JP6816575B2 - Body movement detection device and watching system - Google Patents
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Description
本発明は体動検出装置及び見守りシステムに関するものであり、例えば、介護施設等で過ごす人の健康状態の異常等を検出するための体動検出装置と、それを備えた見守りシステムに関するものである。 The present invention relates to a body movement detection device and a monitoring system, and for example, relates to a body movement detection device for detecting abnormalities in the health condition of a person who spends time in a nursing facility, and a monitoring system provided with the body movement detection device. ..
介護施設や病院で過ごす人の健康状態の異常等を検出して、介護者や看護師に緊急コールを送信するための見守りシステムが、従来より知られている。介護施設や病院で過ごす人は、室内における転倒やベッドからの転落、就寝中の呼吸停止や心拍異常を起こす可能性が高いが、施設において彼らの生活をサポートする介護者や看護師は、相対的に人数が少ないため常時付き添うことができない。見守りシステムはこのような課題を解決するためのものであり、その一例として、特許文献1で提案されている安否監視装置が挙げられる。
A monitoring system for detecting abnormalities in the health condition of a person spending time in a nursing facility or hospital and sending an emergency call to a caregiver or a nurse has been conventionally known. People who spend time in care facilities and hospitals are more likely to fall indoors, fall out of bed, stop breathing while sleeping, and have abnormal heartbeats, but the caregivers and nurses who support their lives in the facility are relative. Because the number of people is small, it is not possible to accompany them all the time. The monitoring system is for solving such a problem, and an example thereof is a safety monitoring device proposed in
特許文献1に記載されている安否監視装置は、被検者に向けて放射した電波の反射波から、被検者の呼吸による微体動等の生体情報を取得し、その生体情報から被検者の安否を監視するものである。被検者の生体情報の取得には、マイクロ波(電波)を利用するドップラーセンサーが用いられ、これにより被検者の呼吸等を正しく検出することが可能になる。
The safety monitoring device described in
上記のようにドップラーセンサー等の電波検出部を用いた見守りシステムでは、カーテンの動きや冷蔵庫の振動等によるノイズを排除するため、電波検出部の指向性を高くしてターゲットとなるベッド位置に向けて正確に電波を放射する必要がある。そのため、室内においてベッドを移動したり増設したりすることのある介護施設や病院では、電波検出部が放射する電波の放射方位を簡単に調整できる見守りシステムが求められる。特許文献2に記載の方位調整システムは、このような課題を解決するためのものであり、光源付きの調整用治具を電波検出部に取り付けて、光源の照射位置を見ながら電波の方位調整を行う構成になっている。
In the monitoring system that uses a radio wave detection unit such as a Doppler sensor as described above, in order to eliminate noise caused by the movement of the curtain and the vibration of the refrigerator, the directivity of the radio wave detection unit is increased to aim at the target bed position. It is necessary to radiate radio waves accurately. Therefore, in nursing care facilities and hospitals where beds are moved or expanded indoors, a monitoring system that can easily adjust the radiation direction of radio waves emitted by the radio wave detection unit is required. The directional adjustment system described in
特許文献1に記載されている安否監視装置では、ドップラーセンサーが放射する電波の放射方位の変更について配慮がなされていない。さらに、電波が見えないことから放射方位がいずれの方向にあるかを識別することは難しく、そのため、ドップラーセンサーが放射する電波の放射方位の調整には手間がかかるといった問題がある。
In the safety monitoring device described in
特許文献2に記載されている方位調整システムでは、光源,レンズ,電池等が調整用治具の先端に付くため、電波検出部と調整用治具との密着が不十分になるおそれがある。そのため、安定した精度が得にくいという問題がある。また、調整用治具の取り外し時に調整した方向がずれてしまうといった問題もある。
In the orientation adjustment system described in
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、被検者の生体情報を検出するための電波の放射方位の調整を、簡便な構成で正確に行うことの可能な体動検出装置とそれを備えた見守りシステムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to be able to accurately adjust the radiation direction of radio waves for detecting the biological information of a subject with a simple configuration. The purpose is to provide a motion detection device and a monitoring system equipped with the device.
上記目的を達成するために、第1の発明の体動検出装置は、被検者の生体情報を検出するための電波の放射及び受信を行い、かつ、電波の放射方位が変更可能に構成された電波検出部を有する体動検出装置であって、
前記電波検出部が、
前記電波の放射及び受信を行って発生した体動を検出する体動検出素子と、
可視光の放射を行う投光光源と、
前記体動検出素子及び投光光源を固定状態で搭載する体動検出素子基板と、
前記体動検出素子から放射された電波に対して正のレンズ作用を有する電波レンズ部と、前記投光光源から放射された可視光に対して正のレンズ作用を有する投光レンズ部と、が一体的に形成された透明樹脂製のレンズ部材と、
前記体動検出素子基板及びレンズ部材を固定状態で支持する支持部材と、を有し、
前記支持部材が、
前記体動検出素子から放射された電波を反射作用により集約するホーン部と、
前記投光光源から放射された可視光を絞る絞り部と、
を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the body motion detection device of the first invention is configured to radiate and receive radio waves for detecting the biological information of the subject, and to change the radiation direction of the radio waves. It is a body motion detection device that has a radio wave detection unit.
The radio wave detection unit
A body motion detection element that detects body motion generated by radiating and receiving the radio waves, and
A light source that emits visible light and
A body motion detection element substrate on which the body motion detection element and a floodlight light source are mounted in a fixed state, and
The radio lens unit having a positive lens action with respect to the radio wave radiated from the body motion detection element and the light projecting lens unit having a positive lens action with respect to the visible light radiated from the light projecting light source. The integrally formed transparent resin lens member and
It has a body motion detection element substrate and a support member that supports the lens member in a fixed state .
The support member
A horn unit that collects radio waves radiated from the body motion detection element by a reflection action,
A diaphragm section that narrows down the visible light emitted from the light source
It is characterized by having.
第2の発明の体動検出装置は、上記第1の発明において、前記ホーン部が、逆円錐台形状の穴を有する形態をなすとともに、その穴の中心を通るホーン中心軸に関して回転対称な形状を有しており、
前記投光光源,前記絞り部及び前記投光レンズ部が、前記電波の放射方位を調整するための投光光学系を構成しており、
前記投光光学系が、前記投光光源が放射する可視光の放射中心と、前記絞り部の開口中心と、前記投光レンズ部の中心と、を通る直線を投光光軸とする共軸光学系を構成しており、
前記投光光軸が前記ホーン中心軸に対して平行であることを特徴とする。
In the first invention, the body motion detection device of the second invention has a shape in which the horn portion has an inverted truncated cone-shaped hole and is rotationally symmetric with respect to the horn central axis passing through the center of the hole. Have and
The projection light source, the diaphragm portion, and the projection lens portion form a projection optical system for adjusting the radiation direction of the radio wave.
The projection optical system has a common axis whose projection optical axis is a straight line passing through the emission center of visible light emitted by the projection light source, the opening center of the aperture portion, and the center of the projection lens portion. Consists of the optical system
The light projection axis is parallel to the central axis of the horn .
第3の発明の見守りシステムは、上記第1又は第2の発明に係る体動検出装置と、前記体動検出装置との通信を行うサーバー装置と、を備えたことを特徴とする。 The monitoring system of the third invention is characterized by including a body motion detecting device according to the first or second invention and a server device that communicates with the body motion detecting device .
第4の発明の見守りシステムは、上記第3の発明において、更に、複数の反射球体又は略半球状の複数の突起が並んだ反射半球体マットを、前記電波の放射方位の調整に際して前記電波検出部のターゲット上に配置されるように備えたことを特徴とする。 Fourth watch system of the present invention, said Oite to the third invention, further, a plurality of reflecting spheres or reflective hemisphere mat lined semispherical plurality of projections, the time of adjusting the radiation direction of the radio wave It is characterized in that it is provided so as to be placed on the target of the radio wave detection unit .
本発明によれば、体動検出素子及び投光光源を固定状態で搭載する体動検出素子基板と、電波レンズ部と投光レンズ部とが一体的に形成されたレンズ部材とが、支持部材に固定状態で支持されるため、体動検出素子,電波レンズ部,投光光源及び投光レンズ部の相対的な位置関係が正確かつ安定して決まる。したがって、体動検出素子と電波レンズ部で得られる電波の放射方位と、投光光源と投光レンズ部で得られる可視光の放射方位と、を正確に同じにすることができるため、投光レンズ部から射出した可視光の位置に基づいて、被検者の生体情報を検出するための電波の放射方位の調整を簡便な構成で正確に行うことが可能となり、安定した精度を得ることができる。 According to the present invention, a body motion detection element substrate on which a body motion detection element and a projection light source are mounted in a fixed state, and a lens member in which a radio wave lens portion and a projection lens portion are integrally formed are supported members. Since it is supported in a fixed state, the relative positional relationship between the body motion detection element, the radio lens unit, the light projecting light source, and the light projecting lens unit is accurately and stably determined. Therefore, the radiation direction of the radio wave obtained by the body motion detection element and the radio wave lens unit can be exactly the same as the radiation direction of the visible light obtained by the light projecting light source and the light projecting lens unit. Based on the position of the visible light emitted from the lens unit, it is possible to accurately adjust the radiation direction of the radio wave for detecting the biological information of the subject with a simple configuration, and it is possible to obtain stable accuracy. it can.
以下、本発明を実施した体動検出装置,見守りシステム等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。 Hereinafter, the body movement detection device, the monitoring system, and the like in which the present invention has been carried out will be described with reference to the drawings. It should be noted that the same parts and corresponding parts of each embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.
図1の模式図と図2のブロック図に、本発明の一実施の形態に係る見守りシステム1の概略構成を示す。この見守りシステム1は、体動検出装置2,サーバー装置3等で構成されており、例えば図1に示すように、有線LAN(Local Area Network)4,スタッフステーション5,部屋(介護室,病室等)6等を備えた施設(介護施設,病院等)に設置される。部屋6は被介護者,患者等の被検者8が過ごす場所であり、スタッフステーション5は被検者8の生活をサポートする介護者や看護師の詰め所である。なお、図1に示す部屋6は2室あるが、更に多くの部屋6を備えた施設においても同様の構成で見守りシステム1を採用することができる。
The schematic diagram of FIG. 1 and the block diagram of FIG. 2 show a schematic configuration of the
スタッフステーション5にはサーバー装置3が設置されており、各部屋6の天井部6aの中央には体動検出装置2が設置されている。また、各部屋6の隅には被検者8が使用するベッド7が設置されている。図1に示す各部屋6にはベッド7が1台ずつ設置されているが、被検者8が2人以上入居する場合、被検者8の人数と同数の複数のベッド7が設置される。体動検出装置2とサーバー装置3とは有線LAN4で通信可能に接続されており、有線LAN4を介してスタッフステーション5と各部屋6との間の通信が行われる。なお、有線LAN4の代わりに無線LANを設置してもよい。また、図2では体動検出装置2として代表の1台のみを示しているが、他の体動検出装置2も同様に構成されている。
A
体動検出装置2との通信を行うサーバー装置3は、図2に示すように、主制御部10,記憶部11,表示部12等で構成されており、リモートで制御することも可能になっている。主制御部10は、演算部10aやその他の電子部品で構成されており、記憶部11等に予め記憶され、又は入力されたプログラム,データ等に基づいて、体動検出装置2から情報を得るとともに、被検者8の異常等を検出するための一連の処理を実行する。記憶部11は、見守りシステム1における制御や設定に係るプログラム,データ等を記憶する。記憶部11が記憶しているプログラム,データ等は、主制御部10によって逐次読み出される。
As shown in FIG. 2, the
表示部12は、コンピューターで使用される表示装置(例えば、液晶ディスプレイ)からなっており、体動検出装置2から受信した部屋6の室内画像や被検者8の生体情報等を表示する。また、表示部12は、電波(マイクロ波)の放射方位について、その調整前後のマーカーや方位指標等が表示可能に構成されている。なお、表示部12は介護者や看護師が所有してサーバー装置3にリンクする携帯端末等(例えば、スマートフォン)の表示装置であってもよい。
The
体動検出装置2は、前述したように各部屋6の天井部6aの中央に設置され(図1)、ベッド7を電波検出部21のターゲットとして、電波の放射方位が調整されている。部屋6に被検者8が2人以上入居して各々に対応するベッド7が設置されている場合には、各被検者8のベッド7に対して調整された複数の体動検出装置2が設置される。
As described above, the body
図3に体動検出装置2の概略断面構造を示し、図4に体動検出装置2を構成している電波検出部21を拡大して示す。体動検出装置2は、図3に示すように、その一部が天井部6aよりも上方、すなわち天井裏に埋め込まれた天井埋設型の形態をなしており、天井裏に埋め込まれた部分は本体筐体24で覆われている。本体筐体24は下面が開口した円筒形状をなしており、その開口下面を覆うように、ベース板26,撮像用の外装カバー30,及び電波検出用の外装カバー31が取り付けられている。
FIG. 3 shows a schematic cross-sectional structure of the body
本体筐体24の内部には、図3に示すように、制御部20(図2)が設けられたメイン基板25と、被検者8(図1)の生体情報を検出するための電波(マイクロ波)W1,W2の放射及び受信を行い、かつ、電波W1の放射方位が変更可能に構成された電波検出部21と、が設けられている。電波検出部21は、図4に示すように、ドップラー素子(センサー本体)21aと、可視光V1の放射を行う投光光源21bと、ドップラー素子21a及び投光光源21bを固定状態で搭載するドップラー基板21c(体動検出素子基板)と、を有している。
Inside the
ドップラー素子21aは、放射部と受信部を備えたマイクロ波ドップラーセンサーであり、放射部からの放射波と受信部への反射波とのズレ(つまり、電波の放射及び受信を行って発生したドップラーシフト)を検出して出力する。例えば、24GHz帯のマイクロ波をベッド7に向けて放射し(図1)、被検者8で反射してドップラーシフトした反射波を受信し、その反射波から被検者8の呼吸や心拍による微体動等の生体情報を検出して、その生体情報から被検者の呼吸状態や心拍数を取得する。なお、ドップラーシフトを検出する方法に限らず、位相シフト検出や、距離変化(FMCWモード)を用いた体動検出も可能である。位相シフト検出では、位相の異なる互いに直交するマイクロ波を放射して、反射波における2つの波の位相ズレを検出する。この場合2波は直交しているので混信せずに検出でき、また方向の検出も行なえる。距離変化を用いる場合は、マイクロ波の周波数をシフトさせて放射し、反射波の時間遅れの変化を見て対象物の距離を算出して、距離変化=体動と判断して体動検出を行う。
The
マイクロ波ドップラーセンサーは動いているものすべてを検出する特性を有するので、動きの比較的小さな呼吸はノイズに埋もれ易い。そこで、マイクロ波の指向性を高めてSN比(Signal-to-Noise ratio)を向上させるために、電波検出部21はマイクロ波放射側にレドームを有している。そのレドームは、透明樹脂製のレンズ部材LNと、ドップラー基板21c及びレンズ部材LNを固定状態で支持する支持部材HNと、からなっている。
Since the microwave Doppler sensor has the property of detecting everything that is moving, breathing with relatively small movement is easily buried in noise. Therefore, in order to increase the directivity of the microwave and improve the SN ratio (Signal-to-Noise ratio), the radio
支持部材HNには、図4に示すように、ドップラー素子21aから放射された電波(放射波)W1を反射作用により集約するホーン部Haと、投光光源21bから放射された可視光V1を絞る絞り部Hbと、が設けられている。また、レンズ部材LNには、ドップラー素子21aから放射された電波W1に対して正のレンズ作用を有する電波レンズ部Laと、投光光源21bから放射された可視光V1に対して正のレンズ作用を有する投光レンズ部Lbと、が一体的に形成されている。ホーン部Ha及び電波レンズ部Laによる所定方向の電波集約によって、ドップラー素子21aの検出領域が狭角化されるため、その高い指向性によって被検者8からの電波(反射波)W2を高い精度で受信することが可能となる。
As shown in FIG. 4, the support member HN narrows down the horn portion Ha that aggregates the radio waves (radiated waves) W1 radiated from the
ホーン部Haは、すり鉢形状(逆円錐台形状)の穴を有する形態をなしており、その穴の中心を鉛直に通るホーン中心軸AXに関して回転対称な形状を有している。ホーン部Haの穴を構成している内周面には、金属等を用いたホーン形状の反射面が形成されている。ドップラー基板21cの下面には、ホーン部Haの小径開口側の穴内部にドップラー素子21aが収まるように、支持部材HNが固定されている。レンズ部材LNにおいて、電波レンズ部Laの周囲にはツバ部Lcが形成されている。支持部材HNの下面には、ホーン部Haの大径開口側の穴を覆うように、レンズ部材LNがツバ部Lcで固定されている。また電波レンズ部Laは、下方に向かって凸のレンズ面を有しており、そのレンズ面の中心軸とドップラー素子21aが放射する電波W1の放射中心軸とが一致し、かつ、それらがホーン中心軸AXに対して略平行になるように配置されている。
The horn portion Ha has a shape having a mortar-shaped (inverted truncated cone shape) hole, and has a shape rotationally symmetric with respect to the horn central axis AX that vertically passes through the center of the hole. A horn-shaped reflective surface made of metal or the like is formed on the inner peripheral surface forming the hole of the horn portion Ha. A support member HN is fixed to the lower surface of the
レンズ部材LNは、電波W1,W2と可視光V1の両方に対して透過率の高い透明樹脂材料からなっている。図5のグラフに、比誘電率ε'rとマイクロ波の反射係数|Γ|との関係を示す。図5から分かるように反射率は比誘電率に比例し、損失係数も比誘電率に比例する。低誘電率材料は電波に対する反射率が低いため、レンズ部材LNに低誘電率材料を用いれば、電波に対する反射率を低くするとともに、電波に対する透過率(反射と損失を除いて残る率)を高くすることが可能である。そのような低誘電率の樹脂材料としては、例えば、PC(polycarbonate),COP(cyclo-olefin polymer)樹脂,PMMA(polymethyl methacrylate)等が挙げられる。また、可視光の透過率は、PCが80〜90%、PMMAが90〜95%であり、ABSとPTFEが0%である。したがって、可視光も電波も良く透過するPC,COP樹脂,PMMAはレンズ部材LNに適しており、可視光に対して不透明なABSやPTFEはレンズ部材LNに適していない。なお、ガラスは電波反射率が約40〜50%(比誘電率が5.5〜9)と高いので、レンズ部材LNに適していない。 The lens member LN is made of a transparent resin material having high transmittance for both radio waves W1 and W2 and visible light V1. The graph of FIG. 5 shows the relationship between the relative permittivity ε'r and the reflectance coefficient | Γ | of microwaves. As can be seen from FIG. 5, the reflectance is proportional to the relative permittivity, and the loss coefficient is also proportional to the relative permittivity. Since a low dielectric constant material has a low reflectance to radio waves, if a low dielectric constant material is used for the lens member LN, the reflectance to radio waves is lowered and the transmittance to radio waves (the rate remaining excluding reflection and loss) is increased. It is possible to do. Examples of such a resin material having a low dielectric constant include PC (polycarbonate), COP (cyclo-olefin polymer) resin, PMMA (polymethylcrylic) and the like. The visible light transmittance is 80 to 90% for PC, 90 to 95% for PMMA, and 0% for ABS and PTFE. Therefore, PC, COP resin, and PMMA, which transmit both visible light and radio waves well, are suitable for the lens member LN, and ABS and PTFE, which are opaque to visible light, are not suitable for the lens member LN. Since glass has a high radio wave reflectance of about 40 to 50% (relative permittivity of 5.5 to 9), it is not suitable for a lens member LN.
図4に示す投光光源21b,絞り部Hb及び投光レンズ部Lbは、体動検出装置2の方位調整により電波W1の放射方位を調整するための投光光学系33を構成している。その投光光学系33は、投光光源21bが放射する可視光V1の放射中心と、絞り部Hbの開口中心と、集光用の投光レンズ部Lbの中心と、を通る直線を投光光軸axとする共軸光学系を構成している。投光光軸axはホーン中心軸AXに対して平行であり、ドップラー基板21cの素子搭載面に対して垂直になっている。ドップラー基板21cに固定されている投光光源21bは、可視光V1の放射を行うLED(light emitting diode)等の発光素子であり、絞り部Hbを構成する開口以外はその殆どを支持部材HNで覆われている。したがって、投光光源21bから放射された可視光V1は、支持部材HNに形成されている絞り部Hbで絞られた後、正のレンズ作用を有する投光レンズ部Lbで集光されて、電波W1の放射方位に光スポットを形成する。後述する電波の放射方位の調整は、この集光された可視光V1を用いて行われる。
The light projecting
電波検出部21は、図3に示すピッチ回転機構27及びヨー回転機構28からなる方位変更機構によって、前述したように電波W1(図4)の放射方位が変更可能に構成されている。ピッチ回転機構27は、支持部材HNの外面に外側に向かって突出する軸部27a等で構成されており、ピッチ軸線Pを中心として電波検出部21を回転可能としている。ヨー回転機構28は、ヨー軸線Y(ホーン中心軸AXと一致し、ピッチ軸線Pに対して略直交する。)を中心として回転可能に本体筐体24に支持された支持枠28a、その外周面に径方向外側に向かって延びるフランジ部(不図示)等で構成されている。その支持枠28aは下面が開口した円筒形状になっており、その内側において軸部27aでピッチ回転機構27を支持している。このように構成された方位変更機構によって、電波検出部21が放射する電波W1の放射方位を変更することを可能としている。
The radio
メイン基板25に設けられている制御部20(図2)は、LANケーブル4a等で外部と電気的に接続されて、通信可能・電力供給可能になっている。制御部20は、演算部,記憶部,その他の電子部品からなる機能ブロック等で構成されており、記憶部等に予め記憶され、又は入力されたプログラム,データに基づき、電波検出部21等の構成要素の動作を制御して被検者の状態の検出に係る信号処理を実行する。
The control unit 20 (FIG. 2) provided on the
天井部6aよりも下方には、前述したようにベース板26,撮像用の外装カバー30,及び電波検出用の外装カバー31が、天井部6aから突出するように配置されている。ベース板26は、天井部6aの下側の面に設けられて、本体筐体24の下縁部と連結している。そして外装カバー30,31は、本体筐体24の開口下面よりも大きな長方形状をなして、その開口下面を覆っている。一方の外装カバー30が天井部6aに固定のベース板26に固定されているのに対し、他方の外装カバー31は外装カバー30に対して着脱可能に取り付けられている。つまり、外装カバー31は外装カバー30に対して開閉可能な蓋体として機能する。したがって、外装カバー31を取り外せば、電波検出部21の方位を手作業で変更することができるので、電波W1の放射方位を手動で調整することが可能である。なお、電波W1の放射方位の調整は、モーター等の駆動源を用いて行うようにしてもよい。
Below the
撮像用の外装カバー30は、下方に向かって凸の略トレイ形状をなすと共に、本体筐体24の内部と連通する内部空間を有しており、その内部空間には光学検出部22,光源23等が設けられている。光学検出部22は、映像により被検者8の状態を検出するためのカメラを構成しており、被検者8の起床,離床,転倒等の大きな体動を映像によって検出するようになっている。さらに光学検出部22は、その画角が部屋6全体となるように広角レンズを有しており、部屋6全体の撮像を可能としている。また、光学検出部22はIRカットフィルターが設けられておらず、真っ暗な環境でも被検者8の状態が映像として検出できるように、照明用の光源23が近赤外線光のLED等で構成されている。したがって、外装カバー30は近赤外線光を透過する材料からなる必要がある。また、被検者8の精神的なストレスの発生を未然に防ぐために、光学検出部22が見えないように外装カバー30は可視光をカットする材料からなることが好ましい。
The
なお、外装カバー30の内部空間には、下方に向かって指向する要素として、部屋6内に向かって音声を出力するためのスピーカー(不図示)がベース板26に固定された状態で設けられており、部屋6内の音声を入力するためのマイク(不図示)が外装カバー31に固定された状態で設けられている。
In the internal space of the
外装カバー30には、電波検出部21に対応する箇所に開口部30aが設けられている。その開口部30aは、外装カバー30の内側(上側)と外側(下側)とを連通し、下方から見て電波検出部21をレンズ部材LN側から覗くことが可能な形状及び大きさを有している。それに対応するように、外装カバー30の下面に着脱可能に設けられた外装カバー31は、カバー30の開口部30aとその周囲を含む領域を下方からカバーする形状及び大きさを有している。そして外装カバー31は、電波W1の放射方位において電波を覆うように位置し、かつ、電波を透過させる材料からなっている。
The
外装カバー30の蓋体として機能する外装カバー31は、均等又は略均等な厚みを持った誘電率の比較的低い樹脂材料で構成されている。低誘電率材料は電波に対する反射率が低いため、外装カバー31に低誘電率材料を用いれば、電波に対する反射率を低くするとともに、電波に対する透過率(反射と損失を除いて残る率)を高くすることが可能である。そのような低誘電率の樹脂材料としては、例えば、PC(polycarbonate),ABS(acrylonitrile butadiene styrene)等が挙げられる。
The
次に、電波W1の放射方位を調整するための体動検出装置2の方位調整方法を説明する。図6のフローチャートに体動検出装置2の方位調整シーケンスの具体例を示し、図7に体動検出装置2の方位調整の様子を模式的に示す。電波検出部21は電波W1の放射方位が変更可能に構成されているので、電波W1の放射方位の調整作業は、図7に示すように、部屋6の内部において作業者18が脚立9等を利用して手作業で行う。作業者18が手持ちの携帯端末又はサーバー装置3で装置番号の入力を行うことにより、該当する部屋6の体動検出装置2を調整モードに設定すると(図6の#10)、調整モードに設定された体動検出装置2は方位調整用の投光光源21bを点滅させる(図6の#20のLED点滅)。作業者18が外装カバー31(図3)を取り外すと、投光光学系33から放射された可視光V1で2m〜3m下方に点滅状態の光スポットSが形成される。
Next, a method of adjusting the direction of the body
図7に示すように光スポットSが視認できる状況にある場合(例えば、部屋が暗い場合)、光スポットSの位置を見ながら電波検出部21の方位を手作業で変更する。電波W1の放射中心軸は、方位調整用の投光光学系33の投光光軸axに対して略平行、かつ、近接しており、部屋6のスケールからすると投光光軸axとほぼ一致している。このため、光スポットSの照射位置をベッド7上に調整すれば、可視光V1の照射方位がベッド7に向くとともに、電波W1の放射方位もベッド7に向くことになる。電波W1は見えなくても可視光V1は見えるため、容易に視認可能な光スポットSの照射位置から電波W1の放射方位を容易に把握することができる。なお、電波W1の放射方位を調整する際、光学検出部22を利用して映像で光スポットSの位置を確認するようにしてもよい。
When the light spot S is visible as shown in FIG. 7 (for example, when the room is dark), the orientation of the radio
光スポットSが視認できる状況にない場合(例えば、部屋が明るい場合)、図8に示す方位調整方法を採用する。この方位調整方法では、ターゲットとなるベッド7上に反射球体19を敷き詰めるか、あるいは略半球状の突起が並んだ反射半球体マット19aをベッド7上に配置する。反射球体19又は反射半球体マット19aに光スポットSが当たった場合、点滅している可視光V2が方位に関係なく脚立9上の作業者18の目に届くことになる。光スポットSの当たっている球体又は半球体だけが光るため、暗い環境での作業と同じ感覚で電波W1の放射方位の調整が可能である。投光光源21bの点滅は見分け易くするために行っているにすぎないので、投光光源21bを点灯させるようにしてもよい。調整が終了したら、作業者18は体動検出装置2の方位を固定し、外装カバー31を元の取り付け状態に戻し、調整モードを解除する(図6の#30)。
When the light spot S is not visible (for example, when the room is bright), the orientation adjustment method shown in FIG. 8 is adopted. In this orientation adjustment method, the
上述した実施の形態によれば、ドップラー素子21a及び投光光源21bを固定状態で搭載するドップラー基板21cと、電波レンズ部Laと投光レンズ部Lbとが一体的に形成されたレンズ部材LNとが、支持部材HNに固定状態で支持されるため、ドップラー素子21a,電波レンズ部La,投光光源21b及び投光レンズ部Lbの相対的な位置関係が正確かつ安定して決まる。したがって、ドップラー素子21aと電波レンズ部Laで得られる電波W1の放射方位と、投光光源21bと投光レンズ部Lbで得られる可視光V1の放射方位と、を正確に同じにすることができるため、投光レンズ部Lbから射出した可視光V1の位置に基づいて、被検者8の生体情報を検出するための電波W1の放射方位の調整を簡便な構成で正確に行うことが可能となり、安定した精度を得ることができる。
According to the above-described embodiment, the
支持部材HNが、ドップラー素子21aから放射された電波W1を反射作用により集約するホーン部Haを有しているため、ドップラー素子21a,電波レンズ部La,投光光源21b及び投光レンズ部Lbに対するホーン部Haの相対的な位置関係を正確かつ安定して保ちながら、ドップラー素子21aからの電波W1を電波レンズ部Laに対して効率的に入射させることができ、かつ、電波レンズ部Laからの電波W2をドップラー素子21aに対して効率的に入射させることができる。また、支持部材HNが、投光光源21bから放射された可視光V1を絞る絞り部Hbを有しているため、ドップラー素子21a,電波レンズ部La,投光光源21b及び投光レンズ部Lbに対する絞り部Hbの相対的な位置関係を正確かつ安定して保ちながら、投光光源21bからの可視光V1を投光レンズ部Lbに対して効率的に入射させることができる。
Since the support member HN has a horn portion Ha that aggregates the radio waves W1 radiated from the
また、上述した実施の形態のように、被検者8の生体情報を検出するために電波W1の放射と電波W2の受信を行う電波検出部21を備えた体動検出装置2の方位調整を行う場合には、電波W1,W2と可視光V1の両方に対して透過率の高い透明樹脂材料で一体的に形成された電波レンズ部La及び投光レンズ部Lbを用いて、電波検出部21から放射する電波W1と同じ放射方位の可視光V1を電波検出部21から所定位置に照射すれば、その照射により得られた光スポットSが電波W1の放射方位の正確な目安となる。したがって、光スポットSの照射位置を変更することにより、電波W1の放射方位を調整するための体動検出装置2の方位調整を簡単に行うことが可能となる。
Further, as in the above-described embodiment, the orientation of the body
投光光学系33から放射された可視光V1は、投光光学系33の2m〜3m前方で光スポットSを形成することが好ましい。一般的な部屋6の天井部6aの高さを考えた場合、上記の位置に光スポットSを形成すれば、投光光学系33から放射された可視光V1の照射方位が容易に識別できるようになるため、電波検出部21が放射する電波W1の放射方位の調整がより一層簡単になる。また、光スポットSはベッド7の幅サイズ以下に形成されることが必要になるので、天井部6aの高さが2.2m〜2.4mである場合、光スポットSのサイズは直径30cm以下であることが好ましい。また、複数の反射球体19又は反射半球体マット19aを使用する場合(図8)、各球体の直径サイズは光スポットSのサイズよりも小さいことが好ましい。そのサイズ設定により、可視光V1の反射効率を高くすることが可能となる。
It is preferable that the visible light V1 emitted from the light projecting
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、上述した実施の形態における方位調整のための構成は一例であって、これに限定されるわけではない。また、本発明に係る体動検出装置は、介護施設等で過ごす人の健康状態の異常等を検出するための見守りシステムにおいて利用可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. For example, the configuration for directional adjustment in the above-described embodiment is an example, and is not limited thereto. In addition, the body movement detection device according to the present invention can be used in a monitoring system for detecting abnormalities in the health condition of a person who spends time in a nursing care facility or the like.
1 見守りシステム
2 体動検出装置
3 サーバー装置
8 被検者
18 作業者
19 反射球体
19a 反射半球体マット
21 電波検出部
21a ドップラー素子(体動検出素子)
21b 投光光源
21c ドップラー基板(体動検出素子基板)
LN レンズ部材
La 電波レンズ部
Lb 投光レンズ部
Lc ツバ部
HN 支持部材
Ha ホーン部
Hb 絞り部
AX ホーン中心軸
ax 投光光軸
27 ピッチ回転機構
28 ヨー回転機構
30 撮像用の外装カバー
31 電波検出用の外装カバー
33 方位調整用の投光光学系
W1,W2 電波
V1,V2 方位調整用の可視光
1 Watching
LN lens member La radio wave lens part Lb floodlight lens part Lc brim part HN support member Ha horn part Hb aperture part AX horn center axis ax
Claims (4)
前記電波検出部が、
前記電波の放射及び受信を行って発生した体動を検出する体動検出素子と、
可視光の放射を行う投光光源と、
前記体動検出素子及び投光光源を固定状態で搭載する体動検出素子基板と、
前記体動検出素子から放射された電波に対して正のレンズ作用を有する電波レンズ部と、前記投光光源から放射された可視光に対して正のレンズ作用を有する投光レンズ部と、が一体的に形成された透明樹脂製のレンズ部材と、
前記体動検出素子基板及びレンズ部材を固定状態で支持する支持部材と、を有し、
前記支持部材が、
前記体動検出素子から放射された電波を反射作用により集約するホーン部と、
前記投光光源から放射された可視光を絞る絞り部と、
を有することを特徴とする体動検出装置。 A body motion detection device having a radio wave detection unit that emits and receives radio waves for detecting the biological information of a subject and has a structure in which the radiation direction of the radio waves can be changed.
The radio wave detection unit
A body motion detection element that detects body motion generated by radiating and receiving the radio waves, and
A light source that emits visible light and
A body motion detection element substrate on which the body motion detection element and a floodlight light source are mounted in a fixed state, and
The radio lens unit having a positive lens action with respect to the radio wave radiated from the body motion detection element and the light projecting lens unit having a positive lens action with respect to the visible light radiated from the light projecting light source. The integrally formed transparent resin lens member and
It has a body motion detection element substrate and a support member that supports the lens member in a fixed state .
The support member
A horn unit that collects radio waves radiated from the body motion detection element by a reflection action,
A diaphragm section that narrows down the visible light emitted from the light source
A body motion detection device characterized by having.
前記投光光源,前記絞り部及び前記投光レンズ部が、前記電波の放射方位を調整するための投光光学系を構成しており、
前記投光光学系が、前記投光光源が放射する可視光の放射中心と、前記絞り部の開口中心と、前記投光レンズ部の中心と、を通る直線を投光光軸とする共軸光学系を構成しており、
前記投光光軸が前記ホーン中心軸に対して平行であることを特徴とする請求項1記載の体動検出装置。 The horn portion has a shape having an inverted truncated cone-shaped hole, and has a shape rotationally symmetric with respect to the horn central axis passing through the center of the hole.
The projection light source, the diaphragm portion, and the projection lens portion form a projection optical system for adjusting the radiation direction of the radio wave.
The projection optical system has a common axis whose projection optical axis is a straight line passing through the emission center of visible light emitted by the projection light source, the opening center of the aperture portion, and the center of the projection lens portion. Consists of the optical system
The body motion detection device according to claim 1, wherein the light projection axis is parallel to the central axis of the horn .
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