JP2001238922A - 人体検知装置およびそれを備えたベッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベッド上にいる病人や要介護者をより確実に
検知することができ、しかもその人々にとって違和感も
なく健康上の悪影響もない人体検知装置およびそれを備
えたベッドを提供する。 【解決手段】 インパルス状電磁波を送波し、人体から
の反射波を受波するインパルスレーダを用い、反射波の
状態から人体を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ベッド上にいる
人の有無等を検知する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】病院、老人介護施設、要介護者のいる家
庭などでは、病人や要介護者の安全にため、介護をする
人等がそばにいないときでもベッドの上の病人や要介護
者に異常がないか、またその人たちがベッドから離れて
いないかどうかを知ることのできる手段が求められてい
る。この目的にために赤外線式焦電センサやマットセン
サを利用することが考えられる。

【０００３】赤外線式焦電センサを用いた人体検知が図
１７に示されている。同図において、ａはベッド、ｂは
天井に取り付けられた焦電センサ、ｐはベッドに横臥す
る人体である。このような、人体検知装置では、焦電セ
ンサｂがベッドに横臥する人体ｐからの赤外線を受光し
て人体検知を行っていた。

【０００４】マットセンサを用いた人体検知が図１８に
示されている。同図において、ａはベッド、ｄはベッド
上に位置しているマットセンサ、ｐはベッドに横臥する
人体である。このような、人体検知装置では、横臥する
人体ｐの下に、マットセンサｄを敷いて、マット内の圧
力の変化を利用し、すなわち、人体の荷重を利用し嚢袋
などに空気などを封入し人体の荷重圧力をはかり人体検
知を行っていた。

【０００５】また、別のマットセンサではマット上にメ
カセンサを配置し、人体の荷重によって電気的接点が開
閉するのを検出し人体検知を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
赤外線を検知する焦電センサは微分型出力であるので動
きのある人体は検知することができたが、静止した人体
は検知できなかった。また、ペットなどの小動物や人体
以外の熱源を検知するといった誤動作があった。さら
に、検出対象の人体とセンサの間に赤外線を遮蔽する、
布団や毛布などがあると検出不可能となったり、誤動作
の原因となった。

【０００７】また、人体の荷重による電気的接点の開閉
を用いたセンサでは、繰り返しの荷重によって接点部が
故障したり、閾値荷重の設定が容易でないといった難点
があった。

【０００８】また、人体の荷重を利用し嚢袋に空気など
を封入した圧力を検出するマットセンサでは、人体の下
のシーツの下に配置するようになるため、ベッドを利用
する人に違和感を感じさせるとともに、マットがゴムや
ビニールなどの空気を通さない素材のため蒸れ等をおこ
すので健康上問題があった。

【０００９】この発明は、上述の問題点に着目してなさ
れたものであり、その目的とするところは、ベッド上い
る病人や要介護者を確実に検知することができ、しかも
病人や要介護者にとって違和感もなく健康上の悪影響も
ない人体検知装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明による人体検知
装置は、インパルス状の電磁波を送波し、人体からの反
射波を受波するインパルスレーダを有し、反射波の状態
から人体を検知する人体検知装置であって、ベッドに備
えられ、ベッド上の人体が通常存在しうる領域の全部ま
たは一部を含む範囲に電磁波を送波し、人体を検知する
ものである。

【００１１】ここで、『インパルスレーダ』とは、例え
ばＵ．Ｓ ＰＡＴ５，４５７，３９４に開示されるＭＩ
Ｒ（Ｍｉｃｒｏｐｏｗｅｒ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒａｄａ
ｒの略）などのレーダを意味し、同インパルスレーダに
より送受信されるインパルス状の電磁波は、木材、布、
綿、プラスチック、樹脂などを透過可能である一方、人
体等の水分を多量に含むものには反射し易い性質を有す
る。

【００１２】『ベッド』は、介護用ベッド、成人用や子
供用ベッド、一般家庭用ベッドを含む様々な態様のベッ
ドを意味し、主にベッド筐体とその上に置かれるマット
から構成される。

【００１３】『人体が通常存在しうる領域』とは、病人
や要介護者がベッド上で横臥しているときに通常存在す
ると想定される位置を意味する。

【００１４】このような構成によれば、人体検知装置
は、病人や要介護者がベッド上で横臥しているときその
人体からの反射波を受波して人体を確実に検知すること
ができる。人体と人体検知装置との間にマットや布団が
あっても、それらは通常電磁波を透過するので人体検知
の妨げとはならない。病人や要介護者に違和感を与える
こともない。送波する電磁波には極微弱電力のものを使
用することができ、しかもそのスペクトラムは広い周波
数に拡散しているので、送波する電磁波が人体や周囲の
医療機器に与える影響は極めて小さい。好ましくは、人
体の足や頭の部分よりも胴体部分が通常存在しうる領域
を含むように電磁波を送波する。そうすれば検知の確実
性は増すことができる。病人や要介護者が横臥している
場合に限らず、ベッドの上に座っている場合もインパル
スレーダの検知領域に人体の一部があれば人体が検知さ
れることはいうまでもない。

【００１５】好ましくは、インパルスレーダの検知領域
はベッド上の人体が通常存在しうる領域の全部または一
部を含む所定の範囲に限定される。『所定の範囲に限
定』とは、所定の距離範囲もしくは所定の角度範囲また
は両者を組み合わせた範囲に限定する意味である。例え
ば、マット内部にあるスプリング、転落防止用手摺、ベ
ッド上のテーブル、ベッドサイドの人や備品等が存在す
る範囲をインパルスレーダ不感帯として設定することが
できる。インパルスレーダ不感帯は、例えばインパルス
レーダの送波から受波までの所要時間が不感帯相当の所
要時間の範囲であれば受波があっても検知出力を出さな
いことで実現できる。

【００１６】ところで、インパルスレーダの取り付け位
置ならびにその検知領域は、ベッドの種類に応じて様々
な形態をとることができる。

【００１７】たいていのベッドではマットは電磁波を透
過するので、インパルスレーダは、ベッドのマットより
下の部分に備えることができる。この場合は、インパル
スレーダはベッド中心部のマット下に位置していること
が好ましい。そうすれば、検知したい人体に最も近い個
所にインパルスレーダを設定できる。また、ベッド中心
部は人体が通常存在しうる確率が高いので検知がより確
実になる。さらに、インパルスレーダの電磁波が、他の
電磁波反射物体の影響を受けにくくすることができる。

【００１８】インパルスレーダは、ベッドのマットより
上の部分に備えることもできる。そうすれば、マットが
電磁波を透過しない素材で作られていても人体を検知す
ることができる。この場合、インパルスレーダは天板部
に位置していることが好ましい。ベッドサイド部や人体
の足の近傍部分に設置することもできる。

【００１９】この場合においても、インパルスレーダの
検知範囲は、マット内部にあるスプリング、転落防止用
手摺、ベッド上のテーブル、ベッドサイドの人や備品等
にインパルスレーダが感知しないように、ベッド上の人
体が通常存在しうる領域範囲に限定することが好まし
い。

【００２０】また、本発明による人体検知装置では、人
体の有無を表す信号を生成して送信し、それによりその
信号の受信側においてベッド上の人の有無を遠隔検知で
きるようにすることができる。

【００２１】また、本発明による人体検知装置は、互い
に異なる範囲を検知領域とする複数のインパルスレーダ
を有し、各インインパルスレーダが受波する反射波の状
態に基づき人体の動作状態を表す信号を生成して送信
し、それによりその信号の受信側においてベッド上の人
の状態を遠隔検知できるようにすることができる。

【００２２】これらの人体の有無を表す信号や人体の動
作状態を表す信号の送信は有線でも無線でもよい。受信
側としては遠隔地の監視者や病院のナースセンタ等が想
定され、それらの場所でベッド上の人の有無を遠隔監視
できる。

【００２３】また、本発明によるベッドは、ベッド上の
人体が通常存在しうる領域の全部または一部を含む範囲
にインパルス状の電磁波を送波し、人体からの反射波を
受波するインパルスレーダを有し、反射波の状態から人
体を検知する人体検知装置を備えたものである。

【００２４】また、本発明による人体検知システムは、
前記人体の有無を表す信号を生成して送信する人体検知
装置と、人体の有無を表す信号を受信し、その信号の状
態が所定の条件を満たしたときに報知する受信手段とを
備えたものである。

【００２５】『所定の条件』とは、例えば、ベッドに寝
ている人の存在を検知し、その後ベッドから離れ、ある
一定時間以上たっても戻って来ない、などの条件であ
る。この一定時間は、検知対象となる人の病状、歩行能
力、監視の目的等を考慮して設定される。『受信手段』
は監視者のいる場所やナースセンタ等に設置され、所定
の条件が満たされると音声や表示などによる通報を出
す。これによりベッドの利用者が徘徊していないかやベ
ッドから降りて倒れていることがないかなどを知ること
を目的とする監視を行うことができる。

【００２６】また、本発明による人体検知システムは、
前記人体の動作状態を表す信号を生成して送信する人体
検知装置と、人体の動作状態を表す信号を受信し、その
信号の状態が所定の条件を満たしたときに報知する受信
手段とを備えたものである。

【００２７】この場合の『所定の条件』とは、例えば、
インパルスレーダが受波する反射波の状態に基づき、ベ
ッドに寝ている人の位置や姿勢についての状態を検知
し、ある一定時間以上状態の変化がない場合は、何か異
常があったとすることである。

【００２８】通常人はすなわち、ある一定時間内では人
であれば、眠っていても寝返り等の動作を行うから、平
均的な寝返り間隔等を考慮して、一定時間を設定するこ
とができる。これらの人体検知システムは要介護者や、
一人暮らしの老人等のライフリズムセンサとしても使用
することができる。一人暮らしの老人等が寝たきりでな
いのであれば、夜間に限定して検知してもよく、また人
体を検知しないと報知する一定時間を例えば２４時間の
ように長く設定してもよい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態を添付図面に従って詳細に説明する。先ず、本発明装
置の第１実施形態について説明する。図１は本発明装置
の第１実施形態を示す一部破断斜視図、図２は本発明装
置の第１実施形態の作用説明図である。

【００３０】図１に示されるように、この第１実施形態
はインパルスレーダ４がベッド背面に配置されるベッド
１に適用される。ベッド筐体１ａは金属や木製などであ
る。マット１ｂはベッド筐体１ａの上に位置しその背面
にあたるベッド筐体１ａにはインパルスレーダ４が配置
される。マット１ｂはパルス状電磁波を透過させやすい
繊維で覆われて内部にはスプリングが設けられている。

【００３１】ベッド筐体１ａは、この例では、金属板や
木材で枠組みされ、インパルスレーダ４はマット１ｂが
置かれるベッド筐体１ａの上面中央部に、インパルスレ
ーダ４の上面が一致するように取り付けられる。取付金
具５はインパルスレーダ４をベッド筐体１ｂに固定する
金具である。人体検知装置の他の部分はインパルスレー
ダ４と一体に設けてもよいし、インパルスレーダ４とは
離して、例えば外から操作のしやすいベッドの側面に設
けてもよい。

【００３２】インパルスレーダ４をこのように取り付け
れば、要介護者や病人の目に触れないので、それらの人
たちの監視されているという感情を緩和することができ
る。マット１ｂの背後の、インパルスレーダ４から放出
されるインパルス状電磁波の様子が図２に模式的に示さ
れている。

【００３３】同図から明らかなように、インパルスレー
ダ４から放出される電磁波はマット１ｂを透過して、敷
き布団６や、シーツなどを透過し、そこに存在する人体
ｐに向けて照射される。その人体ｐで反射された電磁波
は同様にしてシーツ、敷き布団６、マット１ｂを透過し
てインパルスレーダ４に戻る。

【００３４】図２に模式的に示されるように、インパル
スレーダ４から発せられる電磁波の指向角度は十分に広
く、人体ｐがマット１ｂ上で広範囲の位置に移動しても
的確に検知できるような、インパルスレーダ４の検知領
域設定となっている。

【００３５】次に、本発明装置の第２実施形態について
説明する。図３は本発明装置の第２実施形態を示す一部
破断斜視図、図４は本発明装置の第２実施形態の作用説
明図である。

【００３６】図３に示されるように、この第２実施形態
はインパルスレーダ４がベッド天板部２ｃに配置される
ベッド２に適用される。このタイプはマット２ｂがイン
パルスレーダ４のパルス状電磁波を透過しない金属など
で覆われた材質のベッドの場合である。

【００３７】ベッド筐体２ｂは、この例では、金属や木
製などで枠組みされ、天板部２ｃは木製である。人体頭
部は天板部２ｃの方に向けられている。インパルスレー
ダ４は天板部２ｃの中央内部にあり人体頭部に向けて取
り付けられている。

【００３８】このようなベッド２であって、インパルス
レーダ４をこのように取り付ければ、要介護者や病人の
目に触れないので、それらの人たちの監視されていると
いう感情を緩和することができる。

【００３９】天板部２ｃの内部に隠蔽される、インパル
スレーダ４から放出されるパルス状電磁波の様子が図４
に模式的に示されている。

【００４０】同図から明らかなように、インパルスレー
ダ４から放出される電磁波は天板面２ｄを透過して、ベ
ッド上に存在する人体ｐに向けて照射される。その人体
ｐで反射された電磁波は同様にして天板面２ｄを透過し
てインパルスレーダ４に戻る。

【００４１】図４に模式的に示されるように、インパル
スレーダ４から発せられる電磁波の指向角度は十分に広
く、人体ｐがマット１ｂ上で広範囲の位置に移動しても
的確に検知できるような、インパルスレーダ４の検知領
域設定となっている。

【００４２】マット２ｂ上には、枕７や上布団が存在す
るがインパルスレーダ４から発せられる電磁波が透過す
る材質が使用されているので人体検知には何ら関与しな
い。

【００４３】次に、本発明装置の第３実施形態について
説明する。図５は本発明装置の第３実施形態を示すベッ
ドの側面図、図６は本発明装置の第３実施形態を示すベ
ッドの平面図である。

【００４４】図５示されるように、この第３実施形態は
インパルス状電磁波が透過するマット３ｂのベッド３に
適用される。マット３ｂはその背面にインパルスレーダ
４ａ，４ｂ、４ｃが３個配置されている、マット３ｂの
材質はパルス状電磁波を透過させやすい繊維などで覆わ
れ内部にはスプリングが設けられている。

【００４５】マット３ｂの上に、敷き布団６、更にその
上に、要介護者や病人などの人体ｐが存在する。このよ
うなベッド３であって、人体ｐの存在有無を検知するた
めのインパルスレーダ４ａ，４ｂ、４ｃは、それらの人
たちの目に触れぬよう、マット３ｂの背後に隠蔽され
る。 インパルスレーダ４ａ，４ｂ、４ｃをこのように
取り付ければ、要介護者や病人の目に触れないので、そ
れらの人たちの監視されているという感情を緩和するこ
とができる。

【００４６】マット３ｂの背後の、インパルスレーダ４
ａ，４ｂ、４ｃから放出されるパルス状電磁波の様子が
図５に模式的に示されている。

【００４７】同図から明らかなように、インパルスレー
ダ４ａ，４ｂ、４ｃから放出される電磁波はマット３ｂ
を透過して、敷き布団６を透過し、そこに存在する人体
ｐに向けて照射される。その人体ｐで反射された電磁波
は同様にして敷き布団６、マット３ｂを透過してインパ
ルスレーダ４ａ，４ｂ、４ｃに戻る。

【００４８】図５に模式的に示されるように、インパル
スレーダ４ａ，４ｂ、４ｃから発せられる電磁波の指向
角度は、は十分に広く、人体ｐがマット３ｂ上で広範囲
の位置に移動しても的確に検知できるような、インパル
スレーダ４ａ，４ｂ、４ｃの検知領域設定となってい
る。

【００４９】また、インパルスレーダの指向角はある特
定の角度に調整できるようになっているため、マット３
ｂの厚さで算定し人体の検出範囲を限定することができ
る。

【００５０】次に、図６で示されるように３個のインパ
ルスレーダ４ａ，４ｂ、４ｃは、マット上にほぼ等間隔
に配置されている。それらの位置はインパルスレーダ４
ａは肩部、インパルスレーダ４ｂは腰部、インパルスレ
ーダ４ｃは足部である。さらに各々のインパルスレーダ
の検出範囲は、４ａ１，４ｂ１、４ｃ１となっており、
マット３ｂのほぼ全域をカバーしている。

【００５１】以上のように、複数のインパルスレーダを
配置することでマット３ｂのほぼ全域をカバーし、人体
がマット上どこへ移動しても検知可能としている。ま
た、人体は全て横臥した状態ばかりでなく、寝返りをし
たり、丸まったり、斜めになったり、様々な姿勢となる
ため、このような状態にあっても検知するためのもので
ある。この複数のインパルスレーダを配置する特徴を活
かした、人体の状態変化を検知する作用説明はあとで詳
細を述べる。

【００５２】次に、第１〜第３の実施形態に採用可能な
インパルスレーダについて説明する。「インパルスレー
ダ」とは、例えばＵ．Ｓ ＰＡＴ５，４５７，３９４
（Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒａｄｅｒ Ｓｔｕｄｆｉｎｄｅ
ｒ）に示されるようなものであって、パルス状の電磁波
を検査対象に向けて送信し、その反射波を受信する送信
手段と、送受信手段により電磁波が送信されてから、そ
の反射波が受信されるまでの時間に基づいて、検査対象
までの距離を測定する測距手段とを有するレーダ装置で
ある。

【００５３】従来のＣＷ（連続波）方式、パルス方式の
レーダと比較すると、インパルスレーダには以下の長所
が存在する。変復調回路が不要であることから構成が簡
単であり、小型軽量で消費電力が小さくかつ安価であ
る。

【００５４】送信電磁波がパルス状であることから、送
信が極短時間で終了するため、検査対象が１ｍ以下の近
距離に存在し、そこからの反射波が即座に返ってきても
送信波と分離して抽出できる。つまり極近距離まで検出
できる。インパルスレーダの電気的なハードウェア構成
の全体が図７に概略的に示されている。同図に示される
ように、インパルスレーダ１００には、１ＧＨｚ以上の
周波数の電磁波のパルスを送信する送信部１０と、その
電磁波の反射波を受信する受信部１１とを制御するとと
もに送信部１０がパルス状の電磁波を送信した後、検査
対象物体からの反射波を受信するまでに時間や反射波そ
のものの形状である時間ごとの振幅や位相などを計測す
る制御部１２とを含んでいる。

【００５５】インパルスレーダの送受信部並びに制御部
の詳細が図８に示されている。同図に示されるように、
送信部１０と受信部１１は高周波回路とされている。

【００５６】送信部１０は、立ち上がりが急峻なパルス
を発生するパルス発生部１０ａと、パルス発生部１０ａ
の出力するパルスに基づいて、パルス状の電磁波を発生
する送信アンテナ１０ｂとを含んでいる。

【００５７】受信部１１は、サンプリングパルスを発生
するサンプリングパルス発生部１１ａと、サンプリング
パルス発生部１１ａより供給されたサンプリングパルス
に対応して、受信アンテナ１１ｃで受信した反射波のレ
ベルをサンプリングするサンプリング部１１ｂとを含ん
でいる。

【００５８】制御部１２は、２ＭＨｚの周波数のクロッ
クを発生し、パルス発生部１０ａとサンプリングパルス
発生部１１ａに出力するクロック発生回路１２ａと、４
０Ｈｚの周波数のクロックを発生し、サンプリングパル
ス発生部１１ａに出力するクロック発生回路１２ａとを
含んでいる。制御部１２は、また、サンプリング部１１
ｂより供給されたサンプル値を受信し、ホールドする受
信信号処理部１２ｃを含んでいる。

【００５９】次に、電磁波の送受信の動作について説明
する。パルス発生部１０ａは、クロック発生部１２ａの
出力するクロックに同期して、鋭い立ち上がりのパルス
を発生する。立下りの鋭いパルスは、内蔵するスイッチ
ング素子としてのトランジスタを高速にオンまたはオフ
することで生成することができる。送信アンテナ１０ｂ
はパルス発生部１０ａから立下りが急峻なインパルスが
供給されると、鋭い立下りのタイミングに同期して、パ
ルス状の電磁波を送信する。送信されたパルス状の電磁
波は、電磁波反射物体（誘電率に不連続点があると反射
が生じる）１３により反射され、受信アンテナ１１ｃに
より受信され、その受信信号が、サンプリング部１１ｂ
に入力される。

【００６０】従って、図９（Ａ）に示されるように、２
ＭＨｚの周波数の逆数の周期で送信波（送波）が送信さ
れると、それより若干遅れて反射波が受信される。い
ま、この反射波（受波）だけに着目すると、図９（Ｂ）
に示すような反射波が、サンプリング部１１ｂに入力さ
れることになる。

【００６１】サンプリングパルス発生部１１ａは、クロ
ック発生回路１２ａより供給される２ＭＨｚの周波数の
クロックに同期したサンプリングパルスを発生するが、
このサンプリングパルスは、クロック発生回路１２ｂよ
り供給される４０Ｈｚの周波数クロックに基づいて、そ
の位相が若干ずらされる。これにより、図９（Ｂ）に示
すように、サンプリングタイミング（ｔＡ〜ｔＥ）によ
って、受波の異なる位置のレベルをサンプリングするこ
とが可能になる。

【００６２】電磁波を反射している電磁波反射物体１３
は、短時間内で実質的に移動していないと考えられるの
で、図９（Ｂ）に示す２ＭＨｚの周波数の逆数の周期で
受信される反射（受波）の波形は、実質的に同一と考え
られる。そこで、これらの受波をほぼ２ＭＨｚの周波数
の逆数の周期で位相を若干変化させつつサンプリングす
ることで、１つの受波の時々刻々と変化するレベルを、
時間軸を拡大して（低周波領域で）、サンプリングする
ことが可能になる。

【００６３】単純にはこの１つの反射波を受信して、そ
の時時刻刻と変化するレベルの値をサンプリングするよ
うにするためには、２ＭＨｚの周波数より十分大きい周
波数のサンプリングクロックが必要になる。そのような
高周波数回路は、取り扱いが面倒であるし、コスト高と
なる。そこで、このように、ほぼ２ＭＨｚの周波数のサ
ンプリングクロックの位相を若干ずらすことで、特別な
高周波回路を用いずとも、９（Ｂ）の例においては、時
刻ｔＡからｔＥのタイミングで、受波がサンプリングさ
れることになる。

【００６４】このため、サンプリングパルス発生部１１
ａにおいては、図１０に模式的に示されるように、２Ｍ
Ｈｚの周波数のクロックを４０Ｈｚのクロックのレベル
と比較し、両者が同じレベルとなったタイミングでサン
プリングパルスを発生する。

【００６５】より具体的には、サンプリングパルス発生
部は、図１１に示されるように、クロック発生部１２ａ
より供給された２ＭＨｚの周波数のクロック（（図１
１）（Ａ））と、クロック発生回路１２ｂより供給され
た４０Ｈｚの周波数の鋸歯状波のクロック（図１１
（Ｂ）参照）とを合成し、合成波（図１１（Ｃ）参照）
を生成する。サンプリングパルス発生部１１ａは、この
合成波を予め設定されている所定の閾値ＬＴと比較す
る。

【００６６】図１１（Ｃ）に示す合成波のエッジをより
拡大した状態が、図１２に示されている。即ち、２ＭＨ
ｚのクロックエッジは、４０Ｈｚの周波数のクロックと
合成することで、所定の傾きを有することになる。その
結果、鋸歯状波の始点付近においては、図１１（Ａ）に
示すように２ＭＨｚのクロックの立上がりエッジの立上
がり点を基準点として、そのエッジのレベルが閾値ＬＴ
まで達する時間をＴ１とすると鋸歯状波の終点付近にお
いては、図１１（Ｂ）に示すように、基準点からサンプ
リング点までの時間Ｔ２は、図１１（Ａ）に示す時間Ｔ
１より長くなる。従って、鋸歯状波の始点と鋸歯状波の
終点の間領域においては、時間Ｔ１と時間Ｔ２の間の時
間でサンプリング点が発生することになる。

【００６７】サンプリングパルス発生部１１ａは、この
サンプリング点のタイミングでサンプリングパルス発生
し、サンプリング部１１ｂに出力する。サンプリング部
１１ｂは、このサンプリングパルスに同期して反射をサ
ンプリングし、サンプリング値を受信信号処理部へ出力
する。

【００６８】受信信号処理部１２ｃの動作が図１３のフ
ローチャートに示されている。受信信号処理部１２ｃで
は、測距処理実行により、パルス状電磁波の送受信時間
差に基づいて、対象人体までの距離を算出する（ステッ
プ１３０１）。すなわち、この測距処理（ステップ１３
０１）では、サンプリング部１１ｂから到達するサンプ
ル値に基づいて受信波形を低周波変換して検出するとと
もに、これを送信波に相当する低周波波形と比較して送
受信時間差に相当する距離データＬを生成する。

【００６９】次に、この対象物体までの距離に相当する
距離データＬは、距離判定処理（ステップ１３０２）の
実行により、検知領域の近限界距離及び遠限界距離にそ
れぞれ相当する閾値Ｌｍｉｎ、Ｌｍａｘの範囲から外れ
ている場合には検知出力はＯＦＦとされるのに対し、
Ｌｍｉｎ、Ｌｍａｘの範囲入る場合は検出出力はＯＮと
される。

【００７０】従って、例えば図２のような実施例１を対
象とするのであれば、マット上面を近限界Ｌｍｉｎより
近くなるように設定するとともに、想定される人体位置
をカバーする距離を遠限界Ｌｍａｘとするように設定す
れば、それらのノイズ成分による誤動作を防止できる。
同様にして実施例３の場合も、近限界Ｌｍｉｎ、遠限界
Ｌｍａｘを適切に設定することにより、距離弁別作用を
通じて検知信頼性を向上できる。

【００７１】つづいて、図３のような実施例２を対象と
するのであれば、天板面から人体頭部までを数ｃｍを想
定しこの距離が近限界Ｌｍｉｎより近くなるように設定
するとともに、人体の移動を考慮して概ね５０ｃｍから
８０ｃｍをカバーすべき遠限界Ｌｍａｘとするように設
定すれば、それらのノイズ成分による誤動作を防止でき
る。

【００７２】第１〜第３の実施例形態の検知装置におけ
る典型的な応用例として、病院、老人介護施設、要介護
者のいる家庭などでは、病人や要介護者の安全にため、
介護をする人等がそばにいないときでもベッドの上の病
人や要介護者に異常がないか、またその人たちがベッド
から離れていないかどうかを知ることのできる。ベッド
の上の病人や要介護者の存在を検知し、監視者のいる場
所やナースセンタ等に通報を出す徘徊監視や、一定時間
以上寝ていると監視者に通報をする通報装置が挙げられ
る。このような通報装置の一例を図１４及び１５図を参
照に説明する。

【００７３】図１４に示されるように、この通報装置
は、第１〜第３実施形態と同様に介護ベッドに取り付け
られたインパルスレーダ１００と、インパルスレーダ１
００の出力に基づいて人体の状態情報処理する実行する
マイクロコンピュータ２０と、送信機信号２０ｂの出力
でトランジスタ２２を介して駆動されるリレー２３と、
リレー２３の接点２４を介して送信機２６に電源供給さ
れる電源２５と送信機アンテナ２７とを含んでいる。

【００７４】マイクロコンピュータ２０には、インパル
スレーダ１００の出力に基づいて人体の状態情報処理を
実行する処理部２０ａと、その処理結果から人体の有り
無しを出力する送信機信号部２０ｂ、処理部２０ａの処
理結果から状態信号を生成し出力する状態信号発生部２
０ｃから構成される。

【００７５】次に、送信機アンテナからでた電波は、一
例としてナースセンタに通報され、受信端末で集中監視
されている。

【００７６】人体監視処理の内容が図１５に示されてい
る。この例においては、介護ベッド上にはじめ人体が存
在し、その後人体が存在しなくなったことを判断し通報
し送信機出力を行うようにしている。

【００７７】すなわち、処理が開始されると、インパル
スレーダから送受信が行われ、人体が存在したか、ある
いは存在していないかの判断が繰り返し行われる（ステ
ップ１５０１，１５０２）。この状態において、人体が
存在から不在の変化が判断されると（ステップ１５０２
ＹＥＳ）、送信機出力がＯＮとなる。この様にして人体
監視が行われる。

【００７８】また、第３の実施形態の場合は、人体の存
在有無の有り無しの情報ではなく状態情報、位置情報や
複数のインパルスレーダのＯＮ，ＯＦＦ情報など数個の
情報となるため、送信機信号部２１ｂと同期して状態信
号部２１ｃを出力する。

【００７９】この状態信号は複数の情報をもつデータと
して送信機へ送られ、デーダ通信としてナースセンタへ
送信される。このようにして人体の状態監視が行われ
る。

【００８０】第３の実施例形態の検知装置における人体
検知の応用例として動作状態検知について説明する。図
１６に、複数のインパルスレーダを配置する特徴をいか
した人体の状態変化を検知する作用説明図を示す。

【００８１】図１６（Ａ）はベッドに横臥した人体ｐの
動作状態の姿勢を示し、各々のインパルスレーダ４ａ、
４ｂ、４ｃの受波波形を、それぞれに対応し（Ａ）４ａ
の反射波、（Ａ）４ｂの反射波、（Ａ）４ｃの反射波と
して示している。これらの反射波の波形の電圧値を縦軸
に示し、時間の経過は横軸を示している。

【００８２】続いて、に図１６（Ｂ）は上記のベッドに
横臥した人体ｐが起きあがろうとしているの動作状態の
姿勢を示しており、各々のインパルスレーダ４ａ、４
ｂ、４ｃの受波波形を、それぞれに対応し（Ｂ）４ａの
反射波、（Ｂ）４ｂの反射波、（Ｂ）４ｃの反射波とし
て示している。これらの反射波の波形の電圧値を縦軸に
示し、時間の経過は横軸を示し、（Ｂ）４ａの反射波の
電圧はＶ１ａ、（Ｂ）４ｂの反射波はＶ２ｂ、（Ｂ）４
ｃの反射波はＶ３ｂとする。

【００８３】横臥した人体ｐが起きあがろうとしている
の動作状態の時、インパルスレーダ４ｃの反射波の波形
は脚部の変化が無いために、（Ａ）４ｃの反射波と
（Ｂ）４ｃの反射波は同じである。インパルスレーダ４
ｂの反射波の波形は腰部が浮き上がりの変化が有るため
に、（Ａ）４ｂの反射波と（Ｂ）４ｂの反射波は、Ｖ２
ｂはＶ１ｂに比べ低くなり、波形のピーク値までの時間
遅れＴ３となり変化がおきる。

【００８４】インパルスレーダ４ａの反射波の波形は頭
部が大きく起上がりの変化が有るために、（Ａ）４ａの
反射波と（Ｂ）４ａの反射波はＶ２ａはＶ１ａに比べか
なり低くなり、波形のピーク値までの時間遅れＴ４とな
り大きく変化がおきる。

【００８５】即ち、この時間変化はインパルスレーダか
らの人体の各部の距離が増すごとに、送波と受波の時間
が増し、腰部より頭部の方がより時間が増すことで、状
態の変化がわかる。

【００８６】この様に、複数のインパルスレーダを配置
することによって、起上がりの状態を検知することがで
きた。以上起上がりの状態を説明したが、ベッド上の全
域をカバーし、人体がマット上へ移動したり、横臥した
状態ばかりでなく寝返りをしたり、丸まったり、斜めに
なったり、起き上がったり様々な状態も同様の考え方で
検知可能となる。

【００８７】以上のような、応用例として、ベッドに寝
ている人の存在及び状態を検知しベッドから離れたら看
視者やナースコールに通報を出す徘徊監視や、一定時間
以上状態の変化がない場合は、ベッドいる介護される人
や、病人に何か異常があったとして看視者に通報を出す
ライフリズムセンサ等が挙げられる。

【００８８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
人体検知装置およびそれを備えたベッドは、ベッド上い
る病人や要介護者を確実に検知することができ、しかも
病人や要介護者にとって違和感もなく健康上の悪影響も
ない人体検知装置を提供できる。

【００８９】また、本発明のベッドの人体検知装置は、
水分を多く含む人体を選択的に検知でき、ベッド上にあ
る枕、布団、毛布や小物類などの人体以外の物体には感
応しにくいから、人体をより確実に検知できるととも
に、誤検知を防止できる。さらに、本発明のベッドの人
体検知装置は、検知距離範囲を任意に設定できるから、
インパルスレーダの取り付け場所に応じた最適の検知対
象範囲を設定可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の第１実施形態を示す一部破断斜視
図

【図２】本発明装置の第１実施形態の作用説明図

【図３】本発明装置の第２実施形態を示す一部破断斜視
図

【図４】本発明装置の第２実施形態の作用説明図

【図５】本発明装置の第３実施形態を示すベッドの側面
図

【図６】本発明装置の第３実施形態を示すベッドの平面
図

【図７】インパルスレーダの全体を概略的に示すブロッ
ク図

【図８】インパルスレーダの送受信部並びに制御部の詳
細ブロック図

【図９】インパルスレーダの送受信波形を示す波形図

【図１０】サンプリングパルス生成処理を説明するため
の波形図

【図１１】周波数変換のための基準波形生成処理を説明
するための波形図

【図１２】サンプリングタイミング生成処理を説明する
ための波形図

【図１３】受信信号処理部の動作を示すフローチャート

【図１４】人体の監視装置の構成を示すブロック図

【図１５】人体監視処理のフローチャート

【図１６】人体の状態変化を検知する作用説明図

【図１７】焦電センサを用いた従来の人体検知を示す概
略図

【図１８】マットセンサを用いた従来の人体検知を示す
概略図

【符号の説明】

１ 介護ベッド １ａ ベッド筐体 １ｂ マット ２ａ ベッド筐体 ２ｂ マット ２ｃ ベッド天板 ２ｄ ベッド天板前面板 ３ 介護ベッド ３ｂ マット ４ インパルスレーダ ４ａ、４ｂ、４ｃ インパルスレーダ ４ａ１ インパルスレーダ４ａの検知範囲 ４ｂ１ インパルスレーダ４ｂの検知範囲 ４ｃ１ インパルスレーダ４ｃの検知範囲 ５ 取付金具 ６ 敷き布団 ７ 枕 １０ 送信部 １１ 受信部 １１ａ サンプリングパルス発生部 １１ｂ サンプリング部 １１ｃ 受信アンテナ １２ａ、１２ｂ クロック発生部 １２ｃ 受信信号処理部 １３ 電磁波反射体 ２０ マイクロコンピュータ ２０ａ 処理部 ２１ａ 送信機信号部 ２１ｂ 状態信号発生部 ２２ トランジスタ ２３ リレー ２４ 接点 ２５ 電源 ２６ 送信機 ２７ アンテナ ２８ ナースセンタ ｐ 人体 ｔＡ〜ｔＥ サンプリングタイミング Ｌ 距離データ ＬＴ 閾値 Ｔ１ 閾値Ｌまでの到達時間 Ｔ２ 基準点からサンプリング点までの時間 Ｔ３ インパルスレーダ４ｂの反射波の時間遅れ Ｔ４ インパルスレーダ４ａの反射波の時間遅れ Ｌｍｉｎ 近限界 Ｌｍａｘ 遠限界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粟野 直 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 西臺 哲夫 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2G005 DA04 4C040 AA18 GG15 4C341 LL30

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インパルス状の電磁波を送波し、人体か
   らの反射波を受波するインパルスレーダを有し、反射波
   の状態から人体を検知する人体検知装置であって、ベッ
   ドに備えられ、ベッド上の人体が通常存在しうる領域の
   全部または一部を含む範囲に電磁波を送波する、人体検
   知装置。
2. 【請求項２】 前記インパルスレーダの検知領域は、ベ
   ッド上の人体が通常存在しうる領域の全部または一部を
   含む所定の範囲に限定されている、請求項１に記載の人
   体検知装置。
3. 【請求項３】 前記インパルスレーダは、ベッドのマッ
   トより下の部分に備えられ、マットを透過して送波およ
   び受波を行う、請求項１または２に記載の人体検知装
   置。
4. 【請求項４】 前記インパルスレーダは、ベッドのマッ
   トより上の部分に備えられ、マットを透過せずに送波お
   よび受波を行う、請求項１または２に記載の人体検知装
   置。
5. 【請求項５】 人体の有無を表す信号を生成して送信
   し、それによりその信号の受信側においてベッド上の人
   の有無を遠隔検知できるようにした、請求項１または２
   に記載の人体検知装置。
6. 【請求項６】 互いに異なる範囲を検知領域とする複数
   のインパルスレーダを有し、各インパルスレーダが受波
   する反射波の状態に基づき人体の動作状態を表す信号を
   生成して送信し、それによりその信号の受信側において
   ベッド上の人の状態を遠隔検知できるようにした、請求
   項１または２に記載の人体検知装置。
7. 【請求項７】 ベッド上の人体が通常存在しうる領域の
   全部または一部を含む範囲にインパルス状の電磁波を送
   波し、人体からの反射波を受波するインパルスレーダを
   有し、反射波の状態から人体を検知する人体検知装置、
   を備えたベッド。
8. 【請求項８】 前記インパルスレーダの検知領域は、ベ
   ッド上の人体が通常存在しうる領域の全部または一部を
   含む所定の範囲に限定されている、請求項７に記載のベ
   ッド。
9. 【請求項９】 請求項５に記載の人体検知装置と、前記
   人体の有無を表す信号を受信し、その信号の状態が所定
   の条件を満たしたときに報知する受信手段とを備える、
   人体検知システム。
10. 【請求項１０】 請求項６に記載の人体検知装置と、前
    記人体の動作状態を表す信号を受信し、その信号の状態
    が所定の条件を満たしたときに報知する受信手段とを備
    える、人体検知システム。