(57)【要約】【課題】本発明は、寝返りと離床前動作とを区別することができ、かつ、動作の速度が変化しても離床前動作を検出することのできる離床前動作検出装置及び離床前動作検出方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係る離床前動作検出装置、離床前動作検出システム及び離床前動作検出方法は、検出ビームを、ベッドの手すり近傍から送信し、当該検出ビームが対象物で反射された反射ビームを前記手すり近傍で検出し、ビームの往復時間の変化から被検体の離床前動作と判定することを特長とする。また、上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される高さで光路の遮断を検出し、ベッド上の被検体が上体を起こすという離床前動作を検出することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面内で角度広がりのある検出ビームを送信する送信部と、
前記検出ビームが対象物で反射された反射ビームを受信する受信部と、
前記送信部が前記検出ビームを送信してから、前記受信部が前記反射ビームを受信するまでの往復時間を計測する時間計測部と、
前記時間計測部の計測した前記往復時間が、前回以前に計測した前記往復時間と異なることを離床前動作と判定する時間比較部と、
前記送信部及び前記受信部を前記ベッドの端部に設置される手すりに固定する固定部と、を備えることを特徴とする離床前動作検出装置。
【請求項２】
前記時間比較部は、１の前記検出ビームで計測した前記往復時間のうち、最短又は最長の往復時間で判定することを特徴とする請求項１に記載の離床前動作検出装置。
【請求項３】
前記時間比較部が前記離床前動作と判定したとき、アラーム信号を出力するアラーム出力部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の離床前動作検出装置。
【請求項４】
前記時間計測部の計測した前記往復時間から前記対象物の数を算出する対象数算出部と、
前記対象数算出部の算出した前記対象物の数が、前回以前に算出した前記対象物の数よりも多いことを起床動作と判定する対象数比較部と、をさらに備え、
前記アラーム出力部は、前記対象数比較部が前記起床動作と判定したとき、さらにアラーム信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の離床前動作検出装置。
【請求項５】
ビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビームを送信する送信部と、
前記検出ビームが対象物で反射された反射ビームを受信する受信部と、
前記送信部が前記検出ビームを送信してから、前記受信部が前記反射ビームを受信するまでの往復時間を計測する時間計測部と、
前記時間計測部の計測した前記往復時間が、前回以前の掃引で計測した前記往復時間と異なることを離床前動作と判定する時間比較部と、  
少なくとも前記送信部及び前記受信部をベッドの端部に設置される手すりに固定する固定部と、を備えることを特徴とする離床前動作検出装置。
【請求項６】
前記送信部は、前記検出ビームを前記面内の１方向へ送信する送信端を、掃引する指向方向ごとに有し、前記送信端のそれぞれが順に前記検出ビームを送信することを特徴とする請求項５に記載の離床前動作検出装置。
【請求項７】
前記送信部は、前記検出ビームを前記面内の１方向へ送信する送信端と、前記送信端の送信する前記１方向を前記面内で可変する駆動機構と、を有することを特徴とする請求項５に記載の離床前動作検出装置。
【請求項８】
前記時間比較部が、前記離床前動作と判定したとき、アラーム信号を出力するアラーム出力部をさらに備えることを特徴とする請求項５から７に記載のいずれかの離床前動作検出装置。
【請求項９】
前記時間比較部は、１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、最短又は最長の往復時間で判定することを特徴とする請求項５から８に記載のいずれかの離床前動作検出装置。
【請求項１０】
前記時間比較部は、１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、前記指向方向ごとの往復時間で判定することを特徴とする請求項５から８に記載のいずれかの離床前動作検出装置。
【請求項１１】
前記面内が、水平面内であることを特徴とする請求項１から１０に記載のいずれかの離床前動作検出装置。
【請求項１２】
前記送信部は、前記検出ビームとして電波、赤外線、紫外線、可視光線又は超音波を送信することを特徴とする請求項１から１１に記載のいずれかの離床前動作検出装置。
【請求項１３】
前記ベッドの振動を検知する振動センサをさらに備え、
前記送信部は、前記振動センサで振動が検出されたときに前記検出ビームを送信することを特徴とする請求項１から１２に記載のいずれかの離床前動作検出装置。
【請求項１４】
前記振動センサの受けた振動で発電する振動発電機をさらに備え、
前記送信部、前記受信部の少なくともいずれかが、前記振動発電機の発電した電力を動力源とすることを特徴とする請求項１３に記載の離床前動作検出装置。
【請求項１５】
送信部が、面内で角度広がりのある検出ビームをベッドの一端から送信し、受信部が、前記検出ビームが前記ベッド上の対象物で反射された反射ビームを前記一端で検出し、時間計測部が、前記送信部による前記検出ビームの送信から前記受信部による前記反射ビームの検出までの往復時間を計測する時間計測手順と、
時間比較部が、前記時間計測手順で計測した前記往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記往復時間と異なることを離床前動作と判定する時間比較手順と、を有することを特徴とする離床前動作検出方法。
【請求項１６】
前記時間比較手順において、前記時間比較部が、前記離床前動作と判定したとき、アラーム出力部がアラーム信号を出力するアラーム出力手順を前記時間比較手順の後にさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の離床前動作検出方法。
【請求項１７】
対象数算出部が、前記時間計測手順で計測した前記往復時間から前記対象物の数を算出する対象数算出手順と、
対象数比較部が、前記対象数算出手順で算出した前記対象物の数が、前回以前の前記対象数算出手順で算出した前記対象物の数よりも多いことを起床動作と判定する対象数比較手順と、を前記時間比較手順の後にさらに有し、
前記対象数比較手順において、前記対象数比較部が前記起床動作と判定したとき、前記アラーム出力部が、アラーム信号を出力することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の離床前動作検出方法。
【請求項１８】
送信部が、ベッドの一端から、ビームの指向方向をベッド上の特定高さの面内で掃引しながら繰り返して検出ビームを送信し、受信部が、前記検出ビームがベッド上の対象物で反射された反射ビームを前記一端で受信し、時間計測部が、前記送信部による前記検出ビームの送信から前記受信部による前記反射ビームの検出までの往復時間を計測する時間計測手順と、
前記時間計測手順において計測した前記往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記往復時間と異なるとき、時間比較部が離床前動作と判定する時間比較手順と、を有することを特徴とする離床前動作検出方法。
【請求項１９】
前記時間比較手順において、前記時間比較部は、前記時間計測手順において計測した前記往復時間のうちの最短又は最長の往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記往復時間と異なるとき、離床前動作と判定することを特徴とする請求項１８に記載の離床前動作検出方法。
【請求項２０】
前記時間比較手順において、前記時間比較部は、前記時間計測手順において計測した指向方向ごとの往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記指向方向ごとの前記往復時間と異なるとき、離床前動作と判定することを特徴とする請求項１８に記載の離床前動作検出方法。
【請求項２１】
前記時間比較手順において前記時間比較部が離床前動作と判定したとき、アラーム出力部がアラーム信号を出力するアラーム出力手順を前記時間計測手順の後にさらに有することを特徴とする請求項１８から２０に記載のいずれかの離床前動作検出方法。
【請求項２２】
ベッドの両端に対向して配置される光検出装置と、反射板と、を有する離床前動作検出システムであって、
前記光検出装置は、
前記反射板に向けて出射光を出射する発光部と、
前記出射光が前記反射板で反射された反射光を受光して出力信号を出力する受光部と、
前記出力信号が断を所定時間の間示したときにアラーム信号を出力する判定回路と、を備え、
前記反射板は、前記出射光の入射する方向へ前記反射光を反射する再帰性反射材を備えることを特徴とする離床前動作検出システム。
【請求項２３】
前記光検出装置は、前記発光部から出射する前記出射光の出射方向を掃引する駆動機構をさらに備えることを特徴とする請求項２２に記載のいずれかの離床前動作検出システム。
【請求項２４】
前記駆動機構は、一定の仰角又は一の面内で前記出射方向を掃引することを特徴とする請求項２３に記載の離床前動作検出システム。
【請求項２５】
前記発光部は、赤外線を発光する赤外発光ＬＥＤを光源とすることを特徴とする請求項２２から２４に記載のいずれかの離床前動作検出システム。
【請求項２６】
前記光検出装置は、前記発光部に隣接して配置され、前記出射光の光軸と略同一の方向に可視光線を出射する可視光源をさらに備えることを特徴とする請求項２２から２５に記載のいずれかの離床前動作検出システム。
【請求項２７】
前記光検出装置は、前記ベッドの振動を検知する振動センサをさらに備え、
前記発光部は、前記振動センサが振動を検知したときに出射光を出射し、前記振動センサが振動を検知しないときは出射光を出射しないことを特徴とする請求項２２から２６に記載のいずれかの離床前動作検出システム。
【請求項２８】
前記光検出装置は、前記振動センサの受けた振動で発電する振動発電機をさらに備え、
前記発光部、前記受光部又は前記判定回路の少なくともいずれかが、前記振動発電機の発電した電力を動力源とすることを特徴とする請求項２７に記載の離床前動作検出システム。
【請求項２９】
前記光検出装置を前記ベッドの端部に固定するベッド固定具をさらに備えることを特徴とする請求項２２から２８に記載のいずれかの離床前動作検出システム。
【請求項３０】
前記反射板を壁面に固定する壁面固定具をさらに備えることを特徴とする請求項２２から２９に記載のいずれかの離床前動作検出システム。
【請求項３１】
光を出射し、受光する光検出装置と、反射板と、を用いてベッド上での被検体の離床前動作を検出する離床前動作検出方法であって、
前記光検出装置が前記ベッドの一端から出射光を出射し、前記反射板が前記ベッドの他端で前記出射光を反射し、前記光検出装置が前記一端で前記反射光を受光して前記出射光又は前記出射光の光路の遮断を検出する検出手順と、
前記光検出装置が、所定時間の間前記光路の遮断を検出したときにアラーム信号を出力するアラーム出力手順と、を順に有する離床前動作検出方法。
【請求項３２】
前記検出手順において、前記光検出装置は、前記ベッド上で上体を倒している姿勢にある前記被検体の最高の高さから前記ベッド上で上体を起こしている姿勢にある前記被検体の最高の高さまでの間の前記ベッド上の空間を通過するように前記光検出装置から出射する前記出射光の光路を設定することを特徴とする請求項３１に記載の離床前動作検出方法。
【請求項３３】
前記検出手順において、前記光検出装置から出射する前記出射光の出射方向を掃引することを特徴とする請求項３１又は３２に記載の離床前動作検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド上の被検体の離床前動作を検出する離床前動作検出装置、離床前動作検出システム及び離床前動作検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入院中の認知能力の低下した高齢者は、看護士の指示に従うことなく、勝手にベッドから離れる。高齢者は運動能力が衰えているので、高齢者のベッドから離れる行動が、ベッドから転落したり、転倒したりといった事故につながっている。
【０００３】
このような、高齢者のベッドから離れる離床動作を監視するため、ベッド上の被検体の離床前動作を検出し、通知する監視装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この監視装置では、所定時間内にベッド上で重心が移動した距離の合計値から離床前動作と判定するので、寝返りも離床前動作と判定されていた。
【０００４】
又、動作速度は、人によって異なり、さらに、同一人でも時と場合によって異なる。このため、離床前動作を判定するための時間を患者ごとに設定しても、判定前に患者が離床する場合や、患者の動作が遅すぎて離床前動作であると判定しない場合があった。
【特許文献１】特許第３５３６０４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、寝返りと離床前動作とを区別することができ、かつ、動作の速度が変化しても離床前動作を検出することのできる離床前動作検出装置、離床前動作検出システム及び離床前動作検出方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る離床前動作検出装置及び離床前動作検出方法は、角度広がりのある検出ビームを、ベッドの手すり近傍から送信し、当該検出ビームが対象物で反射された反射ビームを前記手すり近傍で検出し、ビームの往復時間の変化から被検体の離床前動作と判定することを特長とする。
【０００７】
ベッド上で横臥姿勢にある被介護者や患者の多くは、離床前動作に入る前に、ベッドの端部に設置される手すりを掴み、手すりを引くことで上体を起こす。上体を倒した姿勢では検出されないが、上体を起こした姿勢では検出される高さにある面内に検出ビームを送信し、ベッドの手すりから対象物までの検出ビームの往復時間を検出ビームごとに比較する。これにより、上体を起こした被検体がベッドの手すりに近づいたか、遠ざかったかを検出する。上体を起こした高さで検出された対象物から判定するので寝返りと区別できる。又、往復時間の異同で判定するので動作速度に関係なく離床前動作を検出することができる。したがって、寝返りと離床前動作とを区別することができ、かつ、動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【０００８】
また、本発明に係る離床前動作検出装置及び離床前動作検出方法は、ビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビームをベッドの一端から送信し、ベッドの手すりに配置された送信部が検出ビームを送信してから、送信部と共にベッドの手すりに配置されている受信部が反射ビームを受信するまでの往復時間を計測し、この往復時間が前回以前の掃引と異なることを離床前動作と判定することを特徴とする。
【０００９】
ベッド上で横臥姿勢にある被介護者や患者の多くは、ベッドから離れる前に、ベッドの端部に設置されている手すりを掴み、手すりを引きながら上体を起こして座姿勢をとる。ビームの往復時間が前回以前の掃引と異なることで離床前動作を判定するので、被検体の動作速度に関係なく、被検体がベッドの端部に接近したことを検出することができる。また、ビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビームを送信するので、検出ビームの送信する面を、上体を倒した姿勢では検出されないが上体を起こした姿勢では検出される高さにある面として、被検体の寝返り動作と離床前動作とを区別することができる。したがって、被検体の寝返り動作と離床前動作とを区別することができ、かつ、被検体の動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００１０】
なお、ビームの往復時間から送信部と対象物までの距離を算出してもよい。算出は、光速又は音速を前記往復時間に積算し、さらに２倍で除算すればよい。以下の説明でも同様である。
【００１１】
また、本発明に係る離床前動作検出装置及び離床前動作検出方法は、上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される高さで光路の遮断を検出し、ベッド上の被検体が上体を起こすという離床前動作を検出することを特徴とする。
【００１２】
具体的には、本発明に係る離床前動作検出装置は、面内で角度広がりのある検出ビームを送信する送信部と、前記検出ビームが対象物で反射された反射ビームを受信する受信部と、前記送信部が前記検出ビームを送信してから、前記受信部が前記反射ビームを受信するまでの往復時間を計測する時間計測部と、前記時間計測部の計測した前記往復時間が、前回以前に計測した前記往復時間と異なることを離床前動作と判定する時間比較部と、前記送信部及び前記受信部を前記ベッドの端部に設置される手すりに固定する固定部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
なお、往復時間から送信部と対象物までの距離を算出してもよい。算出は、光速又は音速を前記往復時間に積算し、さらに２倍で除算すればよい。以下の説明でも同様である。
【００１４】
上体を倒した姿勢では検出されないが、上体を起こした姿勢では検出される高さにある面内に検出ビームを送信し、ベッドの手すりから対象物までの検出ビームの往復時間を検出ビームごとに比較する。したがって、寝返りと離床前動作とを区別することができ、かつ、動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００１５】
前記時間比較部は、１の前記検出ビームで計測した前記往復時間のうち、最短の往復時間で判定することが好ましい。
【００１６】
１の前記検出ビームで計測した前記往復時間のうち、最短の往復時間で判定することにより、対象物が複数ある場合でも、ベッド上の被検体が、送信部及び受信部の設置されている手すりに接近したことを検出することができる。
【００１７】
前記時間比較部は、１の前記検出ビームで計測した前記往復時間のうち、最長の往復時間で判定することが好ましい。
【００１８】
１の前記検出ビームで計測した前記往復時間のうち、最長の往復時間で判定することにより、対象物が複数ある場合でも、ベッド上の被検体が、送信部及び受信部の設置されている手すりと略対向して配置されている手すりに接近したことを検出することができる。
【００１９】
前記時間比較部が、前記離床前動作と判定したとき、アラーム信号を出力するアラーム出力部をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
時間比較部が離床前動作と判定したときにアラームを出力することにより、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったことを関係者へ通知することができる。
【００２１】
前記時間計測部の計測した前記往復時間から前記対象物の数を算出する対象数算出部と、前記対象数算出部の算出した前記対象物の数が、前記対象数算出部の前回以前に算出した前記対象物の数よりも多いことを起床動作と判定する対象数比較部と、をさらに備え、前記アラーム出力部は、前記対象数比較部が前記起床動作と判定したとき、さらにアラーム信号を出力することが好ましい。
【００２２】
往復時間から対象物の数を算出し、前回以前の対象数算出部で算出した前記対象物の数よりも多いことを判定することにより、上体を倒していた被検体が上体を起こした起床動作を検出することができる。さらにアラーム信号を出力するので、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったことを関係者へ通知することができる。
【００２３】
具体的には、本発明に係る離床前動作検出装置は、ビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビームを送信する送信部と、前記検出ビームが対象物で反射された反射ビームを受信する受信部と、前記送信部が前記検出ビームを送信してから、前記受信部が前記反射ビームを受信するまでの往復時間を計測する時間計測部と、前記時間計測部の計測した前記往復時間が、前回以前の掃引で計測した前記往復時間と異なることを離床前動作と判定する時間比較部と、少なくとも前記送信部及び前記受信部をベッドの端部に設置される手すりに固定する固定部を備える。
【００２４】
ベッドの端部に設置される手すりに配置された送信部が検出ビームを送信してから、送信部と共に配置されている受信部が反射ビームを受信するまでの往復時間を計測するので、ベッドの手すりから被検体までのビームの往復時間を計測できる。この往復時間が前回以前の掃引と異なることを判定するので、ベッドの端部に接近したことを検出できる。さらに、送信部がビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビームを送信するので、送信部が検出ビームで掃引する前記面を、上体を倒した姿勢では検出されないが上体を起こした姿勢では検出される高さにある面とすれば、上体を起こした被検体がベッドの端部に接近したことを検出することができる。したがって、被検体の寝返り動作と離床前動作とを区別し、かつ、被検体の動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００２５】
前記送信部は、前記検出ビームを前記面内の１方向へ送信する送信端を、掃引する指向方向ごとに有し、前記送信端のそれぞれが順に前記検出ビームを送信することが好ましい。
【００２６】
可動部を用いることなく面内を掃引できるので、構成を簡単にすることができる。
【００２７】
前記送信部は、前記検出ビームを前記面内の１方向へ送信する送信端と、前記送信端の送信する前記１方向を前記面内で可変する駆動機構と、を有することが好ましい。
【００２８】
検出ビームの指向方向が可変であるので、１個の送信端を用いて検出ビームの指向方向を掃引することができる。
【００２９】
前記時間比較部が、前記離床前動作と判定したとき、アラーム信号を出力するアラーム出力部をさらに備えることが好ましい。
【００３０】
アラーム信号を用いて関係者へ通知できるので、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったときに関係者へ通知することができる。
【００３１】
前記時間比較部の判定する前記往復時間が、１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、最短の往復時間であることが好ましい。
【００３２】
１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、最短の往復時間で判定するので、紛らわしい対象物が複数ある場合でも、ベッド上の被検体が、送信部及び受信部の設置されている手すりに接近したことを検出することができる。
【００３３】
前記時間比較部の判定する前記往復時間が、１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、最長の往復時間であることが好ましい。
【００３４】
１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、最長の往復時間で判定するので、紛らわしい対象物が複数ある場合でも、ベッド上の被検体が、送信部及び受信部の設置されている手すりと略対向して配置されている手すりに接近したことを検出することができる。
【００３５】
前記時間比較部は、１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、前記指向方向ごとの往復時間で判定することが好ましい。
【００３６】
１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、ビームの指向方向ごとの往復時間で判定するので、ビームの指向方向間での移動を検出することができる。これにより、紛らわしい対象物が複数ある場合でも、ベッド上の被検体が手すりに接近したことを検出することができる。
【００３７】
前記面内が、水平面内であることが好ましい。
【００３８】
送信部の掃引する面が水平面であれば、時間計測部は、一定の高さの面内にある対象物についての往復時間を計測することができる。これにより、時間比較部は、上体を倒した姿勢では検出されないが上体を起こした姿勢では検出される高さの水平面で反射された検出ビームを用いて離床前動作を判定することができるので、離床前動作を判定する精度を向上することができる。
【００３９】
前記送信部は、前記検出ビームとして電波を送信することが好ましい。
【００４０】
検出ビームとして電波を用いることにより、送信部及び受信部を簡易な構成とすることができる。
【００４１】
前記送信部は、前記検出ビームとして赤外線又は紫外線を送信することが好ましい。
【００４２】
対象物を赤外線で検出するので、人体及び精密機械に与える悪影響を少なくすることができる。
【００４３】
前記送信部は、前記検出ビームとして可視光線を送信することが好ましい。
【００４４】
対象物を可視光線で検出するので、人体及び精密機械に与える悪影響をほぼなくすことができる。また、離床前動作検出装置が動作していることを目視で確認することができる。
【００４５】
前記送信部は、前記検出ビームとして超音波を送信することが好ましい。
【００４６】
対象物を超音波で検出するので、人体及び精密機械に与える悪影響を少なくすることができる。
【００４７】
前記ベッドの振動を検知する振動センサをさらに備え、前記送信部は、前記振動センサで振動が検出されたときに前記検出ビームを送信することが好ましい。
【００４８】
振動センサをさらに備え、振動センサで振動が検出されたときに検出ビームを送信するので、被検体が離床前動作をする可能性の高いときに離床前動作を検出することができる。
【００４９】
前記振動センサの受けた振動で発電する振動発電機をさらに備え、前記送信部、前記受信部の少なくともいずれかが、前記振動発電機の発電した電力を動力源とすることが好ましい。
【００５０】
振動発電機をさらに備え、電力を供給するので、離床前動作検出装置に備える電池の容量を減らすことができる。これにより、離床前動作検出装置を小型にしかつ軽量にすることができる。
【００５１】
本発明に係る離床前動作検出方法は、送信部が、面内で角度広がりのある検出ビームをベッドの一端から送信し、受信部が、前記検出ビームが前記ベッド上の対象物で反射された反射ビームを前記一端で検出し、時間計測部が、前記送信部による前記検出ビームの送信から前記受信部による前記反射ビームの検出までの往復時間を計測する時間計測手順と、時間比較部が、前記時間計測手順で計測した前記往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記往復時間と異なることを離床前動作と判定する時間比較手順と、を有することを特徴とする。
【００５２】
上体を倒した姿勢では検出されないが、上体を起こした姿勢では検出される高さにある面内に検出ビームを送信し、ベッドの手すりから対象物までの検出ビームの往復時間を検出ビームごとに比較する。これにより、上体を起こした被検体がベッドの手すりに近づいたか、遠ざかったかを検出する。したがって、寝返りと離床前動作とを区別することができ、かつ、動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００５３】
前記時間比較手順において、前記時間比較部が前記離床前動作と判定したとき、アラーム出力部がアラーム信号を出力するアラーム出力手順を前記時間比較手順の後にさらに有することが好ましい。
【００５４】
時間比較部が離床前動作と判定したときにアラームを出力することにより、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったことを関係者へ通知することができる。
【００５５】
対象数算出部が、前記時間計測手順で計測した前記往復時間から前記対象物の数を算出する対象数算出手順と、対象数比較部が、前記対象数算出手順で算出した前記対象物の数が、前回以前の前記対象数算出手順で算出した前記対象物の数よりも多いことを起床動作と判定する対象数比較手順と、を前記時間比較手順の後にさらに有し、前記対象数比較手順において、前記対象数比較部が前記起床動作と判定したときに前記アラーム出力部が、アラーム信号を出力することが好ましい。
【００５６】
往復時間から対象物の数を算出し、前回以前の前記対象数算出手順で算出した前記対象物の数よりも多いことを判定することにより、上体を倒していた被検体が上体を起こした起床動作を検出することができる。さらに、アラーム信号を出力するので、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったことを関係者へ通知することができる。
【００５７】
本発明に係る離床前動作検出方法は、送信部が、ベッドの一端から、ビームの指向方向をベッド上の特定高さの面内で掃引しながら繰り返して検出ビームを送信し、受信部が、前記検出ビームがベッド上の対象物で反射された反射ビームを前記一端で受信し、時間計測部が、前記送信部による前記検出ビームの送信から前記受信部による前記反射ビームの検出までの往復時間を計測する時間計測手順と、前記時間計測手順において計測した前記往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記往復時間と異なるとき、時間比較部が離床前動作と判定する時間比較手順と、を有することを特徴とする。
【００５８】
ベッドの端部に設置される手すりに配置された送信部が検出ビームを送信してから、送信部と共に配置されている受信部が反射ビームを受信するまでの往復時間を計測するので、ベッドの手すりから被検体までのビームの往復時間を計測できる。この往復時間が前回以前の掃引と異なることを判定するので、ベッドの端部に接近したことを検出できる。さらに、送信部がビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビームを送信するので、送信部が検出ビームで掃引する前記面を、上体を倒した姿勢では検出されないが上体を起こした姿勢では検出される高さにある面とすれば、上体を起こした被検体がベッドの端部に接近したことを検出することができる。したがって、被検体の寝返り動作と離床前動作とを区別し、かつ、被検体の動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００５９】
前記時間比較手順において、前記時間比較部は、前記時間計測手順において計測した前記往復時間のうちの最短の往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記往復時間と異なるとき、離床前動作と判定することが好ましい。
【００６０】
１回の掃引で計測した往復時間のうち、最短の往復時間で判定するので、紛らわしい対象物が複数ある場合でも、ベッド上の被検体が、手すりに接近したことを検出することができる。
【００６１】
前記時間比較手順において、前記時間比較部は、前記時間計測手順において計測した前記往復時間のうちの最長の往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記往復時間と異なるとき、離床前動作と判定することが好ましい。
【００６２】
１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、最長の往復時間で判定するので、紛らわしい対象物が複数ある場合でも、ベッド上の被検体が、手すりに接近したことを検出することができる。
【００６３】
前記時間比較手順において、前記時間比較部は、前記時間計測手順において計測した前記指向方向ごとの往復時間が前回以前の前記時間計測手順で計測した前記指向方向ごとの前記往復時間と異なるとき、離床前動作と判定することが好ましい。
【００６４】
１回の前記掃引で計測した前記往復時間のうち、ビームの指向方向ごとの往復時間で判定するので、ビームの指向方向間での対象物の移動を検出することができる。これにより、紛らわしい対象物が複数ある場合でも、ベッド上の被検体が手すりに接近したことを検出することができる。
【００６５】
前記時間比較手順において前記時間比較部が離床前動作と判定したとき、アラーム出力部がアラーム信号を出力するアラーム出力手順を前記時間計測手順の後にさらに有することが好ましい。
【００６６】
アラーム信号を用いて関係者へ通知できるので、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったときに関係者へ通知することができる。
【００６７】
具体的には、本発明に係る離床前動作検出システムは、ベッドの両端に対向して配置される光検出装置と、反射板と、を有する離床前動作検出システムであって、前記光検出装置は、前記反射板に向けて出射光を出射する発光部と、前記出射光が前記反射板で反射された反射光を受光して出力信号を出力する受光部と、前記出力信号が断を所定時間の間示したときにアラーム信号を出力する判定回路と、を備え、前記反射板は、前記出射光の入射する方向へ前記反射光を反射する再帰性反射材を備えることを特徴とする。
【００６８】
ベッドの一端から他端へ向けて出射光を出射し、反射板で反射された反射光をベッドの前記一端で受光する。出射光の光路を、ベッド上の被検体が上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される所定の高さに設定し、光路の遮断を検出することでベッド上の被検体が上体を起こしたことを検出する。当該所定の高さにある対象物が所定時間の間にわたり連続して光を遮るときに離床前動作と判定するので、上体を倒している姿勢での寝返り等の動作を排除することができる。また、被検体が所定の高さとなったときに離床前動作と判定するので、離床前動作の速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００６９】
前記光検出装置は、前記発光部から出射する前記出射光の出射方向を掃引する駆動機構をさらに備えることが好ましい。
【００７０】
出射光の出射方向を掃引することにより、ベッド上の空間を走査することができる。
【００７１】
前記駆動機構は、一定の仰角で前記出射方向を掃引することが好ましい。
【００７２】
一定の仰角で出射方向を掃引することにより、被検体が上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される高さよりも低い位置に光検出装置を設置することができる。
【００７３】
前記駆動機構は、一の面内で前記出射方向を掃引することが好ましい。
【００７４】
一の面内で出射方向を掃引することにより、上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される高さを走査することができる。
【００７５】
前記発光部は、赤外線を発光する赤外発光ＬＥＤを光源とすることが好ましい。
【００７６】
赤外線の光源を赤外発光ＬＥＤとすることにより、不可視光を利用することができる。
【００７７】
前記光検出装置は、前記発光部に隣接して配置され、前記出射光の光軸と略同一の方向に可視光線を出射する可視光源をさらに備えることが好ましい。
【００７８】
出射光の光軸と略同一の方向に可視光線を出射することにより、不可視光である赤外線で走査する光路を目視により確認することができる。これにより、反射板を設置する位置の特定を簡易化することができる。また、反射板の設置面積を減少することができる。
【００７９】
前記光検出装置は、前記ベッドの振動を検知する振動センサをさらに備え、前記発光部は、前記振動センサが振動を検知したときに出射光を出射し、前記振動センサが振動を検知しないときは出射光を出射しないことが好ましい。
【００８０】
ベッドの振動を検知することにより、ベッド上の被検体の運動を検知することができる。被検体が運動したときのみ出射光を出射するので、発光部での使用電力を減少させることができる。
【００８１】
前記光検出装置は、前記振動センサの受けた振動で発電する振動発電機をさらに備え、前記発光部、前記受光部又は前記判定回路の少なくともいずれかが、前記振動発電機の発電した電力を動力源とすることが好ましい。
【００８２】
振動センサの受けた振動で発電した電力で、発光部、受光部又は判定回路の少なくともいずれかを動作させることにより、光検出装置の使用電力を減少させることができる。さらに、光検出装置が振動センサの受けた振動で発電した電力を動力源とすれば、光検出装置を無電源化することもできる。
【００８３】
前記光検出装置を前記ベッドの端部に固定するベッド固定具をさらに備えることが好ましい。
【００８４】
ベッド固定具を備えることにより、光検出装置は、ベッドの一端から他端へ向けて出射光を出射し、反射板で反射された反射光をベッドの前記一端で受光することができる。
【００８５】
前記反射板を壁面に固定する壁面固定具をさらに備えることが好ましい。
【００８６】
壁面固定具を備えることにより、反射板を壁面に固定し、出射光を壁面から反射させることができる。
【００８７】
また、本発明に係る離床前動作検出方法は、光を出射し、受光する光検出装置と、反射板と、を用いてベッド上での被検体の離床前動作を検出する離床前動作検出方法であって、前記光検出装置が前記ベッドの一端から出射光を出射し、前記反射板が前記ベッドの他端で前記出射光を反射し、前記光検出装置が前記一端で前記反射光を受光して前記出射光又は前記出射光の光路の遮断を検出する検出手順と、前記光検出装置が、所定時間の間前記光路の遮断を検出したときにアラーム信号を出力するアラーム出力手順と、を順に有する。
【００８８】
ベッドの一端から他端へ向けて出射光を出射し、反射板で反射された反射光をベッドの前記一端で受光する。出射光の光路を、ベッド上の被検体が上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される所定の高さに設定することで、光路の遮断からベッド上の被検体が上体を起こしたことを検出する。これにより、寝返りと離床前動作とを区別し、かつ、離床前動作の速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００８９】
前記検出手順において、前記光検出装置は、前記ベッド上で上体を倒している姿勢にある前記被検体の最高の高さから前記ベッド上で上体を起こしている姿勢にある前記被検体の最高の高さまでの間の前記ベッド上の空間を通過するように前記光検出装置から出射する前記出射光の光路を設定することが好ましい。
【００９０】
出射光の光路が、ベッド上の被検体が上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される所定の高さに設定されているので、光路の遮断からベッド上の被検体が上体を起こしたことを検出することができる。これにより、寝返りと離床前動作とを区別し、かつ、離床前動作の速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００９１】
前記検出手順において、前記光検出装置から出射する前記出射光の出射方向を掃引することが好ましい。
【００９２】
出射光の出射方向を掃引することにより、ベッド上の空間を走査することができる。
【発明の効果】
【００９３】
本発明によれば、上体を起こした被検体がベッドの手すりに近づいたか、又は、遠ざかったかを検出することができる。これにより、寝返りと離床前動作とを区別することができ、かつ、動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【００９４】
また、本発明によれば、上体を起こした被検体がベッドの手すりに接近したことを検出することができる。したがって、被検体の寝返り動作と離床前動作とを区別することができ、かつ、被検体の動作速度が変化しても離床前動作を検出することのできる離床前動作検出装置及び離床前動作検出方法の提供ができる。
【００９５】
また、本発明によれば、上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される高さで光路の遮断を検出することで、寝返りと離床前動作とを区別し、かつ、離床前動作の速度が変化しても離床前動作を検出する離床前動作検出システム及び離床前動作検出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９６】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
【００９７】
（実施形態１）
本実施形態に係る離床前動作検出装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る離床前動作検出装置の一例を示す模式図である。図１は、固定部１５で送受信部８１をベッド１０１の手すり１０２ａに固定した離床前動作検出装置９１が、ベッド１０１の上に上体を起こした姿勢の被検体を、対象物１１０として検出している様子を示す。図２は、離床前動作検出装置９１の一例を示す回路図である。離床前動作検出装置９１は、面内で角度広がりのある検出ビーム１を送信する送信部１１と、検出ビーム１が対象物１１０で反射された反射ビーム２を受信する受信部１２と、送信部１１が検出ビーム１を送信してから、受信部１２が反射ビーム２を受信するまでの往復時間を計測する時間計測部１３と、時間計測部１３の計測した往復時間５が、時間計測部１３の前回以前に計測した往復時間５と異なることを離床前動作と判定する時間比較部１４と、送信部１１及び受信部１２をベッドの端部に設置される手すり１０２ａに固定する固定部１５と、を備える。
【００９８】
さらに、離床前動作検出装置９１は、時間計測部１３が離床前動作と判定したとき、アラーム信号６を出力するアラーム出力部１６と、時間計測部１３の計測した往復時間５から対象物１１０の数を算出する対象数算出部１７と、対象数算出部１７の算出した対象物１１０の数が、対象数算出部１７の前回算出した対象物１１０の数よりも多いことを起床動作と判定する対象数比較部１８と、ベッドの振動を検出する振動センサ１９と、振動センサ１９の受けた振動で発電する振動発電機２０とを含む。
【００９９】
なお、図１の送受信部８１は、送信部１１及び受信部１２を含み、時間計測部１３、時間比較部１４、アラーム出力部１６、対象数算出部１７及び対象数比較部１８のいずれを含んでいてもよい。時間計測部１３、時間比較部１４、アラーム出力部１６、対象数算出部１７及び対象数比較部１８の配置は限定しない。
【０１００】
図２に示す送信部１１は、面内で角度広がりのある検出ビーム１を送信するものである。例えば、送信部１１は、パルス信号を検出ビーム１として所定の周期で送信するものである。送信部１１の送信する周期は、例えば、往復時間５よりも長い時間であることが好ましい。図３は、送信部の送信する検出ビームの一例を示す模式図である。検出ビーム１は、図１に示す送信部１１を含む面内に広がる放射状のビームであり、前記面内の送信部１１を中心とした広がり角度Ａで送信される。広がり角度Ａは、限定するものではない。例えば、１８０°とすることができる。又、ベッド１０１の四隅の対象物が検出できる角度としてもよい。又、検出ビーム１は、２以上に分割されていていてもよい。すなわち、広がり角度Ａのなかで、検出ビームを送信せず、対象物を検出しない角度領域があってもよい。対象物を検出しない角度領域を設けることで、被検体の離床前動作と紛らわしい対象物がある場合に、誤判定を避けることができる。
【０１０１】
送信部１１は、例えば、可視光線、赤外線、紫外線若しくは電波等の電磁波又は超音波等の音波を送信するものであり、レーダー装置と同様の構成を用いることができる。送信部１１は、検出ビーム１として電波を送信することが好ましい。この場合、送信部１１としては、タイミング信号発生回路と、タイミング信号発生回路から供給されるタイミング信号に従って、周波数が所定周期で所定範囲にわたって鋸歯状に変化する周波数変調（ＦＭ）信号を発生するＦＭ信号発生器と、ＦＭ信号発生器の発生したＦＭ信号を検出ビーム１として外部へ送信する送信アンテナとを有するものが例示できる。送信アンテナは、例えば、信号を反射する反射鏡を有するリフレクタアンテナ、又は、球形の誘電体であるルーネベルクレンズ等を有する機械的ビーム走査アンテナが、検出ビーム１を面内で角度広がりのあるビームに成形するものが好ましい。検出ビーム１として電波を用いることにより、送信部及び受信部を簡易な構成することができる。
【０１０２】
又、送信部１１は、検出ビーム１として赤外線若しくは紫外線の不可視光線又は可視光線を送信することが好ましい。この場合、送信部１１としては、タイミング信号発生回路と、タイミング信号発生回路から供給されるタイミング信号に従って、所定周波数の光を発生するパルス光発生器と、パルス光を検出ビーム１として外部へ送信する出射口とを有するものが例示できる。出射口は、例えば、レンズ又はフィルタ等の光学部品が、検出ビーム１を面内で角度広がりのあるビームに成形するものが好ましい。検出ビーム１として光を用いることにより、電波が使用できない室内に送信することができる。さらに、検出ビーム１が赤外線若しくは紫外線の不可視光線であれば、不可視のため、視覚への影響がない。又、検出ビーム１が可視光線又は赤外線であれば、人体及び精密機械に与える悪影響を少なくすることができる。又、検出ビーム１が可視光線であれば、検出ビーム１を目視で確認することができる。
【０１０３】
又、送信部１１は、検出ビーム１として超音波を送信することが好ましい。この場合、送信部１１としては、タイミング信号発生回路と、タイミング信号発生回路から供給されるタイミング信号に従って、所定周波数の超音波信号を発生する超音波発生器と、超音波信号を検出ビーム１として外部へ送信する超音波送波器とを有するものが例示できる。超音波発生器は、電気信号を振動に変換するものであり、例えば圧電素子がある。超音波送波器は、例えば、検出ビーム１の指向特性を設定する音響ホーン、検出ビーム１を反射する反射板が、検出ビーム１を面内で角度広がりのあるビームに成形するものが好ましい。このように、対象物を超音波で検出することにより、人体及び精密機械に与える影響を少なくすることができる。
【０１０４】
なお、送信部１１は、ベッド上の対象物１１０を検出できる程度の弱い検出ビーム１を送信することが好ましい。検出ビーム１の強度を必要最小限とすることで、電磁波による精密機械の誤動作を最小限にすることができる。
【０１０５】
図２に示す受信部１２は、検出ビーム１が対象物１１０で反射された反射ビーム２を受信するものである。受信部１２が指向性のあるものが好ましく、指向性があることによって、検出ビーム１を送信する面外からの擬似的な反射ビームを排除することができる。
【０１０６】
図２に示す時間計測部１３は、送信部１１が検出ビーム１を送信してから、受信部１２が反射ビーム２を受信するまでの往復時間５を計測するものである。時間計測部１３は、例えば、送信トリガー信号が入力されてから、受信トリガー信号が入力されるまでの時間に比例した電圧を出力するものである。この場合、送信部１１が検出ビームを送信すると同時に送信トリガー信号を出力し、反射ビームを受信した受信部１２の出力する信号を受信トリガー信号とすることができる。さらに、往復時間５を光速又は音速に積算し、２倍で除算することにより、送信部１１と対象物１１０までの距離を算出することもできる。
【０１０７】
ここで、送信部１１、受信部１２及び時間計測部１３の具体例について図４を用いて説明する。図４は、送信部１１、受信部１２及び時間計測部１３の一例を示す回路図である。図４に示す送信部１１は、検出ビームとして電波を送信するものである。送信部１１は、検出ビームで送信する検出信号を発生する発振器２１と、同期信号発生器２６の発生した変調周波数で検出信号を変調する変調器２２と、変調した検出信号を検出ビームとして外部へ送信する送信アンテナ２３と、を含む。受信部１２は、対象物で反射された検出信号を反射ビームとして受信する受信アンテナ２４と、受信アンテナ２４の受信した検出信号を同期信号発生器２６の発生した変調周波数で復調する復調器２５と、を含む。復調器２５の復調した検出信号は、受信トリガー信号４として時間計測部１３へ出力される。一方、発振器２１は、生成した検出信号を変調器２２へ出力すると同時に、送信トリガー信号３として時間計測部１３へ出力する。時間計測部１３は、送信トリガー信号３が入力されてから受信トリガー信号４が入力されるまでの時間を往復時間５として計測する。時間計測部１３は、計測した往復時間５を図２に示す時間比較部１４へ出力する。
【０１０８】
図２に示す時間比較部１４は、時間計測部１３の計測した往復時間５が、前回以前に計測した往復時間と異なることを判定するものである。時間計測部１３から出力された信号の信号強度が往復時間５に比例する等の往復時間５に応じたものであれば、信号強度を比較するものである。又、往復時間５が、時間計測部１３からデジタル情報として出力される場合であれば、演算により比較するものである。被検体が上体を起こし、図１に示す手すり１０２ａ又は手すり１０２ｂに接近するとき、往復時間５が短くなるか又は長くなる。ベッドの手すり１０２ａから対象物１１０までの検出ビーム１の往復時間５を検出ビーム１ごとに比較することで、上体を起こした被検体が、手すり１０２ａ又は手すり１０２ｂのいずれかへ接近した離床前動作を検出することができる。
【０１０９】
時間比較部１４は、例えば、送信部１１が最後に送信した検出ビーム１を用いて計測した往復時間５と、送信部１１が前回送信した検出ビーム１を用いて計測した往復時間５と、が異なることを判定する。ここで、前回とは最後の前回に相当する。又、前回計測した往復時間５ではなく、過去に計測したいずれかの往復時間５でもよい。又、前回計測した往復時間５のみではなく、過去に計測した複数の往復時間５を用いた統計値でもよい。例えば、平均値、最大値、最小値、偏差により重み付けした値である。前回以前に計測した往復時間を統計値とすれば、例えば、被検体が上体を倒した姿勢で一時的に腕を上げた場合などの瞬時の動作を離床前動作から除外することができる。
【０１１０】
図５は、時間計測部の計測した往復時間の一例であり、（ａ）は前回以前に送信した１の検出ビームでの計測結果、（ｂ）は最新の計測結果を示す。（ａ）では往復時間Ｌ２及び往復時間Ｌ３が計測され、（ｂ）では往復時間Ｌ１、往復時間Ｌ３及び往復時間Ｌ４が計測されている。このとき、最短の往復時間は、往復時間Ｌ２から往復時間Ｌ１となっており、（ａ）で往復時間Ｌ２又は往復時間Ｌ３の距離にあったいずれかの対象物が往復時間Ｌ１の距離に近づいたか、或いは、往復時間Ｌ１の距離に新たな対象物が出現したと推定できる。よって、時間比較部は、１の検出ビームで計測した往復時間のうち、最短の往復時間で判定することにより、往復時間が複数計測された場合であっても、対象物が手すりに接近したことを検出することができる。一方、最長の往復時間は、往復時間Ｌ３から往復時間Ｌ４となっており、（ａ）で往復時間Ｌ２又は往復時間Ｌ３の距離にあったいずれかの対象物が往復時間Ｌ４の距離へ遠ざかったか、或いは、往復時間Ｌ４の距離に新たな対象物が出現したと推定できる。よって、時間比較部は、１の検出ビームで計測した往復時間のうち、最長の往復時間で判定することにより、往復時間が複数計測された場合であっても、対象物が手すりに接近したことを検出することができる。
【０１１１】
図１に示す固定部１５は、送信部１１及び受信部１２をベッドの端部に設置される手すり１０２ａに固定するものである。固定部１５は、ベッドの手すりに固定するものであり、固定部の配置される位置及び形状は限定しない。例えば、手すりの端部に掛ける形状のものである。例えば、Ｕ字形、Ｊ字形、Ｌ字形である。又、手すりを挟持するものでもよい。
【０１１２】
図２に示すアラーム出力部１６は、時間計測部１３が離床前動作と判定したとき、アラーム信号６を出力するものである。アラーム信号は、アナログ信号又はデジタル信号である。アラーム信号はナースコール用の信号であってもよい。アラーム信号を出力することにより、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったことを関係者へ通知することができる。
【０１１３】
図２に示す対象数算出部１７は、時間計測部１３の計測した往復時間５から対象物の数を算出するものである。例えば、図５（ａ）に示した往復時間Ｌ２及び往復時間Ｌ３の２つの対象物が、図５（ｂ）に示した往復時間Ｌ２、往復時間Ｌ３及び往復時間Ｌ４の４つに増加したことを算出するものである。対象物の数は、例えば、所定時間の間に時間計測部１３が信号を出力した回数を用いて算出することができる。所定時間は、例えば、送信部１１が検出ビーム１を送信する時間間隔である。また、時間計測部１３の計測した往復時間ごとに分離できるものであれば、ピーク数を算出してもよい。
【０１１４】
図２に示す対象数比較部１８は、対象数算出部１７の算出した対象物１１０の数が、前回以前に算出した対象物１１０の数よりも多いことを起床動作と判定するものである。例えば、図５（ａ）で計測された２つの対象物が、図５（ｂ）で３つに増加したことを判定するものである。対象数算出部１７から出力された信号の信号強度が対象物の数に比例する等の対象物の数に応じたものであれば、信号強度を比較するものである。又、対象物の数が、対象数算出部１７からデジタル情報として出力される場合であれば、演算により比較するものである。被検体が上体を起こしたとき、対象物の数は増加する。対象数比較部１８が起床動作を判定することにより、上体を倒していた被検体が上体を起こした起床動作を検出することができる。なお、前回とは、対象数算出部１７の算出した対象物の数が、送信部１１が前回送信した検出ビーム１を用いて算出されたものである。
【０１１５】
対象数比較部１８は、例えば、送信部１１が最近送信した検出ビーム１を用いて算出した対象物１１０の数が、送信部１１が前回送信した検出ビーム１を用いて算出した対象物１１０の数よりも多いことを判定する。前回算出した対象物１１０の数で判定すれば、対象物１１０の移動を直前の状態と比較することができる。又、前回算出した対象物１１０の数ではなく、過去に算出したいずれかの対象物１１０の数でもよい。又、前回計測した往復時間５ではなく、過去に計測した複数の対象物１１０の数を用いた統計値でもよい。例えば、平均値、最大値、最小値、偏差により重み付けした値である。統計値で判定すれば、例えば、被検体が上体を倒した姿勢で一時的に腕を上げた場合などの瞬時の動作を起床動作から除外することができる。
【０１１６】
図２に示す振動センサ１９は、ベッド１０１の振動を検出するものである。振動センサ１９は、例えば、圧電型、電動式、歪ゲージ式、若しくは半導体式の加速度センサ、又は、電磁式、静電容量式、歪ゲージ式、光学式若しくは差動トランス式の変位センサである。振動センサ１９は、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換して、電力を発生させるものでもよい。振動センサで振動を検出することにより、被検体がベッド上で運動したことを検出することができるので、被検体が離床前動作をする可能性の高いときに対象物１１０を検出することができる。これにより、離床前動作検出装置の消費電力を節減することができる。
【０１１７】
図２に示す振動発電機２０は、振動センサ１９の受けた振動で発電するものである。例えば、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、圧電方式、静電誘導方式、電磁誘導方式がある。圧電方式であれば、例えば、バイモルフ、モノモルフ、ユニモルフ、積層型、ムーニー型、マルチムーニー型、シンバル型などのセラミック単体の変位を利用するものがある。振動発電機２０の発電した電力は、例えば、離床前動作検出装置９１の動力源として使用する。送信部１１及び受信部１２を含む図２に示す各構成のいずれかの動力源としてもよい。このように、振動センサ１９及び振動発電機２０を備えることにより、離床前動作検出装置に備える電源の容量を減らすことができる。これにより、離床前動作検出装置を小型にしかつ軽量にすることができる。
【０１１８】
離床前動作検出装置９１を用いた離床前動作検出方法の一例について図１、図２及び図６を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る離床前動作検出方法の一例を示す流れ図である。本実施形態に係る離床前動作検出方法は、送信部１１が、面内で角度広がりのある検出ビーム１をベッド１０１の一端である手すり１０２ａから送信し、受信部１２が、検出ビーム１がベッド１０１上の対象物１１０で反射された反射ビーム２を前記一端である手すり１０２ａで検出し、時間計測部１３が、送信部１１による検出ビームの送信から受信部１２による反射ビーム２の検出までの往復時間５を計測する時間計測手順（Ｓ５０１）と、時間比較部１４が、時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した往復時間５が前回以前の時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した往復時間５と異なることを離床前動作と判定する時間比較手順（Ｓ５０２）と、を有する。
【０１１９】
又、本実施形態に係る離床前動作検出方法は、時間比較手順（Ｓ５０２）において、時間比較部１４が、離床前動作と判定したとき、アラーム出力部１６がアラーム信号６を出力するアラーム出力手順（Ｓ５０３）を時間比較手順（Ｓ５０２）の後に含む。
【０１２０】
又、本実施形態に係る離床前動作検出方法は、対象数算出部１７が、時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した往復時間５から対象物１１０の数を算出する対象数算出手順（Ｓ５０４）と、対象数比較部１４が、対象数算出手順（Ｓ５０４）で算出した対象物１１０の数が、前回以前の対象数算出手順（Ｓ５０４）で算出した対象物１１０の数よりも多いことを起床動作と判定する対象数比較手順（Ｓ５０５）と、を時間計測手順（Ｓ５０１）の後に含む。
【０１２１】
時間計測手順（Ｓ５０１）において、送信部１１が、面内で角度広がりのある検出ビーム１をベッド１０１の一端である手すり１０２ａから送信し、受信部１２が、検出ビーム１がベッド１０１上の対象物１１０で反射された反射ビーム２を前記一端である手すり１０２ａで検出し、時間計測部１３が、送信部１１による検出ビームの送信から受信部１２による反射ビーム２の検出までの往復時間５を計測する。検出ビーム１を送信する面は、例えば、被検体が上体を倒した姿勢では検出されないが、上体を起こした姿勢では検出される高さとなる略水平な面であり、図１では被検体が対象物１１０として含まれている。検出ビーム１を送信する面は、水平面であることが好ましい。被検体が上体を倒した姿勢では検出されないが、上体を起こした姿勢では検出される高さに検出ビーム１を送信することにより、上体を起こしたベッド上の被検体を検出することができる。又、検出ビーム１を送信する周期は、例えば、検出ビーム１がベッド１０１の端部で反射されて反射ビーム２として受信される往復時間５よりも長い時間であることが好ましい。これにより、時間計測部１３は、検出ビーム１を１回送信するごとに往復時間５を計測し、検出ビーム１の送信した時間を特定できる。又、複数の往復時間５が計測される場合、時間計測部１３は、反射ビーム２を受信する度に計測する。
【０１２２】
時間比較手順（Ｓ５０２）において、時間比較部１４が、時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した往復時間５が前回以前の時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した往復時間５と異なることを離床前動作と判定する。複数の往復時間５が計測された場合は、例えば、複数の往復時間５のうちのいずれかを比較する。例えば、最短のもの、最長のものである。又、往復時間５を時間ごとに比較し、時間ごとに異なるか否かを判定してもよい。さらに、最短のものから最長のものまでの時間幅を比較してもよい。
【０１２３】
又、前回以前の時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した往復時間５は、前回以前の時間計測手順（Ｓ５０１）で送信した検出ビーム１を用いて計測した往復時間５である。例えば、前回の時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した往復時間５と比較すれば、対象物１１０の移動を検出することができる。又、前回以前の時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した複数の往復時間５と比較してもよい。複数の往復時間５と比較することで、被検体が上体を倒した姿勢で腕を上げることで対象物１１０として検出された場合に、離床前動作と判定するのを防ぐことができる。
【０１２４】
対象数算出手順（Ｓ５０４）において、対象数算出部１７は、時間計測手順（Ｓ５０１）で計測した往復時間５から対象物の数を算出する。例えば、図５（ａ）に示した往復時間Ｌ２及び往復時間Ｌ３の２つの対象物が、図５（ｂ）に示した往復時間Ｌ２、往復時間Ｌ３及び往復時間Ｌ４の４つに増加したことを算出するものである。例えば、往復時間５の出力信号が、一定時間内で閾値以上となった回数を計数する。一定時間は、例えば検出ビーム１が送信される周期である。閾値は、例えば出力されたかどうかを識別するものである。
【０１２５】
なお、時間計測手順（Ｓ５０１）において、往復時間５は反射ビーム２を受信する度に計測されるので、受信部１２の出力信号を前述の往復時間５の出力信号と同様にして計数することもできる。
【０１２６】
対象数比較手順（Ｓ５０５）において、対象数比較部１８は、対象数算出手順（Ｓ５０４）で算出した前記対象物１１０の数が、前回以前の対象数算出手順（Ｓ５０４）で算出した対象物１１０の数よりも多いことを判定する。例えば、対象数比較部１８は、対象数算出部１７の算出結果の増加を起床動作と判定する。対象数比較部１８は、対象数算出部１７が対象物１１０の数を算出するたびに、対象数算出部１７の算出結果を判定する。比較する対象は、最後の対象数算出手順（Ｓ５０４）で算出した対象物１１０の数と、前回以前の対象数算出手順（Ｓ５０４）で算出した対象物１１０の数である。前回以前とは、例えば、前回を含む対象数算出手順（Ｓ５０４）であり、前回を含む複数回の対象数算出手順（Ｓ５０４）としてもよい。例えば、最後の対象数算出手順（Ｓ５０４）で算出した対象物１１０の数と、前回の対象数算出手順（Ｓ５０４）で対象数算出部１７が算出した対象物１１０の数で判定すれば、対象物１１０の移動を直前の状態と比較することができる。又、複数回の対象数算出手順（Ｓ５０４）で算出した対象物１１０の数で判定すれば、被検体が上体を倒した姿勢で腕を上げることで対象物として検出された場合に、起床動作と判定するのを防ぐことができる。
【０１２７】
対象数比較手順（Ｓ５０５）において前記起床動作を判定することにより、検出ビームを反射する対象物１１０の数を算出し、対象物１１０が増加したことを判定することができる。これにより、ベッド上の所定の高さにある対象物１１０の数を検出し、上体を倒していた被検体が上体を起こした起床動作を検出することができる。
【０１２８】
さらに、対象数比較手順（Ｓ５０５）において、対象数比較部１８が起床動作と判定したときは、アラーム出力手順（Ｓ５０３）へ移行する。
【０１２９】
アラーム出力手順（Ｓ５０３）において、最後に計測した往復時間５が、前回以前に計測した往復時間５と異なるとき、アラーム出力部１６がアラーム信号６を出力する。ナースコールとしてアラーム信号を出力してもよい。時間計測部１３が離床前動作と判定したときにアラームを出力することにより、ベッド１０１上の被検体が離床前動作を行なったことを関係者へ通知することができる。
【０１３０】
さらに、対象数比較手順（Ｓ５０５）において、対象数比較部１８が起床動作と判定したとき、アラーム出力部１６はアラーム信号６を出力する。対象数比較部１８が起床動作と判定したときにアラーム信号６を出力することにより、ベッド１０１上の被検体が起床動作を行なったことを関係者へ通知することができる。
【０１３１】
以上説明したように、離床前動作検出装置９１及び離床前動作検出装置９１を用いた離床前動作検出方法は、上体を倒した姿勢では検出されないが、上体を起こした姿勢では検出される高さにある面内に検出ビームを送信し、ベッドの手すりから対象物までの検出ビームの往復時間を検出ビームごとに比較する。これにより、上体を起こした被検体がベッドの手すりに近づいたか、遠ざかったかを検出する。上体を起こした高さで検出された対象物から判定するので寝返りと区別できる。又、往復時間の異同で判定するので動作速度に関係なく離床前動作を検出することができる。したがって、寝返りと離床前動作とを区別することができ、かつ、動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【０１３２】
（実施形態２）
本実施形態に係る離床前動作検出装置の構成について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る離床前動作検出装置の一例を示す模式図である。図７は、固定部１５で送受信部８２をベッド１０１の手すり１０２ａに固定した離床前動作検出装置９２が、ベッド１０１の上に上体を起こした姿勢の被検体を、対象物１１０として検出している様子を示す。図８は、離床前動作検出装置９２の一例を示す回路図である。離床前動作検出装置９２は、ビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビーム１を送信する送信部１１と、検出ビーム１が対象物で反射された反射ビーム２を受信する受信部１２と、送信部１１が検出ビーム１を送信してから、受信部１２が反射ビーム２を受信するまでのビームの往復時間を計測する時間計測部１３と、時間計測部１３の計測した往復時間５が、前回以前の掃引で計測した往復時間５と異なることを離床前動作と判定する時間比較部１４と、少なくとも送信部１１及び受信部１２をベッド１０１の端部に設置される手すり１０２ａに固定する固定部１５と、を備える。
【０１３３】
さらに、離床前動作検出装置９２は、時間計測部１３が離床前動作と判定したとき、アラーム信号６を出力するアラーム出力部１６と、ベッドの振動を検出する振動センサ１９と、振動センサ１９の受けた振動で発電し、前記送信部、前記受信部の少なくともいずれかに電力を供給する振動発電機２０とを含む。
【０１３４】
なお、図７の送受信部８２は、送信部１１及び受信部１２を含み、時間計測部１３、時間比較部１４及びアラーム出力部１６のいずれを含んでいてもよい。時間計測部１３、時間比較部１４及びアラーム出力部１６の配置は限定しない。
【０１３５】
図８に示す送信部１１は、ビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビーム１を送信するものである。例えば、送信部１１は、パルス信号を検出ビーム１として所定の周期で送信するものである。送信部１１の送信する周期は、例えば、往復時間５よりも長い時間であることが好ましい。図９は、送信部の送信する検出ビームの一例を示す模式図である。検出ビーム１は送信部１１を含む面内１０５に送信される指向性のあるビームであり、掃引角Ｄで送信される。掃引角Ｄの範囲は、限定するものではない。例えば、１８０°とすることができる。又、ベッド１０１の四隅の対象物が検出できる角度としてもよい。又、検出ビーム１は、２以上に分割されていていてもよい。すなわち、掃引角Ｄのなかで、検出ビームを送信しない角度領域があってもよい。対象物を検出しない角度領域を設けることで、被検体の離床前動作と紛らわしい対象物がある場合に、誤判定を避けることができる。又、送信部１１の掃引する面内は、例えば、被検体が上体を倒した姿勢では検出されないが、上体を起こした姿勢では検出される高さとなる略水平な面である。図７では被検体が対象物１１０として含まれている。送信部１１の掃引する面は、水平面であることが好ましい。送信部１１の掃引する面が水平面であれば、検出ビーム１が水平面に送信されるので、時間計測部１３は、一定の高さの面内にある対象物１１０についての往復時間を計測できる。これにより、時間比較部１４は、上体を倒した姿勢では検出されないが上体を起こした姿勢では検出される高さの水平面で反射された検出ビームを用いて離床前動作を判定することができるので、離床前動作を判定する精度を向上することができる。
【０１３６】
図１０は、送信部の一例を示す模式図である。図１０に示す送信部は、検出ビームを前記面内の１方向へ送信する送信端２８を掃引するビームの指向方向ごとに有し、送信端２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅのそれぞれが順に前記検出ビームを送信するものである。図１０では、送信端２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅは、湾曲した支持体２９上に固定されており、各送信端は異なる指向方向へ向いている。送信端２８は、図７及び図９に示す検出ビーム１を指向性のあるビームに成形して外部に出射するものであり、例えば、光源からの光を送信端へ導く導波路と指向性のあるビームに成形するレンズとを有するものである。また、送信端に光源が備わっているものでもよい。送信端は指向性のある検出ビームを特定の掃引角に送信するものであり、送信端２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅが順に検出ビーム１を送信して図９に示した面内１０５を掃引する。複数の送信端が順に検出ビームを送信してビームの指向方向を面内で掃引するので、検出ビームを掃引するための可動部を省くことができる。これにより、送信部の構成を簡単にすることができる。図１０では、送信端２８が５個である例を示したが、これに限定されない。例えば、４個以内でもよいし、６個以上でもよい。送信端を多く設けることによって、掃引する指向方向を密にすることができる。
【０１３７】
また、送信部は、検出ビームを面内の１方向へ送信する送信端と、当該送信端の送信する前記１方向を前記面内で可変する駆動機構と、を有するものでもよい。面内とは、検出ビームが掃引する面内である。前述の図９で説明した面内１０５とすることができる。送信端は、前述の図１０に示した送信端２８と同様のものを用いることができる。駆動機構は、送信端の出射方向を可変するものである。例えば、前記面内と垂直な方向を回転軸として、送信端を回転させる回転機構がある。また、図１０に示した送信端２８ａにあった送信端を、送信端２８ｂ、送信端２８ｃ、送信端２８ｄ、送信端２８ｅの位置へ支持体２９上を順次移動させる移動機構でもよい。ビームの指向方向を駆動機構が順次可変するので、前記面内を１の送信端で掃引することができる。
【０１３８】
図８に示す送信部１１は、例えば、可視光線、赤外線、紫外線若しくは電波等の電磁波又は超音波等の音波を送信するものであり、レーダー装置と同様の構成を用いることができる。送信部１１は、検出ビーム１として電波を送信することが好ましい。この場合、送信部１１としては、タイミング信号発生回路と、タイミング信号発生回路から供給されるタイミング信号に従って、周波数が所定周期で所定範囲にわたって鋸歯状に変化する周波数変調（ＦＭ）信号を発生するＦＭ信号発生器と、ＦＭ信号発生器の発生したＦＭ信号を検出ビーム１として外部へ送信する送信アンテナとを有するものが例示できる。送信アンテナは、例えば、信号を反射する反射鏡を有するリフレクタアンテナ、又は、球形の誘電体であるルーネベルクレンズ等を有する機械的ビーム走査アンテナが、検出ビーム１を指向性のあるビームに成形するものが好ましい。検出ビーム１として電波を用いるので、送信部及び受信部を簡易な構成することができる。
【０１３９】
又、送信部１１は、検出ビーム１として赤外線若しくは紫外線の不可視光線又は可視光線を送信することが好ましい。この場合、送信部１１としては、タイミング信号発生回路と、タイミング信号発生回路から供給されるタイミング信号に従って、所定周波数の光を発生するパルス光発生器と、パルス光を検出ビーム１として外部へ送信する出射口とを有するものが例示できる。出射口は、例えば、レンズ又はフィルタ等の光学部品が、検出ビーム１を指向性のあるビームに成形するものが好ましい。検出ビーム１として光を用いるので、電波が使用できない室内に送信することができる。さらに、検出ビーム１が赤外線若しくは紫外線の不可視光線であれば、不可視のため、視覚への影響がない。又、検出ビーム１が可視光線又は赤外線であれば、人体及び精密機械に与える悪影響を少なくすることができる。又、検出ビーム１が可視光線であれば、検出ビーム１を目視で確認することができる。
【０１４０】
又、送信部１１は、検出ビーム１として超音波を送信することが好ましい。この場合、送信部１１としては、タイミング信号発生回路と、タイミング信号発生回路から供給されるタイミング信号に従って、所定周波数の超音波信号を発生する超音波発生器と、超音波信号を検出ビーム１として外部へ送信する超音波送波器とを有するものが例示できる。超音波発生器は、電気信号を振動に変換するものであり、例えば圧電素子がある。超音波送波器は、例えば、検出ビーム１の指向特性を設定する音響ホーン、検出ビーム１を反射する反射板が、検出ビーム１を指向性のあるビームに成形するものが好ましい。このように、対象物を超音波で検出するので、人体及び精密機械に与える影響を少なくすることができる。
【０１４１】
なお、送信部１１は、ベッド上の対象物１１０を検出できる程度の弱い検出ビーム１を送信することが好ましい。検出ビーム１の強度を必要最小限とすることで、電磁波による精密機械の誤動作を最小限にすることができる。また、ベッドから離れた位置にある検出ビーム１の反射物を、検出する対象物から排除することができる。
【０１４２】
図８に示す受信部１２は、検出ビーム１が対象物１１０で反射された反射ビーム２を受信するものである。受信部１２は指向性のあるものが好ましい。これにより受信部１２は、送信部１１の掃引する面外から入射する擬似的なビームを、反射ビーム２から排除することができる。
【０１４３】
図８に示す時間計測部１３は、送信部１１が検出ビーム１を送信してから、受信部１２が反射ビーム２を受信するまでのビームの往復時間を計測するものである。時間計測部１３は、例えば、送信トリガー信号が入力されてから、受信トリガー信号が入力されるまでの時間に比例した電圧を出力するものである。この場合、送信部１１が検出ビームを送信すると同時に送信トリガー信号を出力し、反射ビームを受信した受信部１２の出力する信号を受信トリガー信号とすることができる。さらに、往復時間５を光速又は音速に積算し、２倍で除算するので、送信部１１と対象物１１０までの距離を算出することもできる。
【０１４４】
ここで、送信部１１、受信部１２及び時間計測部１３の具体例について図１１を用いて説明する。図１１は、送信部１１、受信部１２及び時間計測部１３の一例を示す回路図である。図１１に示す送信部１１は、検出ビームとして電波を送信するものである。送信部１１は、検出ビームで送信する検出信号を発生する発振器２１と、同期信号発生器２６の発生した変調周波数で検出信号を変調する変調器２２と、変調した検出信号を検出ビームとして外部へ送信する送信アンテナ２３と、を含む。受信部１２は、対象物で反射された検出信号を反射ビームとして受信する受信アンテナ２４と、受信アンテナ２４の受信した検出信号を同期信号発生器２６の発生した変調周波数で復調する復調器２５と、を含む。復調器２５の復調した検出信号は、受信トリガー信号４として時間計測部１３へ出力される。一方、発振器２１は、生成した検出信号を変調器２２へ出力すると同時に、送信トリガー信号３として時間計測部１３へ出力する。時間計測部１３は、送信トリガー信号３が入力されてから受信トリガー信号４が入力されるまでの時間を往復時間５として計測する。時間計測部１３は、計測した往復時間５を図８に示す時間比較部１４へ出力する。
【０１４５】
図８に示す時間比較部１４は、時間計測部１３の計測した往復時間５が、前回以前の掃引で計測したビームの往復時間と異なることを判定するものである。時間計測部１３から出力された信号の信号強度が往復時間５に比例する等の往復時間５に応じたものであれば、信号強度を比較するものである。又、往復時間５が、時間計測部１３からデジタル情報として出力される場合であれば、演算処理を用いて比較するものである。被検体が上体を起こし、手すり１０２ａ又は手すり１０２ｂに接近するとき、往復時間５が短くなるか又は長くなる。ベッドの手すり１０２ａから対象物１１０までの検出ビーム１の往復時間５を検出ビーム１ごとに比較することで、上体を起こした被検体が、手すり１０２ａ又は手すり１０２ｂのいずれかへ接近した離床前動作を検出することができる。  
【０１４６】
時間比較部１４は、例えば、送信部１１が最後に送信した検出ビーム１を用いて計測した往復時間５と、送信部１１が前回掃引した検出ビーム１を用いて計測した往復時間５と、が異なることを判定する。ここで、前回とは最後の掃引の前回に行った掃引である。又、前回の掃引で計測した往復時間５ではなく、過去に計測したいずれかの往復時間５でもよい。又、前回の掃引で計測した往復時間５のみではなく、過去に計測した複数の往復時間５を用いた統計値でもよい。例えば、平均値、最大値、最小値、偏差又は重み付けした値である。前回以前の掃引で計測したビームの往復時間を統計値とすれば、例えば、被検体が上体を倒した姿勢で一時的に腕を上げた場合などの瞬時の動作を離床前動作から除外することができる。
【０１４７】
図１２は、時間計測部の計測したビームの往復時間の一例であり、（ａ）は前回以前の掃引で送信した１回の掃引での計測結果、（ｂ）は最新の計測結果を示す。（ａ）では往復時間Ｌ２及び往復時間Ｌ３が計測され、（ｂ）では往復時間Ｌ１、往復時間Ｌ３及び往復時間Ｌ４が計測されている。このとき、最短の往復時間は、往復時間Ｌ２から往復時間Ｌ１となっており、（ａ）で往復時間Ｌ２又は往復時間Ｌ３の距離にあったいずれかの対象物が往復時間Ｌ１の距離に近づいたか、或いは、往復時間Ｌ１の距離に新たな対象物が出現したと推定できる。よって、時間比較部は、１回の掃引で計測した往復時間のうち、最短の往復時間で判定すれば、往復時間が複数計測された場合であっても、対象物が手すりに接近したことを検出することができる。一方、最長の往復時間は、往復時間Ｌ３から往復時間Ｌ４となっており、（ａ）で往復時間Ｌ２又は往復時間Ｌ３の距離にあったいずれかの対象物が往復時間Ｌ４の距離へ遠ざかったか、或いは、往復時間Ｌ４の距離に新たな対象物が出現したと推定できる。よって、時間比較部は、１回の掃引で計測した往復時間のうち、最長の往復時間で判定すれば、往復時間が複数計測された場合であっても、対象物の掃引が手すりに接近したことを検出することができる。なお、最長の往復時間とは、前記送信部から一定の範囲内で検出ビームが反射されたときの往復時間である。一定の範囲内とは、例えば、送信部から一定の距離内である。一定の距離内は、ベッドの範囲内が好ましい。この場合、ビームの指向方向によってはベッドの範囲外となってもよい。一定の範囲内がベッドの範囲内であれば、ベッド上にない物で反射された反射ビームが被検体として検出されないので、離床前動作の誤判定を防ぐことができる。
【０１４８】
図１３は、時間計測部の計測した掃引角ごとの往復時間の一例であり、（ａ）は前回以前の掃引で送信した１回の掃引での計測結果、（ｂ）は最新の計測結果を示す。横軸が掃引角であり、縦軸が往復時間を示す。（ａ）では掃引角Ｄ２で往復時間Ｌ３、掃引角Ｄ３で往復時間Ｌ２が計測されている。また、（ｂ）では掃引角Ｄ２で往復時間Ｌ２、掃引角Ｄ３で往復時間Ｌ２が計測されている。時間比較部は、１回の掃引で計測した往復時間のうち、ビームの指向方向ごとの往復時間で判定することが好ましく、ビームの指向方向ごとの往復時間で判定すれば、図１３に示すように、例えば掃引角Ｄ２で往復時間がＬ３からＬ２に変化したことを判定できる。ビームの指向方向ごとの往復時間で判定すると、指向方向内での往復時間が判定できるので、その位置から手すりに近寄ったことを判定できる。また、ビームの指向方向内ごとでの変化、例えば、指向方向Ａ２から指向方向Ａ３に移動したときに、対象物の移動を判定することができる。これにより、ベッド上の被検体が、ベッドにある４つのいずれかの端部に接近したことを検出することができる。
【０１４９】
図７に示す固定部１５は、送信部１１及び受信部１２をベッドの端部に設置される手すり１０２ａに固定するものである。固定部１５は、ベッドの手すりに固定するものであり、固定部の配置される位置及び形状は限定しない。例えば、手すりの端部に掛ける形状のものである。例えば、Ｕ字形、Ｊ字形、Ｌ字形である。又、手すりを挟持するものでもよい。
【０１５０】
図８に示すアラーム出力部１６は、時間計測部１３が離床前動作と判定したとき、アラーム信号６を出力するものである。アラーム出力部１６は、例えば、アラーム信号として音声を出力するスピーカ、アナログ信号又はデジタル信号を出力する送信手段である。アラーム信号はナースコール用の信号であってもよい。アラーム信号を用いて関係者へ通知できるので、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったときに関係者へ通知することができる。
【０１５１】
図８に示す振動センサ１９は、ベッド１０１の振動を検出するものである。振動センサ１９は、例えば、圧電型、電動式、歪ゲージ式、若しくは半導体式の加速度センサ、又は、電磁式、静電容量式、歪ゲージ式、光学式若しくは差動トランス式の変位センサである。振動センサ１９は、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換して、電力を発生させるものでもよい。振動センサで振動を検出するので、被検体がベッド上で運動したことを検出することができるので、被検体が離床前動作をする可能性の高いときに対象物１１０を検出することができる。これにより、離床前動作検出装置の消費電力を節減することができる。
【０１５２】
図８に示す振動発電機２０は、振動センサ１９の受けた振動で発電するものである。例えば、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、圧電方式、静電誘導方式、電磁誘導方式がある。圧電方式であれば、例えば、バイモルフ、モノモルフ、ユニモルフ、積層型、ムーニー型、マルチムーニー型、シンバル型などのセラミック単体の変位を利用するものがある。振動発電機２０の発電した電力は、例えば、離床前動作検出装置９２の動力源として使用する。送信部１１及び受信部１２を含む図８に示す各構成のいずれかの動力源としてもよい。このように、振動センサ１９及び振動発電機２０を備えるので、離床前動作検出装置に備える電源の容量を減らすことができる。これにより、離床前動作検出装置を小型にしかつ軽量にすることができる。
【０１５３】
離床前動作検出装置９２を用いた離床前動作検出方法の一例について図７、図８及び図１４を参照しながら説明する。図１４は、本実施形態に係る離床前動作検出方法の一例を示す流れ図である。本実施形態に係る離床前動作検出方法は、送信部１１が、ベッド１０１の一端１０２ａから、ビームの指向方向をベッド１０１上の特定高さの面内で掃引しながら繰り返して送信し、受信部１２が、検出ビーム１がベッド１０１上の対象物１１０で反射された反射ビーム２を前記一端である手すり１０２ａで検出し、時間計測部１３が、送信部１１による検出ビームの送信から受信部１２による反射ビーム２の検出までの往復時間５を計測する時間計測手順（Ｓ５１１）と、時間比較部１４が、時間計測手順（Ｓ５１１）で計測した往復時間５が前回の掃引以前の時間計測手順（Ｓ５１１）で計測した往復時間５と異なることを離床前動作と判定する時間比較手順（Ｓ５１２）と、を有する。
【０１５４】
さらに、本実施形態に係る離床前動作検出方法は、時間比較手順（Ｓ５１２）において、時間比較部１４が、離床前動作と判定したとき、アラーム出力部１６がアラーム信号６を出力するアラーム出力手順（Ｓ５１３）を時間比較手順（Ｓ５１２）の後に含む。
【０１５５】
時間計測手順（Ｓ５１１）では、送信部１１が、ベッド１０１の一端である手すり１０２ａから、ビームの指向方向をベッド１０１上の特定高さの面内で掃引しながら繰り返して送信し、受信部１２が、検出ビーム１がベッド１０１上の対象物１１０で反射された反射ビーム２を前記一端である手すり１０２ａで検出し、時間計測部１３が、送信部１１による検出ビームの送信から受信部１２による反射ビーム２の検出までの往復時間５を計測する。検出ビーム１を送信する面は、例えば、被検体が上体を倒した姿勢では検出されないが、上体を起こした姿勢では検出される高さとなる略水平な面であり、図７では被検体が対象物１１０として含まれている。送信部１１の掃引する面は、水平面であることが好ましい。送信部１１の掃引する面が水平面であれば、検出ビーム１が水平面に送信されるので、時間計測部１３は、一定の高さの面内にある対象物１１０についての往復時間を計測できる。これにより、時間比較部１４は、上体を倒した姿勢では検出されないが上体を起こした姿勢では検出される高さの水平面で反射された検出ビームを用いて離床前動作を判定することができるので、離床前動作を判定する精度を向上することができる。又、検出ビーム１を送信する周期は、例えば、検出ビーム１がベッド１０１の端部で反射されて反射ビーム２として受信される往復時間５よりも長い時間であることが好ましい。例えば、検出ビーム１を送信して往復時間５を計測した後、次の異なる掃引角で検出ビーム１を送信して往復時間５を計測する。時間計測部１３は、掃引角ごとに往復時間５を計測し、各掃引角での往復時間５を計測できる。
【０１５６】
時間比較手順（Ｓ５１２）において、時間比較部１４が、時間計測手順（Ｓ５１１）で計測した往復時間５が前回以前の時間計測手順（Ｓ５１１）で計測した往復時間５と異なることを離床前動作と判定する。複数の往復時間５が計測された場合は、例えば、複数の往復時間５のうちのいずれかを比較する。例えば、最短のもの、最長のものである。又、往復時間５を掃引角ごとに比較し、掃引角ごとに異なるか否かを判定してもよい。又、最短のものから最長のものまでの時間幅を比較してもよい。
【０１５７】
又、前回以前の時間計測手順（Ｓ５１１）で計測した往復時間５は、前回以前の時間計測手順（Ｓ５１１）で掃引した検出ビーム１を用いて計測した往復時間５である。例えば、前回の時間計測手順（Ｓ５１１）で計測した往復時間５と比較すれば、対象物１１０の移動を検出することができる。又、前回以前の時間計測手順（Ｓ５１１）で計測した複数の往復時間５と比較してもよい。複数の往復時間５と比較することで、被検体の瞬間的な動作、例えば上体を倒した姿勢で腕を上げる動作を排除できる。さらに、時間比較部は、１回の掃引で計測した往復時間のうち、ビームの指向方向ごとの往復時間で判定することが好ましい。ビームの指向方向ごとの往復時間で判定すれば、図１３に示すように、例えば図９に示す掃引角Ｄ２で往復時間がＬ３からＬ２に変化したことを判定できる。ビームの指向方向ごとの往復時間で判定すると、ビームの指向方向内での往復時間が判定できるので、その位置から手すりに近寄ったことを判定できる。また、ビームの指向方向内ごとでの変化、例えば、指向方向Ａ２から指向方向Ａ３に移動したときに、対象物の移動を判定することができる。これにより、ベッド上の被検体が、ベッドにある４つのいずれかの端部に接近したことを検出することができる。
【０１５８】
アラーム出力手順（Ｓ５１３）では、時間計測部１３が離床前動作と判定したときにアラーム信号を出力する。例えば、アラーム信号として音声を出力するスピーカ、アナログ信号又はデジタル信号を出力する。アラーム信号はナースコール用の信号であってもよい。アラーム信号を用いて関係者へ通知できるので、ベッド上の被検体が離床前動作を行なったことを関係者へ通知することができる。
【０１５９】
なお、本実施形態に係る離床前動作検出装置９２は、前述の実施形態１で説明した離床前動作検出装置９１を組み合わせてもよい。組み合わせることで、より高感度の離床前動作の検出を行なうことができる。
【０１６０】
以上説明したように、離床前動作検出装置９２と離床前動作検出装置９２を用いた離床前動作検出方法とは、ビームの指向方向を面内で掃引しながら検出ビームをベッドの一端から送信し、ベッドの手すりに配置された送信部が検出ビームを送信してから、送信部と共にベッドの手すりに配置されている受信部が反射ビームを受信するまでの往復時間を計測し、この往復時間が前回以前の掃引と異なることから離床前動作を判定する。これにより、被検体の寝返り動作と離床前動作とを区別することができ、かつ、被検体の動作速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【０１６１】
（実施形態３）
図１５は、本実施形態に係る離床前動作検出システムの使用例を示す模式図である。図１５では、光検出装置２１１がベッド１０１の長手方向の一端１０３ａにベッド固定具２１３で固定されており、反射板２１２がベッド１０１の長手方向の他端１０３ｂ近くの壁面１０４に壁面固定具２１４で固定されている。また、図１５では、被検体１１０が、ベッド１０１の上で上体を起こしている姿勢の一例を示している。また、図１６は、本実施形態に係る光検出装置２１１の一例を示す模式図である。以下、離床前動作検出システムについて図１５、図１６を用いて説明する。
【０１６２】
本実施形態に係る離床前動作検出システムは、ベッド１０１の両端１０３ａ、１０３ｂに対向して配置される光検出装置２１１と、反射板２１２と、を有する離床前動作検出システムであって、光検出装置２１１は、反射板２１２に向けて出射光７を出射する発光部２２１と、出射光７が反射板２１２で反射された反射光８を受光して出力信号を出力する受光部２２２と、出力信号が断を所定時間の間示したときにアラーム信号を出力する判定回路２２３と、を備え、反射板２１２は、出射光７の入射する方向へ反射光８を反射する再帰性反射材を備える。
【０１６３】
光検出装置２１１は、発光部２２１に隣接して配置され、出射光７の光軸と略同一の方向に可視光線を出射する可視光源２２４と、ベッド１０１の振動を検知する振動センサ２２６と、振動センサ２２６の受けた振動で発電する振動発電機２２７と、少なくとも発光部２２１及び受光部２２２及び判定回路２２３を収容する筺体２３１とを含む。また、光検出装置２１１は、筺体２３１の一部に、発光部２２１、受光部２２２及び可視光源２２４が一体となった受発光部２３２を含む。
【０１６４】
なお、受光部２２２から判定回路２２３へ、振動センサ２２６から発光部２２１へ及び振動センサ２２６から振動発電機２２７へは、電気的に接続されている。さらに、振動発電機２２７と発光部２２１、受光部２２２又は判定回路２２３の少なくともいずれかが電気的に接続されている。また、光検出装置２１１は電力供給源（不図示）を備えていてもよい。
【０１６５】
光検出装置２１１は、ベッドの一端１０３ａに配置される。ベッドの一端１０３ａは、ベッドの長手方向の一端でもよいし、ベッドの短手方向の一端でもよい。ベッド１０１の一端１０３ａは、ベッド１０１の端部でもよいが、ベッド１０１の端部付近でもよい。また、光検出装置２１１は、ベッド１０１の一端１０３ａに固定されることが好ましい。光検出装置２１１は、ベッド１０１の一端１０３ａと一体化されてベッドの一端に固定されていてもよい。
【０１６６】
さらに、光検出装置２１１は、ベッド１０１上で上体を倒している姿勢にある被検体１１０の最高の高さからベッド１０１上で上体を起こしている姿勢にある被検体１１０の最高の高さまでの間のベッド１０１上の空間を通過するように、光検出装置２１１から出射する出射光７の光路が設定することのできる高さに配置されることが好ましい。
【０１６７】
ベッド固定具２１３は、光検出装置２１１をベッド１０１の端部に固定するものである。例えば、ベッド１０１の端部を挟持して固定するものである。また、ネジ等の接合機構を用いてベッド１０１の端部に固定するものでもよい。また、ベッド１０１の端部に掛けるものでもよい。また、ベッド１０１の端部付近に設置されたテーブル上に設置されてもよい。ベッド１０１の端部は、例えば、ベッド１０１の手すり、ベッドフレームである。なお、ベッド１０１の端部は、ベッド１０１の長手方向の端部であってもよいし、短手方向の端部であってもよい。ベッド固定具を備えることにより、光検出装置２１１は、ベッド１０１の一端１０３ａから他端１０３ｂへ向けて出射光７を出射し、反射板２１２で反射された反射光８をベッドの一端１０３ａで受光することができる。
【０１６８】
光検出装置２１１は、発光部２２１と、受光部２２２と、判定回路２２３と、を備えるものである。
【０１６９】
発光部２２１は、反射板２１２に向けて出射光７を出射するものである。例えば、半導体レーザ、発光ダイオードである。出射光７は、例えば、赤外線、可視光線である。発光部２２１は、レンズ等の光学部品を含んでいてもよい。発光部２２１は、赤外線を発光する赤外発光ＬＥＤを光源とすることが好ましい。赤外線の光源を赤外発光ＬＥＤとすることにより、不可視光を利用することができる。発光部２２１は、振動センサ２２６が振動を検知したときに、出射光７を出射するものであることが好ましい。この場合、発光部２２１は、振動センサ２２６が振動を検知しないときは出射光７を出射しないことが好ましい。
【０１７０】
光検出装置は、発光部から出射する出射光の出射方向を掃引する駆動機構をさらに備えることが好ましい。図１７は、駆動機構の一例を示す模式図である。図１７に示す光検出装置２１１’は、一定の仰角Ｅで出射光７の出射方向を掃引する駆動機構を有するものである。光検出装置２１１’は、受発光部２３２が、筺体２３１に対して角度Ｅで傾き、回転軸Ｂを中心に掃引角Ｃで回転する。筺体２３１の底面２３３と平行なＸ−Ｙ面が水平面に平行に設置されれば、発光部２２１は仰角Ｅで出射光７を出射し、掃引角Ｃで掃引する。一定の仰角Ｅで出射方向を掃引するので、図１５に示す被検体１１０が上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される高さよりも低い位置に光検出装置２１１’を設置することができる。なお、仰角Ｅは、限定されるものではない。例えば、仰角Ｅを０°として、水平面を掃引してもよい。また、仰角は負の値でもよく、すなわち伏角であってもよい。また、仰角Ｅが可変であってもよく、仰角Ｅ及び掃引角Ｃが可変して掃引し、ベッド上の３次元空間を走査してもよい。また、図１７では、受発光部２３２が筺体２３１に対して一定の仰角で傾く例を示したがこれに限定されるものではなく、筺体２３１が一定の仰角で傾いてもよい。
【０１７１】
また、駆動機構は一の面内で出射方向を掃引するものが好ましい。例えば図１７に示した受発光部２３２の回転軸はＺ軸であってもよく、Ｚ軸で回転することにより、一定の仰角Ｅの一の面内で掃引することができる。一の面内で出射方向を掃引すれば、光検出装置２１１’の配置される高さがベッド上の被検体が上体を倒している姿勢でも遮断される高さとなる場合にも、上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される高さでベッド上を走査することができる。
【０１７２】
図１６に示す受光部２２２は、出射光７が図１５に示す反射板２１２で反射された反射光８を受光して出力信号を出力するものである。発光部２２１の発光する出射光を受光するものである。
【０１７３】
図１６に示す判定回路２２３は、出力信号が断を所定時間の間示したときにアラーム信号を出力するものである。例えば、判定回路２２３は、出力信号が入力されなかった時間が所定時間の間連続したときにアラーム信号を出力するものである。また、出力信号が所定時間の間入力され続けたときにアラーム信号を出力するものである。所定時間は、予め閾値として定められた時間である。所定時間は、例えば、上体を倒している姿勢での動作と識別することのできる時間である。また、上体を倒している姿勢の被検体１１０が腕を上げたときと、上体を起こしている姿勢の被検体１１０とを区別することのできる時間である。人が移動中にとる姿勢を数１０秒続けることは筋力の要ることであり、難しいため、所定時間の間は、例えば、１０から３０秒とする。所定時間は、例えば、平滑化した出力が閾値に達することで判定することができる。
【０１７４】
図１６に示す可視光源２２４は、可視光線を出射するものである。例えば、発光部と同様のものを用いることができる。出射光の光軸と略同一の方向に可視光線を出射することにより、不可視光である赤外線で走査する光路を目視により確認することができる。これにより、反射板を設置する位置の特定を簡易化することができる。また、反射板の設置面積を減少することができる。反射板の設置が完了すると、可視光源の動作を停止することが好ましい。
【０１７５】
図１６に示す振動センサ２２６は、ベッド１０１の振動を検知するものである。振動センサは、例えば、電磁式振動計、圧電式振動計、ストレーンゲージ式振動計、レーザ式振動計がある。又、圧電型、電動式、歪ゲージ式、若しくは半導体式の加速度センサ、又は、電磁式、静電容量式、歪ゲージ式、光学式若しくは差動トランス式の変位センサを用いてもよい。ベッド１０１の振動を検知することにより、ベッド１０１上の被検体１１０の運動を検知することができる。
【０１７６】
図１６に示す発光部２２１は、振動センサ２２６が振動を検知したときに、出射光７を出射することが好ましい。この場合、振動センサ２２６は、振動を検知したときに、発光部２２１に出射光７を出射させる信号を出力することが好ましい。被検体１１０が運動したときに出射光を出射することにより、発光部２２１での消費電力を減少させることができる。
【０１７７】
図１６に示す振動発電機２２７は、振動センサ２２６の受けた振動で発電するものである。例えば、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、圧電方式、静電誘導方式、電磁誘導方式がある。圧電方式であれば、例えば、バイモルフ、モノモルフ、ユニモルフ、積層型、ムーニー型、マルチムーニー型、シンバル型などのセラミック単体の変位を利用するものがある。
【０１７８】
振動発電機２２７は、発電した電力を、発光部２２１、受光部２２２又は判定回路２２３の少なくともいずれかに動力源として供給することが好ましい。振動センサの受けた振動で発電した電力で、発光部、受光部又は判定回路の少なくともいずれかを動作させることにより、光検出装置の使用電力を減少させることができる。さらに、光検出装置が振動センサの受けた振動で発電した電力を動力源とすれば、光検出装置を無電源化することもできる。
【０１７９】
図１５に示す反射板２１２は、出射光７の入射する方向へ反射光８を反射する再帰性反射材を備えるものである。再帰性反射材は、光源から出射された光を光源の方向に返す機能を持った構造材料である。再帰性反射材は、例えば、ガラスビーズで光を屈折し反射するもの、直角プリズムで光を屈折し反射するもの、直角コーナープリズム反射板で反射するものがある。施設ではベッドを頻繁に移動するので、図１６及び図１７に示す発光部２２１又は受光部２２２の設置される位置が頻繁に変わる。反射板２１２は、再帰性反射材を備えるので、光学系の調整が容易である。よって、反射板２１２は、ベッドの移動に際し、図１６及び図１７に示す発光部２２１又は受光部２２２の光学系の調整を容易にすることができる。
【０１８０】
図１５に示す壁面固定具２１４は、反射板２１２を壁面１０４に固定するものである。例えば、粘着剤により固定するもの、ネジ等の壁面に埋め込んで固定するものがある。壁面固定具を備えることにより、反射板を壁面に固定し、出射光を壁面から反射させることができる。上体を起こしている姿勢で遮断される高さにセンサをつける場合、図１６及び図１７に示す発光部２２１又は受光部２２２はベッドよりも高い位置に取り付ける必要がある。このとき、棒などの設置具を用いると、認知力能力の低下した被介護者には危険である。壁面固定具２１４によって反射板２１２が壁面１０４に設置されていれば、棒などの設置具を用いることなくベッドよりも高い位置に取り付けることができる。よって、壁面固定具２１４を備えれば、棒などの設置具を用いることによる危険を防止することができる。
【０１８１】
次に、本実施形態に係る離床前動作検出方法について図１５を用いて説明する。本実施形態に係る離床前動作検出方法は、光を出射し、受光する光検出装置２１１と、反射板２１２と、を用いてベッド１０１上での被検体１１０の離床前動作を検出する離床前動作検出方法であって、光検出装置２１１がベッド１０１の一端１０３ａから出射光７を出射し、反射板２１２がベッド１０１の他端１０３ｂで出射光７を反射し、光検出装置２１１が一端１０３ａで反射光８を受光して出射光７又は反射光８の光路の遮断を検出する検出手順と、光検出装置２１１が、所定時間の間光路の遮断を検出したときにアラーム信号を出力するアラーム出力手順と、を順に有する。
【０１８２】
検出手順では、光検出装置２１１がベッド１０１の一端１０３ａから出射光７を出射し、反射板２１２がベッド１０１の他端１０３ｂで出射光７を反射し、光検出装置２１１が一端１０３ａで反射光８を受光して出射光７又は反射光８の光路の遮断を検出する。ベッドの一端１０３ａから他端１０３ｂへ向けて出射光７を出射し、反射板２１２で反射された反射光８をベッドの一端１０３ａで受光する。出射光７の出射は、光路が遮断されない場合に受光部が反射光８を受光するタイミングの後である。出射光７の出射は、反射光８を受光するタイミングの後、例えば周期的に行なう。
【０１８３】
出射光７は、ベッド１０１上の空間を通過した後、ベッドの端部１０３ｂか、端部１０３ｂよりもさらに離れた位置に配置されている反射板２１２で反射する。反射板２１２に備わる再帰性反射材で反射された反射光８は、出射光７と略同じ光路でベッド１０１上の空間を通過した後、光検出装置２１１で受光される。
【０１８４】
出射光７及び反射光８の光路は、ベッド１０１上の被検体１１０が上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される所定の高さに設定する。すなわち、検出手順において、光検出装置２１１は、ベッド１０１上で上体を倒している姿勢にある被検体１１０の最高の高さからベッド上で上体を起こしている姿勢にある被検体１１０の最高の高さまでの間のベッド１０１上の空間を通過するように光検出装置２１１から出射する出射光７の光路を設定することが好ましい。当該所定の高さの光路が遮断され、出力信号が断を示したとき、当該所定の高さに被検体を含む遮蔽物が存在することになる。所定時間の間の断とすることで、寝返りではなく被検体が上体を起こしている姿勢であることを判別することができる。これにより、寝返りと離床前動作とを区別し、かつ、離床前動作の速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【０１８５】
さらに、検出手順において、光検出装置２１１から出射する出射光７の出射方向を掃引することが好ましい。出射方向の掃引は、例えば、水平方向の掃引である。また、一定の仰角で掃引してもよい。また、１の面内で掃引してもよい。出射光の出射方向を掃引することにより、ベッド上の空間を走査することができる。特に、出射光７及び反射光８の光路は、ベッド１０１上の被検体１１０が上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される所定の高さで掃引すれば、ベッド上の位置に拘らず被検体が上体を起こしたことを判定することができる。
【０１８６】
アラーム出力手順では、光検出装置２１１が、所定時間の間、出射光７及び反射光８の光路の遮断を検出したときにアラーム信号を出力する。例えば、反射光８を受光する受光部からの出力信号が、所定時間の間、断を示したときにアラーム信号を出力する。所定時間及びアラーム信号は、前述の図１６に示した判定回路２２３で説明したとおりである。
【０１８７】
なお、本実施形態に係る離床前動作検出システム及び離床前動作検出方法は、前述の実施形態１、２で説明した離床前動作検出装置９１、９２を組み合わせてもよい。これらを組み合わせることで、より高感度の離床前動作の検出を行なうことができる。
【０１８８】
以上説明したように、本実施形態に係る離床前動作検出システム及び離床前動作検出方法は、ベッドの一端から他端へ向けて出射光を出射し、反射板で反射された反射光をベッドの前記一端で受光する。出射光の光路を、ベッド上の被検体が上体を倒している姿勢では遮断されないが上体を起こしている姿勢では遮断される所定の高さに設定することで、光路の遮断からベッド上の被検体が上体を起こしていることを検出することができる。これにより、寝返りと離床前動作とを区別し、かつ、離床前動作の速度が変化しても離床前動作を検出することができる。
【０１８９】
さらに、反射板２１２が再帰性反射材であるので、ベッドが移動しても光学系の調整を容易にすることができる。また、棒などの設置具を用いることなくベッドよりも高い位置に取り付けることができるので、被介護者に安全な離床前動作検出システム及び離床前動作検出方法を提供することができる。
【０１９０】
（実施形態４）
図１８は、本実施形態に係る離床前動作検出装置の一例を示す構成図である。図１９は、ベッド上で計測された人体位置の一例を示す模式図である。本実施形態に係る離床前動作検出装置について図１８及び図１９を用いて説明する。本実施形態に係る離床前動作検出装置３９１は、前述の実施形態１で説明した離床前動作検出装置９１に加え、さらに、ベッド１０１上の人体の位置１１２を計測する位置計測手段３１１と、予め定められた基準位置１１１と位置計測手段３１１の計測する人体位置１１２とのベッド１０１の長手方向の距離を移動距離１２２として算出する移動距離算出手段３１２と、移動距離算出手段３１２の算出する移動距離１２２が予め定められた基準移動距離１２１よりも大きいことを離床前動作と判定する移動距離判定手段３１３と、を備える。
【０１９１】
位置計測手段３１１は、ベッド１０１上の人体１０９の位置を人体位置１１２として検出するものである。例えば、位置計測手段３１１は、ベッド１０１上に加わる重量の分布１１５を検出する重量分布検出手段と、重量分布検出手段の検出する予め定められた単位時間当たりの重量の分布１１５から人体位置を算出する重量位置算出手段と、を含む。例えば、ベッド１０１上の人体１０９を検出し、検出した人体１０９の範囲から算出される特定の位置を人体位置１１２として算出するものでもよい。位置計測手段３１１は、例えば、ベッド１０１の短手方向をＸ軸、ベッド１０１の長手方向をＹ軸として、ベッド１０１上をＸ−Ｙ座標で計測するものでもよい。また、ベッド１０１上を円座標で計測するものでもよい。さらに、位置計測手段３１１は、ベッド１０１上の長手方向の位置を検出するものでもよいし、ベッド１０１上の３次元位置を検出するものでもよい。
【０１９２】
図１８に示す移動距離算出手段３１２は、図１９に示す予め定められた基準位置１１１と人体位置１１２とのベッド１０１の長手方向の距離を移動距離１２２として算出するものである。例えば、ベッド１０１の短手方向をＸ軸方向、ベッド１０１の長手方向をＹ軸方向とした場合に、予め定められた基準位置１１１（Ｘ１１１、Ｙ１１１）と位置計測手段３１１の計測する人体位置１１２（Ｘ１１２、Ｙ１１２）とのベッド１０１の長手方向の距離｜Ｙ１１２−Ｙ１１１｜を移動距離１２２として算出するものである。基準位置１１１は、予め定められているベッド１０１上の位置である。例えば、ベッドの中央である。上体を倒した姿勢にあるベッド１０１上の人体位置１１２が好ましく、位置計測手段３１１の人体位置を算出する方法に応じて設定することができる。基準位置１１１（Ｘ１１１、Ｙ１１１）のベッド１０１の短手方向の位置Ｘ１１１は、設定していなくてもよく、ベッド１０１の長手方向の位置Ｙ１１１のみを基準位置１１１として設定してもよい。
【０１９３】
図１８に示す移動距離判定手段３１３は、移動距離算出手段３１２の算出する移動距離１２２が予め定められた基準移動距離１２１よりも大きいことを離床前動作と判定するものである。基準移動距離１２１は、閾値として予め定められたベッドの長手方向の距離である。例えば、上体を倒した姿勢では計測されないが、上体を起こしたときには計測される移動距離である。基準移動距離は、人体位置１１２の計測方法に応じて設定することが好ましい。例えば人体位置１１２が人体１０９の重心であれば、人体の寝返りを行なったときのベッドの長手方向への移動範囲は略１００ｍｍであり、上体を起こしたときは略３００ｍｍとなる。したがって、基準移動距離１２１は、人体位置１１２が人体の重心のときには、ベッド上の人体が静止している位置から１００ｍｍ超３００ｍｍ未満の範囲のうち、人体の大きさ等の状況に応じたものを用いることができる。移動距離判定手段３１３が、ベッドの長手方向の移動距離１２２が予め定められた基準移動距離１２１よりも大きいことを判定することにより、離床前動作を検出することができる。
【０１９４】
アラーム出力部１６は、時間比較部１４が離床前動作と判定し、かつ、移動距離判定手段３１３が離床前動作と検出するとき、アラーム信号を出力する。以上、離床前動作検出装置３９１は、ベッド上の人体位置を用いてさらに離床前動作を判定することができるので、離床前動作を検出する精度を高めることができる。
【０１９５】
なお、本実施形態では、前述の実施形態１で説明した離床前動作検出装置９１に加え、位置計測手段３１１と、移動距離算出手段３１２と、移動距離判定手段３１３とを備える例について説明したがこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態における離床前動作検出装置９１は、前述の実施形態２で説明した離床前動作検出装置９２であってもよいし、前述の実施形態３で説明した離床前動作検出システムであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本発明は、ベッド上の対象物がベッドの手すりに接近したことを検出できるので、非接触のナースコールとしても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】実施形態１に係る離床前動作検出装置の一例を示す模式図である。
【図２】離床前動作検出装置の一例を示す回路図である。
【図３】送信部の送信する検出ビームの一例を示す模式図である。
【図４】送信部、受信部及び時間計測部の一例を示す回路図である。
【図５】時間計測部の計測した往復時間の一例であり、（ａ）は前回以前に送信した１の検出ビームでの計測結果、（ｂ）は最新の計測結果を示す。
【図６】実施形態１に係る離床前動作検出方法の一例を示す流れ図である。
【図７】実施形態２に係る離床前動作検出装置の一例を示す模式図である。
【図８】離床前動作検出装置の一例を示す回路図である。
【図９】送信部の送信する検出ビームの一例を示す模式図である。
【図１０】送信部の一例を示す模式図である。
【図１１】送信部、受信部及び時間計測部の一例を示す回路図である。
【図１２】時間計測部の計測した往復時間の一例であり、（ａ）は前回以前の掃引で送信した１回の掃引での計測結果、（ｂ）は最新の計測結果を示す。
【図１３】時間計測部の計測した掃引角ごとの往復時間の一例であり、（ａ）は前回以前の掃引で送信した１回の掃引での計測結果、（ｂ）は最新の計測結果を示す。
【図１４】実施形態２に係る離床前動作検出方法の一例を示す流れ図である。
【図１５】実施形態３に係る離床前動作検出システムの使用例を示す模式図である。
【図１６】実施形態３に係る光検出装置の一例を示す模式図である。
【図１７】駆動機構の一例を示す模式図である。
【図１８】実施形態４に係る離床前動作検出装置の一例を示す構成図である。
【図１９】ベッド上で計測された人体位置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１９８】
１  検出ビーム
２  反射ビーム
３  送信トリガー信号
４  受信トリガー信号
５  往復時間
６  アラーム信号
７  出射光
８  反射光
９  可視光線
１１  送信部
１２  受信部
１３  時間計測部
１４  時間比較部
１５  固定部
１６  アラーム出力部
１７  対象数算出部
１８  対象数比較部
１９  振動センサ
２０  振動発電機
２１  発振器
２２  変調器
２３  送信アンテナ
２４  受信アンテナ
２５  復調器
２６  同期信号発生器
２８  送信端
２９  支持体
８１  送受信部
８２  送受信部
９１、９２  離床前動作検出装置 
１０１  ベッド
１０２ａ、１０２ｂ  手すり
１０３ａ、１０３ｂ  ベッドの長手方向の端部
１０４  壁面
１０５  送信部を含む面内
１０９  人体
１１０  被検体
１１１  基準位置
１１２  人体位置
１１５  重量の分布
１２１  基準移動距離
１２２  移動距離
２０１  近づく方向
２０２  遠ざかる方向
２１１、２１１’  光検出装置 
２１２  反射板 
２１３  ベッド固定具
２１４  壁面固定具
２２１  発光部 
２２２  受光部 
２２３  判定回路 
２２４  可視光源
２２６  振動センサ
２２７  振動発電機   
２３１  筐体
２３２  受発光部  
２３３  筺体の底面
３１１  位置計測手段 
３１２  移動距離算出手段 
３１３  移動距離判定手段
３９１  離床前動作検出装置 
Ａ  広がり角
Ｂ  回転軸
Ｃ  掃引角
Ｅ  仰角
Ｄ  掃引角
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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