(57)【要約】      （修正有）【課題】被監視者の位置に応じて、ドップラセンサ部を有効に活用する被監視者監視装置を提供する。【解決手段】被監視者２を監視する被監視者監視装置であって、放射した送信波と送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力し、被監視者を監視するための監視信号を取得するドップラセンサ部４０と、被監視者を含む所定領域を撮像して撮像信号を出力するカメラ６０と、送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲変更部と、ドップラ信号に基づき、被監視者の位置を判定する第１判定部６１と、撮像信号に基づき、被監視者の位置を判定する第２判定部６２と、第１判定部により判定された被監視者の位置、又は第２判定部により判定された被監視者の位置に応じて、範囲変更部を制御して、送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲制御部６３と、を備えるものである。【選択図】図３
2018067222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被監視者を監視する被監視者監視装置であって、
放射した送信波と前記送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力し、前記被監視者を監視するための監視信号を取得するドップラセンサ部と、
前記被監視者を含む所定領域を撮像して撮像信号を出力する撮像部と、
前記送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲変更部と、
前記ドップラ信号に基づき、前記被監視者の位置を判定する第１判定部と、
前記撮像信号に基づき、前記被監視者の位置を判定する第２判定部と、
前記第１判定部により判定された前記被監視者の位置、又は前記第２判定部により判定された前記被監視者の位置に応じて、前記範囲変更部を制御して、前記送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲制御部と、
を備える被監視者監視装置。
【請求項２】
前記撮像部は、前記被監視者の部屋に設置され、
前記範囲制御部は、前記送信波の放射範囲の大きさを、前記部屋に配置される寝具を含む第１範囲に初期設定し、前記被監視者が前記寝具上に位置すると前記第２判定部により判定されると、前記送信波の放射範囲の大きさを前記第１範囲に維持する、
請求項１に記載の被監視者監視装置。
【請求項３】
前記範囲制御部は、前記被監視者が前記寝具上に位置していないと前記第２判定部により判定されると、前記送信波の放射範囲の大きさを前記第１範囲より大きい第２範囲に変更する、
請求項２に記載の被監視者監視装置。
【請求項４】
前記撮像部は、前記被監視者の部屋に設置され、
前記範囲制御部は、前記送信波の放射範囲の大きさを、前記部屋に配置される寝具を含む第１範囲に初期設定し、前記被監視者が前記寝具上に位置しないと前記第１判定部により判定されると、前記送信波の放射範囲の大きさを前記第１範囲より大きい第２範囲に変更する、
請求項１に記載の被監視者監視装置。
【請求項５】
前記範囲変更部は、
前記ドップラセンサ部から放射された前記送信波を集束する電波レンズ素子と、
前記電波レンズ素子又は前記ドップラセンサ部を、前記送信波が集束可能な集束位置と前記送信波が集束不可能な退避位置との間で移動させる駆動部と、
を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の被監視者監視装置。
【請求項６】
監視対象である被監視者を監視する被監視者監視装置における被監視者監視方法であって、
前記被監視者監視装置は、
放射した送信波と前記送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力し、前記被監視者を監視するための監視信号を取得するドップラセンサ部と、
前記被監視者を含む所定領域を撮像して撮像信号を出力する撮像部と、
前記送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲変更部と、
を備え、
前記被監視者監視方法は、
前記ドップラ信号に基づき、前記被監視者の位置を判定する第１判定工程と、
前記撮像信号に基づき、前記被監視者の位置を判定する第２判定工程と、
前記第１判定部により判定された前記被監視者の位置、又は前記第２判定部により判定された前記被監視者の位置に応じて、前記範囲変更部を制御して、前記送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲制御工程と、
を備える被監視者監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被監視者を監視する被監視者監視装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の我が国（日本）のような高齢化社会では、病気や怪我や高齢等による要看護者等の数の増加が、今後さらに見込まれる。
【０００３】
このような要看護者等は、病院や、老人福祉施設等の施設に入所し、その看護や介護を受ける。このような病院や老人福祉施設等の施設では、要看護者等の看護や介護をする者（以下、看護師等）が、定期的に巡視することによってその安否を確認している。
【０００４】
しかしながら、日勤の時間帯に較べ、準夜勤や夜勤の時間帯では、看護師等の人数が減り、一人当たりの業務負荷が増大するので業務負荷の軽減が要請される。このため、近年では、要看護者等を被監視者として監視（モニタ）する被監視者監視装置が研究、開発されている。
【０００５】
例えば特許文献１に記載の装置では、高周波（ＲＦ）を利用したドップラセンサにより、部屋内の被監視者の動きを分析し、呼吸数及び体動を取得して、被監視者の安否を監視している。特許文献１には、ドップラセンサが、病室に配置される例、住居の居間、寝室、浴室、トイレ等に配置される例などが開示されている。
【０００６】
一方、安否確認の点では、一人暮らしの独居者も、前記要看介護者と同様であり、被監視者となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５６８２５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、呼吸は振幅が小さいため、ドップラセンサは、指向性を絞って（つまり検知範囲を狭くして）、感度を上げた状態で使用される。したがって、ドップラセンサは、病室又は寝室に配置される場合、被監視者が就寝中の呼吸数及び体動を取得するために、検知範囲が寝具を含む狭い範囲に限られている。このため、特許文献１に記載の装置では、寝具から離れた被監視者を検知することについては考慮されていない。その結果、被監視者が寝具から離れた状態等、被監視者の位置によっては、ドップラセンサは、有効に活用されていない。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、被監視者の位置に応じて、ドップラセンサ部を有効に活用することができる被監視者監視装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、
被監視者を監視する被監視者監視装置であって、
放射した送信波と前記送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力し、前記被監視者を監視するための監視信号を取得するドップラセンサ部と、
前記被監視者を含む所定領域を撮像して撮像信号を出力する撮像部と、
前記送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲変更部と、
前記ドップラ信号に基づき、前記被監視者の位置を判定する第１判定部と、
前記撮像信号に基づき、前記被監視者の位置を判定する第２判定部と、
前記第１判定部により判定された前記被監視者の位置、又は前記第２判定部により判定された前記被監視者の位置に応じて、前記範囲変更部を制御して、前記送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲制御部と、
を備えるものである。
【００１１】
本態様では、ドップラ信号に基づき判定された被監視者の位置、又は撮像信号に基づき判定された被監視者の位置に応じて、ドップラセンサ部から放射される送信波の放射範囲の大きさが変更される。したがって、本態様によれば、被監視者の位置に応じて、ドップラセンサ部を有効に活用することができる。
【００１２】
上記態様において、例えば、前記撮像部は、前記被監視者の部屋に設置されてもよい。前記範囲制御部は、前記送信波の放射範囲の大きさを、前記部屋に配置される寝具を含む第１範囲に初期設定し、前記被監視者が前記寝具上に位置すると前記第２判定部により判定されると、前記送信波の放射範囲の大きさを前記第１範囲に維持してもよい。
【００１３】
本態様では、送信波の放射範囲の大きさは、寝具を含む第１範囲に初期設定されている。そして、被監視者が寝具上に位置すると撮像信号に基づき判定されると、送信波の放射範囲の大きさは、第１範囲に維持される。送信波の放射範囲の大きさが、寝具を含む第１範囲という狭い範囲に維持されるため、ドップラセンサ部における反射波の感度は上昇する。したがって、本態様によれば、ドップラセンサ部は、被監視者を監視するための監視信号として、被監視者の生体信号を取得することが可能になる。
【００１４】
上記態様において、例えば、前記範囲制御部は、前記被監視者が前記寝具上に位置していないと前記第２判定部により判定されると、前記送信波の放射範囲の大きさを前記第１範囲より大きい第２範囲に変更してもよい。
【００１５】
本態様では、被監視者が寝具上に位置していないと撮像信号に基づき判定されると、送信波の放射範囲の大きさは、第１範囲より大きい第２範囲に変更される。送信波の放射範囲の大きさが、第１範囲から第２範囲に広げられるため、ドップラセンサ部における反射波の感度は、第１範囲の場合に比べて低下する。このため、被監視者の生体信号を取得することは困難になる。しかしながら、被監視者が寝具から離れても、第２範囲内に位置していれば、ドップラ信号に基づき、被監視者の位置や動作を判定することは可能になる。したがって、本態様によれば、ドップラセンサ部を有効に活用することができる。
【００１６】
なお、上記態様において、前記第２範囲は、前記第１範囲を包含してもよい。また、上記態様において、前記第２範囲は、前記第１範囲を包含せず、前記第１範囲とは別の範囲でもよい。
【００１７】
上記態様において、例えば、前記撮像部は、前記被監視者の部屋に設置されてもよい。前記範囲制御部は、前記送信波の放射範囲の大きさを、前記部屋に配置される寝具を含む第１範囲に初期設定し、前記被監視者が前記寝具上に位置しないと前記第１判定部により判定されると、前記送信波の放射範囲の大きさを前記第１範囲より大きい第２範囲に変更してもよい。
【００１８】
本態様では、送信波の放射範囲の大きさは、寝具を含む第１範囲に初期設定されている。被監視者が寝具上に位置しないとドップラ信号に基づき判定されると、送信波の放射範囲の大きさは、第１範囲より大きい第２範囲に変更される。被監視者が寝具上に位置しないとドップラ信号に基づき判定されると、送信波の放射範囲の大きさが寝具を含む第１範囲に維持されても、被監視者からの反射波が得られる可能性は低くなる。しかし、送信波の放射範囲の大きさが、第１範囲より大きい第２範囲に広げられると、被監視者からの反射波が得られる可能性は高くなる。したがって、本態様によれば、ドップラセンサ部を有効に活用することができる。
【００１９】
なお、上記態様において、前記第２範囲は、前記第１範囲を包含してもよい。また、上記態様において、前記第２範囲は、前記第１範囲を包含せず、前記第１範囲とは別の範囲でもよい。
【００２０】
上記態様において、例えば、前記範囲変更部は、前記ドップラセンサ部から放射された前記送信波を集束する電波レンズ素子と、前記電波レンズ素子又は前記ドップラセンサ部を、前記送信波が集束可能な集束位置と前記送信波が集束不可能な退避位置との間で移動させる駆動部と、を含んでもよい。
【００２１】
本態様では、ドップラセンサ部から放射された送信波は、電波レンズ素子によって集束される。電波レンズ素子又はドップラセンサ部は、駆動部によって、送信波が集束可能な集束位置と送信波が集束不可能な退避位置との間で移動する。したがって、本態様によれば、電波レンズ素子と駆動部とを備えた構成によって、送信波の放射範囲の大きさを変更することができる。
【００２２】
本発明の別の態様は、
監視対象である被監視者を監視する被監視者監視装置における被監視者監視方法であって、
前記被監視者監視装置は、
放射した送信波と前記送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力し、前記被監視者を監視するための監視信号を取得するドップラセンサ部と、
前記被監視者を含む所定領域を撮像して撮像信号を出力する撮像部と、
前記送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲変更部と、
を備え、
前記被監視者監視方法は、
前記ドップラ信号に基づき、前記被監視者の位置を判定する第１判定工程と、
前記撮像信号に基づき、前記被監視者の位置を判定する第２判定工程と、
前記第１判定部により判定された前記被監視者の位置、又は前記第２判定部により判定された前記被監視者の位置に応じて、前記範囲変更部を制御して、前記送信波の放射範囲の大きさを変更する範囲制御工程と、
を備えるものである。
【００２３】
本態様では、ドップラ信号に基づき判定された被監視者の位置、又は撮像信号に基づき判定された被監視者の位置に応じて、ドップラセンサ部から放射される送信波の放射範囲の大きさが変更される。したがって、本態様によれば、被監視者の位置に応じて、ドップラセンサ部を有効に活用することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、被監視者の位置に応じて、ドップラセンサ部を有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態の被監視者監視装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】ドップラセンサ部の検知範囲を概略的に示す図である。
【図３】被監視者監視装置の各部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】ドップラセンサ部、レドーム、モータを概略的に示す図である。
【図５】ドップラセンサ部、レドーム、モータを概略的に示す図である。
【図６】ドップラセンサ部の図２と異なる検知範囲を概略的に示す図である。
【図７】メモリに予め記憶されている判定情報を概略的に示す図である。
【図８】本実施形態の被監視者監視装置の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図９】被監視者監視装置の動作の図８と異なる例を概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（本開示に係る一態様を発明するに至った経緯）
まず、本開示に係る一態様の着眼点が説明される。上述のように、病室又は寝室内の寝具を離れた場所における被監視者の動きを検知することが望まれる。しかしながら、特許文献１には、カメラを用いて寝具以外の場所における被監視者の動きを検知することについては開示されていない。そこで、ドップラセンサとカメラとの両方を用いて、被監視者を監視することが考えられる。この場合、ドップラセンサとカメラとは、部屋全体を監視するために、例えば病室又は寝室の天井に設置されることになる。
【００２７】
カメラは、部屋全体を撮像範囲として、被監視者の起床・寝具からの離床・寝具以外の場所における歩行中の転倒・ベッドからの転落などの事象又は異常を検知することができる。一方、ドップラセンサは、上述のように、検知範囲を寝具に絞ることにより、振幅の小さい呼吸などの情報を検知することができる。
【００２８】
しかしながら、カメラを天井のほぼ中央に設置し、部屋の隅に配置された寝具から離れた被監視者を監視する場合、カメラの直下の近傍に被監視者が位置すると、被監視者の体が頭に隠れてしまうことになる。このため、カメラの直下の近傍で、被監視者が例えば膝から崩れ落ちるように転倒すると、頭の大きさの変化のみから転倒を判定しなければならない。その結果、被監視者が転倒しても転倒と判定できずに警報を出力できなかったり、被監視者が転倒していないのに転倒と判定して誤って警報を出力してしまったりするなどの誤判定の可能性が高くなる。
【００２９】
また、ドップラセンサは、寝具に向けられているため、被監視者が寝具から離れた場合には、被監視者の情報を取得することができない。このため、被監視者が寝具から離れている間は、ドップラセンサを活用できていない。
【００３０】
そこで、本発明者は、被監視者が寝具から離れたと判断すると、ドップラセンサの指向性（検知範囲）を広げることにより、寝具の外に居る被監視者を検知することが可能になるのではないかと考えた。こうすることで、従来、被監視者が寝具から離れている間は活用されていなかったドップラセンサの有効活用が可能になる。また、カメラ単体では誤判定する可能性の高い被監視者の転倒などの異常を、ドップラセンサから出力されるデータを用いることによって、誤判定を低減させることが可能となる。
【００３１】
（実施形態）
以下、本発明にかかる一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施の形態の被監視者監視装置の全体構成を概略的に示す図である。図２は、ドップラセンサ部の検知範囲を概略的に示す図である。図３は、被監視者監視装置の各部の構成を概略的に示すブロック図である。図４、図５は、ドップラセンサ部、レドーム、モータを概略的に示す図である。図６は、ドップラセンサ部の図２と異なる検知範囲を概略的に示す図である。
【００３３】
図１に示される被監視者監視装置１は、センサボックス１０と、サーバ装置２０とを備える。センサボックス１０は、例えば、図１に示されるように、ドップラセンサ部４０と、制御部５０と、カメラ６０と、レドーム７０と、モータ８０とを備える。センサボックス１０は、図２に示されるように、被監視者２が使用する寝具３（本実施形態ではベッド）が配置された部屋４の天井４ａのほぼ中央の面上に設置されている。
【００３４】
被監視者監視装置１は、被監視者２に応じて適宜な場所に配設される。被監視者２は、例えば、病気又は怪我等によって看護を必要とする者、身体能力の低下等によって介護を必要とする者、一人暮らしの独居者等である。特に、早期発見と早期対処とを可能にする観点から、被監視者２は、例えば異常状態等の所定の不都合な事象がその者に生じた場合に、その発見を必要としている者であることが好ましい。このため、被監視者監視装置１は、被監視者２の種類に応じて、病院、老人福祉施設及び住戸等の建物に好適に配設される。
【００３５】
ドップラセンサ部４０は、送信波を送信し、物体で反射した前記送信波の反射波を受信し、前記送信波と前記反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力するセンサ装置である。前記物体が動いている場合、いわゆるドップラ効果により前記物体の動いている速度に比例して反射波の周波数がシフトするため、送信波の周波数と反射波の周波数とに差（ドップラ周波数成分）が生じる。ドップラセンサ部４０は、このドップラ周波数成分の信号をドップラ信号として生成し、出力する。
【００３６】
前記送信波は、超音波やマイクロ波等であって良いが、本実施形態では、２．４ＧＨｚ〜２４ＧＨｚのマイクロ波である。マイクロ波は、着衣を透過して生体の体表で反射できるため、生体が衣服を着ていても体表の動きを検知でき、好ましい。このドップラ周波数成分のドップラ信号は、ドップラセンサ部４０から制御部５０へ出力される。
【００３７】
このようなドップラセンサ部４０は、より具体的には、例えば図３に示されるように、送信部４１と、送信アンテナ４２と、受信アンテナ４３と、受信部４４と、アナログデジタル変換部（ＡＤ変換部）４５とを備える。
【００３８】
送信部４１は、マイクロ波に対応する電気信号の送信波を生成する回路であり、例えばガンダイオードや増幅回路等を備えたマイクロ波発振回路等を備えて構成される。送信アンテナ４２は、送信部４１に接続され、送信部４１で生成された電気信号の送信波をマイクロ波の送信波に変換し、前記マイクロ波の送信波を放射するアンテナである。送信アンテナ４２は、無指向性でマイクロ波の送信波を放射する。受信アンテナ４３は、被監視者２で反射されるマイクロ波（反射波）を取得してマイクロ波を電気信号に変換するアンテナである。
【００３９】
受信部４４は、受信アンテナ４３に接続され、受信アンテナ４３から出力された電気信号、および、電気信号の送信波から、信号処理によって、ドップラ周波数成分のドップラ信号を生成する回路である。
【００４０】
受信部４４は、１チャンネルのドップラ信号を生成する回路であっても良いが、本実施形態では、より精度良く検出するために、例えば直交位相検波器等を備え、ＩチャンネルとＱチャンネルとの２チャンネルのドップラ信号（ＩチャンネルデータＩ（ｔ）およびＱチャンネルデータＱ（ｔ））を生成する回路である。この２チャンネルの受信部４４では、ドップラ周波数成分のドップラ信号Ｄｐ（ｔ）は、Ｉ（ｔ）＋ｉ×Ｑ（ｔ）の複素信号となる（Ｄｐ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）＋ｉ×Ｑ（ｔ）、ｉは、虚数単位であり、ｉ２＝−１）。
【００４１】
ＡＤ変換部４５は、受信部４４に接続され、アナログのドップラ信号を所定のサンプリング間隔でサンプリングしてデジタル化することによってデジタルのドップラ信号に変換する回路である。ＡＤ変換部４５は、制御部５０に接続され、このＡＤ変換したデジタルのドップラ信号（ＩチャンネルデータＩ（ｔ）およびＱチャンネルデータＱ（ｔ））を制御部５０へ出力する。なお、図３に示す例では、ＡＤ変換部４５は、ドップラセンサ部４０に備えられたが、これに代え、制御部５０に備えられても良い。
【００４２】
カメラ６０（撮像部の一例に相当）は、図１に示されるように、部屋４（図２）の天井４ａの面上にドップラセンサ部４０に並んで配置されている。カメラ６０は、カメラ６０の撮像範囲が部屋４（図２）の全体になるように、構成されている。カメラ６０は、例えば撮像範囲（つまり部屋４の全体）の画像を所定時間（例えば１／６０秒）毎に撮像する。カメラ６０は、撮像した撮像信号を所定時間（例えば１／６０秒）毎に制御部５０に出力する。
【００４３】
レドーム７０（範囲変更部の一例に相当）は、ドップラセンサ部４０が放射するマイクロ波の指向性を高める電波レンズ素子である。レドーム７０は、図１、図４に示されるように、ドップラセンサ部４０の下方に配置されている。ドップラセンサ部４０の送信アンテナ４２は、上述のように、無指向性でマイクロ波の送信波を放射する。部屋４の天井４ａに配置された送信アンテナ４２から無指向性でマイクロ波の送信波が放射されると、受信アンテナ４３は、部屋４内で反射された全ての反射波を受信することになる。そうなると、動きの比較的小さい呼吸動作は、ノイズに埋もれ易い。そこで、ＳＮ比を向上させるために、レドーム７０を用いて送信アンテナ４２から放射される送信波の指向性を高めることによって、受信波の検知範囲を狭くしている。
【００４４】
レドーム７０は、図４に示されるように、反射枠体７０ａと、レンズ部７０ｂとを備える。反射枠体７０ａは、ほぼ筒状に形成され、ドップラセンサ部４０の直ぐ下方に配置されている。反射枠体７０ａの上面側及び下面側には、開口部が設けられている。反射枠体７０ａの上面側の開口部の周囲には、ドップラセンサ部４０を取り囲むように、突部７０ｃが突設されている。この突部７０ｃによって、ドップラセンサ部４０の送信アンテナ４２から放射された無指向性の送信波のほぼ全てが反射枠体７０ａの内側に導かれる。反射枠体７０ａの内周には、金属箔などが貼り付けられ、マイクロ波を効率良く反射する反射面が形成されている。反射枠体７０ａには、横方向（図４では左方）に軸受部７０ｄが突設されている。
【００４５】
レンズ部７０ｂは、反射枠体７０ａの下面側の開口部を覆うように配置されている。レンズ部７０ｂは、ドップラセンサ部４０から放射され、反射枠体７０ａの内周の反射面で反射されたマイクロ波を集束する。レンズ部７０ｂは、例えばマイクロ波を集束する性質を有する誘電体で形成され、下方に向かって凸となる円形曲面を有する凸レンズのような形状に形成されている。
【００４６】
レドーム７０は、送信アンテナ４２から放射された送信波が、レンズ部７０ｂにより集束されて部屋４に向けて送信され、かつ、部屋４内の例えば被監視者２により反射された反射波が、レンズ部７０ｂを介して受信アンテナ４３により受信されるように構成されている。
【００４７】
モータ８０（駆動部の一例に相当、範囲変更部の一例に相当）は、センサボックス１０の内部において、レドーム７０の直ぐ横（図４では左方）に固定されている。モータ８０として、ステッピングモータを用いてもよい。モータ８０の回転軸８０ａは、レドーム７０の軸受部７０ｄに穿設された貫通孔に挿通されて固定されている。モータ８０は、回転軸８０ａを介して、レドーム７０を回転可能に支持している。
【００４８】
モータ８０の初期位置では、図４に示されるように、ドップラセンサ部４０の直ぐ下方にレドーム７０が配置される。この状態では、送信アンテナ４２から放射された送信波は、レドーム７０を介して、図２に示されるように、寝具３に向けて放射され、検知範囲４６（第１範囲の一例に相当、送信波の放射範囲の一例に相当）が寝具３を含む狭い範囲に限られる。また、寝具３上の被監視者２により反射された反射波は、レドーム７０を介して、受信アンテナ４３によって受信される。
【００４９】
モータ８０が駆動されて初期位置から回転軸８０ａが回転すると、図５に示されるように、レドーム７０は、ドップラセンサ部４０の下方から退避する。この状態では、送信アンテナ４２から放射された送信波は、図６に示されるように、部屋４の全体に向けて放射され、検知範囲４７（第２範囲の一例に相当、送信波の放射範囲の一例に相当）が部屋４の全体となり、検知範囲４６（図２）より広くなる。この場合には、図６に示されるように、寝具３から離れた被監視者２を含む部屋４の全体から反射された反射波が、受信アンテナ４３によって受信される。
【００５０】
図３において、制御部５０は、ドップラセンサ部４０、カメラ６０、モータ８０に接続されている。制御部５０は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、プログラム及びデータ等を保存するメモリ５１、周辺回路等を含む。メモリ５１は、例えば半導体メモリで構成される。
【００５１】
メモリ５１に保存されたプログラムを実行することにより、制御部５０のＣＰＵは、図３に示されるように、生体信号処理部５２、駆動制御部５３、及び通信部５４として機能する。
【００５２】
生体信号処理部５２は、ドップラセンサ部４０のＡＤ変換部４５に接続され、ドップラセンサ部４０から入力された時間空間のドップラ信号を信号処理して、被監視者２の呼吸数を算出する。生体信号処理部５２は、算出した呼吸数を通信部５４に出力する。また、生体信号処理部５２は、ドップラセンサ部４０から入力された時間空間のドップラ信号を通信部５４に出力する。
【００５３】
駆動制御部５３（範囲変更部の一例に相当）は、通信部５４を介して、サーバ装置２０から送信される制御信号に基づき、モータ８０の駆動を制御する。代替的に、サーバ装置２０から送信される制御信号に代えて、駆動制御部５３が、自ら、モータ８０の駆動を制御してもよい。
【００５４】
通信部５４は、有線又は無線で、ＬＡＮ、電話網又はデータ通信網等に接続する通信インタフェースであり、所定の通信プロトコルに従って網（ネットワーク）を介してサーバ装置２０との間で通信信号を送受信する。通信部５４は、生体信号処理部５２から入力された、被監視者２の呼吸数とドップラセンサ部４０から入力された時間空間のドップラ信号とをサーバ装置２０に送信する。通信部５４は、カメラ６０から入力された撮像信号をサーバ装置２０に送信する。通信部５４は、サーバ装置２０から送信されたモータ８０の制御信号を、駆動制御部５３に出力する。
【００５５】
サーバ装置２０は、例えばコンピュータであり、制御部２１、プログラム及びデータ等を保存するメモリ２２、周辺回路、表示部２３を含む。メモリ２２は、半導体メモリ、ハードディスク等で構成される。周辺回路は、入力部２４と、通信部２５とを含む。
【００５６】
表示部２３は、例えば液晶表示パネルを含む。代替的に、表示部２３は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルを含んでもよい。入力部２４は、キーボード及びマウスを含んでもよい。表示部２３がタッチパネル式の場合には、入力部２４は、表示部２３のタッチパネルであってもよい。
【００５７】
通信部２５は、有線又は無線で、ＬＡＮ、電話網又はデータ通信網等に接続する通信インタフェースであり、所定の通信プロトコルに従って網（ネットワーク）を介して、センサボックス１０の制御部５０との間で通信信号を送受信する。通信部２５は、被監視者２の呼吸数と、被監視者２の体動レベルと、ドップラセンサ部４０から入力された時間空間のドップラ信号と、を制御部５０から受信する。
【００５８】
制御部２１は、例えばＣＰＵを含む。メモリ２２に保存されたプログラムを実行することにより、制御部２１のＣＰＵは、第１判定部６１と、第２判定部６２と、範囲制御部６３として機能する。
【００５９】
第１判定部６１は、通信部２５を介して、ドップラセンサ部４０から入力された時間空間のドップラ信号から、被監視者２の体動の大きさ（体動レベル）を算出する。体動は、例えば、被監視者２が寝具３で就寝中のときは、寝返りなどであり、例えば被監視者２が寝具３から離れているときは、歩行又は転倒などである。第１判定部６１は、算出した体動レベルから、被監視者２の位置を判定する。この第１判定部６１の位置判定手法については、後に詳述される。
【００６０】
第２判定部６２は、カメラ６０から出力される撮像信号に基づき、例えばテンプレートマッチングによって、撮像範囲（つまり部屋４の全体）における被監視者２の頭部の位置を判定する。第２判定部６２は、判定した被監視者２の頭部の位置から、被監視者２が寝具３に横たわっているか、又は寝具３から離れているかを判定する。また、第２判定部６２は、被監視者２が寝具３から離れていると判定したときは、被監視者２の頭部の動きから、被監視者２の転倒の有無を判定する。
【００６１】
範囲制御部６３は、第１判定部６１による被監視者２の位置の判定結果と、第２判定部６２による被監視者２の位置の判定結果と、の少なくとも一方の判定結果に基づき、レドーム７０の位置を変更するためにモータ８０を駆動する制御信号を、通信部２５，５４を介して、駆動制御部５３に出力する。
【００６２】
また、メモリ２２に保存されたプログラムを実行することにより、制御部２１は、被監視者２の呼吸数と、被監視者２の体動の有無の判定結果と、被監視者２の転倒の有無の判定結果とを、これらを取得した日時に対応付けて、メモリ２２に保存する。
【００６３】
図７は、メモリ２２に予め記憶されている判定情報７００を概略的に示す図である。図７を用いて、第１判定部６１の位置判定手法が説明される。
【００６４】
図２に示されるように、ドップラセンサ部４０の検知範囲４６が寝具３を含む狭い範囲に限定されている場合には、第１判定部６１は、例えば呼吸などの被監視者２の微かな体動の有無を判定する。一方、図６に示されるように、ドップラセンサ部４０の検知範囲４７が部屋４の全体に広がっている場合には、第１判定部６１は、例えば歩行又は転倒などの被監視者２の大きな体動の有無を判定する。したがって、第１判定部６１が判定するときの閾値は、両者で異なる。
【００６５】
範囲制御部６３は、モータ８０を駆動する制御信号に関する情報を第１判定部６１に通知する。具体的には、範囲制御部６３は、モータ８０が初期位置にある（つまりレドーム７０はドップラセンサ部４０の下方に位置し、ドップラセンサ部４０の検知範囲４６が寝具３を含む狭い範囲に限定されている）か、又は、モータ８０が初期位置から駆動されている（つまりレドーム７０はドップラセンサ部４０の下方から退避し、ドップラセンサ部４０の検知範囲４７が部屋４の全体に広がっている）か、の情報を第１判定部６１に通知する。
【００６６】
第１判定部６１は、ドップラセンサ部４０の検知範囲４７が部屋４の全体に広がっている場合には、判定情報７００を参照し、閾値ＴＨ１，ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）を用いて、被監視者２の位置を判定する。
【００６７】
具体的には、第１判定部６１は、ドップラ信号のデータＤｄがＤｄ＜ＴＨ１であれば、被監視者２の体動が検知されないと判定する。このため、第１判定部６１は、被監視者２が部屋４に不在であるか、部屋４内で身動きしていない異常状態であるかのいずれかであると判定する。
【００６８】
ドップラ信号のデータＤｄがＴＨ１≦Ｄｄ＜ＴＨ２であれば、第１判定部６１は、被監視者２の歩行程度の正常な体動のデータが出力されたと判定する。このため、第１判定部６１は、被監視者２が寝具３から離れて部屋４に在室しており、正常状態であると判定する。
【００６９】
ドップラ信号のデータＤｄがＴＨ２≦Ｄｄであれば、第１判定部６１は、被監視者２が転倒したなどの異常に大きな体動のデータが出力されたと判定する。このため、第１判定部６１は、被監視者２が部屋４に在室しており、異常な状態であると判定する。
【００７０】
一方、第１判定部６１は、ドップラセンサ部４０の検知範囲４６が寝具３を含む狭い範囲に限定されている場合には、判定情報７００を参照し、閾値ＴＨ３を用いて、被監視者２の位置を判定する。
【００７１】
具体的には、ドップラ信号のデータＤｄがＤｄ＜ＴＨ３であれば、第１判定部６１は、被監視者２の寝返りなどの微かな体動のデータが出力されていないと判定する。このため、第１判定部６１は、被監視者２が寝具３に不在であるか、寝具３の上で身動きしていない異常状態であるかのいずれかであると判定する。
【００７２】
ドップラ信号のデータＤｄがＴＨ３≦Ｄｄであれば、第１判定部６１は、被監視者２の寝返りなどの微かな体動のデータが出力されたと判定する。このため、第１判定部６１は、被監視者２が寝具３の上で正常な状態であると判定する。
【００７３】
閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３については、ドップラセンサ部４０を用いて、予め実験的に求めてメモリ２２に記憶させておいてもよい。例えば、部屋の大きさごとに、ドップラセンサ部４０から出力されるドップラ信号を予めシミュレーションして閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３を求めておき、ドップラセンサ部４０が設置される部屋の大きさに応じて、使用する閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３を決定し、メモリ２２に記憶させておくようにしてもよい。
【００７４】
図８は、本実施形態の被監視者監視装置１の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。図８の動作は、一定時間（例えば５０ｍｓｅｃ）毎に実行される。
【００７５】
ステップＳ８００において、第２判定部６２は、カメラ６０から出力される撮像信号に基づき、被監視者２が寝具３に横たわっているか否かを判定する。被監視者２が寝具３に横たわっていると判定されると（ステップＳ８００でＹＥＳ）、処理はステップＳ８０１に進む。一方、被監視者２が寝具３に横たわっていないと判定されると（ステップＳ８００でＮＯ）、処理はステップＳ８０５に進む。
【００７６】
ステップＳ８０１において、範囲制御部６３は、現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が寝具３を含む狭い範囲であるか否か（つまりレドーム７０がドップラセンサ部４０の下方に位置しているか否か）を判定する。現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が部屋４の全体であれば（ステップＳ８０１でＮＯ）、処理はステップＳ８０２に進む。現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が寝具３を含む狭い範囲であれば（ステップＳ８０１でＹＥＳ）、処理はステップＳ８０３に進む。
【００７７】
ステップＳ８０２において、範囲制御部６３は、通信部２５を介して、モータ８０を初期位置に戻す制御信号を制御部５０に送信する。この制御信号を受けて、駆動制御部５３は、モータ８０を駆動し、レドーム７０をドップラセンサ部４０の下方に位置させる。その後、処理はステップＳ８０３に進む。
【００７８】
ステップＳ８０３において、第１判定部６１は、閾値ＴＨ３を用いて、ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されたか否かを判定する。ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されたと判定すると（ステップＳ８０３でＹＥＳ）、第１判定部６１は、被監視者２は正常であると判定して、図８の処理は終了する。一方、ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されていないと判定すると（ステップＳ８０３でＮＯ）、第１判定部６１は、被監視者２が異常である可能性があると判定して、処理はステップＳ８０４に進む。
【００７９】
ステップＳ８０５において、範囲制御部６３は、現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が部屋４の全体であるか否か（つまりレドーム７０がドップラセンサ部４０の下方から退避しているか否か）を判定する。現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が寝具３を含む狭い範囲であれば（ステップＳ８０５でＮＯ）、処理はステップＳ８０６に進む。現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が部屋４の全体であれば（ステップＳ８０５でＹＥＳ）、処理はステップＳ８０７に進む。
【００８０】
ステップＳ８０６において、範囲制御部６３は、通信部２５を介して、モータ８０を初期位置から回転させる制御信号を制御部５０に送信する。この制御信号を受けて、駆動制御部５３は、モータ８０を駆動し、レドーム７０をドップラセンサ部４０の下方から退避させる。その後、処理はステップＳ８０７に進む。
【００８１】
ステップＳ８０７において、第１判定部６１は、閾値ＴＨ１，ＴＨ２を用いて、ドップラセンサ部４０から歩行程度の正常な体動のデータが出力されたか否かを判定する。ドップラセンサ部４０から正常な体動のデータが出力されたと判定すると（ステップＳ８０７でＹＥＳ）、第１判定部６１は、被監視者２は正常であると判定して、図８の処理は終了する。一方、ドップラセンサ部４０から転倒などの異常な体動のデータが出力されたと判定すると（ステップＳ８０７でＮＯ）、第１判定部６１は、被監視者２が異常である可能性があると判定して、処理はステップＳ８０４に進む。
【００８２】
ステップＳ８０４において、第１判定部６１は、被監視者２が異常である可能性があると判定したため、表示部２３に警報メッセージを表示するなどの異常処理を行う。その後、図８の処理は終了する。
【００８３】
以上説明されたように、本実施形態では、カメラ６０から出力される撮像信号に基づき、被監視者２が寝具３に横たわっていないと判定されると、ドップラセンサ部４０の検知範囲が部屋４の全体とされる。このため、本実施形態によれば、被監視者２が寝具３に横たわっていない場合に、ドップラセンサ部４０を有効に活用することができる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、カメラ６０に加えて、ドップラセンサ部４０を利用することによって、被監視者２の転倒などの異常を精度良く検知することが可能になる。
【００８５】
また、本実施形態では、カメラ６０から出力される撮像信号に基づき、被監視者２が寝具３に横たわっていると判定されると、ドップラセンサ部４０の検知範囲が寝具３を含む狭い範囲にされる。このため、本実施形態によれば、寝具３に横たわっている被監視者２の微かな体動を検知することができる。
【００８６】
（変形された実施形態）
（１）上記実施形態では、モータ８０を駆動して、レドーム７０を回転させることにより、ドップラセンサ部４０の下方の位置とドップラセンサ部４０から退避した位置との間で、レドーム７０を移動させている。しかし、レドーム７０の移動方法は、これに限られない。例えば、レドーム７０をレール上に載せておき、ドップラセンサ部４０の下方の位置とドップラセンサ部４０から退避した位置との間で、レドーム７０を平面的に移動させてもよい。
【００８７】
（２）上記実施形態では、ドップラセンサ部４０の下方の位置とドップラセンサ部４０から退避した位置との間で、レドーム７０を移動させている。すなわち、ドップラセンサ部４０の検知範囲は、寝具３上の検知範囲４６（図２）と、部屋４の全体の検知範囲４７（図６）との２種類になっている。これに代えて、例えば検知範囲を３種類以上に変化させるようにしてもよい。例えば、送信波の集束範囲が異なる複数のレドームを備え、ドップラセンサ部４０の下方の位置とドップラセンサ部４０から退避した位置との間で、各レドームを移動させるようにしてもよい。
【００８８】
例えば、図５において、ドップラセンサ部４０の右方に、レドーム７０と同様にモータの回転軸により回転可能に支持された、送信波の集束範囲がレドーム７０より広く、部屋４の全体より狭い第２のレドームを設けるようにしてもよい。この第２のレドームとレドーム７０との両方をドップラセンサ部４０の下方から退避させると、ドップラセンサ部４０の検知範囲を部屋４の全体とすることができる。一方、この第２のレドームをドップラセンサ部４０の下方に位置させると、ドップラセンサ部４０の検知範囲を、寝具３より広く、部屋４の全体より狭くすることができる。この構成によれば、ドップラセンサ部４０の受信波の感度を、ドップラセンサ部４０の検知範囲が寝具３を含む狭い範囲の場合と部屋４の全体の場合との中間の感度とすることができる。
【００８９】
或いは、上記実施形態において、レドーム７０のレンズ部７０ｂを複数のレンズ群で構成し、レンズ群におけるレンズ間距離を変更することにより、ドップラセンサ部４０の検知範囲を無段階に変更するようにしてもよい。
【００９０】
（３）上記実施形態では、ドップラセンサ部４０の下方の位置とドップラセンサ部４０から退避した位置との間で、レドーム７０を移動させている。代替的に、レドーム７０を固定しておき、ドップラセンサ部４０を、レドーム７０の上方の位置とレドーム７０の上方の位置から退避した位置との間で、移動させてもよい。この構成でも、ドップラセンサ部４０の検知範囲を、寝具３を含む狭い範囲と、部屋４の全体との間で変更することができる。
【００９１】
（４）上記実施形態の図８では、最初に、第２判定部６２が、カメラ６０から出力される撮像信号に基づき、被監視者２が寝具３に横たわっているか否かを判定している（ステップＳ８００）。すなわち、上記実施形態の図８では、カメラ６０の撮像情報を用いて、ドップラセンサ部４０の検知範囲を変更しているが、これに限られない。例えば、ドップラセンサ部４０のドップラ信号のみを用いて、ドップラセンサ部４０の検知範囲を変更してもよい。
【００９２】
図９は、被監視者監視装置１の動作の図８と異なる例を概略的に示すフローチャートである。図９の動作は、一定時間（例えば５０ｍｓｅｃ）毎に実行される。
【００９３】
ステップＳ９００において、範囲制御部６３は、現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が寝具３を含む狭い範囲であるか否か（つまりレドーム７０がドップラセンサ部４０の下方に位置しているか否か）を判定する。現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が部屋４の全体であれば（ステップＳ９００でＮＯ）、処理はステップＳ９０５に進む。現在のドップラセンサ部４０の検知範囲が寝具３を含む狭い範囲であれば（ステップＳ９００でＹＥＳ）、処理はステップＳ９０１に進む。
【００９４】
ステップＳ９０１において、第１判定部６１は、閾値ＴＨ３を用いて、ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されたか否かを判定する。ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されたと判定すると（ステップＳ９０１でＹＥＳ）、第１判定部６１は、被監視者２は正常であると判定して、図９の処理は終了する。一方、ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されていないと判定すると（ステップＳ９０１でＮＯ）、処理はステップＳ９０２に進む。
【００９５】
ステップＳ９０２において、範囲制御部６３は、通信部２５を介して、モータ８０を初期位置から回転させる制御信号を制御部５０に送信する。この制御信号を受けて、駆動制御部５３は、モータ８０を駆動し、レドーム７０をドップラセンサ部４０の下方から退避させる。その後、処理はステップＳ９０３に進む。
【００９６】
ステップＳ９０３において、第１判定部６１は、閾値ＴＨ１，ＴＨ２を用いて、ドップラセンサ部４０から歩行程度の正常な体動のデータが出力されたか否かを判定する。ドップラセンサ部４０から正常な体動のデータが出力されたと判定すると（ステップＳ９０３でＹＥＳ）、第１判定部６１は、被監視者２は正常であると判定して、図９の処理は終了する。一方、ドップラセンサ部４０から転倒などの異常な体動のデータが出力されたと判定すると（ステップＳ９０３でＮＯ）、第１判定部６１は、被監視者２が異常である可能性があると判定して、処理はステップＳ９０４に進む。
【００９７】
ステップＳ９０５において、第１判定部６１は、閾値ＴＨ１，ＴＨ２を用いて、ドップラセンサ部４０から歩行程度の正常な体動のデータが出力されたか否かを判定する。ドップラセンサ部４０から正常な体動のデータが出力されたと判定すると（ステップＳ９０５でＹＥＳ）、第１判定部６１は、被監視者２は正常であると判定して、図９の処理は終了する。一方、ドップラセンサ部４０から体動のデータが出力されないと判定すると（ステップＳ９０５でＮＯ）、第１判定部６１は、被監視者２が寝具３に入っている可能性があると判定して、処理はステップＳ９０６に進む。
【００９８】
ステップＳ９０６において、範囲制御部６３は、通信部２５を介して、モータ８０を初期位置に戻す制御信号を制御部５０に送信する。この制御信号を受けて、駆動制御部５３は、モータ８０を駆動し、レドーム７０をドップラセンサ部４０の下方に位置させる。その後、処理はステップＳ９０７に進む。
【００９９】
ステップＳ９０７において、第１判定部６１は、閾値ＴＨ３を用いて、ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されたか否かを判定する。ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されたと判定すると（ステップＳ９０７でＹＥＳ）、第１判定部６１は、被監視者２は正常であると判定して、図９の処理は終了する。一方、ドップラセンサ部４０から微かな体動のデータが出力されていないと判定すると（ステップＳ９０７でＮＯ）、第１判定部６１は、被監視者２が異常である可能性があると判定して、処理はステップＳ９０４に進む。
【０１００】
ステップＳ９０４において、第１判定部６１は、被監視者２が異常である可能性があると判定したため、表示部２３に警報メッセージを表示するなどの異常処理を行う。その後、図９の処理は終了する。
【０１０１】
例えば、部屋４に設置されているカーテンの動きなどの外乱の影響によって、カメラ６０では被監視者２の離床・入床などが判断できないこともあり得る。この場合でも、図９の動作によれば、ドップラセンサ部４０から寝具３における被監視者２の微かな体動が出力されなければ、検知範囲を部屋４の全体に広げている。これによって、ドップラセンサ部４０は、被監視者２の大きな体動を取得することが可能になる。そして、被監視者２の正常な大きな体動を表すドップラ信号が取得できれば、カメラ６０の撮像情報に基づく判断を修正して、被監視者２の状況を的確に判断することが可能になる。
【０１０２】
また、カメラ６０の撮像情報では、被監視者２が寝具３に入っていると判断されているにも関わらず、ドップラセンサ部４０では、被監視者２の微かな体動が検知されないこともあり得る。この場合、ドップラセンサ部４０の検知範囲を部屋４の全体に広げて、被監視者２の正常な大きな体動を取得できるようにする。そして、その場合でも、被監視者２の正常な大きな体動を表すドップラ信号が取得できなかったときは、被監視者２の健康状態に著しく問題が発生している可能性が高いため、警報を発すべき状況であると判断することが可能になる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  被監視者監視装置
２  被監視者
３  寝具
４０  ドップラセンサ部
４６，４７  検知範囲
５３  駆動制御部
６０  カメラ
６１  第１判定部
６２  第２判定部
６３  範囲制御部
７０  レドーム
８０  モータ
【図１】
2018067222.tif 000003
【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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