(57)【要約】【課題】  従来の通報装置およびその方法は、商用電源の周波数の誘導を原理としているため、人と物を識別することは可能であるが、電位がフローティング状態であるため、人体に誘導される商用交流電圧が不安定となり、正確な離床を判断することができない。また、電気的に設置しなければならず、設置場所が限定されるので非常に不便である。【解決手段】  センサと本体部からなり、前記センサは、インダクタンス（Ｌ）成分、キャパシタンス（Ｃ）成分および抵抗（Ｒ）成分を有してＬＣＲ発振回路として機能するコイル状素子を有し、前記本体部は、前記センサの反応に基づいて異なった発振周波数を発振する発振回路部と、該発振回路部の発振周波数を予め設定された基準値と比較する比較部および設定部と、該比較部における比較結果に基づき所定の信号を出力する制御部と、識別装置全体に電力を供給する電源部よりなる識別装置および識別方法。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人や物が近接または接触したときに反応するセンサと、該センサの反応に基づいて寝具から人が離床したことを識別する本体部からなり、
前記センサは、コイル形状に基づくキャパシタンス（Ｃ）成分および抵抗（Ｒ）成分を有してＣＲ発振回路として機能するコイル状素子、またはインダクタンス（Ｌ）成分、キャパシタンス（Ｃ）成分および抵抗（Ｒ）成分を有してＬＣＲ共振回路として機能するコイル状素子を有しており、
前記本体部は、前記センサの反応に基づいて異なった発振周波数を発振する発振回路部と、該発振回路部の発振周波数を予め設定された基準値と比較する比較部および設定部と、該比較部における比較結果に基づいて所定の信号を出力する制御部と、識別装置全体に電力を供給する電源部より構成されていることを特徴とする寝具から人が離床したことを識別する識別装置。
【請求項２】
前記センサは、シート状の下面外皮と、該下面外皮上に形成された金属箔のコイル状素子と、該金属箔のコイル状素子全体を覆うように下面外皮に被せられた上面外皮で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の寝具から人が離床したことを識別する識別装置。
【請求項３】
前記本体部は、前記センサで人または物が検出されたときに、それを識別して異なったデジタル信号を出力する、出力信号別の出力端子を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の寝具から人が離床したことを識別する識別装置。
【請求項４】
前記本体部は、前記センサからの出力に基づき、所定時間以上連続して離床検出状態が続いたときに異常であると判断し、別途設けられた報知手段に対して異常を通知することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の寝具から人が離床したことを識別する識別装置。
【請求項５】
前記本体部は前記センサからの発振周波数を基準値と比較することで離床／在床の区別を行い、前記基準値は人についての裸足または靴下着用時に発振される発振周波数と、靴またはスリッパ着用時に発振される発振周波数とを区別して識別できるように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の寝具から人が離床したことを識別する識別装置。
【請求項６】
人や物が近接または接触したときにセンサが反応し、該センサの反応に基づいて異なった発振周波数を発振回路部が発信し、該発振回路部から発振された発振周波数を比較部および設定部で予め設定された基準値と比較し、該比較部の比較結果に基づいて人または物により所定の信号を制御部から出力することを特徴とする、寝具から人が離床したことを識別する識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド等の寝具から人が離床したことを識別する識別装置およびその識別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
病院や介護施設等において被看護者の世話を行う場合には、２４時間に亘って被看護者の行動を把握する必要がある。特に、被看護者の最も注意すべき行動として、ベッド等の寝具からの離床を把握することが重要である。しかしながら、看護者にとっては精神的、肉体的に非常に大きな負担がかかるため、これらを軽減するために様々な介護支援装置が提案されている。例えば、介護が必要な患者等がベッドから離れたことを看護師等に速やかに通報することができるベッド通報装置が開示されている（特許文献１参照）。また、患者等の離床検出時の精度を向上し誤検出を防止するものとして、人体に誘導される商用交流電圧を検出するセンサと、センサからの出力に基づき人体の寝具に対する離床を検出する離床検出装置とを備えた、ベッド離床検出システム及び方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９４５２５号公報
【特許文献２】特開２００８−６２０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたベッド通報装置は、ベッド使用者がベッドから離れたことを検知し離床信号を出力する検知手段と、この検知手段からの離床信号を受信し外部に注意信号を表示する外部表示手段を備え、検知手段として圧力感知マット等を用い患者等がこれを踏んだことにより、ベッドから離れたと判断してこれを外部表示するものである。しかしながら、この通報装置では離床検出対象の患者以外の者（例えば、看護師や介護人）がマットを踏むことにより、誤検出が発生する場合がある。即ち、この検知手段では人と物とを識別することができないので、検知精度が不正確であり誤作動が多いという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたベッド離床検出システム及び方法は、商用電源の周波数の誘導を原理とし、誘電体を挟んだ上下２枚の電極で形成し、該２枚の電極に誘導される電極を信号として利用するものである。これによれば、人と物を識別することが可能であるが、誘導による商用周波数信号を利用する場合は、電位がフローティング状態であるため、人体に誘導される商用交流電圧が不安定となり、正確な離床を判断することができないという問題がある。また、この方法では、２枚の電極の一方をアース電極とする必要があるため、電気的に設置しなければならず、製品として使用する場合には設置場所が限定されるので非常に不便である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、商用周波数を使用せず、アース電極が不要で、しかも非常に安定した作動を得ることができる、寝具から人が離床したことを識別する識別装置およびその識別方法を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明の識別装置では、人や物が、近接または接触（以下、接触等という）したときに反応するセンサと、該センサの反応に基づいて所定の信号を出力する本体部で構成されている。前記センサは、コイル形状に基づくキャパシタンス（Ｃ）成分および抵抗（Ｒ）成分を有してＣＲ発振回路として機能するコイル状素子を有したもの、またはインダクタンス（Ｌ）成分、キャパシタンス（Ｃ）成分および抵抗（Ｒ）成分を有してＬＣＲ発振回路を有したものであり、人や物の接触等に反応してキャパシタンス（Ｃ）またはインダクタンス（Ｌ）が変化する。前記本体部は、前記センサの反応に基づいて異なった発振出力（Ｅ（ｖ）またはＦ（Ｈｚ））を発振する発振回路部と、該発振回路部の発振出力を予め設定された基準値と比較する比較設定部と、該比較設定部における比較結果に基づいて所定の信号を出力する制御部と、識別装置全体に電源を供給する電源部より構成されている。
【０００８】
ここで、本発明の識別装置の原理を説明する。発振回路部は、ＣＲ発信回路またはＬＣＲ発信回路が用いられており、キャパシタンス（Ｃ）またはインダクタンス（Ｌ）の素子に人や物が接触等すると、ＣＲ発振回路またはＬＣＲ発振回路の発振出力（以下、発振周波数という）が変化する。これは人または物の影響でキャパシタンス（Ｃ）またはインダクタンス（Ｌ）が変化することによるものである。一般的に発振周波数Ｆsigは、以下の式で表される。
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Ｌ：インダクタンス
Ｃ：キャパシタンス
【０００９】
この発振周波数Ｆsigの変化はキャパシタンス（Ｃ）またはインダクタンス（Ｌ）に接触等する対象物によって異なる。例えば、素子に靴（スリッパを含む）を接触させた場合と人の足（靴下を履いた足を含む）では発振周波数Ｆsigが明らかに異なる。本センサはこれを利用したものである。すなわち、センサに人または物が接触等していないときは、発振周波数はＦ１＝１，０００Ｈｚとなり、センサに人が接触等したときは、発振周波数はＦ２＝４００Ｈｚとなり、センサに物が接触等したときは、発振周波数はＦ３＝７００Ｈｚとなる。発振回路部の発振周波数をモニターすると、センサに接触等したのが靴か人の足かを識別することが可能となるので、人や物を識別できるセンサとなる。発振回路部の発振周波数Ｆsigの信号は比較部に供給される。一方、設定部では、例えば、発振周波数の帯域を３段階に分けて基準値を設定しており、これらが比較部に設定値Ｆref（Ｅ（ｖ）またはＦ（Ｈｚ））として供給される。比較部では設定値Ｆrefと発振周波数Ｆsigとを比較する。
【００１０】
この識別装置によれば、容易に人と物を識別することができる。また、商用周波数を使用せず、アース電極が不要であるため、ベッド周辺または部屋の任意場所に容易に設置することが可能となる。また、非常に安定した作動により識別精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の識別装置では、センサがシート状の下面外皮と、該下面外皮上に形成された金属箔のコイル状素子と、該金属箔のコイル状素子全体を覆うように下面外皮に被せられた上面外皮で構成されている。このようにすると、前記金属箔が、コイル形状に基づくキャパシタンス（Ｃ）成分および抵抗（Ｒ）成分を有してＣＲ発振回路として機能し、または、コイル形状に基づくインダクタンス（Ｌ）成分、キャパシタンス（Ｃ）成分および抵抗（Ｒ）成分を有してＬＣＲ発振回路として機能するので、センサに人や物が接触等すると、発振周波数の相違により人または物が接触等することを容易に識別することができる。
【００１２】
本発明の識別装置では、前記本体部は、人または物が接触等したときに、人と物とでは異なった発振周波数に基づいて、夫々異なったデジタル信号を出力する３口の出力端子を備えていることを特徴としている。これにより、センサに人や物が接触等すると、出力端子より出力されたデジタル信号をモニターすることにより、人がベッド等から離床したことを容易に知ることができる。
【００１３】
本発明の識別装置では、前記本体部は、前記センサからの出力に基づき、所定時間以上連続して離床検出状態が続いたときに異常であると判断し、別途設けられた報知手段に対して異常を通知することを特徴としている。センサに人または靴下を履いた人が接触等した場合に、制御部から作動信号（アラーム）を出す時間を設定するものであり、例えば、時間設定を１秒に設定すると、人または靴下を履いた人が１秒以上センサに接触等すると、制御部から作動信号を出すようになっている。これによれば、何らかの事情で、瞬間的にセンサに人または靴下を履いた人が接触等した場合の作動信号を防止できるので、誤作動を少なくすることができる。
【００１４】
本発明の識別装置では、前記本体部は前記センサからの発振周波数を基準値と比較することで離床／在床の区別を行い、前記基準値は人についての裸足または靴下着用時に発振される発振周波数と、靴またはスリッパ着用時に発振される発振周波数とを識別できるように設定されている。これにより、センサに人や物が接触等した場合に、発振周波数の相違により人または物が接触等したことを容易に識別することができる。
【００１５】
本発明の識別方法では、人や物が接触等したときにセンサが反応し、該センサの反応に基づいて異なった発振周波数を発振回路部が発振し、該発振回路部から発振された発振周波数を比較設定部で予め設定された基準値と比較し、該比較設定部の比較結果に基づいて異なったデジタル信号を制御部から出力することを特徴としている。
これにより、容易に人と物を識別することができる。また、商用周波数を使用せず、アース電極が不要であるため、ベッド周辺または部屋の任意場所に容易に設置することが可能となる。また、非常に安定した作動により識別精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被看護者の寝具からの離床の検出精度を向上させることができる。また、裸足時等とスリッパ着用時等の区別が可能となることから、看護者や外来者等がセンサを踏むことによる誤検出を防止することができる。また、ベッド等の周囲の床上や部屋の任意位置に設置することができるので便利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る識別装置の構成を示したブロック図であり、図２は本発明のセンサを示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。図３は本発明のセンサのコイル状素子を示したもので、（ａ）は矩形渦巻状、（ｂ）は短冊状、（ｃ）は円形螺旋状である。図４は本発明の発振回路を示したもので、（ａ）はＣＲ発振回路、（ｂ）はＬＣＲ発振回路である。図５は本発明の発振周波数を示したもので、（ａ）はセンサに何も接触等していない状態、（ｂ）は人が接触等した状態、（ｃ）は靴が接触等した状態を示す図である。図６は本発明のデジタル出力信号を示した図である。図７は本発明の実施例を示したブロック図である。
【００１８】
図１において、識別装置１は病院や福祉施設等に設置されたベッド上で横臥する被看護者がベッドから離れたことを識別して検出するためのものであり、センサ２と本体部３から構成されている。センサ２と本体部３はケーブル４で接続されている。センサ２は人や物が接触等したときに反応して、センサ２のキャパシタンス（Ｃ）またはインダクタンス（Ｌ）が変化する。本体部３は前記センサ２の反応に基づいて異なった周波数を発振する発振回路部３１と、該発振回路部３１の発振周波数を予め設定された基準値と比較する比較部３２および設定部３３と、該比較部３２からの比較結果に基づいて所定のデジタル信号を出力する制御部３４と、識別装置１に電力を供給する電源部３５より構成されている。なお、本発明では電源部３５を電池（乾電池、充電可能蓄電池など）としているが、商用電源や二次電池等を用いることも可能である。なお、前記本体部３を前記センサ２の周縁部分に取付けることにより、ベッドの周辺や部屋の任意場所に容易に設置することが可能となる。
【００１９】
図２において、センサ２はシート状の下面外皮２１と、該下面外皮２１上に形成された金属箔のコイル状素子２３と、該金属箔のコイル状素子２３全体を覆うように下面外皮２１に被せられた上面外皮２２で構成されている。下面外皮２１および上面外皮２２は、ポリエステル、エポキシ、ポリイミド、ＰＶＣ，ＰＥＴ等の合成樹脂シートが用いられており、下面外皮２１の上面にＡｌ、Ｃｕ−Ｎｉ合金またはＮｉ−Ｃｒ合金等からなる金属箔のコイル状素子２３を貼付、ラミネート加工または印刷により形成している。センサ２のキャパシタンス（Ｃ）またはインダクタンス（Ｌ）の変化を取り出すために、コイル状素子２３の両端部（始端および終端）に夫々発振周波数の引出口２５ａ，２５ｂが設けられており、この引出口２５ａ，２５ｂに発振周波数取出ケーブル２４ａ，２４ｂが接続されている。
【００２０】
図３に示すように、金属箔のコイル状素子２３ａ，２３ｂ，２３ｃはカッター等による切断加工、プレス打抜等により形成することが可能であり、（ａ）は矩形渦巻状としたもの、（ｂ）は短冊状としたもの、（ｃ）は円形螺旋状としたものである。これにより、インダクターまたはキャパシターを任意に形成することができる。なお、コイル状素子２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、この形状に限定されるものではなく、インダクターまたはキャパシターを形成することができれば、どのような形状にしてもよい。
【００２１】
図４（ａ）はＣＲ発振回路の一例を示したものである。Ｃ１、Ｃ２はキャパシターであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４は抵抗であり、ＡＭＰは増幅器である。発振回路の周波数Ｆ（Ｈｚ）はキャパシターの容量で決定される。図４（ｂ）はＬＣＲ発振回路の一例を示したものである。Ｃ１、Ｃ２はキャパシターであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４は抵抗であり、Ｌはインダクターであり、ＡＭＰは増幅器である。ＬＣＲ発振回路は、キャパシターと抵抗は固定し、発振回路の周波数Ｆ（Ｈｚ）はインダクターの値で決定される。
【００２２】
図５および図６において、センサに何も接触等していないときの発振周波数Ｆ１を１，０００Ｈｚ、人の足を接触等させたときの発振周波数Ｆ２を４００Ｈｚ，靴を接触等させたときの発振周波数Ｆ３を７００Ｈｚとする。一方、図１に示す設定部３３の基準値１を９００〜１，１００Ｈｚ，基準値２を３００〜５００Ｈｚ，基準値３を６００〜８００Ｈｚに設定する。いま、センサ２に何も接触等していないときの発振周波数はＦ１＝１，０００Ｈｚであり、基準値１＝９００〜１，１００であるから、発振周波数Ｆ１は基準値１に含まれるので、制御部３４の出力イに、デジタル信号１が出力される。この場合、出力ロ、出力ハは出力周波数が該当しないので、デジタル信号０である。
【００２３】
また、人の足を接触等させたときの発振周波数はＦ２＝４００Ｈｚであり、基準値２＝３００〜５００であるから、発振周波数Ｆ２は基準値２に含まれるので、制御部３４の出力ロに、デジタル信号１が出力される。この場合、出力イ、出力ハは出力周波数が該当しないので、デジタル信号０である。また、靴を接触等させたときの発振周波数はＦ３＝７００Ｈｚであり、基準値３＝６００〜８００であるから、発振周波数Ｆ３は基準値３に含まれるので、制御部３４の出力ハに、デジタル信号１が出力される。この場合、出力イ、出力ロは出力周波数が該当しないので、デジタル信号０である。このようにして、出力イ，ロ，ハをモニターすることにより、センサ２に接触等したものが何か（人が接触等したか、物が接触等したか）を識別することができる。
【００２４】
図７において、識別装置の本体部３に報知手段５が有線または無線で接続されている。報知手段５はナースコールシステム、チャイムまたはランプ等を用いることができる。センサ２に人の足または靴下を履いた人の足を乗せたときだけ、本体部３から出力信号が出るようにしておけば、チャイムやランプで報知することができる。また、ナースコールシステムに接続すれば、ナースコールで報知することができる。センサ２に何もないとき、靴やスリッパが接触したときは本体部３から出力信号が出ないので、報知手段５には報知されない。このようにすれば、人や靴下を履いた人を識別して報知することが可能となる。人が靴をはいていると靴のみを検出し、人がスリッパを履いているとスリッパのみ検出する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、主としてベッド等の寝具から人が離床したことを識別する識別装置およびその識別方法である。この機能を利用して、病院、福祉施設または介護施設などで、人と物を識別するために施設内の適宜な場所に設置して利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る識別装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明のセンサを示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明のセンサのコイル状素子を示したもので、（ａ）は矩形渦巻状、（ｂ）は短冊状、（ｃ）は円形螺旋状である。
【図４】本発明の発振回路を示したもので、（ａ）はＣＲ発振回路、（ｂ）はＬＣＲ発振回路である。
【図５】本発明の発振周波数を示したもので、（ａ）はセンサに何も接触等していない状態、（ｂ）は人が接触等した状態、（ｃ）は靴が接触等した状態を示す図である。
【図６】本発明のデジタル出力信号を示した図である。
【図７】本発明の実施例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  識別装置
２  センサ
３  本体部
４  ケーブル
５  報知手段
２１  下面外皮
２２  上面外皮
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ  コイル状素子
２４ａ，２４ｂ  取出ケーブル
２５ａ，２５ｂ  引出口
３１  発振回路部
３２  比較部
３３  設定部
３４  制御部
３５  電源部
ＡＭＰ  増幅器
Ｃ１，Ｃ２  キャパシター
Ｌ  インダクター
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４  抵抗
【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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