(57)【要約】【課題】  椅子における着座に伴う人の動きや椅子のフレームの微小な変形を非接触で測定して着座の有無を判定し、荷重を受けずトラブルや劣化が生じにくい離席検知システムを提供する。【解決手段】  椅子に座った人に向けて、センサ部１１から電磁波を送信し、人で反射した反射波を同じセンサ部１１で受信すると、このセンサ部１１からの信号を入力される判定処理部１２が、人の着座や椅子から離れる等の動きに伴う反射面９１の存否やセンサ部１１と反射面９１との間隔変化に応じて変わる信号の、所定の閾値を超える変化から椅子に人が着座しているか否かを判定し、離れた箇所の管理者等に、人が椅子から離れた状態を通知可能となることから、椅子に座っている人に対し非接触で着座の有無を検出でき、また検出のために荷重を受けて動くような可動部分も存在せず、検出機構のトラブルや劣化が生じにくく、長期にわたり離席検出性能を維持できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
椅子の所定箇所又は椅子外の構造物に配設され、着座状態では人が存在する椅子上の部位に向けて電磁波を送信すると共に、人が着座状態の場合に人の反射面で反射して戻る反射波を受信して、人の着座した状態と椅子から離れた状態とで変化する信号を出力するセンサ部と、
当該センサ部からの信号を入力され、当該信号が所定の閾値を挟んで変化する状態から、椅子に人が着座した状態と椅子から人が離れた状態とをそれぞれ判定する判定処理部とを備えることを
特徴とする離席検知システム。
【請求項２】
椅子に人が着座することに伴って微小な変形を生じる椅子の所定箇所に対し、ほぼ静止状態を維持する椅子外の構造物に配設され、前記椅子の所定箇所に向けて送信した送信波が椅子の所定箇所における反射面で反射して戻った反射波を受信して、前記椅子の所定箇所の変形に伴う反射面との間隔の変化に対応して変化する信号を出力するセンサ部と、
当該センサ部からの信号を入力され、当該信号が所定の閾値を挟んで変化する状態から、椅子に人が着座した状態と椅子から人が離れた状態とをそれぞれ判定する判定処理部とを備えることを
特徴とする離席検知システム。
【請求項３】
椅子に人が着座することに伴って微小な変形を生じる椅子の所定箇所に配設され、当該所定箇所に対しほぼ静止状態を維持する椅子外の構造物に向けて送信した送信波が椅子外構造物における反射面で反射して戻った反射波を受信して、前記所定箇所の変形に伴う反射面との間隔の変化に対応して変化する信号を出力するセンサ部と、
当該センサ部からの信号を入力され、当該信号が所定の閾値を挟んで変化する状態から、椅子に人が着座した状態と椅子から人が離れた状態とをそれぞれ判定する判定処理部とを備えることを
特徴とする離席検知システム。
【請求項４】
前記請求項１に記載の離席検知システムにおいて、
前記判定処理部が、人が着座する状態と椅子から離れた状態とを判定するための閾値を、前記センサ部と着座状態の人との間隔に合せて調整することを
特徴とする離席検知システム。
【請求項５】
前記請求項２又は３に記載の離席検知システムにおいて、
前記判定処理部が、人が着座する状態と椅子から離れた状態とを判定するための閾値を、椅子に座る人の体重に合せて調整することを
特徴とする離席検知システム。
【請求項６】
前記請求項１ないし５のいずれかに記載の離席検知システムにおいて、
前記センサ部が、人が着座している状態での人の動きに応じて変化する信号を出力し、
前記判定処理部が、前記センサ部からの信号の経時変化を監視し、信号に所定時間変化がない状態を、人が椅子から離れた状態を含む異常状態と判定することを
特徴とする離席検知システム。
【請求項７】
前記請求項６に記載の離席検知システムにおいて、
人が実際に椅子から離れた場合における、離席の直前での人の動きに応じた前記センサ部からの信号に生じる変化を、椅子から離れた行動と関連付けた行動情報としてあらかじめ所定の記録手段に記録し、
前記判定処理部が、人が着座している状態でセンサ部からの信号を前記行動情報と照合して、当該行動情報に信号の変化が合致している場合には、椅子に座った人の離席が予想されると判定することを
特徴とする離席検知システム。
【請求項８】
前記請求項１ないし７のいずれかに記載の離席検知システムにおいて、
前記判定処理部が、人が着座する状態と椅子から離れた状態の判定結果を、判定時刻と共に所定の記録手段に記録して蓄積し、椅子に座る人の離席パターン情報とすることを
特徴とする離席検知システム。
【請求項９】
前記請求項１ないし８のいずれかに記載の離席検知システムにおいて、
前記センサ部が、マイクロ波帯域の電磁波を送信し、前記反射面で反射した反射波を受信して、センサ部と反射面との間隔変化に伴って変化する反射波の位相に応じて振幅の変化する信号を出力するものとされてなり、
送信波の位相が９０°ずれている二つの前記センサ部の組合せを一又は複数組配設することを
特徴とする離席検知システム。
【請求項１０】
前記請求項１ないし９のいずれかに記載の離席検知システムにおいて、
前記センサ部が、前記反射面との間に介在して電磁波が伝播する一又は複数の媒質の性質に応じて、電磁波の送信部及び／又は受信部の指向性を調整可能とされることを
特徴とする離席検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、椅子に座った人が椅子から離れる状況を検知可能とする離席検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療施設や介護・福祉施設等において、看護や介護の対象者が、通常は車椅子に座った状態で移動するものの、椅子から立上がる身体機能を失っていない場合、看護や介護の担当者が対象者の側を離れるなど対象者への対応ができない間に、対象者が誤って椅子から離れて転倒し、怪我をする危険がある他、対象者が認知症患者の場合、椅子を離れて徘徊するなどの事例があり、対象者の車椅子からの離席あるいはその予兆を自動的に検知して担当者に報知し、転倒を未然に防いだり、徘徊等にすぐに対応できるようにすることが求められている。
【０００３】
こうした車椅子上の人が車椅子から離れた状態又は離れようとする状態を検知する装置は従来から多数提案されており、そうした装置の例として、車椅子の座面部分に人の着座状態を検知するセンサやスイッチを配設し、座面部分への着座の有無から離席を検知するタイプの装置が、特開２００２−１２６００７号公報や特開２００５−８１０５３号公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２６００７号公報
【特許文献２】特開２００５−８１０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の検知装置は前記各特許文献に示される構成とされ、人からの荷重を直接センサやスイッチで受けて人の着座を検知することで、離席検出を確実に行えるものの、センサやスイッチが直接荷重を受ける構造であるため、車椅子が使用される間、センサやスイッチ部分が人から繰返し荷重を受けることで劣化、損傷しやすい上、外部の電子回路と電気的に接続するケーブルのセンサやスイッチとの連結部分には特にストレスが加わることとなり、ケーブルに断線等のトラブルが生じやすいという課題も有していた。また、こうしたセンサやスイッチは使用中にずれる場合があり、その際は人が着座状態であるにもかかわらず、着座を検知していない状態となるなど誤作動して、間違った検出結果を報知し、かえって管理負担を増大させてしまう危険性を有するという課題を有していた。
【０００６】
さらに、センサやスイッチで荷重を受けて着座を検知する仕組みであることで、椅子の座部に人の代りに荷物等が載せられた場合も、人の着座状態と見なしてしまい、実際には人が椅子から離れているのにまだ着座していると誤判断する危険性もあるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、椅子における人の着座に伴う人の動きや椅子のフレームの微小な変形を非接触で測定して着座の有無を判定し、荷重を受けずトラブルや劣化が生じにくく、長期にわたり機能を維持できる離席検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る離席検知システムは、椅子の所定箇所又は椅子外の構造物に配設され、着座状態では人が存在する椅子上の部位に向けて電磁波を送信すると共に、人が着座状態の場合に人の反射面で反射して戻る反射波を受信して、人の着座した状態と椅子から離れた状態とで変化する信号を出力するセンサ部と、当該センサ部からの信号を入力され、当該信号が所定の閾値を挟んで変化する状態から、椅子に人が着座した状態と椅子から人が離れた状態とをそれぞれ判定する判定処理部とを備えるものである。
【０００９】
このように本発明によれば、椅子に座った人に向けて、この椅子の所定箇所又は椅子外の部位に配設したセンサ部から電磁波を送信し、人で反射した反射波を同じセンサ部で受信すると、このセンサ部からの信号を入力される判定処理部が、人の着座や椅子から離れる等の動きに伴う反射面の存否やセンサ部と反射面との間隔変化に応じて変わる信号の、所定の閾値を超える変化から椅子に人が着座しているか否かを判定し、離れた箇所の管理者等に椅子に座っていた人が椅子から離れた状態を通知可能となることにより、椅子に座っている人に対し非接触で着座の有無を検出でき、また検出のために荷重を受けて動くような可動部分も存在せず、検出機構のトラブルや劣化が生じにくく、長期にわたり離席検出性能を維持できる。
【００１０】
また、本発明に係る離席検知システムは、椅子に人が着座することに伴って微小な変形を生じる椅子の所定箇所に対し、ほぼ静止状態を維持する椅子外の構造物に配設され、前記椅子の所定箇所に向けて送信した送信波が椅子の所定箇所における反射面で反射して戻った反射波を受信して、前記椅子の所定箇所の変形に伴う反射面との間隔の変化に対応して変化する信号を出力するセンサ部と、当該センサ部からの信号を入力され、当該信号が所定の閾値を挟んで変化する状態から、椅子に人が着座した状態と椅子から人が離れた状態とをそれぞれ判定する判定処理部とを備えるものである。
【００１１】
このように本発明によれば、椅子に人が着座するのに伴い変形が生じる椅子の所定箇所に向けて、この椅子の所定箇所に対して静止しているか静止していると見なせる部位に配設したセンサ部から所定の送信波を送信し、椅子の所定箇所で反射した反射波を同じセンサ部で受信すると、このセンサ部からの信号を入力される判定処理部が、椅子の所定箇所の変形によるセンサ部と反射面との間隔変化に応じて変わる信号の、所定の閾値を超える変化から椅子に人が着座しているか否かを判定し、離れた箇所の管理者等に椅子に座っていた人が椅子から離れた状態を通知可能となることにより、椅子に座っている人に対し非接触で着座の有無を検出でき、また検出のために荷重を受けて動くような可動部分も存在せず、検出機構のトラブルや劣化が生じにくく、長期にわたり離席検出性能を維持できる。さらに、椅子所定箇所の変形に応じて変化するセンサ部からの信号を継続的に入力されることで、判定処理部で信号変化を監視すれば、椅子に人が着座して活動している状態を捉えることができ、離席検出以外への応用も図れる。
【００１２】
また、本発明に係る離席検知システムは、椅子に人が着座することに伴って微小な変形を生じる椅子の所定箇所に配設され、当該所定箇所に対しほぼ静止状態を維持する椅子外の構造物に向けて送信した送信波が椅子外構造物における反射面で反射して戻った反射波を受信して、前記所定箇所の変形に伴う反射面との間隔の変化に対応して変化する信号を出力するセンサ部と、当該センサ部からの信号を入力され、当該信号が所定の閾値を挟んで変化する状態から、椅子に人が着座した状態と椅子から人が離れた状態とをそれぞれ判定する判定処理部とを備えるものである。
【００１３】
このように本発明によれば、椅子に人が着座するのに伴い変形が生じる椅子の所定箇所にセンサ部を配設し、このセンサ部から静止しているか静止していると見なせる部位に向けて所定の送信波を送信し、反射面で反射した反射波を同じセンサ部で受信すると、このセンサ部からの信号を入力される判定処理部が、椅子所定箇所の変形に伴って変化する信号の、所定の閾値を超えた変化から椅子に人が着座しているか否かを判定し、離れた箇所の管理者等に椅子に座っていた人が椅子から離れた状態を通知可能となることにより、椅子に座っている人に対し非接触で着座の有無を検出でき、また検出のために荷重を受けて動くような可動部分も存在せず、検出機構のトラブルや劣化が生じにくく、長期にわたり離席検出性能を維持できる。さらに、椅子所定箇所の変形に応じて変化するセンサ部からの信号を継続的に入力されることで、判定処理部で信号変化を監視すれば、椅子に人が着座して活動している状態を捉えることができ、離席検出以外への応用も図れる。
【００１４】
また、本発明に係る離席検知システムは必要に応じて、前記判定処理部が、人が着座する状態と椅子から離れた状態とを判定するための閾値を、前記センサ部と着座状態の人との間隔に合せて調整するものである。
【００１５】
このように本発明によれば、椅子に人が着座している状態での人とセンサ部との間隔が、人の椅子への座り方の差異に伴って変化するのに対応させて、センサ部から出力される信号について、判定処理部で着座していないと判定する閾値を椅子に座る人とセンサ部との間隔に合せて変化させ、椅子に座った人に合った椅子への着座状態と椅子から離れた状態の検出感度を得ることにより、椅子を利用する人が変っても、閾値の調整を経て高精度な離席状態の判定が行え、椅子利用者の座り方の相違に基づく誤った離席検出を防止できる。
【００１６】
また、本発明に係る離席検知システムは必要に応じて、前記判定処理部が、人が着座する状態と椅子から離れた状態とを判定するための閾値を、椅子に座る人の体重に合せて調整するものである。
【００１７】
このように本発明によれば、椅子に人が着座している状態での椅子所定箇所の変形量が、人の体重の差異に伴って変化するのに対応させて、センサ部から出力される信号について、判定処理部で着座していないと判定する閾値を椅子に座る人の体重に合せて変化させ、椅子に座った人に合った椅子への着座状態と椅子から離れた状態の検出感度を得ることにより、椅子を利用する人が変っても、閾値の調整を経て高精度な人の着座の有無の判定が行え、椅子利用者の体重の相違に基づく誤った離席検出を防止できる。
【００１８】
また、本発明に係る離席検知システムは必要に応じて、前記センサ部が、人が着座している状態での人の動きに応じて変化する信号を出力し、前記判定処理部が、前記センサ部からの信号の経時変化を監視し、信号に所定時間変化がない状態を、人が椅子から離れた状態を含む異常状態と判定するものである。
【００１９】
このように本発明によれば、椅子に座っている人の動きが反映されるセンサ部からの信号を判定処理部で継続的に監視し、信号が所定時間 (例えば１〜数秒など)変化しない場合には、判定処理部は椅子に座っていた人が椅子を離れてその動きを識別できなくなったか、呼吸等を含め全く動いていない異常状態と判定し、離れた箇所の管理者等にこうした状態を通知可能とすることにより、人は椅子にじっと座った状態でも呼吸等に伴う何らかの動きを生じることを利用して、椅子上で人が動かなくなった状態を確実に検知し、離席等に対し早期に対策をとることができ、異常状態のまま放置する事態を防止できる。
【００２０】
また、本発明に係る離席検知システムは必要に応じて、人が実際に椅子から離れた場合における、離席の直前での人の動きに応じた前記センサ部からの信号に生じる変化を、椅子から離れた行動と関連付けた行動情報としてあらかじめ所定の記録手段に記録し、前記判定処理部が、人が着座している状態でセンサ部からの信号を前記行動情報と照合して、当該行動情報に信号の変化が合致している場合には、椅子に座った人の離席が予想されると判定するものである。
【００２１】
このように本発明によれば、椅子に座っていた人の離席直前における椅子から離れようとする動きに対応するセンサ部からの信号の変化状態を、椅子から離れた行動と関連付けて記録し、この記録された行動情報にセンサ部からの信号の変化が合致すると、判定処理部が人の離席が予想される状態であると判定し、離れた箇所の管理者等にこうした状態を通知可能となることにより、椅子に座っている人の動きが離席の前兆か否かを適切に判別して離席の予想が行え、離席を予想した時点で管理者等への通知を実行すれば、離席の前に何らかの対策が可能となり、より迅速な対応で離席に伴う転倒等の事故や徘徊を確実に防止できる。
【００２２】
また、本発明に係る離席検知システムは必要に応じて、前記判定処理部が、人が着座する状態と椅子から離れた状態の判定結果を、判定時刻と共に所定の記録手段に記録して蓄積し、椅子に座る人の離席パターン情報とするものである。
【００２３】
このように本発明によれば、判定処理部における椅子に人が着座している状態と椅子から離れた状態の判定結果をその判定時刻と合せて記録、蓄積し、離席パターン情報として椅子に座る人の行動の把握に利用可能とすることにより、人が平常状態で行うパターン化された椅子から離れる行動、すなわち、ほぼ一定の時刻や時間間隔で行われる離席行動を把握でき、これと徘徊等の突発的な離席行動とを区別して取扱えることとなり、人の離席行動のうち徘徊につながる危険性の高いものに対して十分な対応が可能になると共に、徘徊に該当しない行動を適切に識別して管理者の管理負担を軽減できる。
【００２４】
また、本発明に係る離席検知システムは必要に応じて、前記センサ部が、マイクロ波帯域の電磁波を送信し、前記反射面で反射した反射波を受信して、センサ部と反射面との間隔変化に伴って変化する反射波の位相に応じて振幅の変化する信号を出力するものとされてなり、送信波の位相が９０°ずれている二つの前記センサ部の組合せを一又は複数組配設するものである。
【００２５】
このように本発明によれば、人の呼吸等に伴う動き量や着座に伴う椅子所定箇所の変形量よりわずかに大きい１／８波長となる周波数帯域を含むマイクロ波帯域の電磁波がセンサ部から送信され、反射面で反射した反射波をセンサ部が受信する中で、電磁波の１／８波長より小さい範囲でのセンサ部と反射面との間隔変化が生じると、センサ部から反射面を経て再びセンサ部に達する電磁波の行程が電磁波の１／４波長より小さい範囲で変化するのに対応して、受信される反射波の位相がずれ量を特定可能な範囲（例えば、９０°以内）でずれ、この反射波のずれた位相に対応してセンサ部が信号の振幅を変化させて出力することに加え、送信波の位相を９０°ずらした二つのセンサ部を一組とし、各センサ部で受信する反射波に基づき出力される信号振幅を、位相を９０°ずらした分異ならせることにより、反射面に対しての各センサ部の位置を適宜決定して配設し、実際の使用時における反射面位置の相対変化に伴って、一方のセンサ部で受信する反射波の信号振幅が仮に最大値近くでほとんど変化しない状態であったとしても、位相をずらした他方のセンサ部では反射波の信号振幅の大きく変化する状態が得られることとなり、この振幅の変化からセンサ部と反射面との間隔変化を容易に検知でき、椅子に座っている人の椅子から離れる動きをセンサ部からの信号振幅の変化として確実に捉えられ、センサ部位置を適宜設定しても、いずれかのセンサ部から常に信号の変化を適切に取得でき、初期設定の手間をかけずに、離席をはじめとする椅子に座っている人の動きを高い精度で検出できる。
【００２６】
また、本発明に係る離席検知システムは必要に応じて、前記センサ部が、前記反射面との間に介在して電磁波が伝播する一又は複数の媒質の性質に応じて、電磁波の送信部及び／又は受信部の指向性を調整可能とされるものである。
【００２７】
このように本発明によれば、センサ部の送信する電磁波の伝播する媒質の状態に応じて、センサ部の送信及び又は受信する電磁波の指向性を調整し、送信した電磁波が反射面で反射してセンサ部に到達するまでの行程を最適化したものとすることにより、センサ部と反射面との中間の媒質が電磁波を透過させにくいものの場合には、指向性を狭くして限定された向きへの透過性を高め、反射波のセンサ部への到達を確保し、また媒質が電磁波を透過させやすいものの場合には、指向性を広くして反射波を得られる範囲を広げるなど、媒質に合わせた指向性の設定で反射波のセンサ部への到達確率を高めて、センサ部から出力する信号が椅子に座っている人の動きに対応して変化する状態を確実に得られ、判定処理部で信号を用いて正確な判定が行え、離席をはじめとする椅子に座っている人の動きをより精度よく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る離席検知システムのブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る離席検知システムを用いる車椅子の正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る離席検知システムを用いる車椅子の側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る離席検知システムを用いる車椅子における人が浅く腰掛けた状態の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る離席検知システムにおけるセンサ部からの信号の振幅変化状態説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る離席検知システムにおける他のセンサ部を用いる場合のブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る離席検知システムにおける二つのセンサ部配設状態説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る離席検知システムのブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る離席検知システムを用いる車椅子の側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る離席検知システムにおける二つのセンサ部配置状態説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る離席検知システムのブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る離席検知システムを用いる車椅子の正面図である。
【図１３】本発明の離席検知システムにおける背もたれ部後側のセンサ部からの信号の変化を示すグラフである。
【図１４】本発明の離席検知システムにおけるフレームのセンサ部からの信号の変化を示すグラフである。
【図１５】本発明の離席検知システムにおける床面のセンサ部からの信号の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る離席検知システムを前記図１ないし図６に基づいて説明する。
前記各図において本実施形態に係る離席検知システム１は、車椅子６０の背もたれ部６１に配設されるセンサ部１１と、このセンサ部１１からの信号を入力されて、車椅子６０に人が着座した状態と車椅子６０から離れた状態とを判別する判定処理部１２と、この判定処理部１２で車椅子６０から人が離れた状態であると判定された場合に、所定の管理者に離席を通知する報知手段１３とを備える構成である。
【００３０】
前記センサ部１１は、車椅子６０の背もたれ部６１の後側位置（図２、図３参照）に着脱自在に配設され、着座状態では人が存在する車椅子６０の背もたれ部６１前方で且つ座部６２上方の部位に向けて、背もたれ部６１を介してマイクロ波帯域の電磁波を送信すると共に、この電磁波が背もたれ部６１で反射して戻る反射波を受信し、また人の着座状態の場合には人９０の背中である反射面９１で反射して戻る反射波も受信し、反射面９１の存否や人９０の動きに伴って人９０の着座した状態と車椅子６０から離れた状態とで変化する信号を出力する構成である。
【００３１】
このセンサ部１１は、車椅子６０に座る人が自ら静止している状態でも生じる呼吸等に伴う動きの量（数百μｍ〜数ｍｍ程度）より１／８波長がわずかに大きくなる電磁波（例えば周波数約２４ＧＨｚ、波長約１２ｍｍ）を送信しており、人の反射面８２ａで反射した反射波を受信すると、センサ部１１と反射面９１との間隔変化に伴って変化する反射波の位相に応じて、振幅の変化する信号を出力する。
【００３２】
詳細には、このセンサ部１１は、図１に示すように、人９０に向けて電磁波を送信する送信アンテナ部１１ａと、この送信アンテナ部１１ａから送信される電磁波を発生させる発振部１１ｂと、反射波を受信する受信アンテナ部１１ｃと、発振部１１ｂで発生したマイクロ波を送信波と参照波成分に分離するカプラー１１ｄと、受信アンテナ部１１ｃで受信した反射波とカプラー１１ｄを経た参照波とから差周波数（中間周波数）の信号を得るミキサ部１１ｅとを備える構成である。中間周波数の信号では、反射波と参照波との干渉（ホモダイン干渉）により、反射波の位相ずれ量に応じた振幅（位相ずれ量Δφに対し、振幅はｃｏｓΔφ又はｓｉｎΔφに比例した値となる）が生じることとなる。
【００３３】
センサ部１１は、送信波の１／８波長より小さい範囲での反射面９１の移動に伴って反射波の位相がずれる場合に、この位相ずれに対応して、出力される信号の振幅の大きさが変化するものであればよく、例えば送信される電磁波の１／８波長が人９０の微動の範囲（数ミリ以下）に相当するマイクロ波帯域のドップラセンサ等をそのまま流用することができる。
【００３４】
また、センサ部１１としては、中間周波数の信号を一つのみ出力するものの他に、いわゆるＩＱ出力としてｓｉｎ成分とｃｏｓ成分の二つの信号を出力するもの（図６参照）を用いることもでき、二つの信号のうち反射波の位相ずれ量に応じた振幅が適切に現れる方を選択して利用でき、人の動きに応じた人の反射面位置の変化に伴って、一方の信号の振幅が仮に最大値近くでほとんど変化しない状態であったとしても、他方の信号では振幅の大きく変化する状態が得られることで、椅子に座る人の動きをいずれかの信号の振幅変化として確実に捉えられ、センサ部の位置を適宜設定しても、常に人の動きに応じた信号の変化を取得でき、離席を含む人の動きを高い精度で検出できる。さらに、判定処理部で二つの信号の解析を行えば、人の微小な動きに対応する微小な位相ずれも求めることができ、特に、ｓｉｎ成分とｃｏｓ成分からｔａｎ成分を求め、このｔａｎ成分から位相ずれ量を算出できるため、送信波の１／８波長を大きく超えるような反射面の移動を生じるような人の動きについても適切に把握できる。この二つの信号を出力する場合についても、ＩＱ出力タイプのマイクロ波帯域のドップラセンサ等をそのまま流用することができる。
【００３５】
なお、センサ部１１から出力される中間周波数の信号の振幅は、送信波の位相やセンサ部１１と反射面９１の間隔により種々の変化を示し、人９０が車椅子６０に座ろうとしたり車椅子６０から離れようとしたりして動く過渡的な状況では激しい振幅変化が生じる。一方、人が車椅子６０に完全に座っている状態では、動きが少なくなる分、振幅変化の度合が小さくなり、車椅子６０から離れた状態の振幅値を基準として、これより正側か負側に大きくずれた振幅値があまり変化せずに、人が座っている間中継続してあらわれることとなる（図５参照）。この人９０が座っている状態での略一定の振幅値の、車椅子６０から離れた状態の振幅値に対するずれの正負は、送信波の位相やセンサ部１１と反射面９１の間隔により決る。
【００３６】
こうしたセンサ部１１として、ドップラセンサのような干渉で位相変化を振幅変化に変換して出力するものを用いているが、これに限られるものではなく、直接変位（距離）を信号強度に変換できるものを用いてもよい。また、位相変化を信号の振幅の変化として出力するものに限らず、信号の周波数を変化させて出力するものとし、これに対応した判定処理部を用いる構成とすることもできる。
【００３７】
センサ部１１は、車椅子６０の背もたれ部６１の後側に取付けられる（図３参照）ことで車椅子６０に座った人９０が誤って接触することもなく、こうした接触が原因となる破損等のトラブルを回避できることに加え、離席検出のための可動部分は存在せず、且つ検出に際し車椅子６０に座った人に対し非接触状態を保つことから、離席検出性能の劣化が生じにくく、性能を長期にわたって維持できる。
【００３８】
なお、センサ部１１の上面には、上方から水等の液体がかかっても各アンテナ部をはじめとするセンサ部１１の動作に悪影響を与えないようにする、シート状やフィルム状等のカバーを配設する構成とすることもできる。こうしたカバーとしては、送受信される電磁波の減衰量が小さく、且つ疎水性の高いフッ素樹脂等のフィルム材を用いるのが好ましい。
【００３９】
前記判定処理部１２は、センサ部１１からの信号を入力され、この信号が所定の閾値を挟んで変化する状態（図５参照）から、車椅子６０に人が着座した状態と車椅子６０から人が離れた状態とを判別するものである。
【００４０】
詳細には、判定処理部１２は、人の動きに伴うセンサ部１１と反射面９１との間隔の変化に対応して変化する信号の振幅を監視し、車椅子６０に人が座った状態と車椅子６０から人が離れた状態とで大きく異なる振幅値に基づいて設定された閾値を用いて、この閾値を超える信号振幅の変化から車椅子６０における人９０の着座の有無を判定し、人が離れた状態と判定した場合は報知手段１３を作動させて、この車椅子６０から離れた箇所の管理者等に人９０の離れた状態を通知可能とする仕組みである。
【００４１】
この判定処理部１２では、車椅子６０に人が座った状態でのセンサ部１１と反射面９１との間隔が、人の座部６２への座り方（座部に浅く腰掛けるか、深く腰掛けるか）により変化するのに対応させて、センサ部１１から入力される信号について、車椅子６０に人が座った状態と車椅子６０から離れた状態を判別するための閾値を、車椅子６０上の人の座り方に合せて調整している。例えば、車椅子６０の座部８１に深く腰掛ける（センサ部との間隔が小さくなる）人の場合（図３参照）には、閾値も人９０が車椅子６０から離れた状態における信号の振幅値との差が大きくなるようにし、逆に、車椅子６０の座部８１に浅く腰掛ける（センサ部との間隔が大きくなる）人の場合（図４参照）には、閾値も人９０が車椅子６０から離れた状態における信号の振幅値との差が小さくなるようにして、車椅子６０への人の座り方に合った離席検出感度を得ている。これにより、車椅子６０を利用する人が変っても、閾値の調整を経て高精度な着座の有無の判定が行え、椅子利用者の変化の前後で座り方が異なることに基づく誤った離席検出を防止できる。
【００４２】
この判定処理部１２は、そのハードウェア構成として、ＣＰＵやメモリ、入出力インターフェース等を備えるコンピュータとなっており、メモリ等に格納されるプログラムにより、コンピュータを判定処理部１２として動作させる仕組みである。この判定処理部１２をなすコンピュータは、ＣＰＵやメモリ、ＲＯＭ等を一体的に形成されたマイクロコンピュータとしてもかまわない。
【００４３】
前記報知手段１３は、判定処理部１２での人が車椅子６０から離れた状態の判定を受けて、この人の離れた状態を車椅子６０から離れた箇所の管理者等に報知するものであり、光や画像表示、警報音、音声等を出力して報知対象者の視覚や聴覚等に訴えて状態変化の通知を行う公知の装置であり、詳細な説明を省略する。
【００４４】
次に、本実施形態に係る離席検知システムの動作について説明する。前提として、センサ部１１は、車椅子６０に人が座っていない状態で背もたれ部６１の後側に取付けられているものとする。
【００４５】
システムが起動すると、センサ部１１が、発振部１１ｂで発生させたマイクロ波帯域の連続する正弦波である電磁波を、送信アンテナ部１１ａから背もたれ部６１越しに背もたれ部６１前方で且つ座部６２上方の人９０が位置することとなる空間に向けて送信する。人９０が車椅子６０から離れて着座していない状態では、背もたれ部６１を透過した電磁波は、そのほとんどがセンサ部１１に到達できず、センサ部１１で受信される電磁波は、背もたれ部６１で反射される分を含むごく一部に限られ、また受信状態の変化もほとんどない。
【００４６】
車椅子６０に介護対象者等の人９０が座ると、センサ部１１の送信アンテナ部１１ａから送信され、背もたれ部６１を透過した電磁波は、人９０の背中の反射面９１に達し、この反射面９１で反射した反射波がセンサ部１１の受信アンテナ部１１ｃで受信される。
【００４７】
センサ部１１では、受信アンテナ部１１ｃで受信した反射波と、発振部１１ｂで発生しカプラー１１ｄを経た、送信波と同じマイクロ波（参照波）とから、ミキサ部１１ｅで中間周波数の信号が得られる。ここで得られた信号は、反射波と参照波との干渉により、反射波の位相のずれに応じて振幅の変化する信号となる。人が座っている状態では、人が車椅子６０から離れていた状態に対し、人９０の反射面９１が存在してこの反射面９１からの反射波がセンサ部１１で受信されることから、人が座っている状態の信号は、人が車椅子６０から離れていた状態の信号に対し、大きく異なるものとなり、こうしてセンサ部１１で得られた振幅の変化した信号が判定処理部１２へ出力される。
【００４８】
判定処理部１２では、センサ部１１から入力された信号の振幅が、閾値を超えて人の着座した状態と見なせる範囲にあることから、車椅子６０に人が着座した状態と判定し、そのままセンサ部１１からの信号の監視を継続する。
【００４９】
その後、車椅子６０に座っていた人９０が車椅子６０を離れると、人９０が背もたれ部６１の前方から存在しなくなり、背中の反射面９１が無くなることで、電磁波の反射状態が変り、センサ部１１で反射波と参照波から得られる中間周波数の信号振幅も人９０が座っていた状態から大きく変化する。ただし、背もたれ部６１に取付けられたセンサ部１１に対し、反射面の位置変化もなくなることで、センサ部１１で受信される背もたれ部６１からの反射波の位相は、ずれ量の変化がほとんどなく、センサ部１１で得られる信号の振幅変化はほとんど見られず、この振幅がほぼ一定の信号が判定処理部１２へ出力されるようになる。
【００５０】
判定処理部１２では、センサ部１１から入力された信号の振幅が、車椅子６０に人９０が着座した状態と見なせる範囲から閾値を超えて人９０が車椅子６０から離れた状態と見なせる範囲に変化することを受けて、車椅子６０から人が離れた状態と判定し、報知手段１３を作動させる。こうして、報知手段１３が、車椅子６０から人の離れた状態を、この車椅子６０から離れた箇所の管理者等に光や警報音等で通知することで、管理者等は人９０の車椅子６０から離れた状態を認識して何らかの対応が可能となる。
【００５１】
なお、車椅子６０に人９０が座っている状態では、人９０が仮に静止していても、呼吸等に伴ってわずかな動きが生じており、背もたれ部６１に取付けられたセンサ部１１に対し、人９０の背中の反射面９１が位置変化してセンサ部１１と反射面９１との間隔が変化する。センサ部１１から送信される電磁波の周波数は、人９０の呼吸等に伴うわずかな動き量がこの電磁波の１／８波長より小さい範囲に収るように設定されており、電磁波の１／８波長より小さい範囲で人が動き、センサ部１１と反射面９１の間隔変化が生じると、センサ部１１から反射面９１に至り再びセンサ部１１に達する電磁波の行程が１／４波長より小さい範囲で変化して、受信される反射波の位相がずれ量を特定可能な範囲（９０°以内）でずれるなど、人のわずかな動きでも反射波の位相のずれが確実に生じることとなる。
【００５２】
この反射波と参照波から得られる中間周波数の信号は、反射波の位相のずれに応じて振幅の変化する信号となっていることで、信号の振幅の変化は、センサ部１１と反射面９１の間隔変化、すなわち人の動きをあらわすものとなる。人９０が座っている状態の信号は、このような人の動きに伴う変化により、人９０が車椅子６０から離れた状態の信号に対し、変化に富んだものとなり、明らかな差異を示す。
【００５３】
判定処理部１２は、このように車椅子６０に人９０が座っている状態では、人のわずかな動きによって、センサ部１１からの信号が絶えず振幅の変化するものとなることを利用して、センサ部１１から入力された信号に、時間の経過に伴って振幅の変化が生じているか監視し、信号に変化が生じている場合は車椅子６０に人９０が着座した状態と判定する一方、所定の時間（例えば、１ないし数秒間）信号に変化のない場合には、人９０が車椅子から離れた状態と判定する処理を実行することもでき、これを信号の振幅と閾値との比較によって人９０が車椅子６０に着座した状態と車椅子６０から離れた状態とをそれぞれ判定する手法と組合わせれば、こうした着座の有無の判定精度をさらに向上させることができる。
【００５４】
また、判定処理部１２で、人９０が座っている状態で変化する信号を継続的に監視し、人９０が車椅子６０に着座した状態と車椅子６０から離れた状態とを判定するのと並行して、信号の経時変化を人の動き情報として所定時間（例えば、１日）単位で検証し、人が車椅子６０に座っていても正常な活動状態であれば何らかの動きを生じることに基づいて、信号に所定時間変化がない場合には、判定処理部１２が車椅子６０に座っている人に動きの見られない異常状態と判定し、報知手段１３を作動させるようにすることもできる。
【００５５】
この場合、離席検出の場合と同様に、報知手段１３が、車椅子６０上の人の異常状態を離れた箇所の管理者に光や警報音等で通知することで、管理者は車椅子６０上の人が体調の異常等により動かなくなった状態を確実に知って、早期に何らかの対応をとることができ、人が全く動かない異常状態のまま誰にも知られず車椅子６０に放置される事態を防止できる。
【００５６】
このように、本実施形態に係る離席検知システムは、車椅子６０に座った人９０に向けて、この車椅子６０の背もたれ部６１に配設したセンサ部１１から電磁波を送信し、人９０で反射した反射波を同じセンサ部１１で受信すると、このセンサ部１１からの信号を入力される判定処理部１２が、人の着座や車椅子６０から離れる等の動きに伴う反射面の存否やセンサ部１１と反射面との間隔変化に応じて変わる信号の、所定の閾値を超える変化から車椅子６０に人が着座しているか否かを判定し、離れた箇所の管理者等に車椅子６０に座っていた人が車椅子６０から離れた状態を通知可能となることから、車椅子６０に座っている人に対し非接触で着座の有無を検出でき、また検出のために荷重を受けて動くような可動部分も存在せず、検出機構のトラブルや劣化が生じにくい上、車椅子６０の背もたれ部６１にセンサ部１１が取付けられることで、車椅子６０上の人が誤ってセンサ部１１に接触することもなく、こうした接触が原因となる破損等のトラブルも回避でき、長期にわたり離席検出性能を維持できる。
【００５７】
なお、前記実施形態に係る離席検知システムにおいて、センサ部１１は使用にあたり特に調整等を行わずに、車椅子６０の背もたれ部６１に取付けて用いる構成としているが、これに限らず、椅子に座る人とセンサ部との間に介在して電磁波が伝播する媒質の一つとなる背もたれ部の、電磁波の透過させやすさに応じて、センサ部における送信アンテナ部や受信アンテナ部の指向性を調整可能とする構成とすることもでき、例えば、背もたれ部が電磁波を透過させにくいものの場合には、指向性を狭くして限定された向きへの透過性を高め、反射波のセンサ部への到達を確保し、また背もたれ部が電磁波を透過させやすいものの場合には、指向性を広くして反射波を得られる範囲を広げるなど、媒質としての背もたれ部の状態に合わせた指向性の設定で反射波のセンサ部への到達確率を高めて、センサ部から出力する信号が椅子に座っている人の動きに対応して変化する状態を確実に得られ、判定処理部で信号を用いて正確な判定が行え、離席をはじめとする椅子に座っている人の動きをより精度よく検出できる。
【００５８】
また、前記実施形態に係る離席検知システムにおいては、センサ部１１を一つ用いる構成としているが、これに限らず、図７に示すように、位相ずれに対応して信号の振幅を変化させて出力する前記実施形態同様のセンサ部１５、１６を、送信波の位相を９０°ずらした二つを一組として、背もたれ部６１後側における人の着座状態で反射波の位相ずれがほぼ同様となるような箇所にそれぞれ配設し、各センサ部１５、１６で受信する反射波に基づき出力される信号振幅を、位相を９０°ずらした分異ならせる構成とすることもでき、実際の使用時における人の動きに応じた人の反射面位置の変化に伴って、一方のセンサ部１５からの信号振幅が仮に最大値近くでほとんど変化しない状態であったとしても、位相を９０°ずらした他方のセンサ部１６では信号振幅の大きく変化する状態が得られることとなり、この振幅の変化からセンサ部１６と人の反射面９１との間隔変化を容易に検知でき、椅子に座る人の動きをセンサ部１５、１６からの信号振幅の変化として確実に捉えられ、各センサ部１５、１６の位置を適宜設定しても、いずれかのセンサ部から常に人の動きに応じた信号の変化を取得でき、初期設定の手間をかけずに、離席をはじめとする椅子上における人の動きを高い精度で検出できる。
【００５９】
また、前記実施形態に係る離席検知システムにおいて、判定処理部１２では、人９０が車椅子６０に着座した状態と車椅子６０から離れた状態とを判別するのみとしているが、これに限らず、判定処理部が、椅子に着座した状態と椅子から離れた状態の判別結果を、時間経過と共に所定の記録手段に記録して蓄積し、椅子に座る人の離席パターン情報として取扱う構成とすることもでき、離席パターン情報の解析で、人が平常状態で行うパターン化された離席行動、すなわち、ほぼ一定の時刻や時間間隔で行われる問題のない離席行動を把握でき、これと徘徊等の突発的な離席行動とを区別して取扱えることとなり、センサ部からの信号変化をこうした離席パターン情報も参照して評価するようにすれば、人の離席行動のうち徘徊につながる危険性の高いものに対して十分な対応が可能になると共に、徘徊に該当しない行動を適切に識別して管理者の管理負担を軽減できる。
【００６０】
（本発明の第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る離席検知システムを前記図８及び図９に基づいて説明する。
前記各図において本実施形態に係る離席検知システム２は、前記第１の実施形態同様、センサ部２１と、判定処理部２２と、報知手段２３とを備える一方、異なる点として、センサ部２１が人の着座状態で変形を生じる車椅子６０のフレーム６３に配設され、車椅子６０外の床面８０に向けて送信した送信波が床面８０における反射面８１で反射して戻った反射波を受信して、フレーム６３の変形に伴うセンサ部２１と床面８０との間隔変化に対応して変化する信号を判定処理部２２へ出力することに加え、人が車椅子６０から離れる直前の動きに対応したセンサ部２１からの信号に生じる変化を離席と関連付けた行動情報としてあらかじめ記録する記録手段２４を備え、判定処理部２２が、センサ部２１からの信号を行動情報と照合して、人の離席が予想されるかを判定する構成を有するものである。
【００６１】
なお、離席検知システム２におけるセンサ部２１の配設箇所や記録手段２４、また判定処理部２２の処理内容に係る点以外の各部の構成は、前記第１の実施形態と同様のものであり、説明を省略する。
【００６２】
前記センサ部２１は、車椅子６０に人９０が着座することに伴って微小な変形を生じる前記所定箇所としてのフレーム６３に配設され（図９参照）、このフレーム６３に対し車椅子６０に人９０が着座したことに伴う絶対的位置変化が小さくほぼ静止状態を維持する床面８０に向けてマイクロ波帯域の電磁波を送信し、送信波としての電磁波が床面８０の反射面８１で反射して戻った反射波を受信して、フレーム６３の変形に伴う床面８０との間隔の変化に対応して変化する信号を出力する構成である。センサ部２１がフレーム６３に配設される関係上、センサ部２１は下向きとされ、下方の床面８０に対し電磁波を送受信することとなる。
【００６３】
このセンサ部２１は、車椅子６０に人が着座した状態でのフレーム６３の変形量（数ミリ程度）より１／８波長がわずかに大きくなる電磁波（例えば周波数約１０ＧＨｚ、波長約３ｃｍ）を送信し、床面８０の反射面８１で反射した反射波を受信して、センサ部１１と床面８０の反射面８１との間隔変化に伴って変化する反射波の位相に応じて、振幅の変化する信号を出力するものである。このセンサ部２１の詳細構成は前記第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００６４】
センサ部２１のフレーム６３への取付けの際には、センサ部２１と床面８０との間隔が重要となり、まずセンサ部２１に反射波が適切に到来可能な間隔が設定される。例えば、車椅子６０に人が着座した状態でのフレーム６３の変形量が数ミリで、センサ部２１からの送信波の周波数が約１０ＧＨｚの場合、対向配置されるセンサ部２１と床面８０の間隔は約２．５ｃｍとされる。この大まかな間隔の設定後、センサ部２１の取付位置はさらに送信波や反射波の進行方向へ微調整されることとなる。これは、センサ部２１からの信号の振幅が最大値付近となった状態（反射波と参照波との位相のずれがほぼ０の状態）が初期値になると、フレーム６３の変形に伴うセンサ部２１と床面８０との間隔変化により反射波の位相が変化しても、これに基づく振幅変化が極わずかなものにとどまり、振幅変化がセンサ部２１と床面８０との間隔変化に正確に対応したものとならないことによる。
【００６５】
センサ部２１取付位置の微調整は、車椅子６０に人が載っていない状態とした上で、センサ部２１と床面８０との間隔を細かく調整し、センサ部２１からの信号振幅のほぼ０となった状態（反射波と参照波との位相のずれがほぼ９０°の状態）が得られたら、センサ部２１の位置を固定する。こうしてセンサ部２１の位置を、センサ部２１からの信号振幅がほぼ０となる位置に固定することで、この状態からのセンサ部２１と床面８０との間隔変化により反射波の位相が変化すると、反射波の振幅がほぼ０から大きく変化し、この振幅の変化からセンサ部２１と床面８０との間隔変化を容易且つ正確に検知でき、車椅子６０に座った人９０の動きに伴うフレーム変形量の変化をセンサ部２１からの信号振幅の変化として確実に捉えられる。このようにセンサ部２１の位置を最適化することで、センサ部の数が少なくても、着座に伴うフレーム変形を確実にセンサ部２１からの信号の変化として取得でき、車椅子６０における人の動きの検出精度を確保できる。
【００６６】
センサ部２１が、車椅子６０下部にあるフレーム６３に取付けられる（図９参照）ことで、前記第１の実施形態同様、車椅子６０に座った人が誤って接触することもなく、また人目につきにくく人が故意に触ることも避けられ、人が原因となる破損等のトラブルを回避できることに加え、離席検出のための可動部分は存在せず、且つ検出に際し車椅子６０に座っている人９０に対し非接触状態を保持することから、離席検出性能の劣化が生じにくく、性能を長期にわたって維持できる。
【００６７】
前記判定処理部２２は、センサ部２１からの信号を入力され、これらの信号が所定の閾値を挟んで変化する状態から、車椅子６０に人が着座した状態と車椅子６０から人が離れた状態とを判別すると共に、あらかじめ記録手段２４にデータベース化された行動情報とセンサ部２１から入力された信号とを照合して、この入力された信号の変化が、行動情報としての離席直前での人の動きに応じた信号変化に合致する場合には、車椅子６０に座っている人の離席が予想されると判定して、報知手段２３を作動させ、離れた箇所の管理者等に人が車椅子６０から離れようとしている状態を通知可能とするものである。なお、判定処理部２２におけるセンサ部２１からの信号に基づく車椅子６０における人の着座状態の判定に係る処理は、前記第１の実施形態の場合と同様である。
【００６８】
また、判定処理部２２では、車椅子６０に人が着座した状態でのフレーム６３の変形量が、人の体重の差異に伴って変化するのに対応させて、センサ部２１から入力される信号について、人が車椅子６０に着座した状態と車椅子６０から離れた状態とを判別するための閾値を、車椅子６０に座る人の体重に合せて調整している。例えば、体重が重く、車椅子６０に人が着座した状態でのフレーム６３の変形が大きい場合には、閾値も離席状態における信号の振幅値との差が大きくなるようにし、逆に体重が軽く、着座状態でのフレーム６３の変形が小さい場合には、閾値も離席状態における信号の振幅値との差が小さくなるようにして、車椅子６０に座る人に合った離席状態の検出感度を得ている。これにより、車椅子６０を利用する人が変っても、閾値の調整を経て高精度な着座状態の判定が行え、椅子利用者の変化の前後で体重が異なることに基づく誤った離席検出を防止できる。
【００６９】
前記記録手段２４は、車椅子６０に座っていた人が実際に車椅子６０から離れた場合における、離席の直前での人の動きに応じたセンサ部２１からの信号に生じる変化を、人の車椅子６０から離れた行動と関連付けた行動情報として、車椅子６０の使用に先立ってあらかじめ記録され、一種のデータベースを構築して判定処理部２２から参照されるものである。
【００７０】
この記録手段２４は、判定処理部２２をなすコンピュータのメモリや外部記憶装置であり、判定処理部２２として動作するコンピュータにおいて情報を記録され、且つ記録された情報を読出される中で、前記位置情報や行動情報を参照可能に提供し、また、椅子上の人の位置の判定結果を随時記録される。判定処理部２２をなすコンピュータがマイクロコンピュータとされる場合、この記録手段２４がその一部をなすようにしてもかまわない。
【００７１】
次に、本実施形態に係る離席検知システムの動作について説明する。前提として、センサ部２１は、車椅子６０に人が載っていない状態で、センサ部２１と床面８０との間隔をセンサ部２１からの信号の振幅がほぼ０となるようにしてフレーム６３に取付けられているものとする。
【００７２】
システムが起動すると、センサ部２１が、発振部２１ｂで発生させたマイクロ波帯域の連続する正弦波である電磁波を送信アンテナ部２１ａから床面８０の反射面に対し送信すると共に、この送信波が反射面で反射した反射波を受信アンテナ部２１ｃで受信する。
【００７３】
車椅子６０に介護対象者等の人が座ると、人の重みによりフレーム６３が変形し、これに取付けられたセンサ部２１が下降し、このセンサ部２１に対し、ほとんど動かない床面８０の反射面８１が相対位置変化して、センサ部２１と床面８０との間隔が狭く変化する。フレーム６３の変形が電磁波の１／８波長より小さい範囲に収るように電磁波の周波数は設定されているので、センサ部２１と床面８０の間隔の変化は電磁波の１／８波長より小さい範囲にとどまり、この間隔変化の２倍となるセンサ部１１と反射面間での電磁波の行程変化も１／４波長より小さい範囲となり、センサ部２１で受信される反射波の位相は、ずれ量を特定可能な範囲（９０°以内）でずれる。
【００７４】
センサ部２１では、前記第１の実施形態同様、反射波とカプラー２１ｄを経た参照波からミキサ部２１ｅで中間周波数の振幅の変化する信号が得られ、これが判定処理部２２へ出力される。
【００７５】
判定処理部２２では、センサ部２１から入力された信号の振幅が、閾値を超えて人の着座した状態と見なせる範囲にあることから、車椅子６０に人が着座した状態と判定し、そのままセンサ部２１からの信号の監視を継続する。
【００７６】
車椅子６０に人９０が着座している状態で、車椅子６０上の人９０がわずかにでも動けば、フレーム６３の変形状態が変化し、センサ部２１からの信号も変化するが、判定処理部２２では、センサ部２１からの信号振幅の変化と、記録手段２４に記録された行動情報とを照合し、センサ部２１からの信号の変化が、行動情報としての車椅子６０から離れる直前の人の動き、例えば立上がろうとして座部６２に加わる体重の重心を移動させるような動きに対応した信号変化の情報に合致した場合には、判定処理部２２は人の車椅子６０からの離席が予想される状態と判定し、報知手段２３を作動させる。こうして、報知手段２３が、人の離席が予想される状態を車椅子６０から離れた箇所の管理者等に通知することで、管理者等は人が車椅子６０から離れようとしている状態を認識して、予防的な対応が可能となり、徘徊や転倒、転落の防止が図れる。
【００７７】
その後、車椅子６０に座っていた人が車椅子６０を離れると、人の重みが加わらなくなることでフレーム６３の変形が減少して、センサ部２１が上昇し、フレーム６３に取付けられたセンサ部２１に対し、ほとんど動かない床面８０の反射面８１が相対位置変化することとなり、センサ部２１と床面８０との間隔が広く変化する。この場合も、センサ部２１と床面８０の間隔の変化は電磁波の１／８波長より小さい範囲にとどまっており、センサ部２１で受信される反射波の位相はずれ量を特定可能な範囲（９０°以内）でずれる。センサ部２１では、上記同様に反射波と参照波から中間周波数の振幅の変化する信号が得られ、これが判定処理部２２へ出力される。
【００７８】
判定処理部２２では、センサ部２１から入力された信号の振幅が、人の着座状態と見なせる範囲から閾値を超えて車椅子６０から離れた状態と見なせる範囲に変化したことを受けて、車椅子６０から人９０が離れた状態と判定し、報知手段２３を作動させる。こうして、報知手段２３が、車椅子６０から人９０が離れた状態をこの車椅子６０から離れた箇所の管理者等に通知することで、管理者等は人の離席状態を認識して何らかの対応が可能となる。
【００７９】
このように、本実施形態に係る離席検知システムは、車椅子６０への人の着座に伴い変形が生じる車椅子６０のフレーム６３にセンサ部２１を配設し、このセンサ部２１から静止していると見なせる床面８０に向けて電磁波を送信し、反射面８１で反射した反射波を同じセンサ部２１で受信すると、このセンサ部２１からの信号を入力される判定処理部２２が、フレーム６３の変形に伴って変化する信号の、所定の閾値を超えた変化から車椅子６０への人９０の着座の有無を判定し、離れた箇所の管理者等に人９０が車椅子６０を離れた状態を通知可能となることから、人に対し非接触で離席を検出でき、また離席検出のために荷重を受けて動くような可動部分も存在せず、検出機構のトラブルや劣化が生じにくい上、車椅子６０下部にあるフレーム６３にセンサ部２１が取付けられることで、車椅子６０に座った人が誤って接触することもなく、また人目につきにくく人が故意に触ることも避けられ、人が原因となる破損等のトラブルも回避でき、長期にわたり離席検出性能を維持できる。
【００８０】
また、車椅子６０に座っていた人の離席直前における車椅子６０から離れようとする動きに対応するセンサ部２１からの信号の変化状態を、車椅子６０から離れた行動と関連付けて行動情報として記録手段２４に記録し、この記録された行動情報にセンサ部２１からの信号変化が合致すると、判定処理部２２が人の離席が予想される状態であると判定し、離れた箇所の管理者等にこうした状態を通知可能となることから、車椅子６０に座っている人の動きが離席の前兆か否かを適切に判別して離席の予想が行え、離席を予想した時点で管理者等への通知を実行すれば、離席の前に何らかの対策が可能となり、より迅速な対応で離席に伴う転倒等の事故や徘徊を確実に防止できる。
【００８１】
なお、前記実施形態に係る離席検知システムにおいては、センサ部２１から送信する電磁波を、車椅子６０に人が着座した状態でのフレーム６３の数ミリ程度の変形に合せたマイクロ波帯域として用いる構成としているが、これに限らず、センサ部と反射面との間隔変化をもたらす椅子の所定箇所の変形しやすさに応じて、電磁波の周波数を調整する構成とすることもでき、例えば、椅子に人が着座した状態での椅子所定箇所の変形が極めて小さくしか生じない場合には、センサ部と反射面との間隔変化も小さくなるのに合せて、送信する電磁波の周波数を高め、電磁波の１／８波長より小さい範囲でセンサ部と反射面の間隔変化が生じるようにすることで、前記実施形態同様に適切に離席検出が行える。
【００８２】
また、前記実施形態に係る離席検知システムにおいて、センサ部２１は送信した電磁波を床面８０の反射面で反射させ、反射波を受信するものとしているが、これに限らず、センサ部と反射面との間隔変化に対応して、出力する信号を変化させるものであれば、電磁波の代りに超音波を送受信するセンサ部を用いる構成とすることもできる。
【００８３】
また、前記実施形態に係る離席検知システムにおいては、センサ部２１のフレーム６３への取付に際し、フレーム６３に対するセンサ部２１の位置を厳密に設定する構成としているが、これに限らず、図１０に示すように、位相ずれに対応して信号の振幅を変化させて出力するセンサ部２７、２８を、送信波の位相を９０°ずらした二つを一組として、車椅子６０に人が座った状態でのフレーム６３の変形による反射波の位相ずれがほぼ同様となるような箇所にそれぞれ配設し、各センサ部２７、２８で受信する反射波に基づき出力される信号振幅を、位相を９０°ずらした分異ならせる構成とすることもでき、実際の使用時における床面等の反射面位置の相対変化に伴って、一方のセンサ部２７からの信号振幅が仮に最大値近くでほとんど変化しない状態であったとしても、位相を９０°ずらした他方のセンサ部２８では信号振幅の大きく変化する状態が得られることとなり、この振幅の変化からセンサ部２８と反射面との間隔変化、すなわちフレームの変形量変化を容易に検知でき、車椅子６０に座った人の動きに伴う変形量変化をセンサ部２７、２８からの信号振幅の変化として確実に捉えられ、各センサ部２７、２８の位置を適宜設定しても、いずれかのセンサ部から常に変形量変化に応じた信号の変化を取得でき、初期設定の手間をかけずに、離席をはじめとする車椅子６０における人の動きを高い精度で検出できる。
【００８４】
（本発明の第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る離席検知システムを前記図１１及び図１２に基づいて説明する。
前記各図において本実施形態に係る離席検知システム３は、前記第１の実施形態同様、センサ部３１と、判定処理部３２と、報知手段３３とを備える一方、異なる点として、センサ部３１が、車椅子６０下方の床面８０に配設され、人の着座状態で変形を生じる車椅子６０の座部６２に向けて電磁波を送信し、送信した電磁波が座部６２や座部６２上側の人９０における各反射面で反射して戻った反射波を受信して、人９０の動きや座部６２の変形等に伴って人９０の着座した状態と車椅子６０から離れた状態とで変化する信号を出力する構成である。なお、離席検知システム３におけるセンサ部３１の配設箇所に係る点以外の各部の構成は、前記第１の実施形態と同様のものであり、説明を省略する。
【００８５】
前記センサ部３１は、車椅子６０に人９０が着座することに伴って微小な変形を生じる前記所定箇所としての座部６２に対し、車椅子６０に人９０が着座したことに伴う絶対的位置変化が小さくほぼ静止状態を維持する床面８０に配設され、上方の座部６２に向けてマイクロ波帯域の電磁波を送信し、この電磁波が座部６２下側の反射面６２ａで反射して戻った反射波を受信し、着座状態での座部６２の変形に伴うセンサ部３１と反射面６２ａとの間隔の変化に対応して変化する信号を判定処理部３２へ出力する構成である。また、センサ部３１は、人９０の完全な着座状態や、人９０が車椅子６０を離れようとしたり着座しようとする途中の各場合には、座部６２を透過した電磁波が人９０の臀部から腿部にかけての表面である反射面９２で反射して戻った反射波も受信して、この人９０での反射の有無や人９０の動きに伴っても判定処理部３２へ出力する信号を変化させる構成である。
【００８６】
このセンサ部３１は、車椅子６０に人が着座した状態での座部６２の変形量（数ミリ程度）より１／８波長がわずかに大きくなる電磁波（例えば周波数約１０ＧＨｚ、波長約３ｃｍ）を送信しており、座部６２の反射面６２ａで反射した反射波を受信すると、センサ部３１と反射面６２ａとの間隔変化に伴って変化する反射波の位相に応じて、振幅の変化する信号を出力する。このセンサ部３１の詳細構成は前記第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００８７】
センサ部３１が、車椅子６０下方の床面８０に取付けられる（図１２参照）ことで、前記第１の実施形態同様、車椅子６０に座った人が誤って接触することもなく、また人目につきにくく人が故意に触ることも避けられ、人が原因となる破損等のトラブルを回避できることに加え、離席検出のための可動部分は存在せず、且つ検出に際し車椅子６０に座っている人９０に対し非接触状態を保持することから、離席検出性能の劣化が生じにくく、性能を長期にわたって維持できる。
【００８８】
次に、本実施形態に係る離席検知システムの動作について説明する。前提として、センサ部３１は、車椅子６０に人が座っていない状態で、センサ部３１と反射面６２ａの間隔をセンサ部３１からの信号の振幅がほぼ０となるようにして床面８０に取付けられており、また、車椅子６０は移動しないものとする。
【００８９】
システムが起動すると、センサ部３１が、発振部３１ｂで発生させたマイクロ波帯域の連続する正弦波である電磁波を送信アンテナ部３１ａから座部６２の反射面６２ａに向け送信する。電磁波の一部は、座部６２を透過して座部６２上方の人９０が位置することとなる空間に達するが、人９０が車椅子６０から離れて着座していない状態では、座部６２を透過した電磁波のほとんどはセンサ部３１に到達できない。一方、送信された電磁波のうち反射面６２ａで反射した反射波はセンサ部３１の受信アンテナ部３１ｃで受信される。この人９０が車椅子６０から離れて着座していない間は、センサ部３１における反射波の受信状態の変化はほとんどない。
【００９０】
車椅子６０に介護対象者等の人９０が着座しようとすると、座部６２の上方において人が座ろうと動く状態となっていることから、センサ部３１から送信されて座部６２を透過した電磁波は、人９０に達し、人９０の反射面９２で反射した反射波がセンサ部３１の受信アンテナ部３１ｃで受信される。
【００９１】
そして、車椅子６０に人９０が完全に着座すると、人の重みにより座部６２が変形し、ほとんど動かない床面８０に取付けられたセンサ部３１に対し、座部６２の反射面６２ａが位置変化してセンサ部３１と反射面６２ａとの間隔が狭く変化する。座部６２の変形が電磁波の１／８波長より小さい範囲に収るように電磁波の周波数は設定されているので、人９０がほとんど動かない着座状態でのセンサ部３１と反射面６２ａの間隔の変化は電磁波の１／８波長より小さい範囲にとどまり、センサ部３１で受信される反射波の位相は、ずれ量を特定可能な範囲（９０°以内）でずれる。
【００９２】
センサ部３１では、前記第１の実施形態同様、ミキサ部３１ｅで反射波とカプラー３１ｄを経た参照波とから中間周波数の振幅の変化する信号が得られ、これが判定処理部３２へ出力される。
【００９３】
判定処理部３２では、センサ部３１から入力された信号が、人９０が着座しようとする状態に対応してその振幅を激しく変化させる期間を経た後、人９０が完全に着座している状態に対応して、閾値を超えて人の着座した状態と見なせる範囲にある、ほとんど変化のない振幅値を示すことから、車椅子６０に人が着座した状態と判定し、そのままセンサ部３１からの信号の監視を継続する。
【００９４】
その後、車椅子６０に座っていた人が車椅子６０を離れた場合には、人の重みが加わらなくなる座部６２の変形が減少し、センサ部３１に対し、座部６２の反射面６２ａが位置変化してセンサ部３１と反射面６２ａとの間隔が広く変化する。また、人９０が座部６２の上方から存在しなくなり、人９０の反射面９２がセンサ部３１の上方から無くなることで、座部６２を透過した電磁波の反射がほとんど無い状態となる。センサ部３１では、人９０の反射面９２の消失と座部６２の反射面６２ａからの位相のずれた反射波の受信に伴って、振幅の変化した信号が判定処理部３２へ出力される。ただし、センサ部３１に対する反射面６２ａの位置変化もなくなることで、センサ部３１で受信される反射面６２ａからの反射波の位相は、ずれ量の変化がほとんどなく、これ以降はセンサ部３１から出力される信号の振幅変化はほとんど見られなくなる。
【００９５】
判定処理部３２では、センサ部３１から入力された信号の振幅が、閾値を超えて人９０が車椅子６０から離れた状態と見なせる範囲に変化したことを受けて、車椅子６０から人が離れた状態と判定し、報知手段３３を作動させる。こうして、報知手段３３が人の車椅子６０から離れた状態を、この車椅子６０から離れた箇所の管理者等に通知することで、管理者等は人の車椅子６０から離れた状態を認識して何らかの対応が可能となる。
【００９６】
このように、本実施形態に係る離席検知システムにおいては、車椅子６０に人が着座するのに伴い変形が生じる座部６２に向けて、この座部６２に対して静止していると見なせる床面８０に配設したセンサ部３１から電磁波を送信し、座部６２や車椅子６０に座る人９０で反射した反射波を同じセンサ部３１で受信すると、このセンサ部３１からの信号を入力される判定処理部３２が、座部６２の変形によるセンサ部３１と反射面との間隔変化、あるいは人の着座や車椅子６０から離れる等の動きに伴う人９０の反射面の存否やセンサ部３１と人９０との間隔変化、に応じて変わる信号の、所定の閾値を超える変化から車椅子６０に人が着座しているか否かを判定し、離れた箇所の管理者等に車椅子６０に座っていた人が車椅子６０から離れた状態を通知可能となることから、車椅子６０に座っている人に対し非接触で着座の有無を検出でき、また検出のために荷重を受けて動くような可動部分も存在せず、検出機構のトラブルや劣化が生じにくく、長期にわたり離席検出性能を維持できる。
【００９７】
なお、前記第１ないし第３の各実施形態に係る離席検知システムにおいては、車椅子８０やその近傍の床面にセンサ部を配設し、センサ部からの信号に基づいて人９０が車椅子８０から離れた状態と判定した場合には、離れた箇所の管理者等にこの車椅子８０から離れた状態を通知可能にする構成としているが、この他、車椅子以外の移動しない一般的な椅子に本システムを適用することもでき、椅子やその近傍にセンサ部を配設して、この椅子から人が離れた状態を判定した場合に、管理者等に人９０が椅子から離れた状態を通知可能にすることで、前記各実施形態同様、望ましくない離席に対する適切な対応を促せる。
【００９８】
また、前記第１ないし第３の各実施形態に係る離席検知システムにおいては、判定処理部で離席状態又は離席が予想される状態を判定すると、報知手段を作動させて管理者等に通知し、離席への対応を促す構成としているが、これに限らず、椅子近傍で人手を介さずに動作する離席抑止装置や、介護用ロボット等の自律動作する介護支援装置を用いる場合には、判定処理部の判定結果を各装置の制御部に直接送信して離席に対応する動作を行わせる構成とすることもでき、離席に対し迅速な対応を実現できる。
【実施例】
【００９９】
本発明の離席検知システムで、実際に人が車椅子に着座した状態と車椅子から離れた状態におけるセンサ部からの信号の変化を、センサ部の位置と反射面を変えてそれぞれ測定し、各場合で人が車椅子に着座した状態と車椅子から離れた状態の判定に係る処理を、判定処理部でそれぞれ適切に行える程度に、センサ部での信号の変化が得られるか否かについて評価した。
【０１００】
はじめに、車椅子に人が着座した状態と人が車椅子から離れた状態のそれぞれについて、車椅子の背もたれ部に設置したセンサ部からの信号の振幅を測定し、人が車椅子に着座した状態と車椅子から離れた状態とを識別可能となる変化が信号に生じるかどうかを評価した。センサ部の取付けは、前記第１の実施形態同様、車椅子の背もたれ部後側に対して行い、背もたれ部の前方に向けて電磁波を送信するよう設定する。センサ部から送信する電磁波の周波数は約２４ＧＨｚとし、人の車椅子から離れた状態でセンサ部からの信号の振幅がほぼ０となるようにしている。このセンサ部から判定処理部に入力される信号を測定する。
【０１０１】
測定は、人が車椅子から離れている状態から車椅子に深く座り、続いて座る位置を中間に変えた状態に移行し、さらに車椅子に浅く座った状態となった後、車椅子から離れるという一連の行動に合せて実行し、センサ部からの信号の変化を取得した。得られたセンサ部からの信号振幅の時間経過に伴う変化のグラフを、図１３に示す。グラフの縦軸の値は、信号の振幅［Ｖ］、横軸は経過した時間［ｓ］である。
【０１０２】
図１３より、センサ部からの信号において、人が車椅子に着座した状態と車椅子から離れた状態とでは大きな差異が生じており、閾値を適切な値（例えば、０．０２Ｖ）に設定することで着座の有無の判定が確実に行えることがわかる。また、人の車椅子への座り方についても、人が座り方を変えるごとに信号振幅の異なる値が得られており、センサ部と人との位置関係が変化するこうした座り方に対応して、判定のための閾値を設定するのが好ましいことがわかる。
【０１０３】
この他、センサ部からの信号において、人が着座した状態でも信号の変化が現れ、特に、人が着座しようとしたり座り方を変えたりするような人が大きく動く状態に対応して、信号の振幅が車椅子から離れた状態の振幅値を超えて上下に大きく変化する部分も現れており、人の動きで反射波が影響を受けていることは明白であり、人の車椅子上での動きを、この信号が変化する状態から判別できる可能性を示している。
【０１０４】
次に、前記同様の車椅子に人が着座した状態と人が車椅子から離れた状態のそれぞれを、センサ部の取付位置を車椅子のフレームに変更した場合で、センサ部からの信号の振幅を測定し、評価した。センサ部の取付けは、前記第２の実施形態同様、車椅子のフレームに対して行い、電磁波を送信し反射させる反射面を車椅子下方の床面に設定する。センサ部から送信する電磁波の周波数は約１０ＧＨｚとし、またセンサ部と床面の反射面との間隔は約２５ｍｍとして、人の車椅子から離れた状態でセンサ部からの信号の振幅がほぼ０となるようにしている。このセンサ部から判定処理部に入力される信号を測定する。
【０１０５】
測定は、人が車椅子から離れている状態から車椅子に深く座り、続いて車椅子に浅く座った状態となった後、車椅子から離れるという一連の行動に合せて実行し、センサ部からの信号の変化を取得した。得られたセンサ部からの信号振幅の時間経過に伴う変化のグラフを、図１４に示す。グラフの縦軸の値は、信号の振幅［Ｖ］、横軸は経過した時間［ｓ］である。
【０１０６】
図１４より、センサ部からの信号において、人が車椅子に着座した状態と車椅子から離れた状態とでは明確な差異が生じており、閾値を適切な値（例えば、−０．１Ｖ）に設定することで着座の有無の判定が確実に行えることがわかる。また、人の車椅子への座り方についても、人が座り方を変えるごとに信号振幅の異なる値が得られており、車椅子に加わる人の体重の重心位置が変化するこうした座り方に対応して、フレームにおけるセンサ部の取付位置での変形状態が変化していることを示している。
【０１０７】
続いて、前記同様の車椅子に人が着座した状態と人が車椅子から離れた状態のそれぞれを、センサ部の取付位置を車椅子の下方の床面に変更した場合で、センサ部からの信号の振幅を測定し、評価した。センサ部の取付けは、前記第３の実施形態同様、車椅子下方の床面に対して行い、車椅子の座部に向けて電磁波を送信するよう設定する。センサ部から送信する電磁波の周波数は約１０ＧＨｚとし、人の車椅子から離れた状態でセンサ部からの信号の振幅がほぼ０となるようにしている。このセンサ部から判定処理部に入力される信号を測定する。
【０１０８】
測定は、人が車椅子から離れている状態から車椅子に深く座り、続いて車椅子に浅く座った状態となった後、車椅子から離れるという一連の行動に合せて実行し、センサ部からの信号の変化を取得した。得られたセンサ部からの信号振幅の時間経過に伴う変化のグラフを、図１５に示す。グラフの縦軸の値は、信号の振幅［Ｖ］、横軸は経過した時間［ｓ］である。
【０１０９】
図１５より、センサ部からの信号において、人が車椅子に着座した状態と車椅子から離れた状態とでは前記同様明確な差異が生じており、閾値を適切な値（例えば、−０．０３Ｖ）に設定することで着座の有無の判定が確実に行えることがわかる。また、人の車椅子への座り方についても、人が座り方を変えるごとに信号振幅の異なる値が得られており、電磁波の反射面となる座部の変形状態の差異をもたらすこうした座り方に対応して、床面側のセンサ部と座部の反射面との間隔が変化していることを示している。
【０１１０】
この他、センサ部からの信号において、人が着座しようとしたり座り方を変えたりするような人が大きく動く状態に対応して、信号の振幅が車椅子から離れた状態の振幅値を超えて上下に大きく変化する部分も現れており、人の動きやこれに伴う座部の動きで反射波が影響を受けていることは明白であり、人が車椅子上で動く過渡的な状況を、信号が激しく変化する状態から判別できる可能性を示している。
【０１１１】
以上から、センサ部からの信号を用いれば、人が車椅子に着座した状態と車椅子から人が離れた状態とを判定して、離席の検出が行えることは明らかである。また、センサ部の配設位置を適切に設定すれば、信号から車椅子に対する人の座り方の差異を識別したり、車椅子上での人の動きを識別したりすることも可能であるといえる。
【符号の説明】
【０１１２】
１、２、３              離席検知システム
１１、１５、１６        センサ部
１１ａ、２１ａ、３１ａ  送信アンテナ部
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ  発振部
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ  受信アンテナ部
１１ｄ、２１ｄ、３１ｄ  カプラー
１１ｅ、２１ｅ、３１ｅ  ミキサ部
１２、２２、３２        判定処理部
１３、２３、３３        報知手段
２１、２７、２８        センサ部
３１                    センサ部
３４                    記録手段
６０                    車椅子
６１                    背もたれ部
６２                    座部
６２ａ                  反射面
６３                    フレーム
８０                    床面
８１                    反射面
９０                    人
９１、９２              反射面
【図１】
2011133262.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】
2011133262.tif 000010
【図９】
2011133262.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2011133262.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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