(57)【要約】【課題】入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出する。【解決手段】第１の超音波装置２と第２の超音波装置３は、浴槽６の長手方向において離れて配置されている。第１の超音波装置２は、第１の超音波装置２から発信された超音波が浴槽６の水面８で等角反射して第２の超音波装置３で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するように構成されている。沈水判定装置４は、第１の超音波装置２が受信した反射波に基づいて第１の超音波装置２から入浴者Ｐの頭部Ｑまでの距離である頭部距離Ｄ１を算出し、第２の超音波装置３が受信した反射波に基づいて水面８の高さ位置を算出し、頭部距離Ｄ１と水面の高さ位置に基づいて、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴室の浴槽の上部に位置する天井に配置された第１の超音波装置及び第２の超音波装置と、
入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定装置と、
を備え、
前記第１の超音波装置と前記第２の超音波装置は、前記浴槽の長手方向において離れて配置されており、
前記第１の超音波装置は、前記第１の超音波装置から発信された超音波が前記浴槽の水面で等角反射して前記第２の超音波装置で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するように構成されており、
前記沈水判定装置は、前記第１の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記第１の超音波装置から前記入浴者の頭部までの距離である頭部距離を算出し、前記第２の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記水面の高さ位置を算出し、前記頭部距離と前記水面の高さ位置に基づいて、前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する、
沈水判定システム。
【請求項２】
前記沈水判定装置は、前記第１の超音波装置による超音波の発信角度と前記頭部距離に基づいて前記入浴者の頭部の高さ位置を算出し、前記入浴者の頭部の高さ位置と前記水面の高さ位置に基づいて前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する、
請求項１に記載の沈水判定システム。
【請求項３】
前記第１の超音波装置は、前記浴槽の長手方向における一端の上方に配置され、
前記第２の超音波装置は、前記浴槽の長手方向における他端の上方に配置されている、
請求項１又は２に記載の沈水判定システム。
【請求項４】
前記第１の超音波装置及び前記第２の超音波装置は、前記浴槽の長手方向における中央から等しい距離に配置されている、
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の沈水判定システム。
【請求項５】
浴室の浴槽の上部に位置する天井に配置された第１の超音波装置及び第２の超音波装置を用いて、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定方法であって、
前記第１の超音波装置と前記第２の超音波装置は、前記浴槽の長手方向において離れて配置されており、
前記第１の超音波装置が、前記第１の超音波装置から発信された超音波が前記浴槽の水面で等角反射して前記第２の超音波装置で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するステップと、
前記第１の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記第１の超音波装置から前記入浴者の頭部までの距離である頭部距離を算出するステップと、
前記第２の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記水面の高さ位置を算出するステップと、
前記頭部距離と前記水面の高さ位置に基づいて、前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定するステップと、
を含む、
沈水判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沈水判定システム、及び、沈水判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、浴室の天井に設けた超音波発受信装置を用いて浴槽の水面と入浴者の身体上端部との間の距離を測定し、その測定結果に基づいて浴槽内の入浴者の沈水状態を判定する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４８８９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６には、浴室の浴槽１００の上部に位置する天井に超音波発受信装置１０１を設け、浴槽１００の水面１０２と入浴者１０３の身体上端部１０４との間の距離を測定し、その測定結果に基づいて入浴者１０３の沈水状態を判定する技術を例示している。超音波発受信装置１０１から浴槽１００に向けて発信された超音波は、浴槽１００の水面１０２や入浴者１０３の身体上端部１０４で反射し、反射波として超音波発受信装置１０１で受信される。
【０００５】
図７には、超音波発受信装置１０１で受信された反射波を例示している。（ｔｘ）は、超音波発受信装置１０１から発信された超音波の送信波形を示している。（ｒｘ）は、超音波発受信装置１０１で受信された反射波の受信波形を示している。受信波形を解析することで、受信波形から、入浴者１０３の身体上端部１０４からの反射波ｗ１と、浴槽１００の水面１０２からの反射波ｗ２と、を区別して抽出する。超音波発受信装置１０１から超音波が発信されてから入浴者１０３の身体上端部１０４からの反射波ｗ１が受信されるまでの時間ｔ１と、超音波発受信装置１０１から超音波が発信されてから浴槽１００の水面１０２からの反射波ｗ２が受信されるまでの時間ｔ２と、が測定される。時間ｔ１と時間ｔ２の差分に基づいて、浴槽１００の水面１０２と入浴者１０３の身体上端部１０４との間の距離が測定される。
【０００６】
図７に示すように、入浴者１０３の身体上端部１０４からの反射波ｗ１は、浴槽１００の水面１０２からの反射波ｗ２と比較して振幅が小さい。これは、前者の入浴者１０３の身体上端部１０４、即ち頭頂部は球面であるのに対し、後者の浴槽１００の水面１０２は平面だからである。従って、例えば図８に示すように、浴槽１００の水面１０２と入浴者１０３の身体上端部１０４との間の距離が短い場合は、受信波形を解析するに際し、入浴者１０３の身体上端部１０４からの反射波ｗ１と、浴槽１００の水面１０２からの反射波ｗ２と、を区別して抽出すること自体が困難となる。
【０００７】
また、図９には、超音波発受信装置１０１の真下に入浴者１０３の頭部１０５が位置している場合を示している。この場合、図１０に示すように、浴槽１００の水面１０２からの反射波ｗ２の振幅が著しく小さくなる。これは、超音波発受信装置１０１から真下に発信された超音波が入浴者１０３の頭部１０５によって遮られることで、超音波発受信装置１０１の真下の水面１０２に到達することができず、また、超音波発受信装置１０１から斜め下方に発信された超音波は水面１０２で等角反射するため、その反射波は超音波発受信装置１０１で受信されることがないからである。
【０００８】
上述のように、図６から図１０に示す比較例においては、入浴者１０３の身体上端部１０４からの反射波ｗ１と、浴槽１００の水面１０２からの反射波ｗ２と、を区別して抽出し確実に識別することが困難である。それ故、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出することができなかった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、浴室の浴槽の上部に位置する天井に配置された第１の超音波装置及び第２の超音波装置と、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定装置と、を備え、前記第１の超音波装置と前記第２の超音波装置は、前記浴槽の長手方向において離れて配置されており、前記第１の超音波装置は、前記第１の超音波装置から発信された超音波が前記浴槽の水面で等角反射して前記第２の超音波装置で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するように構成されており、前記沈水判定装置は、前記第１の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記第１の超音波装置から前記入浴者の頭部までの距離である頭部距離を算出し、前記第２の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記水面の高さ位置を算出し、前記頭部距離と前記水面の高さ位置に基づいて、前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する、沈水判定システムが提供される。
【００１１】
本発明の他の実施形態によれば、浴室の浴槽の上部に位置する天井に配置された第１の超音波装置及び第２の超音波装置を用いて、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定方法であって、前記第１の超音波装置と前記第２の超音波装置は、前記浴槽の長手方向において離れて配置されており、前記第１の超音波装置が、前記第１の超音波装置から発信された超音波が前記浴槽の水面で等角反射して前記第２の超音波装置で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するステップと、前記第１の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記第１の超音波装置から前記入浴者の頭部までの距離である頭部距離を算出するステップと、前記第２の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記水面の高さ位置を算出するステップと、前記頭部距離と前記水面の高さ位置に基づいて、前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定するステップと、を含む、沈水判定方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】沈水判定システムの概略図である。
【図２】沈水判定装置の機能ブロック図である。
【図３】沈水判定システムにおける制御フローである。
【図４】受信波形を例示する図である。
【図５】入浴者の頭部が浴槽の長手方向の中央にある場合における、超音波の反射の様子を示す図である。
【図６】入浴者の頭部が浴槽の長手方向の中央にない場合における、超音波の反射の様子を示す図である。（比較例）
【図７】受信波形を例示する図である。（比較例）
【図８】受信波形を例示する図である。（比較例）
【図９】入浴者の頭部が浴槽の長手方向の中央にある場合における、超音波の反射の様子を示す図である。（比較例）
【図１０】受信波形を例示する図である。（比較例）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１から図５を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１５】
また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１６】
（沈水判定システム１）
図１に示すように、本実施形態に係る沈水判定システム１は、第１の超音波装置２と、第２の超音波装置３と、沈水判定装置４と、警報装置５と、を備える。
【００１７】
第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３は、浴室の浴槽６の上部に位置する天井７に配置されている。第１の超音波装置２は、浴槽６の長手方向における一端６ａの上方に配置されている。第２の超音波装置３は、浴槽６の長手方向における他端６ｂの上方に配置されている。第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３は、図示しない平面視で、浴槽６の長手方向の中央６Ｃから等しい距離に配置されている。
【００１８】
（第１の超音波装置２）
第１の超音波装置２は、超音波を送信及び受信可能に構成されている。第１の超音波装置２は、第１の超音波装置２から発信された超音波が浴槽６の水面８で等角反射して第２の超音波装置３で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するように構成されている。第１の超音波装置２から発信される超音波の発信方向、即ち、第１の超音波装置２から発信される超音波の音響レベルが最大となる方向と水面８との成す角度を以下、角度θと称する。角度θは、発信角度の一具体例である。本実施形態において角度θは、１５度以上９０度未満である。好ましくは、角度θは、８５度未満、又は、８０度未満、又は、７５度未満である。なお、第１の超音波装置２が発信する超音波の指向特性は、第１の超音波装置２から真下に向かって発信される超音波の強度が可及的に小さくなるように設定されている。詳しくは、第１の超音波装置２が発信する超音波の指向特性は、第１の超音波装置２が発信する超音波のメインローブの半値角内の成分が何れも斜め下向きとなるように設定されている。好ましくは、第１の超音波装置２は、第１の超音波装置２から真下に向かって超音波を発信しないように構成するとよい。上記のように指向特性を設定することで、第１の超音波装置２から発信された超音波が水面８や浴槽６の縁部上面９で反射して第１の超音波装置２で受信され難くなる。
【００１９】
（第２の超音波装置３）
第２の超音波装置３は、超音波を受信可能に構成されている。ただし、第２の超音波装置３は、超音波を発信可能に構成してもよい。
【００２０】
（沈水判定装置４）
沈水判定装置４は、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する装置である。
【００２１】
入浴者Ｐの沈水状態とは、以下の通りである。即ち、浴槽における溺死は、入浴者Ｐが浴槽６の湯に浸かったときに何らかの理由で意識喪失状態になったり、浴槽６から出ようと立ち上がった時に血圧の急速な低下により脳もしくは心臓が虚血状態になったりして浴槽６の湯に入浴者Ｐの頭部Ｑが沈水し、鼻や口などの呼吸器官を浴槽６の湯が塞ぐことにより発生する。そして、入浴者Ｐの沈水状態とは、入浴者Ｐの頭部Ｑが浴槽６の湯に沈水した状態を意味するものとする。
【００２２】
沈水判定装置４は、第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３と有線又は無線にて接続されている。沈水判定装置４は、第１の超音波装置２で受信された反射波及び第２の超音波装置３で受信された反射波に基づいて、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。
【００２３】
（警報装置５）
警報装置５は、沈水判定装置４と有線又は無線にて接続されている。沈水判定装置４及び警報装置５は、浴室内外の任意の場所に設置可能である。沈水判定装置４及び警報装置５は、第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３の何れか一方に内蔵されていてもよい。警報装置５は、沈水判定装置４により入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定された場合に警告を発する。
【００２４】
（沈水判定装置４の詳細な説明）
以下、図２を参照して、沈水判定装置４を詳細に説明する。
【００２５】
図２に示すように、沈水判定装置４は、パルス発生回路２０、発振回路２１、断続回路２２、送信用増幅回路２３、発受信切替回路２４、受信用増幅回路２５、フィルタ回路２６、波形分析回路２７、頭部反射波抽出部２８、頭部距離算出部２９、頭部高さ位置算出部３０を備える。また、沈水判定装置４は、受信用増幅回路３１、フィルタ回路３２、波形分析回路３３、水面反射波抽出部３４、水面高さ位置算出部３５を備える。更に、沈水判定装置４は、沈水判定部３６を備える。頭部反射波抽出部２８、頭部距離算出部２９、頭部高さ位置算出部３０、水面反射波抽出部３４、水面高さ位置算出部３５、沈水判定部３６は、例えば中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の論理回路により構成される。
【００２６】
発振回路２１は、超音波帯域の交流信号を発生させる。パルス発生回路２０は、超音波の発受信時間を決定するためのパルスを発生し、断続回路２２、発受信切替回路２４、波形分析回路２７、波形分析回路３３に出力する。断続回路２２は、パルス発生回路２０からのパルスにより制御され、発振回路２１からの交流信号をパルス状の振幅を持った交流波形とする。送信用増幅回路２３は、断続回路２２からの交流信号を増幅する。
【００２７】
発受信切替回路２４は、パルス発生回路２０からのパルスにより制御され、第１の超音波装置２の発受信を切り替える。第１の超音波装置２により、継続時間幅が短いパルス状の超音波が浴槽６に向けて発信される。第１の超音波装置２から発信された超音波が反射波となって第１の超音波装置２や第２の超音波装置３に到達する前に、発受信切替回路２４は、第１の超音波装置２の接続先を受信用増幅回路２５に切り替える。
【００２８】
受信用増幅回路２５は、第１の超音波装置２で受信された反射波を増幅する。フィルタ回路２６は、第１の超音波装置２で受信された反射波から、第１の超音波装置２から発信された超音波の周波数成分以外の周波数成分を除去する。フィルタ回路２６からの出力は波形分析回路２７に入力される。
【００２９】
波形分析回路２７は、フィルタ回路２６から入力した受信波形に対してエンベロープ検波を行い、エンベロープ検波波形を出力する。
【００３０】
頭部反射波抽出部２８は、波形分析回路２７から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第１の超音波装置２で受信された反射波から入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波を抽出する。
【００３１】
頭部距離算出部２９は、入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波に基づいて、第１の超音波装置２から入浴者Ｐの頭部Ｑまでの距離である頭部距離Ｄ１（図１参照）を算出する。具体的には、頭部距離算出部２９は、第１の超音波装置２から超音波が発信されてから第１の超音波装置２が入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波を受信するまでの遅延時間を算出し、この遅延時間に超音波の伝搬速度を掛けることで、上記頭部距離Ｄ１を算出する。
【００３２】
頭部高さ位置算出部３０は、上記の頭部距離Ｄ１に基づいて、入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置を算出する。具体的には、頭部高さ位置算出部３０は、第１の超音波装置２の既知の高さ位置からＤ１×ｓｉｎθを引くことで、入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置を近似的に算出する。
【００３３】
受信用増幅回路３１は、第２の超音波装置３で受信された反射波を増幅する。フィルタ回路３２は、第２の超音波装置３で受信された反射波から、第１の超音波装置２から発信された超音波の周波数成分以外の周波数成分を除去する。フィルタ回路３２からの出力は波形分析回路３３に入力される。
【００３４】
波形分析回路３３は、フィルタ回路３２から入力した受信波形に対してエンベロープ検波を行い、エンベロープ検波波形を出力する。
【００３５】
水面反射波抽出部３４は、波形分析回路３３から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第２の超音波装置３で受信された反射波から水面８での反射波を抽出する。
【００３６】
水面高さ位置算出部３５は、水面８での反射波に基づいて、水面８の高さ位置を算出する。具体的には、水面高さ位置算出部３５は、第１の超音波装置２から超音波が発信されてから第２の超音波装置３が反射波を受信するまでの遅延時間を算出し、この遅延時間に超音波の伝搬速度を掛けることで、水面８で等角反射した超音波のＶ字状の伝播経路の伝播距離Ｄ２（図１参照）を算出する。水面高さ位置算出部３５は、この伝播距離Ｄ２と、第１の超音波装置２と第２の超音波装置３の間の既知の離間距離Ｄ３と、に基づいて三平方の定理等の幾何学的な手段により第２の超音波装置３と水面８との間の鉛直距離Ｄ４を算出する。そして、水面高さ位置算出部３５は、第２の超音波装置３の既知の高さ位置から鉛直距離Ｄ４を引くことで、水面８の高さ位置を算出する。
【００３７】
沈水判定部３６は、頭部高さ位置算出部３０が算出した入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置と、水面高さ位置算出部３５が算出した水面８の高さ位置と、を比較し、その比較結果に基づいて、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。具体的には、沈水判定部３６は、入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置と、水面８の高さ位置と、の差分を算出し、この差分が所定値以下となった場合、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定する。ここで、所定値とは、例えば、１５ｃｍから３０ｃｍの範囲内で適宜に設定されるものであり、入浴者Ｐの頭部Ｑの大きさや呼吸器の位置等に応じて決定することが好ましい。所定値は、一例として２５ｃｍに設定される。所定値は沈水判定装置４の図示しない記憶装置等に予め記憶させておく。
【００３８】
警報装置５は、沈水判定部３６により入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定された場合に警告を発する。
【００３９】
（沈水判定方法）
次に、本発明の実施形態に係る沈水判定システム１を用いた沈水判定方法を説明する。図３は、沈水判定システム１の制御フローを示す図である。図４は、受信波形を例示する図である。
【００４０】
ステップＳ１００：
先ず、図１に示すように、第１の超音波装置２が、浴槽６の長手方向の中央６Ｃへ向けて超音波を斜め下向きに発信する。図１において、入浴者Ｐの頭部Ｑは、浴槽６の他端６ｂ寄りに位置している。第１の超音波装置２が発信した超音波のうち、入浴者Ｐの頭部Ｑで反射した反射波は、主として第１の超音波装置２で受信される。一方、第１の超音波装置２が発信した超音波のうち、水面８で等角反射した反射波は、第２の超音波装置３でのみ受信され、第１の超音波装置２では受信されない。なぜなら、第１の超音波装置２が発信する超音波は水面８に対して斜めに入射するからである。
【００４１】
ステップＳ１１０：
次に、波形分析回路２７が、第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３が受信した反射波のエンベロープ検波波形を出力する。
【００４２】
ステップＳ１２０：
次に、頭部反射波抽出部２８が、波形分析回路２７から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第１の超音波装置２が受信した反射波から入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波を抽出する。図４において、（ｒｘ１）は、第１の超音波装置２が受信した反射波の受信波形を示している。図４に示すように、第１の超音波装置２が受信した反射波において、入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波ｗＱは、水面８での反射波ｗ８よりも振幅が大きい。即ち、第１の超音波装置２が受信した反射波において、水面８での反射波ｗ８の振幅は、入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波ｗＱの振幅と比較して極めて小さいものとなる。従って、頭部反射波抽出部２８は、波形分析回路２７から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第１の超音波装置２が受信した反射波から入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波ｗＱを容易に抽出することができる。
【００４３】
ステップＳ１３０：
次に、水面反射波抽出部３４が、波形分析回路３３から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第２の超音波装置３が受信した反射波から水面８での反射波を抽出する。図４において、（ｒｘ２）は、第２の超音波装置３が受信した反射波の受信波形を示している。図４に示すように、第２の超音波装置３が受信した反射波において、水面８での反射波ｗ８は、入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波ｗＱよりも振幅が極めて大きい。即ち、第２の超音波装置３が受信した反射波において、入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波ｗＱの振幅は、水面８での反射波ｗ８の振幅と比較して無視できるほど小さいものとなる。従って、水面反射波抽出部３４は、波形分析回路３３から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第２の超音波装置３が受信した反射波から水面８での反射波ｗ８を容易に抽出することができる。
【００４４】
ステップＳ１４０：
次に、頭部距離算出部２９が、入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波ｗＱに基づいて、第１の超音波装置２から入浴者Ｐの頭部Ｑまでの距離である頭部距離Ｄ１（図１参照）を算出する。
【００４５】
ステップＳ１５０：
次に、頭部高さ位置算出部３０が、上記の頭部距離Ｄ１に基づいて、入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置を算出する。
【００４６】
ステップＳ１６０：
次に、水面高さ位置算出部３５が、水面８での反射波ｗ８に基づいて、水面８の高さ位置を算出する。
【００４７】
ステップＳ１７０：
次に、沈水判定部３６が、入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置と、水面８の高さ位置と、の差分を算出する。
【００４８】
ステップＳ１８０：
次に、沈水判定部３６が、ステップＳ１７０で算出された差分が所定値以下であるか否か判定する。沈水判定部３６は、上記差分が所定値以下であると判定した場合（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定する。一方、沈水判定部３６は、上記差分が所定値以下でないと判定した場合（Ｓ１８０：ＮＯ）、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢でないと判定し、処理を終了する。
【００４９】
ステップＳ１９０：
警報装置５は、沈水判定部３６により入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定された場合、警告を発する。
【００５０】
ここで、図５を参照されたい。図５には、入浴者Ｐの頭部Ｑが浴槽６の長手方向の中央６Ｃにある場合における、超音波の反射の様子を示している。図６に示すように、入浴者Ｐの頭部Ｑが浴槽６の長手方向の中央６Ｃに位置している場合、一見すると、第１の超音波装置２から発信された超音波が水面８で等角反射して反射波として第２の超音波装置３で受信されることができないように見える。
【００５１】
しかしながら、超音波はある程度の直進性を有しつつも、例えばレーザービームほどの直進線は備えておらず、拡散しながら水面８に入射されることになる。また、超音波には回折する特性があり、また、水面８は僅かながらも揺れている。更に言えば、入浴者Ｐの頭部Ｑは細い頸部で支えられており、頸部の両側には十分なスペースが存在している。従って、第１の超音波装置２から浴槽６の長手方向の中央６Ｃに向かって発信された超音波は、入浴者Ｐの頭部Ｑの前頭部曲面脇を通って入浴者Ｐの肩付近の水面８で等角反射し、後頭部曲面脇を通り抜けて反射波として第２の超音波装置３に到達することが可能となっている。従って、図６に示すように超音波を真下に発信する比較例と比較して、第１の超音波装置２から超音波が斜め下向きに発信されることで、入浴者Ｐの頭部Ｑがどこに位置していようとも、第１の超音波装置２から発信された超音波が水面８で等角反射して反射波として第２の超音波装置３で受信されることが妨げられ難くなっている。
【００５２】
図３に示した一連の手順は、図２と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図１に示した沈水判定システム１を制御して実行できる。このプログラムは、図示を省略した記憶装置等に記憶させればよい。また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、この記録媒体を記憶装置に読み込ませることにより、図３に示した一連の手順を実行することができる。
【００５３】
以上に、本願発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特徴を有している。
【００５４】
即ち、図１に示すように、沈水判定システム１は、浴室の浴槽６の上部に位置する天井７に配置された第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３と、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定装置４と、を備える。第１の超音波装置２と第２の超音波装置３は、浴槽６の長手方向において離れて配置されている。第１の超音波装置２は、第１の超音波装置２から発信された超音波が浴槽６の水面８で等角反射して第２の超音波装置３で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するように構成されている。沈水判定装置４は、第１の超音波装置２が受信した反射波に基づいて第１の超音波装置２から入浴者Ｐの頭部Ｑまでの距離である頭部距離Ｄ１を算出し、第２の超音波装置３が受信した反射波に基づいて水面８の高さ位置を算出し、頭部距離Ｄ１と水面の高さ位置に基づいて、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。以上の構成によれば、入浴者Ｐの頭部Ｑでの反射波は第１の超音波装置２における受信波形から明瞭に識別可能となり、水面８での反射波は第２の超音波装置３における受信波形から明瞭に識別可能となる。また、第１の超音波装置２から斜め下向きに発信されて水面８で反射した反射波を第１の超音波装置２とは異なる位置に配置された第２の超音波装置３で受信するようにしているので、入浴者Ｐの頭部Ｑがどこに位置していようとも、水面８で等角反射した反射波を一層確実に受信できるようになる。従って、以上の構成によれば、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出することができる。
【００５５】
また、沈水判定装置４は、第１の超音波装置２による超音波の発信角度（角度θ）と頭部距離Ｄ１に基づいて入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置を算出し、入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置と水面８の高さ位置に基づいて入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。このように、第１の超音波装置２から見て検出対象となる入浴者Ｐの頭部Ｑがどこに位置していようとも、近似的に入浴者Ｐの頭部Ｑが第１の超音波装置２による超音波の発信方向上に位置しているものと見做すことで、入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置を簡単な計算式で推定できるようになる。
【００５６】
また、図１に示すように、第１の超音波装置２は、浴槽６の長手方向における一端６ａの上方に配置され、第２の超音波装置３は、浴槽６の長手方向における他端６ｂの上方に配置される。以上の構成によれば、第１の超音波装置２による超音波の発信角度（角度θ）をより小さくすることができるので、入浴者Ｐの頭部Ｑがどこに位置していようとも、水面８で等角反射した反射波を第２の超音波装置３で一層確実に受信できるようになる。
【００５７】
また、図１に示すように、第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３は、平面視で、浴槽６の長手方向における中央６Ｃから等しい距離に配置されている。しかし、これに代えて、第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３は、平面視で、浴槽６の長手方向における中央６Ｃから異なる距離に配置されていてもよい。
【００５８】
また、図３に示すように、浴室の浴槽６の上部に位置する天井７に配置された第１の超音波装置２及び第２の超音波装置３を用いて、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定方法は、以下のステップを含む。
ステップＳ１００：第１の超音波装置２が、第１の超音波装置２から発信された超音波が浴槽６の水面８で等角反射して第２の超音波装置３で受信されるように斜め下向きに超音波を発信する。
ステップＳ１４０：第１の超音波装置２が受信した反射波に基づいて第１の超音波装置２から入浴者Ｐの頭部Ｑまでの距離である頭部距離Ｄ１を算出する。
ステップＳ１６０：第２の超音波装置３が受信した反射波に基づいて水面８の高さ位置を算出する。
ステップＳ１４０、Ｓ１５０、Ｓ１７０、Ｓ１８０：頭部距離Ｄ１と水面の高さ位置に基づいて、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。換言すれば、入浴者Ｐの頭部Ｑの高さ位置と水面の高さ位置に基づいて、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。
以上の方法によれば、入浴者Ｐが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出することができる。
【００５９】
上記の沈水判定方法は、コンピュータの中央演算処理装置が記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して、中央演算処理装置上でプログラムを実行することで実現される。
【００６０】
なお、浴槽６内に水中用の超音波センサを設け、この超音波センサにより入浴者の有無を沈水判定に先立って判定してもよい。
【００６１】
また、沈水判定をするに際し、水面８の高さ位置を閾値に用いることに代えて、浴槽６の縁部上面９の高さ位置、又は、浴槽６の縁部上面９の高さ位置に基づいて算出された高さ位置を閾値として用いてもよい。浴槽６の縁部上面９の高さ位置は、水面８の高さ位置に等しいか、又は、水面８の高さ位置より高い、という性質を有する。従って、浴槽６の縁部上面９の高さ位置は、沈水判定をする際の適切な閾値と成り得る。また、浴槽６の縁部上面９の高さ位置に基づいて算出された高さ位置とは、例えば、浴槽６の縁部上面９の高さ位置から所定値を減算して得られる高さ位置が挙げられる。
【００６２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明抽出事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１  沈水判定システム
２  第１の超音波装置
３  第２の超音波装置
４  沈水判定装置
５  警報装置
６  浴槽
６ａ  一端
６ｂ  他端
６Ｃ  中央
７  天井
８  水面
９  縁部上面
２０  パルス発生回路
２１  発振回路
２２  断続回路
２３  送信用増幅回路
２４  発受信切替回路
２５  受信用増幅回路
２６  フィルタ回路
２７  波形分析回路
２８  頭部反射波抽出部
２９  頭部距離算出部
３０  頭部高さ位置算出部
３１  受信用増幅回路
３２  フィルタ回路
３３  波形分析回路
３４  水面反射波抽出部
３５  水面高さ位置算出部
３６  沈水判定部
Ｄ１  頭部距離
Ｄ２  伝播距離
Ｄ３  離間距離
Ｄ４  鉛直距離
Ｐ  入浴者
Ｑ  頭部
ｗＱ  反射波
ｗ８  反射波
θ  角度
【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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