時間が一層短くなっている。
　本例に代えて、ＬＥＤ素子２５１の発光下で蓄積された物理量と、非発光下で蓄積された物理量と、の差分の物理量を各画素２６０から直接出力させることも良い。この場合には、ＬＥＤ素子２５１の発光有る無しの差分の撮像データを直接出力できる。このような構成は、例えば、図１６の回路構成を備えたラインセンサ２６１により実現できる。
　同図のラインセンサ２６１の各画素２６０では、ホールド回路２６６Ａ・ＢがスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２を介して積分回路２６７に接続されている。さらに、ホールド回路２６６Ａ・Ｂの下流側には、差分演算回路２６９が接続され、さらに、その下流側に出力用のホールド回路２６６Ｃが接続されている。このラインセンサ２６１の動作の概略を図１７のタイムチャートを利用して説明する。
　図１７のタイムチャートの例では、ＬＥＤ素子２５１（図４）の発光を伴わない第１回目の露光期間が時刻Ｔ１～Ｔ２に設定され、発光を伴う第２の露光期間が時刻Ｔ４～Ｔ５に設定されている（ＬＥＤ素子２５１の発光期間は時刻Ｔ３～Ｔ６）。積分回路２６７のスイッチＳＷ１（図１４）が開状態に切り換えられると共に、ホールド回路２６６Ａの入力側のスイッチＳＷ２１が閉状態に切り換えられる第１回目の露光期間では、積分回路２６７のピーク電圧がホールド回路２６６Ａに保持される。一方、積分回路２６７のスイッチＳＷ１が開状態に切り換えられると共に、ホールド回路２６６Ｂの入力側のスイッチＳＷ２２が閉状態に切り換えられる第２回目の露光期間では、積分回路２６７のピーク電圧がホールド回路２６６Ｂに保持される。
　時刻Ｔ７になったとき、スイッチＳＷ３１、ＳＷ３３が閉状態に切り換えられ、時刻Ｔ８までこのスイッチ状態が維持される。この時刻Ｔ７～Ｔ８までの期間では、ホールド回路２６６Ａの出力電圧（電圧値Ｖ１）がスイッチＳＷ３１を介して差分演算回路２６９のコンデンサＣ３に入力されて保持される。
　その後、時刻Ｔ９になったとき、スイッチＳＷ３２が閉状態に切り換えられ（スイッチＳＷ３３については開状態のまま）、時刻Ｔ１０までこのスイッチ状態が維持される。この時刻Ｔ９～Ｔ１０までの期間では、ホールド回路２６６Ｂの出力電圧（電圧値Ｖ２）がスイッチＳＷ３２を介して差分演算回路２６９のコンデンサＣ３に入力される。このとき、スイッチＳＷ３３が開状態のままであるため、差分演算回路２６９のコンデンサＣ３には、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との差分が保持されることになる。この差分の電圧値は、ＬＥＤ素子２５１の投射光に基づく反射光成分に相当している。この差分の電圧値は、時刻Ｔ１１～Ｔ１２でホールド回路２６６Ｃに取り込まれ、その後、撮像データ出力部２６８（図１４。図１６では略。）を介して撮像データとして出力される。
　本例は、受光動作中の露光時間の長さを制御するために電子シャッターを採用している。電子シャッターは必須ではなく省略することもできるが、電子シャッターに代えて、ラインセンサ２６１に対する光の入射を物理的に遮断する機械式シャッターを採用しても良い。なお、その他の構成及び作用効果は、実施例１と同様である。
（実施例５）
　本例は、実施例１の人体検知センサを基にして、人体検知部（図４の符合３２）による検知処理の内容を変更した例である。この内容について、図１８～２０を参照して説明する。
　本例の人体検知部は、検知処理の実行手段として２種類の処理手段の機能を備えている。この人体検知部による検知処理では、図１８のごとく、まず、第１の処理手段による簡易判定が実行される（Ｓ１０１）。簡易判定により肯定的な判定がなされた場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、第２の処理手段による詳細判定が実行される（Ｓ１０３）。詳細判定においても肯定的な判定がなされたとき（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、検知と判定される（Ｓ１０５）。
　一方、ステップＳ１０１の簡易判定、あるいはステップＳ１０３の詳細判定において否定的な判定がなされた場合には（Ｓ１０２：ＮＯ、Ｓ１０４：ＮＯ）、動作期間の終了に応じて非動作期間に移行し、次回の動作期間が待機される。特に、ステップＳ１０１の簡易判定で否定的な判定がなされた場合には（Ｓ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０３の詳細判定が実行されることなく、そのまま動作期間が終了する。
　ステップＳ１０１の簡易判定では、図１９のごとく、まず、ＬＥＤ光の下での撮像データである発光時データＬ（ｘ）が取り込まれる（Ｓ２０１）。ここで、ｘは、０～６３の画素番号を示し、Ｌ（ｘ）は、画像番号ｘの画素の画素値（受光量）を表している。
　この発光時データＬ（ｘ）について、全画素（一部画素でも可。）の画素値の総和Ｓ０が求められる（Ｓ２０２）。また、前回の動作期間の簡易判定処理のステップＳ２０２で算出された画素値の総和Ｓ１（前回値）が読み出される（Ｓ２０３）。そして、｜Ｓ０－Ｓ１｜（Ｓ０とＳ１との差分の絶対値）と、閾値Ｘとの比較が行われ（Ｓ２０４）、｜Ｓ０－Ｓ１｜＞Ｘであれば（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、簡易判定で肯定的な判定がなされる（Ｓ２０５）。
　一方、｜Ｓ０－Ｓ１｜≦Ｘであれば（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０２で算出された総和Ｓ０が前回値Ｓ１として保存されたうえ（Ｓ２１５）、簡易判定で否定的な判定がなされる（Ｓ２１６）。上記のごとく、簡易判定で否定的な判定がなされた場合には、動作期間の終了に応じて非動作期間に移行し、次回の動作期間での発光時データＬ（ｘ）の取込が待機される。
　ステップＳ１０３（図１８）の詳細判定では、図２０のごとく、まず、発光部２５の無発光下の撮像データである無発光時データＣ（ｘ）が取り込まれる（Ｓ３０１）。そして、簡易判定処理のステップＳ２０１（図１９）で取り込まれた発光時データＬ（ｘ）から無発光時データＣ（ｘ）を差し引くことで、差分データＤ（ｘ）が計算される（Ｓ３０２）。
　続くステップＳ３０３では、上記の差分データＤ（ｘ）について、重心位置（入射位置）が計算される。ここで、本例では、計算負荷の軽減のため、実施例１と同様の簡易的な計算方法により重心位置を算出している。
　続くステップＳ３０４では、上記のように計算された重心位置について、受光エリア２６３内の検知エリア（実施例１の図６参照。）に位置しているか否かが判定される。
　ステップＳ３０４において重心位置が検知エリアに位置し、所定の検知距離（実施例１の図７参照。）に検知対象が有ると判定されると（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、肯定的な判定がなされ（Ｓ３０５）、図１８中のステップＳ１０５のごとく検知信号が出力される。一方、重心位置が検知エリア外と判定された場合には（Ｓ３０４：ＮＯ）、非検知となって非動作期間に移行し、次回の動作期間が待機される（Ｓ３１５）。
　以上のように本例の人体検知センサ１では、簡易判定と詳細判定という２段階の判定を経由して検知を実現している。この人体検知センサ１による検知処理では、計算負荷が高い詳細判定処理（図２０）を毎回実行する必要がなく、簡易判定により肯定的な判定がなされた場合に限って実行すれば良い。人体検知センサ１の大半の動作期間では、簡易判定のみが行われ、実際に手かざし操作がなされた場合等に限って詳細判定が実行されるようになる。これにより、計算負荷及び受光動作の実行回数が低減され、消費電力が効果的に低減される。
　この人体検知センサ１に対して、鉢面１５０による鏡面反射光が作用したような場合、重心位置に基づく詳細判定のみでは従来のセンサと同様、誤検知が生じる可能性がある。一方、鏡面反射光の入射中には各画素２６０の受光量の時間的変化が小さくなるので、簡易判定であれば否定的な判定を導出できる可能性が高い。簡易判定で否定的な判定結果を得られれば、鏡面反射光の発生下の詳細判定の実行を未然に回避できる。これにより、本例の人体検知センサ１では、鏡面反射光の発生→詳細判定による誤判定→誤検知→水栓の誤作動という悪循環が未然に回避され、検知性能が向上される。
　このように本例の人体検知センサ１は、検知性能と省エネルギー性能とが両立された優れた特性を備えたセンサである。そして、この人体検知センサ１を備えた自動水栓１６は、誤作動が少なく省エネルギー性能が高い優れた製品となっている。
　さらに、本例の人体検知センサ１では、簡易判定処理と詳細判定処理との間で発光時データＬ（ｘ）が共用されている。これにより、ラインセンサ２６１の受光動作の実行回数が低減されている。
　なお、本例では、簡易判定で肯定的な判定がなされたとき、詳細判定処理を１回のみ実行している。これに代えて、詳細判定処理を連続的に複数回実行することも良い。この場合には、各回の詳細判定の判定基準を厳しく設定して誤検知を抑制しつつ、その厳しい判定基準による詳細判定を複数回実行することで検知漏れを抑制することが好ましい。
　さらに、詳細判定処理については、他の実施例の検知処理に置き換えることも良い。
　なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
（実施例６）
　本例は、実施例１の人体検知センサを基にして、鏡面反射光を排除する方法の例である。この内容について、図１、２１～２７を参照して説明する。第１例の人体検知センサは、実施例１と同様、スリット孔を設けた素子ケース（図２中の符合２５２）でＬＥＤ素子を覆ったセンサであり、第２例の人体検知センサは、素子ケースを取り外したセンサである。
　第１例の人体検知センサでは、ＬＥＤ素子２５１の光がスリット孔によって絞られるため、検知対象Ｔ（図２１）からラインセンサ２６１に入射する反射光の光量が小さくなる一方、光量分布の波形が比較的シャープな形状となる。図２２のｂ１，ｂ２は、いずれも、反射率の高い白色の検知対象Ｔによって拡散反射された反射光の光量分布の例である。なお、図２１中、θは、検知対象Ｔによる光の反射角、Ｓは、ＬＥＤ素子２５１とラインセンサ２６１とのオフセット量、ｆは、受光レンズ２６Ａの焦点距離を示している。
　これらの拡散反射による波形は、図２１の距離Ｌが小さくなるに従って光量が大きくなり、そのピーク強度が強くなる。その際のピーク強度の変化は、距離Ｌの変化、すなわちラインセンサ２６１上のＸ方向の距離ｄの大きさに対応している。その変化には規則性があり、ピーク強度曲線Ｑにほぼ沿って変化する。
　これに対して、非検知距離に位置するボウル部１５１（図１）の鉢面１５０からの鏡面反射による反射光の光量分布の波形ａ１では、図２２のごとく、拡散反射による反射光に比べてピーク強度が格段に大きくなっている。そこで、上記のピーク強度曲線Ｑを基準としてマージンを見込んで閾値Ｒの曲線を設定すれば、閾値Ｒを超えるピーク強度を呈する鏡面反射光を確実に判別できる（図２３）。一方、ラインセンサ２６１の検知エリア内に一定以上の光量、かつ、閾値Ｒよりもピーク強度が低い反射光を検出すれば、検知距離内の検知対象Ｔによる反射光の波形ｂ１を検知できる（図２４）。なお、波形ｂ２についても同様である。
　次に、第２例の人体検知センサのラインセンサ２６１による光量分布は、図２５のようになる。同図中の波形ｂ３は、検知対象Ｔからの拡散反射による反射光の光量分布の例である。波形ａ２は、ボウル部１５０（図１）の鉢面１５０からの鏡面反射による反射光の光量分布の例である。ただし、同図では、各画素の光強度をピーク値で除した値を縦軸にとって、２つの波形を重ね合わせて表示してある。同図から知られるように、波形ｂ３がブロードな波形となっている一方、波形ａ２は急峻でシャープな形状となっている。波形ｂ３と波形ａ２とでは、波形の尖度に大きな違いが存在しており、この尖度の違いに着目すれば２種類の波形を識別できる。
　この尖度を利用して波形を識別する手法としては、図２６のごとく、波形の上部における立上りの傾斜勾配について設定した閾値αによって識別する第１の手法がある。波形ａ２については、立上りの傾斜勾配βが閾値αよりも大きいことから鏡面反射光の波形と判断できる。なお、波形の立下りの傾斜勾配に対して閾値を設けて、鏡面反射光の波形を識別することもできる。
　尖度を利用して波形を識別する第２の手法は、図２７のごとく、急峻で尖度の高い波形ａ２の幅が小さいことに着目する手法である。例えば、ピーク強度の２分の１の強度（高さ）における波形幅Ｗについて閾値Ｕを設ければ、その幅Ｗが閾値Ｕ以下のときに鏡面反射光の波形と識別できる。
　なお、反射光の光量分布のピーク強度に基づく検出と、波形の形状（尖度）に基づく検出と、を併用して鏡面反射光を排除することも良い。なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
　以上、実施例により本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形あるいは変更した技術を包含している。
　１…人体検知センサ、１０…自動給水装置、１５…洗面台、１６…水栓（自動水栓）、１１…ソレノイド、１２…給水配管、２…センサユニット、２５…発光部、２５１…ＬＥＤ素子、２６…撮像部、２６０…画素、２６１…ラインセンサ（撮像素子）、２６７…積分回路（受光蓄積部）、２６８…撮像データ出力部、３…制御ユニット、３０…制御基板、３１…撮像制御部、３２…人体検知部、３２１…差分演算手段、３２２…重心特定手段、３２３Ａ…第１の判定手段、３２３Ｂ…第２の判定手段、３２４…検知出力手段、３３…給水制御部

Claims (13)

  1. 　１次元あるいは２次元的に画素が配列された撮像素子を含む撮像部と、該撮像部に対して所定方向にオフセットして配設された発光部と、前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備え、発光部が投射する光に応じて生じた反射光を撮像部で受光して検知対象を検知する人体検知センサであって、
    　前記反射光を受光した各画素の受光量に基づいて、前記撮像素子における各画素の配列領域である受光エリア内の前記反射光の重心位置を特定する重心特定手段と、
    　前記受光エリアの一部に設定された検知エリアに前記重心位置が属しているか否かを判定する第１の判定手段と、
    　各画素の受光量に所定の空間フィルタ処理を施して得られたフィルタ処理データのうちの前記重心位置に当たる重心画素のデータ値に関する閾値処理の結果、及び前記重心画素の受光量の大きさに関する閾値処理の結果、のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記重心画素の受光度合いの適否を判定する第２の判定手段と、
    　前記第１及び第２の判定手段がいずれも肯定的な判定を行ったときに検知対象を検知した旨を表す検知信号を出力する検知出力手段と、を備えた人体検知センサ。
  2. 　請求項１において、前記第２の判定手段では、前記重心画素の受光量が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている人体検知センサ。
  3. 　請求項１において、前記第２の判定手段では、周辺画素の受光量の総和の度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
    　該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている人体検知センサ。
  4. 　請求項２において、前記第２の判定手段では、前記所定方向における各画素の受光量の位置的な変化度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
    　該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値、及び前記重心画素近傍の所定範囲に属する他の画素のデータ値がいずれも所定値以内であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている人体検知センサ。
  5. 　請求項３において、前記第２の判定手段では、前記所定方向における各画素の受光量の位置的な変化度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
    　該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値、及び前記重心画素近傍の所定範囲に属する他の画素のデータ値がいずれも所定値以内であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている人体検知センサ。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項において、前記重心特定手段は、前記撮像素子において前記所定方向に配列された各画素の受光量の総和である総受光量を算出すると共に、
    　前記所定方向のいずれか一方の端に位置する画素を起点とし、他方の端に向けて各画素の受光量を順番に積算してきた積算受光量が、前記総受光量の半分に達したときの画素の位置を前記重心位置として特定する人体検知センサ。
  7. 　底部に排水口を設けた鉢の内部に吐水する水栓、１次元あるいは２次元的に画素が配列された撮像素子を含む撮像部と、該撮像部に対して所定方向にオフセットして配設された発光部と、前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備え、発光部が投射する光に応じて生じた反射光を撮像部で受光して検知対象を検知する人体検知センサ、及び該人体検知センサの検知信号に応じて、前記水栓の吐止水の切替、あるいは吐水量の調整を実行する給水制御手段、を備えた自動水栓であって、
    　前記人体検知センサは、前記反射光を受光した各画素の受光量に基づいて、前記撮像素子における各画素の配列領域である受光エリア内の前記反射光の重心位置を特定する重心特定手段と、
    　前記受光エリアの一部に設定された検知エリアに前記重心位置が属しているか否かを判定する第１の判定手段と、
    　各画素の受光量に所定の空間フィルタ処理を施して得られたフィルタ処理データのうちの前記重心位置に当たる重心画素のデータ値に関する閾値処理の結果、及び前記重心画素の受光量の大きさに関する閾値処理の結果、のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記重心画素の受光度合いの適否を判定する第２の判定手段と、
    　前記第１及び第２の判定手段がいずれも肯定的な判定を行ったときに検知対象を検知した旨を表す検知信号を出力する検知出力手段と、を備えており、
    　前記撮像部の撮像範囲に前記鉢の内周面をなす鉢面が含まれている自動水栓。
  8. 　請求項７において、前記第２の判定手段では、前記重心画素の受光量が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている自動水栓。
  9. 　請求項７において、前記第２の判定手段では、周辺画素の受光量の総和の度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
    　該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値が所定値以上であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている自動水栓。
  10. 　請求項８において、前記第２の判定手段では、前記所定方向における各画素の受光量の位置的な変化度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
    　該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値、及び前記重心画素近傍の所定範囲に属する他の画素のデータ値がいずれも所定値以内であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている自動水栓。
  11. 　請求項９において、前記第２の判定手段では、前記所定方向における各画素の受光量の位置的な変化度合いを画素毎に求める空間フィルタ処理が施されて前記フィルタ処理データが取得されると共に、
    　該フィルタ処理データのうちの前記重心画素のデータ値、及び前記重心画素近傍の所定範囲に属する他の画素のデータ値がいずれも所定値以内であったこと、が肯定的な判定のための条件として設定されている自動水栓。
  12. 　請求項７～１１の何れか１項において、前記重心特定手段は、前記撮像素子において前記所定方向に配列された各画素の受光量の総和である総受光量を算出すると共に、
    　前記所定方向のいずれか一方の端に位置する画素を起点とし、他方の端に向けて各画素の受光量を順番に積算してきた積算受光量が、前記総受光量の半分に達したときの画素の位置を前記重心位置として特定する自動水栓。
  13. 　請求項７において、前記撮像部は、受けた光を電気信号に変換する画素毎の受光素子と、該受光素子の電気信号を取り込んで電気的な物理量を蓄積するように画素毎に設けられた受光蓄積部と、各画素の受光蓄積部が蓄積した物理量に基づく撮像データを出力する撮像データ出力部と、前記受光蓄積部に物理量が蓄積される蓄積状態、及び蓄積されない非蓄積状態のうちの一方の状態を択一的に設定する蓄積モード切換部と、を有し、
    　前記撮像制御部は、動作期間及び非動作期間が交互に現れる間欠動作が行われるように前記撮像部を制御すると共に、
    　前記動作期間において、前記撮像データを取得するときのみ前記蓄積状態が設定され、それ以外では前記非蓄積状態が設定されるように前記蓄積モード切換部を制御する自動水栓。
PCT/JP2011/072252 2010-09-30 2011-09-28 人体検知センサ及び自動水栓 WO2012043663A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180046164.2A CN103119475B (zh) 2010-09-30 2011-09-28 感测人体感应器及自动水龙头

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-221514 2010-09-30
JP2010221514A JP5678318B2 (ja) 2010-09-30 2010-09-30 自動給水装置及び測距センサ
JP2011074465A JP5775721B2 (ja) 2011-03-30 2011-03-30 自動給水装置
JP2011-074465 2011-03-30
JP2011092193 2011-04-18
JP2011-092175 2011-04-18
JP2011092175A JP5722688B2 (ja) 2011-04-18 2011-04-18 人体検知センサ及び自動水栓
JP2011-092193 2011-04-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012043663A1 true WO2012043663A1 (ja) 2012-04-05

Family

ID=45893102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/072252 WO2012043663A1 (ja) 2010-09-30 2011-09-28 人体検知センサ及び自動水栓

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN103119475B (ja)
TW (1) TWI592545B (ja)
WO (1) WO2012043663A1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014050225A1 (ja) * 2012-09-28 2014-04-03 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓
JP2014070380A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Lixil Corp 人体検知センサ及び自動水栓
CN103887317A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 阿自倍尔株式会社 光电传感器
WO2014097941A1 (ja) * 2012-12-20 2014-06-26 株式会社アルファ フォトセンサユニット
WO2014192231A1 (ja) * 2013-05-31 2014-12-04 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓
WO2014192230A1 (ja) * 2013-05-31 2014-12-04 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓
EP2940492A4 (en) * 2012-12-28 2016-08-03 Lixil Corp BODY DETECTION SENSOR AND AUTOMATIC VALVE
CN109729289A (zh) * 2017-10-31 2019-05-07 欧姆龙株式会社 光学式传感器及检测方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017056478A1 (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 自動水栓及び自動水栓用センサブロック
JP6812661B2 (ja) * 2016-05-13 2021-01-13 Toto株式会社 水栓装置
CN109487877B (zh) * 2018-12-25 2021-05-28 重庆蓝岸通讯技术有限公司 厕所自动冲水系统及控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0829542A (ja) * 1993-09-21 1996-02-02 Omron Corp 光学装置及び受光方法
JP2004239729A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 動き検出装置
JP2010112891A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Inax Corp 光センサ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031689A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Noritz Corp 人体検出センサ
CN101387512B (zh) * 2008-08-28 2010-06-09 上海科勒电子科技有限公司 距离检测感应装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0829542A (ja) * 1993-09-21 1996-02-02 Omron Corp 光学装置及び受光方法
JP2004239729A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 動き検出装置
JP2010112891A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Inax Corp 光センサ

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014070380A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Lixil Corp 人体検知センサ及び自動水栓
JP2014081349A (ja) * 2012-09-28 2014-05-08 Lixil Corp 人体検知センサ及び自動水栓
WO2014050225A1 (ja) * 2012-09-28 2014-04-03 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓
US10072403B2 (en) 2012-09-28 2018-09-11 Lixil Corporation Human body detection sensor and automatic faucet
CN103887317A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 阿自倍尔株式会社 光电传感器
WO2014097941A1 (ja) * 2012-12-20 2014-06-26 株式会社アルファ フォトセンサユニット
US9841504B2 (en) 2012-12-20 2017-12-12 Alpha Corporation Photosensor unit with a condensing lens including a plurality of light-emitting convex lens
JPWO2014097941A1 (ja) * 2012-12-20 2017-01-12 株式会社アルファ フォトセンサユニット
JP5947404B2 (ja) * 2012-12-20 2016-07-06 株式会社アルファ フォトセンサユニット
EP2940492A4 (en) * 2012-12-28 2016-08-03 Lixil Corp BODY DETECTION SENSOR AND AUTOMATIC VALVE
US9758952B2 (en) 2012-12-28 2017-09-12 Lixil Corporation Human body detection sensor and automatic faucet
WO2014192231A1 (ja) * 2013-05-31 2014-12-04 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓
EP3006966A4 (en) * 2013-05-31 2017-01-04 Lixil Corporation Proximity sensor and automatic faucet
CN105229493A (zh) * 2013-05-31 2016-01-06 骊住株式会社 人体检测传感器及自动水栓
EP3006967A4 (en) * 2013-05-31 2017-01-18 LIXIL Corporation Proximity sensor and automatic faucet
US9664791B2 (en) 2013-05-31 2017-05-30 Lixil Corporation Person-detecting sensor and automatic water faucet
US9677255B2 (en) 2013-05-31 2017-06-13 Lixil Corporation Person-detecting sensor and automatic water faucet
JP2014235057A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓
JP2014234620A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓
WO2014192230A1 (ja) * 2013-05-31 2014-12-04 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓
CN109729289A (zh) * 2017-10-31 2019-05-07 欧姆龙株式会社 光学式传感器及检测方法
EP3483627A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-15 Omron Corporation Optical sensor and detection method

Also Published As

Publication number Publication date
CN103119475A (zh) 2013-05-22
TWI592545B (zh) 2017-07-21
TW201215746A (en) 2012-04-16
CN103119475B (zh) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012043663A1 (ja) 人体検知センサ及び自動水栓
US10072403B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
US9758952B2 (en) Human body detection sensor and automatic faucet
JP6219602B2 (ja) 人体検知センサ及び自動水栓
JP6169935B2 (ja) 自動水栓
WO2014192230A1 (ja) 人体検知センサ及び自動水栓
JP5722688B2 (ja) 人体検知センサ及び自動水栓
JP6284465B2 (ja) 自動水栓およびキッチン
JP6029229B2 (ja) 人体検知センサ及び自動水栓
JP5775721B2 (ja) 自動給水装置
JP6008540B2 (ja) 人体検知センサ及び自動水栓
JP7391711B2 (ja) 給水装置
JP5909170B2 (ja) 人体検知センサ及び自動水栓
JP6847373B2 (ja) 物体検知センサ及び電気機器ユニット
JP4543433B2 (ja) 水栓制御システム
JP5947739B2 (ja) 自動水栓
JP2014070429A (ja) 人体検知センサ及び自動水栓
JP2020052800A (ja) 異常検知装置、異常検知方法、プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180046164.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11829216

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12013500575

Country of ref document: PH

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11829216

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1