システムキッチン
【課題】使用者が意図していない吐水継続動作を防止するシステムキッチンを提供する
【解決手段】
吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチンが提供される。
【解決手段】
吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチンが提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンク側壁面に設置した電波を放射するセンサの受信信号に基づいて吐水口へ給水するバルブの開閉動作を行うシステムキッチンにおいて、被検知体の静止状態や加速状態を検知することでバルブ閉動作を行うシステムキッチンに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサからの送信波が被検知体に当たると反射波を生じる。この反射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るので、これを検知手段として水栓装置の吐止水の自動制御に使用する技術が知られている。
【０００３】
例えば、シンク側壁面に光電スイッチを設け、蛇口に手、または食器を近づけることによって、前記スイッチを動作させて吐水を行うキッチン装置が記載されている。 (特許文献１)
【０００４】
また、筐体内に光スイッチを設け、筐体開放部への手の出し入れにより送水機構の作動有無温水供給と温風供給との切り替え、及び、温水供給時における石けん液の混入の断続を操作する温水温風供給装置が公開されている。
【特許文献１】実開昭６１−０７５５７０
【特許文献２】実公平２−３９４４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、シンク側壁に配置した光電センサによって、蛇口に近づいた手や食器を検知して吐水を行い、さらに特許文献２のように被検知体の出し入れによって止水も自動制御しようとした場合、たとえば、吐水中に光電センサの検知範囲内に鍋等の物体が進入し、鍋を手や食器と同様に検知してしまい、使用者は鍋をシンク内に置いただけなのに、バルブが開状態のまま吐水継続してしまい無駄な水が発生する可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明では、システムキッチンにおいて、バルブ開状態で鍋等の被検知体が一定時間以上静止状態であることを検知した場合に、バルブ閉動作を行うことが可能となり、使用者が意図していない吐水継続動作を防止するシステムキッチンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
目的を達成するための本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
【０００８】
また、本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体が加速状態であり、かつセンサへ接近していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バルブ開状態において、センサの検知エリア内に置かれた鍋等の被検知体が一定時間以上静止状態であることを検知することで、バルブ閉動作を行うことにより、使用者が意図していない吐水継続動作を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１に本発明のシステムキッチンの概略構成図を示す。本発明のシステムキッチン１は、吐水口１１を有する水栓１０と、吐水口１１から吐水される吐水流１２を受水するシンク２０と、水栓１０へ水を供給するための給水管３０と電波の送受信を行うセンサ部５０と、センサ部５０から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口１１へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブ４０とを有するシステムキッチンであって、センサ部５０はシンク側壁２１の裏側に設けられ、シンク２０内側に検知エリア５１を持つように設置された構成になっている。
【００１２】
まず、本実施例におけるシンク２０の方向関係について示す。図１において、シンク２０に対して使用者が使用する場所、例えば、本実施例においては水栓１０と対峙する面を前縁側とし、前縁側と対峙する面を後縁側、シンク開放面方向を上方、シンク底面が存在する方向を下方、図面左側を左側方、図面右側を右側方とする。シンクは、前縁側、後縁側、左側方、右側方に存在する側壁と、底面とによって構成されるものである。
【００１３】
なお、各方向に設けられたシンク側壁２１と底面２２との境界は必ずしも明瞭である必要は無く、例えば、側壁面２１同士の接続面が曲面にて形成されていても良い。また、シンク底面２２とシンク側壁２１とが識別可能な角度、又は形状で形成されていても良い。更に、シンク底面２２は水平面で形成されるものに限定されず、傾きを持って形成されたものでも良い。またシンク側壁２１は全てが同じ深さ方向にて、同じ長さを有することなく、シンク底面２２及びシンク全体の形状に応じて変化しても良い。ここで、シンク２０とは、図１のようにカウンタ上面６０に対して凹部となり吐水口１１から吐水される水を受水するようになったものである。
【００１４】
また、吐水流１２は、図１のようにシャワー形状である必要はなく、整流やスプレー、滝状等の形状でもよい。
【００１５】
図１においては、水栓１０はカウンタ上面６０に設置されているが、水栓１０はシンク側壁面２１に設置されても良い。
【００１６】
また、センサ部５０に関して、図２に詳細に示す。センサ部５０は、外部に放射した送信波５８が、被検知体に反射して戻ってきた受信波５９を受信し、その受信信号５５から増幅や、フィルタ等による周波数分別などを行い判定信号５６を生成する信号処理部５２と、信号処理部５２から出力された判定信号５６によって、バルブ４０に対して開閉信号５７を送信する制御部５３とを有する。本実施例においては、検知信号５５から得られる情報を、ノイズ等の影響を低減して判定信号の精度を向上させるために信号処理部５２を設けているが、回路の簡易化、小型化を達成するために信号処理回路５２を除去することも可能である。その場合には、検知信号５５を判定信号５６として、制御部５３に入力し、バルブ４０の開閉制御を行うことになる。
【００１７】
図４のように、吐水口１１から吐水されている状態において、鍋などの被検知体１５０がシンク内に置かれた場合に吐水継続し続けると、吐水流１２を使用する意思がない場合にも吐水継続して無駄な水が出る可能性がある。そこで、本発明の一態様のよれば、バルブ４０が開状態において、センサ部５０が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、バルブ４０は閉動作してもよい。閉動作することによって、無駄な水の吐水を防止することが可能となる。
【００１８】
センサ部５０による被検知体の静止状態を検知する方法について述べる。静止している被検知体を検知するためには、被検知体の速度情報を取得する必要がある。その為には、例えば電波センサのドップラー周波数信号の利用が望まれる。たとえば吐水している水から反射した信号や、洗い作業を行っている手、手以外の洗浄物などから反射した信号は、被検知体が速度成分を持っているため、図３のようにドップラー周波数信号の基準値２００に対する電圧の変化２０２が比較的大きな値で得られる。一方で、図４のようにセンサの検知エリア５１内に鍋のような被検知体１５０が置かれた場合、被検知体が速度成分を持たないため、図５のようにドップラー周波数信号による電圧の基準値２００に対する変化２０１はほぼ０となる。上記ドップラー周波数信号の特性を利用して、静止状態の被検知体の検知を行う。
【００１９】
なお、本発明における静止状態とは、速度成分を持たない状態を表しており、例えば、シンク内に置かれた鍋などが該当する。手などがかざされている状態は、手の揺らぎなどにより非常に低速な速度成分を含んでいるため静止状態には含まれない。
【００２０】
静止状態の被検知体を検知するためのアルゴリズムについては、例えば検知信号の単位時間当たりの基準値２００に対する差分の絶対値の最大値や積算値を測定し、任意に設定した閾値と比較することで被検知体１５０が静止状態かどうかを判断してもよい。
具体的には、例えば図５のように、所定の閾値２０３、２０４を設定し、電圧２０２が、２０３よりも小さく２０４よりも大きい電圧を任意に設定した時間２３０以上継続した場合に被検知体１５０が静止状態と判定する。
【００２１】
検知信号について、直流成分を含む信号を利用する場合、静止物を検知していることにより、図６のように検知信号の直流成分が基準値２００に対して変動したままほぼ一定の値を示す可能性がある。このような場合、前記アルゴリズムを利用すると、一定となった値が、閾値２０３よりも大きい、または閾値２０４よりも小さいと判断された場合などに、被検知体が静止状態であると判断しかねる可能性がある。
【００２２】
そこで、例えば直流成分を含む信号について、図６のように任意に設定した時間２３１以上基準値２００が現れない場合は、被検知体が静止状態であると判断するアルゴリズムを追加しても良い。
【００２３】
また、直流成分を検知信号に含む場合、バルブ開状態で吐水流１２を使用中の水はねなどによりシンク側壁面２１に水滴などの電波を反射する物体が付着し、検知範囲５１内に反射物が現れる可能性がある、その時図７のように基準値として設定していた２００に対して電圧値全体が変動してしまうため、前記アルゴリズムを適用すると、吐水流１２を使用中でも、基準値２００が設定時間２３１以上現れずに被検知体が静止状態であると判断してバルブを閉じてしまう可能性がある。
【００２４】
そこで、例えば直流成分を含む信号について、図８のように任意に設定した時間４１０毎に基準値を更新していき、更新した基準値４００に対して、新たに閾値４０３、４０４を設定し、図５および６で示したアルゴリズムと同様に被検知体の静止状態を検知することで、より精度よくバルブ閉制御を行うことが可能となる。
【００２５】
基準値２００の更新方法については、たとえば任意に設定した時間内の電圧の平均値や、任意に設定した時間内の電圧の最大値と最小値との中間値を使用しても良い。
【００２６】
また、所定の時間内における電圧値の最大値と最小値との差分を取得し、所定の閾値と比較することで被検知体の静止状態の検知を行ってもよい。このような方法を用いることによって、基準値を更新する計算の負荷を無くすことができるため、より効率的な処理を行うことが可能となる。
【００２７】
被検知体が静止状態かどうかをより精度よく判定するために、たとえばディジタルフィルタを利用し、検知信号として利用する周波数を限定してもよい。
ただし、静止状態を検知するためには、手をかざした時のような静止状態に近い略静止状態（数Ｈｚ）と静止状態とを識別する必要があるため、少なくとも０Ｈｚから１０Ｈｚ近傍までの周波数を少なくとも含む信号を利用するとよい。
【００２８】
図９は、吐水流に対して包丁およびまな板を差し出して洗浄作業を行った場合のドップラー周波数信号を、横軸周波数、縦軸パワースペクトルで表したグラフである。このデータから、戦場作業中には０Hzから３０Hz近傍の周波数成分が洗浄物に関わらず現れていることが分かるため、例えば０Hzから３０Ｈzまでの信号のみを抽出して利用することで、照明による余計な周波数ノイズなどを含まずに判断することが可能となり、より精度よく識別可能となる。
【００２９】
バルブ４０が閉動作した後に、使用者が吐水操作を意図した動作かどうかをより精度よく判断して無駄な水の吐水を防止するために、検知信号の振幅値の時間的変化を利用した、被検知体の接近、離遠状態の検知をおこなっても良い。
【００３０】
例えば、図１０のドップラー周波数信号２１０は、基準値２０８に対する電圧変動の絶対値が時系列毎に減少していることを示している。振幅が減少するということは、センサから被検知体までの距離が遠ざかっているということであり、逆に図１１のドップラー周波数信号２１１のように振幅が増加する場合は、センサから被検知体までの距離が近づいていると判断する。
【００３１】
センサに対して被検知体を遠ざけるような行為は、使用者が吐水を意図した動作ではないと考えらる為、振幅の減少を検知した場合には閉状態を維持する必要がある。
【００３２】
つまり、本発明の一態様によれば被検知体１５０の静止状態の検知によるバルブ４０閉止動作後に、振幅が減少していると検知した場合にバルブ４０の閉状態を維持することにより、無駄な水の吐水を防止してより使い勝手の良いバルブ開閉制御を行うことが可能となる。
【００３３】
被検知体の離遠状態を検知するための具体的な検知アルゴリズムについて、たとえば図１２のようにドップラー周波数信号の基準値に対する差分の絶対値のピーク値２０５が、任意の閾値２０６以上であると検知してから所定の設定時間２０７以内において減少している場合には、被検知体がセンサ部５０から遠ざかっていると判断しても良い。
【００３４】
また離遠状態を検知するための信号については、基準値が変動しにくい信号、つまり直流成分を含まない信号を利用するのが望ましい。
【００３５】
被検知体の接近・離遠状態を識別し、さらに加速状態を検知するとより無駄な水の吐水が少ないバルブ開閉制御が可能となる。
【００３６】
たとえばシンク内の被検知体１５０を移動させる場合に、センサ部５０に対して一時的に接近状態になってから、離遠状態に移るようにセンサの前を通過していく移動方法が考えられる。このような場合、離遠状態検知時にバルブを閉動作させるアルゴリズムを適用しても、被検知体が一時的に接近状態となるためバルブ４０の閉状態を維持することが困難になり、無駄な水を吐水してしまう可能性がある。
【００３７】
このような場合、一時的にセンサに対して接近状態になっている時は加速状態であるため、加速状態も検知することで、一時的に接近状態になっている披検知体に対してバルブ４０の閉状態を維持し、無駄な水の吐水を防止できる。
【００３８】
つまり、被検知体１５０がセンサ部５０から離遠していることを検知してバルブ４０の閉状態を維持するだけでなく、被検知体１５０がセンサ部５０に対して接近状態であり、かつ加速状態であることを検知した場合もバルブ４０の閉状態を維持することで、無駄な水の吐水が少ないバルブ開閉制御を実現できる。
【００３９】
図１３は、被検知体が加速状態で接近している時のドップラー周波数信号を表しており、加速状態の被検知体のドップラー周波数信号２１２は、周波数が時系列的に上昇している現象がみられる。
【００４０】
加速状態を検知するアルゴリズムとしては、例えば異なる周波数特性をもつ複数のフィルタを信号処理部５２に設置し、図１４のように複数のフィルタにおいて、より低い周波数の信号を通過させるフィルタ３００に任意の閾値２２０以上の電圧値が現れた後所定時間２２２以内に、より高い周波数の信号を通過させるフィルタ３０１に任意の閾値２２１以上の電圧値が現れた場合に被検知体が加速状態であることを検知してもよい。
【００４１】
被検知体の加速状態および接近、離遠状態の検知アルゴリズムを利用し、たとえば図１５のようなフローで組み合わせて処理を実施することによって、より無駄な水が少なく使い勝手のよいバルブ開閉制御を実現できる。
【００４２】
本実施例においては、電波センサを用い、使用する周波数を１０．５GHｚ近傍にて設定を行い、更に非接触にて操作可能な検知範囲を設定している。なお、本発明において、使用する周波数の選定に関わらず、本発明の有する効果と同様の効果を得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のシステムキッチンの概略構成図
【図２】センサ部概略構成図
【図３】ドップラー周波数信号図
【図４】シンク内に物体が置かれた図
【図５】静止物検知方法説明図
【図６】被検知体が静止状態時のドップラー周波数信号図
【図７】シンク側壁に水滴付着時のドップラー周波数信号図
【図８】基準値を更新する静止物検知方法の説明図
【図９】まな板、包丁を洗浄時の信号・周波数特性図
【図１０】被検知体が、センサから離遠するときのドップラー周波数信号図
【図１１】被検知体が、センサに接近するときのドップラー周波数信号図
【図１２】被検知体の離遠状態検知方法の説明図
【図１３】被検知体が加速しながらセンサに接近するときのドップラー周波数信号図
【図１４】被検知体の加速状態検知方法の説明図
【図１５】接近、離遠状態および加速状態検知アルゴリズムを用いたフローチャート の例
【符号の説明】
【００４４】
１…システムキッチン、１０…水栓、１１…吐水口、１２…吐水流、２０…シンク、２１…シンク側壁、２２…シンク底面、３０…給水路、４０…バルブ、５０…センサ部、５１…検知エリア、５２…信号処理部、５３…制御部、５５…受信信号、５６…判定信号、５７…バルブ開閉信号、５８…送信波、５９…受信波、１５０…被検知体、２００…基準値、２０１…０Ｈｚを含むドップラー周波数信号、２０２…０Ｈｚより高い周波数成分を含むドップラー周波数信号、２０３…基準値よりも電圧が高い側の閾値、２０４…基準値よりも電圧が低い側の閾値、２０５…ピーク電圧値、２０６…センサ部への接近、離遠検知のための閾値、２０７…センサ部への接近、離遠検知のための所定時間、２０８、離遠状態時の基準値、２１０…被検知体が加速状態時のドップラー周波数信号、２１１…センサ部へ接近時のドップラー周波数信号、２１２…被検知体が加速状態で、センサに対して接近状態時のドップラー周波数信号、２２２…被検知体の加速状態を検知するための所定時間、２３０…静止状態の被検知体を検知するための所定時間、３００…低周波信号通過フィルタの出力信号、３０１…３００よりも高い周波数通過フィルタの出力信号、４００…更新された基準値、４０３…更新された基準値４００よりも電圧が高い側の閾値、４０４…更新された基準値４００よりも電圧が低い側の閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンク側壁面に設置した電波を放射するセンサの受信信号に基づいて吐水口へ給水するバルブの開閉動作を行うシステムキッチンにおいて、被検知体の静止状態や加速状態を検知することでバルブ閉動作を行うシステムキッチンに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサからの送信波が被検知体に当たると反射波を生じる。この反射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るので、これを検知手段として水栓装置の吐止水の自動制御に使用する技術が知られている。
【０００３】
例えば、シンク側壁面に光電スイッチを設け、蛇口に手、または食器を近づけることによって、前記スイッチを動作させて吐水を行うキッチン装置が記載されている。 (特許文献１)
【０００４】
また、筐体内に光スイッチを設け、筐体開放部への手の出し入れにより送水機構の作動有無温水供給と温風供給との切り替え、及び、温水供給時における石けん液の混入の断続を操作する温水温風供給装置が公開されている。
【特許文献１】実開昭６１−０７５５７０
【特許文献２】実公平２−３９４４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、シンク側壁に配置した光電センサによって、蛇口に近づいた手や食器を検知して吐水を行い、さらに特許文献２のように被検知体の出し入れによって止水も自動制御しようとした場合、たとえば、吐水中に光電センサの検知範囲内に鍋等の物体が進入し、鍋を手や食器と同様に検知してしまい、使用者は鍋をシンク内に置いただけなのに、バルブが開状態のまま吐水継続してしまい無駄な水が発生する可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明では、システムキッチンにおいて、バルブ開状態で鍋等の被検知体が一定時間以上静止状態であることを検知した場合に、バルブ閉動作を行うことが可能となり、使用者が意図していない吐水継続動作を防止するシステムキッチンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
目的を達成するための本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
【０００８】
また、本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体が加速状態であり、かつセンサへ接近していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バルブ開状態において、センサの検知エリア内に置かれた鍋等の被検知体が一定時間以上静止状態であることを検知することで、バルブ閉動作を行うことにより、使用者が意図していない吐水継続動作を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１に本発明のシステムキッチンの概略構成図を示す。本発明のシステムキッチン１は、吐水口１１を有する水栓１０と、吐水口１１から吐水される吐水流１２を受水するシンク２０と、水栓１０へ水を供給するための給水管３０と電波の送受信を行うセンサ部５０と、センサ部５０から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口１１へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブ４０とを有するシステムキッチンであって、センサ部５０はシンク側壁２１の裏側に設けられ、シンク２０内側に検知エリア５１を持つように設置された構成になっている。
【００１２】
まず、本実施例におけるシンク２０の方向関係について示す。図１において、シンク２０に対して使用者が使用する場所、例えば、本実施例においては水栓１０と対峙する面を前縁側とし、前縁側と対峙する面を後縁側、シンク開放面方向を上方、シンク底面が存在する方向を下方、図面左側を左側方、図面右側を右側方とする。シンクは、前縁側、後縁側、左側方、右側方に存在する側壁と、底面とによって構成されるものである。
【００１３】
なお、各方向に設けられたシンク側壁２１と底面２２との境界は必ずしも明瞭である必要は無く、例えば、側壁面２１同士の接続面が曲面にて形成されていても良い。また、シンク底面２２とシンク側壁２１とが識別可能な角度、又は形状で形成されていても良い。更に、シンク底面２２は水平面で形成されるものに限定されず、傾きを持って形成されたものでも良い。またシンク側壁２１は全てが同じ深さ方向にて、同じ長さを有することなく、シンク底面２２及びシンク全体の形状に応じて変化しても良い。ここで、シンク２０とは、図１のようにカウンタ上面６０に対して凹部となり吐水口１１から吐水される水を受水するようになったものである。
【００１４】
また、吐水流１２は、図１のようにシャワー形状である必要はなく、整流やスプレー、滝状等の形状でもよい。
【００１５】
図１においては、水栓１０はカウンタ上面６０に設置されているが、水栓１０はシンク側壁面２１に設置されても良い。
【００１６】
また、センサ部５０に関して、図２に詳細に示す。センサ部５０は、外部に放射した送信波５８が、被検知体に反射して戻ってきた受信波５９を受信し、その受信信号５５から増幅や、フィルタ等による周波数分別などを行い判定信号５６を生成する信号処理部５２と、信号処理部５２から出力された判定信号５６によって、バルブ４０に対して開閉信号５７を送信する制御部５３とを有する。本実施例においては、検知信号５５から得られる情報を、ノイズ等の影響を低減して判定信号の精度を向上させるために信号処理部５２を設けているが、回路の簡易化、小型化を達成するために信号処理回路５２を除去することも可能である。その場合には、検知信号５５を判定信号５６として、制御部５３に入力し、バルブ４０の開閉制御を行うことになる。
【００１７】
図４のように、吐水口１１から吐水されている状態において、鍋などの被検知体１５０がシンク内に置かれた場合に吐水継続し続けると、吐水流１２を使用する意思がない場合にも吐水継続して無駄な水が出る可能性がある。そこで、本発明の一態様のよれば、バルブ４０が開状態において、センサ部５０が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、バルブ４０は閉動作してもよい。閉動作することによって、無駄な水の吐水を防止することが可能となる。
【００１８】
センサ部５０による被検知体の静止状態を検知する方法について述べる。静止している被検知体を検知するためには、被検知体の速度情報を取得する必要がある。その為には、例えば電波センサのドップラー周波数信号の利用が望まれる。たとえば吐水している水から反射した信号や、洗い作業を行っている手、手以外の洗浄物などから反射した信号は、被検知体が速度成分を持っているため、図３のようにドップラー周波数信号の基準値２００に対する電圧の変化２０２が比較的大きな値で得られる。一方で、図４のようにセンサの検知エリア５１内に鍋のような被検知体１５０が置かれた場合、被検知体が速度成分を持たないため、図５のようにドップラー周波数信号による電圧の基準値２００に対する変化２０１はほぼ０となる。上記ドップラー周波数信号の特性を利用して、静止状態の被検知体の検知を行う。
【００１９】
なお、本発明における静止状態とは、速度成分を持たない状態を表しており、例えば、シンク内に置かれた鍋などが該当する。手などがかざされている状態は、手の揺らぎなどにより非常に低速な速度成分を含んでいるため静止状態には含まれない。
【００２０】
静止状態の被検知体を検知するためのアルゴリズムについては、例えば検知信号の単位時間当たりの基準値２００に対する差分の絶対値の最大値や積算値を測定し、任意に設定した閾値と比較することで被検知体１５０が静止状態かどうかを判断してもよい。
具体的には、例えば図５のように、所定の閾値２０３、２０４を設定し、電圧２０２が、２０３よりも小さく２０４よりも大きい電圧を任意に設定した時間２３０以上継続した場合に被検知体１５０が静止状態と判定する。
【００２１】
検知信号について、直流成分を含む信号を利用する場合、静止物を検知していることにより、図６のように検知信号の直流成分が基準値２００に対して変動したままほぼ一定の値を示す可能性がある。このような場合、前記アルゴリズムを利用すると、一定となった値が、閾値２０３よりも大きい、または閾値２０４よりも小さいと判断された場合などに、被検知体が静止状態であると判断しかねる可能性がある。
【００２２】
そこで、例えば直流成分を含む信号について、図６のように任意に設定した時間２３１以上基準値２００が現れない場合は、被検知体が静止状態であると判断するアルゴリズムを追加しても良い。
【００２３】
また、直流成分を検知信号に含む場合、バルブ開状態で吐水流１２を使用中の水はねなどによりシンク側壁面２１に水滴などの電波を反射する物体が付着し、検知範囲５１内に反射物が現れる可能性がある、その時図７のように基準値として設定していた２００に対して電圧値全体が変動してしまうため、前記アルゴリズムを適用すると、吐水流１２を使用中でも、基準値２００が設定時間２３１以上現れずに被検知体が静止状態であると判断してバルブを閉じてしまう可能性がある。
【００２４】
そこで、例えば直流成分を含む信号について、図８のように任意に設定した時間４１０毎に基準値を更新していき、更新した基準値４００に対して、新たに閾値４０３、４０４を設定し、図５および６で示したアルゴリズムと同様に被検知体の静止状態を検知することで、より精度よくバルブ閉制御を行うことが可能となる。
【００２５】
基準値２００の更新方法については、たとえば任意に設定した時間内の電圧の平均値や、任意に設定した時間内の電圧の最大値と最小値との中間値を使用しても良い。
【００２６】
また、所定の時間内における電圧値の最大値と最小値との差分を取得し、所定の閾値と比較することで被検知体の静止状態の検知を行ってもよい。このような方法を用いることによって、基準値を更新する計算の負荷を無くすことができるため、より効率的な処理を行うことが可能となる。
【００２７】
被検知体が静止状態かどうかをより精度よく判定するために、たとえばディジタルフィルタを利用し、検知信号として利用する周波数を限定してもよい。
ただし、静止状態を検知するためには、手をかざした時のような静止状態に近い略静止状態（数Ｈｚ）と静止状態とを識別する必要があるため、少なくとも０Ｈｚから１０Ｈｚ近傍までの周波数を少なくとも含む信号を利用するとよい。
【００２８】
図９は、吐水流に対して包丁およびまな板を差し出して洗浄作業を行った場合のドップラー周波数信号を、横軸周波数、縦軸パワースペクトルで表したグラフである。このデータから、戦場作業中には０Hzから３０Hz近傍の周波数成分が洗浄物に関わらず現れていることが分かるため、例えば０Hzから３０Ｈzまでの信号のみを抽出して利用することで、照明による余計な周波数ノイズなどを含まずに判断することが可能となり、より精度よく識別可能となる。
【００２９】
バルブ４０が閉動作した後に、使用者が吐水操作を意図した動作かどうかをより精度よく判断して無駄な水の吐水を防止するために、検知信号の振幅値の時間的変化を利用した、被検知体の接近、離遠状態の検知をおこなっても良い。
【００３０】
例えば、図１０のドップラー周波数信号２１０は、基準値２０８に対する電圧変動の絶対値が時系列毎に減少していることを示している。振幅が減少するということは、センサから被検知体までの距離が遠ざかっているということであり、逆に図１１のドップラー周波数信号２１１のように振幅が増加する場合は、センサから被検知体までの距離が近づいていると判断する。
【００３１】
センサに対して被検知体を遠ざけるような行為は、使用者が吐水を意図した動作ではないと考えらる為、振幅の減少を検知した場合には閉状態を維持する必要がある。
【００３２】
つまり、本発明の一態様によれば被検知体１５０の静止状態の検知によるバルブ４０閉止動作後に、振幅が減少していると検知した場合にバルブ４０の閉状態を維持することにより、無駄な水の吐水を防止してより使い勝手の良いバルブ開閉制御を行うことが可能となる。
【００３３】
被検知体の離遠状態を検知するための具体的な検知アルゴリズムについて、たとえば図１２のようにドップラー周波数信号の基準値に対する差分の絶対値のピーク値２０５が、任意の閾値２０６以上であると検知してから所定の設定時間２０７以内において減少している場合には、被検知体がセンサ部５０から遠ざかっていると判断しても良い。
【００３４】
また離遠状態を検知するための信号については、基準値が変動しにくい信号、つまり直流成分を含まない信号を利用するのが望ましい。
【００３５】
被検知体の接近・離遠状態を識別し、さらに加速状態を検知するとより無駄な水の吐水が少ないバルブ開閉制御が可能となる。
【００３６】
たとえばシンク内の被検知体１５０を移動させる場合に、センサ部５０に対して一時的に接近状態になってから、離遠状態に移るようにセンサの前を通過していく移動方法が考えられる。このような場合、離遠状態検知時にバルブを閉動作させるアルゴリズムを適用しても、被検知体が一時的に接近状態となるためバルブ４０の閉状態を維持することが困難になり、無駄な水を吐水してしまう可能性がある。
【００３７】
このような場合、一時的にセンサに対して接近状態になっている時は加速状態であるため、加速状態も検知することで、一時的に接近状態になっている披検知体に対してバルブ４０の閉状態を維持し、無駄な水の吐水を防止できる。
【００３８】
つまり、被検知体１５０がセンサ部５０から離遠していることを検知してバルブ４０の閉状態を維持するだけでなく、被検知体１５０がセンサ部５０に対して接近状態であり、かつ加速状態であることを検知した場合もバルブ４０の閉状態を維持することで、無駄な水の吐水が少ないバルブ開閉制御を実現できる。
【００３９】
図１３は、被検知体が加速状態で接近している時のドップラー周波数信号を表しており、加速状態の被検知体のドップラー周波数信号２１２は、周波数が時系列的に上昇している現象がみられる。
【００４０】
加速状態を検知するアルゴリズムとしては、例えば異なる周波数特性をもつ複数のフィルタを信号処理部５２に設置し、図１４のように複数のフィルタにおいて、より低い周波数の信号を通過させるフィルタ３００に任意の閾値２２０以上の電圧値が現れた後所定時間２２２以内に、より高い周波数の信号を通過させるフィルタ３０１に任意の閾値２２１以上の電圧値が現れた場合に被検知体が加速状態であることを検知してもよい。
【００４１】
被検知体の加速状態および接近、離遠状態の検知アルゴリズムを利用し、たとえば図１５のようなフローで組み合わせて処理を実施することによって、より無駄な水が少なく使い勝手のよいバルブ開閉制御を実現できる。
【００４２】
本実施例においては、電波センサを用い、使用する周波数を１０．５GHｚ近傍にて設定を行い、更に非接触にて操作可能な検知範囲を設定している。なお、本発明において、使用する周波数の選定に関わらず、本発明の有する効果と同様の効果を得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のシステムキッチンの概略構成図
【図２】センサ部概略構成図
【図３】ドップラー周波数信号図
【図４】シンク内に物体が置かれた図
【図５】静止物検知方法説明図
【図６】被検知体が静止状態時のドップラー周波数信号図
【図７】シンク側壁に水滴付着時のドップラー周波数信号図
【図８】基準値を更新する静止物検知方法の説明図
【図９】まな板、包丁を洗浄時の信号・周波数特性図
【図１０】被検知体が、センサから離遠するときのドップラー周波数信号図
【図１１】被検知体が、センサに接近するときのドップラー周波数信号図
【図１２】被検知体の離遠状態検知方法の説明図
【図１３】被検知体が加速しながらセンサに接近するときのドップラー周波数信号図
【図１４】被検知体の加速状態検知方法の説明図
【図１５】接近、離遠状態および加速状態検知アルゴリズムを用いたフローチャート の例
【符号の説明】
【００４４】
１…システムキッチン、１０…水栓、１１…吐水口、１２…吐水流、２０…シンク、２１…シンク側壁、２２…シンク底面、３０…給水路、４０…バルブ、５０…センサ部、５１…検知エリア、５２…信号処理部、５３…制御部、５５…受信信号、５６…判定信号、５７…バルブ開閉信号、５８…送信波、５９…受信波、１５０…被検知体、２００…基準値、２０１…０Ｈｚを含むドップラー周波数信号、２０２…０Ｈｚより高い周波数成分を含むドップラー周波数信号、２０３…基準値よりも電圧が高い側の閾値、２０４…基準値よりも電圧が低い側の閾値、２０５…ピーク電圧値、２０６…センサ部への接近、離遠検知のための閾値、２０７…センサ部への接近、離遠検知のための所定時間、２０８、離遠状態時の基準値、２１０…被検知体が加速状態時のドップラー周波数信号、２１１…センサ部へ接近時のドップラー周波数信号、２１２…被検知体が加速状態で、センサに対して接近状態時のドップラー周波数信号、２２２…被検知体の加速状態を検知するための所定時間、２３０…静止状態の被検知体を検知するための所定時間、３００…低周波信号通過フィルタの出力信号、３０１…３００よりも高い周波数通過フィルタの出力信号、４００…更新された基準値、４０３…更新された基準値４００よりも電圧が高い側の閾値、４０４…更新された基準値４００よりも電圧が低い側の閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水口を有する水栓と、
前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、
電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、
前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給
するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、
前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、
前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチン。
【請求項２】
前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持する
ことを特徴とする請求項１記載のシステムキッチン。
【請求項３】
前記バルブが開状態において、
前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作し、
さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持し、
さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体が加速状態であり、かつセンサへ接近していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持する
ことを特徴とする請求項１記載のシステムキッチン。
【請求項１】
吐水口を有する水栓と、
前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、
電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、
前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給
するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、
前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、
前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチン。
【請求項２】
前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持する
ことを特徴とする請求項１記載のシステムキッチン。
【請求項３】
前記バルブが開状態において、
前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作し、
さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持し、
さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体が加速状態であり、かつセンサへ接近していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持する
ことを特徴とする請求項１記載のシステムキッチン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１４８６７１（Ｐ２０１０−１４８６７１Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３００３８（Ｐ２００８−３３００３８）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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