(57)【要約】【課題】簡易な構成により外来電磁ノイズや測定環境の影響に対する十分な耐性を実現する静電容量センサ及び静電容量センサヘッドの提供。【解決手段】静電容量センサは、可撓性を備えたシート状の基材と、前記基材の一方の表面に設けられた測定電極１０と、前記基材の他方の表面に測定電極１０と前記基材に関して対称に設けられ、測定電極１０が形成する図形の外縁より大なる外縁を有しているガード電極２０とを備えているセンサヘッド１と、測定電極１０に所定周期の入力電圧信号を供給し、当該入力電圧信号に対応して測定電極１０から出力される出力電流信号を整流し、電圧信号に変換して出力電圧信号として出力し、ガード電極２０に前記入力電圧信号と同じ電圧信号を供給する静電容量測定部２とを備える。【選択図】図２
2019191143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の基材と、
前記基材の一方の表面に設けられた第１の導電層と、
前記基材の他方の表面に前記第１の導電層と前記基材に関して対称に設けられ、前記第１の導電層が形成する図形の外縁より大なる外縁を少なくともその一部に有している第２の導電層と
を備えているセンサヘッドと、
前記第１の導電層に所定周期の入力電圧信号を供給し、当該入力電圧信号に対応して前記第１の導電層から出力される出力電流信号を電圧信号に変換して出力電圧信号として出力し、
前記第２の導電層に前記入力電圧信号と同位相の電圧信号を供給する
静電容量測定部と、
を備える静電容量センサ。
【請求項２】
前記基材、前記第１の導電層、及び前記第２の導電層は帯状の形状を有し、前記第１の導電層の両側縁に対して前記第２の導電層の両側縁がそれぞれ外方へ延在している、請求項１に記載の静電容量センサ。
【請求項３】
前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、前記基材の表面に設けられた銀ペーストの層である、請求項１又は２に記載の静電容量センサ。
【請求項４】
帯状の前記基材上に、複数の帯状に形成された前記第１の導電層が、前記基材の長手方向に並べて設けられており、前記基材の前記第１の導電層設置側とは反対側の表面に、各前記第１の導電層と前記基材に関して対称に前記第２の導電層が設けられている、請求項１に記載の静電容量センサ。
【請求項５】
前記複数の第１の導電層及び前記複数の第２の導電層それぞれの幅方向最外方の前記導電層を結ぶように、前記複数の第１の導電層及び前記複数の第２の導電層をそれぞれ接続する第１の連絡層及び第２の連絡層が少なくとも一ずつ設けられ、前記第２連絡層は前記第１連絡層と前記基材に関して対称に設けられ、前記第２導電層の幅は前記第１の導電層の幅よりも大と設定されている、請求項４に記載の静電容量センサ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の静電容量センサに用いられる静電容量センサヘッド。
【請求項７】
シート状の基材と、
前記基材の一方の表面に設けられた第１の導電層と、前記基材の他方の表面に前記第１の導電層と前記基材に関して対称に設けられ、前記第１の導電層が形成する図形の外縁より大なる外縁を少なくともその一部に有している第２の導電層との組として形成されているセンサパターンとを備え、
前記基材を長手方向に複数の領域に区分したとき、前記センサパターンが各前記領域に設けられているとともに、各前記領域に設けられている前記センサパターンの総延長は互いに等しくなるように形成されている
センサヘッドと、
各前記センサパターンを構成する前記第１の導電層に所定周期の入力電圧信号を供給し、当該入力電圧信号に対応して前記第１の導電層から出力される出力電流信号を電圧信号に変換して出力電圧信号として出力し、
各前記センサパターンを構成する前記第２の導電層に前記入力電圧信号と同位相の電圧信号を供給する
静電容量測定部と、
を備える静電容量センサ。
【請求項８】
前記センサパターンは、前記基材の長手方向一端部から前記領域の数だけ他端部に向けて延設されるとともに、各前記センサパターンには、各前記領域において前記他端部へ向かう少なくとも一つの分枝を設け、前記分枝の前記基材幅方向における密度は前記基材の前記一端部から遠い前記領域ほど疎となるように構成されている、請求項７に記載の静電容量センサ。
【請求項９】
前記基材、前記第１の導電層、及び前記第２の導電層は帯状の形状を有し、前記第１の導電層の両側縁に対して前記第２の導電層の両側縁がそれぞれ外方へ延在している、請求項７に記載の静電容量センサ。
【請求項１０】
前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、前記基材の表面に設けられた銀ペーストの層である、請求項７ないし９のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０までのいずれか一項に記載の静電容量センサに用いられる静電容量センサヘッド。
【請求項１２】
二次元面上で物体が存在している位置を検出するための位置検出システムであって、
シート状の基材と、
前記基材の一方の表面に設けられた第１の導電層と、前記基材の他方の表面に前記第１の導電層と前記基材に関して対称に設けられ、前記第１の導電層が形成する図形の外縁より大なる外縁を少なくともその一部に有している第２の導電層との組として形成されているセンサパターンとを備え、
前記基材を長手方向に複数の領域に区分したとき、前記センサパターンが各前記領域に設けられているとともに、各前記領域に設けられている前記センサパターンの総延長は互いに等しくなるように形成されている、
前記二次元面上に、互いに長手方向に沿うように、幅方向に離隔させて設けられている、
複数のセンサヘッドと、
各前記センサパターンを構成する前記第２の導電層に前記入力電圧信号と同位相の電圧信号を供給する静電容量測定部とを備える静電容量センサと、
前記静電容量測定部から、各前記センサパターンで測定される静電容量測定値に対応する出力電圧信号を受信し、各前記出力電圧信号が所定の判定閾値以下であると判定した場合、当該出力電圧信号の出力元である前記センサパターンに近接して前記物体が存在すると判定する物体存否判定部と、
前記二次元面上において、前記出力元であると判定された前記センサパターンが存在する位置に前記物体が存在する旨を出力する出力部とを備える位置検出装置と、
を備えている位置検出システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の位置検出システムであって、
前記物体存否判定部が、複数の前記センサパターンを有する各前記センサヘッドが並設されている前記二次元面において、複数の前記センサパターンがマトリクス上に配置されているとして、前記マトリクスにおいて前記物体を検出している前記センサパターンの位置をグラフィカルに前記出力部に表示させる、位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量センサ、静電容量センサヘッド、及び位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報入力用のタッチパネル、様々な物体の近接検出用センサ等として、静電容量センサが利用されている。周知のように、静電容量センサは、測定電極とアース間、あるいは一対の測定電極間の静電容量を測定し、その測定値の変化を検出することによって人体などの様々な物体の測定電極への接触、接近を検出することができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、シート状の誘電層と、その誘電層の表裏にそれぞれ形成された表側電極層と裏側電極層とを備えたセンサシートを用いる静電容量検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１４２２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている静電容量検出装置は、センサシートからの出力信号に重畳される外来電磁ノイズを除去するために、所定の通過周波数帯域が設定されたフィルタ部を設けている。しかし、人体の近接検知等の目的で多数の静電容量検出装置を設置しようとする場合に、それらすべてに前記のようなノイズ対策用フィルタ部を設けなければならないとすれば、設置コストの点で許容されないことも十分考えられる。
【０００６】
本発明者らは、外来電磁ノイズ対策をよりシンプルな構成によって達成することができないかと考え、静電容量センサに用いられるセンサヘッド自体の構成に着目し、測定電極の形状等の構成を調整することにより、測定電極に対する外来電磁ノイズ、測定環境からの影響を効果的に低減させることに成功した。
【０００７】
本発明は、上記の及び他の課題を解決するためになされたもので、簡易な構成により外来電磁ノイズや測定環境の影響に対する十分な耐性を実現する静電容量センサ、静電容量センサヘッド、及び位置検出システムの提供を一つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の及び他の目的を達成するための、本発明の一態様に係る静電容量センサは、シート状の基材と、前記基材の一方の表面に設けられた第１の導電層と、前記基材の他方の表面に前記第１の導電層と前記基材に関して対称に設けられ、前記第１の導電層が形成する図形の外縁より大なる外縁を少なくともその一部に有している第２の導電層とを備えているセンサヘッドと、前記第１の導電層に所定周期の入力電圧信号を供給し、当該入力電圧信号に対応して前記第１の導電層から出力される出力電流信号を電圧信号に変換して出力電圧信号として出力し、前記第２の導電層に前記入力電圧信号と同位相の電圧信号を供給する静電容量測定部とを備える。
【０００９】
前記基材、前記第１の導電層、及び前記第２の導電層は帯状の形状を有し、前記第１の導電層の両側縁に対して前記第２の導電層の両側縁がそれぞれ外方へ延在している構成とすることができる。
【００１０】
前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、前記基材の表面に設けられた銀ペーストの層とすることができる。
【００１１】
帯状の前記基材上に、複数の帯状に形成された前記第１の導電層が、前記基材の長手方向に並べて設けられており、前記基材の前記第１の導電層設置側とは反対側の表面に、各前記第１の導電層と前記基材に関して対称に前記第２の導電層を設けることができる。
【００１２】
前記複数の第１の導電層及び前記複数の第２の導電層それぞれの幅方向最外方の前記導電層を結ぶように、前記複数の第１の導電層及び前記複数の第２の導電層をそれぞれ接続する第１の連絡層及び第２の連絡層が少なくとも一ずつ設けられ、前記第２連絡層は前記第１連絡層と前記基材に関して対称に設けられ、前記第２導電層の幅は前記第１の導電層の幅よりも大と設定されている構成とすることができる。
【００１３】
また、本発明の態様には、前記静電容量センサに用いられる静電容量センサヘッドが含まれる。
【００１４】
さらに、本発明の他の態様によれば、シート状の基材と、前記基材の一方の表面に設けられた第１の導電層と、前記基材の他方の表面に前記第１の導電層と前記基材に関して対称に設けられ、前記第１の導電層が形成する図形の外縁より大なる外縁を少なくともその一部に有している第２の導電層との組として形成されているセンサパターンとを備え、前記基材を長手方向に複数の領域に区分したとき、前記センサパターンが各前記領域に設けられているとともに、各前記領域に設けられている前記センサパターンの総延長は互いに等しくなるように形成されているセンサヘッドと、各前記センサパターンを構成する前記第１の導電層に所定周期の入力電圧信号を供給し、当該入力電圧信号に対応して前記第１の導電層から出力される出力電流信号を電圧信号に変換して出力電圧信号として出力し、各前記センサパターンを構成する前記第２の導電層に前記入力電圧信号と同位相の電圧信号を供給する静電容量測定部とを備える静電容量センサが提供される。
【００１５】
前記センサパターンは、前記基材の長手方向一端部から前記領域の数だけ他端部に向けて延設されるとともに、各前記センサパターンには、各前記領域において前記他端部へ向かう少なくとも一つの分枝を設け、前記分枝の前記基材幅方向における密度は前記基材の前記一端部から遠い前記領域ほど疎となるように構成することができる。
【００１６】
前記基材、前記第１の導電層、及び前記第２の導電層は帯状の形状を有し、前記第１の導電層の両側縁に対して前記第２の導電層の両側縁がそれぞれ外方へ延在している構成とすることが可能である。
【００１７】
本発明の他の態様は、前記した静電容量センサに用いられる静電容量センサヘッドを含む。
【００１８】
また、本発明のさらに他の態様は、二次元面上で物体が存在している位置を検出するための位置検出システムであって、シート状の基材と、前記基材の一方の表面に設けられた第１の導電層と、前記基材の他方の表面に前記第１の導電層と前記基材に関して対称に設けられ、前記第１の導電層が形成する図形の外縁より大なる外縁を少なくともその一部に有している第２の導電層との組として形成されているセンサパターンとを備え、前記基材を長手方向に複数の領域に区分したとき、前記センサパターンが各前記領域に設けられているとともに、各前記領域に設けられている前記センサパターンの総延長は互いに等しくなるように形成されている、前記二次元面上に、互いに長手方向に沿うように、幅方向に離隔させて設けられている、複数のセンサヘッドと、各前記センサパターンを構成する前記第２の導電層に前記入力電圧信号と同位相の電圧信号を供給する静電容量測定部とを備える静電容量センサと、前記静電容量測定部から、各前記センサパターンで測定される静電容量測定値に対応する出力電圧信号を受信し、各前記出力電圧信号が所定の判定閾値以下であると判定した場合、当該出力電圧信号の出力元である前記センサパターンに近接して前記物体が存在すると判定する物体存否判定部と、前記二次元面上において、前記出力元であると判定された前記センサパターンが存在する位置に前記物体が存在する旨を出力する出力部とを備える位置検出装置とを備えている位置検出システムを提供する。
【００１９】
前記物体存否判定部は、複数の前記センサパターンを有する各前記センサヘッドが並設されている前記二次元面において、複数の前記センサパターンがマトリクス上に配置されているとして、前記マトリクスにおいて前記物体を検出している前記センサパターンの位置をグラフィカルに前記出力部に表示させるように構成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様によれば、静電容量測定時の外来電磁ノイズや測定環境の影響をシンプルな構成で低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る静電容量センサの構成例を示す図である。
【図２】図２は、センサヘッド及び静電容量測定部の構成例を示す模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドの一例を示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドの一例を示す底面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドの一例を示す横断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドの他の例を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドの他の例を示す底面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドの他の例を示す横断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドのさらに他の例を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドのさらに他の例を示す底面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図１の静電容量センサに用いられるセンサヘッドのさらに他の例を示す横断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の他の実施形態に係る静電容量センサのセンサヘッド構成例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの破線で囲んだ部分の平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６ＡのＣ−Ｃ矢視部分断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６ＡのＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６ＡのＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、図６ＡのＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図７】図７は、本実施形態の静電容量センサヘッドをベッドの上に設置した状態を例示する模式図である。
【図８】図８は、本実施形態による静電容量センサを用いた見守り管理装置の構成例を示す模式図である。
【図９】図９は、センサ信号処理部３２１により実行されるデータ処理例を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図８に例示されている見守り管理装置の測定結果の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの測定結果に対応するベッド２００上の見守り対象者の姿勢を示す模式図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図８に例示されている見守り管理装置の測定結果の一例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの測定結果に対応するベッド２００上の見守り対象者の姿勢を示す模式図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、図８に例示されている見守り管理装置の測定結果の一例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの測定結果に対応するベッド２００上の見守り対象者の姿勢を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明につき、その実施形態に即して図面を用いて説明する。
【００２３】
第１実施形態
静電容量センサの構成
まず、本実施形態に係る静電容量センサの構成例について説明する。図１に、本実施形態に係る静電容量センサの構成例を、図２に、図１の静電容量センサが備えるセンサヘッド及び静電容量測定部の構成例を模式的に示している。
【００２４】
本実施形態による静電容量センサ１００は、センサヘッド１と、静電容量測定部２とを備えている。センサヘッド１は、アースとの間で仮想的なコンデンサを構成する測定電極１０と、測定電極１０からの出力に与えられる外来電磁ノイズ、測定環境の影響を低減させるために設けられるガード電極２０とを備え、測定電極１０とガード電極２０とはそれぞれ静電容量測定部２に接続される。センサヘッド１の構成については、後に詳しく説明する。
【００２５】
静電容量測定部２は、センサヘッド１に所定の入力電圧信号を供給すると共に、測定電極１０からの出力電流信号を、静電容量の変化を表すデジタル信号に変換する機能を有する。
【００２６】
図２に示すように、センサヘッド１は、主として、測定電極１０とガード電極２０とによって構成される。測定電極１０は、アースＥとの間で仮想的なコンデンサを構成する。その仮想コンデンサの静電容量をＣｓとする。既知のように、測定電極１０に接近する人体等の導電性を有する物体の影響によって静電容量Ｃｓに変化が生じる。この静電容量Ｃｓの変化を、静電容量測定部２で測定する。
【００２７】
静電容量測定部２には、発振回路ＯＳＣ、増幅器ＡＭＰ、検波回路ＤＴＣ、及びＡＤ変換器ＡＤＣが含まれている。検波回路ＤＴＣは、ダイオードＤｄ及び容量Ｃｄにより、増幅器ＡＭＰの交流出力を包絡線検波する機能を有する。発振回路ＯＳＣは所定周波数の交流信号（入力電圧信号）を発生し、その出力は抵抗Ｒを介して増幅器ＡＭＰに入力される。抵抗Ｒと増幅器ＡＭＰの非反転入力との間には、センサヘッド１の測定電極１０が接続されている。このため、発振回路ＯＳＣからの交流信号は、抵抗Ｒと、測定電極１０によって構成される仮想コンデンサの静電容量Ｃｓとで分割されて、増幅器ＡＭＰ、及び検波回路ＤＴＣに入力される。静電容量Ｃｓが増加すれば、増幅器ＡＭＰからの交流出力信号の振幅が減少し、それにしたがって検波回路ＤＴＣの出力電圧が減少する。このため、検波回路ＤＴＣの出力は、測定電極１０に関する静電容量Ｃｓの増加に対応してアナログ的に変動することになる。ＡＤ変換器ＡＤＣは、この測定電極１０に関する静電容量Ｃｓのアナログ値に対応するデジタル信号を生成する。このデジタル信号は、測定電極１０の静電容量Ｃｓの値、言い換えれば測定電極１０に人体等の物体が近接しているかどうかを表す状態量として、外部の管理サーバコンピュータ等（外部装置）に送信することができる。
【００２８】
前記のように測定電極１０とアースＥとの間で構成される静電容量Ｃｓの変動を測定する場合、その変動量は非常に小さい。従って、測定電極１０の近辺に金属製部材等の導電体が存在する場合、測定電極１０と当該導電体との間に形成される別の仮想コンデンサが検出対象となる静電容量Ｃｓを有する仮想コンデンサと並列に接続されたのと等価な回路となるため、静電容量Ｃｓの微少な変動量の測定がほとんど不可能となる事象があった。
【００２９】
従来、電気・電子回路の分野では、外来電磁ノイズや前記のような測定環境の影響を防ぐ目的で、電磁シールドを設けることが行われている。具体的には、伝送ケーブルの芯線を構成する導体の周囲を網状のシールドで囲い、そのシールドをアースに接続することによって芯線に対する電磁誘導を防ぐ手法であるシールドケーブルの採用が挙げられる。本発明者らは、このシールドケーブルの構成に着想を得て、シールドに相当する構成を芯線に相当する導体である測定電極１０を囲むように設けなくても、測定電極１０から絶縁層を隔てて設けることによって測定電極１０に対する外来電磁ノイズや測定環境の影響を効果的に遮断することが可能であるという事実を見いだした。
【００３０】
図２において、ガード電極２０が前記シールドケーブルにおけるシールドに相当する。図２ではわかりやすくするためにガード電極２０が測定電極１０を取り囲んでいるように図示しているが、後述する実施形態で示すように、ガード電極２０は測定電極１０に沿って絶縁層を隔てて並設されていればよい。
【００３１】
また、通常のシールドはアースに接続されるが、本実施形態のガード電極２０は、静電容量測定部２の増幅器ＡＭＰの出力に接続されている。このため、ガード電極２０の電位は、発振回路ＯＳＣに接続されている測定電極１０の電位と同位相で変化することになり、ガード電極２０をアースに接続した場合に生じるアースとの間の浮遊容量の影響を除去することができ、測定電極１０への外来電磁ノイズ等の影響をより効果的に遮断することができるようになった。
【００３２】
第１実施例によるセンサヘッド１の構成例
次に、本実施形態の静電容量センサ１００で用いられるセンサヘッド１の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図３Ａ〜図３Ｃに、本発明の一実施例に係るセンサヘッド１の構成例を示している。図３Ａはセンサヘッド１の平面図、図３Ｂはその底面図、図３Ｃはその横断面図である。センサヘッド１は細長い帯状の形状に形成されている。図３Ａ，図３Ｂはその一端部から所定の長さで切断した状態を示している。センサヘッド１は、実質的に、測定電極１０（第１導電層）、ガード電極２０（第２導電層）、及び基材３０を備えている。
【００３３】
基材３０は、合成樹脂で形成された細長い帯状の部材であり、測定電極１０とガード電極２０とを隔てる絶縁層を構成する。材料となる合成樹脂は、機械的な耐久性を有すると共に可撓性に富んだものが好適に用いられる。ただし、基材３０を構成する材料は特に限定されるものではない。基材３０の厚さは極端に大きくなければよいが、例えば０．２〜０．４ｍｍ程度に設定することができる。基材３０の幅は、用途等に応じて適宜決定することができる。
【００３４】
基材３０の一方の表面には測定電極１０が、他方の表面にはガード電極２０が、それぞれ所定の幅でもって基材３０の長手方向に設けられている。測定電極１０とガード電極２０とは、幅方向で中心が一致するように位置合わせされている。添付の図面では、センサヘッド１の基材３０は光透過性を有するものとして図示している。そのため、図３Ａにように測定電極１０の側から見たときにはその両側にガード電極２０が見えるが、図３Ｂのようにガード電極２０の側から見たときには測定電極１０はガード電極２０に遮られて見えない。
【００３５】
本実施形態では、ガード電極２０の幅Ｗｇが測定電極１０の幅Ｗよりも大に設定されている。図２に関して説明したように、測定電極１０及びガード電極２０は、どちらも静電容量測定部２の発振回路ＯＳＣに接続されている。このような構成により、測定電極１０がアースでない他の導電体との間で仮想コンデンサを構成することがガード電極２０によって妨げられ、測定電極１０とアース間の静電容量Ｃｓの微小な変動を精度よく測定することができる。またガード電極２０が測定電極１０と同位相の電圧源（増幅器ＡＭＰの出力）に接続されており、測定電極１０とガード電極２０間の浮遊容量の影響も除去されることから、静電容量Ｃｓの測定精度はいっそう向上している。
【００３６】
本実施形態では、測定電極１０、ガード電極２０は、基材３０上に銀ペーストをスクリーン印刷することによって形成されている。銀ペーストの厚さは、静電容量Ｃｓの測定上の要求仕様、製造コスト上の条件等に基づいて適宜に設定すればよい。なお、測定電極１０、ガード電極２０共に、銀ペーストをスクリーン印刷以外の手法、例えば一般的な塗工によって設けることもできる。あるいは、例えば、測定電極１０、ガード電極２０は、基材３０上に導電性の金属箔等の導電性材料を貼り付けることによって形成することも可能である。
【００３７】
測定電極１０の一端部には接続部１５が、ガード電極２０の一端部には接続部２５が、静電容量測定部２との間の配線接続用に設けられている。本実施形態では接続部１５，２５共に半田クリーム等の導電材料によって略矩形状に形成されている。接続部１５，２５は、それぞれ静電容量測定部２の発振回路ＯＳＣに接続される。これら接続部１５．２５を除くセンサヘッド１の表面は、スクリーン印刷によって形成されるレジスト層４０によって機械的な外力から保護される。レジスト層４０は他の手法によって形成しても差し支えない。測定電極１０等が基材３０への導電材料の貼り付けで形成される場合には、測定電極１０等を覆うように基材３０に適宜の絶縁材料により保護シートを設けてもよい。なお、センサヘッド１を測定対象に固定するために、基材３０のいずれかの側の表面に接着剤の層を設けることもできる。その場合には、センサヘッド１の使用前に接着剤層を保護するための剥離シートを設けておく。
【００３８】
本実施例のセンサヘッド１は、例えばベッドのマットレスの上に設置される。その場合、測定電極１０が上に、ガード電極２０が下になるように設置する。例えばベッドのフレームが導電性を有する金属材料で構成されていると仮定すると、ガード電極２０がなければ、測定電極１０とベッドのフレームとの間に大容量の仮想コンデンサが形成されるため、アースとの間での微少な静電容量の変動を精度よく測定することは不可能であるか、非常に困難となる。本実施例では、測定電極１０と同位相の電位が与えられる、測定電極１０よりも幅広のガード電極２０が、測定電極１０とベッドのフレームとの間に介在するため、測定電極１０によってベッドの上に人がいるかいないか、言い換えれば測定電極１０に近接して物体（この場合は人体）が存在するか否かによって生じる静電容量Ｃｓの変動を、ベッドのフレームの存在に影響されることなく測定することが可能となる。同様の効果は、いわゆるアクセスフロアのような、導電性の床材料が敷き詰められた部屋の中で静電容量測定を行う場合にも得ることができる。これにより、静電容量測定を実施するときの環境条件の制約が大幅に緩和される。
【００３９】
以上の実施例によれば、測定電極１０に対する外来電磁ノイズや測定環境の影響は、ガード電極２０によって遮断されるので、測定電極１０への物体の接近による静電容量Ｃｓの変動を、静電容量測定部２を介して、デジタル信号として取り出すことができる。そして、そのデジタル信号の値を分析することにより、測定電極１０に物体が接近しているか否か、接近しているとすればその接近の度合い（測定電極１０との間の距離）を得ることができる。
【００４０】
第２実施例によるセンサヘッド１の構成例
次に、本実施形態の静電容量センサ１００で用いられるセンサヘッド１の他の実施例について、図面を参照しながら説明する。図４Ａ〜図４Ｃに、本発明の第２実施例に係るセンサヘッド１の構成例を示している。図４Ａはセンサヘッド１の平面図、図４Ｂはその底面図、図４Ｃはその横断面図である。なお、以下の図面では、先の実施例と同一又は同等の要素には同一の符号を付している。
【００４１】
本実施例では、測定電極１０、ガード電極２０、及び基材３０を備えている構成は先の第１実施例と同様である。しかし、本実施例では、ガード電極２０が第１実施例と同じく１本であるのに対して、測定電極１０は第１実施例よりも幅が狭いもの２本を設けている。各測定電極１０及びガード電極２０には、第１実施例と同様に、それぞれ接続部１５，２５が設けられる。本実施例では、第１実施例と同等の効果が得られる他、測定電極１０に生じる静電容量Ｃｓの変動が重畳されて測定されるので、第１実施例の場合よりも静電容量変動の測定精度を向上させることができる。
【００４２】
第３実施例によるセンサヘッド１の構成例
次に、本実施形態の静電容量センサ１００で用いられるセンサヘッド１のさらに他の実施例について、図面を参照しながら説明する。図５Ａ〜図５Ｃに、本発明の第３実施例に係るセンサヘッド１の構成例を示している。図５Ａはセンサヘッド１の平面図、図５Ｂはその底面図、図５Ｃはその横断面図である。
【００４３】
本実施例では、測定電極１０、ガード電極２０、及び基材３０を備えている構成は先の第１、第２実施例と同様である。しかし、本実施例では、測定電極１０及びガード電極２０を、それぞれ３本設けている点が第１、第２実施例とは異なる。各測定電極１０及びガード電極２０は、その幅方向の中心が位置合わせされるように基材３０の表裏に設けられており、各測定電極１０及びガード電極２０の中心間は等距離離隔している。各測定電極１０及び各ガード電極２０には、第１、第２実施例と同様に、それぞれ接続部１５，２５が設けられる。なお、第２実施例のガード電極２０を、本実施例のように各測定電極１０について別個に形成してもよい。
【００４４】
本実施例では、図５Ａ，図５Ｂに例示するように、３本の測定電極１０、ガード電極２０を相互に電気的に接続するブリッジパターン（連絡層）１２，２２を設けている。ブリッジパターン１２，２２が設けられているので、いずれか２本の測定電極１０、ガード電極２０が損傷を受けて破断した場合でも、残った測定電極１０、ガード電極２０によってセンサヘッド１の機能は保持される。ブリッジパターン１２，２２は、センサヘッド１の長手方向に沿って複数箇所に設けておくこともできる。なお、ブリッジパターン１２，２２は、第２実施例の測定電極１０にも適用することができる。
【００４５】
本実施例では、第１、第２実施例と同等の効果が得られる他、測定電極１０、ガード電極２０の形成に使用する銀ペースト等の材料の使用量を先の実施例の場合よりも低減させることができる。このため、センサヘッド１の製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【００４６】
本実施形態のセンサヘッド使用の効果
以上説明した本発明の実施形態に係るセンサヘッド１の効果を確認すべく、効果確認用のセンサヘッドサンプルを作成して静電容量測定を実施した。センサヘッドサンプルにおいてはまず、長さ９７０ｍｍ、幅２６０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの樹脂シートを基材３０として準備した。
【００４７】
その樹脂シート上に、銀ペーストをスクリーン印刷することにより、３種類のセンサヘッドサンプルを形成した。
【００４８】
・サンプル１  銀ペーストを３０ｍｍ幅で形成して測定電極１０とし、ガード電極２０は設けなかった。
【００４９】
・サンプル２  １ｍｍ幅の銀ペーストで形成される測定電極１０を１０ｍｍピッチで３本設け、ガード電極２０は設けなかった。
【００５０】
・サンプル３  サンプル２について、２ｍｍ幅のガード電極２０を設けて同相シールドを施した。
【００５１】
各測定電極１０ガード電極２０には、それぞれの一端部に、カーボン層により接続部１５，２５を設けた。
【００５２】
各測定電極１０は電源電圧５Ｖで動作するオペアンプの非反転入力端子に接続し、その出力電圧をテスターで測定した。ガード電極２０はオペアンプの出力に接続し、測定電極１０と同位相の電圧信号が印加されるようにした。オペアンプの出力は分解能１０ビット、内部基準電圧１．１ＶのＡＤ変換器でデジタル化するものとした。使用したオペアンプの仕様から、ＡＤ変換器で入力電圧変化を検出するためには、少なくとも０．００２Ｖの変化が必要であると算出された。これに、使用したテスターの測定誤差を勘案して、出力電圧に０．００７Ｖ以上の変化が生じれば、測定電極１０への物体の接近を検知可能であると評価した。なお、本測定における物体は人体であり、空間、あるいは床上に設置したサンプルに、「人体を検出していない状態」と同等である遠方から手を近づけていく際の出力電圧を、測定電極１０からの距離について、２５０ｍｍから０ｍｍまで５０ｍｍピッチで測定して分析した。
【００５３】
表１に、前記センサヘッドサンプル１〜３について実施した出力電圧の測定結果を示している。測定環境は、導電性の床材料が敷き詰められた室内とした。測定種別は、当該室内で各サンプルをどのように配置したかを示している。「空間」は、サンプルを、その下端が室内の床から６００ｍｍ上方に位置するように、床面と垂直に絶縁性の支持物で支持した状態を示す。「床上」は、室内の床面上にサンプルを載置した状態を示す。人体検出距離は、前記の出力電圧測定において、初めて出力電圧の変化値が０．００７Ｖ以上となったときの人体と測定電極１０との間の距離を示している。
【００５４】
【表１】
2019191143.tif 000003
【００５５】
表１に示すように、いずれのサンプルについても、各測定種別について、人体の接近あるいは接触を検出することは可能であった。一方で、各サンプル共に、測定状態を空間より床上とした方が人体検出距離は小さくなった。これは、床面に配置されている導電体の影響により、センサヘッドによる測定感度が悪化したことが原因であると考えられる。その中で、ガード電極２０を設けたサンプル３の場合、空間、床上における人体検出距離の差が他のサンプルに比較して小さくなっている。これは、ガード電極２０を設けたことにより、床面の導電体による静電容量測定への影響が抑制される効果が発揮されたためであると考えられた。このように、本発明の効果は、センサヘッドサンプルについての測定試験を通じて確認することができた。なお、本実施例のサンプル２，３のように、非常に幅の小さい測定電極１０を複数設ける場合、前記第３実施例のようにブリッジパターン１２，２２を設ければ、基材３０の変形等によりいずれかの測定電極１０が切れた場合に対する冗長系を構成することができるので好適である。
【００５６】
第２実施形態
センサヘッド１の構成例
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態の一実施例によって構成したセンサヘッド１と、そのセンサヘッド１を備えた静電容量センサを適用した見守り管理装置について、関連図面を参照しながら説明する。図６Ａないし図６Ｆに、本実施例によるセンサヘッド１の構成例を示している。本実施形態の見守り管理装置は、平面上で人などの物体が占めている位置を検出するための位置検出システムの一形態である。
【００５７】
図６Ａは、本実施例によるセンサヘッド１の全体構成例を示す斜視図である。図６Ａに例示するセンサヘッド１は細長い帯状に形成されており、その長手方向に沿って、領域１、領域２、領域３の３つの領域に区分されている。領域１、領域２、領域３にはそれぞれ、静電容量の変化を検出するためのセンサパターンが設けられており、それぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３の符号を付して識別している。これらのセンサパターンＰ１〜Ｐ３を総称する場合は、符号Ｐを用いる。図６Ａでは、図示が煩雑となるのを避けるために、各センサパターンＰ１〜Ｐ３は単純な線分で示している。
【００５８】
図６Ｂに、図６Ａのセンサヘッド１における下端部付近の平面図を示している。図６Ｂは、第１実施形態の第３実施例における図５Ａに相当する。図６Ｂには、３つのセンサパターンＰ１〜Ｐ３の接続部１５，２５が示されている。各センサパターンＰ１〜Ｐ３は、先の第３実施例と同様に、測定電極１０、及びガード電極２０を備えている。図６Ｂでは、基材３０に関して紙面手前側に測定電極１０が設けられ、基材３０の裏面において、測定電極１０の反対側にガード電極２０が対をなして設けられている。測定電極１０、ガード電極２０、及び基材３０の構成は、前記した各実施例の場合と同様である。図６Ｃは図６ＢのＣ−Ｃ矢視断面の一部を示しており、基材３０の一方の面に測定電極１０が、他方の面に前記の測定電極１０と対応してガード電極２０が設けられていることがわかる。各測定電極１０、各ガード電極２０には、それぞれ接続部１５、２５が設けられている。また各測定電極１０、各ガード電極２０を機械的な外力から保護すべく、レジスト層４０が設けられている。
【００５９】
第１実施形態の各実施例と異なるのは、すでに説明しているように、センサヘッド１の長手方向に沿って３つの領域に区分するように、センサパターンＰ１〜Ｐ３が設けられている構成である。この構成により、センサヘッド１全体として静電容量の変化を検出するのではなく、センサヘッド１の３つの領域ごとに静電容量の変化を検出できるようになった。言い換えれば、センサヘッド１の３つの領域のいずれに人体等の対象物が接近しているのかを検出することが可能となった。
【００６０】
図６Ａ、図６Ｂを参照すると、センサパターンＰ１は接続部１５，２５が設けられているセンサヘッド１の根元に最も近い領域１に割り当てられており、領域１に隣接する領域２にはセンサパターンＰ２が、領域２に隣接する領域３にはセンサパターンＰ３が、それぞれ割り当てられている。
【００６１】
図６Ａから明らかなように、センサパターンＰ１は接続部１５，２５の近傍で５本に分岐するように配置されている。センサパターンＰ２は、領域２に入ったところで４本に、センサパターンＰ３は、領域３に入ったところで３本に、それぞれ分岐するように配置されている。このように分岐の形態を異ならせているのは、接続部１５，２５からのパターン長さを考慮して各センサパターンＰの総延長がほぼ同等となるようにしていることによる。各センサパターンＰの長さが同等とされていることにより、各センサパターンＰによる静電容量変化に対する感度も同等となるように構成されている。
【００６２】
各センサパターンＰの長さ（総延長）を同等となるように構成するという点では、各センサパターンＰの形態は、図６Ａ等に例示している分岐形態には限定されない。所要の精度で静電容量の変化を測定することができれば、各センサパターンＰに他の形態を適用してもよい。一例としては、各領域内において、センサパターンが略矩形の渦を描くように配置することが考えられる。
【００６３】
図６Ｄ〜図６Ｆには、図６ＡにおけるＤ−Ｄ矢視断面図、Ｅ−Ｅ矢視断面図、及びＦ−Ｆ矢視断面図をそれぞれ示している。いずれの図においても、基材３０の両面に対照に測定電極１０とガード電極２０とが設けられ、レジスト層４０によって保護されている構成が示されている。
【００６４】
本実施形態によるセンサヘッド１を用いた見守り管理装置
次に、本実施例のセンサヘッド１を応用した、人の見守り管理装置について説明する。この見守り管理装置は、病院の入院患者、介護施設の入所者等の見守りを必要とする見守り対象者に関し、その見守り対象者がベッドにいるか否か、ベッドにいるとすればどのような状態でいるのか、例えばベッドの中央で横臥しているのか、ベッドのへりに腰かけているのかといった状況を、看護師、介護士のような見守り者が、対象者の病室や居室に出向いて確認しなくても済むようにすることを目的として開発された。
【００６５】
図７に、本実施例によるセンサヘッド１が設置された、見守り対象者のベッド２００を例示している。ベッド２００の長手方向一端部付近には、枕３００が置かれており、図７の紙面上方が頭側、紙面下方が足側としている。図７の例で、３組のセンサヘッド１が、ベッド２００の幅方向に互いに間隔をおいて設置されている。これらのセンサヘッド１は、ベッド２００のマットレス上に設置されるほか、マットレスの上に敷かれるシーツに一体的に固定するようにしてもよい。要するに、センサヘッド１が見守り対象者の動きなどによって簡単にずれたりしないように設置されていればよい。
【００６６】
すでに説明したように、各センサヘッド１のセンサパターンＰ１〜Ｐ３は長手方向にそれぞれ領域１〜領域３を形成している。そして、図７に示すように、ベッド２００の幅方向に互いに間隔を隔てて３つのセンサヘッド１が設置されている。この配置は、ベッド２００の幅方向が、３つのセンサヘッド１によって３つの領域に区分されていることを示している。図７の例では、これらの領域を、あおむけに横臥した見守り対象者の右手側から領域Ｘ、領域Ｙ、領域Ｚと呼んでいる。以上より、図７に例示するように、領域Ｘを担当するセンサヘッド１の最も足側に位置している領域１のセンサパターンＰ１により、区画Ｘ１に見守り対象者の身体の一部が存在しているか否かを、見守り対象者右手側のセンサヘッド１の領域１を担当するセンサパターンＰ１による静電容量の変化をモニタすることによって検出することができる。図７の例では、同様に、区画Ｘ２〜区画Ｚ３の各区画についても対応するセンサパターンによる静電容量変化のモニタにより、見守り対象者の身体の一部が該当区画にあるかどうかを検出することができる。言い換えれば、本実施例のセンサヘッドを適用した図７のベッド２００では、３×３＝９区画に区分して見守り対象者の存否を検出することが可能となっている。
【００６７】
なお、各センサヘッド１の長手方向における領域分割は２、又は４以上であってもよい。またベッド２００の幅方向のセンサヘッド１の設置数も、２又は４以上としてよい。これにより、静電容量測定の実用上可能な範囲で、ベッド２００に対する見守り対象者の検出粒度を調整することができる。
【００６８】
図７に示すように、各センサヘッド１の接続部１５（例えば図６Ｂ、図６Ｃ参照）は、接続線Ｘ−Ｐ１〜Ｘ−Ｐ３、Ｙ−Ｐ１〜Ｙ−Ｐ３、Ｚ−Ｐ１〜Ｚ−Ｐ３を介して図２に例示した静電容量測定部２に接続されている。静電容量測定部２は、チップ部品化、又はシート部品化することにより、センサヘッド１に設けてもよい。
見守り管理装置３００の構成例
【００６９】
図８に、本実施形態における見守り管理装置３００の構成例を示している。接続線Ｘ−Ｐ１〜Ｚ−Ｐ３によって各センサヘッド１００の接続部１５は静電容量測定部２に電気的に接続される。図２に関して説明したように、各センサヘッド１のセンサパターンＰ（測定電極１０）からの出力は、静電容量測定部２の増幅器ＡＭＰに入力される。そして、各センサパターンＰで検出された静電容量の変化は、それから変換されたアナログ電圧の変化を代表するデジタル信号として静電容量測定部２から取り出される。以下、この静電容量測定部２の出力であるデジタル信号を、静電データと呼ぶ。なお、各センサパターンＰのガード電極２０は、図２に関して示したように、接続部２５を介して静電容量測定部２の増幅器ＡＭＰの出力に接続されて、測定電極１０を外来電磁ノイズ、外部環境の影響から保護している。
【００７０】
前記のように、各センサヘッド１の各センサパターンＰによって検出される静電容量の変化は、各静電容量測定部２からの静電データの変化として検出することができる。したがって、見守り対象者について、ベッド２００等にセンサヘッド１を設置後、各センサパターンＰ１〜Ｐ３について人体の接近、離隔によってどのように静電データが変化するかを予備測定しておき、その結果に応じて人体近接有無を判定するための判定閾値を設定しておけば、図７の区画Ｘ１〜Ｚ３についてそれぞれ人体の近接有無を判定することができる。
【００７１】
次に、見守り管理装置３００について説明する。図８に例示する見守り管理装置３００は、ＣＰＵ等のプロセッサ３１０、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶デバイスからなるメモリ３２０、データＩＯ部３３０、及び出力部３４０を備えている。プロセッサ３１０は、静電容量測定部２から入力される静電データについて、所定の判定閾値データと比較し、その判定結果に応じてベッド２００上の各区画Ｘ１〜Ｚ３について、人体が近接して存在しているかを判定する。メモリ３２０には、センサ信号処理部３２１、パラメータデータ３２２、及びデータ記憶部３２３が格納されている。センサ信号処理部３２１はプロセッサ３１０によって実行されるプログラムであり、前記した入力静電データと判定閾値データとの比較判定処理、それに基づく出力部３４０の制御等のデータ処理をプロセッサ３１０に実行させる。パラメータデータ３２２はセンサ信号処理部３１０が実行されるときに使用する判定閾値等のデータである。データ記憶部３２３はメモリ３２０に設定されている記憶領域であり、静電容量測定部２から入力される静電データ、プロセッサ３１０による判定結果等が記憶されている。データＩＯ部３３０は、静電容量測定部２から入力される静電データのサンプリング、レベル変換等、静電データを見守り管理装置３００で処理するために必要な変換処理等を実行する。出力部３４０は、液晶モニタ等の表示デバイス、プリンタ等の出力デバイスで構成される。
【００７２】
なお、見守り管理装置３００において、静電容量測定部２から入力されるデジタル信号は、時系列にデータ記憶部３２３に格納することができる。この場合、各区画Ｘ１〜Ｚ３での静電容量測定値の時間的変化を解析することにより、見守り対象者がベッド２００上でどのような動きをしたのか、あるいはベッド２００に出入りしたのか、といった挙動を知ることができる。
【００７３】
センサ信号処理部３２１のデータ処理例
次に、本実施形態による見守り管理装置３００のセンサ信号処理部３２１が実行するデータ処理例について説明する。図８Ａに、センサ信号処理部３２１が実行するデータ処理例を、フローチャートで示している。本実施形態において、センサ信号処理部３２１は、プロセッサ３１０によって実行されるプログラムとして実現されている。ただし、センサ信号処理部３２１が備えている機能を、例えばハードウェアロジックによって実現するなど、異なる構成で実現することも可能である。
【００７４】
図９を参照すると、見守り管理装置３００の電源オン等を契機としてセンサ信号処理部３２１が処理を開始すると、センサ信号処理部３２１は、見守り管理装置３００に接続されている各センサヘッド１のセンサパターンＰ１〜Ｐ３から、各センサパターンＰ１〜Ｐ３による静電容量測定値に対応する静電データを、データＩＯ部３３０を介して受領し、データ記憶部３２３に格納する（Ｓ９０）。
【００７５】
次いで、センサ信号処理部３２１は、メモリ３２０に格納されている判定閾値データを読み出して（Ｓ９１）、一つのセンサパターンＰからの静電データと比較する（Ｓ９２）。
【００７６】
静電データが判定閾値以下であると判定した場合（Ｓ９３，Ｙｅｓ）、センサ信号処理部３２１は、該当するセンサパターンＰに対応する領域に人体の一部が近接している（物体あり）と判定する（Ｓ９４）。一方、静電データが判定閾値より大であると判定した場合（Ｓ９３，Ｎｏ）、センサ信号処理部３２１は、該当するセンサパターンＰに対応する領域に物体はないと判定する（Ｓ９５）。センサ信号処理部３２１は、一のセンサパターンＰに関する前記の判定結果をデータ記憶部３２３に格納する（Ｓ９６）。
【００７７】
次いで、センサ信号処理部３２１は、未処理の他のセンサパターンＰに係る静電データがあるか調べ、他の静電データがあると判定した場合（Ｓ９７，Ｙｅｓ）、Ｓ９１の静電データ取得ステップに戻る。他の静電データがないと判定した場合（Ｓ９７，Ｎｏ）、センサ信号処理部３２１は、データ記憶部３２３に格納されている判定結果に基づいて、表示画面データを作成して出力部３４０へ出力し（Ｓ９８）、一連の処理を終了する。
【００７８】
以上説明したセンサ信号処理部３２１のデータ処理例によれば、見守り管理装置３００は、接続されているセンサヘッド１のセンサパターンＰから受領する静電データに基づいて、図７に例示するベッド２００の区画Ｘ１〜Ｚ３のそれぞれについて、見守り対象者の身体の一部が近接しているか否かを判定することができる。また、その判定結果に基づいて、ベッド２００上のどの区画に見守り対象者の身体が位置しているかを出力することができる。
【００７９】
なお、センサ信号処理部３２１の出力は、適宜の通信モジュールを用いて無線でナースステーション等の遠隔の場所にあるパーソナルコンピュータ等の端末装置に伝送されるように構成してもよい。あるいは、センサ信号処理部３２１の出力は、Ｗｉｆｉ、インターネット等の適宜の通信回線を通じて、スマートフォン等の携帯端末装置に伝送されるように構成してもよい。
【００８０】
見守り管理装置３００による検出結果表示例
次に、以上の構成を有する見守り管理装置３００による見守り対象者の検出結果表示例を説明する。その検出結果表示例について、図１０Ａ〜図１２Ｂに示している。センサヘッド１としては、先の実施形態における「サンプル３」を想定する。
【００８１】
図１０Ａ、図１０Ｂは、見守り対象者がベッド２００の上で幅方向のほぼ中央に横臥して両手をほぼ真横に広げている状態である（図１０Ａ）。この場合、少なくとも見守り対象者の身体の一部が区画Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ３、Ｚ３においてセンサパターンＰ１〜Ｐ３に近接しているため、図１０Ａの検出結果表示マトリクスでは該当する区画に「Ｙ」（Ｙｅｓ）が表示され、他の区画には「Ｎ」（Ｎｏ）が表示されている。図１０Ａの例では、表示を見る看護師等に分かりやすいように、「Ｙ」区画はハイライトされている。
【００８２】
図１１Ａ、図１１Ｂは、見守り対象者がベッド２００の上で体の右側を下にして横たわり、両手を自然に身体の前方に伸ばしている状態である（図１１Ｂ）。この場合、少なくとも見守り対象者の身体の一部が区画Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ３においてセンサパターンＰ１〜Ｐ３に近接しているため、図１１Ａの検出結果表示マトリクスでは該当する区画に「Ｙ」（Ｙｅｓ）が表示され、他の区画には「Ｎ」（Ｎｏ）が表示されている。図１１Ａの例では、図１０Ａと同様に、「Ｙ」区画はハイライトされている。
【００８３】
図１２Ａ、図１２Ｂは、見守り対象者がベッド２００の頭側に向かって左のへりに、ほぼ長手方向中央の位置で腰かけている状態である（図１２Ｂ）。この場合、少なくとも見守り対象者の身体の一部が区画Ｘ２においてセンサパターンＰ２に近接しているため、図１２Ａの検出結果表示マトリクスでは該当する区画に「Ｙ」（Ｙｅｓ）が表示され、他の区画には「Ｎ」（Ｎｏ）が表示されている。図１２Ａの例では、図１０Ａ，１１Ａと同様に、「Ｙ」区画はハイライトされている。
【００８４】
なお、図１０Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂのように、見守り対象者がどのような姿勢でベッド２００にいるかを見守り対象者の身体モデルで表示することができれば看護師等の見守り者にはより直感的に理解しやすいと考えられる。ただし、その場合には、時間軸上のある時刻における身体の近接状況を検出したのみでは姿勢を特定することが困難である。例えば図１１Ｂの例では、実際には頭がベッド２００の足側に位置していることも考えられる。このような姿勢の誤検出を防ぐためには、基準時刻における見守り対象者の姿勢を画面上で入力できるようにしておき、その基準時刻からの各区画における静電容量測定値の時間的変化を連続的に解析することにより、見守り対象者のベッド２００上での挙動を追跡することが可能である。
【００８５】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、簡易な構成により外来電磁ノイズや測定環境の影響に対する十分な耐性を実現する静電容量センサ及び静電容量センサヘッドの提供が可能となる。
【００８６】
また、本発明の他の実施形態によれば、病院の患者、介護施設の入所者等の見守り対象者がある空間でどのような姿勢を取っているかを検出し、その検出結果を見守り対象者の位置から離隔した場所に伝達することができる。
【００８７】
本発明の技術的範囲は上記の実施形態に限定されることはなく、他の変形例、応用例等も、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８８】
１  センサヘッド
２  静電容量測定部
１０  測定電極
１２，２２  ブリッジパターン
１５、２５  接続部
２０  ガード電極
３０  基材
４０  レジスト層
１００  静電容量センサ
２００  ベッド
３００  見守り管理装置    ３１０  プロセッサ
３２０  メモリ    ３２１  センサ信号処理部
３２２  パラメータ    ３２３  データ記憶部
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３  センサパターン
【図１】
2019191143.tif 000004
【図２】
2019191143.tif 000005
【図３Ａ】
2019191143.tif 000006
【図３Ｂ】
2019191143.tif 000007
【図３Ｃ】
2019191143.tif 000008
【図４Ａ】
2019191143.tif 000009
【図４Ｂ】
2019191143.tif 000010
【図４Ｃ】
2019191143.tif 000011
【図５Ａ】
2019191143.tif 000012
【図５Ｂ】
2019191143.tif 000013
【図５Ｃ】
2019191143.tif 000014
【図６Ａ】
2019191143.tif 000015
【図６Ｂ】
2019191143.tif 000016
【図６Ｃ】
2019191143.tif 000017
【図６Ｄ】
2019191143.tif 000018
【図６Ｅ】
2019191143.tif 000019
【図６Ｆ】
2019191143.tif 000020
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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