JP2000336715A - 自動水栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】手洗器に取り付けられる自動水栓のセンサとし
て測距式センサを用いた場合に、その測距式センサが手
洗器の上端部を実際の距離よりも近いものと誤判定して
吐水口から水を出してしまう不都合を防止する。 【解決手段】投光部２４から発せられた光の被検知物３
４による反射光を受光部２６にて受光し、三角測量の原
理により被検知物３４までの距離を測定する測距式セン
サ２２にて被検知物３４を検知し、吐水部１８の吐水口
２０より自動吐水する自動水栓１６において、吐水部１
８を手洗器１０に設けるとともに、測距式センサ２２
を、投光部２４からの光の照射領域に手洗器１０におけ
る鉢１２の上端部１２ａがかかるような向きで斜め前方
向に配向させる。そして投光部２４と受光部２６とを上
下に且つ受光部２６を投光部２４よりも下側に配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はセンサにより被検
知物を検知して吐水口より自動吐水する自動水栓に関
し、特にセンサとして被検知物までの距離を測定する測
距式センサを用いた自動水栓に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、差し出された手等の被検知物をセ
ンサにより検知して吐水口から自動吐水する自動水栓が
広く用いられている。従来にあっては、この自動水栓の
センサとして光量式のセンサ、即ち投光部から光を発す
るとともに受光部で被検知物からの反射光を受光し、そ
の受光部における反射光の受光量の大小に基づいて被検
知物の有無を検知する形式のものが用いられていた。

【０００３】しかしながらこの光量式センサを用いた自
動水栓の場合、被検知物の色が例えば白色である場合と
黒色である場合とで反射光の光量が異なるなど、被検知
物の色によって受光部で受ける反射光量が異なってしま
うといった問題があった。

【０００４】一方三角測量の原理に基づいて被検知物ま
での距離を検知することにより、所定の検知領域内に被
検知物があるかないかを判定するようになした自動水栓
も提案されている。

【０００５】図３は三角測量方式で被検知物までの距離
を測定する測距式センサの測距の原理を模式的に表した
ものである。同図において２００は投光部であって、光
源２０２と投光レンズ２０４とを有している。２０６は
投光部２００から所定距離Ｓ、即ち基線長Ｓだけ離隔し
た位置に配置された受光部であって、受光素子２０８と
受光レンズ２１０とを有している。

【０００６】この測距式センサの場合、光源２０２から
の光を投光レンズ２０４で集束し細いビーム光にして被
検知物２１２に照射する。そしてその被検知物２１２か
らの反射光を受光部２０６で受光する。詳しくは反射光
を受光レンズ２１０を通して受光素子２０８で受光す
る。

【０００７】このとき投光レンズ２０４から被検知物２
１２までの距離Ｌと、投光部２００及び受光部２０６間
の基線長Ｓと、被検知物２１２から受光部２０６への反
射光の入射角度θとの間には次の関係が成り立つ。 tanθ＝Ｓ／Ｌ 従って入射角度θが分れば既知の基線長Ｓに基づいて被
検知物２１２までの距離Ｌを求めることができる。但し
実際にはこの測距式センサの場合以下のようにして被検
知物２１２までの距離Ｌを求める。

【０００８】即ち受光レンズ２１０の焦点距離をｆ，受
光素子２０８に当る被検知物２１２からの反射光のスポ
ット光の強度中心位置をｄ（厳密には受光素子２０８に
おける中心位置からスポット光の強度中心位置までの距
離をｄ）としたとき、上記Ｌ，Ｓとそれらｆ，ｄとの間
には次の関係が成り立つから、 Ｓ／Ｌ＝ｄ／ｆ ｄを知ることによって既知のＳ値，ｆ値からＬを求める
ことができる。

【０００９】ここでｄの値と受光素子２０８の両端の出
力電流値Ｉ_１，Ｉ_２（この例では受光素子２０８として
半導体素子が用いられている）の関係は図４のようにな
る。即ちスポット光Ｐの当る位置によって出力電流値Ｉ
_１と出力電流値Ｉ_２との電流比Ｉ_２／Ｉ_１が変化する。

【００１０】つまりスポット光Ｐが受光素子２０８の中
央に当っている場合には出力電流値Ｉ_１と出力電流値Ｉ
_２の比率Ｉ_２／Ｉ_１は等しくなるが、図中右にずれると
Ｉ_２／Ｉ_１は大となり、また左にずれるとＩ_２／Ｉ_１は
小さくなる。この比率の増減の割合はスポット光Ｐの中
心からのずれに比例する。従ってそのＩ_２／Ｉ_１を測定
することによって、上記ｄ値ひいては被検知物２１２ま
での距離Ｌを求めることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種自動水
栓を手洗器に取り付ける場合、従来にあっては通常図５
に示しているように吐水口２１４が下向き、つまり吐水
口２１４が手洗器の鉢２１８底部に向くようにして自動
水栓の吐水部２１６を取り付けるようにしていた。

【００１２】これに対して近年、吐水口から斜め前方向
きに吐水を行うといったことが好まれるようになって来
ている。この場合吐水口を斜め前方向きにして吐水部２
１６を取り付けることとなるが、この場合において上記
測距式センサを縦向きに且つ投光部２００を受光部２０
６よりも下側に配置すると以下のような不都合が生じる
恐れがある。

【００１３】即ちこの測距式センサの場合、図６（Ａ）
に示しているように投光部２００からのビーム光が被検
知物２１２に対して全体的に当る場合には特に問題は生
じないが、同図（Ｂ）に示しているように投光部２００
からのビーム光の一部しか被検知物２１２に当らないよ
うな状態の場合、被検知物２１２までの実際の距離Ｌに
対して検知距離を大きく又は小さく誤判定してしまう不
都合を生じる。

【００１４】例えば（Ｂ）に示す場合、被検知物２１２
の図中上端からの反射光が受光素子２０８に受光されな
いため（図中２点鎖線で示す反射光）、受光素子２０８
に当る反射光のスポット光Ｐの強度中心位置ｄが、
（Ａ）の場合に比べて図中上方にずれてしまう。この結
果、被検知物２１２の位置は（Ａ）の場合も（Ｂ）の場
合も同じであるにも拘わらず、（Ｂ）の場合には検知距
離が実際の距離Ｌに対して近いものと誤判定してしま
う。

【００１５】従って吐水口の向きと合せて測距式センサ
を斜め前方向きに配向させ、投光部２００からの光の照
射領域に手洗器の鉢の前端部且つ上端部が一部かかるよ
うな状態になると、測距式センサが鉢の前端部且つ上端
部を実際の距離よりよりも近いものと誤判定し、これを
受けて自動水栓が吐水口から誤って吐水してしまうとい
った不都合を生じるのである。

【００１６】尤もこのような不都合を生じないように測
距式センサの検知領域を短く設定しておくといったこと
も考えられる。しかしながら測距式センサによる検知領
域を短く設定すると、センサに対して手をかなり近付け
なれば水が出ないこととなり、自動水栓の使い勝手が悪
いものとなってしまう。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の自動水栓はこの
ような課題を解決するためになされたものである。而し
て請求項１のものは、投光部から発した光の被検知物に
よる反射光を受光部にて受光し、三角測量の原理により
該被検知物までの距離を測定する測距式センサにて該被
検知物を検知し、吐水部の吐水口より自動吐水する自動
水栓において、前記投光部と受光部とを上下に且つ該受
光部を該投光部よりも下側に配置したことを特徴とす
る。

【００１８】また請求項２のものは、請求項１に記載の
自動水栓において、前記吐水部を手洗器に設けるととも
に、前記測距式センサを前記投光部からの光の照射領域
に該手洗器における鉢の前端部且つ上端部がかかるよう
な向きで斜め前方向きに配向させたことを特徴とする。

【００１９】

【作用及び発明の効果】上記のように本発明は、三角測
量の原理により被検知物までの距離を測定する測距式セ
ンサを用いた自動水栓において、その測距式センサにお
ける受光部を投光部よりも下側に配置したもので、この
自動水栓の場合、例えば上方から手が差し出されたよう
な場合、その差し出された手が投光部からの照射領域に
一部かかる状態となったとき、差し出された手までの距
離を実際の距離よりも近いものと判定し、吐水口から自
動吐水することができる。即ちこのような場合には、実
際に設定した領域よりも検知領域が広がったのと同じよ
うな状態となり、自動水栓の使い勝手が良好となる。

【００２０】一方この自動水栓における吐水部を手洗器
に設け、手洗器の鉢の前端部且つ上端部が測距式センサ
における投光部からの光の照射領域に一部かかるような
状態であったとき、測距式センサはその鉢の前端部且つ
上端部を実際の距離よりも遠いものと判定する。従って
鉢の上端部の位置が実際よりも近いものと誤判定して水
を出してしまうといった不都合を生じない。従って測距
式センサにおける検知領域を可及的に長く設定すること
が可能となり、自動水栓の使い勝手が良好となる。

【００２１】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１において、１０は手洗器（洗面器を含
む）で、１２は鉢、１２ａは鉢１２の前端部且つ上端部
（以下単に上端部とする）である。１６は本例の自動水
栓で、吐水部１８が手洗器１０の後部上面から起立する
状態で設けられている。この吐水部１８の先端部には吐
水口２０が設けられており、更にその下側位置に測距式
センサ２２が設けられている。

【００２２】本例の自動水栓１６の場合、この測距式セ
ンサ２２によって検知領域内の被検知物３４を検知し、
その検知に基づいて吐水口２０から自動的に吐水を行
う。ここで吐水口２０は斜め前方向き、詳しくは前方且
つ斜め下向きに配向されており、また測距式センサ２２
もこれに合せて斜め前方向きに配向されている。

【００２３】この測距式センサ２２は上側位置に投光部
２４を、その下側位置に受光部２６を備えており、その
投光部２４から光を斜め前方向きに照射し、そして被検
知物３４からの反射光を受光部２６で受光し、被検知物
３４の位置を検知する。

【００２４】本例の自動水栓１６は、吐水口２０への給
水及び給水停止を行う電磁弁２７と制御ユニット２８と
を有している。制御ユニット２８は、電源回路２９と電
磁弁駆動回路３０及びセンサ駆動回路３１及びそれらを
制御する制御回路３２を備えている。

【００２５】図２（Ａ）に示しているように測距式セン
サ２２における投光部２４は光源３６と投光レンズ３８
とを有しており、光源３６からの光を投光レンズ３８に
て集束し細いビーム光にして対象物４４に照射する。

【００２６】一方受光部２６は受光素子４０と受光レン
ズ４２とを有しており、対象物４４からの反射光を受光
して対象物４４までの距離を測定し、設定された検知領
域内に対象物４４があるかないかを判定する。

【００２７】この測距式センサ２２は、上記図３に示し
た測距式センサと同様のものである。即ちこの例の測距
式センサ２２は、受光素子４０がＰＳＤ（ポジションセ
ンシティブデバイス）から成っており、その両端の出力
電流値に基づいて対象物４４までの距離を判定する。

【００２８】即ち、受光素子４０両端からの出力電流値
の比率が、受光素子４０に当る反射光のスポット光の強
度中心位置の、受光素子４０中心位置からのずれによっ
て変化することから、その出力電流値の比率を計測する
ことによって対象物４４までの距離を測定する。この例
では、その検知領域は上記鉢１２の上端部１２ａ直近位
置までの距離に設定されている。

【００２９】本例において測距式センサ２２は、鉢１２
の上端部１２ａが図２（Ｃ）に示しているように投光部
２４からの光の照射領域に一部かかるような向きで吐水
部１８に取り付けられている。この場合において鉢１２
の上端部１２ａから反射されて受光素子４０に当るスポ
ット光の強度中心位置は、本来の位置から投光部２４側
にずれた位置となり、従って測距式センサ２２は上端部
１２ａまでの距離を実際の距離より遠いものと判定す
る。

【００３０】一方鉢１２の上方から手等の被検知物３４
が下向きに差し出されて図２（Ｂ）（図中２点鎖線）の
状態となったとき、測距式センサ２２はその被検知物３
４までの距離を実際の距離よりも短く判定する。即ち本
例によれば、測距式センサ２２による検知領域を実際よ
りも広く取ったのと同様の効果が得られる。これにより
自動水栓１６の使い勝手が良好なものとなる。

【００３１】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である自動水栓を示す図であ
る。

【図２】図１の測距式センサ２２の作用を説明する説明
図である。

【図３】従来の測距式センサの一例を測距の原理ととも
に示す図である。

【図４】図３の受光素子の出力電流値の関係を示す図で
ある。

【図５】自動水栓を手洗器に取り付けた状態の一例を示
す図である。

【図６】図５のセンサとして測距式センサを用いた場合
に起る不都合の説明図である。

【符号の説明】

１０ 手洗器 １２ 鉢 １２ａ 上端部 １６ 自動水栓 １８ 吐水部 ２０ 吐水口 ２２ 測距式センサ ２４ 投光部 ２６ 受光部 ３４ 被検知物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光部から発した光の被検知物による反
   射光を受光部にて受光し、三角測量の原理により該被検
   知物までの距離を測定する測距式センサにて該被検知物
   を検知し、吐水部の吐水口より自動吐水する自動水栓に
   おいて、 前記投光部と受光部とを上下に且つ該受光部を該投光部
   よりも下側に配置したことを特徴とする自動水栓。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の自動水栓において、前
   記吐水部を手洗器に設けるとともに、前記測距式センサ
   を前記投光部からの光の照射領域に該手洗器における鉢
   の前端部且つ上端部がかかるような向きで斜め前方向き
   に配向させたことを特徴とする自動水栓。