(57)【要約】【課題】浴槽内の入浴者が沈水状態であるか否かを判定し、早期かつ安全に沈水状態を解消する。【解決手段】浴室安全システム１０は、浴室内の浴槽１の上部に配置され、浴槽１に向けて超音波を発信し、その反射波を受信する、超音波発受信装置１２と、受信した反射波に基づいて、超音波発受信装置１２から入浴者５の頭頂部までの距離である第１の距離と、超音波発受信装置１２から浴室内の基準となる構造物までの距離である第２の距離と、を算出し、第１の距離と第２の距離とを比較し、その比較結果に基づいて、入浴者５が沈水状態であるか否かを判定する沈水判定装置１３と、浴槽１の内側に収容され、側面または底面に少なくとも１以上の孔を有する籠９と、沈水判定装置１３の判定に基づき、籠９を、浴槽１の内側に収容された位置から入浴者５の沈水状態を解消させる位置まで上昇させる籠昇降装置を制御する籠制御装置Ｂと、を備える。 【選択図】図１０
2019067063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴室内の浴槽の上部に配置され、前記浴槽に向けて超音波を発信し、その反射波を受信する、超音波発受信装置と、
前記受信した反射波に基づいて、前記超音波発受信装置から入浴者の頭頂部までの距離である第１の距離と、前記超音波発受信装置から前記浴室内の基準となる構造物までの距離である第２の距離と、を算出し、前記第１の距離と前記第２の距離とを比較し、その比較結果に基づいて、前記入浴者が沈水状態であるか否かを判定する沈水判定装置と、
前記浴槽の内側に収容され、側面または底面に少なくとも１以上の孔を有する籠と、
前記沈水判定装置の判定に基づき、前記籠を、前記浴槽の内側に収容された位置から前記入浴者の沈水状態を解消させる位置まで上昇させる籠昇降装置を制御する籠制御装置と、
を備えた、浴室安全システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽に入浴中に一過性や急性疾患による意識喪失などにより頭部が沈水した状態を直ちに発見し、早期かつ安全に沈水状態の解消を可能にするための浴室安全システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭内における事故死として多いものに、浴槽内での溺死があげられる。浴槽で溺れる要因としては、寒い時期に熱い湯に接することによる急激な血圧上昇や心臓への負担による脳や心臓などの急性疾患がある。また、入浴中に湯に浸かった状態では血行がよくなり血圧も低下するが、その状態から立ち上がることによって重力により脳や心臓が虚血状態になることで意識喪失し、浴槽内で転倒や脱力してしまい浴槽内で身体を支えることができずに沈水してしまう場合もある。このように、洗い場における事故に比較して浴槽内での事故が非常に多いことが知られている。
【０００３】
また、家族が同一屋内に居た場合においても浴槽内で沈水状態にあることを早期に発見することができず、結果として命を失うこともある。一方、公衆浴場では入浴事故による死亡例は家庭の場合と比較して非常に少なく、公衆浴場は周囲に人目があり異常発見が早いためと考えられている。
【０００４】
また、浴室の異常を連絡する手段として、給湯装置のリモコン等に備えられた他の部屋とのインターホン機能があるが、入浴者が意識喪失状態の場合は当然連絡することができない。
【０００５】
このように浴室内は家庭内においても危険な場所であり、近年高齢化が進むにつれて浴室内の事故を早期に発見し処置を行うことにより救命に繋げることが重要となっており、浴室内の異常検知装置の提案がなされている。
【０００６】
特許文献１には、入浴者情報を複数の入浴パターンに分類して学習し、入浴パターンに基づいて、現在の入浴者に異常が発生しているか否かを判定する入浴状態検出装置が開示されている。
【０００７】
特許文献１に記載の入浴状態検出装置は、現在の入浴者に異常が発生していると判定した場合、自動的に、浴槽の水位が安全な水位に下がるまで排水を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−２０７２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の入浴状態検出装置は、安全な水位まで排水を完了するために相当の時間を要することから、異常が発生した入浴者を救命できない場合が生じていた。
【００１０】
そこで本発明は、入浴者に異常が発生し、沈水状態に至った場合に、早期かつ安全に沈水状態を解消する浴室安全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】
【００１１】
本発明は、浴室内の浴槽の上部に配置され、前記浴槽に向けて超音波を発信し、その反射波を受信する、超音波発受信装置と、前記受信した反射波に基づいて、前記超音波発受信装置から入浴者の頭頂部までの距離である第１の距離と、前記超音波発受信装置から前記浴室内の基準となる構造物までの距離である第２の距離と、を算出し、前記第１の距離と前記第２の距離とを比較し、その比較結果に基づいて、前記入浴者が沈水状態であるか否かを判定する沈水判定装置と、前記浴槽の内側に収容され、側面または底面に少なくとも１以上の孔を有する籠と、前記沈水判定装置の判定に基づき、前記籠を、前記浴槽の内側に収容された位置から前記入浴者の沈水状態を解消させる位置まで上昇させる籠昇降装置を制御する籠制御装置と、を備えた浴室安全システムを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入浴者に異常が発生し沈水状態に至った場合に、早期かつ安全に沈水状態を解消することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る浴室安全システムの一例を示す概略図である。
【図２】家庭用浴室を上面から見た俯瞰図である。
【図３】入浴時の家庭用浴室を上面から見た俯瞰図である。
【図４】図４（ａ）は、正常な入浴状態を示す概略図である。図４（ｂ）は、頭部が水没した沈水状態を示す概略図である。図４（ｃ）は、全身が水没した沈水状態を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る沈水判定装置の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る反射波の波形を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る反射波のエンベロープ波形及び微分波形を示す波形図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る沈水検知方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明のその他の実施の形態に係る浴室安全システムの一例を示す概略図である。
【図１０】図１０（ａ）は、籠昇降装置及び籠を有する浴槽を備えた浴室安全システムの一例を示す概略図である。図１０（ｂ）は、同浴室安全システムにおける沈水状態の一例を示す概略図である。図１０（ｃ）は、同浴室安全システムにおける沈水状態が解消された状態の一例を示す概略図である。
【図１１】図１１（ａ）は、籠昇降装置及び籠を有する浴槽を備えた浴室安全システムにおける沈水状態の一例を示す概略図である。図１１（ｂ）は、同浴室安全システムにおける沈水状態が解消された状態の一例を示す概略図である。
【図１２】籠昇降装置及び籠を有する浴槽を備えた浴室安全システムにおける沈水状態が解消された状態の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。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。したがって、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、以下に示す実施の形態は、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】
実施の形態１．
（浴室安全システム）
本発明の実施の形態に係る浴室安全システム１０は、図１に示すように、浴室内の浴槽１の上部に位置する天井３に配置され、浴槽１内に入浴者５が入浴中であることを検出する入浴者検出装置１１と、天井３に配置され、浴槽１に向けて超音波を発信し、その発信した超音波の反射波を受信する超音波発受信装置１２と、入浴者検出装置１１により入浴者５が入浴中であることが検出されたときに、受信した反射波に基づいて入浴者５の頭頂部から浴槽１内の水面６までの距離Ｌを算出し、入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌに基づいて入浴者５が沈水状態か否かを判定する沈水判定装置１３とを備える。超音波発受信装置１２と、入浴者５の頭頂部との距離は第１の距離である。超音波発受信装置１２と、水面６または後述する浴槽縁部８等の浴室内の基準となる構造物との距離は第２の距離である。
【００１７】
沈水判定装置１３には警報装置１４が接続されている。沈水判定装置１３及び警報装置１４は、浴室内外の任意の場所に設置可能であり、入浴者検出装置１１又は超音波発受信装置１２に内蔵されていてもよい。入浴者検出装置１１、超音波発受信装置１２、沈水判定装置１３及び警報装置１４は、互いに有線で接続されていてもよいし、無線で信号を送受信してもよく、インターネットを介して接続されていてもよい。
【００１８】
図２は家庭用浴室を天井３から見た俯瞰図である。図２に示すように一般に天井３からは浴槽１内を一望できる。浴室には洗い場７及び浴槽１が設けられている。浴槽１には、入浴するための湯２が張られている。浴槽１には排水栓４が設けられている。なお、排水栓４の自動開閉は、沈水判定装置１３に接続された、排水栓制御装置Ａ（図示省略）により行う。排水栓制御装置Ａは、浴室内外の任意の場所に設置可能であり、浴槽１に内蔵されていてもよい。
【００１９】
図３は浴槽１内に人間（入浴者）５が入浴している状態を示す。浴室内における溺死は、浴槽１の湯２に浸かった状態の時に何らかの理由で意識喪失状態になったり、浴槽１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１の湯２に沈水し、鼻や口などの呼吸器官を浴槽１の湯２がふさぐことにより発生する。
【００２０】
図４（ａ）〜図４（ｃ）に入浴者５の浴槽１内における入浴状態を示す。図４（ａ）に示す入浴状態は、入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌが十分にあり、入浴者５の鼻及び口の呼吸器は水面６より上にあるので呼吸が正常にできる状態である。
【００２１】
図４（ｂ）に示す入浴状態は、入浴者５が意識喪失とともに脱力し、自らを支えられなくなり浴槽１内の湯２に沈水した状態である。入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌが小さく、頭部５１の一部は水面６より上にあるものの、あごの位置よりも水位が高く、呼吸器は水面６下にあるため、呼吸を維持する上で危険な沈水状態である。このように、たとえ頭部５１が水面６上に露出していたとしても、呼吸器まで水面６が到達していれば呼吸困難又は呼吸器に水が進入する状態となり、沈水状態である。
【００２２】
図４（ｃ）に示す入浴状態は、図４（ｂ）に示した入浴状態が進行し、入浴者５の身体全部が水面６下となり、頭部５１も水没しており明らかな沈水状態である。
【００２３】
図１に示した入浴者検出装置１１としては、撮像素子（撮像用カメラ）が使用可能である。入浴者検出装置１１は、浴槽１を撮影視野Ｆに納め、映像情報に基づいて浴槽１内に入浴者５が存在することを検出する。一般に浴槽１は単色の色彩のものが多く、また入浴者５は衣服を身につけていないことから、入浴者５の画像の大半は肌色を中心とした色彩で占められている。このため、図２に示した入浴者がいない状態での浴槽１全体の画像から浴槽１の色彩と範囲を記憶しておき、図３に示した入浴者５が浴槽１に入った状態の画像と比較して浴槽１の色彩と異なり肌色を中心とした色彩の範囲が一定割合を上回ったときに、浴槽１内に入浴者５が存在すると判断する。なお、浴室に撮像用カメラを設置することに入浴者が抵抗感を覚える場合もあるため、撮像用カメラに代えて、浴槽１の内部に超音波センサを備え、この超音波センサを用いて入浴者の有無を判断してもよい。
【００２４】
図１に示した超音波発受信装置１２は、浴槽１全体に向けて短時間の超音波を間欠的に発信する。更に、超音波発受信装置１２は、発信した超音波が入浴者５、水面６、浴槽縁部８、又は浴槽１の付属品等で反射した反射波（エコー波）を受信する。
【００２５】
沈水判定装置１３は、図５に示すように、パルス発生回路１０１、発振回路１０５、断続回路１０４、送信用増幅回路１０３、発受信切替回路１０２、受信用増幅回路１０６、フィルタ回路１０７、波形分析回路１０８、入浴者反射波抽出部１０９、水面反射波抽出部１１０、距離算出部１１１及び沈水判定部１１２を備える。入浴者反射波抽出部１０９、水面反射波抽出部１１０、距離算出部１１１及び沈水判定部１１２は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）の論理回路により構成される。
【００２６】
発振回路１０５は、超音波帯域の交流信号を発生させる。パルス発生回路１０１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、発受信切替回路１０２、断続回路１０４及び波形分析回路１０８に出力する。断続回路１０４は、パルス発生回路１０１からのパルスにより制御され、発振回路１０５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１０３は、断続回路１０４からの交流信号を増幅する。
【００２７】
発受信切替回路１０２は、パルス発生回路１０１からのパルスにより制御され、超音波発受信装置１２の発受信を切り替える。超音波発受信装置１２により、継続時間幅が短いパルス状の超音波が浴槽１に向けて発射される。超音波が入浴者５や水面６、浴槽１周辺部分に反射し再び超音波発受信装置１２に到達する。反射波が到達する時点において、発受信切替回路１０２は、超音波発受信装置１２の接続先を受信用増幅回路１０６に切り替える。
【００２８】
受信用増幅回路１０６は、超音波発受信装置１２により受信された反射波を増幅する。
フィルタ回路１０７は、発信した超音波以外の周波数成分を除去する。フィルタ回路１０７からの出力は波形分析回路１０８に入力される。
【００２９】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示した各入浴状態において、波形分析回路１０８に入力される受信波形を示す。図６（ｔｘ）は距離測定の基準となる送信波形を示す。
【００３０】
図４（ａ）に示すように入浴者５の頭部５１と水面６との距離が十分ある場合には、図６（ａ）に示すように、超音波発受信装置１２から最も近い位置にある入浴者５の頭部５１で反射した受信波形Ｗ１１が観測される。その後、身体各部の乱反射が観測され、浴槽縁部８で反射した受信波形Ｗ１２が固定した位置に観測される。それから水面６で反射した受信波形Ｗ１３が観測され、それ以降は明確な波形は観測されない。
【００３１】
また、図４（ｂ）に示すように入浴者５の頭部５１と水面６との距離が近い場合には、図６（ｂ）に示すように、まず浴槽縁部８で反射した受信波形Ｗ１２が固定した位置に観測される。そして、入浴者５の頭部５１で反射した受信波形Ｗ１１が観測される。その後、それから水面６で反射した受信波形Ｗ１３が観測され、それ以降は明確な波形は観測されない。
【００３２】
また、図４（ｃ）に示すように入浴者５の頭部５１が水没している場合には、図６（ｃ）に示すように、浴槽縁部８で反射した受信波形Ｗ１２が固定した位置に観測され、水面６で反射した受信波形Ｗ１３が観測され、それ以降は明確な波形は観測されない。
【００３３】
ここで、各反射波の特徴として、浴槽縁部８で反射した受信波形Ｗ１２、水面６で反射した受信波形Ｗ１３や、浴槽１の付属品等の固定物での受信波形（図示省略）は、超音波の進行方向に対して垂直に近く空気に対して密度が高いために反射率が高く、急峻（先鋭）な波形として観測される。一方、入浴者５で反射した受信波形Ｗ１１は、人体表面が複雑な凹凸形状をしていることや、頭髪などの存在等のために急峻（先鋭）な波形とならず、距離により振幅が変化する時間幅を持った波形となる。よって、固定物での受信波形Ｗ１２，Ｗ１３と、入浴者５の受信波形Ｗ１１とは、その波形の先鋭度（プロファイル）に基づいて明確に区別することができる。
【００３４】
また、水面６で反射した反射波は、入浴者５の湯２に浸かっている状態により水面６の面積が変化することから、図６（ｃ）が最も振幅（反射強度）が大きく、図６（ｂ）、図６（ａ）の順に小さくなるとともに、水面６の波による反射面の変化から、経時的に振幅が微少変動する。一方、浴槽縁部８での反射波や浴槽１の付属品等の固定物での反射波の振幅は経時的に変動しない。更に、浴槽１の周辺において、水面６の水平レベルが最も低い場合には、急峻な受信波形のうち超音波を発信してから受信するまでの遅延時間が最も長いものを、水面６で反射した反射波と特定することができる。よって、水面６で反射した受信波形Ｗ１３と、浴槽縁部８での受信波形Ｗ１２や浴槽１の付属品等の固定物での受信波形とは、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間、及び反射波の経時的な振幅（反射強度）の変動のいずれか又はその組み合わせに基づいて明確に区別することができる。
【００３５】
また、超音波の反射波のうち浴槽縁部８で反射した受信波形Ｗ１２は、超音波発受信装置１２に対して距離が固定された部分に対する反射である。このため、超音波発受信装置１２から浴槽縁部８までの距離を予め計測しておくことにより、入浴中の距離測定結果を補正し、受信波形の区別の精度を向上することも可能である。
【００３６】
図５に示した波形分析回路１０８は、フィルタ回路１０７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、エンベロープ波形を出力する。更に、波形分析回路１０８は、エンベロープ波形を微分した微分波形を出力する。
【００３７】
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示した受信波形のエンベロープ波形を図７（ａ）〜図７（ｃ）に示し、そのエンベロープ波形の微分波形を図７（ａ’）〜図７（ｃ’）に示す。ここで、水面６で反射した受信波形の検波波形Ｗ２３及び浴槽縁部８で反射した受信波形の検波波形Ｗ２２は、超音波の進行方向に対して垂直かつ平面に近い物体による反射波のために先鋭（急峻）な立ち上がりを持つ波形となり、それぞれの微分波形Ｗ３３，Ｗ３２はパルス状の波形となる。一方、人体は表面が複雑な微少凹凸を持ち、超音波の進行方向に対し垂直な面も少ないため、入浴者５での受信波形の検波波形Ｗ２１はなだらかに変化する波形となり、その微分波形Ｗ３１も水面６で反射した受信波形の微分波形Ｗ３３及び浴槽縁部８で反射した受信波形の微分波形Ｗ３２と比較してレベルも低くなだらかである。図６（ａ）〜図６（ｃ）に示した受信波形に加えて、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示したエンベロープ波形及び図７（ａ’）〜図７（ｃ’）に示した微分波形を用いれば、受信波形をより高精度に区別することができる。
【００３８】
図５に示した入浴者反射波抽出部１０９は、波形分析回路１０８から出力された受信波形、そのエンベロープ波形、及びその微分波形のいずれか又はそれらの２つ以上の組み合わせに基づいて、受信した反射波から入浴者５での反射波を抽出（区別）する。入浴者反射波抽出部１０９は、例えば図６（ａ）に示した受信した受信波形Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３のうち、相対的になだらかな波形の受信波形Ｗ１１を入浴者５での反射波として抽出する。
【００３９】
図５に示した水面反射波抽出部１１０は、波形分析回路１０８から出力された反射波の波形、エンベロープ波形、及び微分波形のいずれか又はそれらの２つ以上の組み合わせに基づいて、受信した反射波から水面６で反射した反射波を抽出（区別）する。水面反射波抽出部１１０は、例えば図６（ａ）に示した受信した受信波形Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３のうち、急峻な受信波形Ｗ１２，Ｗ１３となだらかな受信波形Ｗ１１とを先鋭度に基づいて区別する。更に、水面反射波抽出部１１０は、急峻な受信波形Ｗ１２，Ｗ１３のうち、経時的に振幅（反射強度）が変動し、且つ超音波を発信してから受信するまでの遅延時間ｔ３が最も長い受信波形Ｗ１３を、水面６で反射した反射波として抽出する。
【００４０】
図５に示した距離算出部１１１は、入浴者反射波抽出部１０９により抽出された入浴者５での反射波及び水面反射波抽出部１１０により抽出された水面６で反射した反射波に基づいて、入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌを算出する。距離算出部１１１は、例えば入浴者反射波抽出部１０９により抽出された入浴者５での反射波について、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間を算出する。更に、距離算出部１１１は、水面反射波抽出部１１０により抽出された水面６で反射した反射波について、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間を算出する。更に、距離算出部１１１は、それらの遅延時間に基づいて、入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌを算出する。
【００４１】
図４（ａ）に示す入浴状態の場合、図６及び図７において、超音波を発信してから入浴者５の頭頂部で反射した反射波を受信するまでの遅延時間をｔ１（秒）、超音波を発信してから水面で反射した反射波を受信するまでの遅延時間をｔ３（秒）とすると、１気圧における音波の乾燥空気中での伝搬速度ｖ（メートル毎秒）は気温を摂氏Ｔ度とすると一般に以下の式（１）で表すことができる。
【００４２】
ｖ＝３３１．５＋０．６１Ｔ       …（１）
従って、距離算出部１１１は、以下の式（２）を用いて入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌ（メートル）を算出することができる。
【００４３】
Ｌ＝０．５×（ｔ３−ｔ１）×（３３１．５ + ０．６１Ｔ）／２ …（２）
距離算出部１１１は、図４（ｂ）に示す入浴状態の場合でも同様に、入浴者反射波抽出部１０９により抽出された入浴者５での反射波に基づいて、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間ｔ２を算出し、水面反射波抽出部１１０により抽出された水面６で反射した反射波に基づいて、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間ｔ３を算出し、遅延時間ｔ２，ｔ３に基づいて入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌを算出する。
【００４４】
また、距離算出部１１１は、図４（ｃ）に示す入浴状態であるため、反射波抽出部により図６（ｃ）に示すように水面６で反射した受信波形Ｗ１３は得られたが、入浴者５での反射波が抽出されていない場合には処理を行わない。
【００４５】
沈水判定部１１２は、距離算出部１１１により算出された入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌに基づいて、入浴者５が沈水状態であるか否かを判定する。沈水判定部１１２は、頭頂部から水面６までの距離Ｌと閾値（例えば２０ｃｍ）とを比較して、頭頂部から水面６までの距離Ｌが閾値（例えば２０ｃｍ）未満の場合、沈水状態と判断する。閾値は例えば１０ｃｍ〜２０ｃｍの範囲内で設定されるが特に限定されず、浴室を使用する入浴者５の頭部５１の大きさ、呼吸器の位置及び入浴姿勢等に応じて適宜設定可能である。閾値は図示を省略した記憶装置等に予め記憶させておいてよい。
なお、沈水判定部１１２は、頭頂部から水面６までの距離Ｌに代えて、頭頂部から浴槽縁部８の上面までの距離を用いて、入浴者５が沈水状態であるか否かを判断してもよい。この場合の閾値は、水面６を用いた場合の閾値に水面６の高さと浴槽縁部８の高さとの差分を減算した値を用いればよい。また、この場合の閾値は、概ね１５ｃｍから３０ｃｍの範囲内の所定値を事前に設定しておいてもよい。このように、浴槽縁部８に限らず、洗い場７や浴槽の蓋（図示省略）などの、浴室内の基準となる構造物と入浴者５の頭頂部との距離（高さの差分）に基づいて沈水状態であるか否かを判断することができる。浴室内の構造物は水面６と異なりゆらぎがないため、距離算出部１１１は、入浴者５の頭頂部と浴室内の基準となる構造物の距離の算出を安定して行うことができる。
【００４６】
ここで、式（１）に示すように空気中の音波の伝搬速度は気温に大きく影響を受けるが、気温が±１５℃変化したと仮定したときの速度変化は±３％弱であり、沈水状態を判断する距離である２０ｃｍに対し一般的な入浴時の浴室内気温を約３０℃として±０．６ｃｍ前後の誤差であり、水位と頭部５１の距離を個別に測定する方法と比較して温度補正が特段必要はないという利点がある。
【００４７】
更に、沈水判定部１１２は、図４（ｃ）に示すような沈水状態にあるために、入浴者検出装置１１により入浴者５が入浴中であることが検出されており、且つ入浴者反射波抽出部１０９により図６（ｃ）に示すように入浴者５での反射波が抽出されない場合、入浴者５が沈水状態であると判断する。
【００４８】
警報装置１４は、沈水判定部１１２により入浴者５が沈水状態であると判定された場合に警報を発する。警報装置１４は、警報を発してから警報の解除動作がなされないまま一定時間経過した場合には、浴室外部又は予め設定した通報先に入浴者５が沈水状態であることを通知する。
【００４９】
（沈水検知方法）
次に、本発明の実施の形態に係る浴室安全システム１０を用いた沈水検知方法の一例を、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５０】
（イ）ステップＳ１において、入浴者検出装置１１が、浴槽１内に入浴者５が存在するか随時監視する。入浴者５を検出した場合にステップＳ２に進む。
【００５１】
（ロ）ステップＳ２において、超音波発受信装置１２が、浴槽１へ向けて超音波を発信する。発信した超音波は入浴者５や水面６、浴槽縁部８等で反射し、反射波が超音波発受信装置１２により受信される。
【００５２】
（ハ）ステップＳ３において、波形分析回路１０８が、超音波発受信装置１２により受信した反射波の波形、そのエンベロープ波形及びその微分波形を出力する。
【００５３】
（ニ）ステップＳ４において、入浴者反射波抽出部１０９が、波形分析回路１０８からの出力された受信波形、そのエンベロープ波形及びその微分波形の先鋭度に基づいて、受信した反射波のうち入浴者５での反射波を抽出する。
【００５４】
（ホ）ステップＳ５において、水面反射波抽出部１１０が、波形分析回路１０８からの出力された受信波形、そのエンベロープ波形及びその微分波形の先鋭度、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間、及び反射波の経時的な振幅の変動に基づいて、水面６で反射した反射波を抽出する。
【００５５】
（ヘ）ステップＳ６において、距離算出部１１１が、入浴者反射波抽出部１０９により抽出された入浴者５の反射波、及び水面反射波抽出部１１０により抽出された水面６で反射した反射波に基づいて、入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌを算出する。
【００５６】
（ト）ステップＳ７において、沈水判定部１１２が、距離算出部１１１により算出された入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌを閾値（例えば２０ｃｍ）と比較することにより、入浴者５が沈水状態であるか否かを判定する。入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌが閾値以上であり、入浴者５が沈水状態でないと判定した場合、処理を完了する。
一方、ステップＳ７において入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌが閾値未満であり、沈水状態と判定された場合、ステップＳ８に進む。なお、上述のとおり、浴槽縁部８等、水面６以外の浴室内の構造物と入浴者５の頭頂部との距離を算出し、閾値と比較することにより、入浴者５が沈水状態であるか否かを判定してもよい。
【００５７】
（チ）ステップＳ８において、警報装置１４が警報を発するとともに、警報を発している時間を計測する。
【００５８】
（リ）ステップＳ９において、警報装置１４が、一定時間以内に警報が解除されたか判定する。一定時間以内に警報が解除されたと判定された場合、処理を完了する。一方、一定時間以内に警報が解除されないと判定された場合にはステップＳ１０に進む。
【００５９】
（ヌ）ステップＳ１０において、警報装置１４による外部への通報、及び排水栓４による浴槽１内の湯２の緊急排水等の緊急措置を行う。
【００６０】
なお、図８に示した一連の手順は、図８と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図１に示した浴室安全システム１０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、本発明の実施の形態の一連の手順を実行することができる。
【００６１】
このように、本発明の実施の形態に係る浴室安全システム１０によれば、入浴者検出装置１１を用いて映像情報により入浴中であることを判断し、超音波発受信装置１２を用いた測距により入浴者５の頭頂部と水面６の相対的な距離Ｌを計測することにより、浴槽１内の湯２の水位や入浴者５の入浴姿勢に影響を受けることなく、呼吸器官が水没した沈水状態を瞬時に判定できる。この結果、自動的に外部通報を行う、自動で排水栓４を開き水位を下げるなどの処置を行うことにより、早期の救命処置を施すことが可能となり、入浴事故において多くの割合を占める溺死に至る事態を未然に防ぐことができる。
【００６２】
また、従来の提案では浴槽１内や壁面にセンサを取り付ける場合が多く、浴室の構造に制約があり、既存の浴室に取り付けることが困難であった。これに対して、本発明の実施の形態によれば、浴槽１の上部に位置する天井３に入浴者検出装置１１及び超音波発受信装置１２を取り付けるのみでよいため、制約が少なく、既存の浴室にも取り付けが容易であり、取り付けるセンサの数も少なくてよい。
【００６３】
更に、浴槽１の上部に位置する天井３から入浴者検出装置１１による画像認識及び超音波発受信装置１２による距離測定を行うため、障害物が無く、画像認識及び距離測定を容易に行うことができる。
【００６４】
更に、天井３から入浴者５までの距離（反射波の遅延時間）と、天井３から水面６までの距離（反射波の遅延時間）を同一の反射波で判定するため、相対的な誤差が少なく、温度による超音波伝搬速度の補正も不要であり、入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌを正確に算出することができる。
【００６５】
また、本発明の実施の形態において、超音波発受信装置１２を１個使用した場合を説明したが、図９に示すように複数個の超音波発受信装置１２ａ，１２ｂを使用してもよい。
複数個の超音波発受信装置１２ａ，１２ｂを用いて、一般的な長方形の浴槽１に対して入浴者５の頭部領域と脚部領域を分割して検知することにより、沈水判定の精度を向上させることが可能である。
【００６６】
また、図５に示すように発受信切替回路１０２を有し、超音波の発受信を兼ねる１つの超音波発受信装置１２を有する場合を説明したが、超音波を発信する発信装置と、発信した超音波の反射波を受信する受信装置とを個別に有していてもよい。
【００６７】
また、本発明の実施の形態において、距離算出部１１１が、超音波を発信してから入浴者５の頭頂部で反射した反射波を受信するまでの遅延時間、及び超音波を発信してから水面６で反射した反射波を受信するまでの遅延時間から、式（２）を用いて入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌを算出する場合を説明したが、入浴者５の頭頂部から超音波発受信装置１２までの距離及び水面６から超音波発受信装置１２までの距離を算出して、これらの距離の差分から入浴者５の頭頂部から水面６までの距離Ｌを算出してもよい。
【００６８】
実施の形態２．
実施の形態１では、入浴者５が沈水状態であると沈水判定装置１３が判定した場合、警報装置１４による外部への通報、ならびに、排水栓４及び排水栓制御装置Ａによる浴槽１内の湯２の緊急排水などの緊急措置を行うことで、入浴者の沈水状態を解消する浴室安全システム１０を示した。実施の形態２では、図１０から図１２に示す、籠９及び、各種の籠昇降装置２１０〜２３０を有する浴槽を備えた浴室安全システム１０について示す。沈水状態の判定を行う構成は、実施の形態１と同様の構成であるため、説明を省略する。なお、図１０から図１２においては、籠９及び、各種の籠昇降装置２１０〜２３０を明瞭に示すため、湯２は図示を省略した。
【００６９】
以下、籠昇降装置の一例として、ジャッキアップを用いた籠昇降装置２１０、持ち上げレバーを用いた籠昇降装置２２０、及び袋体を用いた籠昇降装置２３０を挙げる。籠昇降装置は、籠９を、浴槽１に収容された状態から離れた状態となるように上昇させるための装置であればよく、籠昇降装置２１０〜２３０の構成に限定されない。
【００７０】
（ジャッキアップを用いた籠昇降装置）
図１０（ａ）に、籠９及び籠昇降装置２１０を有する浴槽の構造を示す。籠９は、浴槽１の内側に接して収容されており、底面または側面に少なくとも一つ以上の水切り孔９１を有している。籠昇降装置２１０は、沈水判定装置１３に接続された籠制御装置Ｂ（図示省略）からの信号を受信することで、籠９の昇降を制御する。沈水判定装置１３及び籠制御装置Ｂは、互いに有線で接続されていてもよいし、無線で信号を送受信してもよく、インターネットを介して接続されていてもよい。
【００７１】
籠９は、入浴者５の体重を支え、かつ、浴槽１の内側に接して収容することが可能な形状に成形する必要があるため、ＦＲＰ（Fiber Glass Reinforced Plastic：ガラス繊維強化プラスチック）、アクリル、またはステンレス等の、一定の強度を備え、かつ、成形が比較的容易な材質を用いて形成することが好ましい。
【００７２】
図１０（ｂ）に、籠昇降装置２１０を有する浴槽１において、入浴者５が沈水している状態を示す。籠制御装置Ｂは、沈水判定装置１３から入浴者５が沈水状態である旨の信号を受信した場合に、籠昇降装置２１０を動作させて、入浴者５の沈水状態が解消された状態となるまで籠９を上昇させる。籠昇降装置２１０は、ジャッキアップを用いており、浴槽縁部８に設けた油圧、空気圧、またはスクリュー回転機構等のアクチュエータにより籠９を上昇させる。
【００７３】
入浴者５の沈水状態が解消された状態か否かは、沈水判定部１１２及び籠制御装置Ｂが、浴槽縁部８等の、浴室内の基準となる構造物と入浴者５の頭頂部との距離（高さの差分）が閾値以上（例えば１０ｃｍ）となったことを以って判断する。閾値は、概ね５ｃｍから３０ｃｍの範囲内の所定値を事前に定めておけばよい。また、確実に入浴者５が浴槽から出るように、事前に籠９を上昇させる所定の高さを定めておき、籠制御装置Ｂは、沈水状態が解消された状態か否かの判断を行わず、籠９を所定の高さまで上昇させることで入浴者５の沈水状態が解消された状態であるとみなしてもよい。
【００７４】
図１１（ｃ）に、籠昇降装置２１０を有する浴槽１において、籠９の上昇により、入浴者５の沈水状態が解消された状態を示す。当初、籠９の内側に存在した湯２は、籠９の上昇とともに、水切り孔９１を経由して浴槽１と籠９との間に移動する。したがって、水面６よりも入浴者５の頭頂部の位置が高くなることで、入浴者５の沈水状態が解消される。籠９は、複数の水切り孔９１を底面または側面に有する形状とすることで、湯の移動を早め、入浴者５の沈水状態が解消される時間を短縮させることができる。籠９は、底面または側面を網目状としてもよい。
【００７５】
本実施の形態においては、沈水時における入浴者５の姿勢が維持されたままで沈水状態を解消することができるため、脳疾患等、非医療従事者が患者の姿勢を変えることが望ましくない疾患に対しても安全に適用することができる。
【００７６】
（持ち上げレバーを用いた籠昇降装置）
図１１（ａ）に、籠昇降装置２２０を有する浴槽１において、入浴者５が沈水している状態を示す。籠制御装置Ｂは、沈水判定装置１３から入浴者５が沈水状態である旨の信号を受信した場合に、籠昇降装置２２０を動作させて、入浴者５の沈水状態が解消された状態となるまで籠９を上昇させる。籠昇降装置２２０は、浴槽１の底面にレバーを有し、レバーを破線矢印方向へ傾動させることで籠９を上昇させる。入浴者５の沈水状態が解消された状態か否かの判断は、籠昇降装置２１０の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００７７】
図１１（ｂ）に、籠昇降装置２２０を有する浴槽１において、籠９の上昇により、入浴者５の沈水状態が解消された状態を示す。籠９は、上述のとおり、複数の水切り孔９１を有することが好ましい。この場合、レバー２２１の傾動時にレバー２２１の先端を滑らかにスライドさせるため、籠９は、底面の外側に水切り孔９１が存在しない領域を有することが好ましい。また、籠９の水切り孔９１が存在しない領域には、レバーの先端が滑らかにスライドするレールや溝などのガイドを設けるとより好ましい。
【００７８】
入浴者５の体重を支え、安定して籠９を保持し、上昇させるため、籠昇降装置２２０は、複数個のレバーを備えることが望ましい。図１１（ｂ）においては、一例として２つのレバーを備えた構成を示す。レバーは棒状でも板状でもよい。レバーは、図１１（ｂ）に示すように、相反する方向（破線矢印方向）に傾動する対として配置してもよいし、同じ方向に傾動する対として配置してもよい。同じ方向に傾動するレバーと、相反する方向に傾動するレバーと、複数個のレバーを組み合わせてもよい。
【００７９】
（袋体を用いた籠昇降装置）
図１２に、籠昇降装置２３０を有する浴槽１において、籠９の上昇により、入浴者５の沈水状態が解消された状態を示す。籠制御装置Ｂは、沈水判定装置１３から入浴者５が沈水状態である旨の信号を受信した場合に、籠昇降装置２２０を動作させて、入浴者５の沈水状態が解消された状態となるまで籠９を上昇させる。入浴者５の沈水状態が解消された状態か否かの判断は、籠昇降装置２１０の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００８０】
籠昇降装置２３０は、浴槽１の底面に位置する袋体を膨張させることで籠９を上昇させる。籠昇降装置２３０は、調圧された流体を、パイプ２３１を経由して注入することで袋体２３１を膨張させる。袋体に注入する流体は、例えば空気や水等の、比較的人体への影響が少なく安全な流体を用いることが好ましい。なお、火薬の燃焼等の化学反応によって袋体を膨らませてもよい。
【００８１】
籠制御装置Ｂは、警報装置１４及び排水栓制御装置Ａに代えて用いてもよいし、共に用いてもよい。籠制御装置Ｂを、警報装置１４及び排水栓制御装置Ａと共に用いる場合、沈水判定装置１３からの信号に基づき、警報装置１４が警報を発しつつ、籠制御装置Ｂは籠９を上昇させ、さらに排水栓制御装置Ａは排水栓４を開いて排水を開始する。
【００８２】
籠制御装置Ｂは、排水が完了した場合や入浴者５の救助が完了した場合等、籠９を上昇させておく必要がなくなった場合、籠９を下降させ、浴槽１に収容された状態に戻すように制御してもよい。
【００８３】
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の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】
【００８４】
１…浴槽
２…湯
３…天井
４…排水栓
５…入浴者
６…水面
７…洗い場
８…浴槽縁部
９…籠
１０…浴室安全システム
１１…入浴者検出装置
１２，１２ａ，１２ｂ…超音波発受信装置
１３…沈水判定装置
１４…警報装置
５１…頭部
９１…水切り孔
１０１…パルス発生回路
１０２…発受信切替回路
１０３…送信用増幅回路
１０４…断続回路
１０５…発振回路
１０６…受信用増幅回路
１０７…フィルタ回路
１０８…波形分析回路
１０９…入浴者反射波抽出部
１１０…水面反射波抽出部
１１１…距離算出部
１１２…沈水判定部
２１０…籠昇降装置
２２０…籠昇降装置
２３０…籠昇降装置
２３１…パイプ
【図１】
2019067063.tif 000003
【図２】
2019067063.tif 000004
【図３】
2019067063.tif 000005
【図４】
2019067063.tif 000006
【図５】
2019067063.tif 000007
【図６】
2019067063.tif 000008
【図７】
2019067063.tif 000009
【図８】
2019067063.tif 000010
【図９】
2019067063.tif 000011
【図１０】
2019067063.tif 000012
【図１１】
2019067063.tif 000013
【図１２】
2019067063.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月21日(2018.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴室内の浴槽の上部に配置され、前記浴槽に向けて超音波を発信し、その反射波を受信する、超音波発受信装置と、
前記受信した反射波に基づいて、前記超音波発受信装置から入浴者の頭頂部までの距離である第１の距離と、前記超音波発受信装置から前記浴室内の基準となる構造物までの距離である第２の距離と、を算出し、前記第１の距離と前記第２の距離とを比較し、その比較結果に基づいて、前記入浴者が沈水状態であるか否かを判定する沈水判定装置と、
前記浴槽の底面、側面及び縁部とそれぞれ接して収容され、側面及び底面に複数の孔を有する籠と、
前記沈水判定装置の判定に基づき、前記籠を、前記浴槽の内側に収容された位置から前記入浴者の沈水状態を解消させる位置まで上昇させる籠昇降装置を制御する籠制御装置と、
を備えた、浴室安全システム。