(57)【要約】【課題】ベッド等の手すり部が設けられた就寝具から人物が離床しようとしていることを検知する、離床検知システムを提供するものである。【解決手段】ベッドの手すり部に設けられた第１の光ファイバからは、基準光に対し、手すり部への外力に応じた第１の信号光が出力される。ベッドの寝床面に設けられた第２の光ファイバからは、基準光に対し、寝床面への外力に応じた第２の信号光が出力される。検知部では、第１の信号光の高周波成分が第１の基準値を超える幅で変動しているか、第２の信号光のパワーが第２の基準値を下回る値かを判定し、これらの判定結果から人物が離床しようとしていることを検知する。【選択図】  図２
2007128161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手すり部が設けられた寝具上の人物が該寝具から離床しようとしていることを検知する離床検知システムであって、
第１の基準光を出力する第１の光源と、
第２の基準光を出力する第２の光源と、
前記手すり部への外力の有無を検知するために該手すり部に配置され、入力された前記第１の基準光に対し外力に応じた第１の信号光を出力する第１の光ファイバと、
前記寝具の寝床面への外力の有無を検知するために該寝床面に配置され、入力された前記第２の基準光に対し外力に応じた第２の信号光を出力する第２の光ファイバと、
前記第１の信号光に基づいて前記第１の光ファイバへの外力の有無を検知する第１の検知手段と、
前記第２の信号光に基づいて前記第２の光ファイバへの外力の有無を検知する第２の検知手段と、
前記第１の検知手段と前記第２の検知手段の検知結果に基づいて前記人物が離床しようとしていることを検知する離床検知手段と、
を備えることを特徴とする離床検知システム。
【請求項２】
請求項１記載の離床検知システムであって、
前記第１の光ファイバから出力された第１の信号光を第１の電気信号に変換する第１のＯ／Ｅ変換器と、
前記第１の電気信号の高周波成分を出力するハイパスフィルターと、
前記第２の光ファイバから出力された第２の信号光を第２の電気信号に変換する第２のＯ／Ｅ変換器と、
を備え、
さらに、前記第１の検知手段は第１の基準値を有し、前記高周波成分と該第１の基準値との比較結果に基づいて前記第１の光ファイバへの外力の有無を検知する手段を備え、
前記第２の検知手段は第２の基準値が登録されており、前記第２の電気信号と該第２の基準値との比較結果に基づいて前記第２の光ファイバへの外力の有無を検知する手段を備えることを特徴とする離床検知システム。
【請求項３】
請求項２記載の離床検知システムであって、
前記第１の検知手段は、前記高周波成分が前記第１の基準値を超える幅で変動した場合に前記第１の光ファイバへの外力有りと判定し、
前記第２の検知手段は、前記第２の電気信号の出力が前記第２の基準値を超えた場合に前記第２の光ファイバへの外力無しと判定し、
前記離床検知手段は、前記第１の検知手段が外力有りと判定し、続いて前記第２の検知手段が外力無しと判定した場合に前記人物が離床しようとしていると判定することを特徴とする離床検知システム。
【請求項４】
手すり部が設けられた寝具上の人物が該寝具から離床しようとしていることを検知する離床検知システムであって、
基準光を出力する光源と、
前記手すり部および前記寝具の寝床面への外力の有無を検知するために該手すり部および該寝床面に配置され、入力された基準光に対し外力に応じた信号光を出力する光ファイバと、
前記信号光を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と、
前記電気信号の高周波成分を出力するハイパスフィルターと、
前記電気信号の低周波成分を出力するローパスフィルターと、
第１の基準値を有し、前記高周波成分と該第１の基準値との比較結果に基づいて前記手すり部に配置された前記光ファイバへの外力の有無を検知する第１の検知手段と、
第２の基準値を有し、前記低周波成分と該第２の基準値との比較結果に基づいて前記寝床面に配置された前記光ファイバへの外力の有無を検知する第２の検知手段と、
前記第１の検知手段と前記第２の検知手段の検知結果に基づいて前記人物が離床しようとしていることを検知する離床検知手段と、
を備えることを特徴とする離床検知システム。
【請求項５】
請求項４記載の離床検知システムであって、
前記第１の検知手段は、前記高周波成分が前記第１の基準値を超える幅で変動した場合に前記手すり部に配置された前記光ファイバへの外力有りと判定し、
前記第２の検知手段は、前記低周波成分が前記第２の基準値を超えた場合に前記寝床面に配置された前記光ファイバへの外力無しと判定し、
前記離床検知手段は、前記第１の検知手段が外力有りと判定し、続いて前記第２の検知手段が外力無しと判定した場合に前記人物が離床しようとしていると判定することを特徴とする離床検知システム。
【請求項６】
請求項４乃至５記載の離床検知システムであって、
前記光ファイバの末端に設けられ該光ファイバから出力される信号光の任意の直線偏光成分のみを透過させる偏光子を備え、
前記Ｏ／Ｅ変換器は、前記直線偏光成分を電気信号に変換することを特徴とする離床検知システム。
【請求項７】
手すり部が設けられた寝具上の人物が該寝具から離床しようとしていることを検知する離床検知システムであって、
基準光を出力する光源と、
融着もしくはコネクタによって接続されたマルチモード光ファイバとシングルモード光ファイバからなり、該マルチモード光ファイバが前記手すり部への外力の有無を検知するために該手すり部に、該シングルモード光ファイバが前記寝具の寝床面への外力の有無を検知するために該寝床面に配置され、該マルチモード光ファイバに入力された基準光に対し外力に応じた信号光を該シングルモード光ファイバから出力する光ファイバと、
前記光ファイバから出力された信号光を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と、
前記電気信号の高周波成分を出力するハイパスフィルターと、
前記電気信号の低周波成分を出力するローパスフィルターと、
第１の基準値を有し、前記高周波成分と該第１の基準値との比較結果に基づいて前記マルチモード光ファイバへの外力の有無を検知する第１の検知手段と、
第２の基準値を有し、前記低周波成分と該第２の基準値との比較結果に基づいて前記シングルモード光ファイバへの外力の有無を検知する第２の検知手段と、
前記第１の検知手段と前記第２の検知手段の検知結果に基づいて前記人物が離床しようとしていることを検知する離床検知手段と、
を備えることを特徴とする離床検知システム。
【請求項８】
請求項７記載の離床検知システムであって、
前記第１の検知手段は、前記高周波成分が前記第１の基準値を超える幅で変動した場合に前記マルチモード光ファイバへの外力有りと判定し、
前記第２の検知手段は、前記低周波成分が前記第２の基準値を超えた場合に前記シングルモード光ファイバへの外力無しと判定し、
前記離床検知手段は、前記第１の検知手段が外力有りと判定し、続いて前記第２の検知手段が外力無しと判定した場合に前記人物が離床しようとしていると判定することを特徴とする離床検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視対象となる人物がベッド等の就寝具から起きだし立ち上がろうとしている、いわゆる離床状態を検知するセンサシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人物の動きを検知するシステムとしては、大きく分けて二種類のセンサを使用したものが広く知られている。一つは、撮影した画像について人物の動作検出処理からなる画像処理を行うことにより、人物の動きを検知するシステムである。もう一つは、監視対象領域の床面に圧力感知センサを設置しておき、センサによって圧力が感知されたときに、人物が検知されたとするシステムである。これらのシステムは所定の領域への不審者の侵入を検知する侵入検知センサとして用いられることが多かったが、最近では特定の人物、例えば病院に入院中の患者の監視や、介護施設に入所している老人の徘徊監視に用いられるようになってきている。
【０００３】
例えば画像処理を用いた監視システムでは、ベッド上で就寝中の監視対象となる人物について、カメラで常時撮影を続ける。撮影された映像については特に上半身や頭部が写っている領域を重点的に、動きのある部分を検出する。そして、検出された動きについて、予め登録されている動きのパターンと比較し、人物がうつぶせ状態であるか、あるいは苦しんでいる状態であるか等を算出し、必要に応じて監視者に通知するようになっている。
【０００４】
一方、圧力感知センサを用いたシステムでは、監視対象の人物のベッドの周囲の床面に圧力検知センサを設置しておく。そして、センサによって圧力が検知された場合には、人物が離床したとして、監視者に通知するようになっている。
【０００５】
画像処理を用いた就寝中の人物の監視システムとしては、例えば特許文献１に記載されているようなものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０９９１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている画像処理を用いた監視システムでは、就寝している人物に動きがない場合、あるいは動きが予め定められている範囲内の場合には正常と判断し、動きが定められた範囲を越える場合には異常と判断するようになっている。そのため、例えば監視対象となる人物が病院に入院中の重症患者である場合にはこの監視システムは極めて有効であるが、監視対象となる人物がベッドから動くことについては許可されていないが、ベッド上においてはある程度自由に動くことができる場合には、画像処理によって検出された動きが異常であるかを判断するのは非常に難しいという課題がある。例えば、監視対象となる人物が、寝相が悪いがために大きな動きをした、あるいは寝返りをしただけで異常と判断されてしまうことがある。
【０００８】
また、特許文献１に記載の技術では就寝している人物について撮影を行う際、特に上半身や頭部を対象としている。そのため、撮影される側にとっては常時、行動が監視されることとなるので気分のいいものではなく、プライバシー保護の対策を施す必要があった。撮影された画像についてもいわゆる個人情報であるため、撮影した映像を記録媒体に保管する場合にも情報が外部に流出しないように厳重に管理する必要があり、監視者側にとっても大きな負担となっていた。
【０００９】
一方、圧力感知センサを用いたシステムでは、人物がベッド外に出た時点で初めて検知されるので、ベッド上における個人の詳細な行動までは把握できず、個人情報管理の面では問題がない。また人物がベッド上でどのような動きをしても、誤って反応することがない。しかし、監視対象の人物が足に障害を持っている場合には、次のような問題があった。センサによって圧力が感知されるのは人物がベッドから起き出し、センサの上に立った時点となる。そのため、センサで監視対象の人物の離床を検知し、即座に監視者が人物のもとへ向かっても、監視者が到着した時点では人物が既に転んで怪我をしてしまう可能性があるという問題があった。したがって、監視者側としては人物が離床しようとしている段階で、その情報を入手したいという要望があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、手すり部が設けられた寝具上の人物が寝具から離床しようとしていることを検知する離床検知システムであって、第１の基準光を出力する第１の光源と、第２の基準光を出力する第２の光源と、手すり部上に配置され、入力された第１の基準光に対し外力に応じた第１の信号光を出力する第１の光ファイバと、寝具の寝床面に配置され、入力された第２の基準光に対し外力に応じた第２の信号光を出力する第２の光ファイバと、第１の信号光に基づいて手すり部への外力の有無を検知する第１の検知手段と、第２の信号光に基づいて寝床面への外力の有無を検知する第２の検知手段と、第１の検知手段と第２の検知手段の検知結果に基づいて人物が離床しようとしていることを検知する離床検知手段とを備えることを特徴とする離床検知システムを提供するものである。
【００１１】
また、本発明は上記解決手段において、第１の光ファイバから出力された第１の信号光を第１の電気信号に変換する第１のＯ／Ｅ変換器と、第１の電気信号の高周波成分を出力するハイパスフィルターと、第２の光ファイバから出力された第２の信号光を第２の電気信号に変換する第２のＯ／Ｅ変換器とを備え、さらに、第１の検知手段は第１の基準値を有し、高周波成分と第１の基準値との比較結果に基づいて手すり部への外力の有無を検知する手段を備え、第２の検知手段は第２の基準値が登録されており、第２の電気信号と第２の基準値との比較結果に基づいて寝床面への外力の有無を検知する手段を備えることを特徴とする離床検知システムを提供するものである。
【００１２】
また、本発明は上記解決手段において、第１の検知手段は、高周波成分が第１の基準値を超える幅で変動した場合に手すり部への外力有りと判定し、第２の検知手段は、第２の電気信号の出力が第２の基準値を超えた場合に寝床面への外力無しと判定し、離床検知手段は、第１の検知手段が外力有りと判定し、続いて第２の検知手段が外力無しと判定した場合に人物が離床しようとしていると判定することを特徴とする離床検知システムを提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、手すり部が設けられた寝具上の人物が該寝具から離床しようとしていることを検知する離床検知システムであって、基準光を出力する光源と、手すり部上および寝具の寝床面に配置され、入力された基準光に対し外力に応じた信号光を出力する光ファイバと、信号光を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と、電気信号の高周波成分を出力するハイパスフィルターと、電気信号の低周波成分を出力するローパスフィルターと、第１の基準値を有し、高周波成分と第１の基準値との比較結果に基づいて手すり部への外力の有無を検知する第１の検知手段と、第２の基準値を有し、低周波成分と第２の基準値との比較結果に基づいて寝床面への外力の有無を検知する第２の検知手段と、第１の検知手段と第２の検知手段の検知結果に基づいて人物が離床しようとしていることを検知する離床検知手段とを備えることを特徴とする離床検知システムを提供するものである。
【００１４】
また、本発明は上記解決手段において、第１の検知手段は、高周波成分が第１の基準値を超える幅で変動した場合に手すり部への外力有りと判定し、第２の検知手段は、第２の電気信号の出力が第２の基準値を超えた場合に寝床面への外力無しと判定し、離床検知手段は、第１の検知手段が外力有りと判定し、続いて第２の検知手段が外力無しと判定した場合に人物が離床しようとしていると判定することを特徴とする離床検知システムを提供するものである。
【００１５】
また、本発明は上記解決手段において、光ファイバの末端に設けられ光ファイバから出力される信号光の任意の直線偏光成分のみを透過させる偏光子を備え、Ｏ／Ｅ変換器は、直線偏光成分を電気信号に変換することを特徴とする離床検知システムを提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、手すり部が設けられた寝具上の人物が寝具から離床しようとしていることを検知する離床検知システムであって、基準光を出力する光源と、融着もしくはコネクタによって接続されたマルチモード光ファイバとシングルモード光ファイバからなり、マルチモード光ファイバが手すり部上に、シングルモード光ファイバが寝具の寝床面に配置され、マルチモード光ファイバに入力された基準光に対し外力に応じた信号光を該シングルモード光ファイバから出力する光ファイバと、光ファイバから出力された信号光を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と、電気信号の高周波成分を出力するハイパスフィルターと、電気信号の低周波成分を出力するローパスフィルターと、第１の基準値を有し、高周波成分と第１の基準値との比較結果に基づいて手すり部への外力の有無を検知する第１の検知手段と、第２の基準値を有し、低周波成分と第２の基準値との比較結果に基づいて寝床面への外力の有無を検知する第２の検知手段と、第１の検知手段と第２の検知手段の検知結果に基づいて人物が離床しようとしていることを検知する離床検知手段とを備えることを特徴とする離床検知システムを提供するものである。
【００１７】
また、本発明は上記解決手段において、第１の検知手段は、高周波成分が第１の基準値を超える幅で変動した場合に手すり部への外力有りと判定し、第２の検知手段は、第２の電気信号の出力が第２の基準値を超えた場合に寝床面への外力無しと判定し、離床検知手段は、第１の検知手段が外力有りと判定し、続いて第２の検知手段が外力無しと判定した場合に人物が離床しようとしていると判定することを特徴とする離床検知システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、監視対象の人物が完全に離床をする前の離床をしようとしている段階で検知することができる。そのため、人物が例えば足に障害を持っている場合に、一人で無理に立ちあがろうとして転倒をする前に、監視者が駆け付けることが可能となる。また、人物のプライバシーを考慮しつつ監視を行うことができるとともに、監視者に対して個人情報保護の対策のための負担がかかることがない。また、センサ部分に光ファイバを用いているため、電気センサと比べると人物が水をセンサ上にこぼした場合でも故障しにくく、感電することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を用いることで重複説明を省略する。
【実施例１】
【００２０】
本発明における離床検知システムの構成を図１及び図２により説明する。ここで、図１はシステムの使用状況の概要を示したものであり、図２は離床検知システムの構成を示したものである。
【００２１】
１０１は監視対象となる人物、１０２は人物１０１が就寝時に使用するベッド、１０３は人物１０１がベッドから落ちないように設けられている柵である。柵１０３の上部には人物１０１がベッドから降りる際に手を掛ける手すり部１０４が設けられている。２１ａは光源装置Ａであり、所定のパワーかつ、所定の波長からなる連続光が出力される。光源装置Ａ２１ａの光源には、例えば可視光ＬＥＤ、赤外ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、レーザダイオード、ドットマトリクスＬＥＤ等が使用される。２１ｂは光源装置Ａ２１ａと同様の機能を有する光源装置Ｂであり、所定のパワーかつ、所定の波長からなる連続光（以下、基準光と記す）が出力される。
【００２２】
２２ａは一端が光源装置Ａ２１ａに接続された光ファイバＡであり、入力された基準光に対し、光ファイバＡ２２ａに加えられた外力に応じた信号光を出力する。光ファイバＡ２２ａに外力が加わっていない状態、つまり所定の半径（約１５ｍｍ）よりも小さい曲げや局所的な圧縮が発生していない状態では、入力された基準光に対し、光ファイバの素材に基づく伝送損失のみ発生するため、ほぼ同一パワーの信号光が出力される。しかし、光ファイバＡ２２ａに外力が加わり、所定の半径よりも小さい局所的な曲げや、局所的に圧縮される部分が生じると、この部分によって入力された基準光に損失が発生する。そのため、入力された基準光に対し、パワーが低下したり変動したりする信号光が出力される。光ファイバにはコア部分の径の違いによって、シングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバが存在するが、光ファイバＡ２２ａにはどちらの光ファイバを用いても構わない。
【００２３】
本実施例では図に示すように、光ファイバＡ２２ａの一定長が手すり部１０４の上面に配置されており、手すり部１０４に外力が加わったか、すなわち人物１０１が手すり部１０４に触れたかを次の通り検知する。人物１０１が手すり部１０４に触れると光ファイバＡ２２ａにも外力が加わる。この際、人物１０１から手すり部１０４に加わる力は全く変動しないということはなく、時間の流れに沿って若干の変動が生じる。よって、光ファイバＡ２２ａに加わる外力も変動することとなり、光ファイバＡ２２ａから出力される信号光のパワーも変動することとなる。そのため、光ファイバＡ２２ａから出力される信号光のパワー変動の有無を確認することにより、人物１０１が手すり部１０４に触れたかどうかを検知することが可能となる。
【００２４】
光ファイバＡ２２ａを手すり部１０４に固定する方法としては、例えば結束バンド等で直接固定する方法や、予め光ファイバＡ２２ａの一定部分をシートに接着剤等で固定しておき、そのシートを結束バンド等で手すり部１０４に固定する方法が挙げられる。また、図においては手すり部１０４の上面に光ファイバＡ２２ａを直線状に配置しているが、蛇行状に配置し外力が加わる長さを増やすことにより、微小な外力が検知できるよう感度を上げることができる。また、手すり部１０４の上面に凹凸を設けておくことで、人物が光ファイバＡ２２ａに触れたときに光ファイバＡ２２ａに発生する曲がり量を増やすことにより、感度を上げることも可能である。
【００２５】
２２ｂは一端が光源装置Ｂ２１ｂに接続された光ファイバＢであり、光ファイバＡ２２ａと同様入力された基準光に対し、光ファイバＢ２２ｂに加えられた外力に応じた信号光を出力する。使用される光ファイバは、シングルモード光ファイバが望ましい。本実施例では図に示すように、人物１０１が就寝時に使用するベッド１０２上に蛇行状に配置されており、ベッド１０２に外力が加わったか、すなわち人物１０１がベッド上にいるか（以下、在床と記す）を検出する。人物１０１が在床状態であると、後述するシート２３ａを介して光ファイバＢ２２ｂに曲がりが発生して損失が生じるため、光ファイバＢ２２ｂへ入力された基準光に対し、パワーが低下した信号光が出力される。そのため、光ファイバＢ２２ｂから出力される信号光のパワーを検出することにより、人物１０１が在床状態であるかを検知することができる。
【００２６】
２３ａは光ファイバＢ２２ｂが配置されている面状のシートであり、外力によって容易に変形可能なように薄い布やビニール等で形成されている。光ファイバＢ２２ｂをシート２３ａに固定する方法としては、例えばシート２３ａの表面に光ファイバＢ２２ｂを接着剤で固定したり、２枚からなるシート２３ａで光ファイバＢ２２ｂを挟み込むことで固定したりするものが挙げられる。そして、シート２３ａが変形をすると、光ファイバＢ２２ｂもこれに追従して変形をするようになっている。
【００２７】
２４ａは光ファイバＡ２２ａおよび光ファイバＢ２２ｂから出力された信号光に基づいて測定対象の人物１０１がベッドから降りようとしているか、つまり離床中かを検出する検出装置である。以下、検出装置２４ａの内部構成について説明をする。２５ａはＯ／Ｅ変換器Ａであり、光ファイバＡ２２ａの他端に接続されている。そして、光ファイバＡ２２ａから信号光が入力されると電気信号に変換し出力する。２５ｂはＯ／Ｅ変換器Ｂであり、光ファイバ２２ｂの他端に接続されている。そして、光ファイバＢ２２ｂから信号光が入力されると電気信号に変換し出力する。２６ａはハイパスフィルター（以下、ＨＰＦと記す）であり、Ｏ／Ｅ変換器Ａ２５ａからの出力値の高周波成分（本実施例では１Ｈｚ以上）を出力する。
【００２８】
２７ａは演算部Ａであり、ＨＰＦ２６ａからの出力とＯ／Ｅ変換器Ｂ２５ｂからの出力に基づいて、測定対象となる人物１０１が離床中かの判定を行い、結果を出力する。ここで、どのように判定されるかについて図３及び図４を用いて説明する。
【００２９】
図３はＨＰＦ２６ａから出力値を示したものであり、光ファイバＡ２２ａからの出力について高周波成分を算出したものである。実線はＨＰＦ出力値の時間波形を示しており、横方向の破線は手すり部１０４への外力の有無を判定するための基準電圧ＶTH1を示している。そして、ＨＰＦ出力値の時間波形が基準電圧ＶTH1を超える幅で変動するようであれば手すり部１０４に外力が加わっていると判定される。例えば人物１０１の動作が就寝前、在床、離床と続いた場合には、ＨＰＦ２６ａの出力波形は次のようになる。
【００３０】
まず就寝前では手すり部１０４に外力は加わらないため、ＨＰＦ２６ａ出力は基準電圧ＶTH1内の一定値となっている。人物１０１がベッド１０２に入ろうとした場合には、短時間ではあるが手すり部１０４を触ることで光ファイバＡ２２ａに外力が加わるため、ＨＰＦ２６ａ出力は基準電圧ＶTH1を超える幅で変動する。しかし極めて短期間であるため、すぐに一定値となる。就寝中は手すり部１０４に外力は加わらないため、ＨＰＦ２６ａ出力は基準電圧ＶTH1内の一定値となる。そして、人物１０１が離床中の場合（特に足に障害をもっている人物の場合）には連続して手すり部１０４を触るため、ＨＰＦ２６ａ出力については基準電圧ＶTH1を超える幅で連続して変動が発生する。
【００３１】
図４はＯ／Ｅ変換器Ｂ２５ｂからの出力値を示したものである。実線はＯ／Ｅ出力値の時間波形を示しており、横方向の破線は人物１０１がベッド１０２上に在床状態であるかを判定するための基準電圧ＶTH2を示している。そして、Ｏ／Ｅ出力値が基準電圧ＶTH2を下回っていると、光ファイバＢ２２ｂには人物１０１の体重により生じた曲がりによって損失が発生しているとされ、人物１０１は在床状態であると判定される。
【００３２】
例えば人物１０１の動作が就寝前、在床、離床と続いた場合には、Ｏ／Ｅ出力値の波形は次のようになる。まず就寝前ではベッド１０２には人物１０１の体重が加わらないため、光ファイバＢ２２ｂには損失は発生せず（光ファイバによる伝送損失を除く）Ｏ／Ｅ出力値は基準電圧を上回った状態となっている。そして、人物１０１が在床状態であるとベッド１０２には人物１０１の体重が加わり、これに伴ってシート２３ａには歪が生じ光ファイバＢ２２ｂに曲がりが発生する。そのため、光ファイバＢ２２ｂの内部を伝送する信号光に損失が発生し、Ｏ／Ｅ出力値は基準電圧ＶTH2を下回った状態となる。
【００３３】
なお、人物１０１が寝返りをした場合には光ファイバＢ２２ｂに発生している曲がりに変化が生じるためＯ／Ｅ出力値は変動するが、シート全体に加わっている重さは変わらないため変動は微小なものであり、基準電圧ＶTH2を下回った状態が継続する。そして、人物１０１が離床すると、シート２３ａに発生していた歪がなくなり光ファイバＢ２３ｂに発生していた曲がりもなくなるため、Ｏ／Ｅ出力値は基準電圧ＶTH2を超えたものとなる。（但し、基準電圧ＶTH2の設定値よっては、人物の離床時にＯ／Ｅ出力値と基準電圧ＶTH2が一致する場合もある。）
【００３４】
以上、図を用いて検出装置２４ａについて説明をしたが、検出装置２４ａには図示せぬ操作部が設けられており、システム全体の起動の際や、基準電圧の設定等に使用される。
【００３５】
２８ａは通信装置であり、検出装置２４ａからの出力に基づいて外部のモニタ装置に通報等を行うものである。具体的には人物１０１が離床中との判定結果が入力された場合に、通報を行う。２９ａは警報装置であり、検出装置２４ａからの出力に基づいて警報を発するものである。具体的には人物１０１が離床中との判定結果が入力された場合に、警報を発する。
【００３６】
次に図５より動作について説明をする。監視者（本実施例におけるシステムの利用者）により検出装置２４ａの図示せぬ操作部で監視開始の操作が行われると、基準電圧ＶTH1と基準電圧ＶTH2の設定が行われる（Ｓ１）。設定は以下の手順で行われる。検出装置２４ａでは、監視開始の操作が行われる前のＨＰＦ２６ａからの高周波成分出力値と、Ｏ／Ｅ変換器Ｂ２５ｂのＯ／Ｅ出力値がモニタされており、開始操作が行われる直前であって値に変動がない時の平均値が算出される。そしてこの平均値に対し、高周波成分の平均値については予め設定されている値が加算され、基準電圧ＶTH1が算出される。また、Ｏ／Ｅ出力値の平均値に対しては予め設定されている値が減算され、ＶTH2が算出される。
【００３７】
光源装置Ａ２１ａから出力された基準光が入力し、光ファイバＡ２２ａを伝送して出力された信号光は、Ｏ／Ｅ変換器Ａ２５ａで電気信号に変換される（Ｓ２）。続いてＯ／Ｅ変換器Ａ２５ａから出力された電気信号はＨＰＦ２６ａで高周波成分が算出される（Ｓ３）。そしてＨＰＦ２６ａから出力された高周波成分値は演算部２７ａに入力され、基準電圧ＶTH1と比較される（Ｓ４）。ここで、基準電圧ＶTH1を超えない値であれば、人物は手すり部１０４を触れていないと判定され、Ｓ２に戻って監視が継続される。基準電圧ＶTH2を超える幅で変動が続く場合には、人物は手すり部１０４ａを触っていると判定され、次のステップに進む。
【００３８】
光源装置Ｂ２１ｂから出力された基準光が入力し、光ファイバＢ２２ｂを伝送して出力された信号光は、Ｏ／Ｅ変換器Ｂ２５ｂで電気信号に変換される（Ｓ５）。続いてＯ／Ｅ変換器Ｂ２５ｂから出力された電気信号は演算部２７ａに入力され、パワーについて基準電圧ＶTH2と比較される（Ｓ６）。基準電圧ＶTH2よりも低い値の場合には、人物はベッド上に在床状態であると判定され、Ｓ２に戻って監視が継続される。基準電圧ＶTH2を超える場合には人物は離床中と判定される（Ｓ７）。
【００３９】
Ｓ７において人物が離床中と判定されると、通信装置２８ａによって離床中を知らせる情報が外部に発せられる（Ｓ８）。次いで、警報装置２９ａによって色彩や音によって人物が離床を知らせる警報が発せられる（Ｓ９）。そして、監視者が離床中である旨の情報を確認し、操作部を操作し情報確認の旨を入力すると、通信装置２８ａによる通報の発信と、警報装置２９ａによる警報の発報が停止する。
【００４０】
以上のように本発明における第１の実施例によれば、監視対象の人物が完全に離床をする前の離床をしようとしている段階で検知することができる。そのため、人物が例えば足に障害を持っている場合に、一人で無理に立ちあがろうとして転倒をする前に、監視者が駆け付けることが可能となる。また、人物のプライバシーを考慮しつつ監視を行うことができるとともに、監視者に対して個人情報保護の対策のための負担がかかることがない。また、センサ部分に光ファイバを用いているため、電気センサと比べると人物が水をセンサ上にこぼした場合でも故障しにくく、感電することもない。
【実施例２】
【００４１】
続いて図６および図７を用いて実施例２の構成について説明する。図６は実施例２のシステムの使用状況の概要を示したものであり、図７は実施例２のシステムの構成を示したものである。
【００４２】
監視対象人物１０１、ベッド１０２、柵１０３、手すり部１０４は実施例１と同様の構成である。また、光源装置Ａ２１ａ、シート２３ａ、ＨＰＦ２６ａ、通信装置２８ａ、警報装置２９ａは実施例１と同様の構成、機能を有している。２２ｃは光ファイバ２２ａと同様の構成であり一端が光源装置Ａ２１ａに接続された光ファイバＣである。実施例１では手すり部１０４上とベッド１０２上には異なる光ファイバを配置していたが、本実施例では手すり部１０４上からベッド１０２上にかけて一連で光ファイバ２２ｃが配置されている。そして、人物１０１が手すり部１０４に触れたかについてと、人物１０１がベッド１０２上に在床状態であるかについて、１本の光ファイバで検知する。なお、光ファイバ２２ｃを手すり部１０４に固定する方法や、ベッド１０２上に配置する方法は実施例１と同様である。
【００４３】
２４ｂは光ファイバＣ２２ｃから出力された光信号に基づいて測定対象の人物１０１が離床中かを検出する検出装置である。以下、検出装置２４ｂの内部構成について説明をする。
【００４４】
２５ｃはＯ／Ｅ変換器Ｃであり、光ファイバＣ２２ｃから信号光が入力されると電気信号に変換し出力する。２６ａはＨＰＦであり、Ｏ／Ｅ変換器Ｃ２５ｃからの出力値の高周波成分（本実施例では１Ｈｚ以上）を出力する。３０ａはローパスフィルター（以下、ＬＰＦと記す）であり、Ｏ／Ｅ変換器Ｃ２５ｃからの出力信号について、所定の周波数よりも低い周波数成分（本実施例では１Ｈｚ未満）を通過させるものである。
【００４５】
２７ｂは演算部Ｂであり、ＨＰＦ２６ａからの出力とＬＰＦ３１ａからの出力に基づいて、人物１０１が離床中かの判定を行い、結果を出力する。ここで、どのように判定されるかの内容について図８から１０を用いて説明する。図８はＯ／Ｅ変換器Ｃ２５ｃの出力を示したものである。そして、人物１０１の動作が就寝前、在床、離床と続いた場合には、Ｏ／Ｅ変換後の波形は次のようになる。まず就寝前では手すり部１０４に外力は加わらないため、波形は一定値となっている。人物１０１がベッド１０２に在床状態であると、ベッド１０２上に配置した光ファイバＣ２２ｃには人物の体重による曲がりが発生するため、内部を伝送する信号光に損失が発生し、出力は大きく低下する。また、人物１０１がベッド１０２上で寝返り等の動きをすると光ファイバＣ２２ｃの曲がり具合が変わるため波形が変動するが、光ファイバＣ２２ｃに加わる外力の大きさは変わらないため、出力は低下したままである。
【００４６】
人物１０１が離床すると、ベッド１０２上において光ファイバＣ２２ｃに発生していた曲がりがなくなり、損失もなくなるため出力は就寝前と同じレベルとなる。一方で離床中には人物１０１は手すり部１０４を連続して触るため、手すり部１０４上に配置された光ファイバには曲がりが発生し、内部を伝送する信号光に損失が発生して、出力が低下する。しかし、人物１０１により手すり部１０４に加わる外力は一定ではなく、また光ファイバＣ２２ｃにおいて曲がりが生じる長さはベッド１０２上と比べると短くなっている。そのため、光ファイバＣ２２ｃに発生する損失は、ベッド１０２上の外力で発生するものに対して小さく、また連続した変動が発生しているものとなる。
【００４７】
図９はＨＰＦ２６ａから出力値を示したものである。実線はＨＰＦ２６ａ出力値の時間波形を示しており、横方向の破線は光ファイバＣ２２ｃへ加わる一定ではない外力の有無を判定するための基準電圧ＶTH3を示している。ここでの一定ではない外力は、ベッド１０２上において人物１０１が動くこと、若しくは人物１０１が手すり部１０４を触ることによって発生する。そして、ＨＰＦ２６ａ出力において基準電圧ＶTH3を超える幅での変動が連続して続けば、光ファイバ２２ｃに一定ではない外力が加わっていると判定される。
【００４８】
図１０はＬＰＦ３０ａからの出力値を示したものである。実線はＬＰＦ３０ａ出力値の時間波形を示しており、横方向の破線は光ファイバＣ２２ｃへ加わる継続的な外力の有無を判定するための基準電圧ＶTH4を示している。ここでの継続的な外力は、人物１０１がベッド上に在床状態であることによって発生する。そして、ＬＰＦ出力値が基準電圧ＶTH4を下回っていると、継続的な外力が加わっている、つまりベッド１０２上に人物１０１が在床状態であると判定される。
【００４９】
以上、図を用いて検出装置２４ｂについて説明をしたが、検出装置２４ｂには検出装置２４ａと同様に図示せぬ操作部が設けられている。
【００５０】
次に図１１より動作について説明をする。監視者により検出装置２４ｂの図示せぬ操作部で監視開始の操作が行われると、基準電圧ＶTH3と基準電圧ＶTH4の設定が行われる（Ｓ１１）。なお、設定は以下の手順で行われる。検出装置２４ｂでは、監視開始の操作が行われる前のＨＰＦ２６ａからの出力値と、ＬＰＦ３１ａの出力値がモニタされており、開始操作が行われる直前であって値に変動がない時の平均値が算出される。そしてこの平均値に対し、ＨＰＦの平均値については予め設定されている値が加算され、基準電圧ＶTH3が算出される。また、ＬＰＦ出力値の平均値に対しては予め設定されている値が減算され、ＶTH4が算出される。
【００５１】
光源装置Ａ２１ａから出力され、光ファイバＣ２２ｃを伝送して出力された光信号はＯ／Ｅ変換器Ｃ２５ｃで電気信号に変換される（Ｓ１２）。続いてＯ／Ｅ変換器Ｃ２５ｃから出力された電気信号は二方向に分岐され、一方はＨＰＦ２６ａに入力し、所定の周波数よりも高い周波数成分が算出される（Ｓ１３）。また、他方はＬＰＦ３１ａに入力し、所定の周波数よりも低い周波数成分が算出される（Ｓ１４）。そしてＨＰＦ２６ａから出力された電気信号は演算部２７ｂに入力し、基準電圧ＶTH3と比較される（Ｓ１５）。基準電圧ＶTH3を超えない値であれば、人物１０１は手すり部１０４を触れていないと判定され、Ｓ１２に戻って監視が継続される。連続して基準電圧ＶTH3を超える値が続く場合には人物１０１は手すり部１０４を触っていると判定され、次のステップに進む。
【００５２】
ＬＰＦ３１ａから出力された電気信号は演算部２７ｂに入力し、パワーについて基準電圧ＶTH4と比較される（Ｓ１６）。基準電圧ＶTH4を超えない場合には、人物１０１はベッド１０２上に在床状態であると判定され、Ｓ１２に戻って監視が継続される。基準電圧ＶTH4を超えた場合には人物１０１は離床中と判定される（Ｓ１７）。
【００５３】
Ｓ１７において人物１０１が離床中と判定されると、通信装置２８ａによって離床を知らせる情報が外部に発せられる（Ｓ１８）。次いで、警報装置２９ａによって色彩や音によって人物１０１が離床を知らせる警報が発せられる（Ｓ１９）。そして、監視者が離床した旨の情報を確認し（Ｓ２０）、操作部を操作し離床情報確認の旨を入力すると、通信装置２８ａによる通報の発信と、警報装置２９ａによる警報の発報が停止する。
【００５４】
以上のように本発明における第２の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果を得ることができると共に、１本の光ファイバで手すり部１０４への入力と、ベッド１０２上の入力を検出することができる。そのため、光源が１台で済むとともに光ファイバの必要長が短くなり、システムを簡略化することが可能となる。
【００５５】
（実施例２の変形例１）
続いて図１２を用いて実施例２の変形例２の構成について説明する。本変形例１は実施例２に対して若干異なる構成となっているが、センサとして機能する光ファイバから出力された信号光に基づき、人物が離床中であるかを判定する判定手段の内容については実施例２と同様となっている。ここでは、実施例２に対して相違点のみを説明をする。
【００５６】
３１ａは光ファイバ２３ａの末端に設けられた偏光子であり、光ファイバ２２ｃから出力される信号光を直線偏光に変える素子である。つまり、光ファイバＣ２２ｃから出力される光信号のうち、任意の直線偏光成分のみを透過させるものである。偏光子３０ａに使用されるものとしては、例えば偏光プリズム、偏光板、複屈折（偏波保持）光ファイバ等が挙げられる。図１３は光ファイバ内の偏光状況の変化を示したものである。光ファイバに外力が加わらない、つまり変形が生じない時は、偏光状態は一定である。そして、外力が加わると図示するように偏光状態は円偏光、直線偏光、楕円偏光等、ランダムに変化をする。
【００５７】
図１４は偏光子３１ａにおいて、コア部３１１ａが楕円形状の複屈折光ファイバを用いた場合の例を示したものである。入射光が直線偏光であって、その偏光面が楕円形状のコア部３１１ａの直軸方向に平行であるとき、偏光子３１ａは入射光の全てのパワー（図１４のパワーＰ１）を出射する。一方、入射光が直線偏光であって、その偏光面が楕円形状のコア部３１１ａの直軸方向に垂直であるとき、偏光子３１ａは、入射光のパワーのうち、コア部３１１ａの短軸方向を通過するパワー（図１４のパワーＰ２）のみを出射する。このようにして、偏光子３１ａは入射光の任意の直線偏光成分のみを透過して出射する。
【００５８】
人物１０１の動作が就寝前、在床、離床と続いた場合に、偏光子３１ａからの信号光がＯ／Ｅ変換器Ｃ２５ｃで電気信号に変換された際の出力波形は図８に示した通りとなり、実施例２と同様となる。また、ＨＰＦ２６ａからの出力波形、ＬＰＦ３０ａからの出力波形も図９および図１０に示した通りとなる。ただし、図９に示されているＨＰＦ出力値は、実施例２では手すり部１０４上の光ファイバ２２ｃに発生した曲がりによって生じている。これに対し、本変形例では手すり部１０４上の光ファイバ２２ｃに加えられた径方向の圧縮力によって、内部を伝送する信号光の偏光面が変化することで発生している。そのため、本変形例においては光ファイバ２２ｃに曲がりが発生しなくても手すり部１０４上に加わった外力を検知できるため、実施例２に対して感度が向上する。
【００５９】
図１５は動作フローを示している。実施例２のＳ１（図１５ではＳ２１）とＳ２（図１５ではＳ２３）の間にＳ２２が新たに加えられており、その他の動作については実施例２と同一である。Ｓ２２では、光源装置Ａ２１ａから出力され、光ファイバ２２ｄを伝送して出力された信号光が、偏光子３１ａに入力し、コア部３１１ａを通過した信号光のみがＯ／Ｅ変換器Ｃ２５ｃに出力される。そして、以後Ｓ２３からＳ３１までの動作が行われ、人物が１０１が離床しようとしているかが検知されるとともに、その旨が通知・通報される。
【００６０】
以上のように本発明の実施例２の変形例１によれば、実施例２の効果に加え、手すり部１０４への外力の有無、つまり人物１０１が手すり部１０４を触れているかを検知する際の感度について向上させることが可能となる。
【００６１】
（実施例２の変形例２）
続いて図１６を用いて実施例２の変形例２の構成について説明する。本変形例は実施例２に対して若干異なる構成となっているが、センサとして機能する光ファイバから出力された信号光に基づき、人物が離床中であるかを判定する判定手段の内容については実施例２と同様となっている。ここでは、実施例２に対して相違点のみを説明をする。
【００６２】
２２ｄは一端が光源装置Ａ２１ａに接続され手すり部１０４上に配置される光ファイバであり、マルチモード光ファイバから構成されている。２２ｅは一端がマルチモード光ファイバ２２ｄの他端に、他端がＯ／Ｅ変換器２５ｃに接続され、ベッド１０３上のシート２３ａに配置されている光ファイバであり、シングルモード光ファイバから構成されている。
【００６３】
図１６はマルチモード光ファイバ２２ｄとシングルモード光ファイバ２２ｅとの接続部２２１の接合状態を示した説明図である。マルチモード光ファイバ２２ｄにおいて２２１ａは信号光が伝送するコア部、２２１ｂはその外周に設けられているクラッド部である。シングルモード光ファイバ２２ｅにおいて２２１ｃは信号光が伝送するコア部、２２１ｄはその外周に設けられているクラッド部である。２２１ｅはマルチモード光ファイバ２２ｄとシングルモード光ファイバ２２ｅとの接続点である。図では融着接続されている例を示しているが、コネクタによる接続としても構わない。なお、シングルモード光ファイバ２２ｅのコア部２２１ｃの径（コア径）は、マルチモード光ファイバ２２ｄのコア部２２１ａの径（コア径）より小さい。このため、シングルモード光ファイバ２２ｅのコア部２２１ｃは、接合点２２１ｅにおいてマルチモード光ファイバ２２ｄのコア部２２１ａの一部分と接続されている。
【００６４】
図１７は接合点２２１ｅの断面を示したものであり、上部が左断面を、下部が右断面を夫々示したものである。同図に示すように、マルチモード光ファイバ２２ｄはコア部２２１ａ内に複数の伝送路を有するのに対し、シングルモード光ファイバ２２ｅはコア部２２１ｃ内に一つのみ伝送路を有する。そして、光ファイバに外力が作用していない場合には、マルチモード光ファイバ２２ｄのコア部２２１ａには複数の信号光の伝送路２３１−１、２３１−２、・・・、２３１−ｎが存在する。この複数の伝送路における光の量はほぼ同等である。この複数の伝送路のうちマルチモード光ファイバ２２ｄからシングルモード光ファイバ２２ｅに入り込み、伝送される信号光は、接合点２２１ｅにおいてシングルモード光ファイバ２２ｅのコア部２２１ｃに位置する伝送路２３１−２の信号光のみである。
【００６５】
一方、外力（圧縮力）がマルチモード光ファイバ２２ｅの径方向に作用すると、マルチモード光ファイバ２２ｅは押圧されることにより各伝送路の光の量に偏りが生じて、各伝送路の光の状態が変化する。すると、シングルモード光ファイバ２２ｅの伝送路２３１−２に伝送される光の量も変動し、シングルモード光ファイバ２２ｅを介してＯ／Ｅ変換器２５ｃに入力される光の量が著しく変動する。
【００６６】
したがって、変形例２において人物１０１が手すり部１０４を触れている場合には、マルチモード光ファイバ２２ｄには径方向から一定ではない圧力が加わり、マルチモード光ファイバ２２ｄ内の各伝送路を伝送する光の状態は変動することとなる。その結果、マルチモード光ファイバ２２ｄを介してシングルモード光ファイバ２２ｅから出力される光信号の光量（パワー）も顕著に変動することとなる。よって、実施例２と同様に、検出装置Ｃ２４ｃに入力される信号光について、ＨＰＦ２６ａによる高周波成分算出後の信号に微小変動があるかを検出することで、手すり部１０４への外力の有無を検知することが可能となる。
【００６７】
一方で、シングルモード光ファイバ２２ｅが設置されているベッド１０３上で人物の体重による外力が加わり、シート２３ａ及びシングルモード光ファイバ２２ｅに曲げが発生した場合には、内部を伝送する信号光に損失が発生することとなる。よって、実施例２と同様に、検出装置Ｃ２４ｃに入力される信号光について、ＬＰＦ３０ａによる低周波成分算出後の信号が基準電圧を超えているかを検出することで、ベッド１０２上に人物１０１が在床状態であるかを検知することが可能となる。
【００６８】
検出装置Ｂ２４ｂは実施例２と同一となっており、入力された信号への処理内容も同一となっている。人物の動作が就寝前、在床、離床と続いた場合のＯ／Ｅ変換器Ｃ２５ｃからの出力波形、ＨＰＦ２６ａからの出力波形、ＬＰＦ３０ａからの出力波形は図８から図１０に示したものとなる。ただし、図９に示されているＨＰＦ出力値の変動は、実施例２では手すり部１０４上の光ファイバ２２ｃに発生した曲がりによって生じている。これに対し、本変形例では手すり部１０４上のマルチモード光ファイバ２２ｄに加えられた径方向の圧縮力によって、内部の信号光が伝送する各伝送路の光の量が変化し、マルチモード光ファイバ２２ｄからシングルモード光ファイバ２２ｅに伝送する光の量が変化することで発生している。そのため、本変形例においては光ファイバ２２ｃに曲がりが発生しなくても手すり部１０４上に加わった外力を検知できるため、実施例２に対して感度が向上する。
【００６９】
検知の動作は図１１に示したフローの通り行われる。すなわち、ＨＰＦ２６ａからの出力値が基準電圧ＶＴＨ3を超える幅での変動が連続して続くか、及びＬＰＦ３１ａからの出力値が基準電圧ＶＴＨ4を超える状態が連続して続くかによって離床中であるかが判定される。そして、離床中と判定された場合には通信装置２８ａによって離床情報が外部に送信され、警報装置２９ａによって警報が発報される。
【００７０】
以上のように本発明の実施例２の変形例２によれば、実施例２の効果に加え、手すり部１０４への外力の有無、つまり人物１０１が手すり部１０４を触れているかを検知する際の感度について向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例１のシステム使用状況図
【図２】実施例１のシステム構成図
【図３】ＨＰＦ出力説明図
【図４】Ｏ／Ｅ変換出力説明図
【図５】実施例１の動作フロー
【図６】実施例２のシステム使用状況図
【図７】実施例２のシステム構成図
【図８】Ｏ／Ｅ変換出力説明図
【図９】ＨＰＦ出力説明図
【図１０】ＬＰＦ出力説明図
【図１１】実施例２の動作フロー
【図１２】実施例２変形例１のシステム構成図
【図１３】光ファイバ内の偏光状況説明図
【図１４】偏光子のコア形状における光透過状況説明図
【図１５】実施例２変形例１の動作フロー
【図１６】実施例２変形例２のシステム構成図
【図１７】ファイバ接続点説明図
【図１８】接続点における光伝送状況説明図
【符号の説明】
【００７２】
１０４：手すり部
２１：光源装置
２２：光ファイバ
２２ｄ：マルチモード光ファイバ
２２ｅ：シングルモード光ファイバ
２２１ａ、２２１ｃ：コア部
２２１ｂ、２２１ｄ：クラッド部
２４：検知部
２５：Ｏ／Ｅ変換器
２６：ＨＰＦ
２７：演算部
３０：ＬＰＦ
３１：偏光子
【図１】
2007128161.tif 000003
【図２】
2007128161.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007128161.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2007128161.tif 000009
【図８】
2007128161.tif 000010
【図９】
2007128161.tif 000011
【図１０】
2007128161.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2007128161.tif 000014
【図１３】
2007128161.tif 000015
【図１４】
2007128161.tif 000016
【図１５】
2007128161.tif 000017
【図１６】
2007128161.tif 000018
【図１７】
2007128161.tif 000019
【図１８】
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