JP2001317111A

JP2001317111A - 便所

Info

Publication number: JP2001317111A
Application number: JP2000138579A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kawai; 健児河井
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、便所への入退出、便所内行動を迅
速かつ確実に検知することができる便所を提供すること
を課題とする。【解決手段】入口と便器とを有する便所と、該便所に
おける人体の動きを撮像して画像処理する人体検出セン
サと、撮像以外の手段により人体を検知する人体検知セ
ンサとからなり、前記人体検出センサによる検知領域を
複数の領域に分割する領域分割手段を設けたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は便所における人体の
動きを撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像以
外の手段により人体を検知する人体検知センサとを取り
付けた便所に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、便所への入室、便所からの退出あ
るいは便所内の動きを検出するためのセンサを設けるこ
とは知られている。そして、センサには赤外線センサ等
を使用する提案がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のもの
では便所内の検知はできても特に出入口部の検知が困難
であった。このため、便所を３つの領域に分割し、３領
域の内２領域を出入口部（浴室ドア部）における人の動
きの検知に充てて検知する方法がある。しかし、上記の
方法では便所の入口位置、入口方向によって便所形態が
異なると、これに合わせてセンサ画像を処理するための
制御用のソフトウエアを便所形態に応じて切り替えなけ
ればならず、制御が複雑となるのみならずセンサの設置
位置が適正位置から少しでもずれると撮像範囲から外
れ、センサ位置の調整が煩雑となる問題を有していた。

【０００４】本発明は上記問題に鑑み、便所ドアの位
置、方向にかかわらずに便所への入退出、便所内行動を
迅速かつ確実に検知することができる便所を提供するこ
とを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、入口と便器とを有する便所と、該便所における人体
の動きを撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像
以外の手段により人体を検知する人体検知センサとから
なり、前記人体検出センサによる検知領域を複数の領域
に分割する領域分割手段を設けたことを第１の特徴とし
ている。この第１の特徴によれば、撮像可能範囲（撮像
能力範囲）のうちの一部をセンサの検知領域とし、しか
もこの検知領域を複数に分割することで、画像処理の速
度を迅速に行なうことができ、しかも２つのセンサを用
いることで便所への入室検知の確実化を図ることができ
たものである。また、本発明の便所は、入口と便器とを
有する便所と、該便所における人体の動きを撮像して画
像処理する人体検出センサと、撮像以外の手段により人
体を検知する人体検知センサとからなり、前記人体検出
センサによる検知領域を便器領域と入口領域の２つに分
割する領域分割手段を設けたことを第２の特徴としてい
る。この第２の特徴によれば、上記の特徴に加え、画像
の処理に要するソフトウエアを簡素化することが可能と
なる利点がある。

【０００６】さらに、本発明の便所は、入口と便器とを
有する便所と、該便所における人体の動きを撮像して画
像処理する人体検出センサと、撮像以外の手段により人
体を検知する人体検知センサと、前記人体検出センサに
よる検知領域を便器領域と入口領域の２つに分割する領
域分割手段を設けたものであって、人体検知センサがオ
ンした後一定時間内に人体検出センサが入口領域におい
て人体を検知した場合に入室であると判定する入室判定
手段を設けたことを第３の特徴としている。この第３の
特徴によれば、上記の特徴に加え、便所のドア位置にか
かわらず便所への入室の判定を確実に行なうことができ
る。

【０００７】さらに、本発明の便所は、請求項１から３
に記載のものにおいて人体検出センサは人工網膜検出部
材から構成され、人体検知センサは赤外線センサから構
成されることを特徴としている。この第４の特徴によれ
ば、撮像による人の検知と、人の体温放射による物理的
な検知との結合の二重検知によって、相互の弱点を補完
して、便所内行動を確実に検出することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の便所の
全体構成図である。図２は本発明の一実施形態を示す天
井側から見たセンサと検知領域との関係を示す説明図で
ある。図３はセンサの撮像範囲と検知範囲及び検知領域
との関係を示す説明図である。図４は本発明の一実施形
態を示す電気回路のブロック図である。図５は人体検出
センサの画像検出部の１画素を構成する画像コア回路の
構成を示す回路図である。図６は制御フローチャートで
ある。

【０００９】図１は便所１を側方から見た断面図であ
り、本発明の一実施形態の概略を示すものであって、便
所１内部には便器２及び床面３を設けてある。４は便所
への出入口である。そして、便所１の天井には人体セン
サ５が設置されている。天井の人体センサ５は、人工網
膜を利用した撮像装置を有し便所における人体の動きを
撮像して画像処理する人体検出センサ５１と、撮像装置
以外の手段例えば赤外線検知により人体を検知する人体
検知センサ５２とから構成している。

【００１０】人体検知センサ５の出力は、図示しない信
号線を通じて給湯器を制御操作する台所用リモコンへ接
続される。そして、給湯器を制御するリモコンには便所
１に使用者がいることを知らせるランプ等の表示部を有
しており、人体センサ５が使用者を検知して信号線から
検知信号を出力すると表示部が点灯するようになってい
る。

【００１１】図４は人工網膜チップを利用した人体検出
センサ５１と、赤外線センサを用いた人体検知センサ５
２とからなる人体センサ５の具体的構成を示したもので
ある。人体検出センサ５１は人体を検出すると共に検出
した画像を処理する撮像装置６と、撮像装置６に制御信
号を与えると共に処理情報を判定する制御装置７とから
構成されている。そして、人体検出センサ５１の他に赤
外線センサからなる人体検知センサ５２を同一のケース
内に設け、その制御装置７を共用し便所１が暗い場合の
監視の補填を行なうようにしてある。

【００１２】前記撮像装置６の撮像部８は、縦１２８×
横１２８画素のＣ−ＭＯＳアレイ等のうち、制御装置７
のマイクロコンピュータのＲＡＭ容量上縦３２×横３２
画素（＝１０２４画素）からなる画像検出部９、結像レ
ンズ１０、スキャナ１１、マルチプレクサ１２及びスキ
ャナ駆動制御部１３から構成されている。ＲＡＭ容量が
許せば、もっと多くの画素を用いても良く、また多数の
画素を間引いて検出処理しても良い。画像検出部９の画
素はそれぞれモノクロ２５６階調「レベル０（黒）〜２
５５（白）の２５６階調」で表現される。

【００１３】そして、撮像部８においては、便所１内の
画像は、結像レンズ１０によって画像検出部９に結像さ
れる。スキャナ１１は、スキャナ駆動制御部１３によっ
て駆動制御されており、画像検出部９の各画素列を順次
一定周期毎に受光状態（オン状態）となるように制御し
ている。受光状態となった１列の各画素から同時に出力
された光電流は、マルチプレクサ１２によってアナログ
データからシリアルデータに変換され、増幅器１４で増
幅された後、画像処理部１５へ入力される。なお、アナ
ログデータからシリアルデータへの変換等は外部に設け
た制御装置７部あるいは別途設けたＩＣにより行っても
良い。また、画像検出部９の各画素は、図５に示すよう
に画素コア回路１７によって構成されている。画素コア
回路１７は受光素子１８、電荷蓄積回路１９、感度可変
回路２０から構成されており、感度可変端子２１及びリ
セット端子２２がスキャナ１１に接続され、光電流出力
端子２３がマルチプレクサ１２に接続されている。図４
においてゲイン調整部１６は、画像処理部１５における
画像平均値（画像の明るさ）をチェックし、画像平均値
が適切な範囲から外れていれば、増幅器１４によって撮
像装置６のゲインを調整すると共にスキャナ駆動制御部
１３によって画像検出部９の蓄積時間を調整し、適正な
明るさの画像が得られるように調光する。

【００１４】人工網膜を用いた撮像装置６では、画像平
均値は、画像検出部９を構成する３２×３２個の全画素
における階調（０階調（黒）〜２５５階調（白）の２５
６階調）の平均値であり、０〜２５５の値で表わさせ
る。この画像平均値は増幅器１４のゲインと画像検出部
９の蓄積時間によって決定される。ここで、ゲインはカ
メラの絞りに相当し、蓄積時間はカメラのシャッタース
ピードに相当する。従って、撮像装置６の適正な画像平
均値を得ようとすれば、適当なゲインに固定しておき、
蓄積時間を調整すればよい。あるいは、適当な蓄積時間
を固定しておき、ゲインを調整すればよい。

【００１５】そして、図４において少なくとも撮像をお
こなう画像検出部９と画像処理を行なう画像処理部１５
とは１チップで構成されている。このチップは人工網膜
チップと称される。また、このチップの裏面位置には、
制御装置７を設けてあり、制御装置７はマイクロコンピ
ュータからなりこの内部には人体検出センサに５１よる
検知処理を行なう検知領域を複数の領域に分割する領域
分割手段２４をソフトウエアーとして組込んである。具
体的には、図３に示すように、画像処理部１５に入力さ
れた画像情報を処理するためのポイントテーブル２５を
複数域に分割するものである。すなわち人体検出センサ
による検出可能な撮像能力範囲（ポイントテーブル２５
全体に相当）のうち、まず画像処理の必要な検知領域２
６と、画像処理を行なわない非検知領域２７とに区画し
ている。すなわち、撮像能力範囲のすべてを検知領域と
はしていない。これにより検出処理可能な検出処理領域
のうちの一部を、実際に検知し処理するセンサ検知領域
として使用することで画像の処理範囲を限定減縮して、
画像処理の速度を早めている。さらに前記の検知領域２
６を、便器領域３０と入口領域３１との２つの領域に分
割したものである。

【００１６】そして、人体検出センサ５１を構成する結
像レンズ１０と撮像装置６と制御装置７とは、前記人体
検知センサ５２と共に１つのケースに納められ、人体セ
ンサセットとして便所１の天井に取り付けられる。図２
は人体センサ５の取り付け位置を示すものである。

【００１７】図２において、人体センサ５は、便所１の
床面３の略中央部に対応する便所１の天井に取り付けら
れる。標準的な便所におけるこのセンサの撮像エリア
は、図２に示されるような範囲となることが実験により
確認された。

【００１８】そして、撮像装置６の検知出力と赤外線セ
ンサ（人体検知センサ５２）の検知出力はそれぞれ判定
手段３２へ出力される。判定手段は撮像装置６からの出
力及び赤外線センサからの出力に基づき、便所における
使用者の有無や使用者の動きなどを総合的に判断する。

【００１９】人工網膜により検出した画像は次のように
画像処理される。画像処理部１５は、画像検出部９を構
成する全画素から画像情報を一定時間毎に受信する。画
像処理部１５は、一定時間毎に画像情報を受け取ると、
該画像情報を処理し、判定手段３２に出力して使用者の
動きを監視するのである。

【００２０】具体的には、まず画像検出部９で検出した
一定時間前の画像（前画像）と現時点での画像（現画
像）との受光量の差（差分）を画像処理部１５で演算す
る。差分が正の画素は＋で表わし、負の画素は−で表わ
し、差が０の画素は０で表わす。対象物の動きは画像の
境界によって判定できるので、画像の境界の移動はそこ
での差分の正または負となって表れる。これにより画像
境界の移動の方向が推定される。そして差分の総和を見
ることで大まかな人の動きが把握できる。また、上記解
析方法を２次元の画像に適用して、具体的には画素上の
方向を縦方向、横方向、右上がり斜め方向、右下がり斜
め方向の４つに分けて、この４つの方向毎に現画像と前
画像との差分（スカラー）を求めて、この差分の画像か
ら各方向ごとの動きを判定し、各方向の差分をベクトル
として表わすようにしてもよい。そして該画素とその周
辺の３×３画素の差分ベクトルを平均化することで（オ
プチカルフロー）、便所における人の存在や人の動きを
検知することができる。画像はぼやけた画像となるので
プライバシーの問題が生じることはない。

【００２１】図３に示すように人体検出センサ５１の検
知領域２６は、便器領域３０、入口領域３１の２つのエ
リアに分け、各エリア毎に前記差分の総和または動き量
を検知している。ここで、動き量とは、各領域３０、３
１毎に各画素のオプチカルフローのスカラー量を平均し
たもの（スカラー平均）、もしくはスカラー量の和(ス
カラー和)である。

【００２２】次に、便所１に人が入室したか否か等の判
別について説明する。図６のフローチャートにおいて、
人が便所のドアを開いて便所に入り始めると、まず待機
状態にある赤外線センサが人体を即座に検知してオンと
なる（ステップＳ１）と共にタイマセットされ（ステッ
プＳ２）、人体検出センサ５１が一定時間内に入口領域
において人を検知すると（ステップＳ３）、入室したも
のと判断する（ステップＳ４）。この入室判定におい
て、人体検出センサ５１による人体検知には撮像及び動
き量の演算等に時間を要すること、あるいは浴室が暗い
場合には監視感度が鈍いことから、赤外線センサを併用
し、赤外線センサが検出した後、人体検出センサ５１が
共に人を検出することで、人体検出センサ５１の弱点を
補い、入室動作の確実化を期しているものである。

【００２３】また、便所からの退出時においても、赤外
線センサがオフとなった場合（ステップＳ５においてノ
ーの場合）で、かつ、人体検出センサ５１が動き量を検
知しない場合（ステップＳ６においてノーの場合）に便
所から退出したものと判断させている。そして、人体検
出センサ５１が入口領域において人を検知しなかった場
合（ステップＳ３でノーの場合）でも、便器領域におい
て人を検知すると（ステップＳ８）、所定時間内に赤外
線センサ及び人体検出センサ５１が共に人を検知してい
る場合には（ステップＳ９、Ｓ１０）、入室しているも
のと判断することとしている（ステップＳ４）。なお、
入室したものと判定したのちはセンサの検知継続時間を
平均的な便所の使用時間に見合うようにタイマセット
（ステップＳ１１）している。このタイマセット時間
は、便所に人が居ることを検知して延長するようにして
もよい。

【００２４】また、人体検出センサ５１の取り付けは、
便所１の天井に取付けられる。この位置は標準的な便所
において便所内の人の動きを監視できる最適位置であ
る。特に、便器領域３０と入口領域３１との境界に取付
けることで、入口部及び便器部での人の動きに対して、
境界が明確化できるので推奨できる。さらに、人体検出
センサ５１を便器領域３０と入口領域３１との間の画像
処理を行なわない無効領域を設けてこの無効領域位置に
取付けることで、人体検出センサの取付け位置が適正位
置から多少ずれたとしても、無効領域においては画像処
理をおこなわないので、常に入口部と便器部との２つの
領域の検知を確実に行なえる。無効領域の領域幅である
便器領域３０と入口領域３１との間の間隔は人体センサ
５のケース幅とほぼ同等であることが望ましい。人体セ
ンサ５を構成する人体検出センサ５１と人体検知センサ
５２とは１つのケース内に収納することで、取付けし易
く、点検も容易となる。

【００２５】なお、上述した実施形態は本発明の好適な
実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定され
ることなく、その範囲内で各種設計変更可能である。例
えば、本実施形態では既存の便所について説明したが、
この例に限られることなくトイレを一体化してシステム
として組み立てるシステムトイレにも設置できるもので
ある。また、本実施形態では人体検知センサとして、赤
外線センサを用いたが赤外線センサに代えて重量センサ
あるいは超音波センサを使用しても良く、撮像以外の手
段により人体を検知するものであれば検知構造を問わな
いものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上の構成、作用からなり、請
求項１に記載の便所によれば、入口と便器とを有する便
所と、該便所における人体の動きを撮像して画像処理す
る人体検出センサと、撮像以外の手段により人体を検知
する人体検知センサとからなり、前記人体検出センサに
よる検知領域を複数の領域に分割する領域分割手段を設
けたので、撮像可能範囲（撮像能力範囲）のうちの一部
をセンサの検知領域とし、しかもこの検知領域を複数に
分割することで、画像処理の速度を迅速に行なうことが
でき、しかも２つのセンサを用いることで便所への入室
検知の確実化を図ることができたものである。また、本
発明の便所は、入口と便器とを有する便所と、該便所に
おける人体の動きを撮像して画像処理する人体検出セン
サと、撮像以外の手段により人体を検知する人体検知セ
ンサとからなり、前記人体検出センサによる検知領域を
便器領域と入口領域の２つに分割する領域分割手段を設
けたので、上記の特徴に加え、画像の処理に要するソフ
トウエアを簡素化することが可能となる利点がある。さ
らに、本発明の便所は、入口と便器とを有する便所と、
該便所における人体の動きを撮像して画像処理する人体
検出センサと、撮像以外の手段により人体を検知する人
体検知センサと、前記人体検出センサによる検知領域を
便器領域と入口領域の２つに分割する領域分割手段を設
けたものであって、人体検知センサがオンした後一定時
間内に人体検出センサが入口領域において人体を検知し
た場合に入室であると判定する入室判定手段を設けたの
で、上記の特徴に加え、便所のドア位置にかかわらず便
所への入室の判定を確実に行なうことができる。さら
に、本発明の便所は、請求項１から３に記載のものにお
いて人体検出センサは人工網膜検出部材から構成され、
人体検知センサは赤外線センサから構成されるので、撮
像による人の検知と、人の体温放射による物理的な検知
との結合の二重検知によって、相互の弱点を補完して、
便所内行動を確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の便所の全体構成図である。

【図２】図２は本発明の一実施形態を示す天井側から見
たセンサと検知領域との関係を示す説明図である。

【図３】図３はセンサの撮像範囲と検知範囲及び検知領
域との関係を示す説明図である。

【図４】図４は本発明の一実施形態を示す電気回路のブ
ロック図である。

【図５】図５は人体検出センサの画像検出部の１画素を
構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。

【図６】図６は本発明の一実施形態を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１便所２便器３床面４出入口５人体センサ６撮像装置７制御装置９画像検出部１５画像処理部１７画像コア回路２４領域分割手段２６検知領域３０便器領域３１入口領域３２判定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入口と便器とを有する便所と、該便所に
おける人体の動きを撮像して画像処理する人体検出セン
サと、撮像以外の手段により人体を検知する人体検知セ
ンサとからなり、前記人体検出センサによる検知領域を
複数の領域に分割する領域分割手段を設けたことを特徴
とする便所。
【請求項２】入口と便器とを有する便所と、該便所に
おける人体の動きを撮像して画像処理する人体検出セン
サと、撮像以外の手段により人体を検知する人体検知セ
ンサとからなり、前記人体検出センサによる検知領域を
便器領域と入口領域の２つに分割する領域分割手段を設
けたことを特徴とする便所。
【請求項３】入口と便器とを有する便所と、該便所に
おける人体の動きを撮像して画像処理する人体検出セン
サと、撮像以外の手段により人体を検知する人体検知セ
ンサと、前記人体検出センサによる検知領域を便器領域
と入口領域の２つに分割する領域分割手段を設けたもの
であって、人体検知センサがオンした後一定時間内に人
体検出センサが入口領域において人体を検知した場合に
入室であると判定する入室判定手段を設けたことを特徴
とする便所。
【請求項４】人体検出センサは人工網膜検出部材から
構成され、人体検知センサは赤外線センサから構成され
ることを特徴とする請求項１から３に記載の便所。