(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射する流体噴射手段と、前記流体噴射手段から噴射される流体が対象部にあたる位置を制御する位置制御手段と、限定された瞬時視野で前記対象部が放射する赤外線を受光する単数の赤外線受光手段と、前記赤外線受光手段からの赤外線信号に基づいて洗浄すべき対象部の位置を検知し、ここに流体が供給される様に前記位置制御手段に制御信号を出力する検知制御手段とを備え、前記赤外線受光手段を前記流体噴射手段の噴射口近傍にその内部に設置し、前記赤外線受光手段の瞬時視野方向と前記流体噴射手段の噴射方向とを実質上一致させ、前記位置制御手段によって、前記流体噴射手段を走査することにより、前記赤外線受光手段の瞬時視野を、洗浄すべき対象部周辺で走査し、前記検知制御手段は、前記瞬時視野が走査される各位置における前記赤外線受光手段からの赤外線信号の強度に基づいて、前記洗浄すべき対象部の位置を検知することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
赤外線受光手段の瞬時視野をその走査方向に微少振動させることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
赤外線受光手段の瞬時視野が洗浄すべき対象部の大きさよりも十分に小さいことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項４】
洗浄すべき対象部の領域を検知し、流体の供給位置をこの領域内で振動させることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項５】
洗浄すべき対象部の位置の検知と流体の供給を交互に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、洗浄すべき対象部の位置を赤外線によって検知し、そこに洗浄水等の流体を供給する機能を有する温水洗浄装置付き便座等の洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の温水洗浄装置付き便座の洗浄装置は、洗浄すべき対象部のおよその位置に流体を供給し、必要に応じて噴射方向を揺動振動させるものであった。また、特開平5-255961に示される様に対象部全体の赤外線画像信号から洗浄すべき位置を検知するものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の様な、大まかに把握した位置に流体を供給する方式では、正確な位置に流体を供給することが不可能なため、使用者が対象部を移動させる必要が有るという課題があった。また、対象部全体の赤外線画像信号から正確な位置を検知する方式は、赤外線画像装置が必要になり高価であるという課題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の洗浄装置の課題を考慮し、洗浄すべき対象部の位置を正確に検知する安価な洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の本発明は、流体を噴射する流体噴射手段と、前記流体噴射手段から噴射される流体が対象部にあたる位置を制御する位置制御手段と、限定された瞬時視野で前記対象部が放射する赤外線を受光する単数の赤外線受光手段と、前記赤外線受光手段からの赤外線信号に基づいて洗浄すべき対象部の位置を検知し、ここに流体が供給される様に前記位置制御手段に制御信号を出力する検知制御手段とを備え、前記赤外線受光手段を前記流体噴射手段の噴射口近傍にその内部に設置し、前記赤外線受光手段の瞬時視野方向と前記流体噴射手段の噴射方向とを実質上一致させ、前記位置制御手段によって、前記流体噴射手段を走査することにより、前記赤外線受光手段の瞬時視野を、洗浄すべき対象部周辺で走査し、前記検知制御手段は、前記瞬時視野が走査される各位置における前記赤外線受光手段からの赤外線信号の強度に基づいて、前記洗浄すべき対象部の位置を検知することを特徴とする洗浄装置である。
【０００７】
第２の本発明は、赤外線受光手段の瞬時視野をその走査方向に微少振動させることを特徴とする第１の本発明の洗浄装置である。
【０００８】
第３の本発明は、赤外線受光手段の瞬時視野が洗浄すべき対象部の大きさよりも十分に小さいことを特徴とする第１の本発明の洗浄装置である。
【０００９】
第４の本発明は、洗浄すべき対象部の領域を検知し、流体の供給位置をこの領域内で振動させることを特徴とする第１の本発明の洗浄装置である。
【００１０】
第５の本発明は、洗浄すべき対象部の位置の検知と流体の供給を交互に繰り返すことを特徴とする第１の本発明の洗浄装置である。
【００１１】
【作用】
従来の赤外線画像から洗浄すべき位置を検知する技術においては、赤外線画像装置を用いていた。これには、２次元赤外アレイセンサー、叉は２次元光走査機構、更に画像認識機能が必要で有った。しかし、本発明は、１素子の赤外線センサーを用いて洗浄すべき位置を検知している。以下に本発明の原理を述べる。
【００１２】
洗浄すべき対象部即ちたとえば肛門部は体内の直腸に接するため他のお尻部分に比べ高温になっている。従って、赤外線受光手段の瞬時視野を肛門付近で走査すると、肛門がこの瞬時視野内に入った時、赤外線強度信号は増加する。この信号から、肛門位置を正確に検知することができる。
【００１３】
以上の様に、赤外線受光手段の瞬時視野を洗浄すべき対象部の周辺で、走査することによって極めて簡単に洗浄すべき対象部の位置を正確に検知することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例を示す略示構成図である。図１において、１は流体噴射手段で噴射口ノズル及び伸縮棒から成っており、噴射口下部に赤外線受光手段が設置されており、この瞬時視野方向と流体噴射方向が一致している。２は流体噴射手段１をｘ方向に走査，及びｙ方向に伸縮させる駆動部で、モーター又は水圧を動力源にしている。３は駆動部２へ駆動制御信号を、検知制御手段５にｘ位置信号を供給する駆動制御部であり、駆動部２及び駆動制御手段３で位置制御手段を構成している。４はロックインアンプで赤外線受光手段からの信号を復調し赤外線強度信号とする手段である。検知制御手段５はｘ位置信号と、これらに対応するロックインアンプ４の出力即ち赤外線強度信号を記憶し、そのデータから赤外線強度が最大になるｘ方向の位置を検知し、ここへ流体噴射手段１の固定と、噴射洗浄の開始を駆動制御部３へ指令する手段である。
【００１６】
なお、流体噴射手段１は図２に示す様に、赤外線受光手段を噴射口内に設置した構造になっており、瞬時視野方向と噴射方向をそろえることによって、対象部の瞬時視野と流体が供給される位置を正確に一致させることが可能である。即ち、図２において、６は噴射口ノズルでｚ方向に流体を噴射出来る。７はポリエチレン、シリコン等の赤外線透過材料からなる流体遮蔽板である。８は光チョッパーでこの同期信号は参照信号としてロックインアンプ４に供給される。９は赤外線用レンズで、直径＝５ｍｍ、焦点距離＝１０ｍｍである。１０は赤外センサーで常温での使用が可能な焦電型赤外センサーで、有効領域直径＝２ｍｍである。この光チョッパー８、レンズ９、赤外センサ１０により赤外線受光手段を構成し、ｚ方向に瞬時視野方向があり、対象部までの距離＝１００ｍｍである。この時の瞬時視野直径＝２０ｍｍである。この場合、瞬時視野の大きさと洗浄すべき対象部の大きさは同程度である。
【００１７】
上記の構成における動作を図１、図３、図４を用いて説明する。使用者の指示によって、ｙ方向に縮小し格納されていた流体噴射手段１が伸張し、対象部１１のｚ方向から赤外線を受光する。次に流体噴射手段１をｘ方向に走査しながら、ｘ位置信号と、これに対応する赤外線強度信号を検知制御手段５に記憶させ、ｘ位置−赤外線強度データを作成する、これをグラフで示すと図４になる。そして、このデータから流体噴射手段１をｘ＝ｘ0に固定し、洗浄する。使用者の指示によって洗浄を完了すると、流体噴射手段１は格納される。
【００１８】
以上のように本実施例によれば、流体噴射手段の噴射方向と赤外線受光手段の瞬時視野方向を一致させ、瞬時視野を洗浄すべき対象部周辺で走査することによって洗浄すべき対象部の位置を、簡単な構成で、正確に検知することができ、その実用的効果は極めて大きい。
【００１９】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例を図５を用いて以下に説明する。
【００２０】
図５において２、４は第１の実施例の図１における駆動部２、ロックインアンプ４と同じものであるが、また駆動部２は流体噴射手段１’をｘ方向に走査する際に振幅Δｘ、周波数ｆで微少振動させることができる。この時Δｘは洗浄すべき対象部の大きさよりも十分に小さい。流体噴射手段１’は第１の実施例の図２の流体噴射手段１に組み込まれている赤外線受光手段の光チョッパーを取り除いたものであり、より小型で簡素化したものである。１２は駆動部２へ微少振動信号を含む駆動制御信号を供給する駆動制御部である。この駆動制御部１２はロックインアンプ４へ参照信号として微少振動信号も供給している。駆動部２及び駆動制御部１２で位置制御手段を構成している。ロックインアンプ４は赤外線信号を、駆動制御部１１から供給された微少振動信号で位相検波する。流体噴射手段１’をｘ方向に走査した時、ｘ位置信号を横軸に、ロックインアンプ４の出力信号を縦軸に描くと図６の様になる。この図６は（実施例１）でのｘ位置−赤外線強度データ図４の１次微分型になっている。１３は検知制御手段でロックインアンプ４の出力をゼロクロス点（ｘ＝ｘ0）に固定する様に駆動制御部１２に指令を供給する検知制御手段である。
【００２１】
本実施例も流体噴射手段１’をｘ0に固定後、噴射洗浄を開始し使用者の意思によって完了する。
【００２２】
以上のように本実施例によれば、（実施例１）に用いた光チョッパーが不要になり、より簡単な構造が実現できる。
【００２３】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例を図２、図５、図７を用いて、以下に説明する。
【００２４】
本実施例の基本的構成は第２の実施例と同じで、図５における駆動部２、ロックインアンプ４、駆動制御部１２は同様に機能しているが、赤外線受光手段の瞬時視野の大きさが異なる。即ち、瞬時視野が洗浄すべき対象部の大きさよりも十分に小さい。従って図２に示した流体噴射手段１に組み込まれた赤外線受光手段のレンズ９、焦電型赤外センサー１０の特性が以下の様になる。赤外線用レンズ９は、直径＝１ｍｍ、焦点距離＝１０ｍｍで、焦電型赤外センサー１０は、有効領域直径＝０．２ｍｍである。この時のΔｘはΔｘ≪０．２ｍｍを満たしている。
【００２５】
これによって検知制御手段１３の機能が少し異なるのでこれを以下に説明する。
【００２６】
流体噴射手段１’をｘ方向に走査した時、ｘ位置信号を横軸に、ロックインアンプ４の出力信号を縦軸に描くと図７の様になる。図７においてｘ-1 ，Ｘ1は境界点を示している。従って、検知制御手段１３はロックインアンプ４の出力からｘ-1，ｘ1を検知し、これらの中点（ｘ＝ｘ0）に流体噴射手段１’を固定する様に駆動制御部１２に指令を供給する。
【００２７】
本実施例も流体噴射手段１’をｘ0に固定後、噴射洗浄を開始し使用者の意思によって完了する。
【００２８】
以上のように本実施例によれば、洗浄すべき対象部の大きさが、使用者によって大きく異なる場合にも正確に位置を検知することができる。
【００２９】
（実施例４）
本発明の第４の実施例は、噴射される流体の直径が洗浄すべき対象部に比べて十分に小さい時に有効である。噴射流量が一定の時、流体の直径が小さいほど、流体速度が大きくなり洗浄能力が向上する。本実施例を図５、図７を用いて、以下に説明する。
【００３０】
本実施例の基本的構成は第３の実施例と同じであるが，噴射される流体の直径が小さく、更に図５における検知制御手段１３の機能が以下の様に異なる。
【００３１】
第３の実施例と同様にロックインアンプ４の出力から境界を意味する図７に示すｘ-1，ｘ1を検知する。次に、流体噴射手段１’をこのｘ-1に固定し洗浄を開始し、そのままｘ1まで一定速度で移動させ、再びｘ-1まで移動させる。この様な指令を繰り返し駆動制御部１２に供給する。これによって、流体噴射手段１’をｘ-1、ｘ1間において往復振動させながら洗浄することができる。
【００３２】
以上のように本実施例によれば、噴射される流体の直径が洗浄すべき対象部に比べて十分に小さい時でも、洗浄すべき対象部の全体を正確に洗浄することができる。
【００３３】
（実施例５）
本発明の第５の実施例は、使用者が洗浄中に動いた時、すなわち流体が対象部に供給された瞬間に使用者が反射的に動いた場合等の時、有効である。本実施例の基本的構成は第４の実施例と同じであるが、図５における検知制御手段１３の機能が以下の様に異なる。
【００３４】
まず、第４の実施例と同様にロックインアンプ４の出力からｘ-1，ｘ1を検知する。次に、流体噴射手段１’をこのｘ-1に固定し洗浄を開始し、そのままｘ1まで一定速度で移動させ、洗浄を停止する。ここで、再び流体噴射手段１’を走査して、新たに、ｘ-1，ｘ1を検知する。この後、同様に洗浄を開始し、移動後停止する。このサイクルを使用者の完了の指示があるまで繰り返す。
【００３５】
以上のように本実施例によれば、使用者が洗浄中に動いた時でも、洗浄すべき対象部の全体を正確に洗浄することができる。
【００３６】
なお、本発明の説明においては、流体噴射手段の噴射口中に赤外線受光手段を設置した場合についてのみ述べたが、赤外線受光手段を流体噴射手段の噴射口近傍に設置した場合においても、その位置のズレが実用上全く問題のない時、もしくはその位置のズレを補償する機能を付加することによって、同様の効果が得られることは明かである。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、洗浄すべき対象部の位置を、簡単な構成で、正確に検知することができ、その実用的効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。
【図２】本発明の実施例の流体噴射手段の構造図である。
【図３】本発明の実施例の動作説明図である。
【図４】本発明の第１の実施例の特性図である。
【図５】本発明の第２、３、４、５の実施例の構成図である。
【図６】本発明の第２の実施例の特性図である。
【図７】本発明の第３、４、５、の実施例の特性図である。
【符号の説明】
１  流体噴射手段
２  駆動部
３  駆動制御部
４  ロックインアンプ
５  検知制御手段
６  噴射口ノズル
７  遮蔽板
８  光チョッパー
９  レンズ
１０  焦電型赤外センサー
１１  対象部
１２  駆動制御部
１３  検知制御手段
１’  流体噴射手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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