(57)【要約】【課題】  指の震えや握力の低下等の障害を有する者でも、その個々の状態に応じて操作が可能であり、且つ、誤作動の可能性も低い報知システム用の操作機器、それを用いた操作ユニット、及び、報知システムを提供する。【解決手段】  操作者から受けた操作に応じて信号を出力する操作機器１と、操作機器からの出力信号に基づいて報知信号を発する報知機器とを備える報知システムに用いられる操作機器１において、内部に空間が形成された弾性体１１と、圧力を感知して信号を出力する圧力センサ１２と、弾性体１１の内部空間１１ａに密封されて弾性体１１に与えられた圧力を圧力センサ１２に伝える圧力伝達物質１３とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者から受けた操作に応じて信号を出力する操作機器と、当該操作機器からの出力信号に基づいて報知信号を発する報知機器とを備える報知システムに用いられる当該操作機器において、
内部に空間が形成された弾性体と、圧力を感知して信号を出力する圧力センサと、前記弾性体の内部空間に密封されて当該弾性体に与えられた圧力を前記圧力センサに伝える圧力伝達物質とを備えることを特徴とする報知システム用の操作機器。
【請求項２】
前記弾性体は内部中空の球形状であることを特徴とする請求項１記載の報知システム用の操作機器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の操作機器と、当該操作機器の圧力センサから出力される信号に基づいて報知命令信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする報知システム用の操作ユニット。
【請求項４】
請求項３記載の操作ユニットと、当該操作ユニットから出力された報知命令信号が入力されると報知信号を発する報知機器とを備える報知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナースコール等の報知システムに用いられ、報知要求の操作を受け付ける操作機器、その操作機器を用いた操作ユニット、及び、報知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
病院や介護施設などにおいて、患者等が介護者等の手助けを必要とするときは、ナースコール等の報知システムが使用される。報知システムは、患者等の操作者による操作を受け付けて信号を送信する操作機器と、操作機器からの信号を受信すると報知信号を発して介護者等の報知受付者に報知する報知機器とから構成される。
【０００３】
患者等が使用する操作機器には様々なタイプがあり、例えば握り押し型やハンド型のものが広く普及している。握り押し型の操作機器は、例えば特許文献１に開示されており、ハンド型の操作機器は、例えば特許文献２に開示されている。握り押型の操作機器は、本体に把持部とボタン部を備え、ハンド型の操作機器は更にマイクを備えるものである。いずれも通常は利用者の周辺に配置され、呼び出し操作を行うときは、把持部を把持した状態にてボタン部を指で押下する。これにより、操作機器から信号が発せられ、これを受信した報知機器から報知音等の報知信号が発せられ、操作者から報知受付者への報知が行われる。
【特許文献１】特開２００５−８０７７５号公報
【特許文献２】特開平９−１３０４９０号公報
【０００４】
また、近年は、音声や呼気により操作可能な操作機器も提案されている。下記特許文献３には、空気振動をマイクロホンにより検出し、音声や呼気により呼出を行うナースコール装置が開示されている。
【特許文献３】特開２００５−１５９４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、病院や介護施設などにおいて操作機器を使用する患者等の操作者は、様々な身体的障害を抱えている場合も多く、神経疾患、脳梗塞、交通外傷や筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）などの様々な要因により、手指の震えや麻痺、握力の低下、指や手掌部の欠損などを有する者も少なくない。特に近年は急激な高齢化に伴い、障害者人口の増加が懸念されている。高齢者でよく見られる脳卒中は運動麻痺になどの重篤な身体障害を引き起こすことも多い。その状態や程度は人によって様々であり、また、日や時間帯によっても調子が異なる。
【０００６】
しかしながら、上記従来の握り押し型やハンド型の操作機器は、操作者がどのような状態であっても、本体の上下や向きといった姿勢を確認しながら所定の持ち方で手に持ち、且つ、所定の箇所（ボタン）を押下するという操作が必要であり、操作者の状態によっては使用が困難な場合も少なくなかった。このため、報知を必要とするときに報知できないことがあり、対応が遅れたり、対応がなされないといった事態も生じていた。
【０００７】
この点、上記音声や呼気等の空気振動により操作可能な操作機器は、手を使うことが困難な患者でも使用可能である。しかしながら、この操作機器は、マイクロホンにより空気振動を検知するため、周囲の雑音により誤作動が生じる問題があった。その結果、報知受付者は無駄な労力を要することになり、その負担はきわめて大きいものとなっていた。
【０００８】
そこで本発明の目的は、指の震えや握力の低下等の障害を有する者でも、その個々の状態に応じた操作が可能であり、且つ、誤作動の可能性も低い報知システム用の操作機器、それを用いた操作ユニット、及び、報知システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の報知システム用の操作機器は、操作者から受けた操作に応じて信号を出力する操作機器と、当該操作機器からの出力信号に基づいて報知信号を発する報知機器とを備える報知システムに用いられる当該操作機器において、
内部に空間が形成された弾性体と、圧力を感知して信号を出力する圧力センサと、前記弾性体の内部空間に密封されて当該弾性体に与えられた圧力を前記圧力センサに伝える圧力伝達物質とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、操作者が弾性体を握ったり押したりして弾性体を変形させると、弾性体に加えられた圧力が圧力伝達物質を介して圧力センサに伝達され、圧力が感知されて信号が出力される。これにより、弾性体の形状を変化させる操作であれば、弾性体のいずれの箇所をいずれの方向から変形させても良く、どのような操作であっても圧力が検知されて信号が出力される。弾性体を変形させるためには操作者の意識的な操作が必要であり、誤作動が生じる可能性も低い。ここで、圧力伝達物質とは、加えられる圧力に応じて物理的な変化が自在で、伝達される力を場所から場所に伝えることのできるものであり、例えば、気体や液体やゲル状物質等の流体や、粒状物質の集合体などが挙げられる。
【００１１】
前記弾性体は内部中空の球形状であることを特徴とする。従来の握り押し型やハンド型の操作機器は、本体の上下前後を確認しながら所定の持ち方で手に持ち、ボタンの箇所に指を置いて押下するという操作が必要であった。本発明によれば、弾性体は球形状であるため、操作機器の向きや持ち方を操作者に意識させることがなく、操作の自由度が高まる。
【００１２】
また、本発明の報知システム用の操作ユニットは、前記操作機器と、当該操作機器の圧力センサから出力される信号に基づいて報知命令信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする。また、本発明の報知システムは、前記操作ユニットと、当該操作ユニットから報知命令信号が入力されると報知信号を発する報知機器とを備える。本発明によれば、弾性体の形状を変化させる操作であれば、いかなる操作であっても、それをトリガーとして報知信号が発せられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の報知システムの操作機器によれば、操作者は弾性体を握ったり押したりして変形させることにより操作することが可能となる。これにより、例えば、握力はあるが指に震えがある者は弾性体を握る操作、握力の弱い者は指で弾性体を押す操作、指を欠損している者は手掌や腕で押し潰す操作など、操作者は個々の状態に応じた操作を行うことができる。音声や呼気を利用する場合は雑音による誤作動が問題となったが、本発明によれば、弾性体の変形には利用者の意識的な操作が必要であり、誤作動が生じる可能性も低い。特に、弾性体を内部中空の球形状とすることにより、操作者は、弾性体の姿勢や持ち方などを意識することなく、握ったり押したりするだけで、操作を行うことができる。
【００１４】
この操作機器を用いた操作ユニット及び報知システムによれば、操作者の個々の状態に応じた操作が可能であり、且つ、誤報知の少ない報知システムが実現される。たとえば、病院や介護施設にて用いられる場合は、患者等は自己の状態に合った操作にて必要なときにのみ介護者等を呼び出すことができ、患者等の要求が満たされるとともに、介護者等の誤報知による負担も軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（報知システム用操作機器）
以下に、本発明の実施の形態を図面を引用しながら説明する。本実施の形態の報知システムの操作機器１は、例えば、病院にて用いられるナースコールシステムや、介護施設にて用いられる介護者呼出システム等、操作者から受けた操作に応じて信号を出力する操作機器と、操作機器からの出力信号に基づいて報知信号を発する報知機器とを備える報知システムにおいて、一方の者の操作に供せられる操作機器として用いられるものである。
【００１６】
図１は、本実施の形態の操作機器１の構造を説明する説明図である。操作機器１は、弾性体１１と、圧力センサ１２と、圧力伝達物質１３とを備える。
【００１７】
弾性体１１は、内部に空間１１ａが形成されており、人的に加えられる圧力により形状変化する程度の可撓性を有する。材料は後述する圧力伝達物質１３を内部空間１１ａに密封することが可能なものを用いており、例えば天然ゴムや合成ゴム等のゴム質材が挙げられる。本実施の形態では、医療用に好適なイソプレンゴムやシリコンゴム等を用いている。その形状は任意であるが、本実施の形態では内部中空で一定の厚みを有する球形状を呈する。大きさは人が手掌で握ることができる程度であり、厚みは人の握力や押圧力により変形可能な程度である。本実施の形態では、操作性の観点から直径約６〜７ｃｍ、厚み約１〜２ｍｍのゴム球を用いているが、年齢や性別や握力の状態等に応じて、大きさや厚みを適宜調整するのが好ましい。
【００１８】
圧力センサ１２は、感圧部１２ａにて圧力を感知し、電気信号に変換して出力する機能を有する。この圧力センサ１２は、感圧部１２ａが弾性体１１の内部空間１１ａに位置するように配されており、内部空間１１ａ内の圧力を検出可能となっている。詳細には、圧力センサ１２は弾性体１１に設けられた挿入孔１１ｂから内部空間１１ａに挿入され、挿入孔１１ｂにおける圧力センサ１２と弾性体１１との間隙が樹脂等の封止部材１４により封止されている。これにより、圧力センサ１２を弾性体１１に固定するとともに内部空間１１ａを密封状態としている。弾性体１１は、弾性体１１に加えられる圧力に応じて圧力センサ１２の出力が変化する程度の厚みと硬度で構成されており、圧力センサ１１は内部空間１１ａの圧力を検出することにより、弾性体１１に加えられる圧力を検出可能となっている。圧力センサは、加圧の有無のみを感知するものでも良いが、加圧力を測定可能なものがより好ましい。
【００１９】
圧力センサ１２の種類は問わないが、小型化且つ高速応答の観点からダイヤフラム式が好ましい。本実施の形態では、フィルム型圧力センサを用いている。フィルム型圧力センサは、図２に示すように、高分子膜状フィルム１２ｃに蒸着された薄膜状の歪抵抗１２ａが歪むことにより、内部空間１１ａ内の圧力の増加に伴って電気的抵抗値が減少する特性を持ち、それを同じく高分子膜状フィルム１２ｃに蒸着される薄膜状の配線１２ｂを介して電気的信号として出力する機能を備える。その他、半導体センサやピエゾ素子を備えるものなどでも良い。
【００２０】
圧力伝達物質１３は、内部空間１１ａに密封されており、弾性体１１に与えられた圧力を前記圧力センサに伝える機能を備えるものであり、気体、液体、固体のいずれでも良い。たとえば、空気、合成ガス、オイル、粒状体の集合などである。本実施の形態では、常圧（大気圧）の空気を用いており、弾性体１１の挿入孔１１ｂから内部空間１１ａに注入され、封止部材１４にて封止されて密封されている。
【００２１】
この操作機器１１を使用するときは、弾性体１１を変形させる操作を行う。操作に際しては、たとえば、指に震えを有する者は手掌全体で弾性体１１を握るようにしてもよく、握力の弱い者は指で押すようにしてもよく、指を欠損している者は手掌や腕で押し潰すようにしても良い。従来の握り押し型やハンド型の操作機器は、本体の上下や向きといった姿勢を確認しながら特定の持ち方で手に持ち、且つ、ボタンの位置に指を置いて押下するという操作が必要であり、操作者の状態によっては使用が困難であった。本実施の形態の操作機器１によれば、弾性体１１の形状を変化させる操作であれば、弾性体１１のいずれの箇所をいずれの方向から変形させても良く、自己の運動機能や身体の状態に応じて操作を行うことができる。また、従来の音センサを用いた操作機器の場合は、周囲の雑音により誤作動が生じる問題を有していたが、本実施の形態の操作機器１１によれば、弾性体１１を変形させるには操作者の意識的な操作が必要であり、誤作動が生じる可能性も少ない。
【００２２】
とくに、操作機器１は、弾性体１１を球形状とすることにより操作性が更に向上する。この操作機器１１によれば、弾性体が球形状であるため方向性がなく、操作者に操作機器１の姿勢や持ち方などを意識させることがなく、どのように操作しても必要な圧力を加えることができる。一方、弾性体１１の外形を楕円球や多面体とした場合は、配置に際して転がりを防止できる点で好ましい。また、半円球や円柱等のように曲面と平面とから構成される形状である場合は、平面を下にして安定配置できるとともに、操作に際しても曲面が手掌や指にフィットする点で好ましい。
【００２３】
図３は、操作機器１が球や楕円球のように曲面のみで構成される場合は、弾性体１１を安定配置させる付属部品１５を備えることが好ましい。この付属部品１５は、弾性体１１を着脱可能な状態で安定配置させるものであり、基体１５ａに凹部１５ｂが設けられている。基体１５ａは、転倒防止のために裾広がりの形状を呈し、底部の面積は弾性体１１の直径よりも大となっている。凹部１５ｂは、弾性体１１の下部と嵌合する形状であり、安定性及び操作性の観点から弾性体の半分を覆う程度の深さであることが好ましい。また、弾性体１１の配線を配する溝部１１ｃが設けられている。操作機器１は、この凹部１５ｂに弾性体１１を嵌合させた状態で配置される。操作者等は必要に応じて弾性体１１を付属部品１５に載置したり、取り外したりして使用する。これにより、弾性体１１の姿勢が安定し、手で握るに際しても掴みやすく、又、配置したまま指や腕で押す操作も容易になる。手で握る操作ができる操作者に対しては、弾性体１１を掛け下げて配置するフック等でも良い。
【００２４】
図４は、上記実施の形態の操作機器１を用いた操作ユニットＵと、報知システムＳとを説明する説明図である。
【００２５】
操作ユニットＵは、上記本実施の形態の操作機器１、及び、制御手段２とを備える。制御手段２は、無線又は有線を介して操作機器１及び報知機器３と接続されており、操作機器１の圧力センサから出力される信号に基づいて報知機器３に報知命令信号を出力する機能を備える。
【００２６】
以下に、制御手段２の一例を示す。制御手段２は、計測回路２１とマイクロコンピュータ２２とリレースイッチ２３とを備える。制御手段２に入力された操作機器１からの信号は計測回路２２に入力される。計測回路１２とマイクロコンピュータ２２、及び、マイクロコンピュータ２２とリレースイッチ２３とは配線を介して接続されている。リレースイッチ２３から出力される信号は報知機器３に入力される。
【００２７】
詳しくは、操作機器１から圧力センサが感知した抵抗値が圧力信号として出力されると、その抵抗値は計測回路２１に入力される。計測回路２１は抵抗値を電圧値に変換して出力し、出力された電圧値はマイクロコンピュータ２２に入力される。マイクロコンピュータ２２は、電圧値をデジタル形式の圧力データに変換する。そして、その圧力データと内蔵されるメモリに記憶されている反応閾値と比較し、圧力データが反応閾値を超えたときに、リレーの接点を閉じるスイッチング命令信号を出力する。スイッチング命令信号はリレースイッチ２３に入力され、リレースイッチ２３がショートとなって、制御手段２から報知命令信号が出力される。操作機器１を配置するための付属部品１５備える場合は、付属部品１５に制御手段２を組み込んで一体としても良い。
【００２８】
報知機器３は、制御手段２から出力された報知命令信号が入力されると、報知信号を出力する。報知信号は、音、振動、光などが挙げられ、その種類は問わない。たとえば、スピーカから報知音を発するものや、バイブレータにより振動するもの、ＬＥＤ等の光源が光を発するもの、表示画面に操作者の識別子を表示するものなど、使用態様に応じて適宜選択すれば良い。
【００２９】
この報知システムＳは、次のように使用される。操作機器１は操作者の付近に配置され、報知機器３は報知受付者の付近に配置される。制御手段２は、操作機器１又は報知機器３に組み込まれて一体となって構成されても良いし、独立して構成されても良い。操作者は、呼び出し要求等、他者に何らかの報知が必要になると、操作機器１の弾性体１１を変形させるように操作する。その操作は操作機器１により圧力として感知され、感知された圧力は圧力信号として制御手段２に入力される。制御手段２は、圧力信号をデジタル形式の圧力データに変換し、圧力データと反応閾値とを比較する。圧力データが反応閾値を超える場合は、リレースイッチ２３がショートとなり、報知命令信号が出力されて報知機器３から報知信号が出力される。報知受付者は報知機器３からの報知信号を受け、必要な対応を行う。操作者は、自己の状態に応じて操作機器１を操作することができるため、報知が遅れたり、報知できなかったりする事態を防止することができる。報知に際しては、操作者の意識的な操作が必要であり、誤報知が生じる可能性も低いため、報知受付者は無駄な労力を削減することができる。
【００３０】
報知システムＳは、図５に示すように、反応閾値設定手段４を備えても良い。反応閾値設定手段４は、制御手段２に反応閾値を設定する機能を備える。本実施の形態では、表示装置を備えるコンピュータシステムにて実現されており、予め記憶されているプログラムに従って中央処理装置や記憶装置などのハードウエアが動作することにより、反応閾値設定手段４として機能する。反応閾値設定手段４は、制御手段２に接続され、マイクロコンピュータ２２とデータの送受信が可能となっている。マイクロコンピュータ２２からはＡＤ変換後の圧力データが、ほぼリアルタイムに出力され、反応閾値設定手段４に入力されて表示装置に表示される。
【００３１】
図６は、表示装置に表示されるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）画面４１の一例を示す図である。ＧＵＩ画面４１には、横軸を時間、縦軸を圧力とする座標系４１ａが表示される。「計測開始」ボタン４１ｅをクリックすると、マイクロコンピュータ２２から入力された圧力データ４１ｂが座標４１ａ上にリアルタイムに表示される。「終了」ボタン４１ｆをクリックすると、圧力データ４１ｂのリアルタイム表示が停止する。また、ユーザインタフェース画面４１には反応閾値の入力を促す入力手段４１ｃが表示される。具体的には、座標の圧力軸に沿って移動可能なスライドボタン４１ｃとして設けられている。入力手段４１ｃの位置移動に伴って反応閾値のライン４１ｄが座標４１ａ上を縦軸方向に移動し、反応閾値が設定可能となっている。メッセージの欄４１ｇには、「呼び出し中です（閾値，圧力データの値）」等のように、報知システムＳのステータスが表示される。その他、メッセージとしては「待機状態、報知停止状態」等がある。また、「報知停止」ボタン４１ｈのクリックにより、マイクロコンピュータ２２のスイッチング命令信号の出力が停止され、「報知停止解除」ボタン４１ｉのクリックによりスイッチング命令信号の出力停止が解除される。
【００３２】
反応閾値が設定されると、その値が反応閾値データとしてリアルタイムに出力され、出力された反応閾値データはマイクロコンピュータ２２に入力されてメモリに記憶される。マイクロコンピュータ２２では、新たに記憶された反応閾値を基準に判断を行い、スイッチング命令信号が出力される。
【００３３】
この反応閾値設定手段４は次の通りに使用される。操作者等は、先ず表示装置にＧＵＩ画面４１を表示させ、「報知停止」ボタン４１ｈをクリックする。これにより、マイクロコンピュータ２２においてスイッチング命令信号の出力が停止され、圧力信号が反応閾値を超えても報知がなされない状態となる。次に、操作者等は「計測開始」ボタン４１ｅをクリックした後に、操作機器１の弾性体１１を変形させる操作を行う。座標系４１ａには、操作機器１の操作に伴って圧力データ４１ｂがリアルタイムに表示される。これにより、操作者等は、操作機器１への操作と弾性体１１に加えられる圧力との相対関係を確認することができる。また、メッセージの欄４１ｇには、「報知停止状態（閾値，圧力データの値）」といったように、報知システムＳのステータスが表示される。
【００３４】
次に、操作者等は、入力手段４１ｃをスライドさせる操作を行う。この操作に連動して反応閾値ライン４１ｄが移動するので、操作者等は圧力データ４１ｂと反応閾値ライン４１ｄとを確認しながら操作者に適する反応閾値を設定する。これにより、操作者の状態に適した反応閾値を容易に設定することができる。圧力データ４１ｂは波形として得られるため、操作者等は反応閾値を設定するに際して波形を見ながら感覚的に微妙な調整も行うことができる。反応閾値設定手段４は、ＧＵＩ画面４１として表示されるため、設定作業も簡単である。操作者等は設定が終了すると「報知停止解除」ボタン４１ｉをクリックする。これにより、スイッチング命令信号の停止が解除されて稼働モードとなり、それ以降の操作に対しては報知がなされることになる。メッセージ欄４１ｇには状態に応じて「呼び出し中です」「待機状態」の文字が表示される。また、操作者等が「終了」ボタン４１ｆをクリックすると、圧力データ４１ｂのリアルタイム表示が停止する。
【００３５】
設定された反応閾値は制御手段２にて新たな反応閾値として記憶され、この反応閾値を基準として報知信号が出力されることとなる。操作者の状態に応じて反応閾値が変更可能であるため、操作者は、自己の状態に応じて弾性体１１を変形させれば報知を行うことができ、報知が遅れたり、できなかったりといった事態を回避することができる。報知信号を受ける側である報知受付人は、操作者からの報知要求に確実に対応することができ、操作者との良好な関係を保つことにも寄与することができる。反応閾値の適正化により誤報知も少なくなり、報知受付者の労力も軽減される。
【００３６】
本発明の報知システム用の操作機器は、上記実施の形態に限定されることなく、適宜変更可能である。各種信号の送受信は有線でも無線でも良い。操作機器と報知機器は１対１でなくとも良く、多対多とすることも可能である。また、本発明の報知システム用の操作ユニットを、汎用の報知機器と接続可能に設計すれば、様々な報知機器と組み合わせが可能となり、家庭や小規模施設などへの導入も促進される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態の報知システム用の操作機器の構造を説明する説明図である。
【図２】上記実施の形態の報知システム用の操作機器に用いられる圧力センサを示す図である。
【図３】（ａ）は上記実施の形態の操作機器の付属部品の側面図と平面図であり、（ｂ）はその使用状態を示す図である。
【図４】上記実施の形態の報知システム用の操作機器を用いた操作ユニット、及び、それを用いた報知システムを説明する説明図である。
【図５】上記実施の形態の報知システムに反応閾値設定手段を付加した例を説明する説明図である。
【図６】上記実施の形態の反応閾値設定手段によるユーザグラフィカルインタフェース画面を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    操作機器、１１  弾性体、１１ａ  内部空間、１１ｂ  挿入孔、１２  圧力センサ、１２ａ  感圧部、１２ｂ  配線、１２ｃ  高分子膜状フィルム、１３  圧力伝達物質、１４  封止部材、１５  付属部品、１５ａ  基体、１５ｂ  凹部、１５ｃ  溝部、２  制御手段、２１  計測回路、２２マイクロコンピュータ、２３  リレースイッチ、３  報知機器、４  反応閾値設定手段、４１  グラフィカルユーザインタフェース画面、４１ａ  座標、４１ｂ  圧力データ、４１ｃ  入力手段、４１ｄ  反応閾値
【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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