(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知された場合に、信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上の正常範囲にあるときを正常状態であり得ると判断し、正常範囲にないときを異常状態であり得ると判断する人体異常検知器であって、
予め定められた閾値調整設定期間において前記検知出力の信号における山の頂点の値のうち初期設定された前記閾値以上の値を検出し、これら検出した山の頂点の値の最小値に基づいて前記閾値を再設定することを特徴とする人体異常検知器。
【請求項２】
検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知された場合に、信号の検知間隔が、所定の高限界値以下かつ低限界値以上の正常範囲にあるときを正常状態であり得ると判断し、正常範囲にないときを異常状態であり得ると判断する人体異常検知器であって、
予め定められた限界値調整設定期間において、前記検知出力の信号における前記閾値以上の山の頂点の値の時間間隔を複数検出し、これら複数の時間間隔における最小の値を前記低限界値に設定するとともに最大の値を前記高限界値として設定することを特徴とする人体異常検知器。
【請求項３】
予め定められた閾値調整設定期間において前記検知出力の信号における山の頂点の値のうち初期設定された前記閾値以上の値を検出し、これら検出した山の頂点の値の最小値に基づいて前記閾値を再設定することを特徴とする請求項２に記載の人体異常検知器。
【請求項４】
前記検知間隔が前記高限界値よりも大きいときを、呼吸数が減少している異常状態であり得ると判断する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の人体異常検知器。
【請求項５】
前記検知間隔が前記低限界値よりも小さいときを、呼吸数が増加しているか又は変位が多い異常状態であり得ると判断する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の人体異常検知器。
【請求項６】
複数の前記信号が前記所定期間内に検知された場合に、前記検知間隔が前記正常範囲に含まれる前記信号が、予め設定された個数又は割合であるときに、正常状態であると判断する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器。
【請求項７】
複数の前記信号が前記所定期間内に検知された場合に、前記検知間隔が前記正常範囲に含まれる前記信号の平均値が、予め設定された所定範囲にあるときに、正常状態であると判断する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器。
【請求項８】
検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知されない場合に、無呼吸状態の異常状態であるか又は前記検知対象者の不在状態と判断する人体異常検知器において、
過去の状態履歴を保持し、その過去の状態履歴に基づいて、無呼吸状態の異常状態又は前記検知対象者の不在状態のいずれかであるかを判断することを特徴とする人体異常検知器。
【請求項９】
前記送波信号と前記受波信号とのミキシングにより、前記検知エリアまでの検知距離を限定した請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の人体異常検知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベットや布団に就床する検知対象者に異常が発生したのを検知する人体異常検知器に関し、特に、患者や一人暮らしの老人等がベッドや布団に入った後に、病気や事故により異常状態に陥ったときに、これを検知して報知する人体異常検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベットや布団に就床している患者や一人暮らしの老人等の検知対象者が、異常を感じたときに、その異常を報知する異常報知システムとして、例えば、呼出用のスイッチ等が提案されている。
【０００３】
また、前述の検知対象者が、異常状態になっていることを検知する方法として、テレビカメラ等を設置して、検知対象者を常時監視し、リアルタイムで検知対象者の異常状態を検知する異常報知システムが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の異常報知システムのうち、呼出用のスイッチ等にあっては、容態が急変してスイッチを操作できなくなる場合には対応できず、また、夜間等の暗闇ではスイッチが見付からなく恐れが考えられる。
【０００５】
また、上記した従来の異常報知システムのうち、テレビカメラ等を設置して、検知対象者を常時監視する方法を用いるものにあっては、検知対象者をリアルタイムで監視できるために、夜間や容態急変時に対応できるという面はあるものの、検知対象者のプライバシーを侵害する恐れがある。
【０００６】
このような問題点を解決するために、特開２０００−１０２５１５号公報により開示された身体状態検出具１００が存在する。このものは、電磁波送受信センサ１００ａを用いて被験者の身体状態を検出可能とする身体状態検出具１００であって、電磁波送受信センサＳが被験者のための寝具（ベッド）２００に内蔵されてなるものである。
【０００７】
このものでは、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができるものの、電磁波送受信センサ１００ａを寝具（ベッド）２００に内蔵しなくてはならず、さらに、電磁波送受信センサ１００ａを内蔵して特別に用意した寝具（ベッド）２００を配置するスペースを確保しなくてはならないという問題がある。
【０００８】
上記した特開２０００−１０２５１５号公報により開示された身体状態検出具１００の他に、ベッド等の寝床に重畳センサや加圧センサ等を設置して、それらのセンサにより異常動作を検知したり、体温・脈拍・呼吸数等をそれぞれ温度センサ・脈拍計・呼吸検知用のゴムチューブを利用して異常値を検知したりする方法を用いた異常報知システムが考えられている。
【０００９】
しかしながら、このような異常報知システムであっても、重畳センサや加圧センサというような比較的大掛かりなセンサを設置したベッド等を特別に用意しなければならず、さらには、そのような特別に用意したベッド等を配置するスペースを確保しなくてはならないというような問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、その目的とするところは、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができる人体異常検知器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１記載の人体異常検知器は、検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知された場合に、信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上の正常範囲にあるときを正常状態であり得ると判断し、正常範囲にないときを異常状態であり得ると判断する人体異常検知器であって、予め定められた閾値調整設定期間において前記検知出力の信号における山の頂点の値のうち初期設定された前記閾値以上の値を検出し、これら検出した山の頂点の値の最小値に基づいて前記閾値を再設定する構成にしている。
請求項２記載の人体異常検知器は、検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知された場合に、信号の検知間隔が、所定の高限界値以下かつ低限界値以上の正常範囲にあるときを正常状態であり得ると判断し、正常範囲にないときを異常状態であり得ると判断する人体異常検知器であって、予め定められた限界値調整設定期間において、前記検知出力の信号における前記閾値以上の山の頂点の値の時間間隔を複数検出し、これら複数の時間間隔における最小の値を前記低限界値に設定するとともに最大の値を前記高限界値として設定する構成にしている。
請求項３記載の人体異常検知器は、請求項２に記載の人体異常検知器において、予め定められた閾値調整設定期間において前記検知出力の信号における山の頂点の値のうち初期設定された前記閾値以上の値を検出し、これら検出した山の頂点の値の最小値に基づいて前記閾値を再設定する構成にしている。
【００１４】
請求項４記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、前記検知間隔が前記高限界値よりも大きいときを、呼吸数が減少している異常状態であり得ると判断する構成にしている。
【００１５】
請求項５記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、前記検知間隔が前記低限界値よりも小さいときを、呼吸数が増加しているか又は変位が多い異常状態であり得ると判断する構成にしている。
【００１６】
請求項６記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、複数の前記信号が前記所定期間内に検知された場合に、前記検知間隔が前記正常範囲に含まれる前記信号が、予め設定された個数又は割合であるときに、正常状態であると判断する構成にしている。
【００１７】
請求項７記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、複数の前記信号が前記所定期間内に検知された場合に、前記検知間隔が前記正常範囲に含まれる前記信号の平均値が、予め設定された所定範囲にあるときに、正常状態であると判断する構成にしている。
【００２２】
請求項８記載の人体異常検知器は、検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知されない場合に、無呼吸状態の異常状態であるか又は前記検知対象者の不在状態と判断する人体異常検知器において、過去の状態履歴を保持し、その過去の状態履歴に基づいて、無呼吸状態の異常状態又は前記検知対象者の不在状態のいずれかであるかを判断する構成にしている。
請求項９記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、前記送波信号と前記受波信号とのミキシングにより、前記検知エリアまでの検知距離を限定した構成にしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の人体異常検知器の一実施形態を図１乃至図９に基づいて以下に説明する。
【００２５】
１は電源回路部で、この人体異常検知器１０の各部に給電するためのものである。２はマイクロ波ドップラー式センサ部で、マイクロ波を発振するＭＷ波発振器２ａ、マイクロ波を送波するための送信アンテナ２ｂ、検知対象者２０等により反射されたマイクロ波の反射波を受波する受信アンテナ２ｃ、受波された反射波を送波したマイクロ波にミキシングしてミキサ信号を出力するミキサ２ｄより構成される。このマイクロ波ドップラー式センサ部２は、受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者２０を検知する。
【００２６】
３は増幅回路部で、ミキサ２ｃから出力されたミキサ信号を増幅する。４は比較回路部で、増幅回路部３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。なお、この比較回路部４は、アナログ出力のままで、検知対象者２０が正常状態又は異常状態のいずれであるかを判断するときは、図２に示すように、設けられなくてもよい。
【００２７】
５は信号処理部で、比較回路部４からデジタルのミキサ信号が入力され、そのミキサ信号、すなわち、マイクロ波ドップラー式センサ部２からの検知出力と検知対象者２０の呼吸等に伴う変位とを対応付けて、検知対象者２０が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するための信号処理を行う。６は出力回路部で、信号処理部５による信号処理結果を外部に出力する。７は切替設定スイッチで、信号処理部５による信号処理の条件を設定するよう、後述する閾値並びに高限界値及び低限界値を設定する。
【００２８】
この人体異常検知器１０は、加圧センサや重畳センサと比較して、小型のものとなっており、例えば、図３（ａ）に示すように、検知対象者２０が就床するベッドの底面に設置される。なお、同図（ｂ）に示すように、天井等のベッド上方に設置してもよく、また、同図（ｃ）に示すように、マイクロ波の送波方向を横方向として設置してもよく、さらには、同図（ｄ）に示すように、壁や天井等に取り付けてマイクロ波の送波方向を斜め方向として設置してもよい。
【００２９】
ただし、同図（ａ）乃至（ｄ）のいずれであっても、検知対象者２０とこの人体異常検知器１０との間の障害物の有無や検知距離等の環境に応じて、切替設定スイッチ７により後述する閾値を下げる設定をしたり、増幅回路部３による増幅用のゲインを上げる調整をする等の処置は必要である。
【００３０】
なお、同図（ａ）乃至（ｄ）のいずれでも、この人体異常検知器１０のマイクロ波の送波方向が、ベッドの長手方向中央、すなわち検知対象者２０の中央に向かっているが、例えば、十分に検知可能であれば、この人体異常検知器１０のマイクロ波の送波方向が、ベッドの長手方向中央でなくてもよい。
【００３１】
次に、この人体異常検知器１０による信号処理について、図４乃至図７に基づいて以下に説明する。図４（ａ）は、検知対象者２０の呼吸が正常状態である場合の増幅回路部３からのアナログ出力を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したアナログ出力を比較回路部４によりデジタル信号としたものである。
【００３２】
このものの人体異常検知器１０の信号処理部５では、同図（ａ）に示したアナログ出力のうち閾値以上であって判断に有効とされる出力信号の周期である検知間隔ｔ、すなわち、アナログ出力が比較回路部４の有するコンパレータにより「Ｈ」又は「Ｌ」とされる同図（ｂ）に示したパルス信号の周期である検知間隔ｔを、予め設定された所定期間内で検知し、その検知間隔ｔが、予め設定された高限界値以下であり、かつ、予め設定された低限界値以上の正常範囲にあるか否かを判定する。その結果、上記した正常範囲にある場合を正常状態であり得ると判断し、正常範囲にないときを異常状態であり得ると判断する。
【００３３】
前述した同図（ａ）及び同図（ｂ）は、検知対象者２０の呼吸が正常状態である場合を示しているのであるから、当然のことながら、検知間隔ｔが正常範囲にある。
【００３４】
上記したように、検知間隔ｔが正常範囲にあるか又は否かでもって、検知対象者２０が正常状態であるか又は異常状態であるかを判断するのは、ドップラー方式において重要な周波数値がそれぞれ有する類似の傾向を掴むことができ、また、周波数値そのものを算出するよりも、計算が簡略であるからである。なお、パルス信号のパルス幅でもって、検知対象者２０が正常状態であるか又は異常状態であるかを判断するようにしてもよい。
【００３５】
これに対して、図５（ａ）は、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態である場合の増幅回路部３からのアナログ出力を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したアナログ出力を比較回路部４によりデジタル信号としたものである。同図（ａ）及び同図（ｂ）では、検知間隔ｔは、予め設定された高限界値より大きくなっており、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態に対応したものとなっている。この場合では、アナログ出力のレベルも低下しているために、アナログ出力のうち有効出力と判断されて検知される割合も低下するので、そのことでも、検知間隔ｔが大きくなる。
【００３６】
また、図６（ａ）は、検知対象者２０が激しく動作している異常状態、すなわち、呼吸が激しくなっている状態や、痙攣状態である場合の増幅回路部３からのアナログ出力を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したアナログ出力を比較回路部４によりデジタル信号としたものである。同図（ａ）及び同図（ｂ）では、検知間隔ｔは、予め設定された低限界値より小さくなっており、検知対象者２０の呼吸が多かったり検知対象者２０の変位が激しくなっている異常状態に対応したものとなっている。
【００３７】
さらに、図７（ａ）は、例えば、検知対象者２０が正常の呼吸動作を行いながら、通常の寝返りを行うというような、検知対象者２０が正常状態でありながら、異常状態ともとれるノイズが混じっている場合の増幅回路部３からのアナログ出力を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したアナログ出力を比較回路部４によりデジタル信号としたものである。
【００３８】
この場合、検知間隔ｔは、基本的には、図４（ａ）及び（ｂ）の場合と同様に、正常範囲にありながら、一時的に、低限界値よりも小さい値をとることになる。従って、予め設定された所定期間内で検知された検知間隔ｔのうち、正常範囲にあるものが、予め設定された個数以上、例えば３個以上が検知されるか、又は、予め設定された割合以上、例えば、６０％以上のものが、正常範囲にあるときに、正常状態と判断される。
【００３９】
ここで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように明らかに正常範囲にある場合の検知間隔ｔを検知間隔ｔ１とし、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態であって予め設定された高限界値より大きい検知間隔ｔを検知間隔ｔ２とし、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように検知対象者２０の呼吸が多い異常状態であって予め設定された高限界値より小さい検知間隔ｔを検知間隔ｔ３とし、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように検知対象者２０が正常状態であるが異常状態ともとれるノイズが混じっている場合の検知間隔ｔを検知間隔ｔ４とする。これらの検知間隔ｔ１〜検知間隔４を図８（ａ）に示す。これらの検知間隔ｔ１〜検知間隔４に基づいて、以下に示すアルゴリズムにより、検知対象者２０が正常状態又は異常状態であるかを判断することができる。ただし、Ｔ１＝ｔ０±ｔｇとする。ｔ０は、例えば、３秒等の基準値である。また、ｔｇは、例えば、０．５秒等のばらつき値である。
【００４０】
また、ｔ０−ｔｇ≦検知間隔ｔ１≦ｔ０＋ｔｇとすると、例えば、所定期間が１分であるとき、所定期間内で検知された検知間隔ｔが次に示す関係、すなわち、検知間隔ｔ＞ｔ０＋ｔｇであるか、検知間隔ｔ＜ｔ０−ｔｇであるか、又は、検知間隔ｔ≦ｔ０＋ｔｇであって検知間隔ｔ＜ｔ０−ｔｇもとるかによって、明らかな正常状態、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態、検知対象者２０の呼吸が多いは検知対象者２０の変位が多い異常状態、又は、正常状態であるが異常状態ともとれるノイズが混じっている状態のいずれかであるかを判断することができる。
【００４１】
さらに、上記した４通りの状態のいずれかであるかを判断する考え方として、次に示すものがある。これは、予め設定された所定期間内で検知された検知間隔ｔの平均値（ｔＡＶＲ）により、上記した４通りの状態のいずれかであるかを判断するものである。
【００４２】
これは、ｔ３（ＡＶＲ）＜ｔ４（ＡＶＲ）＜ｔ１（ＡＶＲ）＜ｔ２（ＡＶＲ）であることに着目した考え方であって、予め、ｔ３（ＡＶＲ）、ｔ４（ＡＶＲ）、ｔ１（ＡＶＲ）及びｔ２（ＡＶＲ）を求めておいて、検知された検知間隔ｔの平均値（ｔＡＶＲ）が、ｔ３（ＡＶＲ）、ｔ４（ＡＶＲ）、ｔ１（ＡＶＲ）又はｔ２（ＡＶＲ）のいずれに該当するかを判定して、上記した４通りの状態のいずれかであるかを判断するのである。
【００４３】
また、検知された検知間隔ｔの検知間隔ｔ１に対するばらつき（偏差）に応じて、上記した４通りの状態のいずれかであるかを判断するも可能である。
【００４４】
これ以外に、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態であって、例えば、図８（ｂ）に示すように、検知間隔ｔ＜ｔ０＋ｔｇとなることも考えられるが、このときは、検知間隔ｔ＜ｔ０＋ｔｇとして検知された検知間隔ｔの個数が、予め設定された個数以上であるかどうかを判定することにより、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態であると判断することができる。
【００４５】
また、検知対象者２０の存又は不在を判断することもできる。すなわち、検知対象者２０を検知できない場合は、不在とすればよいのである。もっとも、検知対象者２０が無呼吸状態の異常状態のときも、検知対象者２０が変位しなくなるために、検知できなくなるわけではあるが、過去の状態履歴を保持しておいて、その過去の状態履歴に基づいて、検知対象者２０が不在であるか、又は検知対象者２０が無呼吸状態の異常状態であるかを、判断することができる。
【００４６】
これまで述べてきた所定期間は、予め設定された所定の時間をそれぞれ有するよう、予め区切られたものでもよいし、リアルタイムで、随時シフトしていくものでもよい。
【００４７】
ここで、検知対象者２０が不在となった場合、所定の時間を有した所定期間をリアルタイムで随時シフトしていくときに、アナログ出力値又はパルス信号の一周期の終了時点が検知されないことになるので、終了時点が検知されていたら相当大きい値として検知されるはずの検知間隔ｔを検出できなくなる。
【００４８】
しかしながら、過去の履歴情報を保持させておくことにより判断が可能である。すなわち、一周期の終了時点が検知されないことに起因して検知間隔ｔとして検知されずに一周期の開始時点から起算されて徐々に増大している時間が、ｔ０＋ｔｇよりも大きくなったときに、それまでの増大カーブの勾配が、例えば、過去の履歴情報により得られた所定勾配よりも大きいか否かを判定することにより、検知対象者２０が不在となった場合を検知することができるのである。
【００４９】
また、一周期の開始時点から起算されて徐々に増大している時間がｔ０＋ｔｇよりも大きくなってから一定時間、例えば、３０秒を予備異常期間とし、その予備異常期間に、一周期の終了時点が検知されるか否かを判断することにより、検知対象者２０が不在となっているかどうかを判断してもよい。
【００５０】
このような予備異常期間を設定することにより、前述した４通りの状態に遷移する過程での判断を、より確実にすることができる。
【００５１】
また、これまで述べてきた閾値は、前述したように、切替設定スイッチ７により切替設定する他に、例えば、増幅回路部３による増幅のゲイン調整のための抵抗調整スイッチ（図示せず）、アナログ出力のままで検知対象者２０が正常状態又は異常状態であるかを判断する場合に予め幾通りか設定した閾値を変更するために設けた外部スイッチ（図示せず）、比較回路部４の有したコンパレータの閾値を設定する抵抗を調整するためのボリューム（図示せず）を使用して、検知対象者２０や環境に応じて、設定し直すことが可能である。
【００５２】
また、前述したように、正常範囲、すなわち高限界値及び低限界値も、前述したように、切替設定スイッチ７により切替設定することが可能となっている。
【００５３】
さらに、学習機能を付与して、閾値及び正常範囲を自動設定することができる。以下に、その自動設定について説明する。
【００５４】
初めに、信号処理部５に調整設定期間を設定しておき、例えば、電源投入後の限定期間経過後又は自動設定用に設けた調整設定ボタン（図示せず）等の押圧操作後に、例えば１時間の調整設定期間、検知対象者２０の正常状態を測定させる。なお、閾値は初期設定されている。
【００５５】
この自動設定の第１ステップとして、例えば、調整設定期間の前半３０分間に、アナログ出力の山の頂点値を全て測定する。この段階では、アナログ出力の山の頂点のうち、初期設定の閾値以上のものを対象とし、例えば、所定値を１００ｍｓとして、所定値未満のものを無効として扱う。これは、調整設定期間であっても、寝返りやノイズ等による特殊波形が混ざる恐れがあるため、その特殊波形を除去するためのものである。また、そのような特殊波形は、検知対象者２０の正常状態動作の波形のタイミングと無関係に発生するので、その特殊波形を含む前後の周期も除去するのが望ましい。
【００５６】
次に、この自動設定の第２ステップとして、調整設定期間の前半３０分間に測定された有功波形の各山の頂点値から最小値を算出する。ただし、定常ノイズである０．１Ｖに３倍余裕をみた０．３Ｖ以上のものを選択する等、ノイズを含まないように、あるレベル以上のものを選択する。
【００５７】
次に、この自動設定の第３ステップとして、先に算出した最小値に少し余裕をみた値、例えば、最小値×０．９を閾値として設定し直す。
【００５８】
次に、この自動設定の第４ステップとして、例えば、調整設定期間の後半３０分間に、設定し直した閾値以上のアナログ出力の山の周期を測定する。ただし、ここでも、例えば、所定値を１００ｍｓとして、所定値未満のものを無効として扱い、寝返りやノイズ等による特殊波形を含む前後の周期も無効とする。
【００５９】
次に、この自動設定の第５ステップとして、設定し直した閾値以上のアナログ出力の山の周期を、正常状態での検知間隔ｔ１とする。ここで、この正常状態での検知間隔ｔ１のうち、最小値が低限界値ｔ０−ｔｇに相当し、最大値が高限界値ｔ０＋ｔｇに相当する。
【００６０】
以上説明したステップにより、閾値及び正常範囲、すなわち、閾値並びに低限界値及び高限界値を自動設定することができるのである。
【００６１】
次に、このものによる検知エリア１０ａまでの検知距離の限定について、図９及び図１０に基づいて以下に説明する。なお、検知エリア１０ａまでの検知距離の限定についての説明の都合上、歩行者を検知対象者２０としている。
【００６２】
図９に示すように、人体異常検知器１０による検知エリア１０ａ外、すなわち同図におけるＢの位置を歩行者が歩行している場合、図１０（ａ）に示したマイクロ波よりなる送波信号がＢの位置の歩行者により反射されてなる反射信号は、同図（ｂ）に示すように、送波信号の送信が終了するまでに、人体異常検知器１０に帰ってこないために、送波信号と反射信号、すなわち送波信号と受波信号とがミキシングされてなるミキサ信号が形成されない。
【００６３】
これに対して、図９に示すように、人体異常検知器１０による検知エリア１０ａ内、すなわち同図におけるＡの位置を歩行者が歩行している場合、図１０（ａ）に示したマイクロ波よりなる送波信号がＡの位置の歩行者により反射されてなる反射信号は、同図（ｂ）に示すように、送波信号の送信が終了するまでに、人体異常検知器１０に帰ってくるために、送波信号と反射信号とがミキシングされてなるミキサ信号が形成されることになる。
【００６４】
すなわち、人体異常検出器から検知対象者２０までの検知距離が長いと、ミキサ信号が形成されず、これに対して、人体異常検出器から検知対象者２０までの検知距離が短いと、ミキサ信号が形成されるのである。このように、ミキサ信号が形成されるか否かにより、人体異常検出器１０から検知対象者２０までの検知距離を限定できるのである。
【００６５】
これまで述べてきたように、この人体異常検知器１０により、検知対象者２０が正常状態又は異常状態であるかを判断することができ、その判断結果を出力回路部から出力することにより、集中監視室や病院等の遠隔地に報知することができる。また、ブザー等による音声出力での警報や、ワイヤレス装置や回線を用いた通信も可能である。
【００６６】
また、異常状態がどのような異常であるか、すなわち、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態、検知対象者２０の呼吸が多い異常状態、無呼吸状態の異常状態のいずれかであるかを判別して、各異常状態毎に異なる警報やメッセージを出力させることも可能である。さらに、前述した予備異常期間は、異常状態とは異なる出力、例えば、ＬＥＤの点滅表示等も可能である。
【００６７】
かかる人体異常検知器にあっては、マイクロ波ドップラー式センサ部２による検知出力と検知対象者２０の呼吸に伴う変位とを対応付けて、検知対象者２０が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するのであるから、プライバシーを侵害することなく、検知対象者２０の異常をリアルタイムで検知することができる。
【００６８】
また、ドップラー式センサ部による検知出力と検知対象者の変位とを対応付けて、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるかを非接触式で検知するのであるから、例えば、体温・脈拍・呼吸数等をそれぞれ温度センサ・脈拍計・呼吸検知用のゴムチューブを利用して、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるかを接触式で検知する場合に比較して、外れたり、意図的に外されたり、付け忘れられたり、人体との接触不良が生じたり、不快感・不潔感を感じさせることはなく、さらには、呼吸検知用のゴムチューブのように通常呼吸に支障のない人には使用しないものを利用しているわけではないから、検知対象者の容態によらずに、正常状態であるか又は異常状態であるかを検知することができる。
【００６９】
また、送波信号と受波信号とのミキシングにより、検知エリア１０ａまでの検知距離を限定するのであるから、例えば、検知対象者２０の近くに、マイクロ波ドップラー式センサ部２により誤って検知対象者２０として認識され得る濡れた洗濯物がある場合でも、その濡れた洗濯物が検知エリア１０ａに入らずに、かつ、検知対象者２０が検知エリア１０ａに入るように、検知距離を限定することにより、検知対象者２０の異常状態を確実に検知することができる。
【００７０】
また、判断に有効な信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上であるときを、検知対象者２０の呼吸数が特に少なくもなく又は特に多くもない正常状態に対応付けるとともに、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいとき又は低限界値よりも小さいときを、検知対象者２０の呼吸数が特に多いか又は特に少ない異常状態に対応付けて、正常状態又は異常状態を判断するのであるから、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができる。
【００７１】
また、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいときを、検知対象者２０の呼吸数が特に少ない異常状態に対応付けるのであるから、検知対象護者がどのような異常状態にあるかを検知することができる。
【００７２】
また、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも小さいときを、検知対象者２０の呼吸数が特に多いか又は変位が多い異常状態に対応付けるのであるから、検知対象者２０がどのような異常状態にあるかを検知することができる。
【００７３】
また、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が、予め設定された個数又は割合であるときに、正常状態であると判断するのであるから、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が突発的に発生した場合に、その突発的に発生した信号に基づいて正常状態又は異常状態を判断せずに、突発的に発生した信号をノイズとして扱うことができ、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７４】
また、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号の平均値が、予め設定された所定範囲にあるときに、正常状態であると判断するのであるから、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が突発的に発生した場合に、その突発的に発生した信号に基づいて正常状態又は異常状態を判断せずに、突発的に発生した信号をノイズとして扱うことができ、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７５】
また、閾値を切替設定可能としているのであるから、使用状況に応じて、閾値を適宜切替設定することにより、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７６】
また、学習機能が付与され、閾値を最適設定可能としているのであるから、学習を積ませて閾値を最適設定することにより、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７７】
また、高限界値及び低限界値を切替設定可能としているのであるから、使用状況に応じて、高限界値又は低限界値の少なくとも一方を適宜切替設定することにより、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７８】
また、学習機能が付与され、高限界値及び低限界値を最適設定可能としているのであるから、学習を積ませて高限界値及び低限界値を最適設定することにより、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７９】
また、判断に有効な信号の検知間隔が、所定期間内に検知されない場合を、呼吸が検知されない状態に対応付けて、無呼吸状態の異常状態であるか又は検知対象者２０の不在状態と判断するのであるから、少なくとも正常状態ではない検知対象者２０の状態を検知することができる。
【００８０】
また、過去の状態履歴を保持し、その過去の状態履歴に基づいて、無呼吸状態の異常状態又は検知対象者２０の不在状態のいずれかであるかを判断するのであるから、少なくとも正常状態ではない検知対象者２０の状態を、より詳細に検知することができる。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１記載の人体異常検知器は、ドップラー式センサ部による検知出力と検知対象者の呼吸に伴う変位とを対応付けて、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するのであるから、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができる。また、判断に有効な信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上であるときを、検知対象者の呼吸数が特に少なくもなく又は特に多くもない正常状態に対応付けるとともに、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいとき又は低限界値よりも小さいときを、検知対象者の呼吸数が特に多いか又は特に少ない異常状態に対応付けて、正常状態又は異常状態を判断するのであるから、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができる。更に、学習機能が付与され、閾値を自動設定可能としているのであるから、学習を積ませて閾値を最適設定することにより、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果を奏することができる。
請求項２記載の人体異常検知器は、ドップラー式センサ部による検知出力と検知対象者の呼吸に伴う変位とを対応付けて、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するのであるから、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができる。また、判断に有効な信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上であるときを、検知対象者の呼吸数が特に少なくもなく又は特に多くもない正常状態に対応付けるとともに、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいとき又は低限界値よりも小さいときを、検知対象者の呼吸数が特に多いか又は特に少ない異常状態に対応付けて、正常状態又は異常状態を判断するのであるから、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができる。更に、学習機能が付与され、高限界値及び低限界値を自動設定可能としているのであるから、学習を積ませて高限界値及び低限界値を最適設定することにより、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果を奏することができる。
請求項３記載の人体異常検知器は、請求項２に記載の人体異常検知器の効果に加えて、学習機能が付与され、閾値を自動設定可能としているのであるから、学習を積ませて閾値を最適設定することにより、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果を奏することができる。
【００８４】
請求項４記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果に加えて、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいときを、検知対象者の呼吸数が特に少ない異常状態に対応付けるのであるから、検知対象者がどのような異常状態にあるかを検知することができる。
【００８５】
請求項５記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果に加えて、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも小さいときを、検知対象者の呼吸数が特に多いか又は変位が多い異常状態に対応付けるのであるから、検知対象者がどのような異常状態にあるかを検知することができる。
【００８６】
請求項６記載の人体異常検知器は、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が、予め設定された個数又は割合であるときに、正常状態であると判断するのであるから、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が突発的に発生した場合に、その突発的に発生した信号に基づいて正常状態又は異常状態を判断せずに、突発的に発生した信号をノイズとして扱うことができ、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果をさらに奏することができる。
【００８７】
請求項７記載の人体異常検知器は、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号の平均値が、予め設定された所定範囲にあるときに、正常状態であると判断するのであるから、判断に有効とされる信号であって検知間隔が正常範囲に含まれる信号が突発的に発生した場合に、その突発的に発生した信号に基づいて正常状態又は異常状態を判断せずに、突発的に発生した信号をノイズとして扱うことができ、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果をさらに奏することができる。
【００９２】
請求項８記載の人体異常検知器は、ドップラー式センサ部による検知出力と検知対象者の呼吸に伴う変位とを対応付けて、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するのであるから、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができる。また、判断に有効とされる信号が所定期間内に検知されない場合を、過去の状態履歴に基づいて、無呼吸状態の異常状態又は検知対象者の不在状態のいずれかであるかを判断するのであるから、少なくとも正常状態ではない検知対象者の状態を、より詳細に検知することができる。
請求項９記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果に加えて、送波信号と受波信号とのミキシングにより、検知エリアまでの検知距離を限定するのであるから、例えば、検知対象者の近くに、ドップラー式センサ部により誤って検知対象者として認識され得る濡れた洗濯物がある場合でも、その濡れた洗濯物が検知エリアに入らずに、かつ、検知対象者が検知エリアに入るように、検知距離を限定することにより、検知対象者の異常状態を確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】アナログ出力値のままで正常状態又は異常状態のいずれかであることを検知するもののブロック図である。
【図３】同上の設置状態の説明図である。
【図４】同上により検知対象者が正常状態であることが示された検知出力図である。
【図５】同上により検知対象者が呼吸数の少ない異常状態であることが示された検知出力図である。
【図６】同上により検知対象者が呼吸数の多い異常状態であることが示された検知出力図である。
【図７】同上により検知対象者が正常状態であることが示されノイズを含む検知出力図である。
【図８】所定期間内に取り得る判断に有効な信号の検知間隔を示す説明図である。
【図９】検知エリアまでの検知距離の限定を説明する説明図である。
【図１０】検知エリアまでの検知距離の限定を説明するタイムチャートである。
【図１１】特開２０００−１０２５１５号公報により開示された身体状態検出具の斜視図である。
【符号の説明】
２      マイクロ波ドップラー式センサ部
１０ａ  検知エリア
１０    人体異常検出器
２０    検知対象者
【図１】
0003928352.tif 000002
【図２】
0003928352.tif 000003
【図３】
0003928352.tif 000004
【図４】
0003928352.tif 000005
【図５】
0003928352.tif 000006
【図６】
0003928352.tif 000007
【図７】
0003928352.tif 000008
【図８】
0003928352.tif 000009
【図９】
0003928352.tif 000010
【図１０】
0003928352.tif 000011
【図１１】
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