JP5857187B2

JP5857187B2 - 便座装置

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Publication number: JP5857187B2
Application number: JP2011253493A
Authority: JP
Inventors: 喬行里井; 藤井　眞司; 眞司藤井; 浅田　隆生; 隆生浅田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2031-11-21
Also published as: JP2013106755A

Description

本発明は、非接触で操作を行うリモートコントローラを備えた便座装置に関するものである。

従来、この種の非接触で操作を行うリモートコントローラを備えた便座装置は、非接触スイッチに近接した使用者の手をセンサで検知することによりスイッチ操作を行い便座の開動作を行っており、非接触スイッチの検知センサとしては、発光素子と受光素子を備えた光検知センサを使用し、発光素子から発光した光を非接触スイッチに近づけた使用者の手で反射させて受光素子で受光することによりスイッチ操作を行っている。

また別の検知センサとしては、送信アンテナと受信アンテナを備えたマイクロ波センサを使用し、送信アンテナから送信したマイクロ波を使用者の手で反射させて受信アンテナで受信することによりスイッチ操作を行っている（例えば、特許文献１参照）。

また別の非接触スイッチの例としては、トイレの使用音をカモフラージュする擬音を発生させる音声合成装置の非接触スイッチとして、トイレルーム全体の照度を検知する環境照度センサと使用者が近づけた手による照度の変化を検知する近接照度センサとの２個の照度センサを異なった位置に配置し、２個の照度センサによって発生する電圧差を検知してスイッチ操作を行うことにより、トイレルームの明るさが変化しても誤動作が発生し難いようにしているものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−１６８７１９号公報特開平２−１９４２２０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、使用者の近接した手を検知するセンサの構成は、発光と受光、送信と受信、環境と近接のように２個の構成要素を組み合わせたものである。このような構成の場合、それぞれの構成要素とそれに対応する制御回路で電力消費を行うため、リモートコントローラ全体の消費電力が大きくなる傾向があり、電池で駆動するリモートコントローラとしては電池寿命が短くなり、使い勝手とランニングコストの面で未だ改良の余地があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、誤動作の少ない高精度の非接触スイッチを少ない構成要素で実施し、消費電力の低減を図ることにより電池寿命を延長することでランニングコストが低く、高精度で使い勝手がよいリモートコントローラを備えた便座装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、便器上に設置され、複数の電動機能を内蔵する本体と、本体とは別体で、電動機能を操作する電池を電源とするリモートコントローラとを含み、リモートコントローラは照度変化を検知する照度センサを備え、照度センサの検出電圧の変動により、使用者の身体部位の近接を検知し、非接触操作による電動機能の操作動作を検知する制御部と、制御部の制御信号を本体に送信する送信部とを備え、制御部は、照度センサの検知感度を補正する感度調整部と、非接触操作の判定に使用される閾値を調整する閾値調整機能と、を備え、非検知状態の照度センサの検出電圧を基準電圧とし、感度調整部には、複数の抵抗を備え、抵抗を順次切り替え、非検知状態の照度センサの検出電圧が所定範囲または所定範囲にもっとも近い電圧となる抵抗を選択し、選択した抵抗による検出電圧を基準電圧とし、基準電圧が変化した場合、閾値調整機能により閾値を変化させ、検出電圧の変化を閾値で判定することにより非接触操作を検知するものである。

これにより、周囲の照度変化を検知する専用の環境照度センサを使用しないで周囲の照度変化に対応することが可能となり、設置および駆動する照度センサの数を少なくすることができるので、照度センサが消費する電力を削減することが可能となるとともに、部品点数を削減することができるので、省エネルギ性が高いリモートコントローラを簡単な構成で実施することができ、衛生的で使い勝手の良い便座装置を提供することができる。

本発明の便座装置は、省エネルギ性が高いリモートコントローラを簡単な構成で実施することができ、衛生的で使い勝手の良い便座装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１における便座装置の外観を示す斜視図本発明の実施の形態１における便座装置の制御系のブロック図本発明の実施の形態１におけるリモートコントローラの外観を示す斜視図本発明の実施の形態１におけるリモートコントローラのフロントパネルを開放した状態の正面図図３に示すＡＡ断面図本発明の実施の形態１におけるリモートコントローラの制御系のブロック図本発明の実施の形態１における感度調整抵抗の検出電圧値の例を示す模式図本発明の実施の形態１におけるジェスチャ操作のフローチャート本発明の実施の形態１における照度センサのジェスチャ操作における出力の時間的変化を示すグラフ本発明の実施の形態１におけるリモートコントローラの待機状態におけるフローチャート

第１の発明は、便器上に設置され、複数の電動機能を内蔵する本体と、前記本体とは別体で、前記電動機能を操作する電池を電源とするリモートコントローラとを含み、前記リモートコントローラは照度変化を検知する照度センサを備え、前記照度センサの検出電圧の変動により、使用者の身体部位の近接を検知し、非接触操作による前記電動機能の操作動作を検知する制御部と、前記制御部の制御信号を前記本体に送信する送信部とを備え、前記制御部は、前記照度センサの検知感度を補正する感度調整部と、前記非接触操作の判定に使用される閾値を調整する閾値調整機能と、を備え、非検知状態の前記照度センサの前記検出電圧を基準電圧とし、前記感度調整部には、複数の抵抗を備え、前記抵抗を順次切り替え、非検知状態の前記照度センサの検出電圧が所定範囲または前記所定範囲にもっとも近い電圧となる前記抵抗を選択し、選択した前記抵抗による前記検出電圧を基準電圧とし、前記基準電圧が変化した場合、前記閾値調整機能により前記閾値を変化させ、前記検出電圧の変化を前記閾値で判定することにより前記非接触操作を検知することを特徴とした便座装置である。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記リモートコントローラは、少なくとも２個の前記照度センサをセットとして備え、前記制御部は前記照度センサの前記検出電圧の変動と時間差により、使用者の身体部位の接近と動きの方向を検知し、前記電動機能を操作することを特徴としたものである。

これにより、駆動に方向性のある電動機能の操作を、使用者の手の動きにより操作することが可能となり、操作方法が使用者の直感的な意識に近づくため、より使い勝手が向上する。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記制御部は、複数の前記照度センサに対し、個別に感度調整を実施することを特徴としたものである。

これにより、設置場所により照度に差がある場合においても、それぞれの照度センサに最適な感度調整を実施することができるので、検知制度を向上することができる。

第４の発明は、特に、第２または第３の発明において、前記本体は、便座を回動させる便座駆動機構と、洗浄ノズルの洗浄位置を移動させるノズル駆動機構と、洗浄水の噴出強度を変化させる流量調節機構のうち少なくとも１個の前記電動機能を備え、前記照度センサの前記検出電圧の変動と時間差により、使用者の身体部位の接近と動きの方向を検知し、対応する前記電動機能を設定した方向に駆動することを特徴としたものである。

これにより、便座は回動による上下の動きと、洗浄ノズルは前後の動きと、洗浄水は噴出強度の強弱の変動と、使用者の操作時における手の動きの方向を一致させることにより、これらの電動機能を直感的に操作することができ、使い勝手をより向上させることができる。

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。なお、この実施の
形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態における便座装置を便器上に設置した状態の外観の斜視図を示し、図２は制御系のブロック図を示すものである。

＜１＞便座装置の構成
図１に示すように、便座装置１００は、本体２００、便蓋２１０、便座２２０、人体検知センサ３００、リモートコントローラ４００により構成され、本体２００、便蓋２１０、便座２２０は一体で構成され便器１１０の上面に設置される。

なお、本実施の形態においては便座装置１００の本体２００の設置側を後方、便座２２０の設置側を前方とし、前方に向かって右側を右側、前方に向かって左側を左側として各構成要素の配置を説明する。

本体２００には、便蓋２１０および便座２２０が便座便蓋回動機構２１５を介して開閉可能に取り付けられている。図１に示すように便蓋２１０を開放した状態においては、便蓋２１０は便座装置１００の最後部に位置するように起立する。また、便蓋２１０を閉成すると便座２２０の上面を隠蔽する。便座２２０は便座ヒータ２２１を内蔵しており、便座の着座面が快適な温度になるように加熱する。

便座便蓋回動機構２１５は直流モータと複数のギアで構成されており、便蓋２１０と便座２２０を個別または同時に開閉することができる。

本体２００の内部には、洗浄水供給機構（図示せず）、熱交換器（図示せず）、洗浄ノズル２３１等で構成された人体の局部を洗浄する洗浄機構２３０と、洗浄後の局部を乾燥する乾燥装置（図示せず）と、本体制御部２４０等が内蔵されている。

本体２００の下部中央には洗浄ノズル２３１が設置されている。洗浄機構２３０の主な構成は、本体２００の内部に設置された洗浄水供給機構（図示せず）と洗浄水を加熱する熱交換器（図示せず）と洗浄水の流量を調整する流量調節機構（図示せず）が洗浄ノズル２３１に接続されており、水道配管から供給される洗浄水を熱交換器で加熱した温水を洗浄ノズル２３１に供給し、洗浄ノズル２３１から使用者の局部に向けて温水を噴出し、使用者の局部を洗浄するものである。

洗浄ノズル２３１はお尻を洗浄するお尻洗浄ノズル部と女性の局部を洗浄するビデノズル部を備えている。また、洗浄ノズル２３１は本体２００内に収容した収納位置と本体２００から突出して洗浄動作を行う洗浄位置との間を進退移動するノズル駆動機構（図示せず）を備えている。

本体２００の前面コーナ部には着座検知センサ２５０が設置されている。この着座検知センサ２５０は反射型の赤外線センサであり、赤外線を発光して人体で反射された赤外線を受光することにより便座２２０上に使用者が存在することを検出する。

本体２００の右側には本体２００と一体に袖部２６０が突出して形成されており、袖部２６０の上面には本体操作部２６１と、人体検知センサ３００とリモートコントローラ４００から送信される赤外線信号を受信する赤外線受信部２６２が配置されており、本体操作部２６１には便座装置１００の最も重要な機能である電源スイッチ２６１ａと、洗浄機能の中で最も使用頻度の高いお尻洗浄機能を操作するお尻洗浄スイッチ２６１ｂが配置されている。

人体検知センサ３００は本体２００とは別体で構成されており、トイレルームの壁面等に取り付けられる。人体検知センサ３００は、人体から放出される赤外線を受光する焦電センサ３１０と、焦電センサ３１０の信号で人体の検出を判定するセンサ制御部３２０と、センサ制御部３２０からの人体検知信号を本体２００の本体制御部２４０に赤外線で送信する赤外線送信部３３０で構成されている。

リモートコントローラ４００は本体２００とは別体で構成されており、便座２２０上に着座した使用者が操作のしやすいトイレルームの壁面等の場所に取り付けられる。リモートコントローラ４００には便座装置１００の各機能の操作と設定を行う複数のスイッチ機能と表示機能が配置されている。なお、リモートコントローラ４００の詳細な構成および作用については後述する。

本発明の便座装置１００はトイレルームに使用者が存在しない場合は、便座ヒータ２２１への通電を停止、もしくは２０℃程度の待機温度で保温している。トイレルームに使用者が入室すると、人体検知センサ３００からの信号を受け、便座ヒータ２２１に通電を行う。便座ヒータは８００Ｗ程度の非常に高出力のヒータであり、使用者がトイレルームに入室してから便座に着座するまでの６秒から１０秒程度の間に、便座２２０の着座面を４０℃程度の設定温度に昇温する。

便座が設定温度に達した後は、便座ヒータ２２１への通電を５０Ｗ程度の低ワットに下げて設定温度を保つ。使用者がトイレルーム内から出ると、便座ヒータへの通電を停止、もしくは２０℃程度の待機温度となる。つまり、トイレルームに使用者がいないときの電力を大幅に削減した便座装置である。

なお、洗浄ノズル２３１等からなる洗浄機構２３０と乾燥装置は便座装置１００の必須の構成要素ではなく、これらの構成要素を備えておらない便座装置１００であってもよい。

＜２＞便座装置の動作および作用
人体検知センサ３００が人体を検出すると、人体検知センサ３００は人体検知信号を赤外線送信部３３０より送信し、本体２００の赤外線受信部２６２で受信した人体検知信号は本体制御部２４０に送信され、本体制御部２４０は便座便蓋回動機構２１５を駆動して便蓋２１０を開放するするとともに、便座２２０の便座ヒータ２２１への通電を開始して便座２２０の着座面が着座に適した４０℃程度になるように、１０秒以内に昇温させる。

使用者が、便座２２０に着座すると、着座検知センサ２５０が着座を検出し、本体制御部２４０が着座信号を受信することにより、本体２００のお尻洗浄スイッチ２６１ｂおよびリモートコントローラ４００の洗浄機能の操作が可能となる。

使用者が用便を終了し、洗浄機構２３０により局部の洗浄を終了した後に使用者が便座２２０から立ち上がってトイレルームから退出し、人体検知センサ３００からの人体検知信号の送信が停止すると、本体制御部２４０は人体検知終了してから所定時間経過後（本実施の形態においては３分後）に、便座便蓋回動機構２１５を駆動させて便蓋２１０を自動的に閉塞させるとともに、便座ヒータ２２１への通電を停止し、その後待機温度まで降下したら待機温度を維持するように制御を行う。

使用者が男子小用の場合は、使用者がトイレルームに入室し、人体検知センサ３００の信号により便蓋２１０が開放された状態で、使用者がリモートコントローラ４００で便座２２０を起立させる操作を行うことにより、本体制御部２４０は便座便蓋回動機構２１５
を駆動させて便座２２０を起立させるとともに、便座ヒータ２２１への通電を停止し、その後待機温度まで降下したら待機温度を維持する制御する。

使用者が男子小用を終了し、トイレルームから退出して人体検知センサ３００からの人体検知信号の送信が終了したら、本体制御部２４０は所定時間経過後（本実施の形態においては３分後）に、便座便蓋回動機構２１５を駆動させて便蓋２１０と便座２２０を閉塞させる。

なお、リモートコントローラ４００の詳細な構成および作用については後述する。

＜３＞リモートコントローラの構成
図３はリモートコントローラの使用状態における外観を示す斜視図であり、図４はリモートコントローラのフロントパネルを開放した状態を示す正面図であり、図５は図３に示すＡＡ断面図である。

図３に示すように、リモートコントローラ４００の全体形状は薄い直方体に形成されており、樹脂材料で成形された箱状のリモコン本体４０１とリモコン本体の前面を覆うフロントパネル４０２で構成されており、フロントパネル４０２はリモコン本体４０１の前面下端部に開閉自在に枢支されており、通常の使用時には、図３に示すようにフロントパネル４０２を閉塞した状態で使用し、リモートコントローラ４００の設定操作を行うときは、図４に示すようにフロントパネル４０２を開放して使用する。

図４に示すように、リモコン本体４０１の前面には、主に上部には便座装置１００の使用時に操作する操作スイッチ４１０と、主に下部には便座装置１００の機能の設定を行う複数の設定スイッチ４２０と、中央部には非接触による操作で使用する２個の照度センサ４４０が配設されている。これらの操作スイッチ４１０と設定スイッチ４２０はスイッチの操作部に直接接触して操作する接触スイッチであるタクトスイッチを使用している。

操作スイッチ４１０としては、女性の局部洗浄を開始するビデ洗浄スイッチ４１１と、お尻を洗浄するお尻洗浄スイッチ４１２と、洗浄後の臀部の乾燥を開始する乾燥スイッチ４１３と、ビデ洗浄スイッチ４１１とお尻洗浄スイッチ４１２と乾燥スイッチ４１３で開始した動作を停止させる停止スイッチ４１４と、便座２２０を起立する便座開スイッチ４１５と、便座２２０を倒置する便座閉スイッチ４１６が配置されている。便座開スイッチ４１５と便座閉スイッチ４１６は同一垂線上に間隔をあけて配設されている。

また、設定スイッチ４２０としては、洗浄水の強度を２個のスイッチで設定する洗浄強度スイッチ４２１と、洗浄位置を２個のスイッチで設定する洗浄位置スイッチ４２２と、洗浄水の温度を設定する温水温度スイッチ４２３と、便座の温度を設定する便座温度スイッチ４２４と、乾燥装置の温度を設定する乾燥温度スイッチ４２５と、便蓋２１０および便座２２０の自動開閉を設定する自動開閉スイッチ４２６と、ノズルの高温除菌を設定するノズル除菌スイッチ４２７と、非使用時の節電を設定する節電スイッチ４２８と、非接触の操作を設定する非接触設定スイッチ４２９が配設されている。

また、洗浄強度スイッチ４２１の近傍には洗浄強度表示灯４３１と、洗浄位置スイッチの４２２近傍には洗浄位置を表示する洗浄位置表示等４３２、温水温度スイッチ４２３の近傍には温水温度の設定を表示する温水温度表示灯４３３と、便座温度スイッチ４２４の近傍には便座温度の設定を表示する便座温度表示灯４３４と、乾燥温度スイッチ４２５の近傍には乾燥温度の設定を表示する乾燥温度表示灯４３５と、電池の消耗状態を表示する電池表示灯４３６が配設されている。

また、便座開スイッチ４１５の下方に近接して第一照度センサ４４１と、便座閉スイッチ４１６の下方に近接して第二照度センサ４４２が配設されている。第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２は非接触スイッチとして使用されるものであり、第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２に近接して使用者が手を移動させることにより、照度の変化を検出して、移動の方向を判定し移動方向により便座２２０を起倒するものである。

使用者が下から上に手を移動させ、第二照度センサ４４２から第一照度センサ４４１の順に照度変化を検出した場合は便座２２０を起立させ、第一照度センサから第二照度センサの順に検出した場合は便座２２０を倒置させる。

本実施の形態においては、使用者が１個の照度センサ４４０に近接して手をかざすことで操作することを非接触操作と称し、使用者が２個の照度センサ４４０に亘って近接して手を動かすことをジェスチャと称し、ジェスチャによる操作をジェスチャ操作と称する。

リモコン本体４０１の上面コーナ部には、操作情報および設定情報を本体２００の袖部２６０に設置された赤外線受信部２６２に送信する発光素子４３９が配置されている。発光素子４３９は赤外発光ダイオードである。

図４および図５に示すように、フロントパネル４０２は、略平板状の樹脂製のパネル枠４０２ａと、裏蓋４０２ｂと、リモコン本体４０１に設置した操作スイッチ４１０をフロントパネル４０２の表面から操作する複数の操作ボタン４０３で構成されている。

第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２と洗浄強度表示灯４３１と電池表示灯４３６に対応する部分には透明な樹脂材料で形成された透過部４０４が配設されている。これにより、表面から洗浄強度表示灯４３１と電池表示灯４３６を視認することができるとともに、第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２は照度変化を検出することができる構成となっており、フロントパネル４０２を閉塞した状態でジェスチャ操作が可能な構成となっている。

図５は図３のＡＡ断面を示すものであり、第一照度センサ４４１と、第二照度センサ４４２と、便座開スイッチ４１５と、便座閉スイッチ４１６の設置状態を示すものである。リモコン本体４０１の内部には基板４０５上に第一照度センサ４４１と、第二照度センサ４４２が間隔を開けて配置されており、第一照度センサ４４１の上方近傍にタクトスイッチの便座開スイッチ４１５が設置されており、第二照度センサ４４２の上方近傍にはタクトスイッチの便座閉スイッチ４１６が設置されている。

第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２に対応するフロントパネル４０２には透明な透過部４０４が配設されており、透過部４０４を介して照度の変化を検出できるようになっている。また、便座開スイッチ４１５と便座閉スイッチ４１６に対応するフロントパネル４０２にはそれぞれ操作ボタン４０３が設置されており、それぞれの操作ボタン４０３を押すことにより便座開スイッチ４１５と便座閉スイッチ４１６を操作することができる。

＜４＞リモートコントローラの制御系の構成
図６はリモートコントローラの制御系を示すブロック図である。

図６に示すように、リモートコントローラ４００には、操作情報の入力手段として操作スイッチ４１０と、設定スイッチ４２０と、ジェスチャ操作の操作情報の入力手段として第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２を備えており、出力手段としては本体２００に制御情報を赤外線で送信する発光素子４３９と、制御情報を表示する表示灯４３０を
備えている。また、リモートコントローラ４００の駆動源として電池４５０を備えている。

リモートコントローラ４００の各種操作情報を処理するリモコン制御部５００には、操作信号を検出する手段として、操作スイッチ４１０と設定スイッチ４２０のスイッチ操作を検出するスイッチ操作検出部５１０と、第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２からのジェスチャ操作信号をデジタル信号化して検出するデジタル検出部５２０と、ジェスチャ操作信号をアナログ信号として検出するアナログ検出部５３０とを備えている。デジタル検出部５２０とアナログ検出部５３０の詳細は後述する。

また、ジェスチャ操作の検出を実施するための他の機能としては、照度センサ４４０を駆動するセンサ駆動部５４０と、照度センサ４４０の感度を調整する感度調整部５５０を備えている。感度調整部の詳細は後述する。

センサ駆動部５４０は、２個の照度センサ４４０を間隔をあけて個別に駆動する機能を備えたものである。第一照度センサ４４１の駆動をＴ１の時間実施し、その後Ｔ２の時間空けて、第二照度センサ４４２の駆動をＴ１の時間実施する。次に再びＴ２の時間空け第一照度センサ４４１の駆動を行い、このような駆動を繰り返す。センサ駆動部５４０の時間の計測はリモコン制御部５００のタイマ５７５を用いて行う。照度センサ４４０の駆動は、使用者がジェスチャ操作をいつされるか分からないため、常に上記の駆動を継続する。

上記のように２個の照度センサを同時に駆動する時間が存在しないことにより、それぞれの照度センサ４４０ごとに操作情報を検出することができるとともに、センサの駆動時間を短くすることでき、消費電流を抑えることが可能となり電池４５０の消耗を抑制することができる。

また、電池４５０の残量を検出する電池検査部５６０と、制御情報を表示する表示灯４３０を駆動する表示灯駆動部５６５と、発光素子４３９を介して本体２００に制御情報を送信する赤外線送信部５７０と、計時情報を提供するタイマ５７５を備えており、リモコン制御部５００の情報処理機能として主にマイコンで構成される情報処理部５８０を備えている。

上記構成のリモートコントローラ４００は、操作手段である操作スイッチ４１０と設定スイッチ４２０と第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２から入力された入力情報により、どのような操作がされたかを情報処理部で判定し、表示灯駆動部５６５により所定の表示灯４３０を点灯させる。また、赤外線送信部５７０から発光素子４３９を介して本体２００に制御信号を送信し、本体制御部２４０が便座装置１００の各種機能の制御を実施する。

＜５＞感度調整部の構成と作用
図７は感度調整抵抗ごとの検出電圧値の例を示す模式図である。

照度センサ４４０は、明るさの変化に伴って増減する抵抗値の変化を利用して出力電圧値の変化を検出するセンサであるため、実際の操作による明るさの変化だけではなく、トイレルームの明るさの変化、例えば昼間と夜間の時間経過による明るさの変化、電球の種類、物の影や光の当たり方などの要因によって照度センサ４４０の検出電圧値や感度が大きく変化する。また、照度センサ４４０自体のバラツキよっても検出電圧値が異なる。

トイレルームが暗い時は照度センサ４４０の出力電圧値が低くなるため、照度センサ４
４０による操作の検出が難しくなる。したがって、感度を決められた一定範囲に保つ必要がある。そのために実際の操作の検出を行う前に基準となる基準電圧を一定範囲に保つように制御することで感度調整を行う。

感度調整部５５０は、照度センサ４４０の検出情報とセンサ駆動部５４０の駆動情報により照度センサごとに感度の調整を行うことにより、トイレルームの明るさの変化や照度センサごとの影や光の当たり方による検出電圧のバラツキを補正して検出感度を一定範囲に保つように調整する機能を備えたものである。

図６に示すように、感度調整部５５０は、第一感度調整抵抗５５１、第二感度調整抵抗５５２、第三感度調整抵抗５５３の３個の感度調整抵抗と、感度調整抵抗駆動部５５４と、検出感度調整部５５５で構成されている。

第一感度調整抵抗５５１、第二感度調整抵抗５５２、第三感度調整抵抗５５３の３個の感度調整抵抗を回路上に実装し、感度調整抵抗駆動部５５４によって電流を流す抵抗を順番に切り替えながら、それぞれの抵抗使用時にＡ／Ｄコンバータ５２１を介して検出電圧のデジタルデータを検出感度調整部５５５が取得する。

検出感度調整部５５５は、検出電圧が一定の範囲内であるかを判定し、範囲内にあればその時の検出電圧を基準電圧に設定する。範囲内になければ、感度調整抵抗駆動部５５４が抵抗値の異なる感度調整抵抗を選択し、再び検出感度調整部５５５で照度センサ４４０の出力電圧が範囲内にあるかの判定を行う。本実施の形態においては、３Ｖから４Ｖの範囲に検出電圧値があれば、感度調整完了としている。

検出電圧値が３Ｖから４Ｖの範囲に収まった場合に検出電圧値を駆動した照度センサ４４０の基準電圧とする。この処理を第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２に対して順次行うことで、照度センサ４４０ごとに使用する感度調整抵抗５５０と基準電圧を設定することができる。

図７は、トイレルームの明るさが少し暗い場合における感度調整抵抗ごとの検出電圧値の例を示すものである。

この明るさの場合、第一感度調整抵抗５５１を使用した場合の出力値は４Ｖ以上であり、第二感度調整抵抗５５２を使用した場合の出力値は約３．８Ｖであり、第三感度調整抵抗５５３を使用した場合の出力値は３Ｖ以下となっている。

したがって、検出感度調整部５５５は第二感度調整抵抗５５２を使用した場合の３．８Ｖを範囲内であると判定し、基準電圧が３．８Ｖと設定される。

また、基準電圧が３．８Ｖに設定されるとともに、ジェスチャ操作の判定に使用される閾値は基準電圧より１Ｖ低い、２．８Ｖに設定される。

トイレルーム内で想定できる様々な照度状況や照度センサ４４０のバラつきから感度の最低条件と最高条件を算出し、その範囲に収まるように、実装している第一感度調整抵抗５５１、第二感度調整抵抗５５２、第三感度調整抵抗５５３の３個の抵抗値を設定している。

しかしながら、照度センサ４４０のバラツキや、想定以上の使用環境の場合で３Ｖから４Ｖの範囲の規定範囲に入らない場合は、最も近い感度調整抵抗５５０を使用する。

このように、デジタル検出部５２０と感度調整部５５０によって、様々な要因によって刻一刻と照度環境が変化するトイレルームにおいて、照度センサを用いた非接触操作を誤認知することなく検出可能とすることができる。

＜６＞アナログ検出部の構成と作用
アナログ検出部５３０は、リモートコントローラ４００が使用されない待機状態において電力消費の大きいＡ／Ｄコンバータ５２１をできるだけ休止させることにより消費電力を低減させ、電池４５０の消耗を抑制することを目的とするものである。

ジェスチャ操作の初期段階において、比較回路を用いてアナログ処理により使用者の非接触操作を検出し、アナログ検出部で非接触操作が検出された場合にはデジタル検出部５２０を起動させてジェスチャ操作を正確に検出するものである。

なお、アナログ検出部で非接触操作を検出する検出モードを「低速モード」と称し、デジタル検出部でジェスチャ操作を検出する検出モードを「高速モード」と称する。

図６に示すように、アナログ検出部５３０は、比較回路５３１と、動作モード切替判定部５３２と、３個の閾値調整抵抗５３３と、閾値調整抵抗駆動部５３４で構成されている。

駆動中の照度センサ４４０と照度センサごとに設定されている低速モードに切り替わる直前の感度調整抵抗５５０によって、図６に示す比較回路５３１の反転入力端子５３１ｂに照度センサ４４０の検出電圧が入力される。一方、非反転入力端子５３１ａには、非接触操作を検出する検出閾値が入力される。

比較回路５３１は、反転入力端子５３１ｂにかかる電圧が、非反転入力端子５３１ａにかかる電圧より低くなったことを検出できるため、非反転入力端子５３１ａにかかる電圧を非接触操作の検出閾値とすることで、非接触操作が行われたことを検出できる。

検出電圧が非接触操作の検出閾値以下になった場合、比較回路５３１の出力が変化し、その出力を動作モード切替判定部５３２が受け、情報処理部５８０に高速モードに切り替わるよう命令を出す。その後、後述のデジタル検出部５２０を使用した高速モードでジェスチャ検出を行う。

反転入力端子５３１ｂに入力されている照度センサ４４０の検出電圧は、＜５＞感度調整部の構成と作用の項で記載したように、トイレルームの明るさや照度センサ４４０のバラツキ等によって変化する。検出電圧が変化した場合、非反転入力端子５３１ａに入力される検出閾値も同様に変化させる必要がある。検出閾値を変化させなければ、環境変化によって検出電圧が低くなった場合、検出閾値よりも照度センサ４４０の検出電圧が低くなり、非接触操作されたと誤検知する可能性がある。

アナログ検出部５３０には上記課題を解決するために、閾値調整機能を備えている。閾値調整機能は３個の閾値調整抵抗５３３と閾値調整抵抗駆動部５３４で構成されており、電流を流す閾値調整抵抗５３３を閾値調整抵抗駆動部５３４で選択することによって、非反転入力端子５３１ａへの入力電圧を変化させている。

本実施の形態では、前述の感度調整部５５０で３Ｖ〜４Ｖの範囲に出力電圧が入るように調整している。したがって、感度調整後の照度センサ４４０の出力電圧は最大で１Ｖの幅を持っている。そのため、検出閾値は基準電圧より１Ｖ低い２Ｖ〜３Ｖの範囲となるように閾値調整抵抗駆動部５３４で閾値調整抵抗５３３を選択する。

また、便座装置を使用しない待機状態においては、タイマ５７５を用いて１時間の間隔でに動作モードを低速モードから高速モードに切り替え、感度調整部５５０で照度センサ４４０の感度調整を行い、感度調整部５５０による感度調整が終了した後に、照度センサ４４０の出力電圧から閾値調整抵抗駆動部５３４で適切な閾値調整抵抗５３３を選択する。

図７において、基準電圧が変化すれば検出閾値も同様に変化させることで、高速モードのデジタル検出部５２０と同じように低速モードでも非接触操作の検出が可能となることを示している。

電圧が基準電圧よりもちょうど１Ｖ低くなる抵抗が無い場合は、最も近い値になるものを選択する。

＜７＞デジタル検出部の構成と作用
図８はジェスチャ操作認識のフローチャートである。図９は照度センサのジェスチャ操作による出力電圧の時間的変化を示すグラフである。

図６に示すように、デジタル検出部５２０はＡ／Ｄコンバータ５２１とジェスチャ操作検出部５２２で構成されている。

ジェスチャ操作を検出する高速モードでは、センサ駆動部５４０、照度センサ４４０、複数の感度調整抵抗５５０、感度調整抵抗駆動部５５４、デジタル検出部５２０を使用してジェスチャ操作の検出を行う。

図８および図９に示すように、ジェスチャ操作検出部５２２が第一照度センサ４４１の電圧が基準電圧から１Ｖ下がったことを検出した時点（図９のＡ点）で、タイマ５７５をカウント開始し、電圧が１Ｖより低い時間がＴ３（本実施の形態の場合、１／１０００秒）持続した時点（図９のＢ点）で、第一照度センサ４４１に対する非接触操作が行われたことが確定する。第一照度センサ４４１の非接触操作が確定すると同時に、タイマ５７５がＢ点から再びカウント開始する。

次に第二照度センサ４４２が第一照度センサ４４１と同様に、出力電圧が基準電圧より１Ｖ下がったことを検出した時点（図９のＣ点）で、タイマ５７５をカウント開始し、電圧が１Ｖより低い時間がＴ３（本実施の形態の場合、１／１０００秒）持続した時点（図９のＤ点）で、第二照度センサ４４２が第一照度センサ４４１の後に非接触操作されたことが確定する。

先に反応した第一照度センサ４４１の非接触操作確定時（図９のＢ点）から、後に反応した第二照度センサ４４２の非接触操作確定時（図９のＤ点）までの時間Ｔ４が、所定の時間Ｔ５〜Ｔ６（本実施の形態においては、１／１００秒以上で５／１００秒未満）に該当した場合はジェスチャ操作がされたことを確定する。

Ｔ４の時間は、第一照度センサ４４１と第二照度センサ４４２が同時に非接触操作されておらず、ジェスチャ操作がされているかを確認するために設定している。第一照度センサ４４１の非接触操作確定から第二照度センサ４４２の非接触操作確定までの期間がＴ５（本実施の形態においては、１／１００秒）以下となる場合、ジェスチャ操作ではないと判定する。また、第一照度センサと第二照度センサの検出の時間差がＴ６（本実施の形態においては、５／１００秒）以上の場合も、ジェスチャ操作されたのではないと判断する。

上記のように、第一照度センサ４４１から第二照度センサ４４２の順で検出されたジェスチャ操作は、使用者が手を上から下に振り下ろしたジェスチャを検出したことになり、このジェスチャは使用者が便座２２０を倒置する操作であると判定し、情報処理部５８０は赤外線送信部５７０と発光素子４３９を介して、振り下ろしジェスチャの検出情報を本体２００の本体制御部に２４０の送信し、本体制御部２４０は便座便蓋回動機構２１５を駆動して便座２２０を倒置させる。

上記とは逆に、第二照度センサ４４２から第一照度センサ４４１の順でジェスチャ操作が検出された場合は、使用者が手を下から上に振り上げたジェスチャを検出したことになり、このジェスチャは使用者が便座２２０を起立させる操作であると判定し、情報処理部５８０は赤外線送信部５７０と発光素子４３９を介して、振り上げジェスチャの検出情報を本体２００の本体制御部に２４０の送信し、本体制御部２４０は便座便蓋回動機構２１５を駆動して便座２２０を起立させる。

＜８＞リモートコントローラの動作および作用
図１０はリモートコントローラの待機状態におけるフローチャートである。

待機状態においては、通常はＡ／Ｄコンバータ５２１を有するデジタル検出部５２０は休止させ、アナログ検出部５３０のみが動作する状態を維持し、１時間の間隔でデジタル検出部５２０を起動させて感度調整を実施する。

図１０に示すように、デジタル検出部５２０を起動させ、前回の感度調整から１時間経過しているかを確認する。１時間経過していなければ感度調整を終了する。

１時間経過している場合は、Ａ／Ｄコンバータ５２１によりＡ／Ｄ変換された照度センサ４１０の出力電圧を確認する。駆動中の照度センサ４１０（例えば、第一照度センサ４１１）が感度調整を完了しているかを判断し、感度調整が完了していれば、処理の先頭に戻り、次の照度センサ４１０（例えば、第二照度センサ４１２）が感度調整を完了しているか確認する。

第二照度センサ４１２の感度調整が完了しておらない場合、第二照度センサ４１２の出力電圧が３Ｖ〜４Ｖの範囲であれば、第二照度センサ４１２は感度調整が完了しているとして、感度調整抵抗駆動部で駆動する感度調整抵抗が決定される。

一方、第二照度センサ４１２の出力電圧が３Ｖ〜４Ｖの範囲外にある場合で、出力電圧が３Ｖより低い場合、現在駆動させている感度調整抵抗（例えば、第二感度調整抵抗５５２）より抵抗値の大きい感度調整抵抗（例えば、第一感度調整抵抗５５１）を駆動する。なお、最も抵抗値が大きい第一感度調整抵抗５５１を選択しても出力電圧が３Ｖより低い場合は第一感度調整抵抗５５１を使用する感度調整抵抗として確定する。

また、出力電圧が４Ｖより高い場合、現在駆動している感度調整抵抗（例えば、第二感度調整抵抗５５２）より抵抗値の小さい感度調整抵抗（例えば、第三感度調整抵抗５５３）を駆動する。なお、最も抵抗値が小さい第三感度調整抵抗５５３を選択しても出力電圧が４Ｖより高い場合は第三感度調整抵抗５５３を使用する感度調整抵抗として確定する。

上記の動作により、感度調整完了とし、アナログ検出部５３０のみが動作する「低速モード」の状態で待機する。

使用者がトイレルームに入室し、リモートコントローラ４００が操作された場合で、操
作スイッチ４１０または設定スイッチ４２０が操作された場合は、スイッチ操作検出部５１０が操作内容を検出し、スイッチ操作検出部５１０の検出データを情報処理部５８０で判定し、判定した操作信号を赤外線送信部５７０と発光素子４３９を介して本体２００に送信する。

本体２００の赤外線受信部２６２に受信した操作信号は、本体制御部で操作信号の内容を判定し、該当する衛生洗浄装置の機構を駆動または設定を実施する。

一方、第一照度センサ４４１または第二照度センサ４４２のいずれかが、非接触操作を検出した場合、動作モード切替判定部５３２は切替情報を情報処理部５８０に送信し、情報処理部５８０はＡ／Ｄコンバータ５２１有するデジタル検出部５２２を起動させて「高速モード」に切り替え、ジェスチャ操作が検出可能な状態にする。

この状態で、前記のように例えば手を下から上に振り上げたジェスチャを検出した場合、このジェスチャは使用者が便座２２０を開ける操作であると判定し、情報処理部５８０は赤外線送信部５７０と発光素子４３９を介して、振り上げジェスチャの検出情報を本体２００の本体制御部に２４０の送信し、本体制御部２４０は便座便蓋回動機構２１５を駆動して便座２２０を起立させる。

また、手を上から下に振り下ろしたジェスチャを検出したことになり、このジェスチャは使用者が便座２２０を閉じる操作であると判定し、情報処理部５８０は赤外線送信部５７０と発光素子４３９を介して、振り下ろしジェスチャの検出情報を本体２００の本体制御部に２４０の送信し、本体制御部２４０は便座便蓋回動機構２１５を駆動して便座２２０を倒置させる。

なお、便座２２０の開閉操作に関しては、上記ジェスチャ操作によらず、使用者が便座開スイッチ４１５または便座閉スイッチ４１６を操作した場合には、ジェスチャ操作より優先して実施される。

なお、「低速モード」から「高速モード」への切り替えは、リモートコントローラ４００に対して操作がなされた場合であり、上記の非接触操作を検出した場合と、操作スイッチ４１０および設定スイッチ４２０が操作された場合に切り替えられる。

また、「高速モード」から「低速モード」への切り替えは、リモートコントローラ４００の操作が終了してから３分後に切り替えられる。

上記のように本実施の形態における衛生洗浄装置のリモートコントローラは、消費電力の大きいＡ／Ｄコンバータを有するデジタル検出部と、消費電力の小さい比較回路を有するアナログ検出部とを備え、待機状態においてはアナログ検出部のみを起動して電力消費を抑制し、操作時にはデジタル検出部を起動することにより非接触によるジェスチャ操作を正確に実施することにより、リモートコントローラの電源である電池の消耗を抑制し、ジェスチャ操作を長期間に亘り安定して実施することができる。

また、本実施に形態のリモートコントローラは、照度センサの検出感度を補正する感度調整部を備え、感度調整部の抵抗を切り替え、周囲の照度変化に対応して検出電圧の基準電圧を変化させることにより、周囲の照度変化を検出する別の環境照度センサを使用しないで周囲の照度変化に対応することが可能となり、設置および駆動する照度センサの数を少なくすることができるので、照度センサが消費する電力を削減することが可能となるとともに部品点数を削減することができるため、省エネルギ性が高いリモートコントローラを簡単な構成で実施することができる。

また、本実施に形態のリモートコントローラは、非接触によるジェスチャ操作と、手で直接操作する接触スイッチとを備え、どちらの操作でも同一の操作が可能としたことにより、非接触の操作方法を熟知している使用者は、非接触操作により衛生的に操作を行うことができる。また、非接触の操作方法を熟知していない使用者は、接触スイッチを使用してスイッチ操作を確実に行うことができるので、全ての使用者に使い勝手のより衛生洗浄装置を提供することができる。

なお、本実施の形態においては、ジェスチャ操作は便座２２０の起倒操作を行う便座開スイッチ４１５および便座閉スイッチ４１６に対応する便座便蓋回動機構による便座駆動機構にのみ採用したが、これに限るものではなく、洗浄ノズル２３１の洗浄位置の前後移動の操作を行う洗浄位置スイッチ４２２に対応するノズル駆動機構の操作、洗浄水の噴出強度を変化させる洗浄強度スイッチ４２１に対応する流量調節機構等の他の電動機能に対しても採用することができる。

上記他の電動機構の構成の場合、ジェスチャ操作時の手のジェスチャ方向は対応する電動機構の動作方向に関連させることが望ましく、例えば上記のノズル駆動機構の操作の場合は、照度センサ４４０を横方向に配置し、手の横方向の移動により洗浄ノズルを前後に移動させる。また、流量調整機構のジェスチャ操作の場合は、手を上方に移動させた場合は流量を多くし、下方に移動させた場合は流量を少なくする。

また、本実施の形態においては、ジェスチャ操作は２個の照度センサ４４０で使用者の直線的なジェスチャを検出する構成としたが、これに限るものではなく、照度センサ４４０を３個以上使用し、例えば照度センサを直線ではない位置に配置し、曲線的なジェスチャを検出することにより、使用者のより高度な操作意思を検出することにより、電動機能の設定に使用してもよい。

また、本実施の形態においては、感度調整部５５０の感度調整抵抗とアナログ検出部５３０の閾値調整抵抗５３３はそれぞれ３個としたが、これに限るものではなく、複数個であれば調整が可能である。抵抗の数を増やせば調整の精度を向上させることができるが、調整に要する時間の増加と部品点数の増加によるコストアップ等を勘案して本実施の形態ではそれぞれ３個を使用した。

以上のように、本発明にかかる便座装置は、非接触操作を少ない消費電力で実施し電池の消耗を抑制することが可能となるので、電池を電源とする非接触操作を行う他の民生用機器等の用途にも適用できる。

１００便座装置
１１０便器
２００本体
２１５便座便蓋回動機構（便座回動機構、電動機能）
２２０便座
２３１洗浄ノズル（ノズル駆動機構、電動機能）
４００リモートコントローラ
４４０照度センサ
４４１第一照度センサ（照度センサ）
４４２第二照度センサ（照度センサ）
４５０電池
５００リモコン制御部（制御部）
５５０感度調整部
５５１第一感度調整抵抗（抵抗）
５５２第二感度調整抵抗（抵抗）
５５３第三感度調整抵抗（抵抗）
５７０赤外線送信部（送信部）

Claims

便器上に設置され、複数の電動機能を内蔵する本体と、
前記本体とは別体で、前記電動機能を操作する電池を電源とするリモートコントローラと、を含み、
前記リモートコントローラは照度変化を検知する照度センサを備え、前記照度センサの検出電圧の変動により、使用者の身体部位の近接を検知し、非接触操作による前記電動機能の操作動作を検知する制御部と、前記制御部の制御信号を前記本体に送信する送信部と、を備え、
前記制御部は、前記照度センサの検知感度を補正する感度調整部と、前記非接触操作の判定に使用される閾値を調整する閾値調整機能と、を備え、
非検知状態の前記照度センサの前記検出電圧を基準電圧とし、
前記感度調整部には、複数の抵抗を備え、前記抵抗を順次切り替え、非検知状態の前記照度センサの検出電圧が所定範囲または前記所定範囲にもっとも近い電圧となる前記抵抗を選択し、
選択した前記抵抗による前記検出電圧を基準電圧とし、
前記基準電圧が変化した場合、前記閾値調整機能により前記閾値を変化させ、
前記検出電圧の変化を前記閾値で判定することにより前記非接触操作を検知することを特徴とした、
便座装置。
前記リモートコントローラは、少なくとも２個の照度センサをセットとして備え、前記制御部は前記照度センサの前記検出電圧の変動と時間差により、使用者の身体部位の接近と動きの方向を検知し、前記電動機能を操作することを特徴とした、
請求項１に記載の便座装置。
前記制御部は、複数の前記照度センサに対し、個別に感度調整を実施することを特徴とした、
請求項１に記載の便座装置。
前記本体は、便座を回動させる便座駆動機構と、洗浄ノズルの洗浄位置を移動させるノズル駆動機構と、洗浄水の噴出強度を変化させる流量調節機構のうち少なくとも１個の前記電動機能を備え、
前記照度センサの前記検出電圧の変動と時間差により、使用者の身体部位の接近と動きの方向を検知し、対応する前記電動機能を設定した方向に駆動することを特徴とした、
請求項２または３に記載の便座装置。