(57)【要約】【課題】人体検出装置を軽量で柔軟な寝具内に配置すること、並びに寝具の幅方向及び長さ方向における人体の位置検出を可能にする。【解決手段】横方向に延びる３対の平行２線線路Ｈｎｙ（ｎ＝１〜３）の内、ある平行２線線路を構成する電源側線路Ｈｎｙａとグランド側線路との間の静電容量Ｃｎｙが、人体が載っていないときの静電容量である基礎静電容量Ｃｎｙｏに比較して、変化量ΔＣｎｙが大きいならば、電源側線路Ｈｎｙａ上に人体１０１が載っていることが分かる。また、縦方向に延びる３対の平行２線線路Ｈｍｘ（ｍ＝１〜３）のうち、ある平行２線線路を構成する電源側線路Ｈｍｘとグランド側線路との間の静電容量Ｃｍｘが、人体が載っていないときの静電容量である基礎静電容量Ｃｍｘ０に比較して、変化量ΔＣｍｘが大きいならば、電源側線路Ｈｍｘａ上に人体１０１が載っていることが分かる。【選択図】図６
2014144055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続される導線からなる電源側線路とグランドに接続される導線からなるグランド側線路とが交互に平行に配列された第１の位置検出部と、
該第１の位置検出部の各線路と直交する方向に、電源側線路とグランド側線路とが交互に平行に配列された第２の位置検出部と、
前記第１の位置検出部及び第２の位置検出部に人体が対向したことに伴う、各電源側線路とグランド側線路との間の静電容量の変化に基づいて、前記各位置検出部において人体が対向している電源側線路を特定する位置特定部と、
を備える静電容量型人体検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載された静電容量型人体検出装置において、
前記位置特定部は、電源側線路に前記交流電源から交流信号が入力されたときに、該電源側線路とグランド側線路との間の電圧を検出する電圧検出部と、該電圧検出部で検出された電圧を、該交流信号を基準としてベクトルの直交する各成分（Ｉ，Ｑ）に分けて検出するＩ/Ｑ検波回路、及び該Ｉ/Ｑ検波回路で検出されたベクトルの各成分の電圧と予め該電圧検出部及び該Ｉ/Ｑ検波回路で求めて蓄積しておいた基礎静電容量時のベクトルの各成分との差分をとる差分値積算器を有するＩ/Ｑ検波部とにより、該電源側線路とグランド側線路との間の静電容量の変化を検出する静電容量型人体検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載された静電容量型人体検出装置において、
前記位置特定部は、前記交流電源からの交流信号を各電源側線路に順次に切り換えて出力するスイッチ回路を有する静電容量型人体検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載された静電容量型人体検出装置において、
前記Ｉ/Ｑ検波部からの直交出力の２乗和を算出する２乗和回路部を有する静電容量型人体検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された静電容量型人体検出装置を収容した寝具。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載された静電容量型人体検出装置の出力データをネットワーク上のサーバへ送信する送信機と、前記サーバから前記出力データを受信して表示する端末装置とを有する遠隔見守りシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、在宅介護が必要な人や介護施設における入居者、或いは独居老人などの日常の見守りを遠隔地から行うために、寝床となるベッドやマットレス、又は敷布団などの寝具上の人の存否や寝相などの状態変化の検出を可能にした静電容量型人体検出装置、それを収容した寝具、及び遠隔見守りシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢化社会が進むにつれて、介護施設や自宅においてベッド上での生活を余儀なくされている要介護者が増加しつつある。このような環境では、要介護者がベッドから離れることや、ベッド上での姿勢などの状態の変化（寝返りなど）を監視することが必要であるが、複数の介護者をもってしても全てを常時把握することは困難である。
【０００３】
このような問題に対処した装置として、特許文献１に記載された患者検出装置がある。この装置は、ベッド床面に載置される感圧部材を備え、該感圧部材から出力される圧力信号に基づいて該ベッド上の患者の存在を検出する患者検出装置であって、前記感圧部材が前記ベッドの幅方向に複数備えられ、該複数の感圧部材から出力される圧力信号に基づいて、前記ベッドの幅方向における前記患者の位置を検出する位置検出手段を含むことを特徴とする患者検出装置である。
【０００４】
しかしながら、この患者検出装置では、感圧部材として、空気などの流体を充填した患者検知袋と、その流体圧を検知する圧力センサとを有する構成であるため、敷布団やマットレスなどの軽量で柔軟な寝具内に配置することは困難である。また、ベッドの長さ方向における患者の位置を検出することができないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、人体検出装置を軽量で柔軟な寝具内に配置すること、並びに寝具の幅方向及び長さ方向における人体の位置検出を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る静電容量型人体検出装置は、交流電源に接続される導線からなる電源側線路とグランドに接続される導線からなるグランド側線路とが交互に平行に配列された第１の位置検出部と、該第１の位置検出部の各線路と直交する方向に、電源側線路とグランド側線路とが交互に平行に配列された第２の位置検出部と、前記第１の位置検出部及び第２の位置検出部に人体が対向したことに伴う、各電源側線路とグランド側線路との間の静電容量の変化に基づいて、前記各位置検出部において人体が対向している電源側線路を特定する位置特定部と、を備える静電容量型人体検出装置である。
また、本発明に係る寝具は、本発明に係る静電容量型人体検出装置を収容した寝具である。
また、本発明に係る遠隔見守りシステムは、本発明に係る静電容量型人体検出装置の出力データをネットワーク上のサーバへ送信する送信機と、前記サーバから前記出力データを受信して表示する端末装置とを有する遠隔見守りシステムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る静電容量型人体検出装置によれば、軽量で柔軟な寝具内に配置すること、並びに寝具の幅方向及び長さ方向における人体の位置検出が可能となる。
本発明に係る寝具によれば、寝具上の人の存否や寝相などの状態変化の検出が可能となる。
本発明に係る遠隔見守りシステムによれば、敷布団などの寝具上の人の存否や寝相などの状態変化を遠隔地から把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置を構成する平行２線線路の一例とその静電容量を説明するための図である。
【図２】図１に示す平行２線線路に人体を載せたときの静電容量の変化を説明するための図である。
【図３】図１に示す平行２線線路に人体を半身ずらして載せたときの静電容量の変化を説明するための図である。
【図４】図１に示す平行２線線路に布団を被せ、その上に人体を載せたときの静電容量の変化を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置における第１の位置検出部の静電容量変化を基に人体が存在する一次元位置を特定する原理を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置における第１の位置検出部及び第２の位置検出部の静電容量変化を基に人体が存在する二次元位置を特定する原理を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置における平行２線線路の変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置におけるスイッチ切換回路のブロック図である。
【図１０】図８における１つの電源側線路とグランドとの間の電圧をバッファ回路を通して取り出す部分の等価回路を示す図である。
【図１１】図８におけるＩ/Ｑ検波部及び２乗和回路部の内部構成のブロック図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る遠隔見守りシステムを示す図である。
【図１３】図１２における携帯端末装置で表示される情報の一例を示す図である。
【図１４】図１３における任意の期間を拡大した状態を示す図である。
【図１５】図１２における携帯端末装置で表示される情報の別の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置を構成する平行２線線路の一例とその静電容量を説明するための図である。
【００１１】
この平行２線線路Ｈは、直径φを有する長さＬの２本の導線からなる線路Ｈａ及びＨｂを所定の間隔ｄで配置したものである。φ＝１mm、Ｌ＝1.9m、ｄ＝８cmの場合、線路Ｈｂをグランド（GND、アース）に接続し、端子ａ、ｂから線路間の静電容量を市販のＬＣＲメータで測定したところ、24.2pFであった。このときの静電容量Ｃ、即ち平行２線線路Ｈ上に何も乗せない状態での静電容量Ｃ０を本明細書では基礎静電容量と呼ぶことにする。なお、ここでは、線路Ｈａ、Ｈｂの各々を複数本の銅製の撚り線をビニールで被覆したビニール被覆線で構成したが、エナメル線で構成してもよい。
【００１２】
図２は、図１に示す平行２線線路に人体を載せたときの静電容量の変化を説明するための図である。２本の線路Ｈａ及びＨｂの上に人体１０１を載せ、図１の場合と同様に、静電容量Ｃを測定したところ、「Ｃ=Ｃ０+ΔＣ=32.4pF」であった。つまり、人体１０１を載せたことによる静電容量の変化量ΔＣが8.2pFとなり、基礎静電容量Ｃ０に対し、略34%(8.2/24.2≒0.34)増加した。
【００１３】
図３は、図１に示す平行２線線路に人体を半身ずらして載せたときの静電容量の変化を説明するための図である。線路ＨａとＨｂのほぼ中間から線路Ｈａ側のみに人体１０１を載せ、図１の場合と同様に、静電容量Ｃを測定したところ、「Ｃ=Ｃ０+ΔＣ=26.8pF」であった。つまり、人体１０１を半身載せたことによる静電容量の変化量ΔＣが2.6pFとなり、基礎静電容量Ｃ０に対し、略10%(2.6/24.2≒0.1)増加した。
【００１４】
図４は、図１に示す平行２線線路に布団を被せ、その上に人体を載せたときの静電容量の変化を説明するための図である。平行２線線路Ｈを厚さ8cmの布団１０２を被せ、その上に人体１０１を載せた。人体１０１と線路Ｈａ及びＨｂの上下方向の位置関係は図１と同じであり、平行２線線路Ｈからずれることなく対向している。
【００１５】
まず布団１０２の上に何もないときの静電容量Ｃである基礎静電容量Ｃ０を測定したところ、26.6pFであった。次に、布団１０２の上に人体１０１を載せ、静電容量Ｃを測定したところ、28pFであった。このとき、平行２線線路Ｈに対する人体１０１の関係は図１と同じく、全身が平行２線線路Ｈからずれていない状態である。これにより、平行２線線路Ｈに布団１０２を被せた状態では、人体１０１を載せたことによる静電容量の変化量ΔＣが1.4pFとなり、基礎静電容量Ｃ０に対し、略5.2%(1.4/26.6≒0.052)増加したことが分かる。
【００１６】
図５は、本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置における第１の位置検出部の静電容量変化を基に人体が存在する一次元位置を特定する原理を説明するための図である。
【００１７】
第１の位置検出部は、平行に配列されたＮ対の平行２線線路Ｈ１〜ＨＮ（Ｎは２以上の整数であり、ここではＮ＝３）を備え、各平行２線線路を構成する線路の一方はグランドに接続され、他方は後述する交流電源に接続される。図では、端子ｂ１〜ｂＮを有する線路がグランドに接続され、端子ａ１〜ａＮを有する線路が交流電源に接続される。また、端子ａ１〜ａＮを有する線路がグランドに接続される端子に挟まれるように、端子ｂ０を有し、グランドに接続される線路Ｈ０ｂが、端子ａ１を有する線路Ｈ１ａに対し、端子ｂ１を有する線路Ｈ１ｂと反対側に配置されている。以下、交流電源に接続される線路を電源側線路、グランドに接続される線路をグランド側線路と呼ぶ。
【００１８】
ここで、端子ａ１から見た静電容量Ｃ１は、端子ａ１を有する線路Ｈ１ａと端子ｂ１を有する線路Ｈ１ｂとの間の静電容量と、端子ａ１を有する線路Ｈ１ａと端子ｂ０を有する線路Ｈ０ｂとの間の静電容量との和にほぼ等しい。つまり、交流電源に接続される各線路と、グランドとの間の静電容量は、交流電源に接続される各線路の両側に配置され、グランドに接続される線路との間の静電容量にほぼ等しい。
【００１９】
従って、各平行２線線路Ｈｎ(ｎ=１〜Ｎ)を構成し、端子ａｎを有する線路Ｈｎａに人体が載っていないときの静電容量である基礎静電容量Ｃｎｏと比較して、変化量ΔＣｎが大きい（変化率が所定の閾値を超える）ならば、線路Ｈｎａ上に人体が載っていることが分かる。即ち、例えば線路Ｈ２ａの静電容量Ｃ２が、その基礎静電容量Ｃ２０と比較して、変化量ΔＣ２が大きいならば、線路Ｈ２ａ上に人体１０１が載っていることが分かる。
【００２０】
図６は、本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置における第１の位置検出部及び第２の位置検出部の静電容量変化を基に人体が存在する二次元位置を特定する原理を説明するための図である。
【００２１】
図６の横方向に延びるＮ対（Ｎは２以上の整数であり、ここではＮ＝３）の平行２線線路Ｈｎｙを備える第１の位置検出部Ｈｙと、図の縦方向に延びるＭ対（Ｍは２以上の整数であり、ここではＭ＝３）の平行２線線路Ｈｍｘを備える第２の位置検出部Ｈｘとを構成した。
【００２２】
平行２線線路Ｈ１ｙ〜Ｈ３ｙを構成する線路の内、端子ｂ１ｙ〜ｂ３ｙを有する線路Ｈ１ｙｂ〜Ｈ３ｙｂ、及び端子ｂ０ｙを有すると共に図の横方向に延びる線路Ｈ０ｙｂは、端子ｂ０ｘを有すると共に図の縦方向に延びる線路Ｈ０ｘｂによりグランドに接続されている。この結果、平行２線線路Ｈ１ｙ〜Ｈ３ｙを構成する線路の内、端子ａ１ｙ〜ａ３ｙを有する線路Ｈ１ｙａ〜Ｈ３ｙａはグランドに接続されている線路に挟まれた構造となる。つまり、線路Ｈ１ｙａ〜Ｈ３ｙａが電源側線路であり、線路Ｈ０ｙｂ〜Ｈ３ｙｂがグランド側線路である。
【００２３】
また、平行２線線路Ｈ１ｘ〜Ｈ３ｘを構成する線路の内、端子ｂ１ｘ〜ｂ３ｘを有する線路Ｈ１ｘｂ〜Ｈ３ｘｂは、線路Ｈ３ｙｂによりグランドに接続されている。この結果、平行２線線路Ｈ１ｘ〜Ｈ３ｘ構成する線路の内、端子ａ１ｘ〜ａ３ｘを有する線路Ｈ１ｘａ〜Ｈ３ｘａはグランドに接続されている線路に挟まれた構造となる。つまり、線路Ｈ１ｘａ〜Ｈ３ｘａが電源側線路であり、線路Ｈ０ｘｂ〜Ｈ３ｘｂがグランド側線路である。
【００２４】
この図において、横方向に延びるＮ対の平行２線線路Ｈｎｙ（ｎ＝１〜Ｎ）の内、ある平行２線線路を構成する電源側線路Ｈｎｙａとグランド側線路との間の静電容量Ｃｎｙが、人体が載っていないときの静電容量である基礎静電容量Ｃｎｙｏに比較して、変化量ΔＣｎｙが大きいならば、電源側線路Ｈｎｙａ上に人体１０１が載っていることが分かる。また、縦方向に延びるＭ対の平行２線線路Ｈｍｘ（ｍ＝１〜Ｍ）のうち、ある平行２線線路を構成する電源側線路Ｈｍｘａとグランド側線路との間の静電容量Ｃｍｘが、人体が載っていないときの静電容量である基礎静電容量Ｃｍｘ０に比較して、変化量ΔＣｍｘが大きいならば、電源側線路Ｈｍｘａ上に人体１０１が載っていることが分かる。つまり、人体の二次元位置（縦方向位置、横方向位置）が分かる。図は横方向位置が電源側線路Ｈ２ｘａの上、縦方向位置が電源側線路Ｈ２ｙａの上に人体１０１が載っている場合を示している。
【００２５】
実際には線間容量の変化範囲は人体の大きさに従って広く分布しているので、二次元配置した多数の平行２線線路の間隔をより狭くすることで、平行２線線路上に位置する人体の形状をより細かく測定することが望ましい。
【００２６】
第１の位置検出部Ｈｙを構成する各線路と、第２の位置検出部Ｈｘを構成する各線路の直径φは1mm程度でよく、密着して配置することもできるため、位置検出部の薄型化が可能である。また、各線路は柔らかいので、折り曲げることができる。
【００２７】
図７は、本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置における平行２線線路の変形例を示す図である。図示のように、平行２線線路Ｈ１ｙはジグザグに横方向に延びており、平行２線線路Ｈ１ｘはジグザグに縦方向に延びている。つまり、平行２線線路の延びる方向を時間軸に対応させると、平行２線線路が三角波を構成していると言える。三角波の代わりに正弦波を構成することもできる。このように、平行２線線路を曲げると、その全長が長くなることで線間容量が増加するため、容量変化の検出感度が高くなる。また、平行２線線路の柔軟性が高まるため、寝具内に収容することが容易になる。
【００２８】
図８は、本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置の構成を示す図である。この静電容量型人体検出装置は、図６に示す第１の位置検出部及び第２の位置検出部に位置特定用の回路（位置特定部）を接続した構成を有する。
【００２９】
第１の位置検出部を構成するN対の平行２線線路Ｈｎｙの一方の線路Ｈｎｙａとグランドとの間の静電容量Ｃｎｙの変化量ΔＣｎｙを測定するため、スイッチ切換回路２５の出力ＳＷｎｙ（ｎ＝１〜Ｎ）により順次にオンとなるスイッチ回路２１ｎｙ及び抵抗Ｒを介して、静電容量Ｃｎｙに交流電源２４から交流電圧（入力信号）ｅｉをかけ、線路Ｈｎｙａとグランドとの間の電圧ｅｎ（ｎ＝１〜Ｎ）をバッファ回路２０ｎｙを通して取り出す。即ち、バッファ回路２０ｎｙは電圧検出部を構成する。
【００３０】
また、第２の位置検出部を構成するＭ対の平行２線線路Ｈｍｘの一方の線路Ｈｍｘａとグランドとの間の静電容量Ｃｍｘの変化量ΔＣｍｘを測定するため、スイッチ切換回路２５の出力ＳＷｍｘ（ｍ＝１〜Ｍ）の制御により順次にオンとなるスイッチ回路２１ｍｘ及び抵抗Ｒを介して、静電容量Ｃｍｘに交流電源２４から交流電圧ｅｉをかけ、線路Ｈｍｘａとグランドとの間の電圧ｅｎ（ｎ＝Ｎ＋１〜Ｎ＋Ｍ）をバッファ回路２０ｍｘを通して取り出す。即ち、バッファ回路２０ｍｘは電圧検出部を構成する。
【００３１】
その後、電圧ｅｎ（ｎ＝１〜Ｎ＋Ｍ）をＩ/Ｑ検波部（直交検波部）２２に供給し、入力信号ｅｉを基準として順次にＩ/Ｑ検波することにより、ベクトルＥｎ（互いに直交する成分Ｉｎ、Ｑｎで表す）の変化量ΔＥｎ（ΔＩｎ、ΔＱｎ）として計測し、２乗和回路部２３を通すことで、パワーＰｎの変化量ΔＰｎとして検出する。Ｉ/Ｑ検波部２２及び２乗和回路部２３の内部構成については後述する。
【００３２】
図９は、スイッチ切換回路２５のブロック図である。スイッチ切換回路２５は、６個の３入力ＡＮＤ回路２５１〜２５６と、３個の２入力ＮＡＮＤ回路２５７〜２５９を備えており、３個の入力信号Ｂ１〜Ｂ３から、スイッチ回路２１１ｙ〜２１３ｙ及びスイッチ回路２１１ｘ〜２１３ｘを順次オンにするための制御信号ＳＷ１ｙ〜ＳＷ３ｙ、ＳＷ１ｘ〜ＳＷ３ｘを３入力ＡＮＤ回路２５１〜２５６から出力する。下記の表１は、Ｂ１〜Ｂ３及びＳＷ１ｙ〜ＳＷ３ｘの真理値表である。ここで、各スイッチ回路はＳＷ１ｙ〜ＳＷ３ｘが１のときにオンとなる。
【００３３】
【表１】
2014144055.tif 000003
【００３４】
図１０は、静電容量Ｃｎ（Ｃｎｙ、Ｃｎｘ）をバッファ回路２０ｎ（２０ｎｙ、２０ｎｘ）を通して取り出す部分の等価回路を示す図である。この図において、静電容量Ｃｎの両端の電圧ｅｎの入力信号ｅｉに対する比は下記の式［１］で表される。なお、グランドに接続される端子については、便宜上、ａｎの片側に配置されている端子ｂｎのみを図示し、端子ｂｎ−１を省略した。
ｅｎ/ｅｉ＝１/(1+ｊωＣｎＲ)＝Ａｎｊθｎ  …式［１］
ここで、ωは２πｆ、ｆは交流電源２４の周波数、Ｒは任意のインピーダンスでよいが、本文では抵抗Ｒの抵抗値、ｊは虚数単位である。
【００３５】
図１１は、図８におけるＩ/Ｑ検波部２２及び２乗和回路部２３の内部構成を示す図である。Ｉ/Ｑ検波部２２は、電力分配器２２１及び２２２、ミキサー２２３及び２２４、ローパスフィルタ２２５及び２２６、差分値積算器２２７及び２２８、並びに初期値メモリ２２９を備えている。ここで、Ｉ/Ｑ検波部２２において、電力分配器２２１及び２２２、ミキサー２２３及び２２４がＩ/Ｑ検波回路である。２乗和回路部２３は、２乗回路２３１、２３２、及び加算値積算器２３３を備えている。
【００３６】
電力分配器２２１は電圧ｅｎの電力を分配する。電力分配器２２２は、入力信号ｅｉの電力を分配すると共に分配された一方の位相をπ/２推移させる。電力分配器２２１の出力はミキサー２２３及び２２４に入力される。電力分配器２２２の出力の一方はミキサー２２４に入力され、他方はミキサー２２３に入力される。
【００３７】
ミキサー２２３、２２４は、入力された信号を混合し、ローパスフィルタ２２５、２２６へ送出する。ローパスフィルタ２２５、２２６は、ミキサー２２３、２２４の出力の低周波成分を取り出す。
【００３８】
ここまでの回路動作を説明する。式［１］から、入力信号ｅｉ＝cosωtに対して、電圧ｅｎ＝Ａｎcos(ωt＋θｎ)とおけば（係数は省略）、振幅Ａｎと位相θｎは下記の式［２］、［３］で表される。
Ａｎ＝１/√｛1+(ωＣｎＲ)２｝  …式［２］
θｎ＝−tan−１(ωＣｎＲ)  …式［３］
【００３９】
従って、入力信号ｅｉ＝cosωtを基準として、電圧ｅｎをＩ/Ｑ検波部でＩ/Ｑ検波し、ローパスフィル部で低周波成分を取り出すと、ローパスフィルタ２２５、２２６の出力Ｉｎ、Ｑｎは、それぞれ下記の式［４］、［５］で表される。
Ｉｎ＝同相成分＝ＬＰＦ［ｅｎ×cosωt］＝（Ａｎ/２）cosθｎ…式［４］
Ｑｎ＝直交成分＝ＬＰＦ［ｅｎ×sinωt］＝−（Ａｎ/２）sinθｎ…式［５］
【００４０】
ここで、式［２］、［３］に示すように、振幅Ａｎと位相θｎは静電容量Ｃｎの関数であるから、静電容量ＣｎがΔＣｎ変化すると、Ｉｎ、Ｑｎも変化するので、これらの変化量ΔＩｎ、ΔＱｎから人体の存在を検知できる。
【００４１】
即ち、Ｉｎ、ＱｎをベクトルＥｎで表せば、
Ｅｎ＝Ｉｎ＋ｊＱｎ  …式［６］
となり、人体が存在しないときのベクトル（基礎ベクトル）を
Ｅｎ０＝Ｉｎ０＋ｊＱｎ０  …式［７］
とすると、静電容量Ｃｎの変化量ΔＣｎによるベクトルＥｎの変化量ΔＥｎは、
ΔＥｎ＝Ｅｎ−Ｅｎ０＝（Ｉｎ−Ｉｎ０）＋ｊ（Ｑｎ−Ｑｎ０）＝ΔＩｎ＋ｊΔＱｎ  …式［８］
となる。差分値積算器２２７、２２８により、ΔＩｎ、ΔＱｎを算出している。
【００４２】
よって、人体の存在は下記の式［９］に示すベクトルの変化量ΔＥｎのパワーΔＰｎから検出できる。
ΔＰｎ＝（ΔＩｎ）２＋（ΔＱｎ）２  …式［９］
ここで、位相の変化量Δθｎ＝tan−１（ΔＱｎ/ΔＩｎ）などからも静電容量Ｃｎの変化量ΔＣｎが検出出来るが、検出感度は同等なので省略する。
【００４３】
２乗和回路部２３を構成する２乗回路２３１、２３２により、（ΔＩｎ）２、（ΔＱｎ）２を算出し、加算値積算器２３３によりΔＰｎを算出している。
【００４４】
例えばｎ＝２及び５に対して、ΔＰｎが所定の閾値を超えていれば、横方向に延びる平行２線線路Ｈ２ｙを構成する電源側線路Ｈ２ｙａ上、及び縦方向に延びる平行２線線路Ｈ２ｘを構成する電源側線路Ｈ２ｘａ上に人体が存在することが分かる。
【００４５】
図１２は、本発明の実施形態に係る遠隔見守りシステムを示す図である。この遠隔見守りシステムは、無線ＬＡＮ送信機３０、中継器（サーバ）４０、及び携帯端末装置５０により構成されている。
【００４６】
無線ＬＡＮ送信機３０は、図８に示す静電容量型人体検出装置と共に寝具に内蔵されるように構成することが好適である。無線ＬＡＮ送信機３０はΔＰｎ、ｎ（チャンネル番号）、及び時刻を表すデータを中継器（サーバ）４０へ定期的又はΔＰｎが所定の閾値を越えたときに送信する。
【００４７】
中継器（サーバ）４０は、例えば公衆Ｗｉ−Ｆｉなどの無線ネットワーク上に配置されており、無線ＬＡＮ送信機３０から送信されたデータ（ΔＰｎ、ｎ、及び時刻）を蓄積しており、携帯端末装置５０からの問い合わせに応じて、それらのデータを携帯端末装置５０へ送信する。
【００４８】
携帯端末装置５０は、例えば、ノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）、スマートフォン、タブレット端末のような無線通信機能及び情報処理機能を備えた携帯型機器である。中継器（サーバ）４０に対して、問い合わせを行ってデータを受信することで、携帯端末装置５０の使用者は、見守り対象者のベッドからの離床やベッド上での寝相等を遠隔地から把握することができる。なお、ノートＰＣは介護施設などの見守りセンター内の設置が固定されたＰＣでもよい。
【００４９】
図１３は、図１２における携帯端末装置５０で表示される情報の一例を示す図であり、図１４は、図１３における任意の期間を拡大した状態を示す図である。また、図１５は、図１２における携帯端末装置５０で表示される情報の別の一例を示す図である。
【００５０】
図１３に示す表示例により、２日前から現在までの離床時刻及び就寝時刻を把握することができる。また、図１４に示す任意の期間を拡大した状態の表示例により、ベッド上での体動や呼吸の状態を把握することができる。また、図１５に示す表示例により、ベッド上での寝相等を把握することができる。
【００５１】
なお、呼吸が浅いときは、呼吸に伴う体動が小さいので、感度不足のために検出できないことが考えられる。マイクロ波やミリ波を用いた呼吸センサと組み合わせることでこの問題に対処することが好適である。
【００５２】
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係る静電容量型人体検出装置によれば、軽量で柔軟な寝具内に配置すること、並びに寝具の幅方向及び長さ方向における人体の位置検出が可能となる。
また、敷布団やマットレスなど、人体の下に敷く寝具だけでなく、掛け布団や毛布など、人体の上に載せる寝具内に配置しても同じ効果が得られる。
さらに、見守りたい場所たとえば居間のカーッペット内、トイレのマット内、廊下などに設置してもよい。
また、敷布団やマットレスなど、人体の下に敷く寝具内に配置した場合、人体の重みに比例して静電容量Ｃｎが増加するので、人体の各部位が敷布団やマットレスなどに与える圧力分布も検出できる。この圧力分布を均等にして寝心地を改善するための対策を敷布団やマットレスに施す作業に資することができる。
また、静電容量型人体検出装置を寝具内に収容し、その出力データを遠隔地へ送信することで、その寝具の使用者の状態を遠隔地で把握することができる。
【符号の説明】
【００５３】
２４…交流電源、Ｈｙ…第１の位置検出部、Ｈｘ…第２の位置検出部、２０ｎｘ，２０ｎｙ，２０ｎ…バッファ回路、２２…Ｉ/Ｑ検波部、２３…２乗和回路部、２５…スイッチ切換回路、３０…無線ＬＡＮ送信機、４０…中継器、５０…携帯端末装置、１０１…人体、１０２…布団。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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