入浴補助装置
【課題】入浴する際に背中を洗うことを手助けし、被洗者自身または介助者の負担を軽減する。
【解決手段】解析部７０は、カメラ６８から送信されてきた画像を用いて、洗浄装置５０の各ブラシが被洗者の背中に与える押圧力が目標値になるように、ブラシの移動すべき距離を算出して洗浄装置５０に出力する。洗浄装置５０のコントローラは、解析部７０から送信されてきた移動すべき距離通りに、ブラシを移動する。この移動によって、各ブラシが被洗者１０の背中に当接する。洗浄装置５０は、さらに、洗浄装置５０に設けられたタッチセンサの測定値に応じて、ブラシの位置を微調整し、調整後、ブラシを回転させて洗浄を行う。
【解決手段】解析部７０は、カメラ６８から送信されてきた画像を用いて、洗浄装置５０の各ブラシが被洗者の背中に与える押圧力が目標値になるように、ブラシの移動すべき距離を算出して洗浄装置５０に出力する。洗浄装置５０のコントローラは、解析部７０から送信されてきた移動すべき距離通りに、ブラシを移動する。この移動によって、各ブラシが被洗者１０の背中に当接する。洗浄装置５０は、さらに、洗浄装置５０に設けられたタッチセンサの測定値に応じて、ブラシの位置を微調整し、調整後、ブラシを回転させて洗浄を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入浴の際に使用する入浴補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢者や身体障害者などは、一人での入浴、特に自身の背中を洗うことが困難である。そのため、近親者に一緒に浴室に入ってもらい、近親者に背中を洗ってもらうか、福祉サービスを利用して介助ヘルパーに背中を洗ってもらうなどのことが行われている。
【０００３】
しかしながら、一緒に入浴する近親者がいない場合には、高齢者などは、入浴する際に無理をして自分で背中を洗うか、背中を洗うことを諦めるなど、不安全または不衛生の問題が生じうる。また、公的な福祉サービスを利用する場合には、制度上で毎日利用することができないという問題がある。さらに、軽度の障害の場合には公的な福祉サービスの対象にはならない。民間の福祉サービスを利用する場合においても、経済面の事情から頻繁な利用は非現実である。
【０００４】
また、体質の改善、医療技術の進歩にともなって、高齢者は日常生活において自立したい要望が高まり、入浴など自分自身で行いたい傾向がある。また、入浴の介助は、介助者にとっても重労働であり、負担が大きい。
【０００５】
そこで、器具を用いた背中洗浄に関する提案が種々行われている。たとえば、特許文献１に記載の装置は、椅子の背面にブラシロールが設けられ、回転しながら昇降運動することにより自動的に背中を洗うことができるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２６５５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、被洗者の体格や背中の形状は様々である。また、洗浄時の姿勢は様々である。特に高齢者の場合、背筋を伸ばすことが困難である場合が多い。このような場合、ブラシロールが適切に被洗者の背中に当たらなかったり、必要以上に強くブラシロールが背中に当たってしまうことがある。その結果、十分な洗浄がされなかったり、洗浄時に被洗者に不快感を与えてしまうという場合があるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入浴する際に、背中を洗うことを手助けし、入浴者自身または介助者の負担を軽減でき、快適に十分な洗浄ができる入浴補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、被洗者の背中を洗うための入浴補助装置に関する。この装置は、洗浄時に背中の異なる部位にそれぞれ当接して使用される複数の洗浄部材と、複数の洗浄部材を運動させることにより被洗者の背中を洗浄させるとともに、複数の洗浄部材のそれぞれを被洗者の背中に対して個別に前後移動させる作動機構と、複数の洗浄部材が作動機構を介して取り付けられる洗浄台と、被洗者の背中と複数の洗浄部材のそれぞれとの個別の距離を表す照準データを取得するデータ取得部と、複数の洗浄部材を通じて背中に加わる押圧力が所定の値になるよう、照準データによって表される距離に応じて複数の洗浄部材のそれぞれが前後移動すべき量を取得して作動機構を制御する作動制御部とを備える。
【０００９】
なお、本発明をシステム、方法として表現したものも、本発明の態様としては有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の入浴補助装置によれば、入浴する際に背中を洗うことを手助けし、被洗者自身または介助者の負担を軽減しつつ、快適に十分な背中の洗浄を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態にかかる入浴補助装置（入浴補助システム）１００の概略構成、および使用時に被洗者１０と入浴補助システム１００の位置関係を示す図である。
【００１２】
この入浴補助システム１００は、被洗者の背中を洗うためのものであり、たとえば浴室に設置される。なお、入浴補助システム１００の浴室における設置場所は、特に限定されないが、背中を洗った後に洗い流すことを考慮して、シャワーや浴槽の近くが望ましい。
【００１３】
入浴補助システム１００は、洗浄装置５０と、カメラ６８と、解析部７０と、操作板９０を有する。
【００１４】
洗浄装置５０は、たとえば壁掛け機構を含み、浴室の壁（設置壁面）に装着することができる。壁掛け機構は、具体的には、固定壁面に固接されたレール８０（図２参照）と、そのレール８０に沿って洗浄台５２を少なくとも上下方向に移動させるたとえばローラなどで構成される滑車部５３（図５参照）を含み、洗浄の上下位置を調整できるようにすることができる。この機構により、被洗者１０の背丈に応じて洗浄装置５０の位置調整が容易にできる。また、起立姿勢で洗浄するか、椅子などに腰掛けた着座姿勢で洗浄するかの選択が容易にできるとともに、適切な洗浄位置調整ができる。
【００１５】
操作板９０は、使用の開始、停止、洗浄装置５０の上下位置の調整などを行うものであり、洗浄装置５０と同じく壁に装着されてもよい。なお、操作板９０は、リモートコントロール式であってもよく、被洗者１０が操作しやすいように、洗浄装置５０の近くに設置されることが望ましい。
【００１６】
データ取得部として機能するカメラ６８は、被洗者１０の背中の側面と、洗浄装置５０の側面の両方を同じ画像に撮像できるように設置される。図１に示す例では、洗浄装置５０と被洗者１０を側方から見る方向で設置されており、設置場所は、たとえば洗浄装置５０が設けられた壁と垂直な壁である。図２と図３は、入浴補助システム１００使用時におけるカメラ６８の視野の例を示す。図２は、被洗者１０が立った姿勢で背中を洗う場合の例であり、図３は、被洗者１０が座った姿勢で背中を洗う場合の例である。なお、図２と図３は、洗浄装置５０がレール８０を介して固定壁面に装着され、洗浄装置５０全体の位置が上下方向に調整可能であることを例示している。
【００１７】
解析部７０は、カメラ６８が撮像した画像データを解析して、被洗者１０と洗浄装置５０との間のおおよその距離や、被洗者１０の背中の傾きまたは彎曲具合を表しうる縦方向の形状などを得るとともに、背中の形状に基づいて背中の各部位と、洗浄装置５０に設けられた洗浄部材との距離ないし洗浄部材の移動すべき量（それらの詳細については後述する）を求める。なお、解析部７０は、たとえば解析プログラムを実装したコンピュータであり、それによる処理の詳細については後述する。
【００１８】
図４は、被洗者１０側から見た洗浄装置５０を示し、図５は、洗浄装置５０の側面の一部を示す。図示するように、洗浄装置５０において、洗浄台５２の上に複数の洗浄部材ここでは例としてブラシ５４が設けられている。ブラシ５４は、装着部５６により洗浄台５２に装着される。なお、ブラシ５４は運動可能に設けられている。この例において、ブラシ５４は回転可能に設けられており、装着部５６は、ブラシ５４の回転軸を兼ねている。さらに、洗浄装置５０において、それぞれのブラシ５４に対してタッチセンサ５８が設けられており、これらのタッチセンサ５８は、ブラシ５４の先端が受けた圧力を測定することができる。なお、装着部５６は、伸縮可能な機構を有しており、その伸縮によって、ブラシ５４と洗浄台５２の距離を調整する。なお、ブラシ５４は、回転の代わりに、たとえば、数ｃｍの幅で振動するものであってもよい。また、回転と振動の両方を同時または選択的に行うものであってもよい。
【００１９】
洗浄装置５０は、洗浄装置５０の前述した各構成を制御するコントローラを有し、このコントローラはたとえば洗浄台５２に内蔵するように設けられている。図６は、コントローラ６０と、洗浄台５２、装着部５６、ブラシ５４、タッチセンサ５８との接続関係を示す。
【００２０】
コントローラ６０は、下記の処理を行う：１．被洗者１０または介助者が操作した操作板９０の指示にしたがって洗浄台５２をレール８０に沿って移動させ、その上下位置を調整する。２．解析部７０の解析結果を取得し、その結果に基づいて装着部５６に伸縮を行わせる。３．タッチセンサ５８の測定結果に基づいて、装着部５６を伸縮させる。４．洗浄時に装着部５６を回転させることによってブラシ５４を回転させる。
【００２１】
なお、洗浄装置５０は、上記処理を実行するための駆動部（図示せず）たとえばＤＣモータを有し、コントローラ６０は、駆動部を介して上記の処理を実現する。
【００２２】
ここで、上記処理２および処理３、すなわち解析部７０の解析結果に基づいて装着部５６を伸縮させる処理と、タッチセンサ５８の測定結果に基づいて装着部５６を伸縮させる処理を、解析部７０の処理とともに説明する。
【００２３】
解析部７０は、まず、カメラ６８により取得した、被洗者１０の側面と、洗浄装置５０の側面を含む画像を用いて、被洗者１０と洗浄装置５０間の平均距離Ｄａｖを求める。そして、この平均距離Ｄａｖを所定の閾値Ｄ０と比較して、比較結果に応じた処理を行う。
【００２４】
平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０より大きい場合には、解析部７０は、被洗者１０が洗浄装置５０から離れすぎたとして、それを示す信号を洗浄装置５０に提供する。
【００２５】
被洗者１０が移動した後に再度操作板９０のたとえば開始ボタンを再度押下すると、カメラ６８は再度撮像を行い、画像を解析部７０に提供する。解析部７０は、この画像を用いて再度平均距離Ｄａｖを求める。
【００２６】
一方、平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０以下である場合には、解析部７０は、さらに、洗浄装置５０の各ブラシ５４が移動すべき距離ΔＤｉ（ｉ：ブラシ５４の番号）を求めて、洗浄装置５０に出力する。ブラシ５４は、被洗者１０の背中に当接して使用されるので、ブラシ５４の位置を調整することによって、ブラシ５４が被洗者１０の背中に与える圧力を調整することができる。ここでは、解析部７０は、各ブラシ５４が被洗者１０の背中に与える圧力が所定の目標値に均一になるようにブラシ５４の移動距離ΔＤｉを求める。なお、この目標値は、あらかじめ設定された値であり、固定値であってもよいが、被洗者１０が自分の好みに応じて設定可能になっていることが好ましい。
【００２７】
洗浄装置５０のコントローラ６０は、解析部７０から送信されてきた各ΔＤｉ通りに、装着部５６を伸縮させて、ブラシ５４の位置を調整する。
【００２８】
この調整の後、ブラシ５４は、被洗者１０の背中に当接するようになる。ここで、コントローラ６０は、さらにブラシ５４の位置を微調整する。この微調整は、ブラシ５４の先端に設けられたタッチセンサ５８の測定値に応じて行う。タッチセンサ５８が測定した力はブラシ５４が受けた反力であり、その大きさはブラシ５４が背中に与えた圧力と同じである。コントローラ６０は、タッチセンサ５８の測定値に応じて、それぞれの測定値が目標値になるように装着部５６を伸縮させることによってブラシ５４の位置を微調整する。
【００２９】
これらの調整の後、コントローラ６０は回転軸を兼ねる装着部５６を回転させることによってブラシ５４を回転させ、洗浄を開始する。
【００３０】
次に解析部７０の解析処理を具体的に説明する。まず、平均距離Ｄａｖを求める処理について説明する。
【００３１】
平均距離Ｄａｖを求める処理は、下記の手順で行われる。なお、ここでは、被洗者１０が立ち姿勢である場合を例にする。
【００３２】
１．画像から被洗者１０の輪郭線を抽出する。
ここで、輪郭線の抽出は、たとえば肌色領域を検出し、検出した肌色領域の輪郭線を被洗者１０の輪郭線とする。
【００３３】
２．抽出した輪郭線が囲む領域の外接長方形領域（図７に示す長方形領域Ｂ。以下人体全領域という）を得て、この人体全領域Ｂに含まれる画像に対してエッジ検出を行って、２値化処理をする。これにより、人体全領域Ｂの２値画像が得られる。
【００３４】
３．人体全領域Ｂの２値画像において、縦方向の中心線ｍによって人体全領域Ｂを上下２つに分け、上半身領域と下半身領域を得る。
【００３５】
４．上半身領域に対して、上半身の傾きを示しうる固有ベクトルの抽出を行い、上半身姿勢ベクトルＶｕｐを得る。下半身領域に対して、下半身の傾きを示しうる固有ベクトルの抽出を行い、下半身姿勢ベクトルＶｄｏｗｎを得る。
【００３６】
５．上半身姿勢ベクトルＶｕｐと下半身姿勢ベクトルＶｄｏｗｎの中心線ｍにおける交差点を、被洗者１０の重心位置Ｐとして取得する。
【００３７】
６．被洗者１０と洗浄装置５０間の平均距離Ｄａｖとして、重心位置Ｐから洗浄台５２までの距離を算出する。
【００３８】
次に、各々のブラシ５４の移動すべき距離ΔＤｉを求める処理について説明する。この処理は、平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０以下である場合においてなされ、この平均距離Ｄａｖを求める際に得られた上半身姿勢ベクトルＶｕｐと下半身姿勢ベクトルＶｄｏｗｍ、重心位置Ｐ、およびブラシ５４の高さＨｉを用いて下記の手順で行われる。
【００３９】
１．ｉ番目のブラシ５４の高さＨｉと、重心位置Ｐの縦方向の高さを用いて、このブラシ５４と重心位置Ｐの間の距離Ｄｈｉを求める。
【００４０】
２．重心位置Ｐより上にあるブラシ５４に対して、平均距離Ｄａｖ、Ｖｕｐ、Ｄｈｉを用いて、このブラシ５４の高さと同じ高さを有する背中の部位までの距離を求める。そして、この距離に基づいて、移動すべき距離ΔＤｉを求める。ここでは、上記距離を求める処理、およびその距離に基づいてΔＤｉを求める処理を統括して、下記の式（１）によりΔＤｉを求める。
ΔＤｉ＝ｆ１（Ｄａｖ，Ｖｕｐ，Ｄｈｉ） （１）
３．重心位置Ｐより下にあるブラシ５４に対して、平均距離Ｄａｖ、Ｖｄｏｗｎ、Ｄｈｉを用いて、このブラシ５４の高さと同じ高さを有する背中の部位までの距離を求める。そして、この距離に基づいて、移動すべき距離ΔＤｉを求める。ここにおいても、上記距離を求める処理、およびその距離に基づいてΔＤｉを求める処理を統括して、下記の式（２）によりΔＤｉを求める。
【００４１】
ΔＤｉ＝ｆ２（Ｄａｖ，Ｖｄｏｗｎ，Ｄｈｉ） （２）
以下、図８に示すフローチャートを参照して、図１に示す入浴補助システム１００の使用時における処理の流れについて説明する。
【００４２】
入浴補助システム１００は、被洗者１０または介助者が操作板９０における「開始」ボタンを押下するなどの開始指示に応じて動作を開始する。まず、カメラ６８は、撮像を行って、それによって得た画像を解析部７０に送信する（Ｓ１０）。解析部７０は、カメラ６８から送信されてきた画像を用いて、被洗者１０と洗浄装置５０間の平均距離Ｄａｖを求めるとともに、平均距離Ｄａｖと閾値Ｄ０の比較を行う（Ｓ１４）。解析部７０は、平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０より大きい場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）において、被洗者１０が洗浄装置５０から離れすぎることを示す信号を洗浄装置５０に送信し、洗浄装置５０のコントローラ６０は、この信号に応じて、より洗浄装置５０に近づくように被洗者１０を誘導する（Ｓ１６）。その後、被洗者１０が移動後に再度行った開始指示に応じて、カメラ６８による撮像（Ｓ１０）からの処理が再度行われる。
【００４３】
一方、平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０以下である場合（Ｓ１４：Ｎｏ）において、解析部７０は、各ブラシ５４が被洗者１０の背中に与える圧力が目標値になるように、ブラシ５４の移動すべき距離ΔＤｉを算出して洗浄装置５０に出力する（Ｓ２０）。
【００４４】
洗浄装置５０のコントローラ６０は、解析部７０から送信されてきたΔＤｉ通りに、装着部５６を伸縮させてブラシ５４を移動する（Ｓ３０）。この移動によって、各ブラシ５４が被洗者１０の背中に当接する。
【００４５】
洗浄装置５０は、さらに、タッチセンサ５８の測定値に応じて、ブラシ５４の位置を微調整する（Ｓ４０）とともに、調整後、装着部５６を回転させることによってブラシ５４を回転させ、洗浄を行う（Ｓ５０）。
【００４６】
洗浄は、操作板９０を介して「終了」などの指示がなされる（Ｓ６０：Ｙｅｓ）まで続く。
【００４７】
このように、図１に示す入浴補助システム１００によれば、洗浄部材となるブラシ５４を回転させることによって被洗者の背中を洗うので、被洗者は背中に手を回したりするなどの行為をする必要がない。そのため、高齢者など、一人で入浴することが困難な者であっても自分で安全に背中を洗うことができる。また、介助者が必要な場合においても、介助者は操作板９０の操作と被洗者の安全だけに気を付ければよく、介助時の負担が軽減できる。
【００４８】
また、この入浴補助システム１００は、ブラシ５４が背中に与える圧力が目標値になるように、背中の形状に合わせてブラシ５４を移動させるので、確実かつ快適に背中を洗うことができる。
【００４９】
また、洗浄装置５０を壁掛け式にすることによって、省スペース化を図ることができ、浴室が狭小である場合においても設置することができる。
【００５０】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５１】
たとえば、入浴時において、被洗者が前屈み気味になることが多いことに着目して、図９に示すように洗浄台５２ａを曲面にしてもよい。こうすることによって、各ブラシ５４の初期位置は、平面の洗浄台に設けられた場合より背中に近くなり、ブラシ５４の位置を調整する際に、移動距離が小さくて済む。
【００５２】
また、図１に示す入浴補助システム１００において、被洗者の姿勢ベクトル（Ｖｕｐ、Ｖｄｏｗｎ）を求め、姿勢ベクトルを用いて各ブラシ５４と、背中の対応する部位との距離、およびブラシ５４の移動すべき距離を算出しているが、背中の輪郭線を用いて直接上記距離を検出するようにしてもよい。そして、検出した距離を用いて、各ブラシの移動すべき距離を求めればよい。
【００５３】
また、図１に示す入浴補助システム１００において、まず、カメラにより取得した画像から各ブラシの移動すべき量を算出し、その後、タッチセンサの測定値に応じて微調整を行うようにしているが、タッチセンサ５８を省略することもできる。タッチセンサ５８を省略する場合、カメラ６８で取得した画像データを解析し、被洗者１０の背中とブラシ５４との距離を取得し、その距離からブラシ５４の先端が受けた圧力を推定する。そして、推定した圧力に基づき、ブラシ５４の位置を微調整することができる。タッチセンサ５８が省略されることにより、ブラシ５４は、毛体以外の部材を含まない構成になるので、ブラシ５４が被洗者１０の背中に当接したときの肌触りが向上するという利点がある。なお、画像処理を行わず、タッチセンサ５８のみから得られる測定値に基づき、微調整を行ってもよい。この場合、画像処理を行わないので、システムの全体の簡略に寄与できる。
【００５４】
また、解析部７０とコントローラ６０は、別々に設けられているが、解析部７０をコントローラ６０に内蔵させるようにしてもよい。
【００５５】
また、操作板に設けられたボタンや、印刷された文字について、操作または視認しやすいように大きめにしたり、形状、色で分けたりするなど、高齢者を配慮した設計にしてもよい。
【００５６】
また、洗浄部材も、ブラシに限らずたとえばスポンジであってもよい。
【００５７】
また、洗浄台の形状や材質、洗浄部材の材質などについて、安全および衛生面において配慮することが好ましい。
【００５８】
さらに、ブラシの装着機構についても、取り外しや水洗などができるようにすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる入浴補助システムを示す図である。
【図２】図１に示す入浴補助システムにおけるカメラの視野の例を示す図である。
【図３】図１に示す入浴補助システムにおけるカメラの別の視野の例を示す図である。
【図４】被洗者側から見た洗浄装置を示す図である。
【図５】洗浄装置の側面の一部を示す図である。
【図６】洗浄装置のコントローラと、洗浄装置の他の構成との接続関係を示す図である。
【図７】解析部による処理を説明する図である。
【図８】図１に示す入浴補助システムにおいて行われる処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】洗浄装置の他の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 被洗者、 ５０ 洗浄装置、 ５２ 洗浄台、 ５４ ブラシ、 ５６ 装着部、 ５８ タッチセンサ、 ６０ コントローラ、 ６８ カメラ、 ７０ 解析部、 ８０ レール、 ９０ 操作板、 １００ 入浴補助システム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入浴の際に使用する入浴補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢者や身体障害者などは、一人での入浴、特に自身の背中を洗うことが困難である。そのため、近親者に一緒に浴室に入ってもらい、近親者に背中を洗ってもらうか、福祉サービスを利用して介助ヘルパーに背中を洗ってもらうなどのことが行われている。
【０００３】
しかしながら、一緒に入浴する近親者がいない場合には、高齢者などは、入浴する際に無理をして自分で背中を洗うか、背中を洗うことを諦めるなど、不安全または不衛生の問題が生じうる。また、公的な福祉サービスを利用する場合には、制度上で毎日利用することができないという問題がある。さらに、軽度の障害の場合には公的な福祉サービスの対象にはならない。民間の福祉サービスを利用する場合においても、経済面の事情から頻繁な利用は非現実である。
【０００４】
また、体質の改善、医療技術の進歩にともなって、高齢者は日常生活において自立したい要望が高まり、入浴など自分自身で行いたい傾向がある。また、入浴の介助は、介助者にとっても重労働であり、負担が大きい。
【０００５】
そこで、器具を用いた背中洗浄に関する提案が種々行われている。たとえば、特許文献１に記載の装置は、椅子の背面にブラシロールが設けられ、回転しながら昇降運動することにより自動的に背中を洗うことができるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２６５５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、被洗者の体格や背中の形状は様々である。また、洗浄時の姿勢は様々である。特に高齢者の場合、背筋を伸ばすことが困難である場合が多い。このような場合、ブラシロールが適切に被洗者の背中に当たらなかったり、必要以上に強くブラシロールが背中に当たってしまうことがある。その結果、十分な洗浄がされなかったり、洗浄時に被洗者に不快感を与えてしまうという場合があるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入浴する際に、背中を洗うことを手助けし、入浴者自身または介助者の負担を軽減でき、快適に十分な洗浄ができる入浴補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、被洗者の背中を洗うための入浴補助装置に関する。この装置は、洗浄時に背中の異なる部位にそれぞれ当接して使用される複数の洗浄部材と、複数の洗浄部材を運動させることにより被洗者の背中を洗浄させるとともに、複数の洗浄部材のそれぞれを被洗者の背中に対して個別に前後移動させる作動機構と、複数の洗浄部材が作動機構を介して取り付けられる洗浄台と、被洗者の背中と複数の洗浄部材のそれぞれとの個別の距離を表す照準データを取得するデータ取得部と、複数の洗浄部材を通じて背中に加わる押圧力が所定の値になるよう、照準データによって表される距離に応じて複数の洗浄部材のそれぞれが前後移動すべき量を取得して作動機構を制御する作動制御部とを備える。
【０００９】
なお、本発明をシステム、方法として表現したものも、本発明の態様としては有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の入浴補助装置によれば、入浴する際に背中を洗うことを手助けし、被洗者自身または介助者の負担を軽減しつつ、快適に十分な背中の洗浄を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態にかかる入浴補助装置（入浴補助システム）１００の概略構成、および使用時に被洗者１０と入浴補助システム１００の位置関係を示す図である。
【００１２】
この入浴補助システム１００は、被洗者の背中を洗うためのものであり、たとえば浴室に設置される。なお、入浴補助システム１００の浴室における設置場所は、特に限定されないが、背中を洗った後に洗い流すことを考慮して、シャワーや浴槽の近くが望ましい。
【００１３】
入浴補助システム１００は、洗浄装置５０と、カメラ６８と、解析部７０と、操作板９０を有する。
【００１４】
洗浄装置５０は、たとえば壁掛け機構を含み、浴室の壁（設置壁面）に装着することができる。壁掛け機構は、具体的には、固定壁面に固接されたレール８０（図２参照）と、そのレール８０に沿って洗浄台５２を少なくとも上下方向に移動させるたとえばローラなどで構成される滑車部５３（図５参照）を含み、洗浄の上下位置を調整できるようにすることができる。この機構により、被洗者１０の背丈に応じて洗浄装置５０の位置調整が容易にできる。また、起立姿勢で洗浄するか、椅子などに腰掛けた着座姿勢で洗浄するかの選択が容易にできるとともに、適切な洗浄位置調整ができる。
【００１５】
操作板９０は、使用の開始、停止、洗浄装置５０の上下位置の調整などを行うものであり、洗浄装置５０と同じく壁に装着されてもよい。なお、操作板９０は、リモートコントロール式であってもよく、被洗者１０が操作しやすいように、洗浄装置５０の近くに設置されることが望ましい。
【００１６】
データ取得部として機能するカメラ６８は、被洗者１０の背中の側面と、洗浄装置５０の側面の両方を同じ画像に撮像できるように設置される。図１に示す例では、洗浄装置５０と被洗者１０を側方から見る方向で設置されており、設置場所は、たとえば洗浄装置５０が設けられた壁と垂直な壁である。図２と図３は、入浴補助システム１００使用時におけるカメラ６８の視野の例を示す。図２は、被洗者１０が立った姿勢で背中を洗う場合の例であり、図３は、被洗者１０が座った姿勢で背中を洗う場合の例である。なお、図２と図３は、洗浄装置５０がレール８０を介して固定壁面に装着され、洗浄装置５０全体の位置が上下方向に調整可能であることを例示している。
【００１７】
解析部７０は、カメラ６８が撮像した画像データを解析して、被洗者１０と洗浄装置５０との間のおおよその距離や、被洗者１０の背中の傾きまたは彎曲具合を表しうる縦方向の形状などを得るとともに、背中の形状に基づいて背中の各部位と、洗浄装置５０に設けられた洗浄部材との距離ないし洗浄部材の移動すべき量（それらの詳細については後述する）を求める。なお、解析部７０は、たとえば解析プログラムを実装したコンピュータであり、それによる処理の詳細については後述する。
【００１８】
図４は、被洗者１０側から見た洗浄装置５０を示し、図５は、洗浄装置５０の側面の一部を示す。図示するように、洗浄装置５０において、洗浄台５２の上に複数の洗浄部材ここでは例としてブラシ５４が設けられている。ブラシ５４は、装着部５６により洗浄台５２に装着される。なお、ブラシ５４は運動可能に設けられている。この例において、ブラシ５４は回転可能に設けられており、装着部５６は、ブラシ５４の回転軸を兼ねている。さらに、洗浄装置５０において、それぞれのブラシ５４に対してタッチセンサ５８が設けられており、これらのタッチセンサ５８は、ブラシ５４の先端が受けた圧力を測定することができる。なお、装着部５６は、伸縮可能な機構を有しており、その伸縮によって、ブラシ５４と洗浄台５２の距離を調整する。なお、ブラシ５４は、回転の代わりに、たとえば、数ｃｍの幅で振動するものであってもよい。また、回転と振動の両方を同時または選択的に行うものであってもよい。
【００１９】
洗浄装置５０は、洗浄装置５０の前述した各構成を制御するコントローラを有し、このコントローラはたとえば洗浄台５２に内蔵するように設けられている。図６は、コントローラ６０と、洗浄台５２、装着部５６、ブラシ５４、タッチセンサ５８との接続関係を示す。
【００２０】
コントローラ６０は、下記の処理を行う：１．被洗者１０または介助者が操作した操作板９０の指示にしたがって洗浄台５２をレール８０に沿って移動させ、その上下位置を調整する。２．解析部７０の解析結果を取得し、その結果に基づいて装着部５６に伸縮を行わせる。３．タッチセンサ５８の測定結果に基づいて、装着部５６を伸縮させる。４．洗浄時に装着部５６を回転させることによってブラシ５４を回転させる。
【００２１】
なお、洗浄装置５０は、上記処理を実行するための駆動部（図示せず）たとえばＤＣモータを有し、コントローラ６０は、駆動部を介して上記の処理を実現する。
【００２２】
ここで、上記処理２および処理３、すなわち解析部７０の解析結果に基づいて装着部５６を伸縮させる処理と、タッチセンサ５８の測定結果に基づいて装着部５６を伸縮させる処理を、解析部７０の処理とともに説明する。
【００２３】
解析部７０は、まず、カメラ６８により取得した、被洗者１０の側面と、洗浄装置５０の側面を含む画像を用いて、被洗者１０と洗浄装置５０間の平均距離Ｄａｖを求める。そして、この平均距離Ｄａｖを所定の閾値Ｄ０と比較して、比較結果に応じた処理を行う。
【００２４】
平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０より大きい場合には、解析部７０は、被洗者１０が洗浄装置５０から離れすぎたとして、それを示す信号を洗浄装置５０に提供する。
【００２５】
被洗者１０が移動した後に再度操作板９０のたとえば開始ボタンを再度押下すると、カメラ６８は再度撮像を行い、画像を解析部７０に提供する。解析部７０は、この画像を用いて再度平均距離Ｄａｖを求める。
【００２６】
一方、平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０以下である場合には、解析部７０は、さらに、洗浄装置５０の各ブラシ５４が移動すべき距離ΔＤｉ（ｉ：ブラシ５４の番号）を求めて、洗浄装置５０に出力する。ブラシ５４は、被洗者１０の背中に当接して使用されるので、ブラシ５４の位置を調整することによって、ブラシ５４が被洗者１０の背中に与える圧力を調整することができる。ここでは、解析部７０は、各ブラシ５４が被洗者１０の背中に与える圧力が所定の目標値に均一になるようにブラシ５４の移動距離ΔＤｉを求める。なお、この目標値は、あらかじめ設定された値であり、固定値であってもよいが、被洗者１０が自分の好みに応じて設定可能になっていることが好ましい。
【００２７】
洗浄装置５０のコントローラ６０は、解析部７０から送信されてきた各ΔＤｉ通りに、装着部５６を伸縮させて、ブラシ５４の位置を調整する。
【００２８】
この調整の後、ブラシ５４は、被洗者１０の背中に当接するようになる。ここで、コントローラ６０は、さらにブラシ５４の位置を微調整する。この微調整は、ブラシ５４の先端に設けられたタッチセンサ５８の測定値に応じて行う。タッチセンサ５８が測定した力はブラシ５４が受けた反力であり、その大きさはブラシ５４が背中に与えた圧力と同じである。コントローラ６０は、タッチセンサ５８の測定値に応じて、それぞれの測定値が目標値になるように装着部５６を伸縮させることによってブラシ５４の位置を微調整する。
【００２９】
これらの調整の後、コントローラ６０は回転軸を兼ねる装着部５６を回転させることによってブラシ５４を回転させ、洗浄を開始する。
【００３０】
次に解析部７０の解析処理を具体的に説明する。まず、平均距離Ｄａｖを求める処理について説明する。
【００３１】
平均距離Ｄａｖを求める処理は、下記の手順で行われる。なお、ここでは、被洗者１０が立ち姿勢である場合を例にする。
【００３２】
１．画像から被洗者１０の輪郭線を抽出する。
ここで、輪郭線の抽出は、たとえば肌色領域を検出し、検出した肌色領域の輪郭線を被洗者１０の輪郭線とする。
【００３３】
２．抽出した輪郭線が囲む領域の外接長方形領域（図７に示す長方形領域Ｂ。以下人体全領域という）を得て、この人体全領域Ｂに含まれる画像に対してエッジ検出を行って、２値化処理をする。これにより、人体全領域Ｂの２値画像が得られる。
【００３４】
３．人体全領域Ｂの２値画像において、縦方向の中心線ｍによって人体全領域Ｂを上下２つに分け、上半身領域と下半身領域を得る。
【００３５】
４．上半身領域に対して、上半身の傾きを示しうる固有ベクトルの抽出を行い、上半身姿勢ベクトルＶｕｐを得る。下半身領域に対して、下半身の傾きを示しうる固有ベクトルの抽出を行い、下半身姿勢ベクトルＶｄｏｗｎを得る。
【００３６】
５．上半身姿勢ベクトルＶｕｐと下半身姿勢ベクトルＶｄｏｗｎの中心線ｍにおける交差点を、被洗者１０の重心位置Ｐとして取得する。
【００３７】
６．被洗者１０と洗浄装置５０間の平均距離Ｄａｖとして、重心位置Ｐから洗浄台５２までの距離を算出する。
【００３８】
次に、各々のブラシ５４の移動すべき距離ΔＤｉを求める処理について説明する。この処理は、平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０以下である場合においてなされ、この平均距離Ｄａｖを求める際に得られた上半身姿勢ベクトルＶｕｐと下半身姿勢ベクトルＶｄｏｗｍ、重心位置Ｐ、およびブラシ５４の高さＨｉを用いて下記の手順で行われる。
【００３９】
１．ｉ番目のブラシ５４の高さＨｉと、重心位置Ｐの縦方向の高さを用いて、このブラシ５４と重心位置Ｐの間の距離Ｄｈｉを求める。
【００４０】
２．重心位置Ｐより上にあるブラシ５４に対して、平均距離Ｄａｖ、Ｖｕｐ、Ｄｈｉを用いて、このブラシ５４の高さと同じ高さを有する背中の部位までの距離を求める。そして、この距離に基づいて、移動すべき距離ΔＤｉを求める。ここでは、上記距離を求める処理、およびその距離に基づいてΔＤｉを求める処理を統括して、下記の式（１）によりΔＤｉを求める。
ΔＤｉ＝ｆ１（Ｄａｖ，Ｖｕｐ，Ｄｈｉ） （１）
３．重心位置Ｐより下にあるブラシ５４に対して、平均距離Ｄａｖ、Ｖｄｏｗｎ、Ｄｈｉを用いて、このブラシ５４の高さと同じ高さを有する背中の部位までの距離を求める。そして、この距離に基づいて、移動すべき距離ΔＤｉを求める。ここにおいても、上記距離を求める処理、およびその距離に基づいてΔＤｉを求める処理を統括して、下記の式（２）によりΔＤｉを求める。
【００４１】
ΔＤｉ＝ｆ２（Ｄａｖ，Ｖｄｏｗｎ，Ｄｈｉ） （２）
以下、図８に示すフローチャートを参照して、図１に示す入浴補助システム１００の使用時における処理の流れについて説明する。
【００４２】
入浴補助システム１００は、被洗者１０または介助者が操作板９０における「開始」ボタンを押下するなどの開始指示に応じて動作を開始する。まず、カメラ６８は、撮像を行って、それによって得た画像を解析部７０に送信する（Ｓ１０）。解析部７０は、カメラ６８から送信されてきた画像を用いて、被洗者１０と洗浄装置５０間の平均距離Ｄａｖを求めるとともに、平均距離Ｄａｖと閾値Ｄ０の比較を行う（Ｓ１４）。解析部７０は、平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０より大きい場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）において、被洗者１０が洗浄装置５０から離れすぎることを示す信号を洗浄装置５０に送信し、洗浄装置５０のコントローラ６０は、この信号に応じて、より洗浄装置５０に近づくように被洗者１０を誘導する（Ｓ１６）。その後、被洗者１０が移動後に再度行った開始指示に応じて、カメラ６８による撮像（Ｓ１０）からの処理が再度行われる。
【００４３】
一方、平均距離Ｄａｖが閾値Ｄ０以下である場合（Ｓ１４：Ｎｏ）において、解析部７０は、各ブラシ５４が被洗者１０の背中に与える圧力が目標値になるように、ブラシ５４の移動すべき距離ΔＤｉを算出して洗浄装置５０に出力する（Ｓ２０）。
【００４４】
洗浄装置５０のコントローラ６０は、解析部７０から送信されてきたΔＤｉ通りに、装着部５６を伸縮させてブラシ５４を移動する（Ｓ３０）。この移動によって、各ブラシ５４が被洗者１０の背中に当接する。
【００４５】
洗浄装置５０は、さらに、タッチセンサ５８の測定値に応じて、ブラシ５４の位置を微調整する（Ｓ４０）とともに、調整後、装着部５６を回転させることによってブラシ５４を回転させ、洗浄を行う（Ｓ５０）。
【００４６】
洗浄は、操作板９０を介して「終了」などの指示がなされる（Ｓ６０：Ｙｅｓ）まで続く。
【００４７】
このように、図１に示す入浴補助システム１００によれば、洗浄部材となるブラシ５４を回転させることによって被洗者の背中を洗うので、被洗者は背中に手を回したりするなどの行為をする必要がない。そのため、高齢者など、一人で入浴することが困難な者であっても自分で安全に背中を洗うことができる。また、介助者が必要な場合においても、介助者は操作板９０の操作と被洗者の安全だけに気を付ければよく、介助時の負担が軽減できる。
【００４８】
また、この入浴補助システム１００は、ブラシ５４が背中に与える圧力が目標値になるように、背中の形状に合わせてブラシ５４を移動させるので、確実かつ快適に背中を洗うことができる。
【００４９】
また、洗浄装置５０を壁掛け式にすることによって、省スペース化を図ることができ、浴室が狭小である場合においても設置することができる。
【００５０】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５１】
たとえば、入浴時において、被洗者が前屈み気味になることが多いことに着目して、図９に示すように洗浄台５２ａを曲面にしてもよい。こうすることによって、各ブラシ５４の初期位置は、平面の洗浄台に設けられた場合より背中に近くなり、ブラシ５４の位置を調整する際に、移動距離が小さくて済む。
【００５２】
また、図１に示す入浴補助システム１００において、被洗者の姿勢ベクトル（Ｖｕｐ、Ｖｄｏｗｎ）を求め、姿勢ベクトルを用いて各ブラシ５４と、背中の対応する部位との距離、およびブラシ５４の移動すべき距離を算出しているが、背中の輪郭線を用いて直接上記距離を検出するようにしてもよい。そして、検出した距離を用いて、各ブラシの移動すべき距離を求めればよい。
【００５３】
また、図１に示す入浴補助システム１００において、まず、カメラにより取得した画像から各ブラシの移動すべき量を算出し、その後、タッチセンサの測定値に応じて微調整を行うようにしているが、タッチセンサ５８を省略することもできる。タッチセンサ５８を省略する場合、カメラ６８で取得した画像データを解析し、被洗者１０の背中とブラシ５４との距離を取得し、その距離からブラシ５４の先端が受けた圧力を推定する。そして、推定した圧力に基づき、ブラシ５４の位置を微調整することができる。タッチセンサ５８が省略されることにより、ブラシ５４は、毛体以外の部材を含まない構成になるので、ブラシ５４が被洗者１０の背中に当接したときの肌触りが向上するという利点がある。なお、画像処理を行わず、タッチセンサ５８のみから得られる測定値に基づき、微調整を行ってもよい。この場合、画像処理を行わないので、システムの全体の簡略に寄与できる。
【００５４】
また、解析部７０とコントローラ６０は、別々に設けられているが、解析部７０をコントローラ６０に内蔵させるようにしてもよい。
【００５５】
また、操作板に設けられたボタンや、印刷された文字について、操作または視認しやすいように大きめにしたり、形状、色で分けたりするなど、高齢者を配慮した設計にしてもよい。
【００５６】
また、洗浄部材も、ブラシに限らずたとえばスポンジであってもよい。
【００５７】
また、洗浄台の形状や材質、洗浄部材の材質などについて、安全および衛生面において配慮することが好ましい。
【００５８】
さらに、ブラシの装着機構についても、取り外しや水洗などができるようにすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる入浴補助システムを示す図である。
【図２】図１に示す入浴補助システムにおけるカメラの視野の例を示す図である。
【図３】図１に示す入浴補助システムにおけるカメラの別の視野の例を示す図である。
【図４】被洗者側から見た洗浄装置を示す図である。
【図５】洗浄装置の側面の一部を示す図である。
【図６】洗浄装置のコントローラと、洗浄装置の他の構成との接続関係を示す図である。
【図７】解析部による処理を説明する図である。
【図８】図１に示す入浴補助システムにおいて行われる処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】洗浄装置の他の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 被洗者、 ５０ 洗浄装置、 ５２ 洗浄台、 ５４ ブラシ、 ５６ 装着部、 ５８ タッチセンサ、 ６０ コントローラ、 ６８ カメラ、 ７０ 解析部、 ８０ レール、 ９０ 操作板、 １００ 入浴補助システム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗者の背中を洗うための入浴補助装置であって、
洗浄時に前記背中の異なる部位にそれぞれ当接して使用される複数の洗浄部材と、
前記複数の洗浄部材を運動させることにより前記被洗者の背中を洗浄させるとともに、前記複数の洗浄部材のそれぞれを前記被洗者の背中に対して個別に前後移動させる作動機構と、
前記複数の洗浄部材が前記作動機構を介して取り付けられる洗浄台と、
前記被洗者の背中と前記複数の洗浄部材のそれぞれとの個別の距離を表す照準データを取得するデータ取得部と、
前記複数の洗浄部材を通じて前記背中に加わる押圧力が所定の値になるよう、前記照準データによって表される距離に応じて前記複数の洗浄部材のそれぞれが前後移動すべき量を取得して前記作動機構を制御する作動制御部と、
を備えることを特徴とする入浴補助装置。
【請求項２】
前記照準データから前記距離を求める解析部をさらに備え、
前記データ取得部は、前記照準データとして、前記被洗者の背中と前記複数の洗浄部材のそれぞれが含まれるように側面の方向から撮影した画像を示す画像データを取得し、
前記解析部は、該画像データから前記距離を求め、
前記作動制御部は、前記解析部により求められた距離に応じて前記制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の入浴補助装置。
【請求項３】
前記洗浄部材が前記背中に当接するときの圧力を測定するタッチセンサをさらに備え、
前記作動制御部は、該タッチセンサによる測定値に応じて前記洗浄部材の移動量を微調整することを特徴とする請求項１または２に記載の入浴補助装置。
【請求項４】
前記洗浄台は、壁掛け機構を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の入浴補助装置。
【請求項５】
前記壁掛け機構は、設置壁面に取り付けられるレールと、前記レールに沿って前記洗浄台を少なくとも上下方向に移動する滑走部と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の入浴補助装置。
【請求項１】
被洗者の背中を洗うための入浴補助装置であって、
洗浄時に前記背中の異なる部位にそれぞれ当接して使用される複数の洗浄部材と、
前記複数の洗浄部材を運動させることにより前記被洗者の背中を洗浄させるとともに、前記複数の洗浄部材のそれぞれを前記被洗者の背中に対して個別に前後移動させる作動機構と、
前記複数の洗浄部材が前記作動機構を介して取り付けられる洗浄台と、
前記被洗者の背中と前記複数の洗浄部材のそれぞれとの個別の距離を表す照準データを取得するデータ取得部と、
前記複数の洗浄部材を通じて前記背中に加わる押圧力が所定の値になるよう、前記照準データによって表される距離に応じて前記複数の洗浄部材のそれぞれが前後移動すべき量を取得して前記作動機構を制御する作動制御部と、
を備えることを特徴とする入浴補助装置。
【請求項２】
前記照準データから前記距離を求める解析部をさらに備え、
前記データ取得部は、前記照準データとして、前記被洗者の背中と前記複数の洗浄部材のそれぞれが含まれるように側面の方向から撮影した画像を示す画像データを取得し、
前記解析部は、該画像データから前記距離を求め、
前記作動制御部は、前記解析部により求められた距離に応じて前記制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の入浴補助装置。
【請求項３】
前記洗浄部材が前記背中に当接するときの圧力を測定するタッチセンサをさらに備え、
前記作動制御部は、該タッチセンサによる測定値に応じて前記洗浄部材の移動量を微調整することを特徴とする請求項１または２に記載の入浴補助装置。
【請求項４】
前記洗浄台は、壁掛け機構を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の入浴補助装置。
【請求項５】
前記壁掛け機構は、設置壁面に取り付けられるレールと、前記レールに沿って前記洗浄台を少なくとも上下方向に移動する滑走部と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の入浴補助装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２８９２８９（Ｐ２００７−２８９２８９Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１８４２２（Ｐ２００６−１１８４２２）
【出願日】平成１８年４月２１日（２００６．４．２１）
【出願人】（５９３１６５４８７）学校法人金沢工業大学 (202)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２１日（２００６．４．２１）
【出願人】（５９３１６５４８７）学校法人金沢工業大学 (202)
【Ｆターム（参考）】
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