(57)【要約】   【課題】使用者が必要とする便蓋と便座の開閉状態を簡単且つ確実に判断して自動開閉するトイレ便座装置を提供することを目的とする。  【解決手段】  トイレ便座装置３１は人体感知手段４０と、便蓋３４と便座３５を予め設定された状態にする開閉指示手段４６と、便蓋開閉手段４８及び便座開閉手段４９と、便座３５の手動開閉指示手段５０を備える。開閉指示手段４６と手動開閉指示手段５０によって決定した便蓋３４と便座３５の使用状態のデータが開頻度記憶部４３に蓄積される。便座３５の初期状態を設定する学習機能手段４１は、開頻度記憶部４３と、第一タイマー部４２と、開頻度記憶部４３に蓄積された便蓋開頻度の半数と便座開頻度の全数とを比較する開頻度比較部４４と、開頻度比較部４４の比較データに基づき便座３５が大であれば便座開、便座３５が小であれば便座閉となるように開閉指示手段４６に指示する開閉状態設定部４５とから成る。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者を感知する人体感知手段と、便蓋と便座の開閉動作を指示する開閉指示手段と、この開閉指示手段の信号に基づき便蓋と便座を自動開閉する便蓋開閉手段及び便座開閉手段と、使用者による便座の手動開閉指示手段とを備え、
前記開閉指示手段と前記手動開閉指示手段の信号から開頻度を蓄積する開頻度記憶部と、所定時間を繰り返し制御するタイマー部と、この所定時間内における前記開頻度記憶部に蓄積された便蓋開頻度の半数と便座開頻度の全数とを比較する開頻度比較部と、次の所定時間に対して前記開頻度比較部の比較データに基づき便座の方が大であれば便座開、便座の方が小であれば便座閉、及び便蓋開の状態となるように前記開閉指示手段を介して指示させるための指示データを記憶する開閉状態設定部と、から成る学習機能手段を有することを特徴とするトイレ便座装置。
【請求項２】
請求項１に記載の便座装置であって、前記タイマー部で制御される所定時間は、一日毎又は一日を三区分する時間毎であることを特徴とするトイレ便座装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の便座装置であって、前記手動開閉指示手段は前記人体感知手段の感知後の第二の所定時間内を制御する第二のタイマー部を備えることを特徴とするトイレ便座装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者を感知して便蓋と便座を自動開閉するトイレ便座装置に関するもので、詳しくは、一日の如何なる時間帯の使用に関しても、使用者が望む便蓋と便座の開閉状態を用意するトイレ便座装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般家庭の便器における便座の開閉は頻繁であるため面倒であり、特に、老人、病人、怪我人等が使用する場合には腰を屈めて便座を開閉しなくてはならないので大変不自由であった。さらに、公衆トイレにおける便座の開閉は他人の接触したところに触れるので衛生的でないという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するためのトイレ便座装置として特許文献１の記載が知られている。特許文献１によれば図４に示すように、トイレ便座装置２９のトイレ空間１にドア２が設けられ、トイレ空間１には便座４と便蓋５を備えた便器３と水洗用の水タンク６が配置されている。
【０００４】
トイレ空間１の上部にはトイレ空間１内を検出する画像入力手段７が設けられ、画像入力手段７で得られた画像から人体９を検出する人体検出手段８と、人体検出手段８で検出した人体９の情報から人体９の移動方向と向きと姿勢を認識する行動認識手段１０を備える。
【０００５】
人体検出手段８は背景画像メモリ１６と現画像メモリ１７と現画像メモリ１７の画像から背景画像メモリ１６の画像を差分演算して所定の閾値で２値化する差分２値化部１８と、差分２値化部１８の出力変化により背景画像を更新する背景書換部１９と差分２値化部１８の出力により人体を塊としてラベリングする人体抽出部２０とからなる。
【０００６】
行動認識手段１０はラベリングした人体９の重心を演算する重心抽出部２１と、人体９の前部を特定する人体部位確定部２４と、重心抽出部２１で抽出した重心の移動軌跡を演算する重心軌跡抽出部２２と、重心軌跡抽出部２２で抽出した軌跡から人体９の向きを抽出する抽出部２３とからなる。
【０００７】
そして、行動認識手段１０で認識した姿勢の判断基準となる人体９の行動、姿勢の情報を記憶設定部１２を介して記憶する記憶手段１１と、行動認識手段１０で認識した情報と記憶手段１１で記憶してある行動及び姿勢と比較する比較手段１３を備える。
【０００８】
さらに、この比較手段１３により人体９による排泄行為の仕方を認識する行為認識手段１４と、行為認識手段１４で認識した情報により便座４の開閉を制御する便座駆動手段１５を備える。
【０００９】
このため、画像中から人体を検出し、検出した人体の情報により男性小用ならば便座４を開け、男性の排便及び女性の場合は便座４を閉じることができる。
【特許文献１】特許第３３３４３１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記トイレ便座装置では、使用者の行為認識を判断するために、人体検出手段８、行動認識手段１０、姿勢の情報の記憶手段１１、比較手段１３、行為認識手段１４等の多くの複雑な手段が必要なのでトイレ便座装置２９のコストが高くなるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明はかかる従来技術の問題に鑑みなされたものであって、使用者が必要とする便蓋と便座の開閉状態を簡単且つ確実に判断して自動開閉するトイレ便座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】
【００１２】
請求項１の発明は、使用者を感知する人体感知手段と、便蓋と便座の開閉動作を指示する開閉指示手段と、この開閉指示手段の信号に基づき便蓋と便座を自動開閉する便蓋開閉手段及び便座開閉手段と、使用者による便座の手動開閉指示手段とを備え、前記開閉指示手段と前記手動開閉指示手段の信号から開頻度を蓄積する開頻度記憶部と、所定時間を繰り返し制御するタイマー部と、この所定時間内における前記開頻度記憶部に蓄積された便蓋開頻度の半数と便座開頻度の全数とを比較する開頻度比較部と、次の所定時間に対して前記開頻度比較部の比較データに基づき便座の方が大であれば便座開、便座の方が小であれば便座閉、及び便蓋開の状態となるように前記開閉指示手段を介して指示させるための指示データを記憶する開閉状態設定部と、から成る学習機能手段を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載のトイレ便座装置であって、前記タイマー部で制御される所定時間は、一日毎又は一日を三区分する時間毎であることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のトイレ便座装置であって、前記手動開閉指示手段は前記人体感知手段の感知後の第二の所定時間内を制御する第二のタイマー部を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、所定時間内において前記開頻度記憶部に最終的に蓄積された便蓋開頻度と便座開頻度用いて、便蓋開頻度の半数と便座開頻度の全数と比較する。ここで、便蓋開頻度は使用者が前記人体感知手段で感知されると必ず開くので、便蓋開頻度は使用者のトイレ使用回数と同じであるため、便蓋開頻度の半数と便座開頻度の全数を比較することにより便座の使用実態を確認することができる。
【００１６】
このため、次の所定時間に対して、前記開頻度比較部の比較データにおいて便座の方が大であれば便座開、便座の方が小であれば便座閉の状態に制御する学習機能により、前記人体感知手段で感知された使用者が望む便蓋と便座の開閉状態を確実に用意することができるので簡単で安価なトイレ便座装置を得ることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、所定時間を一日毎又は一日を三区分する時間毎に設定できるので、トイレの使用環境に応じて柔軟にきめ細かく対応することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、前記手動開閉指示手段は前記人体感知手段の感知後の第二の所定時間の間を制御する第二のタイマー部を備え、使用者がトイレ空間に入ってから第二の所定時間を越えた時間帯での便座の開閉は掃除等に用便以外であると考えられるので、この間の便座の開閉は前記開頻度記憶部の蓄積から除外することができる。
【００１９】
このため、前記開頻度比較部の比較データからノイズを除外することができるので、次の所定時間に対しての便蓋と便座の開閉状態を正確に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜本発明の第一の実施形態＞
以下に、本発明の第一の実施形態を図１〜２に基づいて説明する。
【００２１】
＜トイレ便座装置の構成＞  
図１に示すように、本発明の実施形態におけるトイレ便座装置３１はトイレ空間３２内に配置されており、便器３３には便蓋３４、便座３５、水タンク３６が設けられている。そして、使用者３７がドア３８を開放してトイレ空間３２に入室すると、天井に設けられている人体感知手段４０によって使用者３７が入室したことが感知される。ここで、使用者がトイレ空間３２に入室していない状態では、便蓋３４と便座３５は閉じた状態である。
【００２２】
使用者がトイレ空間３２に入室すると、人体感知手段４０の感知に基づき便蓋３４と便座３５を予め設定された状態（以後、初期状態という）である「開」又は「閉」の状態にそれぞれ開閉動作するように指示するための開閉指示手段４６が設けられる。さらに、この開閉指示手段４６の開閉指示部４７の信号に基づき便蓋３４と便座３５を自動開閉する便蓋開閉手段４８及び便座開閉手段４９が設けられる。
【００２３】
人体感知手段４０は赤外温度センサ又は超音波センサなどの非接触型のセンサーが用いられる。
【００２４】
ところが、便蓋３４と便座３５の自動開閉された初期状態において、便蓋３４は必ず「開」で使用されるが、便座３５の開閉状態が使用者の希望と異なる場合がある。
【００２５】
このため、使用者が自分の希望に沿って便座３５の開閉を操作するためのリモコンによる手動開閉指示手段５０をドア３８近傍に備える。この手動開閉指示手段５０の手動開閉指示部５２の信号により便座開閉手段４９を開閉操作して、使用者は自分の使用目的に合致する便座３５の開閉状態に変更することができる。
【００２６】
開閉指示手段４６と手動開閉指示手段５０の信号によって指示した便座３５と便蓋３４の開閉データは開頻度記憶部４３に蓄積される。
【００２７】
便座３５の初期状態を使用者の使用データに沿って設定するための学習機能手段４１は、開頻度記憶部４３と、所定時間毎に繰り返し時間制御する第一タイマー部４２と、この所定時間内における開頻度記憶部４３に蓄積された便蓋開頻度の半数と便座開頻度の全数とを比較する開頻度比較部４４と、次の所定時間に対して開頻度比較部４４の比較データに基づき便座３５の方が大であれば便座開、便座３５の方が小であれば便座閉、及び便蓋開の状態となるように開閉指示手段４６を介して新たな初期状態を指示するための指示データを記憶する開閉状態設定部４５とから成る。
【００２８】
より詳しくは、便蓋３４は性別等に拘らず必ず「開」で使用されるが、便座３５の開閉は性別や使用目的によって異なる。そして、便蓋開頻度はトイレの使用回数そのものであるので、便蓋開頻度の半数と便座開頻度の全数を比較することで便座３５が開と閉のどちらの状態が多かったかを判断できる。
【００２９】
なお、手動開閉指示手段５０は人体感知手段４０の感知後の第二の所定時間内を制御する第二タイマー部５１を備える。これは、例えば、使用者３７が用便後に第二の所定時間を越えた時間帯で掃除等により便蓋３４、便座３５を開閉するようなノイズデータを除外するためである。
【００３０】
使用者３７が退室して、人体感知手段４０による人体の検知がなくなると、便蓋３４と便座３５は便蓋開閉手段４８と便座開閉手段４９により閉じた状態に操作される。
【００３１】
第一タイマー部４２で繰り返し時間制御される所定時間は一日毎であり、２４時間毎に過去の２４時間における便座３５と便蓋３４の使用状態のデータ比較に基づき便蓋３４と便座３５の初期設定が遂次更新される。
【００３２】
次に、図２のフローチャート図を用いて動作説明をする。まず、ステップＳ１において２４時間毎に時間制御する第一タイマーがカウントスタートされる。
【００３３】
ステップＳ２において、便蓋３４と便座３５の「開」回数をカウントするための初期値として、便蓋開頻度Ｐ＝０、便座開頻度Ｑ＝０が入力される。
【００３４】
ステップＳ３において、使用者３７がトイレ空間３２に入室すると人体感知手段４０に使用者３７の感知信号が入力される。
【００３５】
ステップＳ４にて、第一タイマーはカウント終了せずタイマーカウント中なのでステップＳ５に進み、ステップＳ５で便蓋開閉手段４８を開閉指示部４７によって便蓋開動作させる。
【００３６】
このとき、開閉指示部４７から便蓋開閉手段４８に「開」信号を出したという情報が開頻度記憶部４３に蓄積されるので、ステップＳ６で、Ｐ＝Ｐ＋１の式に入力されてＰ＝１となり、便蓋３４が一回「開」になったことが記憶される。
【００３７】
さらに、ステップＳ７で便座３５の初期状態を「開」とする場合にはステップＳ８に進み、ステップＳ８で開閉指示部４７によって便座開閉手段４９を作動させて便座開動作させる。このため、ステップＳ９で、Ｑ＝Ｑ＋１の式に入力されてＱ＝１となり、便座３５が一回「開」になったという情報が開頻度記憶部４３に蓄積される。なお、ステップＳ１０に示すように、便座３５を「開」にする必要がない場合には、ステップＳ８、Ｓ９をスキップする。
【００３８】
次に、使用者が便座３５の初期状態を変えたい場合には、使用者は自分の意思で便座３５を「開」又は「閉」の状態にリモコンによる手動操作をすることができる。ここで、上記、使用者が用便後に掃除等により便蓋３４、便座３５を開閉した場合のようなノイズデータの混入防止のために、ステップＳ１１において第二タイマーのカウントスタートにより時間制御される間のみ手動操作が有効になっている。
【００３９】
ステップＳ１２で手動開閉指示部５２によって便座手動開閉指示がなされ、便座３５を「開」と入力すると、ステップＳ１３で便座開閉手段４９によって便座開動作される。ステップＳ１４で便座開頻度ＱはＱ＝Ｑ＋１の式に入力されて一回追加される。
【００４０】
同様に、ステップＳ１２で便座３５を「閉」と入力すると、ステップＳ１６で便座開閉手段４９によって便座開動作される。ステップＳ１７で便座開頻度ＱはＱ＝Ｑ−１の式に入力されて一回減少される。
【００４１】
ステップＳ１２で便座３５の初期状態を手動変更する必要がない場合にはステップＳ１９にスキップする。ステップＳ１９の第二タイマーのカウント終了後にステップＳ２０に進み、ステップＳ２０では使用者が退出して人体感知手段４０の信号がＯＦＦになった状態で便座３５と便蓋３４が「閉」となる。
【００４２】
新たな人体検知の信号によって上記ステップＳ３からステップＳ２０までが繰り返し実施されて便蓋開頻度Ｐと便座開頻度Ｑが蓄積される。
【００４３】
ステップＳ４における第一タイマーのカウント終了した時点でステップＳ２１に移り、Ｑ＞Ｐ／２か否かの比較を行なう。より詳しくは、上記、ステップＳ３の人体感知において便蓋３４は必ず「開」の状態になるので便蓋開頻度Ｐは実質的に使用者の使用回数と同数である。このため、便座開頻度Ｑが便蓋開頻度Ｐの半数より多いか少ないかによって所定時間内における便座３５の「開」が多いか「閉」が多いかの判断ができて、そのデータを次の所定時間内に反映させることができる。
【００４４】
Ｑ＞Ｐ／２の条件に合致していればステップＳ２２でＱＱ＝１という開閉指示値、Ｑ＞Ｐ／２の条件に合致しなければステップＳ２３でＱＱ＝２という開閉指示値が与えられる。上記ステップＳ７における便座開か否かのＹＥＳ又はＮＯの判断は、この開閉指示値ＱＱに基づいて判断される。
【００４５】
＜トイレ便座装置の作用＞
所定時間内において開頻度記憶部４３に最終的に蓄積された便蓋開頻度Ｐと便座開頻度Ｑを用いて、便蓋開頻度Ｐの半数と便座開頻度Ｑの全数とを比較する簡単な学習機能手段４１による制御なので、使用者が所定時間内において望む便蓋３４と便座３５の自動開閉状態を安価で提供することができる。
【００４６】
公衆トイレにおける便蓋３４と便座３５の自動開閉ができるので他人の接触したところに触れて操作する必要がないので衛生的である。一般家庭のトイレにおける便蓋３４と便座３５の開閉の煩わしさを軽減することができ、老人、病人、怪我人等にとって不自由な腰を屈める動作を軽減することができる。
【００４７】
＜本発明の第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態を図３を用いて説明するが、図２に示すフローチャート図の構成と同様の構成は図面に同符号を付して重複した説明を省略する。
【００４８】
図３に示すように、ステップＳＴ１における第一タイマーのカウントスタートは一日を三区分して時間制御される。例えば三区分は、Ｋ＝１を５時〜１２時、Ｋ＝２を１２時〜１８時、Ｋ＝３を１８時〜５時の時間帯として繰り返される。
【００４９】
所定時間内において、各ステップ、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１４、Ｓ１７では、各時間帯における便蓋３４と便座３５の「開」回数がそれぞれ開頻度記憶部４３に累積記憶される。そして、当該時間帯が過ぎるとステップＳＴ２１において演算された結果に基づき、ステップＳ２２、ステップＳ２３で、次の所定時間内に使用される便蓋３４と便座３５の初期状態を指示するための開閉指示値がＱＱ（Ｋ）＝１又はＱＱ（Ｋ）＝２で与えられる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を図面に基づいて説明したが、上記の実施例はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきでないということは言うまでもない。
【００５１】
例えば、第一タイマー部４２で繰り返し時間制御される所定時間は、一日を三区分する代わりに、対象となる使用場所や使用者に合わせてさらに細かく多区分することも可能である。
【００５２】
学習機能手段４１は、繰り返される所定時間毎の開閉指示部４７による便座３５の初期状態のデータと手動開閉指示部５２による便座３５の開閉変更のデータを数日間集めて長期傾向分析による補正機能を追加することで、学習機能精度をさらに向上させることができる。
【００５３】
開閉指示手段４６と手動開閉指示手段５０の信号によって便蓋３４と便座３５の「開」データを開頻度記憶部４３に蓄積するかわりに、使用者が着座したか否かを検出する感知器を便器３３近傍に備えて便蓋３４と便座３５の実際の開閉状態のデータを開頻度記憶部４３に蓄積してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第一の実施形態における、トイレ便座装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施形態における、トイレ便座装置のフローチャート図である。
【図３】本発明の第二の実施形態における、トイレ便座装置のフローチャート図である。
【図４】従来例における、トイレ便座装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
３１  トイレ便座装置
３４  便座
３５  便蓋
４０  人体感知手段
４１  学習機能手段
４２  第一タイマー部
４３  開頻度記憶部
４４  開頻度比較部
４５  開閉状態設定部
４６  開閉指示手段
４８  便蓋開閉手段
４９  便座開閉手段
５０  手動開閉指示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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