人体检测传感器及自动水栓 |
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| 申请号 | CN201480030394.3 | 申请日 | 2014-05-02 | 公开(公告)号 | CN105264404A | 公开(公告)日 | 2016-01-20 |
| 申请人 | 骊住株式会社; | 发明人 | 白井雄喜; 板头伸明; 大浦裕之; | ||||
| 摘要 | 一种人体检测 传感器 (1)，具有判定至检测对象的距离是否属于规定的检测距离的范围内的测距判定部(321)、和判定反射光是否是 镜面反射 光的镜面反射判定部(322)，镜面反射判定部(322)进行与相对于反射光的受光量中的最大受光量呈现规定比例以上的受光量的 像素 数或像素比例相关的 阈值 判断，当像素数或像素比例为规定的阈值以下时，判定为镜面反射光。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种人体检测传感器，具有包含像素按照一维或二维排列的摄像元件的摄像部和相对于该摄像部在规定方向上偏离配置的发光部，通过所述摄像部接收由该发光部投射的光所产生的反射光而对位于规定的检测距离的范围内的检测对象进行检测，所述人体检测传感器包括： |
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| 说明书全文 | 人体检测传感器及自动水栓技术领域[0001] 本发明涉及应用于自动水栓、小便器用的自动清洗装置等的人体检测传感器及具备该人体检测传感器的自动水栓。 背景技术[0002] 一直以来，已知检测出使用者的手遮挡操作而自动吐水的自动水栓、以及检测到靠近的使用者而自动供给冲洗水的小便器用的自动清洗装置等。这些自动水栓及自动清洗装置等中安装有用于检测接近的人体的人体检测传感器。作为这种人体检测传感器，已知LED等发光元件和PSD(Position Sensitve Detector：光位置传感器)等受光元件偏离(offset)配置而成的传感器。 [0003] 这种人体检测传感器指定来自检测对象的反射光射入PSD的位置，并根据所谓的三角测量的原理计测至检测对象的距离。PSD是输出与入射光的重心位置对应的信号的非常简单的受光元件，具有耗电低的优点。另一方面，能够通过PSD取得的信息只有位置信息，因而实际情况就是当外部干扰光入射时可以采用的应对方法少。因此，例如，在使用了包括PSD的人体检测传感器的洗面台的自动水栓中，有可能因来自洗脸盆的镜面反射光等外部干扰光的影响而发生误检测。 [0004] 以提高检测性能为目的，提出有利用CCD(电荷耦合元件)及CMOS(互补金属氧化物半导体)等摄像元件的人体检测传感器(例如，参照专利文献1。)。如果是利用摄像元件的人体检测传感器，则有可能例如通过灵活运用每个像素的受光量的分布信息等排除外部干扰光的影响，从而提高检测性能。作为这种人体检测传感器，提出有利用各像素的受光量的分布波形即受光波形的形状特征来排除镜面反射光，从而降低误检测的传感器(例如，参照专利文献2。)。 [0005] 在先技术文献 [0006] 专利文献 [0007] 专利文献1：日本特开2005-207012号公报 [0008] 专利文献2：日本特开2012-77472号公报 发明内容[0009] 发明要解决的技术问题 [0010] 然而，即使是着眼于受光波形的形状等来排除镜面反射光的人体检测传感器，也存在如下问题。即，多条镜面反射光重叠入射时，受光波形的形状等与本来的镜面反射光不同，有时会与人体表面所产生的扩散反射光相似，有可能不能作为镜面反射光排除而发生误检测。尤其是面向洗脸盆等凹面状的盆面设定检测区域的人体检测传感器的情况，有可能在盆面上的多个位置同时发生镜面反射光，多条镜面反射光重叠(合成)入射。 [0011] 本发明是鉴于现有的问题而完成的，目的在于提供降低误检测并提高检测精度的人体检测传感器、以及自动水栓。 [0012] 解决技术问题的技术方案 [0013] 本发明的第一方式是一种人体检测传感器，具有包含像素按照一维或二维排列的摄像元件的摄像部、和相对该摄像部在规定方向上偏离配置的发光部，通过上述摄像部接收由该发光部投射的光所产生的反射光而对位于规定的检测距离范围内的检测对象进行检测，该人体检测传感器包括： [0014] 摄像动作控制部，控制进行上述发光部的发光及上述摄像部的受光的摄像动作； [0015] 读取部，读取构成上述摄像元件的像素的受光量； [0016] 测距判定部，指定上述反射光在构成上述摄像元件的像素在沿上述规定方向排列而成的区域、即受光区域中的入射位置，并且基于该入射位置判定通过三角测量的原理能够掌握的至检测对象的距离是否属于上述规定的检测距离的范围内； [0017] 镜面反射判定部，判定上述反射光是否是镜面反射光；以及 [0018] 检测判断部，在由上述测距判定部判定为检测对象属于上述规定的检测距离的范围内、且由上述镜面反射判定部判定为不是镜面反射光时，判断为是检测对象的检出状态，在即使由上述测距判定部判定为检测对象属于上述规定的检测距离的范围内，但由上述镜面反射判定部判定为是镜面反射光时，判断为是非检出状态， [0019] 上述镜面反射判定部对于构成上述受光区域的至少一部分像素，执行与相对于上述读取部所读取的受光量中的最大受光量呈现规定比例以上的受光量的像素数或像素比例相关的阈值判断，当该像素数或像素比例在规定的阈值以下时，判定为镜面反射光(权利要求1)。 [0020] 本发明的第二方式是一种自动水栓，包括： [0021] 水栓，向底部设置有排水口的盆的内部吐水； [0022] 上述第一方式的人体检测传感器；以及 [0023] 给水控制部，利用上述人体检测传感器根据是检出状态还是非检出状态而输出的传感器信号，进行上述水栓的吐水和止水的切换(权利要求3)。 [0024] 涉及本发明的人体检测传感器，除了利用至检测对象的距离来判定是否存在检测对象的测距判定部以外，还具有判定镜面反射光的镜面反射判定部。当通过镜面反射判定部判定为镜面反射光时，无论测距判定部的判定结果如何，检测判断部均判断为是非检出状态。 [0025] 当多条镜面反射光重叠入射时，受光波形(受光量的分布波形)的形状等与本来的镜面反射光不同，而接近扩散反射光的受光波形。因此，当多条镜面反射光重叠入射时，镜面反射光的判定难易度变得比单一的镜面反射光入射的情况高。 [0026] 涉及本发明的人体检测传感器所具有的镜面反射判定部，对多条镜面反射光重叠的受光波形，着眼于呈现最大受光量的峰值像素附近的局部区域来判定镜面反射光。在该局部区域，由于其它反射光的影响少，镜面反射光的受光波形的峭度有可能保持原样。 [0027] 在镜面反射判定部中，将相对于最大受光量呈现规定比例以上的受光量的像素的区域作为峰值像素附近的局部区域来处理。然后，通过呈现规定比例以上的受光量的像素数或像素比例，对峰值像素附近的峭度进行定量化。根据与该像素数或像素比例相关的阈值判断，例如，即使在多条镜面反射光重叠入射的情况下，也可以作为镜面反射光来判定，从而能够事前回避误检测。 [0028] 如上所述，涉及本发明的人体检测传感器是减低误检测并提高检测性能的人体检测传感器。具备这种人体检测传感器的本发明的自动水栓是抑制了误动作的动作可靠性高的水栓。 [0029] 作为适用于涉及本发明的人体检测传感器的摄像元件，可以利用使用了CCD、CMOS的摄像元件。 [0030] 在本发明中，作为判定至检测对象的距离是否属于规定的检测距离的范围内的方法，至少包括以下2种方法。第一种方法是基于入射位置求出实际至检测对象的距离，判定该距离是否属于检测距离的范围内的方法。第二种方法是在受光区域上设定对应于规定的检测距离的范围的区域，通过判断入射位置是否位于该区域，来判定至检测对象的距离是否属于规定的检测距离的范围内的方法。 [0031] 在本发明中，在考虑到着眼于峰值像素附近的局部区域来判定镜面反射光的目的时，相对于最大受光量的规定比例优选设定为某种程度的高比例。更优选设定为80％、90％等高比例。 [0032] 这里，例如，关于多条镜面反射光重叠时的受光波形，也有出现2个峰值且各峰值的受光量的大小相同的情况。这种情况下，有可能呈现接近于最大受光量的受光量的像素分别出现在各个峰值的附近。这种情况下，相对于最大受光量呈现规定比例以上的受光量的像素数成为各个峰值附近的像素数的合计值而比实际大，有可能不能作为镜面反射光来判定。因此，在指定相对于最大受光量呈现规定比例以上的受光量的像素数等时，可以将邻近的像素作为对象，将离得远的像素作为对象以外。如果是这种情况，则能够只将一方的峰值作为对象进行阈值判断，从而能够可靠性高地判定镜面反射光。 [0033] 本发明优选的一个方式的人体检测传感器所具有的镜面反射判定部，以构成受光区域的像素中呈现最大受光量的峰值像素为中心，当由作为检测对象的人体产生的扩散反射光以该峰值像素为中心像素入射时，在对呈现规定比例以上的受光量的像素范围进行设定之后， [0034] 执行与在该像素范围包含的像素中呈现规定比例以上的受光量的像素数或像素比例相关的阈值判断(权利要求2)。 [0035] 如果是扩散反射光入射的情况，则以峰值像素为中心的像素范围所包含的像素中的大部分呈现规定比例以上的受光量。另一方面，当镜面反射光入射时，像素范围所包含的像素中呈现规定比例以上的受光量的像素变少。这样，如果将扩散反射光入射时呈现规定比例以上的受光量的像素范围作为对象范围进行设定时，就能够可靠性高地判定镜面反射光。 [0036] 另外，像素范围受到发光部的光学方式和上述摄像部的光学方式的组合、检测对象的表面的性状、以及亮度等外部重要条件等的左右。在确定该像素范围时，可以利用来自检测对象的反射光实验性地确定，也可以通过模拟演示来确定。附图说明 [0037] 图1是示出实例例1的、具备自动水栓的洗面台的立体剖面图。 [0038] 图2是示出实施例1的、传感器单元的剖面构造的剖面图(图1中的A-A线箭头方向剖面图)。 [0039] 图3是示出实施例1的、线传感器的立体图。 [0040] 图4是示出实施例1的、人体检测传感器的系统构成的框图。 [0041] 图5是例示出实施例1的、由检测对象产生的扩散反射光的受光波形的图。 [0042] 图6是实施例1的、受光波形的重心位置(入射位置)的计算方法的说明图。 [0043] 图7是实施例1的、三角测量的原理的说明图。 [0044] 图8是示出实施例1的、在盆面发生反射光的样子的说明图。 [0045] 图9是示出实施例1的、来自盆面的反射光A～C被合成的样子的说明图。 [0046] 图10是例示出实施例1的、合成反射光导致的误检测的说明图。 [0047] 图11是示出实施例1的、受光波形的比较的曲线图。 [0048] 图12是示出实施例1的、标准化的受光波形的比较的曲线图。 [0049] 图13是实施例1的、镜面反射光的第一判定方法的说明图。 [0050] 图14是实施例1的、镜面反射光的第二判定方法的说明图。 [0051] 图15是实施例1的、镜面反射光的第三判定方法的说明图。 [0052] 图16是示出实施例1的、自动水栓的控制流程的流程图。 具体实施方式[0053] 通过以下实施例，对本发明的实施方式进行具体说明。 [0054] (实施例1) [0055] 本例是将人体检测传感器1应用于洗面台15的水栓(自动水栓)16的例子。参照图1至图16，对该内容进行说明。 [0056] 如图1所示，本例的洗面台15包括：设置有凹状下沉的陶器的盆151的台155、以及具有吐水口168的水栓16。水栓16立起设置在形成台155的上表面的台面156上。在作为盆151的底部的最深部配置有用于排水的排水口152。 [0057] 水栓16具有立起设置在台面156上的大致圆柱状的躯干部160、和形成该躯干部160的台座的基部161。躯干部160以向盆151侧倾斜的状态受到基部161的支撑。在面向盆151侧的躯干部160的侧面安装有大致圆筒形的吐水部162，其前端开口有吐水口168。 在位于该吐水部162的上侧的躯干部160的侧面，配置有形成人体检测传感器1的检测面的过滤板165。过滤板165是选择性地透过红外区域的光的树脂过滤器。通过给水管道12中的给水通道向水栓16的吐水口168给水。给水通道设置有包括螺线管(给水控制部)11的吐水阀(电磁阀)，给水通道由吐水阀打开关闭。 [0058] 如图1及图2所示，本例的人体检测传感器1由安装在水栓16中的传感器单元2、和控制传感器单元2的控制单元3构成。在洗面台15，通过组合该人体检测传感器1与螺线管11而形成自动给水装置。 [0059] 如图1及图2所示，传感器单元2是将LED元件251及线传感器(摄像元件)261容纳在箱体21中的单元，接受来自控制单元3的电力供应而动作。在传感器单元2中，发光部25及摄像部26面向水栓16的过滤板165并排配置。发出红外光的发光部25具有LED元件251和投影透镜255。摄像部26具有线传感器261和聚光透镜265。发光部25和摄像部26间隔着具有遮光性的间隔壁211在水平方向上(规定方向)偏离配置。 [0060] 如图2所示，LED元件251是在封装基板的腔内安装有LED芯片250的发光元件。腔内的LED芯片250被透明树脂254密封。发光部25中，LED元件251被设置有纵向(铅直方向)的狭缝孔253的遮光性的元件盒252覆盖。通过该发光部25，可以向检测对象投射被抑制了水平方向的扩散角的尖锐的狭缝光。 [0061] 如图2及图3所示，线传感器261是将受光量转换成电气物理量的像素260直线排列而成的一维摄像传感器。线传感器261作为有效像素具有64个像素260。在线传感器261中，由这64个像素260形成受光区域263。在受光区域263中，各个像素260沿发光部25和摄像部26的偏离方向排列。线传感器261具有未图示的电子快门，使用该电子快门可以调整受光(曝光)时间。每当执行受光动作时，线传感器261就输出表示受光量的256灰度的像素值按照各个像素260的排列顺序而排列的一维摄像数据。 [0062] 在本例的传感器单元2中，以受光区域263的长度方向与发光部25和摄像部26的偏离方向一致的方式装入线传感器261。传感器单元2以线传感器261的摄像范围的至少一部分包含盆面150(盆151的内周面)的方式被装入水栓16中。 [0063] 如图1及图4所示，控制单元3是控制传感器单元2及螺线管11的单元，通过商用电源所供应的电力而工作。该控制单元3具备控制传感器单元2及螺线管11的控制基板30。控制基板30上设置有：控制线传感器261及LED元件251的摄像控制部31、执行检测处理的检测处理部32、以及控制螺线管11的给水动作控制部33。 [0064] 摄像控制部31具备作为控制进行LED元件251的发光及线传感器261的受光的摄像动作的摄像动作控制部311、从线传感器261的各个像素260读取摄像数据(作为各个像素260的受光量的分布的受光波形)的读取部312的功能。 [0065] 摄像动作控制部311控制线传感器261，以便进行动作期间与非动作期间交替出现的间歇动作。摄像动作控制部311从上一次动作期间结束后至经过规定的间隔时间(在本例中，是500毫秒。)之前，停止对线传感器261的电源供给并设定非动作期间，经过间隔时间后，重新开始电源供给并设定动作期间。 [0066] 另外，本例的摄像动作控制部311通过一次动作期间内的摄像动作，连续地执行与LED元件251的发光同步的线传感器261的曝光(受光)、和无发光下的线传感器261的曝光，并按照每个像素求出2次曝光的差的受光量。在每个像素的差的受光波形中，周围光线的影响被抑制，起因于LED光的反射光的分量被提取出。图5是由作为检测对象的人体产生的扩散反射光入射时取得的受光波形的例子。该图的横轴x表示像素编号(像素位置)，纵轴D(x)表示像素编号x的像素的受光量(像素值)。 [0067] 检测处理部32具有作为判定至检测对象的距离是否在阈值以内的测距判定部321、判定镜面反射光的镜面反射判定部322、基于测距判定部321及镜面反射判定部322的判定结果而判断是检出状态还是非检出状态的检测判断部324、判断为是检出状态时输出检测信号(传感器信号)的检测输出部325的功能。 [0068] 当通过测距判定部321判定为至检测对象的距离在阈值以内，而且，通过镜面反射判定部322判定为不是镜面反射光时，检测判断部324判断为是检测对象的检出状态。另一方面，即使通过测距判定部321判定为至检测对象的距离在阈值以内，但通过镜面反射判定部322判定为镜面反射光时，也判断为是非检出状态。 [0069] 测距判定部321利用通过摄像动作取得的图5的受光波形(每个像素的受光量分布)，进行与至检测对象的距离相关的判定。作为第一步骤，首先，测距判定部321进行指定反射光对受光区域263的入射位置的测距处理。在本例中，将受光波形的重心位置作为反射光的入射位置来处理。然后，作为第二步骤(测距判定程序(ルーチン))，通过判定该重心位置是否位于规定的检测区域(参照图6)，来判定至检测对象的距离是否在阈值以内。 [0070] 对第一步骤中的重心位置的指定方法，参照示意性地示出每个像素的受光量的分布的图6进行说明。在该第一步骤中，为了指定受光波形的重心位置，首先，对构成受光波形的每个像素的受光量数据D(x)进行积算，计算出64像素的像素值的总和SD。这个总和SD，相当于图6中的朝右下方的斜影线所示的区域的面积。接下来，从受光区域263的左端的像素编号0的像素开始按顺序对各个像素260的像素值进行积算，将积算值达到SD/2时的像素编号N的像素260(用黑圆点图示)指定为受光波形的重心位置。在图6中，积算值SD/2相当于朝右上方的斜影线所示的区域的面积。该区域被作为上述总和SD的区域中的交叉影线的区域来把握。 [0071] 在上述第二步骤中，判定表示反射光的入射位置的重心位置是否位于图5及图6的检测区域内。以使用传感器单元2的三角测量的原理为依据，按照如下所述设定该检测区域。 [0072] 本例的洗面台15中的传感器单元2、盆面150、使用者的手的位置关系，可以如图7所示示意性地表示。当LED光中由作为检测对象的手产生的反射光的分量射入线传感器 261时，这个入射位置随着至检测对象的距离H而不同。距离H越短，则射入线传感器261的反射光的入射位置位于离LED元件251越远的一侧，距离H越长，则位于离LED元件251越近的位置。这样，反射光对线传感器261的入射位置与至检测对象的距离成比例，从而可以成为表示该距离的程度的指标(距离指标)。设置在受光区域263(图3)内的检测区域(图5及图6)是与作为与距离相关的阈值的检测距离(图7)对应的区域。将如上所述计算出的重心位置作为入射位置处理而进行的该重心位置是否在检测区域内的判定，与进行至产生反射光的检测对象的距离是否在图7的检测距离的范围内的判定是完全同义的。 [0073] 当由检测判断部324判断为是检测对象的检出状态时，检测输出部325向给水动作控制部33输出检测信号。检测信号从检测输出部325被输入后，给水动作控制部33通过螺线管11的控制开放给水通道，使得从水栓16的吐水口168向盆151的内部吐水。另一方面，当来自检测输出部325的检测信号的输入停止时，给水动作控制部33通过螺线管11的控制关闭给水通道，使得水栓16止水。这样，螺线管11利用由人体检测传感器1的检测输出部325输出的传感器信号，进行水栓16的吐水、止水的切换。 [0074] 这里，参照图8对测距判定部321的误判定的发生情况进行说明。这种误判定的情况是来自盆面150的反射光入射后的情况。陶器的盆面150具有形成表面的釉药面150Y、基础面150S这样的双层构造。釉药面150Y由于接近于镜面、反射率高而成为镜面反射光的反射面。基础面150S由于表面性状粗糙、反射率低而成为扩散反射光的反射面。 [0075] 在传感器单元2的正正面，垂直地接近上述双层构造的盆面150的LED光入射。垂直接近地入射的LED光的大部分透过釉药面150Y到达基础面150S，作为扩散反射光C返回至传感器单元2。 [0076] LED光是狭缝光，但在水平方向上也有一定程度的扩散。因此，照射到盆面150的LED光之中，包含倾斜入射到盆面150的LED光。尤其是在发光部25和摄像部26偏离的水平方向上向与摄像部26相反一侧扩散的LED光对盆面150的入射角变得更小。像这样，如果LED光倾斜地射入盆面150，则在釉药面150Y上发生镜面反射的可能性变高。而且，在呈凹状弯曲面的盆面150上，多个位置同时发生镜面反射光A/B等。 [0077] 在盆面150上，如果发生上述这样的反射，则如图9所示，镜面反射光A/B及扩散反射光C等同时发生的反射光被合成(重叠)并射入传感器单元2。如对比因盆面150的距离而产生的扩散反射光的受光波形(虚线)和图9的合成反射光的受光波形(实线)的图10所示，在合成反射光的受光波形(实线)中，有时重心位置会根据哪一个反射光的受光量大而变动，在检测区域内挪动位置。在重心位置在检测区域内挪动位置的情况下，根据由测距判定部321进行的判定不能排除作为外部干扰光的合成反射光，因而会发生误判定。 [0078] 镜面反射判定部322是为了可靠性高地判定包含基于盆面150的合成反射光(参照图9。)的镜面反射光而设置。 [0079] 为说明该镜面反射判定部的判定方法，首先，参照图11，对扩散反射光的受光波形(▲绘制、◆绘制)和基于盆面150的合成反射光(参照图9)的受光波形(■绘制)之间的对比进行说明。在该图中，▲绘制的受光波形是将白色试验片设置于检测区域(参照图7)内的距离时实际测量的受光波形。◆绘制的受光波形是将模拟了作为扩散反射面的人体表面的试验片设置于检测区域内的距离时实际测量的受光波形。■绘制的受光波形是基于盆面150的合成反射光，是测距判定部321有可能误判定的受光波形。 [0080] 白色试验片的扩散反射光的受光波形(▲绘制)和合成反射光的受光波形(■绘制)的峰值受光量(最大受光量)相似，对比比较容易。另一方面，模拟人体表面的试验片的峰值受光量小，不容易直接与合成反射光的受光波形对比。如果通过峰值受光量将◆绘制的受光波形和■绘制的受光波形标准化，则如将受光量比率定义为纵轴的图12所示，对比变得容易。另外，在该图中，图11的■绘制的合成反射光的受光波形以实线表示，该图◆绘制的扩散反射光的受光波形以虚线表示，同时，为了对比，以点划线表示基于洗面台15的金属零件等的镜面反射光的受光波形。 [0081] 本例的镜面反射判定部322包括：用于将图12中的点划线的受光波形判定为镜面反射光的第一及第二判定方法、和用于将该图实线的合成反射光的受光波形(图9的合成反射光)判定为镜面反射光的第三判定方法。 [0082] 第一判定方法是利用通过峰值受光量使洗面台15的金属零件等的镜面反射光和来自人体表面的扩散反射光标准化后明显出现的坡度β的不同来判定镜面反射光的方法。由图12判断可知，来自人体等检测对象的扩散反射光呈现宽阔(平缓)的波形，而盆面150及金属零件等产生的镜面反射光呈现陡峭的尖锐的坡度大的波形。 [0083] 如图13(横轴：像素编号x、纵轴：受光量D(x))所示，在第一判定方法中，对朝向峰值受光量而上升的坡度设置阈值α，当受光波形的倾斜斜度β比α大时，判定为镜面反射光。另外，作为替代，或是补充，也可以对远离受光波形的峰值受光量而下降的坡度设定阈值，并检测镜面反射光。根据这种判定方法，图12中，有可能将坡度β大的点划线的受光波形判定为镜面反射光。另一方面，对于该图实线所示的合成反射光，由于与该图虚线的扩散反射光的坡度β相似，通过这种第一判定方法，有可能无法判定为镜面反射光。 [0084] 如图14所示，第二判定方法是通过受光波形中峰值受光量的50％的位置的波形宽度(半峰宽)W对受光波形的形状进行定量化，通过与该半峰宽W相关的阈值判断来判定镜面反射光的方法。根据该判定方法，当半峰宽W比规定的阈值小时，被判定为镜面反射光。根据该判定方法，图12中，可以将半峰宽W小的点划线的受光波形判定为镜面反射光。另一方面，关于该图的合成反射光(实线)，其半峰宽W比点划线的受光波形大，接近于扩散反射光(虚线)的半峰宽W。因此，通过该第二判定方法，有可能无法将图12中的合成反射光判定为镜面反射光。 [0085] 如图15所示，第三判定方法是对以峰值像素为中心的局部区域中的峭度进行定量化来判定镜面反射光的方法。在本例中，在作为以峰值像素为中心的局部区域的规定的像素范围内，通过属于峰值受光量的90％～100％的受光量范围的像素数N对峭度进行定量化。如果该像素数N在规定的阈值以上，则判定为不是镜面反射光，小于规定的阈值时，判定为是镜面反射光。图12的合成反射光(实线)和点划线的镜面反射光同样，属于上述受光量范围的像素数N变少。根据该第三判定方法，可以区别合成反射光和扩散反射光，并能将该实线的合成反射光可靠性高地判定为镜面反射光。 [0086] 另外，在本例中，预先实验性地求出人体的扩散反射光射入传感器2时呈现峰值受光量的90％～100％的受光量的像素范围，将求出的像素范围设定为上述规定的像素范围(图15)。这个求出的像素范围称为基准像素范围，如果将以基准像素范围为基础设定的像素范围称为设定像素范围，则设定像素范围被设定为使得读取部312所读取的各个像素260中呈现最大受光量的峰值像素与基准像素范围的中心像素一致。而且，设定像素范围的长度，即、在包含于设定像素范围内的偏离方向上的像素数，被设定为与基准像素范围的长度一致。 [0087] 作为与像素数相关的规定的阈值，对属于该像素范围的像素数的一半左右的像素数进行设定。另外，取代像素数，也可以将作为局部区域的规定的像素范围所包含的像素中，峰值受光量的90％～100％的受光量的像素比例作为阈值判断的对象。 [0088] 作为本例的替代，也可以通过模拟计算求出扩散反射光射入传感器单元2时呈现峰值受光量的90％～100％的受光量的像素范围，并设定为规定的像素范围(图15)。 [0089] 另外，在本例中，设定90％为相对于峰值受光量的规定比例，求出该规定比例以上的受光量的像素数。作为规定比例，可以是比90％高的值，也可以是比其低的值。 [0090] 以下，利用图16的流程图，对本例的人体检测传感器1的动作进行说明。电源接通后，首先，通过摄像控制部31执行包括测距用的摄像动作的受光波形取得程序P101。接下来，利用取得的受光波形(参照图5)，通过测距判定部321执行测距判定程序P102。 [0091] 在该测距判定程序P102中，受光波形的重心位置(参照图6)被指定为反射光的入射位置，并判定该重心位置是否位于规定的检测区域(图6)内。如果重心位置位于规定的检测区域内，至检测对象的距离在阈值以内(图7的检测距离的范围内)(S103：是)，则接下来通过镜面反射判定部322执行用于排除镜面反射光的镜面反射判定程序P104～P106。 [0092] 镜面反射判定程序P104～P106分别是上述第一至第三判定方法的处理程序。当通过镜面反射判定程序P104～P106分别判定为不是镜面反射光时(S107：是)，通过检测判断部324判断为是检出状态(S108)。检测信号由检测输出部325输出至给水动作控制部33，给水动作控制部33控制螺线管11从而开始吐水(S109)。另一方面，当通过镜面反射判定程序P104～P106中的任一处理程序判定为是镜面反射光时(S107：否)，由检测判断部 324判断为是非检出状态(S118)，停止来自检测输出部325的检测信号的输出，由给水动作控制部33控制螺线管11而切换至止水(S119)。 [0093] 如上所述，本例的人体检测传感器1除了着眼于反射光的受光波形的坡度或半峰宽来排除镜面反射光的镜面反射判定程序(上述第一及第二判定方法)以外，还执行着眼于峰值像素附近的局部的峭度的镜面反射判定程序(上述第三判定方法)这一点，是技术特征之一。 [0094] 例如，关于盆面150的多个位置同时发生的多条反射光(图8)重叠而成的合成反射光(图9)，有时入射位置(重心位置)会在检测区域挪动位置，通过测距判定程序有可能无法排除。并且，关于该合成反射光(图9)，有时无法通过受光波形的坡度和半峰宽作为镜面反射光而排除。另一方面，即使是这种合成反射光，在峰值像素附近的局部区域，合成前的镜面反射光的峰值形状(峭度)不受其它反射光的影响而被原样保存的可能性高。根据着眼于峰值像素附近的局部峭度的上述第三判定方法的镜面反射判定程序，即使对于镜面反射光重叠而成的合成反射光(图9)，也能够确切地判定为镜面反射光，从而可以事前避免误检测。 [0095] 如上所述，本例的人体检测传感器1是抑制了特别是基于盆面150的反射光导致的误检测，而提高了检测性能的传感器。因此，具备这种人体检测传感器1的水栓16是误动作少的优良产品。 [0096] 上述第三判定方法的镜面反射判定程序中，设定规定的像素范围(图15)作为峰值像素附近的局部区域。也可以省略这个规定的像素范围的设定。例如，如果反射光的受光波形的峰值只有一个，则呈现接近于峰值受光量的受光量的像素只在峰值像素附近的局部区域出现。如果是这种情况，即使不设定以峰值像素为中心的像素范围，例如，通过呈现90～100％的受光量的像素数等，也可以对峰值像素附近的局部区域的峭度进行定量化。 此外，例如，具有2个以上峰值的受光波形的情况下，除了90～100％的受光量范围这样的条件以外，如果再设定像素间距离短而近这一条件并求出合适的像素数，则可以对峰值像素的局部区域的峭度进行定量化。 [0097] 在本例中，当指定反射光的入射位置时，求出受光波形的重心位置。也可以指定受光波形的峰的位置来取代重心位置而作为入射位置。而且，在本例中，通过简单的计算算出重心位置，但如果计算处理能力足够，也可以从数学上严密地计算出重心位置。 [0098] 另外，本例是将人体检测传感器1应用于洗面台15的水栓16的例子，但也可以是厨房用的水栓。而且，作为带自动清洗功能的小便器用的自动给水装置的传感器，也可以应用本例的人体检测传感器1。此外，本例的人体检测传感器1也可以应用于对手遮挡操作及人体产生反应而自动点亮的照明及自动门等各种自动装置。 [0099] 另外，本例中，分体地构成传感器单元2和控制单元3。取而代之，也可以一体地构成传感器单元2和控制单元3，并容纳在水栓16中。 [0100] 而且，本例的人体检测传感器1包含给水动作控制部33，但也可以分体构成给水动作控制部33。 [0101] 本例是采用像素一维排列的线传感器261作为摄像元件的例子。摄像元件也可以采用像素二维排列的区域传感器。 [0102] 而且，给水控制部只要可以利用人体检测传感器1的检测输出部325输出的传感器信号，打开关闭给水通道而进行水栓16的吐水、止水的切换即可。给水控制部也可以是包含步进电机的吐水阀，而不是包含螺线管的吐水阀。 [0103] 如以上实施例所示，对本发明的具体例子进行了详细说明，但这些具体例子只是公开了权利要求范围所包含的技术的一个例子。当然，不应当通过具体例子的构成、数值等对权利要求范围进行限定性的解释。权利要求范围包括利用公知技术以及本领域技术人员的知识等对上述具体例子进行多种变形、变更、或适当组合的技术。 [0104] 符号说明 [0105] 1…人体检测传感器、15…洗面台、150…盆面、16…水栓(自动水栓)、11…螺线管(给水控制部)、12…给水管道、2…传感器单元、25…发光部、251…LED元件、26…摄像部、260…像素、261…线传感器(摄像元件)、263…受光区域、3…控制单元、30…控制基板、31…摄像控制部、311…摄像动作控制部、312…读取部、32…检测处理部、321…测距判定部、322…镜面反射判定部、324…检测判断部、325…检测输出部、33…给水控制部[0106] 工业上的可利用性 [0107] 本发明可以应用于人体检测传感器相关的领域。 |
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