水栓装置
【課題】ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、消費電力を抑える。
【解決手段】吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、
定在波信号が閾値Ａ以上となった場合、対象物の接近を検出し、定在波信号が閾値Ａよりも大きい閾値Ｂ以上となった場合、さらに対象物が吐水口へ接近したことを検出し、ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、給水バルブを開動作させ、定在波信号が閾値Ａ以上となるまでは、ドップラセンサを長サンプリング周期Ｔ１で動作させ、定在波信号が閾値Ａ以上となった場合、ドップラセンサを短サンプリング周期Ｔ２で動作させる。
【解決手段】吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、
定在波信号が閾値Ａ以上となった場合、対象物の接近を検出し、定在波信号が閾値Ａよりも大きい閾値Ｂ以上となった場合、さらに対象物が吐水口へ接近したことを検出し、ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、給水バルブを開動作させ、定在波信号が閾値Ａ以上となるまでは、ドップラセンサを長サンプリング周期Ｔ１で動作させ、定在波信号が閾値Ａ以上となった場合、ドップラセンサを短サンプリング周期Ｔ２で動作させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水栓装置に関する。詳しくは、対象物を検出して自動的な吐水を行う水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗面器に対して吐水を行うための水栓装置として、センサによって対象物の存在等を検出して自動的な吐水を行う構成のものがある。このように自動的な吐水を行う水栓装置としては、センサの配置について高い自由度が得られる等の観点から、電波センサを用いたものが知られている。
【０００３】
水栓装置においては、電波センサとして、マイクロ波ドップラセンサ等のドップラセンサが用いられている。ドップラセンサは、マイクロ波を用いるものである場合、マイクロ波を送信し、送信したマイクロ波を受けた人体等の対象物から反射したマイクロ波を受信することにより、対象物の動き等を検出する。
【０００４】
ドップラセンサのセンサ出力には、定在波信号とドップラ信号とが含まれ、ドップラセンサを用いた対象物の検出においては、定在波信号に基づく対象物の検出と、ドップラ信号に基づく対象物の検出とが行われる。定在波信号によれば、対象物に対する距離、つまり対象物の位置を検出することができ、ドップラ信号によれば、対象物の動きを検出することができる。
【０００５】
このようなドップラセンサを用いた対象物の検出においては、ドップラセンサのセンサ出力から、定在波信号およびドップラ信号の各信号を検出する必要がある。これらの各信号は、ドップラセンサのセンサ出力からフィルタ回路等によって不要な周波数成分を除去すること等により検出される。
【０００６】
一方、水栓装置としては、設置性の向上等の観点から、外部からの電力の供給が不要な電池駆動のものが普及している。電池駆動の水栓装置においては、電池の省電力化を図るため、吐水時の水力を利用した発電機を備える構成が知られている。このような電池駆動の水栓装置においては、電力消費量が多いと、容量の大きい電池を使用する必要等が生じるため、低消費電力化を図ることが重要である。
【０００７】
そこで、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、ドップラセンサを用いて人体等の対象物を検出して自動的な吐水を行う構成において、センサに対して対象物が所定の範囲内に入るまでは定在波信号に基づいて対象物の検出を行い、対象物が所定の範囲内に入った後に、ドップラ信号に基づいて対象物の検出を行う構成が開示されている。具体的には次のとおりである。
【０００８】
ドップラ信号に基づく対象物の検出は、上記のとおり対象物の動きを検出することができるため、対象物の位置を検出するための定在波信号に基づく対象物の検出よりも高い精度で対象物の検出を行うことができる。一方で、ドップラセンサのセンサ出力からドップラ信号を検出するための信号処理は、ドップラセンサのセンサ出力から定在波信号を検出するための信号処理に比べて処理負荷が大きい。
【０００９】
特に、ドップラ信号を検出するためには、ソフト処理として、デジタルフィルタ演算等、複数のデータを用いて膨大な演算処理をする必要があり、そのソフト処理にともなう消費電力は大きい。このため、上述したように対象物が所定の範囲内に入るまでは定在波信号による検出を行い、所定の範囲内に入った後からドップラ信号による検出を行うことで、最初からドップラ信号による検出を行う場合と比べて消費電力の低減が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−０３１８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したようなドップラセンサを用いて対象物の検出を行う水栓装置においては、検出すべき対象物に応じてドップラセンサによるサンプリング周期を切り替える手法がある。具体的には、対象物としての人体の接近を検出する際には、比較的長い（遅い）サンプリング周期によって対象物の検出を行い、人体の接近後においては、検出精度を高めるために比較的短い（速い）サンプリング周期によって対象物として手の動き等の検出を行う手法である。かかる手法によれば、サンプリング周期が長いほど消費電力が少ないことから、常に比較的短いサンプリング周期で対象物の検出を行う場合と比べて消費電力の低減を図ることができる。
【００１２】
このようにサンプリング周期を切り替える手法は、特許文献１のようにドップラセンサを用いて人体等の対象物を検出して自動的な吐水を行う構成において採用される。すなわち、センサに対して対象物が所定の範囲内に入るまでの、定在波信号に基づく対象物の検出は、比較的長いサンプリング周期で行われ、対象物が所定の範囲内に入った後の、ドップラ信号に基づく対象物の検出は、比較的短いサンプリング周期で行われる。
【００１３】
このような検出法によれば、対象物が所定の範囲内に入った後、つまり人体接近を検出した後においては、人体の動作等の検出精度を高めるため、サンプリング周期が短くなり、しかも対象物の検出には比較的高負荷なソフト処理をともなうドップラ信号が用いられる。このため、人体接近後では、対象物が所定の範囲内に入る前、つまり定在波信号によって人体接近を検出する前に比べて、消費電力が格段に大きくなる。このように消費電力が大きくなる時間は、低消費電力化の妨げとなることから、できるだけ短い方が望ましい。
【００１４】
しかしながら、例えば、鏡面が配置される洗面台の洗面器に吐水を行う水栓装置等においては、例えば女子トイレ内での化粧直し等、吐水が行われずに水栓装置の前に人が滞在する状態が長時間継続する場合がある。かかる場合、対象物が所定の範囲内に入った状態が定在波信号によって検出され、サンプリング周期が短くなり、しかも対象物の検出に高負荷な処理をともなうドップラ信号が用いられる状態、つまり消費電力が大きい状態が長時間継続してしまうことになる。このように、ドップラセンサを用いて人体等の対象物を検出して自動的な吐水を行う構成においては、吐水が行われずに水栓装置の前に人が滞在する状態が、ドップラセンサの低消費電力化の障害となる。
【００１５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにドップラセンサによる消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる水栓装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る水栓装置は、吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、前記制御部は、前記センサ出力に含まれる定在波信号に基づいて対象物の前記吐水口への接近を検出する第１検出部と、前記センサ出力に含まれるドップラ信号に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部と、を有し、前記定在波信号があらかじめ設定された第１の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近を検出し、前記定在波信号があらかじめ設定され前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近よりもさらに対象物が前記吐水口へ接近したことを検出し、前記第２検出部により、前記ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、前記給水バルブを開動作させ、前記定在波信号が前記第１の閾値以上となるまでは、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定された第１のサンプリング周期で動作させ、前記定在波信号が前記第１の閾値以上となった場合、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定され前記第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期で動作させるものである。このような構成により、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにドップラセンサによる消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる。
【００１７】
本発明に係る水栓装置は、吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、前記制御部は、前記センサ出力に含まれる定在波信号に基づいて対象物の前記吐水口への接近を検出する第１検出部と、前記定在波信号の周波数の減少量を演算する周波数演算部と、前記センサ出力に含まれるドップラ信号に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部と、を有し、前記定在波信号があらかじめ設定された第１の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近を検出し、前記周波数演算部により算出された前記周波数の減少量があらかじめ設定された閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近よりもさらに対象物が前記吐水口へ接近したことを検出し、前記第２検出部により、前記ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、前記給水バルブを開動作させ、前記定在波信号が前記第１の閾値以上となるまでは、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定された第１のサンプリング周期で動作させ、前記定在波信号が前記第１の閾値以上となった場合、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定され前記第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期で動作させるものである。このような構成により、例えば対象物としての人体の手が吐水口の手前で止まる直前まで、処理負荷が大きく電力消費が大きいドップラ信号による検出処理を停止させることができるため、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにドップラセンサによる消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにドップラセンサによる消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る水栓装置の適用例を示す図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る水栓装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第一実施形態に係る水栓装置に対する使用者の動作についての説明図。
【図４】本発明の第一実施形態に係る水栓装置の検出処理についての説明図。
【図５】本発明の第一実施形態に係る水栓装置の制御フローを示すフロー図。
【図６】本発明の第一実施形態に係る水栓装置の制御フローを示すフロー図。
【図７】本発明の第二実施形態に係る水栓装置に対する使用者の動作についての説明図。
【図８】本発明の第二実施形態に係る水栓装置の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第二実施形態に係る水栓装置の検出処理についての説明図。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る水栓装置の制御フローを示すフロー図。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る水栓装置の制御フローを示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、手などの、吐水を受ける対象物が吐水口の近傍に存在する可能性が高い状態を検出し、かかる状態でのみ比較的負荷が大きく消費電力が大きい処理をともなう検出を実施することで、低消費電力化を図ろうとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
［水栓装置の構成］
本発明の第１実施形態に係る水栓装置１の構成について、図１および図２を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る水栓装置１は、対象物を検出して自動的な吐水を行うものであり、洗面台に備え付けられる洗面器２に対して吐水を行う。洗面器２は、洗面カウンタ３に設けられる。洗面カウンタ３上には、水栓４が設けられる。水栓４は、洗面器２のボール面２ａに対して水を吐出するためのスパウトを構成する。水栓４は、水を吐出する吐水口４ａを有し、この吐水口４ａから吐出される水が洗面器２のボール面２ａ内に吐出されるように設けられる。
【００２２】
水栓４の吐水口４ａから吐出される水は、給水路５により供給される。給水路５は、水道管等の給水源から供給される水を吐水口４ａへと導く。洗面器２には、排水路６が接続されている。排水路６は、吐水口４ａから洗面器２のボール面２ａ内に吐水された水を排出する。
【００２３】
本実施形態の水栓装置１は、電磁弁１１と、マイクロ波ドップラセンサ１２と、制御部１３とを備える。電磁弁１１は、給水路５に設けられ、給水路５の開閉を行う。つまり、電磁弁１１の開閉動作により、給水路５から供給される水の吐水口４ａからの吐水状態と止水状態とが切り換えられる。
【００２４】
電磁弁１１の開閉動作は、制御部１３によって制御される。このため、電磁弁１１は、制御部１３に接続される。電磁弁１１は、制御部１３からの制御信号に従って電気的に制御され、給水路５の開閉を行う。このように、電磁弁１１は、吐水口４ａから吐水される水の給水路５を開閉する給水バルブとして機能する。
【００２５】
マイクロ波ドップラセンサ１２は、吐水口４ａに接近する対象物を検出する。マイクロ波ドップラセンサ１２は、マイクロ波を送信し、送信したマイクロ波を受けた人体等の対象物から反射したマイクロ波を受信することにより、対象物の位置や動き等を検出する。マイクロ波ドップラセンサ１２は、水栓４の内部に設けられ、洗面台の使用者側（図１において左側）に向けてマイクロ波を送信するように配置される。マイクロ波ドップラセンサ１２は、吐水口４ａに人体が近付いてきたことや、吐水口４ａに近付いた人体から吐水口４ａに向けて手が差し出されたこと等を検出するために用いられる。
【００２６】
マイクロ波ドップラセンサ１２は、制御部１３に接続される。マイクロ波ドップラセンサ１２から出力される信号が、制御部１３に入力され、制御部１３により、対象物の位置や動き等が検知される。なお、本実施形態では、ドップラセンサとして、マイクロ波を用いるマイクロ波ドップラセンサ１２が採用されているが、例えば超音波やミリ波を用いるドップラセンサ等であってもよい。
【００２７】
制御部１３は、マイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力に基づいて電磁弁１１の開閉動作を制御する。このため、制御部１３には、上記のとおりマイクロ波ドップラセンサ１２からの出力信号が入力される。また、制御部１３からは、電磁弁１１に対する制御信号が出力される。
【００２８】
以上のように、本実施形態の水栓装置１は、電磁弁１１と、マイクロ波ドップラセンサ１２と、制御部１３とを備え、制御部１３により、マイクロ波ドップラセンサ１２による検出信号に基づいて、電磁弁１１の開閉動作を制御することで、吐水口４ａに接近する対象物の検出、つまり人体検出を行うことで、洗面台の使用者の動き等に応じた吐水を行う。以下、本実施形態の水栓装置１の各部の詳細について説明する。
【００２９】
図２に示すように、マイクロ波ドップラセンサ１２は、発振回路部２１と、送信部２２と、受信部２３と、ミキシング部２４とを有する。発振回路部２１は、マイクロ波ドップラセンサ１２から送信される電波（マイクロ波）を得るための電気信号を生成する。発振回路部２１は、電気信号として、例えば１０．５２５ＧＨｚの周波数を有する信号を生成し、送信信号Ｓ１として出力する。
【００３０】
送信部２２は、発振回路部２１から出力された送信信号Ｓ１を受け、受けた信号を送信する。ここで、発振回路部２１により生成される信号が１０．５２５ＧＨｚの周波数を有する信号である場合、送信部２２は、１０．５２５ＧＨｚのマイクロ波を送信する。受信部２３は、送信部２２から送信され、検出対象となる対象物１０によって反射されたマイクロ波を受信する。受信部２３は、受信したマイクロ波を電気信号に変換し、受信信号Ｓ２として出力する。なお、送信部２２および受信部２３は、信号の送受信を行うためのアンテナを有する。
【００３１】
ミキシング部２４は、発振回路部２１から出力される送信信号Ｓ１と、受信部２３から出力される受信信号Ｓ２とを混合（ミキシング）して出力する。ミキシング部２４は、送信信号Ｓ１と受信信号Ｓ２とを合成し、マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３とする。ミキシング部２４から出力されるセンサ出力Ｓ３は、制御部１３に入力される。
【００３２】
マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３には、定在波信号とドップラ信号とが含まれる。定在波信号は、対象物１０に対する距離、つまり対象物１０の位置の検出に用いられ、ドップラ信号は、対象物１０の動きの検出に用いられる。
【００３３】
次に、制御部１３について説明する。図２に示すように、制御部１３は、ローパスフィルタ部３１と、アンプ部３２と、ドップラ信号検出部３３と、定在波信号検出部３４と、対象物検出部３５と、電極弁制御部３６と、センサ制御部３７と、記憶部３８とを有する。また、対象物検出部３５は、人体動作検出部３９と、人体位置検出部４０とを含む。また、制御部１３は、時間を計測するためのタイマ４１を有する。
【００３４】
制御部１３は、具体的には、データ通信用のバス等により互いに接続されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリや入出力インターフェイス等の各種機能部分を有する。制御部１３は、入出力インターフェイスとして、マイクロ波ドップラセンサ１２からの入力信号を受けるための入力インターフェイス、および電磁弁１１に対する制御信号を出力するための出力インターフェイスを有する。制御部１３が有するＣＰＵは、記憶部３８等に記憶された制御プログラム等に従って所定の演算を行う演算部として機能する。
【００３５】
ローパスフィルタ部３１は、入力された信号から、送信信号Ｓ１や受信信号Ｓ２の周波数帯域であるマイクロ波周波数帯域の成分を除去するローパスフィルタを有する。ローパスフィルタ部３１は、ローパスフィルタにより、マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３から、マイクロ波周波数帯域の成分を除去する。ローパスフィルタ部３１は、センサ出力Ｓ３からマイクロ波周波数帯域の成分を除去した信号を、信号Ｓ４として出力する。
【００３６】
アンプ部３２は、ローパスフィルタ部３１から出力された信号Ｓ４の入力を受け、入力された信号を増幅して出力する。したがって、アンプ部３２からは、信号Ｓ４が増幅された増幅信号Ｓ５が出力される。アンプ部３２から出力される増幅信号Ｓ５は、定在波信号である直流成分とドップラ信号である交流成分とを含む。
【００３７】
ドップラ信号検出部３３は、アンプ部３２から出力された増幅信号Ｓ５の入力を受ける。ドップラ信号検出部３３は、入力された増幅信号Ｓ５の周波数成分のうち、人体検出に不要な周波数帯域の成分を除去するフィルタを有する。ドップラ信号検出部３３は、フィルタにより、増幅信号Ｓ５から人体検出に不要な周波数帯域の成分を除去する。ここで、人体検出に不要な周波数帯域は、例えば５０Ｈｚを上回る周波数帯域である。
【００３８】
ドップラ信号検出部３３は、増幅信号Ｓ５から人体検出に不要な周波数帯域の成分を除去した信号を、人体検出用のドップラ信号Ｓ６として出力する。ドップラ信号検出部３３では、上記のとおり定在波信号である直流成分とドップラ信号である交流成分とを含む増幅信号Ｓ５から、人体検出に不要な周波数帯域の成分を除去することにより、ドップラ信号Ｓ６が抽出される。具体的には、ドップラ信号検出部３３は、増幅信号Ｓ５をＡ／Ｄ変換によりデジタル信号とした後、マイクロコンピュータ等によるソフト処理としてデジタルフィルタ演算等を行うことにより、ドップラ信号Ｓ６を抽出する。
【００３９】
ここで、マイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力Ｓ３に含まれるドップラ信号による対象物（人体等）の動きの検出について説明する。対象物の動きは、次式（１）に基づいて検出される。
【００４０】
基本式：ΔＦ＝ＦＳ−Ｆｂ＝２×ＦＳ×ν／ｃ ・・・（１）
ΔＦ：ドップラ周波数（センサ出力Ｓ３に含まれるドップラ信号の周波数）
ＦＳ：送信周波数（送信信号Ｓ１の周波数）
Ｆｂ：反射周波数（受信信号Ｓ２の周波数）
ν：検出対象物の移動速度
ｃ：光速（３００×１０６ｍ／ｓ）
【００４１】
上記式（１）にならうと、マイクロ波ドップラセンサ１２において、送信部２２から送信された送信周波数ＦＳのマイクロ波は、速度νで移動している対象物１０によって反射される。この対象物１０からの反射波は、受信部２３により受信される。受信部２３により受信される反射波の周波数は、相対運動によるドップラ周波数シフトを受け、送信周波数ＦＳとは異なる反射周波数Ｆｂとなる。
【００４２】
ミキシング部２４において送信信号Ｓ１と受信信号Ｓ２とがミキシングされた信号から、ローパスフィルタ部３１によって高周波成分が除去されることによって、センサ出力Ｓ３からドップラ周波数が抽出される。そして、ドップラ信号検出部３３によって人体検出のための周波数帯域（例えば５０Ｈｚ以下）の成分が抽出され、人体検出用のドップラ信号Ｓ６が得られる。
【００４３】
ドップラ信号検出部３３から出力されたドップラ信号Ｓ６は、対象物検出部３５が有する人体動作検出部３９に入力される。人体動作検出部３９は、入力されたドップラ信号Ｓ６に基づき、対象物１０の動きから、対象物１０が吐水口４ａから吐出される水を受ける程度の位置に達したこと等を検出する。
【００４４】
定在波信号検出部３４は、アンプ部３２から出力された増幅信号Ｓ５の入力を受ける。定在波信号検出部３４は、入力された増幅信号Ｓ５から定在波信号を検出する。定在波信号検出部３４では、上記のとおり定在波信号である直流成分とドップラ信号である交流成分とを含む増幅信号Ｓ５から、ドップラ信号の成分が除去されることにより、定在波信号Ｓ７が抽出される。
【００４５】
具体的には、定在波信号検出部３４は、交流成分除去回路として機能するローパスフィルタ回路を有する。定在波信号検出部３４は、ローパスフィルタ回路により、増幅信号Ｓ５からドップラ信号成分を除去することで、定在波信号を抽出する。つまり、定在波信号検出部３４は、アンプ部３２から出力される増幅信号Ｓ５から交流成分を除去することで、定在波信号Ｓ７を抽出する。定在波信号検出部３４は、増幅信号Ｓ５から抽出した定在波信号Ｓ７を出力する。
【００４６】
なお、定在波信号検出部３４においては、対象物１０に対する距離の検出精度を向上するための信号処理が適宜採用される。具体的には、例えば次のような処理が行われる。定在波信号は、マイクロ波ドップラセンサ１２と対象物１０との距離が長いほど信号レベル（電圧レベル）が小さくなるように周期的に変化する信号である。このように周期的に信号レベルが変化する定在波信号においては、振幅が大きな腹部と振幅が小さな節部とが１／４周期ごとに交互に存在するため、対象物１０に対する距離について十分な検出精度が得られない場合がある。なお、定在波信号の信号レベルは、周期的に変化する波形の振幅値に相当する。
【００４７】
そこで、定在波信号検出部３４において、まず、上記のとおりローパスフィルタ回路によって得られる定在波信号から、位相をシフトさせた信号を生成する。次に、ローパスフィルタ回路から出力された定在波信号、および位相をシフトさせた信号の各信号を、全波整流する。そして、全波整流した各信号を、加算し、合成信号とする。このようにして得られた合成信号は、マイクロ波ドップラセンサ１２と対象物１０との距離に応じた信号レベルの信号となる。
【００４８】
定在波信号検出部３４においてこのような信号処理を行うことにより、合成信号として、マイクロ波ドップラセンサ１２が配置される水栓４の吐水口４ａと人体等の対象物１０との距離が近いほどレベルが大きくなる信号が得られる。これにより、対象物１０に対する距離について検出精度の向上を図ることができる。なお、この信号処理においては、加算されて合成される、互いに位相が異なる定在波信号の数が多いほど、算出される合成信号は滑らかな曲線となり、より高い検出精度を得ることができる。
【００４９】
このような対象物１０に対する距離の検出精度向上のための信号処理を行う場合、定在波信号検出部３４においては、例えば、定在波信号の位相をシフトさせるための位相シフト回路や、信号の全波整流を行うための全波整流回路や、全波整流した信号を加算して合成するための加算回路等が備えられる。
【００５０】
定在波信号検出部３４から出力された定在波信号Ｓ７は、対象物検出部３５が有する人体位置検出部４０に入力される。人体位置検出部４０は、入力された定在波信号Ｓ７に基づき、対象物１０が吐水口４ａに対して所定の範囲内に入ったことや、対象物１０が吐水口４ａに対して所定の範囲内から出たこと等を検出する。
【００５１】
電極弁制御部３６は、対象物検出部３５から出力される検出信号に基づいて、電磁弁１１の開閉動作を制御する。具体的には、電極弁制御部３６は、対象物検出部３５の人体動作検出部３９においてドップラ信号検出部３３から入力されたドップラ信号Ｓ６に基づいて対象物１０が吐水口４ａから吐出される水を受ける程度の位置に達したことが検出されると、電磁弁１１を開動作させる。
【００５２】
センサ制御部３７は、マイクロ波ドップラセンサ１２の動作を制御する。センサ制御部３７によるマイクロ波ドップラセンサ１２の動作の制御には、マイクロ波ドップラセンサ１２のサンプリング周期の制御が含まれる。
【００５３】
ここで、マイクロ波ドップラセンサ１２のサンプリング周期（以下単に「サンプリング周期」という。）とは、マイクロ波ドップラセンサ１２を所定の周期で間欠的に動作させる際の動作周期である。例えば、マイクロ波ドップラセンサ１２の動作を１００ｍｓ（ミリ秒）間隔で周期的に行う場合、サンプリング周期は１００ｍｓとなる。この場合、マイクロ波ドップラセンサ１２においては、１００ｍｓごとに、受信部２３によって対象物１０から反射波が受信され、センサ出力Ｓ３が出力される。
【００５４】
サンプリング周期が短い（速い）ほど、高い精度でデータの検出を行うことができるが、消費電力が多くなる。逆に、サンプリング周期が長い（遅い）ほど、データの検出精度は低くなるが、消費電力が少なくなる。本実施形態の水栓装置１は、洗面台の使用者の人体の接近を検出する際には、比較的長い（遅い）サンプリング周期によって対象物の検出を行い、人体の接近後においては、検出精度を高めるために比較的短い（速い）サンプリング周期によって使用者の手の動き等の検出を行う。このように検出すべき対象物に応じてサンプリング周期を切り替えることで、サンプリング周期が長いほど消費電力が少ないことから、常に比較的短いサンプリング周期で対象物の検出を行う場合と比べて消費電力の低減が図られる。
【００５５】
記憶部３８は、水栓装置１の制御プログラムや後述するような水栓装置１における吐水制御に用いられる各種データ等を記憶する。記憶部３８は、例えばＣＰＵに接続されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。
【００５６】
ドップラ信号検出部３３および人体動作検出部３９によるドップラ信号Ｓ６に基づく対象物１０の検出によれば、定在波信号検出部３４および人体位置検出部４０による定在波信号Ｓ７に基づく対象物１０の検出よりも高い精度を得ることができる。すなわち、定在波信号Ｓ７を用いた検出は、定在波信号Ｓ７の振幅値に基づくものであるのに対し、ドップラ信号Ｓ６は、センサ出力Ｓ３に対してデジタルフィルタ演算等が施された信号であるため、外乱ノイズ等を除去することができ、より高い精度での対象物１０の検出が行われる。
【００５７】
以上のような構成を備える本実施形態の水栓装置１においては、制御部１３により、マイクロ波ドップラセンサ１２による検出信号、つまりセンサ出力Ｓ３に基づく吐水制御が行われる。具体的には、洗面台の使用者が、吐水口４ａからの吐水を利用する場合に行う特徴的な動作を、センサ出力Ｓ３から検出することで、使用者の一連の動作において、サンプリング周期を短いサンプリング周期に切り替えるタイミングと、上述したようにドップラ信号検出部３３においてドップラ信号Ｓ６を抽出する際に行われるデジタルフィルタ演算等のソフト処理（以下単に「ソフト処理」という。）を開始するタイミングとを異ならせ、後者のタイミングを前者のタイミングよりも遅らせる。
【００５８】
サンプリング周期が短いサンプリング周期に切り替えられた状態は、消費電力が多い状態である。また、ソフト処理は、比較的高負荷な処理であるため、ソフト処理を実行している状態は、消費電力が多い状態である。そこで、洗面台の使用者の洗面台への接近を検出することで、サンプリング周期を短くし、その後、使用者が吐水口４ａからの吐水を利用する場合に行う特徴的な動作を検出することで、ソフト処理を開始する。これにより、サンプリング周期を短いサンプリング周期に切り替えるタイミングに対してソフト処理を開始するタイミングを遅らせる。
【００５９】
つまり、使用者の洗面台への接近の検出によってサンプリング周期を短いサンプリング周期に切り替えてから、使用者が吐水口４ａからの吐水を利用する可能性が高い状態を検出し、かかる状態となるまで、ソフト処理を停止させておく。このような吐水制御を行うことにより、人体の検出性能を低下させることなく、低消費電力化を図る。以下、本実施形態の水栓装置１において行われる吐水制御の具体的な内容について説明する。
【００６０】
［制御内容］
本実施形態の水栓装置１において行われる吐水制御は、マイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力Ｓ３に基づいて、水栓４の吐水口４ａから水を吐水させる際の制御である。マイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力Ｓ３は、洗面台の使用者が吐水口４ａからの吐水を利用する場合に行う特徴的な動作を反映する。
【００６１】
ここで、対象物１０となる洗面台の使用者が吐水口４ａからの吐水を利用する場合の動作について、図３を用いて説明する。図３（ａ）に示すように、洗面器２が備え付けられる洗面台の使用者２０は、洗面台の使用に際して、水栓４に対して離れた位置から、洗面台に向かって移動し、洗面台の洗面カウンタ３、つまり水栓４に接近する（矢印Ａ１参照）。
【００６２】
図３（ｂ）に示すように水栓４に接近した使用者２０は、水栓４の吐水口４ａから吐出される水を利用して手を洗ったりするほか、化粧直し等のために洗面台において使用者２０の正面に配置される鏡を見る等、吐水口４ａからの吐水を利用しないで洗面台を使用する場合がある。
【００６３】
使用者２０は、吐水口４ａから吐水される水を利用する場合、図３（ｃ）に示すように、手２０ａに吐水口４ａからの吐水を受けるため、手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作を行う（矢印Ａ２参照）。つまり、使用者２０は、図３（ｂ）に示すように水栓４に接近した状態から、同図（ｃ）に示すように、手２０ａを動かし始め、吐水口４ａからの吐水を受ける位置で手２０ａを止めるという動作を行う。このように使用者２０による手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作が、使用者２０が吐水口４ａからの吐水を利用する場合に行う特徴的な動作となる。
【００６４】
以上のような使用者２０の一連の動作に対し、本実施形態の吐水制御では、マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３により、使用者２０が水栓４に接近したこと（図３（ａ）→図３（ｂ））と、吐水口４ａから吐水される水を利用する使用者２０が手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作を行うことで手２０ａが吐水口４ａに接近したこと（図３（ｂ）→図３（ｃ））とが検出される。そして、前者が検出されることで、サンプリング周期が短いサンプリング周期に切り替えられ、後者が検出されることで、ソフト処理が開始される。
【００６５】
使用者２０が水栓４に接近したこと、および使用者２０の手２０ａが吐水口４ａに接近したことは、定在波信号Ｓ７に基づいて検出される。したがって、使用者２０が水栓４に接近したこと、および使用者２０の手２０ａが吐水口４ａに接近したことは、制御部１３において、定在波信号検出部３４によって検出された定在波信号Ｓ７に基づいて、人体位置検出部４０により検出される。このように、本実施形態では、人体位置検出部４０が、センサ出力Ｓ３に含まれる定在波信号Ｓ７に基づいて対象物の吐水口４ａへの接近を検出する第１検出部として機能する。以下の説明では、人体位置検出部４０により検出される、使用者２０が水栓４に接近したことを「人体接近」といい、同じく人体位置検出部４０により検出される、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａに接近したことを「手接近」という。
【００６６】
また、本実施形態の吐水制御では、マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３により、定在波信号Ｓ７に基づいて手接近が検出された後、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａからの吐水を受ける位置で止まるまでの動作において、手２０ａが、手接近が検出された時よりもさらに吐水口４ａに近付く際の動作が検出される。このように手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作が検出されることで、電磁弁１１が開動作され、水栓４からの吐水が行われる。
【００６７】
手接近が検出された時よりもさらに手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作は、ドップラ信号Ｓ６に基づいて検出される。つまり、手接近が検出された時よりもさらに手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作は、ソフト処理が行われている状態で検出される。したがって、手接近が検出された時よりもさらに手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作は、制御部１３において、ドップラ信号検出部３３によって検出されたドップラ信号Ｓ６に基づいて、人体動作検出部３９により検出される。このように、本実施形態では、人体動作検出部３９が、センサ出力Ｓ３に含まれるドップラ信号Ｓ６に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部として機能する。以下の説明では、人体動作検出部３９により検出される、手接近が検出された時よりもさらに手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作を「手動作」という。
【００６８】
そして、手動作が検出されると、電極弁制御部３６は、対象物検出部３５からの検出信号を受け、電磁弁１１を開動作させる。これにより、給水路５が開かれ、吐水口４ａからの吐水が開始される。
【００６９】
以下、本実施形態の吐水制御について、図４を用いて具体的に説明する。図４において、上段に示すグラフは、定在波信号の波形の一例を示す。同じく図４において、中段は、マイクロ波ドップラセンサ１２によるサンプリングのタイミングを示す。同じく図４において、下段は、ソフト処理の実行状態を示す。
【００７０】
図４に示す定在波信号の波形は、図３を用いて説明したような使用者２０の一連の動作が行われることで得られる波形の一例である。図４に示す定在波信号の波形において、符号Ｘａで示すタイミングは、使用者２０が水栓４に対して離れた位置から水栓４に接近したタイミングに対応する（図３（ｂ）参照）。また、符号Ｘｂで示すタイミングは、使用者２０が吐水口４ａからの吐水を受けるために手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作を行う際に、手２０ａを動かし始めたタイミングに対応する。また、符号Ｘｃで示すタイミングは、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａからの吐水を受ける位置で止まったタイミングに対応する（図３（ｃ）参照）。
【００７１】
本実施形態の吐水制御においては、定在波信号Ｓ７の信号レベル、つまり振幅値について、第１の閾値としての閾値Ａと、閾値Ａよりも大きい第２の閾値としての閾値Ｂとがあらかじめ設定される（閾値Ａ＜閾値Ｂ）。これら閾値Ａおよび閾値Ｂは、制御部１３において記憶部３８等にあらかじめ設定され記憶される。
【００７２】
そして、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上となることを条件として、人体接近が検出される。図４に示す例では、使用者２０が水栓４に接近したタイミング（符号Ｘａ）である時刻ｔ１に、人体接近が検出されている。また、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上となることを条件として、手接近が検出される。図４に示す例では、使用者２０が手２０ａを動かし始めたタイミング（符号Ｘｂ）から手２０ａが止まったタイミング（符号Ｘｃ）までの間における時刻ｔ２に、手接近が検出されている。
【００７３】
すなわち、定在波信号Ｓ７の信号レベル（振幅値）は、マイクロ波ドップラセンサ１２と対象物１０（使用者２０の人体）との距離が近くなることで大きくなる。そこで、上述したような使用者２０の一連の動作において、まず、使用者２０が水栓４に接近し、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上となることで、人体接近が検出され（時刻ｔ１）、次に、水栓４に接近した使用者２０が手２０ａを動かし始め、手２０ａが吐水口４ａに接近し、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上となることで、手接近が検出される（時刻ｔ２）。
【００７４】
以上のような検出処理において、人体接近が検出された時刻ｔ１に、サンプリング周期Ｔが、短いサンプリング周期に切り換えられる。すなわち、図４に示すように、人体接近が検出される時刻ｔ１までは、水栓装置１の待機状態であり、サンプリング周期Ｔは比較的長いサンプリング周期（以下「長サンプリング周期」という。）Ｔ１とされ、人体接近が検出された時刻ｔ１を境に、サンプリング周期Ｔが比較的短いサンプリング周期（以下「短サンプリング周期」という。）Ｔ２に切り替えられる。
【００７５】
すなわち、人体接近を検出する際には、長サンプリング周期Ｔ１で検出を行い、人体接近後においては、検出精度を高めるために短サンプリング周期Ｔ２で検出を行う。これにより、サンプリング周期Ｔが長いほど消費電力が少ないことから、常に短サンプリング周期Ｔ２で使用者２０の検出を行う場合と比べて消費電力の低減を図ることができる。長サンプリング周期Ｔ１は、例えば１００ｍｓ程度に設定され、短サンプリング周期Ｔ２は、例えば１０ｍｓ程度に設定される。本実施形態では、長サンプリング周期Ｔ１が、第１のサンプリング周期に相当し、短サンプリング周期Ｔ２が、第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期に相当する。
【００７６】
そして、時刻ｔ１にサンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１から短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられてから、手接近が検出された時刻ｔ２に、ソフト処理が開始される。ソフト処理は、ドップラ信号Ｓ６に基づいて手動作を検出するために行われる処理であり、デジタルフィルタ演算等の処理を含む高負荷な処理である。このソフト処理が行われている状態で、電磁弁１１を開弁させて吐水口４ａからの吐水を行うための手動作が検出される。
【００７７】
手動作の検出は、上述したようにソフト処理が行われている状態においてドップラ信号Ｓ６に基づいて行われる。具体的には、ソフト処理によれば、その演算結果としての演算値が得られる。この演算値は、ドップラ信号Ｓ６についての値であって、ドップラ信号Ｓ６についての信号の分散度合い等を表す値であり、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａに近付くほど大きくなる値である。
【００７８】
このソフト処理による演算結果としての演算値について、所定の値（以下「値Ｃ」とする。）があらかじめ設定される。そして、ソフト処理により抽出されたドップラ信号Ｓ６についての演算値が、あらかじめ設定された値Ｃ以上となることを条件として、手動作が検出される。このドップラ信号Ｓ６についての演算値の比較対象となる値Ｃは、制御部１３において記憶部３８等にあらかじめ設定され記憶される。
【００７９】
手動作が検出されることで吐水口４ａからの吐水が開始された後は、あらかじめ設定される所定の条件に基づいて、電磁弁１１が閉動作し、吐水口４ａからの吐水が停止される。ここで用いられる所定の条件としては、例えば、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａを下回ること等によって使用者２０が水栓４から離れたこと（人体離反）が検出されることや、吐水開始から所定時間経過したこと等が挙げられる。
【００８０】
以上のように、本実施形態の吐水制御においては、制御部１３は、定在波信号Ｓ７があらかじめ設定された閾値Ａ以上となった場合、人体位置検出部４０により、対象物の接近を検出する。ここで、対象物の接近は、図４に示す例では時刻ｔ１に検出された人体接近に相当する。
【００８１】
また、制御部１３は、定在波信号Ｓ７があらかじめ設定された閾値Ｂ以上となった場合、人体位置検出部４０により、人体接近よりもさらに対象物が吐水口４ａへ接近したことを検出する。ここで、人体接近よりもさらに対象物が吐水口４ａへ接近したことは、図４に示す例では時刻ｔ２に検出された手接近に相当する。
【００８２】
また、制御部１３は、同じく定在波信号Ｓ７があらかじめ設定された閾値Ｂ以上となった場合、人体動作検出部３９により、ドップラ信号Ｓ６があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、電磁弁１１を開動作させ、吐水口４ａからの吐水を行う。つまり、制御部１３は、定在波信号Ｓ７が閾値Ｂ以上となることで、手接近の検出にともない、手動作が検出可能な状態となるように、ソフト処理を開始する。したがって、ここで、手動作の検出条件となる、ドップラ信号Ｓ６があらかじめ設定された値以上となったことは、上述したようにドップラ信号Ｓ６についての演算値が値Ｃ以上となったことに相当する。
【００８３】
このような検出処理を行うとともに、制御部１３は、サンプリング周期Ｔの切替えを行う。具体的には、制御部１３は、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となるまでは、マイクロ波ドップラセンサ１２を、あらかじめ設定された長サンプリング周期Ｔ１で動作させ、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となった場合、マイクロ波ドップラセンサ１２を、あらかじめ設定された短サンプリング周期Ｔ２で動作させる。すなわち、図４に示す例では、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ未満の状態である時刻ｔ１より前では、サンプリング周期Ｔとして長サンプリング周期Ｔ１を採用し、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となった時刻ｔ１以降では、サンプリング周期Ｔとして短サンプリング周期Ｔ２を採用する。
【００８４】
こうした制御部１３によるサンプリング周期Ｔの切替えは、制御部１３が有するセンサ制御部３７により行われる。このため、長サンプリング周期Ｔ１および短サンプリング周期Ｔ２の値は、例えばセンサ制御部３７においてあらかじめ設定され記憶される。
【００８５】
以上のように、本実施形態の吐水制御は、定在波信号Ｓ７の振幅値について、閾値Ａと、閾値Ａよりも大きい閾値Ｂとを用い、閾値Ａにより、検出精度を高めるためのサンプリング周期の切替えタイミングを制御し、閾値Ｂにより、サンプリング周期の切替えタイミングよりも後に訪れることになるソフト処理の開始タイミングを制御する。つまり、本実施形態の吐水制御は、定在波信号Ｓ７の振幅値について閾値Ａよりも大きい閾値Ｂを用いることで、吐水口４ａの近傍に手２０ａが存在する可能性が高い状態を検出し、かかる状態が検出されたときのみ、処理負荷が大きく消費電力が大きいソフト処理を実行する。
【００８６】
言い換えると、本実施形態の吐水制御は、検出精度を高めるためにサンプリング周期を切り替えるタイミングと、ソフト処理を開始するタイミングとをずらし、前者のタイミングよりも後者のタイミングの方が後となるような制御を行う。そして、ソフト処理を開始するタイミングを、サンプリング周期を切り替えるタイミングよりも吐水口４ａの近傍に手２０ａが存在する可能性が高い状態としている。
【００８７】
以上のような吐水制御を行う本実施形態の水栓装置１によれば、マイクロ波ドップラセンサ１２を用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにマイクロ波ドップラセンサ１２による消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる。
【００８８】
具体的には、図４に示すように、本実施形態の吐水制御においては、人体接近が検出されサンプリング周期Ｔが切り替えられたタイミング（時刻ｔ１）から、手接近が検出されるタイミング（時刻ｔ２）までの間（符号Δｔａ参照）、処理負荷が大きく消費電力が大きいソフト処理が停止されていることから、その分消費電力を削減することができる。
【００８９】
人体接近が検出されたタイミングである時刻ｔ１以降は、使用者２０が洗面台に接近した状態である。しかし、使用者２０が洗面台に接近した状態であっても、例えば女子トイレ内での化粧直し等、吐水が行われずに洗面台の前に使用者２０が滞在しているだけの状態が長時間継続する場合がある。このような場合、仮に人体接近の検出タイミング（時刻ｔ１）からソフト処理を開始したとすると、サンプリング周期Ｔが短サンプリング周期Ｔ２であり、かつソフト処理が行われることで、消費電力が大きい状態が長時間継続してしまうことになる。
【００９０】
そこで、ソフト処理を開始するタイミングを人体接近の検出タイミング（時刻ｔ１）から手接近の検出タイミング（時刻ｔ２）に遅らせることで、吐水が行われないにもかかわらず消費電力が大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を削減することができる。すなわち、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａからの吐水を受ける位置に近付こうとしたときのみソフト処理が実行されるため、人が洗面台の前に滞在しているだけのときの消費電力を抑えることができる。ここで、ソフト処理を開始する条件として検出される手接近は、上記のとおり吐水口４ａの近傍に手２０ａが存在する可能性が高い状態であり、使用者２０が吐水口４ａから吐出される水を利用する場合に行われる動作により生じる状態である。
【００９１】
したがって、例えば化粧直し等のように吐水が必要とされず、吐水口４ａの近傍に向けて手２０ａを差し出す動作が行われない状態では、ソフト処理を開始する条件である手接近は検出されない。このため、人体接近が検出される時刻ｔ１から手接近が検出される時刻ｔ２までの間ソフト処理を停止させることは、吐水口４ａの近傍に差し出された手２０ａ等に対して吐水を行う吐水制御においては、検出性能を妨げることはない。このように、本実施形態の吐水制御によれば、消費電力を抑えることができ、なおかつ安定した検出性能を実現することができる。
【００９２】
以下では、本実施形態の吐水制御の処理の一例について、図５および図６に示すフロー図を用いて説明する。なお、以下に説明する制御処理は、制御部１３のＣＰＵが記憶部３８等に記憶された所定の制御プログラムを読み出して実行することにより行われる。
【００９３】
図５に示すように、水栓装置１の待機状態においては、サンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１に設定され（Ｓ１０）、マイクロ波ドップラセンサ１２によって長サンプリング周期Ｔ１でのデータのサンプリングが行われる（Ｓ２０）。
【００９４】
長サンプリング周期Ｔ１でサンプリングが行われている状態で、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ３０）。ステップＳ３０にて定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上であると判断されるまでは、長サンプリング周期Ｔ１でのサンプリング状態が継続される（Ｓ３０、Ｎｏ）。
【００９５】
ステップＳ３０において、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上であると判断された場合（Ｓ３０、Ｙｅｓ）、人体検出判定が行われる（Ｓ４０）。つまり、この場合は、図４に示す例において、時刻ｔ１で人体接近の検出が行われた場合に相当する。したがって、人体検出判定が行われると、サンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１から短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられる（Ｓ５０）。
【００９６】
サンプリング周期Ｔが短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられると、その時点を起点として、タイマ４１において時間ｔ＝０に設定されることでタイマ４１による時間の計測が開始され（Ｓ６０）、マイクロ波ドップラセンサ１２によって短サンプリング周期Ｔ２でのデータのサンプリングが開始される（Ｓ７０）。
【００９７】
図６に示すように、短サンプリング周期Ｔ２でサンプリングが行われている状態で、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ８０）。ここで、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上であると判断されるまでにおいて、定在波信号Ｓ７の振幅値が小さい状態が一定時間以上継続した場合、サンプリング周期Ｔを短サンプリング周期Ｔ２から長サンプリング周期Ｔ１に戻すという処理が行われる。
【００９８】
すなわち、図６に示すように、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上であると判断されるまでは（Ｓ８０、Ｎｏ）、図５に示すように、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ９０）。ここで、閾値ａは、閾値Ｂよりも小さい値であり、例えば閾値Ａと同値であってもよい。
【００９９】
ステップＳ９０において、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上である限り（Ｓ９０、Ｙｅｓ）、タイマ４１においては時間ｔ＝０に設定され（Ｓ１００）、短サンプリング周期Ｔ２でのサンプリングが継続される。一方、ステップＳ９０において、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上でないと判断された場合（Ｓ９０、Ｎｏ）、タイマ４１における計測時間が時間ｔ＝ｔ＋１とされ（Ｓ１１０）、時間ｔがあらかじめ設定された所定の時間ｔｈ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ１２０）。つまり、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上であると判断されるまでは、タイマ４１による時間の経過にともない、つまりタイマ４１において時間ｔ＝ｔ＋１として時間の計測が進むたびに、時間ｔｈが経過したか否かが判断される。
【０１００】
ステップＳ１２０において、時間ｔが所定の時間ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１２０、Ｙｅｓ）、つまりステップＳ６０において時間の計測が開始されてから、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上とならない状態が時間ｔｈの間継続した場合、サンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１へと戻される（Ｓ１０）。すなわち、ステップＳ６０において時間の計測が開始されてから、時間ｔｈが経過するまでの間に、１度でも定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上となれば（Ｓ９０、Ｙｅｓ）、その時点で時間の計測がリセットされ（Ｓ１００）、再度時間の計測が開始される。したがって、ステップＳ９０において定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上とならない場合、ステップＳ１２０において時間ｔが所定の時間ｔｈ以上であると判断されない限りは、タイマ４１はリセットされることなく処理が継続される（Ｓ１２０、Ｎｏ）。
【０１０１】
このように、サンプリング周期Ｔが短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられてから、定在波信号Ｓ７の振幅値があらかじめ設定された閾値ａ以上とならない状態が、あらかじめ設定された所定の時間ｔｈ以上継続した場合、短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられたサンプリング周期Ｔを長サンプリング周期Ｔ１に戻すという処理が行われる。所定の時間ｔｈは、例えば数秒から数十秒程度の範囲で設定される。
【０１０２】
このように、所定の場合にサンプリング周期Ｔを戻すという処理を行うことで、人体接近についての誤検出等によってサンプリング周期が短い状態が無駄に継続することを防止することができる。これにより、無駄な消費電力を削減することができ、更なる低消費電力化を図ることが可能となる。
【０１０３】
図６に示すように、ステップＳ８０において、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上であると判断された場合（Ｓ８０、Ｙｅｓ）、手接近判定が行われる（Ｓ１３０）。つまり、この場合は、図４に示す例において、時刻ｔ２で手接近の検出が行われた場合に相当する。
【０１０４】
ステップＳ１３０において手接近判定が行われると、タイマ４１がリセットされるとともに（Ｓ１４０）、マイクロ波ドップラセンサ１２によって短サンプリング周期Ｔ２でのデータのサンプリングが継続された状態で（Ｓ１５０）、演算処理が開始される（Ｓ１６０）。つまり、ここでは、ソフト処理が開始され、制御部１３が、電磁弁１１の開動作による吐水口４ａからの吐水を行う際の契機となる手動作を検出するための準備状態となる。
【０１０５】
したがって、ステップＳ１６０において演算処理が開始された後は、演算結果としての演算値が値Ｃ以上であるか否かの判断が行われ（Ｓ１７０）る。ステップＳ１７０において演算値が値Ｃ以上と判断された場合（Ｓ１７０、Ｙｅｓ）、手検出判定が行われ（Ｓ１８０）、電磁弁１１の開動作が行われることで（Ｓ１９０）、吐水口４ａからの吐水が開始され、処理は終了する。なお、ステップＳ１８０における手検出判定は、上述したようにドップラ信号Ｓ６に基づく手動作の検出に相当する。
【０１０６】
一方、手接近判定が行われ（Ｓ１３０）、演算処理が開始されてから（Ｓ１６０）、演算値が値Ｃ以上とならない状態が一定時間以上継続した場合、再度閾値を用いた定在波信号Ｓ７の大きさの判定を行い、上述したように場合によってはサンプリング周期Ｔを短サンプリング周期Ｔ２から長サンプリング周期Ｔ１に戻すという処理が行われる。
【０１０７】
すなわち、ステップＳ１７０において、演算値が値Ｃ以上であると判断されるまでは（Ｓ１７０、Ｎｏ）、タイマ４１において時間ｔ＝ｔ＋１として時間の計測が進むたびに（Ｓ２００）、時間ｔがあらかじめ設定された所定の時間ｔｇ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ２１０）。
【０１０８】
一方、ステップＳ１４０においてタイマ４１がリセットされてから、ステップＳ１７０において演算値が値Ｃ以上であると判断されるまでに、所定の時間ｔｇが経過した場合（Ｓ２１０、Ｙｅｓ）、再度タイマ４１がリセットされ（Ｓ２２０）、処理はステップＳ９０へと移行する（図５参照）。つまりこの場合、上述したように、定在波信号Ｓ７についての閾値ａを用いて、所定の場合にサンプリング周期Ｔを戻すという処理が行われる。一方、ステップＳ１７０において演算値が値Ｃ以上とならない場合、ステップＳ２１０において時間ｔが所定の時間ｔｇ以上であると判断されない限りは、タイマ４１はリセットされることなくソフト処理が継続される（Ｓ２１０、Ｎｏ）。なお、ステップＳ２１０において時間ｔが所定の時間ｔｇ以上であると判断された場合は、演算処理を停止させる制御を行ってもよい。
【０１０９】
このように、ソフト処理が開始されてから、演算処理による演算値が値Ｃ以上とならない状態が、あらかじめ設定された所定の時間ｔｇ以上継続した場合、再度、サンプリング周期Ｔを短サンプリング周期Ｔ２から長サンプリング周期Ｔ１戻すか否かの判断処理が行われる。所定の時間ｔｇは、例えば数秒から数十秒程度の範囲で設定される。
【０１１０】
このように、ソフト処理が開始されてから一定時間以上、手動作が検出されずに吐水口４ａからの吐水が行われない状態が継続した場合、再度サンプリング周期Ｔを所定の条件の下で戻すという処理を行うことで、手動作についての誤検出等によってソフト処理が開始された状態であっても、サンプリング周期が短い状態が無駄に継続することを防止することができる。これにより、無駄な消費電力を削減することができ、更なる低消費電力化を図ることが可能となる。
【０１１１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について説明する。なお、上述した第１実施形態と共通する部分については同一の符号を用いて適宜説明を省略する。
【０１１２】
本実施形態の水栓装置５１は、上述した第１実施形態の水栓装置１との比較において、ソフト処理を開始する条件の点で第１実施形態と異なる。具体的には、第１実施形態の水栓装置１においては、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上となったことを条件として、ソフト処理が開始される（図４、時刻ｔ２参照）。これに対し、本実施形態の水栓装置５１においては、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量に基づいて、ソフト処理の開始タイミングが検出される。
【０１１３】
すなわち、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量を検出することによって、吐水口４ａから吐出される水を利用しようとする使用者の、手を動かし始めてから、吐水口４ａからの吐水を受ける位置で手を止めるまでの間の動作（手接近）を検出することができる。具体的には次のとおりである。
【０１１４】
図７（ａ）に示すように、洗面台に接近した使用者２０は、吐水口４ａから吐出される水を利用しようとする場合、吐水口４ａからの吐水を受けるために手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作を行う（矢印Ｂ１参照）。このように吐水口４ａの近傍に向けて差し出される手２０ａは、吐水口４ａの近傍で止められる。
【０１１５】
このため、例えば図７（ｂ）に示すように、使用者２０の手２０ａの速度は、吐水口４ａの近傍で止まる直前に必ず減速する。手２０ａの速度が減速すると、水栓４内に設けられるマイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力Ｓ３から得られる定在波信号Ｓ７の周波数は減少する。
【０１１６】
そこで、本実施形態の水栓装置５１は、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａの近傍で止まる直前における手２０ａの動作速度の減速にともなう、信号（定在波信号Ｓ７）の周波数の減少量を検出することで、その周波数の減少量が所定の値以上となったことを条件として、ソフト処理を開始させる。
【０１１７】
そこで、図８に示すように、本実施形態の水栓装置５１は、制御部１３において、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量を演算する周波数演算部５２を備える。周波数演算部５２は、定在波信号検出部３４から出力される定在波信号Ｓ７の入力を受け、入力された定在波信号Ｓ７の周波数の減少量を算出する。
【０１１８】
具体的には、周波数演算部５２は、定在波信号Ｓ７の波形データについてのサンプリングデータから、定在波信号Ｓ７の波形のピークとボトムとの間の時間を算出し、そのピーク−ボトム間の時間に基づいて、定在波信号Ｓ７の周波数を算出する。詳細には、ピーク−ボトム間の時間を１／２周期として、その値を２倍することで定在波信号Ｓ７の周期を算出し、定在波信号Ｓ７の周期から、定在波信号Ｓ７の周波数を算出する。
【０１１９】
周波数演算部５２により算出された定在波信号Ｓ７の周波数は、所定時間の間記憶される。周波数演算部５２により算出された定在波信号Ｓ７の周波数が記憶される部分は、周波数演算部５２であってもよく、制御部１３が有する記憶部３８等であってもよい。
【０１２０】
そして、周波数演算部５２は、所定時間の間記憶された定在波信号Ｓ７の周波数のうちの最大値と、算出した最新の周波数の値との差分から、周波数の減少量を算出する。つまり、所定時間の間記憶された定在波信号Ｓ７の周波数のうちの最大の周波数をｆｍａｘ（Ｈｚ）とし、算出した最新の定在波信号Ｓ７の周波数をｆ（Ｈｚ）とした場合、ｆｍａｘ−ｆによって得られた数値を、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量として算出する。
【０１２１】
このように、周波数演算部５２は、定在波信号Ｓ７の波形のピークとボトムの検出という負荷が軽い演算によって、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量を算出する。なお、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量の算出に際しては、定在波信号Ｓ７の波形のピーク−ボトム間の時間ではなく、ピーク−ピーク間、あるいはボトム−ボトム間の時間が定在波信号Ｓ７の周期の算出に用いられてもよい。
【０１２２】
このような周波数演算部５２による周波数の減少量の算出において、定在波信号Ｓ７の周波数が記憶される所定時間は、例えば、０．２秒程度である。所定時間が０．２秒の場合、サンプリング周期Ｔが１０ｍｓのときは、所定時間の間に２０個のサンプリングデータが得られる。また、定在波信号Ｓ７の周波数が３０Ｈｚ程度である場合は、所定時間０．２秒の間に約６個の波があらわれ、ピーク−ボトム間の時間に基づく周波数データは約１２個得られることになる。したがって、この場合、１２個の周波数データの中から、最大の周波数ｆｍａｘが用いられ、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が算出される。
【０１２３】
周波数演算部５２は、算出した周波数の減少量についての信号を出力し、周波数演算部５２から出力された信号は、人体位置検出部４０に入力される。人体位置検出部４０は、入力された周波数の減少量についての信号に基づいて、手接近の検出を行う。
【０１２４】
本実施形態の吐水制御においては、定在波信号Ｓ７の振幅値についての閾値Ａと、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量についての閾値ｆａとがあらかじめ設定される。これら閾値Ａおよび閾値ｆａは、制御部１３において記憶部３８等にあらかじめ設定され記憶される。
【０１２５】
そして、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上となることを条件として、人体接近が検出される。図９に示す例では、使用者２０が水栓４に接近したタイミング（符号Ｘａ）である時刻ｔ１に、人体接近が検出されている。また、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上となることを条件として、手接近が検出される。本実施形態における手接近は、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａの近傍で止められる際に手２０ａの速度が減速した状態に相当する。図９に示す例では、使用者２０の手２０ａが止まったタイミング（符号Ｘｃ）の直前の時刻ｔ３に、手接近が検出されている。
【０１２６】
すなわち、上述したような使用者２０の一連の動作において、まず、使用者２０が水栓４に接近し、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上となることで、人体接近が検出され（時刻ｔ１）、次に、水栓４に接近した使用者２０が手２０ａを動かし始め、手２０ａが吐水口４ａに接近し、手２０ａが吐水口４ａの近傍で止まる直前に、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上となることで、手接近が検出される（時刻ｔ３）。
【０１２７】
以上のような検出処理において、人体接近が検出された時刻ｔ１に、サンプリング周期Ｔが、長サンプリング周期Ｔ１から短サンプリング周期Ｔ２に切り換えられる。そして、時刻ｔ１にサンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１から短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられてから、手接近が検出された時刻ｔ３に、ソフト処理が開始される。
【０１２８】
以上のように、本実施形態の吐水制御においては、制御部１３は、定在波信号Ｓ７があらかじめ設定された閾値Ａ以上となった場合、人体位置検出部４０により、対象物の接近を検出する。ここで、対象物の接近は、図９に示す例では時刻ｔ１に検出された人体接近に相当する。
【０１２９】
また、制御部１３は、周波数演算部５２により算出された定在波信号Ｓ７の周波数の減少量があらかじめ設定された閾値ｆａ以上となった場合、人体位置検出部４０により、人体接近よりもさらに対象物が吐水口４ａへ接近したことを検出する。ここで、人体接近よりもさらに対象物が吐水口４ａへ接近したことは、図９に示す例では時刻ｔ３に検出された手接近に相当する。
【０１３０】
また、制御部１３は、同じく周波数演算部５２により算出された定在波信号Ｓ７の周波数の減少量があらかじめ設定された閾値ｆａ以上となった場合、人体動作検出部３９により、ドップラ信号Ｓ６があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、電磁弁１１を開動作させ、吐水口４ａからの吐水を行う。つまり、制御部１３は、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上となることで、手接近の検出にともない、手動作が検出可能な状態となるように、ソフト処理を開始する。したがって、ここで、手動作の検出条件となる、ドップラ信号Ｓ６があらかじめ設定された値以上となったことは、上述したようにドップラ信号Ｓ６についての演算値が値Ｃ以上となったことに相当する。
【０１３１】
このような検出処理を行うとともに、制御部１３は、サンプリング周期Ｔの切替えを行う。具体的には、制御部１３は、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となるまでは、マイクロ波ドップラセンサ１２を、あらかじめ設定された長サンプリング周期Ｔ１で動作させ、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となった場合、マイクロ波ドップラセンサ１２を、あらかじめ設定された短サンプリング周期Ｔ２で動作させる。すなわち、図９に示す例では、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ未満の状態である時刻ｔ１より前では、サンプリング周期Ｔとして長サンプリング周期Ｔ１を採用し、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となった時刻ｔ１以降では、サンプリング周期Ｔとして短サンプリング周期Ｔ２を採用する。
【０１３２】
以上のように、本実施形態の吐水制御は、定在波信号Ｓ７の振幅値についての閾値Ａと、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量についての閾値ｆａとを用い、閾値Ａにより、検出精度を高めるためのサンプリング周期の切替えタイミングを制御し、閾値ｆａにより、サンプリング周期の切替えタイミングよりも後に訪れることになるソフト処理の開始タイミングを制御する。つまり、本実施形態の吐水制御は、周波数の減少量についての閾値ｆａを用いることで、吐水口４ａの近傍に手２０ａが存在する可能性が高い状態として、吐水口４ａの近傍に手２０ａが停止する直前の状態を検出し、かかる状態が検出されたときのみ、処理負荷が大きく消費電力が大きいソフト処理を実行する。
【０１３３】
以下では、本実施形態の吐水制御の処理の一例について、図１０および図１１に示すフロー図を用いて説明する。なお、ここでは、図５および図６に示す第１実施形態の場合の処理と共通する部分については説明を省略する。
【０１３４】
図１０に示すステップＳ３１０〜ステップＳ３７０は、図５に示すステップＳ１０〜ステップＳ７０と同様である。図１１に示すように、短サンプリング周期Ｔ２でサンプリングが行われている状態で、周波数演算が行われ（Ｓ３８０）、周波数減少量演算が行われる（Ｓ３９０）。すなわち、ステップＳ３８０では、周波数演算部５２により、定在波信号Ｓ７の波形のピーク−ボトム間の時間に基づいて、定在波信号Ｓ７の周波数が算出され、ステップＳ３９０では、同じく周波数演算部５２により、所定時間の間記憶された定在波信号Ｓ７の最大周波数（ｆｍａｘ）と、算出した最新の周波数（ｆ）との差分から、周波数の減少量が算出される。
【０１３５】
次に、算出された定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ４００）。ここで、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上であると判断されるまでにおいて（Ｓ４００、Ｎｏ）、定在波信号Ｓ７の振幅値が小さい状態が一定時間以上継続した場合、サンプリング周期Ｔを短サンプリング周期Ｔ２から長サンプリング周期Ｔ１に戻すという処理が行われる（Ｓ４１０〜Ｓ４４０）。図１０に示すステップＳ４１０〜Ｓ４４０は、図５に示すステップＳ９０〜ステップＳ１２０と同様である。
【０１３６】
図１１に示すように、ステップＳ４００において、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上であると判断された場合（Ｓ４００、Ｙｅｓ）、減速判定が行われる（Ｓ４５０）。つまり、この場合は、図９に示す例において、時刻ｔ３で手接近の検出が行われた場合に相当する。ステップＳ４５０において減速判定が行われた後の処理であるステップＳ４６０〜ステップＳ５４０は、図６に示すステップＳ１４０〜ステップＳ２２０と同様である。
【０１３７】
以上のような吐水制御を行う本実施形態の水栓装置５１によれば、例えば対象物としての人体の手が吐水口４ａの手前で止まる直前まで、処理負荷が大きく電力消費が大きいドップラ信号Ｓ６による検出処理（ソフト処理）を停止させることができるため、マイクロ波ドップラセンサ１２を用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにマイクロ波ドップラセンサ１２による消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、その分消費電力を抑えることができる。
【０１３８】
具体的には、図９に示すように、本実施形態の吐水制御においては、人体接近が検出されサンプリング周期Ｔが切り替えられたタイミング（時刻ｔ１）から、手接近が検出されるタイミング（時刻ｔ３）までの間（符号Δｔｂ参照）、処理負荷が大きく消費電力が大きいソフト処理が停止されていることから、消費電力を削減することができる。
【０１３９】
そして、ソフト処理を開始するタイミングを人体接近の検出タイミング（時刻ｔ１）から手接近の検出タイミング（時刻ｔ３）に遅らせることで、吐水が行われないにもかかわらず消費電力が大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を削減することができる。ここで、ソフト処理を開始する条件として検出される手接近は、上記のとおり吐水口４ａの近傍に手２０ａが停止する直前の状態であり、使用者２０が吐水口４ａから吐出される水を利用する場合に行われる動作により生じる状態である。
【０１４０】
したがって、例えば化粧直し等のように吐水が必要とされず、吐水口４ａの近傍に向けて手２０ａを差し出す動作が行われない状態では、ソフト処理を開始する条件である手接近は検出されない。このため、人体接近が検出される時刻ｔ１から手接近が検出される時刻ｔ３までの間ソフト処理を停止させることは、吐水口４ａの近傍に差し出された手２０ａ等に対して吐水を行う吐水制御においては、検出性能を妨げることはない。このように、本実施形態の吐水制御によれば、対象物の検出性能を維持することができる。
【０１４１】
特に、本実施形態の場合、ソフト処理を開始するタイミングが定在波信号Ｓ７の周波数の減少量に基づいて決まることから、吐水口４ａの近傍に手２０ａが停止する直前までソフト処理を停止させることができるので、効果的に消費電力を抑えることができる。つまり、ドップラ信号Ｓ６を用いる人体動作検出部３９による処理は、ソフト処理をともなうため処理負荷が大きく消費電力が大きいが、本実施形態の場合、この人体動作検出部３９による処理を時刻ｔ１から、吐水口４ａの近傍に手２０ａが停止する直前の時刻ｔ３までの間停止することができるため、制御部１３においてより一層の消費電力の削減を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【０１４２】
１ 水栓装置
４ 水栓
４ａ 吐水口
５ 給水路
１０ 対象物
１１ 電磁弁（給水バルブ）
１２ マイクロ波ドップラセンサ
１３ 制御部
３９ 人体検出処理部（第２検出部）
４０ 人体位置検出部（第１検出部）
５１ 水栓装置
５２ 周波数演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水栓装置に関する。詳しくは、対象物を検出して自動的な吐水を行う水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗面器に対して吐水を行うための水栓装置として、センサによって対象物の存在等を検出して自動的な吐水を行う構成のものがある。このように自動的な吐水を行う水栓装置としては、センサの配置について高い自由度が得られる等の観点から、電波センサを用いたものが知られている。
【０００３】
水栓装置においては、電波センサとして、マイクロ波ドップラセンサ等のドップラセンサが用いられている。ドップラセンサは、マイクロ波を用いるものである場合、マイクロ波を送信し、送信したマイクロ波を受けた人体等の対象物から反射したマイクロ波を受信することにより、対象物の動き等を検出する。
【０００４】
ドップラセンサのセンサ出力には、定在波信号とドップラ信号とが含まれ、ドップラセンサを用いた対象物の検出においては、定在波信号に基づく対象物の検出と、ドップラ信号に基づく対象物の検出とが行われる。定在波信号によれば、対象物に対する距離、つまり対象物の位置を検出することができ、ドップラ信号によれば、対象物の動きを検出することができる。
【０００５】
このようなドップラセンサを用いた対象物の検出においては、ドップラセンサのセンサ出力から、定在波信号およびドップラ信号の各信号を検出する必要がある。これらの各信号は、ドップラセンサのセンサ出力からフィルタ回路等によって不要な周波数成分を除去すること等により検出される。
【０００６】
一方、水栓装置としては、設置性の向上等の観点から、外部からの電力の供給が不要な電池駆動のものが普及している。電池駆動の水栓装置においては、電池の省電力化を図るため、吐水時の水力を利用した発電機を備える構成が知られている。このような電池駆動の水栓装置においては、電力消費量が多いと、容量の大きい電池を使用する必要等が生じるため、低消費電力化を図ることが重要である。
【０００７】
そこで、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、ドップラセンサを用いて人体等の対象物を検出して自動的な吐水を行う構成において、センサに対して対象物が所定の範囲内に入るまでは定在波信号に基づいて対象物の検出を行い、対象物が所定の範囲内に入った後に、ドップラ信号に基づいて対象物の検出を行う構成が開示されている。具体的には次のとおりである。
【０００８】
ドップラ信号に基づく対象物の検出は、上記のとおり対象物の動きを検出することができるため、対象物の位置を検出するための定在波信号に基づく対象物の検出よりも高い精度で対象物の検出を行うことができる。一方で、ドップラセンサのセンサ出力からドップラ信号を検出するための信号処理は、ドップラセンサのセンサ出力から定在波信号を検出するための信号処理に比べて処理負荷が大きい。
【０００９】
特に、ドップラ信号を検出するためには、ソフト処理として、デジタルフィルタ演算等、複数のデータを用いて膨大な演算処理をする必要があり、そのソフト処理にともなう消費電力は大きい。このため、上述したように対象物が所定の範囲内に入るまでは定在波信号による検出を行い、所定の範囲内に入った後からドップラ信号による検出を行うことで、最初からドップラ信号による検出を行う場合と比べて消費電力の低減が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−０３１８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したようなドップラセンサを用いて対象物の検出を行う水栓装置においては、検出すべき対象物に応じてドップラセンサによるサンプリング周期を切り替える手法がある。具体的には、対象物としての人体の接近を検出する際には、比較的長い（遅い）サンプリング周期によって対象物の検出を行い、人体の接近後においては、検出精度を高めるために比較的短い（速い）サンプリング周期によって対象物として手の動き等の検出を行う手法である。かかる手法によれば、サンプリング周期が長いほど消費電力が少ないことから、常に比較的短いサンプリング周期で対象物の検出を行う場合と比べて消費電力の低減を図ることができる。
【００１２】
このようにサンプリング周期を切り替える手法は、特許文献１のようにドップラセンサを用いて人体等の対象物を検出して自動的な吐水を行う構成において採用される。すなわち、センサに対して対象物が所定の範囲内に入るまでの、定在波信号に基づく対象物の検出は、比較的長いサンプリング周期で行われ、対象物が所定の範囲内に入った後の、ドップラ信号に基づく対象物の検出は、比較的短いサンプリング周期で行われる。
【００１３】
このような検出法によれば、対象物が所定の範囲内に入った後、つまり人体接近を検出した後においては、人体の動作等の検出精度を高めるため、サンプリング周期が短くなり、しかも対象物の検出には比較的高負荷なソフト処理をともなうドップラ信号が用いられる。このため、人体接近後では、対象物が所定の範囲内に入る前、つまり定在波信号によって人体接近を検出する前に比べて、消費電力が格段に大きくなる。このように消費電力が大きくなる時間は、低消費電力化の妨げとなることから、できるだけ短い方が望ましい。
【００１４】
しかしながら、例えば、鏡面が配置される洗面台の洗面器に吐水を行う水栓装置等においては、例えば女子トイレ内での化粧直し等、吐水が行われずに水栓装置の前に人が滞在する状態が長時間継続する場合がある。かかる場合、対象物が所定の範囲内に入った状態が定在波信号によって検出され、サンプリング周期が短くなり、しかも対象物の検出に高負荷な処理をともなうドップラ信号が用いられる状態、つまり消費電力が大きい状態が長時間継続してしまうことになる。このように、ドップラセンサを用いて人体等の対象物を検出して自動的な吐水を行う構成においては、吐水が行われずに水栓装置の前に人が滞在する状態が、ドップラセンサの低消費電力化の障害となる。
【００１５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにドップラセンサによる消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる水栓装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る水栓装置は、吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、前記制御部は、前記センサ出力に含まれる定在波信号に基づいて対象物の前記吐水口への接近を検出する第１検出部と、前記センサ出力に含まれるドップラ信号に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部と、を有し、前記定在波信号があらかじめ設定された第１の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近を検出し、前記定在波信号があらかじめ設定され前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近よりもさらに対象物が前記吐水口へ接近したことを検出し、前記第２検出部により、前記ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、前記給水バルブを開動作させ、前記定在波信号が前記第１の閾値以上となるまでは、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定された第１のサンプリング周期で動作させ、前記定在波信号が前記第１の閾値以上となった場合、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定され前記第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期で動作させるものである。このような構成により、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにドップラセンサによる消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる。
【００１７】
本発明に係る水栓装置は、吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、前記制御部は、前記センサ出力に含まれる定在波信号に基づいて対象物の前記吐水口への接近を検出する第１検出部と、前記定在波信号の周波数の減少量を演算する周波数演算部と、前記センサ出力に含まれるドップラ信号に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部と、を有し、前記定在波信号があらかじめ設定された第１の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近を検出し、前記周波数演算部により算出された前記周波数の減少量があらかじめ設定された閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近よりもさらに対象物が前記吐水口へ接近したことを検出し、前記第２検出部により、前記ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、前記給水バルブを開動作させ、前記定在波信号が前記第１の閾値以上となるまでは、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定された第１のサンプリング周期で動作させ、前記定在波信号が前記第１の閾値以上となった場合、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定され前記第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期で動作させるものである。このような構成により、例えば対象物としての人体の手が吐水口の手前で止まる直前まで、処理負荷が大きく電力消費が大きいドップラ信号による検出処理を停止させることができるため、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにドップラセンサによる消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにドップラセンサによる消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る水栓装置の適用例を示す図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る水栓装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第一実施形態に係る水栓装置に対する使用者の動作についての説明図。
【図４】本発明の第一実施形態に係る水栓装置の検出処理についての説明図。
【図５】本発明の第一実施形態に係る水栓装置の制御フローを示すフロー図。
【図６】本発明の第一実施形態に係る水栓装置の制御フローを示すフロー図。
【図７】本発明の第二実施形態に係る水栓装置に対する使用者の動作についての説明図。
【図８】本発明の第二実施形態に係る水栓装置の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第二実施形態に係る水栓装置の検出処理についての説明図。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る水栓装置の制御フローを示すフロー図。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る水栓装置の制御フローを示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、ドップラセンサを用いて対象物の検出を行う構成において、手などの、吐水を受ける対象物が吐水口の近傍に存在する可能性が高い状態を検出し、かかる状態でのみ比較的負荷が大きく消費電力が大きい処理をともなう検出を実施することで、低消費電力化を図ろうとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
［水栓装置の構成］
本発明の第１実施形態に係る水栓装置１の構成について、図１および図２を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る水栓装置１は、対象物を検出して自動的な吐水を行うものであり、洗面台に備え付けられる洗面器２に対して吐水を行う。洗面器２は、洗面カウンタ３に設けられる。洗面カウンタ３上には、水栓４が設けられる。水栓４は、洗面器２のボール面２ａに対して水を吐出するためのスパウトを構成する。水栓４は、水を吐出する吐水口４ａを有し、この吐水口４ａから吐出される水が洗面器２のボール面２ａ内に吐出されるように設けられる。
【００２２】
水栓４の吐水口４ａから吐出される水は、給水路５により供給される。給水路５は、水道管等の給水源から供給される水を吐水口４ａへと導く。洗面器２には、排水路６が接続されている。排水路６は、吐水口４ａから洗面器２のボール面２ａ内に吐水された水を排出する。
【００２３】
本実施形態の水栓装置１は、電磁弁１１と、マイクロ波ドップラセンサ１２と、制御部１３とを備える。電磁弁１１は、給水路５に設けられ、給水路５の開閉を行う。つまり、電磁弁１１の開閉動作により、給水路５から供給される水の吐水口４ａからの吐水状態と止水状態とが切り換えられる。
【００２４】
電磁弁１１の開閉動作は、制御部１３によって制御される。このため、電磁弁１１は、制御部１３に接続される。電磁弁１１は、制御部１３からの制御信号に従って電気的に制御され、給水路５の開閉を行う。このように、電磁弁１１は、吐水口４ａから吐水される水の給水路５を開閉する給水バルブとして機能する。
【００２５】
マイクロ波ドップラセンサ１２は、吐水口４ａに接近する対象物を検出する。マイクロ波ドップラセンサ１２は、マイクロ波を送信し、送信したマイクロ波を受けた人体等の対象物から反射したマイクロ波を受信することにより、対象物の位置や動き等を検出する。マイクロ波ドップラセンサ１２は、水栓４の内部に設けられ、洗面台の使用者側（図１において左側）に向けてマイクロ波を送信するように配置される。マイクロ波ドップラセンサ１２は、吐水口４ａに人体が近付いてきたことや、吐水口４ａに近付いた人体から吐水口４ａに向けて手が差し出されたこと等を検出するために用いられる。
【００２６】
マイクロ波ドップラセンサ１２は、制御部１３に接続される。マイクロ波ドップラセンサ１２から出力される信号が、制御部１３に入力され、制御部１３により、対象物の位置や動き等が検知される。なお、本実施形態では、ドップラセンサとして、マイクロ波を用いるマイクロ波ドップラセンサ１２が採用されているが、例えば超音波やミリ波を用いるドップラセンサ等であってもよい。
【００２７】
制御部１３は、マイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力に基づいて電磁弁１１の開閉動作を制御する。このため、制御部１３には、上記のとおりマイクロ波ドップラセンサ１２からの出力信号が入力される。また、制御部１３からは、電磁弁１１に対する制御信号が出力される。
【００２８】
以上のように、本実施形態の水栓装置１は、電磁弁１１と、マイクロ波ドップラセンサ１２と、制御部１３とを備え、制御部１３により、マイクロ波ドップラセンサ１２による検出信号に基づいて、電磁弁１１の開閉動作を制御することで、吐水口４ａに接近する対象物の検出、つまり人体検出を行うことで、洗面台の使用者の動き等に応じた吐水を行う。以下、本実施形態の水栓装置１の各部の詳細について説明する。
【００２９】
図２に示すように、マイクロ波ドップラセンサ１２は、発振回路部２１と、送信部２２と、受信部２３と、ミキシング部２４とを有する。発振回路部２１は、マイクロ波ドップラセンサ１２から送信される電波（マイクロ波）を得るための電気信号を生成する。発振回路部２１は、電気信号として、例えば１０．５２５ＧＨｚの周波数を有する信号を生成し、送信信号Ｓ１として出力する。
【００３０】
送信部２２は、発振回路部２１から出力された送信信号Ｓ１を受け、受けた信号を送信する。ここで、発振回路部２１により生成される信号が１０．５２５ＧＨｚの周波数を有する信号である場合、送信部２２は、１０．５２５ＧＨｚのマイクロ波を送信する。受信部２３は、送信部２２から送信され、検出対象となる対象物１０によって反射されたマイクロ波を受信する。受信部２３は、受信したマイクロ波を電気信号に変換し、受信信号Ｓ２として出力する。なお、送信部２２および受信部２３は、信号の送受信を行うためのアンテナを有する。
【００３１】
ミキシング部２４は、発振回路部２１から出力される送信信号Ｓ１と、受信部２３から出力される受信信号Ｓ２とを混合（ミキシング）して出力する。ミキシング部２４は、送信信号Ｓ１と受信信号Ｓ２とを合成し、マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３とする。ミキシング部２４から出力されるセンサ出力Ｓ３は、制御部１３に入力される。
【００３２】
マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３には、定在波信号とドップラ信号とが含まれる。定在波信号は、対象物１０に対する距離、つまり対象物１０の位置の検出に用いられ、ドップラ信号は、対象物１０の動きの検出に用いられる。
【００３３】
次に、制御部１３について説明する。図２に示すように、制御部１３は、ローパスフィルタ部３１と、アンプ部３２と、ドップラ信号検出部３３と、定在波信号検出部３４と、対象物検出部３５と、電極弁制御部３６と、センサ制御部３７と、記憶部３８とを有する。また、対象物検出部３５は、人体動作検出部３９と、人体位置検出部４０とを含む。また、制御部１３は、時間を計測するためのタイマ４１を有する。
【００３４】
制御部１３は、具体的には、データ通信用のバス等により互いに接続されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリや入出力インターフェイス等の各種機能部分を有する。制御部１３は、入出力インターフェイスとして、マイクロ波ドップラセンサ１２からの入力信号を受けるための入力インターフェイス、および電磁弁１１に対する制御信号を出力するための出力インターフェイスを有する。制御部１３が有するＣＰＵは、記憶部３８等に記憶された制御プログラム等に従って所定の演算を行う演算部として機能する。
【００３５】
ローパスフィルタ部３１は、入力された信号から、送信信号Ｓ１や受信信号Ｓ２の周波数帯域であるマイクロ波周波数帯域の成分を除去するローパスフィルタを有する。ローパスフィルタ部３１は、ローパスフィルタにより、マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３から、マイクロ波周波数帯域の成分を除去する。ローパスフィルタ部３１は、センサ出力Ｓ３からマイクロ波周波数帯域の成分を除去した信号を、信号Ｓ４として出力する。
【００３６】
アンプ部３２は、ローパスフィルタ部３１から出力された信号Ｓ４の入力を受け、入力された信号を増幅して出力する。したがって、アンプ部３２からは、信号Ｓ４が増幅された増幅信号Ｓ５が出力される。アンプ部３２から出力される増幅信号Ｓ５は、定在波信号である直流成分とドップラ信号である交流成分とを含む。
【００３７】
ドップラ信号検出部３３は、アンプ部３２から出力された増幅信号Ｓ５の入力を受ける。ドップラ信号検出部３３は、入力された増幅信号Ｓ５の周波数成分のうち、人体検出に不要な周波数帯域の成分を除去するフィルタを有する。ドップラ信号検出部３３は、フィルタにより、増幅信号Ｓ５から人体検出に不要な周波数帯域の成分を除去する。ここで、人体検出に不要な周波数帯域は、例えば５０Ｈｚを上回る周波数帯域である。
【００３８】
ドップラ信号検出部３３は、増幅信号Ｓ５から人体検出に不要な周波数帯域の成分を除去した信号を、人体検出用のドップラ信号Ｓ６として出力する。ドップラ信号検出部３３では、上記のとおり定在波信号である直流成分とドップラ信号である交流成分とを含む増幅信号Ｓ５から、人体検出に不要な周波数帯域の成分を除去することにより、ドップラ信号Ｓ６が抽出される。具体的には、ドップラ信号検出部３３は、増幅信号Ｓ５をＡ／Ｄ変換によりデジタル信号とした後、マイクロコンピュータ等によるソフト処理としてデジタルフィルタ演算等を行うことにより、ドップラ信号Ｓ６を抽出する。
【００３９】
ここで、マイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力Ｓ３に含まれるドップラ信号による対象物（人体等）の動きの検出について説明する。対象物の動きは、次式（１）に基づいて検出される。
【００４０】
基本式：ΔＦ＝ＦＳ−Ｆｂ＝２×ＦＳ×ν／ｃ ・・・（１）
ΔＦ：ドップラ周波数（センサ出力Ｓ３に含まれるドップラ信号の周波数）
ＦＳ：送信周波数（送信信号Ｓ１の周波数）
Ｆｂ：反射周波数（受信信号Ｓ２の周波数）
ν：検出対象物の移動速度
ｃ：光速（３００×１０６ｍ／ｓ）
【００４１】
上記式（１）にならうと、マイクロ波ドップラセンサ１２において、送信部２２から送信された送信周波数ＦＳのマイクロ波は、速度νで移動している対象物１０によって反射される。この対象物１０からの反射波は、受信部２３により受信される。受信部２３により受信される反射波の周波数は、相対運動によるドップラ周波数シフトを受け、送信周波数ＦＳとは異なる反射周波数Ｆｂとなる。
【００４２】
ミキシング部２４において送信信号Ｓ１と受信信号Ｓ２とがミキシングされた信号から、ローパスフィルタ部３１によって高周波成分が除去されることによって、センサ出力Ｓ３からドップラ周波数が抽出される。そして、ドップラ信号検出部３３によって人体検出のための周波数帯域（例えば５０Ｈｚ以下）の成分が抽出され、人体検出用のドップラ信号Ｓ６が得られる。
【００４３】
ドップラ信号検出部３３から出力されたドップラ信号Ｓ６は、対象物検出部３５が有する人体動作検出部３９に入力される。人体動作検出部３９は、入力されたドップラ信号Ｓ６に基づき、対象物１０の動きから、対象物１０が吐水口４ａから吐出される水を受ける程度の位置に達したこと等を検出する。
【００４４】
定在波信号検出部３４は、アンプ部３２から出力された増幅信号Ｓ５の入力を受ける。定在波信号検出部３４は、入力された増幅信号Ｓ５から定在波信号を検出する。定在波信号検出部３４では、上記のとおり定在波信号である直流成分とドップラ信号である交流成分とを含む増幅信号Ｓ５から、ドップラ信号の成分が除去されることにより、定在波信号Ｓ７が抽出される。
【００４５】
具体的には、定在波信号検出部３４は、交流成分除去回路として機能するローパスフィルタ回路を有する。定在波信号検出部３４は、ローパスフィルタ回路により、増幅信号Ｓ５からドップラ信号成分を除去することで、定在波信号を抽出する。つまり、定在波信号検出部３４は、アンプ部３２から出力される増幅信号Ｓ５から交流成分を除去することで、定在波信号Ｓ７を抽出する。定在波信号検出部３４は、増幅信号Ｓ５から抽出した定在波信号Ｓ７を出力する。
【００４６】
なお、定在波信号検出部３４においては、対象物１０に対する距離の検出精度を向上するための信号処理が適宜採用される。具体的には、例えば次のような処理が行われる。定在波信号は、マイクロ波ドップラセンサ１２と対象物１０との距離が長いほど信号レベル（電圧レベル）が小さくなるように周期的に変化する信号である。このように周期的に信号レベルが変化する定在波信号においては、振幅が大きな腹部と振幅が小さな節部とが１／４周期ごとに交互に存在するため、対象物１０に対する距離について十分な検出精度が得られない場合がある。なお、定在波信号の信号レベルは、周期的に変化する波形の振幅値に相当する。
【００４７】
そこで、定在波信号検出部３４において、まず、上記のとおりローパスフィルタ回路によって得られる定在波信号から、位相をシフトさせた信号を生成する。次に、ローパスフィルタ回路から出力された定在波信号、および位相をシフトさせた信号の各信号を、全波整流する。そして、全波整流した各信号を、加算し、合成信号とする。このようにして得られた合成信号は、マイクロ波ドップラセンサ１２と対象物１０との距離に応じた信号レベルの信号となる。
【００４８】
定在波信号検出部３４においてこのような信号処理を行うことにより、合成信号として、マイクロ波ドップラセンサ１２が配置される水栓４の吐水口４ａと人体等の対象物１０との距離が近いほどレベルが大きくなる信号が得られる。これにより、対象物１０に対する距離について検出精度の向上を図ることができる。なお、この信号処理においては、加算されて合成される、互いに位相が異なる定在波信号の数が多いほど、算出される合成信号は滑らかな曲線となり、より高い検出精度を得ることができる。
【００４９】
このような対象物１０に対する距離の検出精度向上のための信号処理を行う場合、定在波信号検出部３４においては、例えば、定在波信号の位相をシフトさせるための位相シフト回路や、信号の全波整流を行うための全波整流回路や、全波整流した信号を加算して合成するための加算回路等が備えられる。
【００５０】
定在波信号検出部３４から出力された定在波信号Ｓ７は、対象物検出部３５が有する人体位置検出部４０に入力される。人体位置検出部４０は、入力された定在波信号Ｓ７に基づき、対象物１０が吐水口４ａに対して所定の範囲内に入ったことや、対象物１０が吐水口４ａに対して所定の範囲内から出たこと等を検出する。
【００５１】
電極弁制御部３６は、対象物検出部３５から出力される検出信号に基づいて、電磁弁１１の開閉動作を制御する。具体的には、電極弁制御部３６は、対象物検出部３５の人体動作検出部３９においてドップラ信号検出部３３から入力されたドップラ信号Ｓ６に基づいて対象物１０が吐水口４ａから吐出される水を受ける程度の位置に達したことが検出されると、電磁弁１１を開動作させる。
【００５２】
センサ制御部３７は、マイクロ波ドップラセンサ１２の動作を制御する。センサ制御部３７によるマイクロ波ドップラセンサ１２の動作の制御には、マイクロ波ドップラセンサ１２のサンプリング周期の制御が含まれる。
【００５３】
ここで、マイクロ波ドップラセンサ１２のサンプリング周期（以下単に「サンプリング周期」という。）とは、マイクロ波ドップラセンサ１２を所定の周期で間欠的に動作させる際の動作周期である。例えば、マイクロ波ドップラセンサ１２の動作を１００ｍｓ（ミリ秒）間隔で周期的に行う場合、サンプリング周期は１００ｍｓとなる。この場合、マイクロ波ドップラセンサ１２においては、１００ｍｓごとに、受信部２３によって対象物１０から反射波が受信され、センサ出力Ｓ３が出力される。
【００５４】
サンプリング周期が短い（速い）ほど、高い精度でデータの検出を行うことができるが、消費電力が多くなる。逆に、サンプリング周期が長い（遅い）ほど、データの検出精度は低くなるが、消費電力が少なくなる。本実施形態の水栓装置１は、洗面台の使用者の人体の接近を検出する際には、比較的長い（遅い）サンプリング周期によって対象物の検出を行い、人体の接近後においては、検出精度を高めるために比較的短い（速い）サンプリング周期によって使用者の手の動き等の検出を行う。このように検出すべき対象物に応じてサンプリング周期を切り替えることで、サンプリング周期が長いほど消費電力が少ないことから、常に比較的短いサンプリング周期で対象物の検出を行う場合と比べて消費電力の低減が図られる。
【００５５】
記憶部３８は、水栓装置１の制御プログラムや後述するような水栓装置１における吐水制御に用いられる各種データ等を記憶する。記憶部３８は、例えばＣＰＵに接続されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。
【００５６】
ドップラ信号検出部３３および人体動作検出部３９によるドップラ信号Ｓ６に基づく対象物１０の検出によれば、定在波信号検出部３４および人体位置検出部４０による定在波信号Ｓ７に基づく対象物１０の検出よりも高い精度を得ることができる。すなわち、定在波信号Ｓ７を用いた検出は、定在波信号Ｓ７の振幅値に基づくものであるのに対し、ドップラ信号Ｓ６は、センサ出力Ｓ３に対してデジタルフィルタ演算等が施された信号であるため、外乱ノイズ等を除去することができ、より高い精度での対象物１０の検出が行われる。
【００５７】
以上のような構成を備える本実施形態の水栓装置１においては、制御部１３により、マイクロ波ドップラセンサ１２による検出信号、つまりセンサ出力Ｓ３に基づく吐水制御が行われる。具体的には、洗面台の使用者が、吐水口４ａからの吐水を利用する場合に行う特徴的な動作を、センサ出力Ｓ３から検出することで、使用者の一連の動作において、サンプリング周期を短いサンプリング周期に切り替えるタイミングと、上述したようにドップラ信号検出部３３においてドップラ信号Ｓ６を抽出する際に行われるデジタルフィルタ演算等のソフト処理（以下単に「ソフト処理」という。）を開始するタイミングとを異ならせ、後者のタイミングを前者のタイミングよりも遅らせる。
【００５８】
サンプリング周期が短いサンプリング周期に切り替えられた状態は、消費電力が多い状態である。また、ソフト処理は、比較的高負荷な処理であるため、ソフト処理を実行している状態は、消費電力が多い状態である。そこで、洗面台の使用者の洗面台への接近を検出することで、サンプリング周期を短くし、その後、使用者が吐水口４ａからの吐水を利用する場合に行う特徴的な動作を検出することで、ソフト処理を開始する。これにより、サンプリング周期を短いサンプリング周期に切り替えるタイミングに対してソフト処理を開始するタイミングを遅らせる。
【００５９】
つまり、使用者の洗面台への接近の検出によってサンプリング周期を短いサンプリング周期に切り替えてから、使用者が吐水口４ａからの吐水を利用する可能性が高い状態を検出し、かかる状態となるまで、ソフト処理を停止させておく。このような吐水制御を行うことにより、人体の検出性能を低下させることなく、低消費電力化を図る。以下、本実施形態の水栓装置１において行われる吐水制御の具体的な内容について説明する。
【００６０】
［制御内容］
本実施形態の水栓装置１において行われる吐水制御は、マイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力Ｓ３に基づいて、水栓４の吐水口４ａから水を吐水させる際の制御である。マイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力Ｓ３は、洗面台の使用者が吐水口４ａからの吐水を利用する場合に行う特徴的な動作を反映する。
【００６１】
ここで、対象物１０となる洗面台の使用者が吐水口４ａからの吐水を利用する場合の動作について、図３を用いて説明する。図３（ａ）に示すように、洗面器２が備え付けられる洗面台の使用者２０は、洗面台の使用に際して、水栓４に対して離れた位置から、洗面台に向かって移動し、洗面台の洗面カウンタ３、つまり水栓４に接近する（矢印Ａ１参照）。
【００６２】
図３（ｂ）に示すように水栓４に接近した使用者２０は、水栓４の吐水口４ａから吐出される水を利用して手を洗ったりするほか、化粧直し等のために洗面台において使用者２０の正面に配置される鏡を見る等、吐水口４ａからの吐水を利用しないで洗面台を使用する場合がある。
【００６３】
使用者２０は、吐水口４ａから吐水される水を利用する場合、図３（ｃ）に示すように、手２０ａに吐水口４ａからの吐水を受けるため、手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作を行う（矢印Ａ２参照）。つまり、使用者２０は、図３（ｂ）に示すように水栓４に接近した状態から、同図（ｃ）に示すように、手２０ａを動かし始め、吐水口４ａからの吐水を受ける位置で手２０ａを止めるという動作を行う。このように使用者２０による手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作が、使用者２０が吐水口４ａからの吐水を利用する場合に行う特徴的な動作となる。
【００６４】
以上のような使用者２０の一連の動作に対し、本実施形態の吐水制御では、マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３により、使用者２０が水栓４に接近したこと（図３（ａ）→図３（ｂ））と、吐水口４ａから吐水される水を利用する使用者２０が手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作を行うことで手２０ａが吐水口４ａに接近したこと（図３（ｂ）→図３（ｃ））とが検出される。そして、前者が検出されることで、サンプリング周期が短いサンプリング周期に切り替えられ、後者が検出されることで、ソフト処理が開始される。
【００６５】
使用者２０が水栓４に接近したこと、および使用者２０の手２０ａが吐水口４ａに接近したことは、定在波信号Ｓ７に基づいて検出される。したがって、使用者２０が水栓４に接近したこと、および使用者２０の手２０ａが吐水口４ａに接近したことは、制御部１３において、定在波信号検出部３４によって検出された定在波信号Ｓ７に基づいて、人体位置検出部４０により検出される。このように、本実施形態では、人体位置検出部４０が、センサ出力Ｓ３に含まれる定在波信号Ｓ７に基づいて対象物の吐水口４ａへの接近を検出する第１検出部として機能する。以下の説明では、人体位置検出部４０により検出される、使用者２０が水栓４に接近したことを「人体接近」といい、同じく人体位置検出部４０により検出される、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａに接近したことを「手接近」という。
【００６６】
また、本実施形態の吐水制御では、マイクロ波ドップラセンサ１２からのセンサ出力Ｓ３により、定在波信号Ｓ７に基づいて手接近が検出された後、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａからの吐水を受ける位置で止まるまでの動作において、手２０ａが、手接近が検出された時よりもさらに吐水口４ａに近付く際の動作が検出される。このように手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作が検出されることで、電磁弁１１が開動作され、水栓４からの吐水が行われる。
【００６７】
手接近が検出された時よりもさらに手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作は、ドップラ信号Ｓ６に基づいて検出される。つまり、手接近が検出された時よりもさらに手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作は、ソフト処理が行われている状態で検出される。したがって、手接近が検出された時よりもさらに手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作は、制御部１３において、ドップラ信号検出部３３によって検出されたドップラ信号Ｓ６に基づいて、人体動作検出部３９により検出される。このように、本実施形態では、人体動作検出部３９が、センサ出力Ｓ３に含まれるドップラ信号Ｓ６に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部として機能する。以下の説明では、人体動作検出部３９により検出される、手接近が検出された時よりもさらに手２０ａが吐水口４ａに近付く際の動作を「手動作」という。
【００６８】
そして、手動作が検出されると、電極弁制御部３６は、対象物検出部３５からの検出信号を受け、電磁弁１１を開動作させる。これにより、給水路５が開かれ、吐水口４ａからの吐水が開始される。
【００６９】
以下、本実施形態の吐水制御について、図４を用いて具体的に説明する。図４において、上段に示すグラフは、定在波信号の波形の一例を示す。同じく図４において、中段は、マイクロ波ドップラセンサ１２によるサンプリングのタイミングを示す。同じく図４において、下段は、ソフト処理の実行状態を示す。
【００７０】
図４に示す定在波信号の波形は、図３を用いて説明したような使用者２０の一連の動作が行われることで得られる波形の一例である。図４に示す定在波信号の波形において、符号Ｘａで示すタイミングは、使用者２０が水栓４に対して離れた位置から水栓４に接近したタイミングに対応する（図３（ｂ）参照）。また、符号Ｘｂで示すタイミングは、使用者２０が吐水口４ａからの吐水を受けるために手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作を行う際に、手２０ａを動かし始めたタイミングに対応する。また、符号Ｘｃで示すタイミングは、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａからの吐水を受ける位置で止まったタイミングに対応する（図３（ｃ）参照）。
【００７１】
本実施形態の吐水制御においては、定在波信号Ｓ７の信号レベル、つまり振幅値について、第１の閾値としての閾値Ａと、閾値Ａよりも大きい第２の閾値としての閾値Ｂとがあらかじめ設定される（閾値Ａ＜閾値Ｂ）。これら閾値Ａおよび閾値Ｂは、制御部１３において記憶部３８等にあらかじめ設定され記憶される。
【００７２】
そして、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上となることを条件として、人体接近が検出される。図４に示す例では、使用者２０が水栓４に接近したタイミング（符号Ｘａ）である時刻ｔ１に、人体接近が検出されている。また、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上となることを条件として、手接近が検出される。図４に示す例では、使用者２０が手２０ａを動かし始めたタイミング（符号Ｘｂ）から手２０ａが止まったタイミング（符号Ｘｃ）までの間における時刻ｔ２に、手接近が検出されている。
【００７３】
すなわち、定在波信号Ｓ７の信号レベル（振幅値）は、マイクロ波ドップラセンサ１２と対象物１０（使用者２０の人体）との距離が近くなることで大きくなる。そこで、上述したような使用者２０の一連の動作において、まず、使用者２０が水栓４に接近し、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上となることで、人体接近が検出され（時刻ｔ１）、次に、水栓４に接近した使用者２０が手２０ａを動かし始め、手２０ａが吐水口４ａに接近し、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上となることで、手接近が検出される（時刻ｔ２）。
【００７４】
以上のような検出処理において、人体接近が検出された時刻ｔ１に、サンプリング周期Ｔが、短いサンプリング周期に切り換えられる。すなわち、図４に示すように、人体接近が検出される時刻ｔ１までは、水栓装置１の待機状態であり、サンプリング周期Ｔは比較的長いサンプリング周期（以下「長サンプリング周期」という。）Ｔ１とされ、人体接近が検出された時刻ｔ１を境に、サンプリング周期Ｔが比較的短いサンプリング周期（以下「短サンプリング周期」という。）Ｔ２に切り替えられる。
【００７５】
すなわち、人体接近を検出する際には、長サンプリング周期Ｔ１で検出を行い、人体接近後においては、検出精度を高めるために短サンプリング周期Ｔ２で検出を行う。これにより、サンプリング周期Ｔが長いほど消費電力が少ないことから、常に短サンプリング周期Ｔ２で使用者２０の検出を行う場合と比べて消費電力の低減を図ることができる。長サンプリング周期Ｔ１は、例えば１００ｍｓ程度に設定され、短サンプリング周期Ｔ２は、例えば１０ｍｓ程度に設定される。本実施形態では、長サンプリング周期Ｔ１が、第１のサンプリング周期に相当し、短サンプリング周期Ｔ２が、第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期に相当する。
【００７６】
そして、時刻ｔ１にサンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１から短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられてから、手接近が検出された時刻ｔ２に、ソフト処理が開始される。ソフト処理は、ドップラ信号Ｓ６に基づいて手動作を検出するために行われる処理であり、デジタルフィルタ演算等の処理を含む高負荷な処理である。このソフト処理が行われている状態で、電磁弁１１を開弁させて吐水口４ａからの吐水を行うための手動作が検出される。
【００７７】
手動作の検出は、上述したようにソフト処理が行われている状態においてドップラ信号Ｓ６に基づいて行われる。具体的には、ソフト処理によれば、その演算結果としての演算値が得られる。この演算値は、ドップラ信号Ｓ６についての値であって、ドップラ信号Ｓ６についての信号の分散度合い等を表す値であり、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａに近付くほど大きくなる値である。
【００７８】
このソフト処理による演算結果としての演算値について、所定の値（以下「値Ｃ」とする。）があらかじめ設定される。そして、ソフト処理により抽出されたドップラ信号Ｓ６についての演算値が、あらかじめ設定された値Ｃ以上となることを条件として、手動作が検出される。このドップラ信号Ｓ６についての演算値の比較対象となる値Ｃは、制御部１３において記憶部３８等にあらかじめ設定され記憶される。
【００７９】
手動作が検出されることで吐水口４ａからの吐水が開始された後は、あらかじめ設定される所定の条件に基づいて、電磁弁１１が閉動作し、吐水口４ａからの吐水が停止される。ここで用いられる所定の条件としては、例えば、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａを下回ること等によって使用者２０が水栓４から離れたこと（人体離反）が検出されることや、吐水開始から所定時間経過したこと等が挙げられる。
【００８０】
以上のように、本実施形態の吐水制御においては、制御部１３は、定在波信号Ｓ７があらかじめ設定された閾値Ａ以上となった場合、人体位置検出部４０により、対象物の接近を検出する。ここで、対象物の接近は、図４に示す例では時刻ｔ１に検出された人体接近に相当する。
【００８１】
また、制御部１３は、定在波信号Ｓ７があらかじめ設定された閾値Ｂ以上となった場合、人体位置検出部４０により、人体接近よりもさらに対象物が吐水口４ａへ接近したことを検出する。ここで、人体接近よりもさらに対象物が吐水口４ａへ接近したことは、図４に示す例では時刻ｔ２に検出された手接近に相当する。
【００８２】
また、制御部１３は、同じく定在波信号Ｓ７があらかじめ設定された閾値Ｂ以上となった場合、人体動作検出部３９により、ドップラ信号Ｓ６があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、電磁弁１１を開動作させ、吐水口４ａからの吐水を行う。つまり、制御部１３は、定在波信号Ｓ７が閾値Ｂ以上となることで、手接近の検出にともない、手動作が検出可能な状態となるように、ソフト処理を開始する。したがって、ここで、手動作の検出条件となる、ドップラ信号Ｓ６があらかじめ設定された値以上となったことは、上述したようにドップラ信号Ｓ６についての演算値が値Ｃ以上となったことに相当する。
【００８３】
このような検出処理を行うとともに、制御部１３は、サンプリング周期Ｔの切替えを行う。具体的には、制御部１３は、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となるまでは、マイクロ波ドップラセンサ１２を、あらかじめ設定された長サンプリング周期Ｔ１で動作させ、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となった場合、マイクロ波ドップラセンサ１２を、あらかじめ設定された短サンプリング周期Ｔ２で動作させる。すなわち、図４に示す例では、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ未満の状態である時刻ｔ１より前では、サンプリング周期Ｔとして長サンプリング周期Ｔ１を採用し、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となった時刻ｔ１以降では、サンプリング周期Ｔとして短サンプリング周期Ｔ２を採用する。
【００８４】
こうした制御部１３によるサンプリング周期Ｔの切替えは、制御部１３が有するセンサ制御部３７により行われる。このため、長サンプリング周期Ｔ１および短サンプリング周期Ｔ２の値は、例えばセンサ制御部３７においてあらかじめ設定され記憶される。
【００８５】
以上のように、本実施形態の吐水制御は、定在波信号Ｓ７の振幅値について、閾値Ａと、閾値Ａよりも大きい閾値Ｂとを用い、閾値Ａにより、検出精度を高めるためのサンプリング周期の切替えタイミングを制御し、閾値Ｂにより、サンプリング周期の切替えタイミングよりも後に訪れることになるソフト処理の開始タイミングを制御する。つまり、本実施形態の吐水制御は、定在波信号Ｓ７の振幅値について閾値Ａよりも大きい閾値Ｂを用いることで、吐水口４ａの近傍に手２０ａが存在する可能性が高い状態を検出し、かかる状態が検出されたときのみ、処理負荷が大きく消費電力が大きいソフト処理を実行する。
【００８６】
言い換えると、本実施形態の吐水制御は、検出精度を高めるためにサンプリング周期を切り替えるタイミングと、ソフト処理を開始するタイミングとをずらし、前者のタイミングよりも後者のタイミングの方が後となるような制御を行う。そして、ソフト処理を開始するタイミングを、サンプリング周期を切り替えるタイミングよりも吐水口４ａの近傍に手２０ａが存在する可能性が高い状態としている。
【００８７】
以上のような吐水制御を行う本実施形態の水栓装置１によれば、マイクロ波ドップラセンサ１２を用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにマイクロ波ドップラセンサ１２による消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を抑えることができる。
【００８８】
具体的には、図４に示すように、本実施形態の吐水制御においては、人体接近が検出されサンプリング周期Ｔが切り替えられたタイミング（時刻ｔ１）から、手接近が検出されるタイミング（時刻ｔ２）までの間（符号Δｔａ参照）、処理負荷が大きく消費電力が大きいソフト処理が停止されていることから、その分消費電力を削減することができる。
【００８９】
人体接近が検出されたタイミングである時刻ｔ１以降は、使用者２０が洗面台に接近した状態である。しかし、使用者２０が洗面台に接近した状態であっても、例えば女子トイレ内での化粧直し等、吐水が行われずに洗面台の前に使用者２０が滞在しているだけの状態が長時間継続する場合がある。このような場合、仮に人体接近の検出タイミング（時刻ｔ１）からソフト処理を開始したとすると、サンプリング周期Ｔが短サンプリング周期Ｔ２であり、かつソフト処理が行われることで、消費電力が大きい状態が長時間継続してしまうことになる。
【００９０】
そこで、ソフト処理を開始するタイミングを人体接近の検出タイミング（時刻ｔ１）から手接近の検出タイミング（時刻ｔ２）に遅らせることで、吐水が行われないにもかかわらず消費電力が大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を削減することができる。すなわち、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａからの吐水を受ける位置に近付こうとしたときのみソフト処理が実行されるため、人が洗面台の前に滞在しているだけのときの消費電力を抑えることができる。ここで、ソフト処理を開始する条件として検出される手接近は、上記のとおり吐水口４ａの近傍に手２０ａが存在する可能性が高い状態であり、使用者２０が吐水口４ａから吐出される水を利用する場合に行われる動作により生じる状態である。
【００９１】
したがって、例えば化粧直し等のように吐水が必要とされず、吐水口４ａの近傍に向けて手２０ａを差し出す動作が行われない状態では、ソフト処理を開始する条件である手接近は検出されない。このため、人体接近が検出される時刻ｔ１から手接近が検出される時刻ｔ２までの間ソフト処理を停止させることは、吐水口４ａの近傍に差し出された手２０ａ等に対して吐水を行う吐水制御においては、検出性能を妨げることはない。このように、本実施形態の吐水制御によれば、消費電力を抑えることができ、なおかつ安定した検出性能を実現することができる。
【００９２】
以下では、本実施形態の吐水制御の処理の一例について、図５および図６に示すフロー図を用いて説明する。なお、以下に説明する制御処理は、制御部１３のＣＰＵが記憶部３８等に記憶された所定の制御プログラムを読み出して実行することにより行われる。
【００９３】
図５に示すように、水栓装置１の待機状態においては、サンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１に設定され（Ｓ１０）、マイクロ波ドップラセンサ１２によって長サンプリング周期Ｔ１でのデータのサンプリングが行われる（Ｓ２０）。
【００９４】
長サンプリング周期Ｔ１でサンプリングが行われている状態で、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ３０）。ステップＳ３０にて定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上であると判断されるまでは、長サンプリング周期Ｔ１でのサンプリング状態が継続される（Ｓ３０、Ｎｏ）。
【００９５】
ステップＳ３０において、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上であると判断された場合（Ｓ３０、Ｙｅｓ）、人体検出判定が行われる（Ｓ４０）。つまり、この場合は、図４に示す例において、時刻ｔ１で人体接近の検出が行われた場合に相当する。したがって、人体検出判定が行われると、サンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１から短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられる（Ｓ５０）。
【００９６】
サンプリング周期Ｔが短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられると、その時点を起点として、タイマ４１において時間ｔ＝０に設定されることでタイマ４１による時間の計測が開始され（Ｓ６０）、マイクロ波ドップラセンサ１２によって短サンプリング周期Ｔ２でのデータのサンプリングが開始される（Ｓ７０）。
【００９７】
図６に示すように、短サンプリング周期Ｔ２でサンプリングが行われている状態で、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ８０）。ここで、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上であると判断されるまでにおいて、定在波信号Ｓ７の振幅値が小さい状態が一定時間以上継続した場合、サンプリング周期Ｔを短サンプリング周期Ｔ２から長サンプリング周期Ｔ１に戻すという処理が行われる。
【００９８】
すなわち、図６に示すように、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上であると判断されるまでは（Ｓ８０、Ｎｏ）、図５に示すように、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ９０）。ここで、閾値ａは、閾値Ｂよりも小さい値であり、例えば閾値Ａと同値であってもよい。
【００９９】
ステップＳ９０において、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上である限り（Ｓ９０、Ｙｅｓ）、タイマ４１においては時間ｔ＝０に設定され（Ｓ１００）、短サンプリング周期Ｔ２でのサンプリングが継続される。一方、ステップＳ９０において、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上でないと判断された場合（Ｓ９０、Ｎｏ）、タイマ４１における計測時間が時間ｔ＝ｔ＋１とされ（Ｓ１１０）、時間ｔがあらかじめ設定された所定の時間ｔｈ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ１２０）。つまり、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上であると判断されるまでは、タイマ４１による時間の経過にともない、つまりタイマ４１において時間ｔ＝ｔ＋１として時間の計測が進むたびに、時間ｔｈが経過したか否かが判断される。
【０１００】
ステップＳ１２０において、時間ｔが所定の時間ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１２０、Ｙｅｓ）、つまりステップＳ６０において時間の計測が開始されてから、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上とならない状態が時間ｔｈの間継続した場合、サンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１へと戻される（Ｓ１０）。すなわち、ステップＳ６０において時間の計測が開始されてから、時間ｔｈが経過するまでの間に、１度でも定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上となれば（Ｓ９０、Ｙｅｓ）、その時点で時間の計測がリセットされ（Ｓ１００）、再度時間の計測が開始される。したがって、ステップＳ９０において定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値ａ以上とならない場合、ステップＳ１２０において時間ｔが所定の時間ｔｈ以上であると判断されない限りは、タイマ４１はリセットされることなく処理が継続される（Ｓ１２０、Ｎｏ）。
【０１０１】
このように、サンプリング周期Ｔが短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられてから、定在波信号Ｓ７の振幅値があらかじめ設定された閾値ａ以上とならない状態が、あらかじめ設定された所定の時間ｔｈ以上継続した場合、短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられたサンプリング周期Ｔを長サンプリング周期Ｔ１に戻すという処理が行われる。所定の時間ｔｈは、例えば数秒から数十秒程度の範囲で設定される。
【０１０２】
このように、所定の場合にサンプリング周期Ｔを戻すという処理を行うことで、人体接近についての誤検出等によってサンプリング周期が短い状態が無駄に継続することを防止することができる。これにより、無駄な消費電力を削減することができ、更なる低消費電力化を図ることが可能となる。
【０１０３】
図６に示すように、ステップＳ８０において、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上であると判断された場合（Ｓ８０、Ｙｅｓ）、手接近判定が行われる（Ｓ１３０）。つまり、この場合は、図４に示す例において、時刻ｔ２で手接近の検出が行われた場合に相当する。
【０１０４】
ステップＳ１３０において手接近判定が行われると、タイマ４１がリセットされるとともに（Ｓ１４０）、マイクロ波ドップラセンサ１２によって短サンプリング周期Ｔ２でのデータのサンプリングが継続された状態で（Ｓ１５０）、演算処理が開始される（Ｓ１６０）。つまり、ここでは、ソフト処理が開始され、制御部１３が、電磁弁１１の開動作による吐水口４ａからの吐水を行う際の契機となる手動作を検出するための準備状態となる。
【０１０５】
したがって、ステップＳ１６０において演算処理が開始された後は、演算結果としての演算値が値Ｃ以上であるか否かの判断が行われ（Ｓ１７０）る。ステップＳ１７０において演算値が値Ｃ以上と判断された場合（Ｓ１７０、Ｙｅｓ）、手検出判定が行われ（Ｓ１８０）、電磁弁１１の開動作が行われることで（Ｓ１９０）、吐水口４ａからの吐水が開始され、処理は終了する。なお、ステップＳ１８０における手検出判定は、上述したようにドップラ信号Ｓ６に基づく手動作の検出に相当する。
【０１０６】
一方、手接近判定が行われ（Ｓ１３０）、演算処理が開始されてから（Ｓ１６０）、演算値が値Ｃ以上とならない状態が一定時間以上継続した場合、再度閾値を用いた定在波信号Ｓ７の大きさの判定を行い、上述したように場合によってはサンプリング周期Ｔを短サンプリング周期Ｔ２から長サンプリング周期Ｔ１に戻すという処理が行われる。
【０１０７】
すなわち、ステップＳ１７０において、演算値が値Ｃ以上であると判断されるまでは（Ｓ１７０、Ｎｏ）、タイマ４１において時間ｔ＝ｔ＋１として時間の計測が進むたびに（Ｓ２００）、時間ｔがあらかじめ設定された所定の時間ｔｇ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ２１０）。
【０１０８】
一方、ステップＳ１４０においてタイマ４１がリセットされてから、ステップＳ１７０において演算値が値Ｃ以上であると判断されるまでに、所定の時間ｔｇが経過した場合（Ｓ２１０、Ｙｅｓ）、再度タイマ４１がリセットされ（Ｓ２２０）、処理はステップＳ９０へと移行する（図５参照）。つまりこの場合、上述したように、定在波信号Ｓ７についての閾値ａを用いて、所定の場合にサンプリング周期Ｔを戻すという処理が行われる。一方、ステップＳ１７０において演算値が値Ｃ以上とならない場合、ステップＳ２１０において時間ｔが所定の時間ｔｇ以上であると判断されない限りは、タイマ４１はリセットされることなくソフト処理が継続される（Ｓ２１０、Ｎｏ）。なお、ステップＳ２１０において時間ｔが所定の時間ｔｇ以上であると判断された場合は、演算処理を停止させる制御を行ってもよい。
【０１０９】
このように、ソフト処理が開始されてから、演算処理による演算値が値Ｃ以上とならない状態が、あらかじめ設定された所定の時間ｔｇ以上継続した場合、再度、サンプリング周期Ｔを短サンプリング周期Ｔ２から長サンプリング周期Ｔ１戻すか否かの判断処理が行われる。所定の時間ｔｇは、例えば数秒から数十秒程度の範囲で設定される。
【０１１０】
このように、ソフト処理が開始されてから一定時間以上、手動作が検出されずに吐水口４ａからの吐水が行われない状態が継続した場合、再度サンプリング周期Ｔを所定の条件の下で戻すという処理を行うことで、手動作についての誤検出等によってソフト処理が開始された状態であっても、サンプリング周期が短い状態が無駄に継続することを防止することができる。これにより、無駄な消費電力を削減することができ、更なる低消費電力化を図ることが可能となる。
【０１１１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について説明する。なお、上述した第１実施形態と共通する部分については同一の符号を用いて適宜説明を省略する。
【０１１２】
本実施形態の水栓装置５１は、上述した第１実施形態の水栓装置１との比較において、ソフト処理を開始する条件の点で第１実施形態と異なる。具体的には、第１実施形態の水栓装置１においては、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ｂ以上となったことを条件として、ソフト処理が開始される（図４、時刻ｔ２参照）。これに対し、本実施形態の水栓装置５１においては、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量に基づいて、ソフト処理の開始タイミングが検出される。
【０１１３】
すなわち、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量を検出することによって、吐水口４ａから吐出される水を利用しようとする使用者の、手を動かし始めてから、吐水口４ａからの吐水を受ける位置で手を止めるまでの間の動作（手接近）を検出することができる。具体的には次のとおりである。
【０１１４】
図７（ａ）に示すように、洗面台に接近した使用者２０は、吐水口４ａから吐出される水を利用しようとする場合、吐水口４ａからの吐水を受けるために手２０ａを吐水口４ａの近傍に向けて差し出す動作を行う（矢印Ｂ１参照）。このように吐水口４ａの近傍に向けて差し出される手２０ａは、吐水口４ａの近傍で止められる。
【０１１５】
このため、例えば図７（ｂ）に示すように、使用者２０の手２０ａの速度は、吐水口４ａの近傍で止まる直前に必ず減速する。手２０ａの速度が減速すると、水栓４内に設けられるマイクロ波ドップラセンサ１２のセンサ出力Ｓ３から得られる定在波信号Ｓ７の周波数は減少する。
【０１１６】
そこで、本実施形態の水栓装置５１は、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａの近傍で止まる直前における手２０ａの動作速度の減速にともなう、信号（定在波信号Ｓ７）の周波数の減少量を検出することで、その周波数の減少量が所定の値以上となったことを条件として、ソフト処理を開始させる。
【０１１７】
そこで、図８に示すように、本実施形態の水栓装置５１は、制御部１３において、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量を演算する周波数演算部５２を備える。周波数演算部５２は、定在波信号検出部３４から出力される定在波信号Ｓ７の入力を受け、入力された定在波信号Ｓ７の周波数の減少量を算出する。
【０１１８】
具体的には、周波数演算部５２は、定在波信号Ｓ７の波形データについてのサンプリングデータから、定在波信号Ｓ７の波形のピークとボトムとの間の時間を算出し、そのピーク−ボトム間の時間に基づいて、定在波信号Ｓ７の周波数を算出する。詳細には、ピーク−ボトム間の時間を１／２周期として、その値を２倍することで定在波信号Ｓ７の周期を算出し、定在波信号Ｓ７の周期から、定在波信号Ｓ７の周波数を算出する。
【０１１９】
周波数演算部５２により算出された定在波信号Ｓ７の周波数は、所定時間の間記憶される。周波数演算部５２により算出された定在波信号Ｓ７の周波数が記憶される部分は、周波数演算部５２であってもよく、制御部１３が有する記憶部３８等であってもよい。
【０１２０】
そして、周波数演算部５２は、所定時間の間記憶された定在波信号Ｓ７の周波数のうちの最大値と、算出した最新の周波数の値との差分から、周波数の減少量を算出する。つまり、所定時間の間記憶された定在波信号Ｓ７の周波数のうちの最大の周波数をｆｍａｘ（Ｈｚ）とし、算出した最新の定在波信号Ｓ７の周波数をｆ（Ｈｚ）とした場合、ｆｍａｘ−ｆによって得られた数値を、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量として算出する。
【０１２１】
このように、周波数演算部５２は、定在波信号Ｓ７の波形のピークとボトムの検出という負荷が軽い演算によって、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量を算出する。なお、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量の算出に際しては、定在波信号Ｓ７の波形のピーク−ボトム間の時間ではなく、ピーク−ピーク間、あるいはボトム−ボトム間の時間が定在波信号Ｓ７の周期の算出に用いられてもよい。
【０１２２】
このような周波数演算部５２による周波数の減少量の算出において、定在波信号Ｓ７の周波数が記憶される所定時間は、例えば、０．２秒程度である。所定時間が０．２秒の場合、サンプリング周期Ｔが１０ｍｓのときは、所定時間の間に２０個のサンプリングデータが得られる。また、定在波信号Ｓ７の周波数が３０Ｈｚ程度である場合は、所定時間０．２秒の間に約６個の波があらわれ、ピーク−ボトム間の時間に基づく周波数データは約１２個得られることになる。したがって、この場合、１２個の周波数データの中から、最大の周波数ｆｍａｘが用いられ、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が算出される。
【０１２３】
周波数演算部５２は、算出した周波数の減少量についての信号を出力し、周波数演算部５２から出力された信号は、人体位置検出部４０に入力される。人体位置検出部４０は、入力された周波数の減少量についての信号に基づいて、手接近の検出を行う。
【０１２４】
本実施形態の吐水制御においては、定在波信号Ｓ７の振幅値についての閾値Ａと、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量についての閾値ｆａとがあらかじめ設定される。これら閾値Ａおよび閾値ｆａは、制御部１３において記憶部３８等にあらかじめ設定され記憶される。
【０１２５】
そして、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上となることを条件として、人体接近が検出される。図９に示す例では、使用者２０が水栓４に接近したタイミング（符号Ｘａ）である時刻ｔ１に、人体接近が検出されている。また、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上となることを条件として、手接近が検出される。本実施形態における手接近は、使用者２０の手２０ａが吐水口４ａの近傍で止められる際に手２０ａの速度が減速した状態に相当する。図９に示す例では、使用者２０の手２０ａが止まったタイミング（符号Ｘｃ）の直前の時刻ｔ３に、手接近が検出されている。
【０１２６】
すなわち、上述したような使用者２０の一連の動作において、まず、使用者２０が水栓４に接近し、定在波信号Ｓ７の振幅値が閾値Ａ以上となることで、人体接近が検出され（時刻ｔ１）、次に、水栓４に接近した使用者２０が手２０ａを動かし始め、手２０ａが吐水口４ａに接近し、手２０ａが吐水口４ａの近傍で止まる直前に、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上となることで、手接近が検出される（時刻ｔ３）。
【０１２７】
以上のような検出処理において、人体接近が検出された時刻ｔ１に、サンプリング周期Ｔが、長サンプリング周期Ｔ１から短サンプリング周期Ｔ２に切り換えられる。そして、時刻ｔ１にサンプリング周期Ｔが長サンプリング周期Ｔ１から短サンプリング周期Ｔ２に切り替えられてから、手接近が検出された時刻ｔ３に、ソフト処理が開始される。
【０１２８】
以上のように、本実施形態の吐水制御においては、制御部１３は、定在波信号Ｓ７があらかじめ設定された閾値Ａ以上となった場合、人体位置検出部４０により、対象物の接近を検出する。ここで、対象物の接近は、図９に示す例では時刻ｔ１に検出された人体接近に相当する。
【０１２９】
また、制御部１３は、周波数演算部５２により算出された定在波信号Ｓ７の周波数の減少量があらかじめ設定された閾値ｆａ以上となった場合、人体位置検出部４０により、人体接近よりもさらに対象物が吐水口４ａへ接近したことを検出する。ここで、人体接近よりもさらに対象物が吐水口４ａへ接近したことは、図９に示す例では時刻ｔ３に検出された手接近に相当する。
【０１３０】
また、制御部１３は、同じく周波数演算部５２により算出された定在波信号Ｓ７の周波数の減少量があらかじめ設定された閾値ｆａ以上となった場合、人体動作検出部３９により、ドップラ信号Ｓ６があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、電磁弁１１を開動作させ、吐水口４ａからの吐水を行う。つまり、制御部１３は、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上となることで、手接近の検出にともない、手動作が検出可能な状態となるように、ソフト処理を開始する。したがって、ここで、手動作の検出条件となる、ドップラ信号Ｓ６があらかじめ設定された値以上となったことは、上述したようにドップラ信号Ｓ６についての演算値が値Ｃ以上となったことに相当する。
【０１３１】
このような検出処理を行うとともに、制御部１３は、サンプリング周期Ｔの切替えを行う。具体的には、制御部１３は、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となるまでは、マイクロ波ドップラセンサ１２を、あらかじめ設定された長サンプリング周期Ｔ１で動作させ、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となった場合、マイクロ波ドップラセンサ１２を、あらかじめ設定された短サンプリング周期Ｔ２で動作させる。すなわち、図９に示す例では、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ未満の状態である時刻ｔ１より前では、サンプリング周期Ｔとして長サンプリング周期Ｔ１を採用し、定在波信号Ｓ７が閾値Ａ以上となった時刻ｔ１以降では、サンプリング周期Ｔとして短サンプリング周期Ｔ２を採用する。
【０１３２】
以上のように、本実施形態の吐水制御は、定在波信号Ｓ７の振幅値についての閾値Ａと、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量についての閾値ｆａとを用い、閾値Ａにより、検出精度を高めるためのサンプリング周期の切替えタイミングを制御し、閾値ｆａにより、サンプリング周期の切替えタイミングよりも後に訪れることになるソフト処理の開始タイミングを制御する。つまり、本実施形態の吐水制御は、周波数の減少量についての閾値ｆａを用いることで、吐水口４ａの近傍に手２０ａが存在する可能性が高い状態として、吐水口４ａの近傍に手２０ａが停止する直前の状態を検出し、かかる状態が検出されたときのみ、処理負荷が大きく消費電力が大きいソフト処理を実行する。
【０１３３】
以下では、本実施形態の吐水制御の処理の一例について、図１０および図１１に示すフロー図を用いて説明する。なお、ここでは、図５および図６に示す第１実施形態の場合の処理と共通する部分については説明を省略する。
【０１３４】
図１０に示すステップＳ３１０〜ステップＳ３７０は、図５に示すステップＳ１０〜ステップＳ７０と同様である。図１１に示すように、短サンプリング周期Ｔ２でサンプリングが行われている状態で、周波数演算が行われ（Ｓ３８０）、周波数減少量演算が行われる（Ｓ３９０）。すなわち、ステップＳ３８０では、周波数演算部５２により、定在波信号Ｓ７の波形のピーク−ボトム間の時間に基づいて、定在波信号Ｓ７の周波数が算出され、ステップＳ３９０では、同じく周波数演算部５２により、所定時間の間記憶された定在波信号Ｓ７の最大周波数（ｆｍａｘ）と、算出した最新の周波数（ｆ）との差分から、周波数の減少量が算出される。
【０１３５】
次に、算出された定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上であるか否かの判断が行われる（Ｓ４００）。ここで、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上であると判断されるまでにおいて（Ｓ４００、Ｎｏ）、定在波信号Ｓ７の振幅値が小さい状態が一定時間以上継続した場合、サンプリング周期Ｔを短サンプリング周期Ｔ２から長サンプリング周期Ｔ１に戻すという処理が行われる（Ｓ４１０〜Ｓ４４０）。図１０に示すステップＳ４１０〜Ｓ４４０は、図５に示すステップＳ９０〜ステップＳ１２０と同様である。
【０１３６】
図１１に示すように、ステップＳ４００において、定在波信号Ｓ７の周波数の減少量が閾値ｆａ以上であると判断された場合（Ｓ４００、Ｙｅｓ）、減速判定が行われる（Ｓ４５０）。つまり、この場合は、図９に示す例において、時刻ｔ３で手接近の検出が行われた場合に相当する。ステップＳ４５０において減速判定が行われた後の処理であるステップＳ４６０〜ステップＳ５４０は、図６に示すステップＳ１４０〜ステップＳ２２０と同様である。
【０１３７】
以上のような吐水制御を行う本実施形態の水栓装置５１によれば、例えば対象物としての人体の手が吐水口４ａの手前で止まる直前まで、処理負荷が大きく電力消費が大きいドップラ信号Ｓ６による検出処理（ソフト処理）を停止させることができるため、マイクロ波ドップラセンサ１２を用いて対象物の検出を行う構成において、対象物の検出性能を維持しつつ、吐水が行われないにもかかわらずにマイクロ波ドップラセンサ１２による消費電力が比較的大きくなる時間を短くすることができ、その分消費電力を抑えることができる。
【０１３８】
具体的には、図９に示すように、本実施形態の吐水制御においては、人体接近が検出されサンプリング周期Ｔが切り替えられたタイミング（時刻ｔ１）から、手接近が検出されるタイミング（時刻ｔ３）までの間（符号Δｔｂ参照）、処理負荷が大きく消費電力が大きいソフト処理が停止されていることから、消費電力を削減することができる。
【０１３９】
そして、ソフト処理を開始するタイミングを人体接近の検出タイミング（時刻ｔ１）から手接近の検出タイミング（時刻ｔ３）に遅らせることで、吐水が行われないにもかかわらず消費電力が大きくなる時間を短くすることができ、消費電力を削減することができる。ここで、ソフト処理を開始する条件として検出される手接近は、上記のとおり吐水口４ａの近傍に手２０ａが停止する直前の状態であり、使用者２０が吐水口４ａから吐出される水を利用する場合に行われる動作により生じる状態である。
【０１４０】
したがって、例えば化粧直し等のように吐水が必要とされず、吐水口４ａの近傍に向けて手２０ａを差し出す動作が行われない状態では、ソフト処理を開始する条件である手接近は検出されない。このため、人体接近が検出される時刻ｔ１から手接近が検出される時刻ｔ３までの間ソフト処理を停止させることは、吐水口４ａの近傍に差し出された手２０ａ等に対して吐水を行う吐水制御においては、検出性能を妨げることはない。このように、本実施形態の吐水制御によれば、対象物の検出性能を維持することができる。
【０１４１】
特に、本実施形態の場合、ソフト処理を開始するタイミングが定在波信号Ｓ７の周波数の減少量に基づいて決まることから、吐水口４ａの近傍に手２０ａが停止する直前までソフト処理を停止させることができるので、効果的に消費電力を抑えることができる。つまり、ドップラ信号Ｓ６を用いる人体動作検出部３９による処理は、ソフト処理をともなうため処理負荷が大きく消費電力が大きいが、本実施形態の場合、この人体動作検出部３９による処理を時刻ｔ１から、吐水口４ａの近傍に手２０ａが停止する直前の時刻ｔ３までの間停止することができるため、制御部１３においてより一層の消費電力の削減を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【０１４２】
１ 水栓装置
４ 水栓
４ａ 吐水口
５ 給水路
１０ 対象物
１１ 電磁弁（給水バルブ）
１２ マイクロ波ドップラセンサ
１３ 制御部
３９ 人体検出処理部（第２検出部）
４０ 人体位置検出部（第１検出部）
５１ 水栓装置
５２ 周波数演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、
前記制御部は、
前記センサ出力に含まれる定在波信号に基づいて対象物の前記吐水口への接近を検出する第１検出部と、
前記センサ出力に含まれるドップラ信号に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部と、を有し、
前記定在波信号があらかじめ設定された第１の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近を検出し、
前記定在波信号があらかじめ設定され前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近よりもさらに対象物が前記吐水口へ接近したことを検出し、前記第２検出部により、前記ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、前記給水バルブを開動作させ、
前記定在波信号が前記第１の閾値以上となるまでは、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定された第１のサンプリング周期で動作させ、
前記定在波信号が前記第１の閾値以上となった場合、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定され前記第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期で動作させる
ことを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、
前記制御部は、
前記センサ出力に含まれる定在波信号に基づいて対象物の前記吐水口への接近を検出する第１検出部と、
前記定在波信号の周波数の減少量を演算する周波数演算部と、
前記センサ出力に含まれるドップラ信号に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部と、を有し、
前記定在波信号があらかじめ設定された第１の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近を検出し、
前記周波数演算部により算出された前記周波数の減少量があらかじめ設定された閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近よりもさらに対象物が前記吐水口へ接近したことを検出し、前記第２検出部により、前記ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、前記給水バルブを開動作させ、
前記定在波信号が前記第１の閾値以上となるまでは、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定された第１のサンプリング周期で動作させ、
前記定在波信号が前記第１の閾値以上となった場合、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定され前記第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期で動作させる
ことを特徴とする水栓装置。
【請求項１】
吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、
前記制御部は、
前記センサ出力に含まれる定在波信号に基づいて対象物の前記吐水口への接近を検出する第１検出部と、
前記センサ出力に含まれるドップラ信号に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部と、を有し、
前記定在波信号があらかじめ設定された第１の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近を検出し、
前記定在波信号があらかじめ設定され前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近よりもさらに対象物が前記吐水口へ接近したことを検出し、前記第２検出部により、前記ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、前記給水バルブを開動作させ、
前記定在波信号が前記第１の閾値以上となるまでは、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定された第１のサンプリング周期で動作させ、
前記定在波信号が前記第１の閾値以上となった場合、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定され前記第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期で動作させる
ことを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
吐水口から吐水される水の給水路を開閉する給水バルブと、前記吐水口に接近する対象物を検出するドップラセンサと、前記ドップラセンサのセンサ出力に基づいて前記給水バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えた水栓装置であって、
前記制御部は、
前記センサ出力に含まれる定在波信号に基づいて対象物の前記吐水口への接近を検出する第１検出部と、
前記定在波信号の周波数の減少量を演算する周波数演算部と、
前記センサ出力に含まれるドップラ信号に基づいて対象物の動きを検出する第２検出部と、を有し、
前記定在波信号があらかじめ設定された第１の閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近を検出し、
前記周波数演算部により算出された前記周波数の減少量があらかじめ設定された閾値以上となった場合、前記第１検出部により、対象物の前記接近よりもさらに対象物が前記吐水口へ接近したことを検出し、前記第２検出部により、前記ドップラ信号があらかじめ設定された値以上となったことを条件として、前記給水バルブを開動作させ、
前記定在波信号が前記第１の閾値以上となるまでは、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定された第１のサンプリング周期で動作させ、
前記定在波信号が前記第１の閾値以上となった場合、前記ドップラセンサを、あらかじめ設定され前記第１のサンプリング周期よりも短い第２のサンプリング周期で動作させる
ことを特徴とする水栓装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７６２２５（Ｐ２０１３−７６２２５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５２９２（Ｐ２０１１−２１５２９２）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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