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人體檢測傳感器及自動(dòng)水栓的制作方法_2

文檔序號(hào):9476100閱讀:來源:國知局
上表面的臺(tái)面156上。在作為盆151的底部的最深部上,配置有用于排水的排水口 152。
[0048]水栓16具有立設(shè)在臺(tái)面156上的大致圓柱狀的軀干部160、和形成該軀干部160的臺(tái)座的基部161。軀干部160在向盆151側(cè)傾斜的狀態(tài)下被基部161的支承。在面向盆151側(cè)的軀干部160的側(cè)面安裝有大致圓筒形的噴水部162,其前端開口有噴水口 168。在相當(dāng)于該噴水部162的上側(cè)的軀干部160的側(cè)面配設(shè)有形成人體檢測傳感器I的檢測表面的過濾板165。過濾板165是選擇性地透過紅外區(qū)域的光的樹脂過濾器。通過供水管道12中的供水通道對(duì)水栓16的噴水口 168供水。供水通道上設(shè)置有包括螺線管(供水控制部)11的噴水閥(電磁閥),供水通道通過噴水閥開閉。
[0049]如圖1及圖2所示,本實(shí)施例的人體檢測傳感器I由安裝在水栓16中的傳感器單元2、和控制傳感器單元2的控制單元3構(gòu)成。洗面臺(tái)15中,通過組合該人體檢測傳感器I與螺線管11而形成自動(dòng)供水裝置。
[0050]如圖1及圖2所示,傳感器單元2是將LED元件251及線傳感器(攝像元件)261容納在框體21中的單元,接受來自控制單元3的電力供應(yīng)而動(dòng)作。在傳感器單元2中,發(fā)光部25與攝像部26面向水栓16的過濾板165并列配置。發(fā)出紅外光的發(fā)光部25具有LED元件251和投影透鏡255。攝像部26具有線傳感器261和聚光透鏡265。發(fā)光部25和攝像部26隔著具有遮光性的隔板211在水平方向上(預(yù)定方向)偏離配置。
[0051]如圖2所示,LED元件251是在封裝基板的腔內(nèi)安裝有LED芯片250的發(fā)光元件。腔內(nèi)的LED芯片250通過透明樹脂254而密封。發(fā)光部25中,LED元件251被設(shè)置有縱方向(垂直方向)的狹縫孔253的遮光性的元件框252覆蓋。通過該發(fā)光部25,可以向檢測對(duì)象投射抑制了水平方向的發(fā)散角的清晰的狹縫光。
[0052]如圖2及圖3所示,線傳感器261是一種可將受光量轉(zhuǎn)換成電學(xué)物理量的像素260呈直線排列的一維攝像傳感器。線傳感器261具有作為有效像素的64個(gè)像素260。在線傳感器261中,由該64個(gè)像素260形成受光區(qū)域263。在受光區(qū)域263中,各像素260排列在發(fā)光部25和攝像部26的偏離配置方向上。線傳感器261具有未圖示的電子快門,使用該電子快門可以調(diào)整受光(曝光)時(shí)間。每當(dāng)執(zhí)行受光動(dòng)作時(shí),線傳感器261都輸出表示受光量的256色階的像素值按照各像素260的排列順序而排列的一維攝像數(shù)據(jù)。
[0053]在本實(shí)施例的傳感器單元2中,線傳感器261以和受光區(qū)域263的長度方向一致的方式相對(duì)于發(fā)光部25和攝像部26的偏離配置方向被裝入。傳感器單元2裝入水栓16中,使得線傳感器261的攝像范圍的至少一部分包含盆面150 (盆151的內(nèi)周面)。
[0054]如圖1及圖4所示,控制單元3是控制傳感器單元2及螺線管11的單元,通過商用電源所供應(yīng)的電力而工作。該控制單元3具備控制傳感器單元2及螺線管11的控制基板30。控制基板30上設(shè)置有:控制線傳感器261及LED元件251的攝像控制部31、執(zhí)行檢測處理的檢測處理部32、和控制螺線管11的供水動(dòng)作控制部33。
[0055]攝像控制部31具備如下功能:控制進(jìn)行由LED元件251的發(fā)光及線傳感器261的受光的攝像動(dòng)作的攝像動(dòng)作控制部311、和根據(jù)線傳感器261的各像素260讀取攝像數(shù)據(jù)(作為各像素260的受光量的分布的受光波形)的讀取部312。
[0056]攝像動(dòng)作控制部311控制線傳感器261,使得動(dòng)作期間與非動(dòng)作期間交替出現(xiàn)的間歇?jiǎng)幼鬟M(jìn)行。攝像動(dòng)作控制部311從上一次動(dòng)作期間結(jié)束后直至經(jīng)過預(yù)定的間隔時(shí)間(在本實(shí)施例中,是500毫秒。),停止對(duì)線傳感器261的電源供給并設(shè)定為非動(dòng)作期間,并且當(dāng)間隔時(shí)間經(jīng)過后,重新開始電源供給并設(shè)定為動(dòng)作期間。
[0057]另外,本實(shí)施例的攝像動(dòng)作控制部311通過一次動(dòng)作期間內(nèi)的攝像動(dòng)作,連續(xù)地執(zhí)行與LED元件251的發(fā)光同步的線傳感器261的曝光(受光)、和無發(fā)光下的線傳感器261的曝光,并對(duì)每個(gè)像素求出兩次曝光的差分的受光量。在每個(gè)像素的差分的受光波形中,抑制了周圍光的影響,并提取了因LED光而反射的反射光的成分。另外,圖5是檢測對(duì)象的擴(kuò)散反射光入射時(shí)取得的受光波形的例子。該圖的橫軸X表示像素編號(hào)(像素位置),縱軸D (X)表示像素編號(hào)X的像素的受光量(像素值)。
[0058]檢測處理部32具有如下功能:判定至檢測對(duì)象的距離是否在檢測距離(參照?qǐng)D7。)的范圍內(nèi)的測距判定部321、判定反射光的受光量是否在受光量閾值以上的受光量判定部322、判定存在檢測對(duì)象的使用狀態(tài)是否持續(xù)的持續(xù)判定部323 (使用判定部323)、判斷是檢出狀態(tài)還是非檢出狀態(tài)的檢測判斷部324、在檢出狀態(tài)下輸出檢測信號(hào)(傳感器信號(hào))的檢測輸出部325。
[0059]檢測判斷部324基于測距判定部321、受光量判定部322的判定結(jié)果,進(jìn)行是檢出狀態(tài)還是非檢出狀態(tài)的最終判斷。當(dāng)由測距判定部321判定至檢測對(duì)象的距離在檢測距離的范圍內(nèi),且由受光量判定部322判定受光量在受光量閾值(第一閾值或第二閾值)以上時(shí),檢測判斷部324判斷檢測對(duì)象的檢出狀態(tài)。
[0060]測距判定部321利用通過攝像動(dòng)作取得的圖5的受光波形(每個(gè)像素的受光量分布),進(jìn)行至與檢測對(duì)象的距離相關(guān)的判定。作為第一步驟,首先,測距判定部321執(zhí)行確定反射光相對(duì)于受光區(qū)域263的入射位置的測距處理。在本實(shí)施例中,將受光波形的重心位置作為反射光的入射位置來處理。然后,作為第二步驟(測距判定常規(guī)動(dòng)作),通過判定該重心位置是否位于預(yù)定的檢測區(qū)域(參照?qǐng)D6。),來判定至檢測對(duì)象的距離是否在檢測距離的范圍內(nèi)。
[0061]另外,本實(shí)施例的控制單元3具有存儲(chǔ)由測距處理所確定的重心位置的未圖示出的存儲(chǔ)區(qū)域。該存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)有過去兩次的重心位置,每次確定的新的重心位置都會(huì)消去舊的數(shù)據(jù)并重寫為新的重心位置的數(shù)據(jù)。
[0062]關(guān)于上述第一步驟中的重心位置的確定方法,參照示意性地示出每個(gè)像素的受光量的分布的圖6進(jìn)行說明。在這個(gè)第一步驟中,為了確定受光波形的重心位置,首先,對(duì)構(gòu)成受光波形的每個(gè)像素的受光量數(shù)據(jù)D(X)進(jìn)行積算,從而算出64個(gè)像素的像素值的總和SD0該總和SD相當(dāng)于圖6中向右下方的斜線陰影所表示的區(qū)域的面積。接下來,從受光區(qū)域263的左端的像素編號(hào)O的像素開始按順序?qū)Ω飨袼?60的像素值進(jìn)行積算,將積算值達(dá)到SD/2時(shí)的像素位置(通過黑色圓點(diǎn)圖示)作為受光波形的重心位置來確定。在本實(shí)施例中,利用積算值的傾斜度,并以1/10像素的亞像素精度求出積算值SD/2對(duì)應(yīng)的像素位置。在圖6中,積算值SD/2相當(dāng)于朝右上方的斜線陰影所表示的區(qū)域的面積。該區(qū)域作為上述總和SD的區(qū)域中的交叉影線的區(qū)域來把握。
[0063]在上述第二步驟中,判斷表示反射光的入射位置的重心位置是否位于圖5及圖6的檢測區(qū)域內(nèi)。以使用傳感器單元2的三角測量的原理為依據(jù),按照如下所述設(shè)定該檢測區(qū)域。
[0064]本實(shí)施例的洗面臺(tái)15中的傳感器單元2、盆面150、使用者的手的位置關(guān)系,可以如圖7所示示意性地表示。當(dāng)LED光中作為檢測對(duì)象的手的反射光的成分進(jìn)入線傳感器261時(shí),該入射位置會(huì)根據(jù)至檢測對(duì)象的距離H而不同。距離H越短,入射到線傳感器261的反射光的入射位置會(huì)位于離LED元件251越遠(yuǎn)的一側(cè),距離H越長,會(huì)位于離LED元件251越近的位置。如此地,反射光相對(duì)于線傳感器261的入射位置與至檢測對(duì)象的距離成正比,從而可以得到表示該距離的程度的指標(biāo)(距離指標(biāo))。設(shè)置在受光區(qū)域263 (圖3)中的檢測區(qū)域(圖5及圖6)是對(duì)應(yīng)于作為檢測的對(duì)象的檢測距離(圖7)的區(qū)域。如上所述,將所計(jì)算的重心位置作為入射位置處理而進(jìn)行的該重心位置是否在檢測區(qū)域內(nèi)的判定,與進(jìn)行至產(chǎn)生反射光的檢測對(duì)象
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