JP2005071099A - 異常通知端末 - Google Patents

Abstract

【課題】被介護人の携帯する異常通知端末の電池に蓄えられている電力が消耗し、異常発生時に異常を通知できないことを防止し、異常通知端末の電池交換を不要とする。
【解決手段】本発明の一態様は、異常の発生を検出する異常検出手段５と、異常検出手段５によって異常が検出された場合に、異常信号を発信する発信手段６と、ゼーベック効果により発生した電力を異常検出手段５と発信手段６とに提供する熱電変換素子を含む熱電変換部２とを具備する異常通知端末１である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被介護人の身体などに異常が発生した場合に、異常信号を発信する異常通知端末に関する。

近年、老人介護が社会問題として注目されている。老人介護の一手法として、老人が異常をセキュリティ会社に異常を通知するための端末を携帯し、かかる端末からセキュリティ会社に異常が通知された場合に、セキュリティ会社が老人を救済する方法がある。

特許文献１には、被介護人の体温を検知し、体温に異常が発生した場合に無線で介護人に異常を通知する異常体温検知センサ及び通報システムが開示されている。

特許文献２には、人体の動きや姿勢変化、体温や気温などの温度情報を検知し、人体の動きや姿勢変化が予め定めた時間検知されずかつ温度情報が予め設定した温度範囲内の場合と、予め定めた時間内に人体の動きや姿勢変化が検知されかつ温度情報が予め設定した温度範囲外の場合に、異常信号電波を放射する異常信号送出装置が開示されている。
特開２０００−０７４７４５号公報 特開平４−１８８３００号公報

従来の被介護人が携帯する端末は、交換可能な電池からの電力を用いて動作する。このように交換可能な電池により端末が動作する場合、電池に蓄えられている電力が消耗すると異常が通知されない場合がある。

また、電池の交換が必要になるが、電池の交換に労力がかかる。寝たきりの場合など被介護人が身体の自由が効かない場合、電池を交換する作業が困難な場合がある。

また、従来の被介護人が携帯する端末には、交換可能な電池を収納するための開口部を設ける必要がある。このため、端末を防水構造とすることが困難であり、防水構造と実現する場合には構造が複雑化し、高価になるという問題がある。

本発明を実現するにあたって講じた具体的手段について以下に説明する。

本発明の一態様は、異常を検出する手段と、異常検出手段によって異常が検出された場合に、異常信号を発信する手段と、ゼーベック効果により発生した電力を異常検出手段と発信手段とに提供する熱電変換素子とを具備する異常通知端末である。

本発明においては、電池に蓄えられている電力が消耗し、異常発生時に異常を通知できないことを防止することができ、電池交換が不要になる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において同一の要素については同一の符号を付してその説明を省略する。

（第１の実施の形態）
本実施の形態では、熱電変換素子と蓄電回路を具備し、老人等の被介護人に異常が発生した場合に異常信号を発信する異常通知端末について説明する。

図１は、本実施の形態に係る異常通知端末の構成の一例を示すブロック図である。

異常通知端末１は、熱電変換部２、蓄電回路３、スイッチ４、異常検出部５、発信部６、アンテナ７を具備する。

熱電変換部２は、異種金属を接合した場合に生じるゼーベック効果を用いて発電を行う熱電変換素子を具備する。例えば、熱電変換素子として、ＢｉＴｅ素子などが用いられる。熱電変換素子の基本的な発電原理は熱電対と同様である。ゼーベック効果は、熱電対にて利用されている効果である。

図２は、ゼーベック効果の原理を示す図である。

２種類の金属８ａ，８ｂを接合し、２個所の接合部のうち一方の接合部を高温とし、他方の接合部を低音として温度差を与えると、温度の高い方から低い方へ電子が移動し、熱起電力が発生する。これにより、高温側を＋、低温側を−とする電池が構成され、この効果をゼーベック効果と呼ぶ。

図３は、熱電変換素子の一例を示す断面図である。

熱電変換素子９は、π型のような形にＰ型素子１０ａとＮ型素子１０ｂとが接合されて形成される。熱電変換素子９は、接合されている２種の金属間の温度差に応じて電位差を発生し、発電する。

なお、熱電変換素子９に用いられる２種の金属としては、例えばコンスタンタンと銅とが用いるとしてもよい。

図４は、熱電変換部２の一例を示す断面図である。

熱電変換部２は、複数の熱電変換素子９を直列に接続した構成である。熱電変換部２は、ｐ型シリコン系半導体からなるｐ型シリコン系熱電変換素子１１ａと、ｎ型シリコン系半導体からなるｎ型シリコン系熱電変換素子１１ｂとが交互に同一平面上にマトリックス状に併設されて構成される。

１つのｎ型シリコン系熱電変換素子１１ｂとこのｎ型シリコン系熱電変換素子１１ｂに隣接するｐ型シリコン系熱電変換素子１１ａとの上部には、ｎ型シリコン系熱電変換素子１１ｂとｐ型シリコン系熱電変換素子１１ａとを共通に接続する第１電極部材１２が設けられている。

また、１つのｐ型シリコン系熱電変換素子１１ａとこのｐ型シリコン系熱電変換素子１１ａに隣接するｎ型シリコン系熱電変換素子１１ｂの下部には、ｐ型シリコン系熱電変換素子１１ａとｎ型シリコン系熱電変換素子１１ｂとを共通に接続する第２電極部材１３が設けられている。

例えば、第１電極部材１２と第２電極部材１３として、銀系の電極材料を用いることができる。第１電極部材１２と第２電極部材１３とは、ｐ型シリコン系熱電変換素子１１ａ又はｎ型シリコン系熱電変換素子１１ｂについて1個分だけずれた形態で設けられる。

熱電変換部２は、熱電変換素子９を多数直列に接続しているため、大きな起電力を得ることができる。

図５は、熱電変換素子の２種金属の接合部間の温度差と電圧との関係の一例を示す図である。

２種の金属間の温度差が大きくなるほど、電圧も大きくなり、大きな電力が発生する。

そして、熱電変換部２は、発生した電力を、例えば異常検出部５と発信部６などのような他の内部機器に供給するために次段の蓄電回路３に供給する。

蓄電回路３は、熱電変換部２で発生した電力を蓄えるとともに、蓄えた電力を異常検出部５と発信部６とに提供する。

例えば、蓄電回路３として、コンデンサ、充電可能な二次電池などが用いられる。コンデンサとしては、例えばアルミ電解コンデンサ、スーパーキャパシタなどが用いられる。二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池やニッカド電池などが用いられる。

また、熱電変換素子の発生電圧の極性は温度の変化により正負の双方で発生するため、蓄電回路３は、整流回路を具備する。

また、蓄電回路３は、熱電変換素子の発生電圧が低い場合に、異常検出部５と発信部６が動作可能とするために電圧レベルを昇圧する昇圧回路を具備する。

スイッチ４は、被介護人からのＯＮ／ＯＦＦの切替操作を受け付ける。例えば、スイッチ４として、押しボタンが用いられる。スイッチ４が押しボタンの場合、被介護人は、体調不良など自己の身体に異常が発生した場合に、ボタンを押す。

異常検出部５は、スイッチ４がＯＮ状態になった場合に、異常が発生したことを検出し、異常が発生した旨を発信部６に通知する。異常検出部５は、蓄電回路３からの電力に基づいて動作する。

発信部６は、異常検出部５から異常が発生した旨の通知を受け付けると、固有の識別データを含む異常信号を電波送信用のアンテナ７を用いて発信する。識別データは、異常通知端末１に対応するデータでもよいし、被介護人に対応するデータでもよい。発信部６は、蓄電回路３からの電力に基づいて動作する。

図６は、本実施の形態に係る異常通知端末１の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、熱電変換部２に具備される熱電変換素子９は、複数の金属の接合部の温度差に基づいて電力を発生する。

ステップＳ２において、蓄電回路３は、熱電変換素子９の発生した電力を蓄える。

ステップＳ３において、異常検出部５は、スイッチ４がＯＮ状態か検出する。

スイッチ４がＯＮ状態の場合、ステップＳ４において、発信部６は、識別データを含む異常信号をアンテナ７から発信する。

その後、上記ステップＳ１以下の動作が繰り返される。

本実施の形態では、熱電変換素子９の接合部間の温度差に基づいて電力が発生する。発電された電力は、蓄電回路３に蓄えられる。異常通知端末１は、異常発生時のみに動作すればよいため、蓄電回路３に蓄えられた電力で十分に動作可能である。

したがって、電池に蓄えられている電力が消耗し、異常発生時に異常信号を発信できないことを防止でき、電池交換を行うことなく異常発生時に識別データを含む異常信号を発信できる。また、電池交換作業が不要であるため、電池交換に伴う作業労力、コストを削減できる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態においては、上記第１の実施の形態に係る異常通知端末に人体に装着するための装着手段をさらに具備する場合について説明する。

図７は、本実施の形態に係る異常通知端末の一例を示す斜視図である。

本実施の形態に係る異常通知端末１４は、上記第１の実施の形態で説明した熱電変換部２、蓄電回路３、スイッチ４、異常検出部５、発信部６、アンテナ７などの各種内部機器を覆う防水用外壁（カバー）１５を具備し、防水用外壁１５に人体装着用のベルト１６ａ，１６ｂが具備される。

異常通知端末１４は、ベルト１６ａ，１６ｂを被介護人の人体に巻きつけることにより、人体に装着される。異常通知端末１４は、例えば腕時計のような形状とすることができる。異常通知端末１４の装着位置は人体のどの部分でもよく、例えば腕、足、腹部、胸部などに装着される。

図８は、本実施の形態に係る異常通知端末１４の一例を示す側断面図である。なお、この図８においては、防水用外壁１５に覆われる各種内部機器のうち、熱電変換部２とスイッチ４のみを図示し、他の内部機器については省略している。

異常通知端末１４に具備されている熱電変換部２は、温度差に基づいて発電し、電力を供給する。したがって、熱電変換部２に積極的に温度差を与えることにより、発電効率を向上させることができる。

そこで、異常通知端末１４では、装着時に、熱電変換部２の第１電極部材１２側の面１７は、第２電極部材１３側の面１８よりも外気近傍に配置され、第２電極部材側の面１８は人体近傍に配置される構成とする。

より具体的には、異常通知端末１４の本体底部に、熱電変換部２の第２電極部材１３側の面１８が配置される。これにより、熱電変換部２の下部は積極的に人体からの熱の影響を受ける。熱電変換部２の第２電極部材１３側の面１８は、人体に密着されることが望ましい。

これに対し、異常通知端末１４の本体上部に、熱電変換部２の第１電極部材１２側の面１７が配置される。これにより、熱電変換部２の上部は積極的に外気からの熱の影響を受ける。

異常通知端末１４の本体の防水用外壁１５は、スイッチ４を操作可能としつつ防水性を確保できれば、複数の部材を接合して構成してもよい。例えば、防水用外壁１５は、スイッチ４の上部に位置する部分を軟性の部材１５ａとし、他の部分を硬性の部材１５ｂとしてもよい。

防水用外壁１５としては、例えばフィルムカバーなどを用いることができる。

防水性を確保するために、スイッチ４は、フィルムカバーを介して操作される。例えば、スイッチ４が押しボタンの場合には、フィルムカバーを介してボタンが押される。

本実施の形態では、被介護人の体温を用いて熱電変換部２に積極的に温度差を与えることができ、発電効率を向上させることができる。

また、本実施の形態では、異常通知端末１４は、電池交換が不要であるため、電池を収納するための開口部をなくすことができる。したがって、低コストで容易に防水構造を得ることができる。

被介護人は、入浴時にも異常通知端末１４を見に付けておきたい場合がある。また、入浴時に被介護人の体調が悪化する場合がある。

異常通知端末１４を防水構造とすることにより、入浴時に水や水蒸気により異常通知端末１４が故障することを防止でき、入浴時に異常通知端末１４を身に付けることができる。

なお、本実施の形態に係る異常通知端末１４は、図９に示すように、例えばペンダント型としてもよい。

（第３の実施の形態）
本実施の形態においては、上記第１の実施の形態に係る異常通知端末に、脈拍検出部と体温検出部とをさらに具備した異常通知端末について説明する。

図１０は、本実施の形態に係る異常通知端末の構成の一例を示すブロック図である。

異常通知端末１９は、熱電変換部２、蓄電回路２０、スイッチ４、脈拍検出部２１、体温検出部２２、異常検出部２３、発信部６、アンテナ７を具備する。

蓄電回路２０は、脈拍検出部２１、体温検出部２２、異常検出部２３、発信部６に電力を供給する。

脈拍検出部２１は、異常通知端末１９を人体に装着した被介護人の脈拍を検出する圧力センサである。脈拍検出部２１として、例えば、ピエゾセンサなどのような半導体センサを用いることができる。

本実施の形態において、上記図８に示す構造を採用する場合には、脈拍検出部２１は、異常通知端末１９の本体の人体と接触する面に配置される。そして、異常通知端末１９は、血管の上部に脈拍検出部２１が位置するように人体に装着される。

体温検出部２２は、異常通知端末１９を人体に装着した被介護人の体温を検出する温度センサである。体温検出部２２として、例えば、温度抵抗を用いることができる。

本実施の形態において、上記図８に示す構造を採用する場合には、体温検出部２２は、異常通知端末１９の本体の人体と接触する面に配置される。体温検出部２２は、異常通知端末１９の装着時に、人体の皮膚面と接触する。

異常検出部２３は、スイッチのＯＮ状態、脈拍検出部２１によって検出された脈拍が所定範囲内に属さない場合（異常脈拍の場合）、体温検出部２２によって検出された体温が所定範囲内に属さない場合（異常体温の場合）のいずれかが発生した場合に、異常が発生したことを検出し、異常が発生した旨を発信部６に通知する。

例えば、異常検出部２３は、脈拍検出部２１によって検出された脈拍が一定値より低下した場合、異常が発生したことを検出する。また、例えば、異常検出部２３は、体温検出部２２によって検出された体温が一定値より低下した場合、異常が発生したことを検出する。

図１１は、本実施の形態に係る異常通知端末１９の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＴ１において、熱電変換部２に具備される熱電変換素子９は、複数の金属の接合部の温度差に基づいて電力を発生する。

ステップＴ２において、蓄電回路３は、熱電変換素子９の発生した電力を蓄える。

ステップＴ３ａにおいて、脈拍検出部２１は、被介護人の脈拍を検出する。

ステップＴ３ｂにおいて、体温検出部２２は、被介護人の体温を検出する。

なお、ステップＴ３ａは、ステップＴ３ｂの前に実行されてもよく、後に実行されてもよく、並列に実行されてもよい。

ステップＴ４において、異常検出部２３は、スイッチのＯＮ状態、異常脈拍、異常体温の少なくとも一つが発生した場合、異常を検出する。

異常が検出された場合、ステップＴ５において、発信部６は、識別データを含む異常信号をアンテナ７から発信する。

その後、上記ステップＴ１以下の動作が繰り返される。

本実施の形態では、上記第１及び第２の実施の形態と同様の効果に加えて、被介護人の体調が急激に悪化し、被介護人がスイッチ４を操作することが困難な状況になった場合であっても、介護人に異常を通知することができる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１乃至第３の実施の形態に係る異常通知端末１，１４，１９のいずれかを用いた救済措置の例について説明する。なお、以下においては、上記第２の実施の形態に係る異常通知端末１４を用いた救済措置について説明するが、他の異常通知端末１，１９を用いる場合も同様である。

図１２は、本実施の形態に係る異常通知端末１４を用いた救済措置の一例を示す図である。

被介護人２４は、体調不全等の異常が発生した場合に、異常通知端末１４のスイッチ４をＯＮにする。すると、異常通知端末１４から識別データを含む異常信号が発信される。異常信号は電波信号である。

介護人であるセキュリティ会社２５は、被介護人２４の異常通知端末１４から発信された異常信号を受信する。

セキュリティ会社２５は、異常信号に含まれている識別データに基づいて被介護人２４を識別し、救急車両２６を手配し、被介護人２４を救済する。

なお、上記各実施の形態に係る異常通知端末１，１４，１９において、各構成要素は同様の動作を実現可能であれば配置を変更させてもよく、また各構成要素を自由に組み合わせてもよく、各構成要素を自由に分割してもよく、いくつかの構成要素を削除してもよい。上記各実施の形態については、上記の構成そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

本発明は、被介護人の身体などに異常が発生した場合に、介護人に異常を通知する分野に有効である。

本発明の第１の実施の形態に係る異常通知端末の構成の一例を示すブロック図。 ゼーベック効果の原理を示す図。 熱電変換素子の一例を示す断面図。 熱電変換部の一例を示す断面図。 熱電変換素子の２種金属の接合部間の温度差と電圧との関係の一例を示す図。 同実施の形態に係る異常通知端末の動作の一例を示すフローチャート。 本発明の第２の実施の形態に係る異常通知端末の一例を示す斜視図。 同実施の形態に係る異常通知端末の一例を示す側断面図。 ペンダント型の異常通知端末の一例を示す側断面図。 本発明の第３の実施の形態に係る異常通知端末の構成の一例を示すブロック図。 同実施の形態に係る異常通知端末の動作の一例を示すフローチャート。 本発明の第４の実施の形態に係る異常通知端末を用いた救済措置の一例を示す図。

符号の説明

１，１４，１９…異常通知端末、２…熱電変換部、３，２０…蓄電回路、４…スイッチ、５，２３…異常検出部、６…発電部、７…アンテナ、９…熱電変換部、１５…防水用外壁、１６ａ、１６ｂ…ベルト、２１…脈拍検出部、２２…体温検出部

Claims (9)

1. 異常を検出する手段と、
   前記異常検出手段によって異常が検出された場合に、異常信号を発信する手段と、
   ゼーベック効果により発生した電力を前記異常検出手段と前記発信手段とに提供する熱電変換素子と
   を具備することを特徴とする異常通知端末。
2. 請求項１記載の異常通知端末において、
   前記発信手段は、識別データを含む異常信号を発信することを特徴とする異常通知端末。
3. 請求項１又は請求項２記載の異常通知端末において、
   スイッチをさらに具備し、
   前記異常検出手段は、前記スイッチがＯＮ状態となった場合に異常の発生を検出する
   ことを特徴とする異常通知端末。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の異常通知端末において、
   人体に装着するための手段をさらに具備することを特徴とする異常通知端末。
5. 請求項４記載の異常通知端末において、
   前記熱電変換素子は、第１の種別の金属の両端を第２の種別の金属で接合した素子であり、
   人体から前記熱電変換素子の一方の接合部に熱が伝達されるように、前記一方の接合部は装着時に人体側に位置することを特徴とする異常通知端末。
6. 請求項４又は請求項５記載の異常通知端末において、
   装着時に人体の脈拍を検出し、前記熱電変換素子から電力の供給を受ける脈拍検出手段をさらに具備し、
   前記異常検出手段は、前記脈拍検出手段によって検出された脈拍が所定範囲内に属さない場合に、異常の発生を検出する
   ことを特徴とする異常通知端末。
7. 請求項４乃至請求項６のいずれか1項に記載の異常通知端末において、
   装着時に人体の体温を検出し、前記熱電変換素子から電力の供給を受ける体温検出手段をさらに具備し、
   前記異常検出手段は、前記体温検出手段によって検出された体温が所定範囲内に属さない場合に、異常の発生を検出する
   ことを特徴とする異常通知端末。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか1項に記載の異常通知端末において、
   前記熱電変換素子によって発生した電力を蓄電する手段をさらに具備したことを特徴とする異常通知端末。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の異常通知端末において、
   防水用外壁をさらに具備したことを特徴とする異常通知端末。

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