JP2019067063A - Bathroom safety system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浴槽に入浴中に一過性や急性疾患による意識喪失などにより頭部が沈水した状態を直ちに発見し、早期かつ安全に沈水状態の解消を可能にするための浴室安全システムに関する。 The present invention relates to a bathroom safety system for immediately detecting a state in which the head is submerged due to a temporary loss of consciousness or the like while taking a bath in a bath, and enabling the cancellation of the submerged state quickly and safely.
家庭内における事故死として多いものに、浴槽内での溺死があげられる。浴槽で溺れる要因としては、寒い時期に熱い湯に接することによる急激な血圧上昇や心臓への負担による脳や心臓などの急性疾患がある。また、入浴中に湯に浸かった状態では血行がよくなり血圧も低下するが、その状態から立ち上がることによって重力により脳や心臓が虚血状態になることで意識喪失し、浴槽内で転倒や脱力してしまい浴槽内で身体を支えることができずに沈水してしまう場合もある。このように、洗い場における事故に比較して浴槽内での事故が非常に多いことが知られている。 One of the most common fatalities at home is drowning in a bathtub. As a factor to be drunk in the bathtub, there is an acute disease such as brain or heart due to a sudden rise in blood pressure due to contact with hot water in a cold season or a burden on the heart. In addition, blood circulation improves and blood pressure decreases when bathed in hot water, but rising from that state causes the brain and heart to become ischemic due to gravity, resulting in loss of consciousness, and falls and weakness in the bathtub. In some cases, it may sink without being able to support the body in the bathtub. Thus, it is known that the number of accidents in the bathtub is very large compared to the accident in the washing place.
また、家族が同一屋内に居た場合においても浴槽内で沈水状態にあることを早期に発見することができず、結果として命を失うこともある。一方、公衆浴場では入浴事故による死亡例は家庭の場合と比較して非常に少なく、公衆浴場は周囲に人目があり異常発見が早いためと考えられている。 In addition, even when the family is in the same room, it is not possible to early find that the bath is in a submerged state, and as a result, there may be a loss of life. On the other hand, there are very few deaths due to bathing accidents in public baths compared with those in homes, and public baths are considered to have an eye around them and to be able to detect abnormalities early.
また、浴室の異常を連絡する手段として、給湯装置のリモコン等に備えられた他の部屋とのインターホン機能があるが、入浴者が意識喪失状態の場合は当然連絡することができない。 In addition, there is an inter-phone function with another room provided in a remote control of a water heater or the like as a means for communicating an abnormality in the bathroom, but if a bather is in a state of unconsciousness, it can not of course be contacted.
このように浴室内は家庭内においても危険な場所であり、近年高齢化が進むにつれて浴室内の事故を早期に発見し処置を行うことにより救命に繋げることが重要となっており、浴室内の異常検知装置の提案がなされている。 As described above, the bathroom is a dangerous place even in the home, and it is important to identify the accident in the bathroom at an early stage and treat it as life-saving as the aging of the population advances in recent years. Proposals for an abnormality detection device have been made.
特許文献1には、入浴者情報を複数の入浴パターンに分類して学習し、入浴パターンに基づいて、現在の入浴者に異常が発生しているか否かを判定する入浴状態検出装置が開示されている。
特許文献1に記載の入浴状態検出装置は、現在の入浴者に異常が発生していると判定した場合、自動的に、浴槽の水位が安全な水位に下がるまで排水を行う。
The bathing state detection device described in
しかしながら、特許文献1に記載の入浴状態検出装置は、安全な水位まで排水を完了するために相当の時間を要することから、異常が発生した入浴者を救命できない場合が生じていた。
However, since the bathing state detection device described in
そこで本発明は、入浴者に異常が発生し、沈水状態に至った場合に、早期かつ安全に沈水状態を解消する浴室安全システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a bathroom safety system that eliminates a submerged state early and safely when a bather has an abnormality and reaches a submerged state.
本発明は、浴室内の浴槽の上部に配置され、前記浴槽に向けて超音波を発信し、その反射波を受信する、超音波発受信装置と、前記受信した反射波に基づいて、前記超音波発受信装置から入浴者の頭頂部までの距離である第1の距離と、前記超音波発受信装置から前記浴室内の基準となる構造物までの距離である第2の距離と、を算出し、前記第1の距離と前記第2の距離とを比較し、その比較結果に基づいて、前記入浴者が沈水状態であるか否かを判定する沈水判定装置と、前記浴槽の内側に収容され、側面または底面に少なくとも1以上の孔を有する籠と、前記沈水判定装置の判定に基づき、前記籠を、前記浴槽の内側に収容された位置から前記入浴者の沈水状態を解消させる位置まで上昇させる籠昇降装置を制御する籠制御装置と、を備えた浴室安全システムを提供する。 According to the present invention, there is provided an ultrasonic wave emitting and receiving apparatus disposed on the upper portion of a bath in a bathroom, emitting an ultrasonic wave toward the bath and receiving the reflected wave, and the supersonic wave based on the received reflected wave. Calculate the first distance, which is the distance from the sound wave generator / receiver to the head of the bather, and the second distance, which is the distance from the ultrasonic wave generator / receiver to the reference structure in the bathroom And a submersion judging device for comparing the first distance and the second distance and determining whether or not the bather is in a submersion state based on the comparison result; From the position housed inside the bath to the position where the bather's submersion state is canceled based on the judgment of the submersion determination device and the submersion having at least one or more holes in the side surface or the bottom surface A weir control device for controlling the weir lifting device to be raised; To provide a full safety system was painting.
本発明によれば、入浴者に異常が発生し沈水状態に至った場合に、早期かつ安全に沈水状態を解消することできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when abnormality generate | occur | produces in a bather and it becomes a submersion state, a submersion state can be canceled early and safely safely.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that parts having different dimensional relationships and ratios among the drawings are included.
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 In addition, the embodiments described below illustrate apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention includes materials, shapes, structures, and the like of components. The arrangement etc. are not specified to the following. Various changes can be added to the technical idea of the present invention within the scope of the claims.
実施の形態1.
(浴室安全システム)
本発明の実施の形態に係る浴室安全システム10は、図1に示すように、浴室内の浴槽1の上部に位置する天井3に配置され、浴槽1内に入浴者5が入浴中であることを検出する入浴者検出装置11と、天井3に配置され、浴槽1に向けて超音波を発信し、その発信した超音波の反射波を受信する超音波発受信装置12と、入浴者検出装置11により入浴者5が入浴中であることが検出されたときに、受信した反射波に基づいて入浴者5の頭頂部から浴槽1内の水面6までの距離Lを算出し、入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lに基づいて入浴者5が沈水状態か否かを判定する沈水判定装置13とを備える。超音波発受信装置12と、入浴者5の頭頂部との距離は第1の距離である。超音波発受信装置12と、水面6または後述する浴槽縁部8等の浴室内の基準となる構造物との距離は第2の距離である。
(Bathroom safety system)
As shown in FIG. 1, the
沈水判定装置13には警報装置14が接続されている。沈水判定装置13及び警報装置14は、浴室内外の任意の場所に設置可能であり、入浴者検出装置11又は超音波発受信装置12に内蔵されていてもよい。入浴者検出装置11、超音波発受信装置12、沈水判定装置13及び警報装置14は、互いに有線で接続されていてもよいし、無線で信号を送受信してもよく、インターネットを介して接続されていてもよい。
An
図2は家庭用浴室を天井3から見た俯瞰図である。図2に示すように一般に天井3からは浴槽1内を一望できる。浴室には洗い場7及び浴槽1が設けられている。浴槽1には、入浴するための湯2が張られている。浴槽1には排水栓4が設けられている。なお、排水栓4の自動開閉は、沈水判定装置13に接続された、排水栓制御装置A(図示省略)により行う。排水栓制御装置Aは、浴室内外の任意の場所に設置可能であり、浴槽1に内蔵されていてもよい。
FIG. 2 is a bird's-eye view of a household bathroom viewed from the
図3は浴槽1内に人間(入浴者)5が入浴している状態を示す。浴室内における溺死は、浴槽1の湯2に浸かった状態の時に何らかの理由で意識喪失状態になったり、浴槽1から出ようと立ち上がった時に血圧の急速な低下により脳もしくは心臓が虚血状態になったりして浴槽1の湯2に沈水し、鼻や口などの呼吸器官を浴槽1の湯2がふさぐことにより発生する。
FIG. 3 shows a state where a human (bather) 5 is taking a bath in the
図4(a)〜図4(c)に入浴者5の浴槽1内における入浴状態を示す。図4(a)に示す入浴状態は、入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lが十分にあり、入浴者5の鼻及び口の呼吸器は水面6より上にあるので呼吸が正常にできる状態である。
The bathing state in
図4(b)に示す入浴状態は、入浴者5が意識喪失とともに脱力し、自らを支えられなくなり浴槽1内の湯2に沈水した状態である。入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lが小さく、頭部51の一部は水面6より上にあるものの、あごの位置よりも水位が高く、呼吸器は水面6下にあるため、呼吸を維持する上で危険な沈水状態である。このように、たとえ頭部51が水面6上に露出していたとしても、呼吸器まで水面6が到達していれば呼吸困難又は呼吸器に水が進入する状態となり、沈水状態である。
The bathing state shown in FIG. 4B is a state in which the
図4(c)に示す入浴状態は、図4(b)に示した入浴状態が進行し、入浴者5の身体全部が水面6下となり、頭部51も水没しており明らかな沈水状態である。
In the bathing state shown in FIG. 4 (c), the bathing state shown in FIG. 4 (b) proceeds, and the entire body of the
図1に示した入浴者検出装置11としては、撮像素子(撮像用カメラ)が使用可能である。入浴者検出装置11は、浴槽1を撮影視野Fに納め、映像情報に基づいて浴槽1内に入浴者5が存在することを検出する。一般に浴槽1は単色の色彩のものが多く、また入浴者5は衣服を身につけていないことから、入浴者5の画像の大半は肌色を中心とした色彩で占められている。このため、図2に示した入浴者がいない状態での浴槽1全体の画像から浴槽1の色彩と範囲を記憶しておき、図3に示した入浴者5が浴槽1に入った状態の画像と比較して浴槽1の色彩と異なり肌色を中心とした色彩の範囲が一定割合を上回ったときに、浴槽1内に入浴者5が存在すると判断する。なお、浴室に撮像用カメラを設置することに入浴者が抵抗感を覚える場合もあるため、撮像用カメラに代えて、浴槽1の内部に超音波センサを備え、この超音波センサを用いて入浴者の有無を判断してもよい。
As the
図1に示した超音波発受信装置12は、浴槽1全体に向けて短時間の超音波を間欠的に発信する。更に、超音波発受信装置12は、発信した超音波が入浴者5、水面6、浴槽縁部8、又は浴槽1の付属品等で反射した反射波(エコー波)を受信する。
The ultrasonic wave generator /
沈水判定装置13は、図5に示すように、パルス発生回路101、発振回路105、断続回路104、送信用増幅回路103、発受信切替回路102、受信用増幅回路106、フィルタ回路107、波形分析回路108、入浴者反射波抽出部109、水面反射波抽出部110、距離算出部111及び沈水判定部112を備える。入浴者反射波抽出部109、水面反射波抽出部110、距離算出部111及び沈水判定部112は、例えば中央演算処理装置(CPU)の論理回路により構成される。
As shown in FIG. 5, the
発振回路105は、超音波帯域の交流信号を発生させる。パルス発生回路101は、超音波の発受信時間を決定するためのパルスを発生し、発受信切替回路102、断続回路104及び波形分析回路108に出力する。断続回路104は、パルス発生回路101からのパルスにより制御され、発振回路105からの交流信号を、パルス状の振幅を持った交流波形とする。送信用増幅回路103は、断続回路104からの交流信号を増幅する。
The
発受信切替回路102は、パルス発生回路101からのパルスにより制御され、超音波発受信装置12の発受信を切り替える。超音波発受信装置12により、継続時間幅が短いパルス状の超音波が浴槽1に向けて発射される。超音波が入浴者5や水面6、浴槽1周辺部分に反射し再び超音波発受信装置12に到達する。反射波が到達する時点において、発受信切替回路102は、超音波発受信装置12の接続先を受信用増幅回路106に切り替える。
The transmission /
受信用増幅回路106は、超音波発受信装置12により受信された反射波を増幅する。
フィルタ回路107は、発信した超音波以外の周波数成分を除去する。フィルタ回路107からの出力は波形分析回路108に入力される。
The
The
図6(a)〜図6(c)は、図4(a)〜図4(c)に示した各入浴状態において、波形分析回路108に入力される受信波形を示す。図6(tx)は距離測定の基準となる送信波形を示す。
6 (a) to 6 (c) show received waveforms input to the
図4(a)に示すように入浴者5の頭部51と水面6との距離が十分ある場合には、図6(a)に示すように、超音波発受信装置12から最も近い位置にある入浴者5の頭部51で反射した受信波形W11が観測される。その後、身体各部の乱反射が観測され、浴槽縁部8で反射した受信波形W12が固定した位置に観測される。それから水面6で反射した受信波形W13が観測され、それ以降は明確な波形は観測されない。
When the distance between the
また、図4(b)に示すように入浴者5の頭部51と水面6との距離が近い場合には、図6(b)に示すように、まず浴槽縁部8で反射した受信波形W12が固定した位置に観測される。そして、入浴者5の頭部51で反射した受信波形W11が観測される。その後、それから水面6で反射した受信波形W13が観測され、それ以降は明確な波形は観測されない。
Further, when the distance between the
また、図4(c)に示すように入浴者5の頭部51が水没している場合には、図6(c)に示すように、浴槽縁部8で反射した受信波形W12が固定した位置に観測され、水面6で反射した受信波形W13が観測され、それ以降は明確な波形は観測されない。
When the
ここで、各反射波の特徴として、浴槽縁部8で反射した受信波形W12、水面6で反射した受信波形W13や、浴槽1の付属品等の固定物での受信波形(図示省略)は、超音波の進行方向に対して垂直に近く空気に対して密度が高いために反射率が高く、急峻(先鋭)な波形として観測される。一方、入浴者5で反射した受信波形W11は、人体表面が複雑な凹凸形状をしていることや、頭髪などの存在等のために急峻(先鋭)な波形とならず、距離により振幅が変化する時間幅を持った波形となる。よって、固定物での受信波形W12,W13と、入浴者5の受信波形W11とは、その波形の先鋭度(プロファイル)に基づいて明確に区別することができる。
Here, as the characteristics of each reflected wave, the reception waveform W12 reflected by the
また、水面6で反射した反射波は、入浴者5の湯2に浸かっている状態により水面6の面積が変化することから、図6(c)が最も振幅(反射強度)が大きく、図6(b)、図6(a)の順に小さくなるとともに、水面6の波による反射面の変化から、経時的に振幅が微少変動する。一方、浴槽縁部8での反射波や浴槽1の付属品等の固定物での反射波の振幅は経時的に変動しない。更に、浴槽1の周辺において、水面6の水平レベルが最も低い場合には、急峻な受信波形のうち超音波を発信してから受信するまでの遅延時間が最も長いものを、水面6で反射した反射波と特定することができる。よって、水面6で反射した受信波形W13と、浴槽縁部8での受信波形W12や浴槽1の付属品等の固定物での受信波形とは、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間、及び反射波の経時的な振幅(反射強度)の変動のいずれか又はその組み合わせに基づいて明確に区別することができる。
Further, the reflected wave reflected by the
また、超音波の反射波のうち浴槽縁部8で反射した受信波形W12は、超音波発受信装置12に対して距離が固定された部分に対する反射である。このため、超音波発受信装置12から浴槽縁部8までの距離を予め計測しておくことにより、入浴中の距離測定結果を補正し、受信波形の区別の精度を向上することも可能である。
Further, the reception waveform W12 reflected by the
図5に示した波形分析回路108は、フィルタ回路107から入力した受信波形に対して、エンベロープ検波を行い、エンベロープ波形を出力する。更に、波形分析回路108は、エンベロープ波形を微分した微分波形を出力する。
The
図6(a)〜図6(c)に示した受信波形のエンベロープ波形を図7(a)〜図7(c)に示し、そのエンベロープ波形の微分波形を図7(a’)〜図7(c’)に示す。ここで、水面6で反射した受信波形の検波波形W23及び浴槽縁部8で反射した受信波形の検波波形W22は、超音波の進行方向に対して垂直かつ平面に近い物体による反射波のために先鋭(急峻)な立ち上がりを持つ波形となり、それぞれの微分波形W33,W32はパルス状の波形となる。一方、人体は表面が複雑な微少凹凸を持ち、超音波の進行方向に対し垂直な面も少ないため、入浴者5での受信波形の検波波形W21はなだらかに変化する波形となり、その微分波形W31も水面6で反射した受信波形の微分波形W33及び浴槽縁部8で反射した受信波形の微分波形W32と比較してレベルも低くなだらかである。図6(a)〜図6(c)に示した受信波形に加えて、図7(a)〜図7(c)に示したエンベロープ波形及び図7(a’)〜図7(c’)に示した微分波形を用いれば、受信波形をより高精度に区別することができる。
The envelope waveforms of the reception waveform shown in FIGS. 6A to 6C are shown in FIGS. 7A to 7C, and the differential waveforms of the envelope waveforms are shown in FIGS. 7A to 7C. It shows in (c '). Here, the detection waveform W23 of the reception waveform reflected by the
図5に示した入浴者反射波抽出部109は、波形分析回路108から出力された受信波形、そのエンベロープ波形、及びその微分波形のいずれか又はそれらの2つ以上の組み合わせに基づいて、受信した反射波から入浴者5での反射波を抽出(区別)する。入浴者反射波抽出部109は、例えば図6(a)に示した受信した受信波形W11,W12,W13のうち、相対的になだらかな波形の受信波形W11を入浴者5での反射波として抽出する。
The bather reflected
図5に示した水面反射波抽出部110は、波形分析回路108から出力された反射波の波形、エンベロープ波形、及び微分波形のいずれか又はそれらの2つ以上の組み合わせに基づいて、受信した反射波から水面6で反射した反射波を抽出(区別)する。水面反射波抽出部110は、例えば図6(a)に示した受信した受信波形W11,W12,W13のうち、急峻な受信波形W12,W13となだらかな受信波形W11とを先鋭度に基づいて区別する。更に、水面反射波抽出部110は、急峻な受信波形W12,W13のうち、経時的に振幅(反射強度)が変動し、且つ超音波を発信してから受信するまでの遅延時間t3が最も長い受信波形W13を、水面6で反射した反射波として抽出する。
The water surface reflected
図5に示した距離算出部111は、入浴者反射波抽出部109により抽出された入浴者5での反射波及び水面反射波抽出部110により抽出された水面6で反射した反射波に基づいて、入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lを算出する。距離算出部111は、例えば入浴者反射波抽出部109により抽出された入浴者5での反射波について、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間を算出する。更に、距離算出部111は、水面反射波抽出部110により抽出された水面6で反射した反射波について、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間を算出する。更に、距離算出部111は、それらの遅延時間に基づいて、入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lを算出する。
The
図4(a)に示す入浴状態の場合、図6及び図7において、超音波を発信してから入浴者5の頭頂部で反射した反射波を受信するまでの遅延時間をt1(秒)、超音波を発信してから水面で反射した反射波を受信するまでの遅延時間をt3(秒)とすると、1気圧における音波の乾燥空気中での伝搬速度v(メートル毎秒)は気温を摂氏T度とすると一般に以下の式(1)で表すことができる。
In the case of the bathing state shown in FIG. 4A, in FIGS. 6 and 7, the delay time from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the reflected wave reflected at the top of the head of the
v=331.5+0.61T …(1)
従って、距離算出部111は、以下の式(2)を用いて入浴者5の頭頂部から水面6までの距離L(メートル)を算出することができる。
v = 331.5 + 0.61 T (1)
Therefore, the
L=0.5×(t3−t1)×(331.5 + 0.61T)/2 …(2)
距離算出部111は、図4(b)に示す入浴状態の場合でも同様に、入浴者反射波抽出部109により抽出された入浴者5での反射波に基づいて、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間t2を算出し、水面反射波抽出部110により抽出された水面6で反射した反射波に基づいて、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間t3を算出し、遅延時間t2,t3に基づいて入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lを算出する。
L = 0.5 × (t3−t1) × (331.5 + 0.61 T) / 2 (2)
Also in the case of the bathing state shown in FIG. 4B, the
また、距離算出部111は、図4(c)に示す入浴状態であるため、反射波抽出部により図6(c)に示すように水面6で反射した受信波形W13は得られたが、入浴者5での反射波が抽出されていない場合には処理を行わない。
Moreover, since the
沈水判定部112は、距離算出部111により算出された入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lに基づいて、入浴者5が沈水状態であるか否かを判定する。沈水判定部112は、頭頂部から水面6までの距離Lと閾値(例えば20cm)とを比較して、頭頂部から水面6までの距離Lが閾値(例えば20cm)未満の場合、沈水状態と判断する。閾値は例えば10cm〜20cmの範囲内で設定されるが特に限定されず、浴室を使用する入浴者5の頭部51の大きさ、呼吸器の位置及び入浴姿勢等に応じて適宜設定可能である。閾値は図示を省略した記憶装置等に予め記憶させておいてよい。
なお、沈水判定部112は、頭頂部から水面6までの距離Lに代えて、頭頂部から浴槽縁部8の上面までの距離を用いて、入浴者5が沈水状態であるか否かを判断してもよい。この場合の閾値は、水面6を用いた場合の閾値に水面6の高さと浴槽縁部8の高さとの差分を減算した値を用いればよい。また、この場合の閾値は、概ね15cmから30cmの範囲内の所定値を事前に設定しておいてもよい。このように、浴槽縁部8に限らず、洗い場7や浴槽の蓋(図示省略)などの、浴室内の基準となる構造物と入浴者5の頭頂部との距離(高さの差分)に基づいて沈水状態であるか否かを判断することができる。浴室内の構造物は水面6と異なりゆらぎがないため、距離算出部111は、入浴者5の頭頂部と浴室内の基準となる構造物の距離の算出を安定して行うことができる。
The
The
ここで、式(1)に示すように空気中の音波の伝搬速度は気温に大きく影響を受けるが、気温が±15℃変化したと仮定したときの速度変化は±3%弱であり、沈水状態を判断する距離である20cmに対し一般的な入浴時の浴室内気温を約30℃として±0.6cm前後の誤差であり、水位と頭部51の距離を個別に測定する方法と比較して温度補正が特段必要はないという利点がある。
Here, as shown in the equation (1), the propagation velocity of the sound wave in the air is greatly affected by the air temperature, but the velocity change when the air temperature changes by ± 15 ° C. is less than ± 3%, and the water is submerged It is an error of around ± 0.6 cm, assuming that the temperature inside the bathroom at the time of general bathing is about 30 ° C against the distance of 20 cm, which is the distance to judge the condition, and compared with the method of measuring the distance between the water level and the
更に、沈水判定部112は、図4(c)に示すような沈水状態にあるために、入浴者検出装置11により入浴者5が入浴中であることが検出されており、且つ入浴者反射波抽出部109により図6(c)に示すように入浴者5での反射波が抽出されない場合、入浴者5が沈水状態であると判断する。
Furthermore, since the
警報装置14は、沈水判定部112により入浴者5が沈水状態であると判定された場合に警報を発する。警報装置14は、警報を発してから警報の解除動作がなされないまま一定時間経過した場合には、浴室外部又は予め設定した通報先に入浴者5が沈水状態であることを通知する。
The
(沈水検知方法)
次に、本発明の実施の形態に係る浴室安全システム10を用いた沈水検知方法の一例を、図8のフローチャートを参照しながら説明する。
(Sinking detection method)
Next, an example of a method of detecting water immersion using the
(イ)ステップS1において、入浴者検出装置11が、浴槽1内に入浴者5が存在するか随時監視する。入浴者5を検出した場合にステップS2に進む。
(A) In step S1, the
(ロ)ステップS2において、超音波発受信装置12が、浴槽1へ向けて超音波を発信する。発信した超音波は入浴者5や水面6、浴槽縁部8等で反射し、反射波が超音波発受信装置12により受信される。
(B) In
(ハ)ステップS3において、波形分析回路108が、超音波発受信装置12により受信した反射波の波形、そのエンベロープ波形及びその微分波形を出力する。
(C) In step S3, the
(ニ)ステップS4において、入浴者反射波抽出部109が、波形分析回路108からの出力された受信波形、そのエンベロープ波形及びその微分波形の先鋭度に基づいて、受信した反射波のうち入浴者5での反射波を抽出する。
(D) In step S4, the bather's reflected
(ホ)ステップS5において、水面反射波抽出部110が、波形分析回路108からの出力された受信波形、そのエンベロープ波形及びその微分波形の先鋭度、超音波を発信してから受信するまでの遅延時間、及び反射波の経時的な振幅の変動に基づいて、水面6で反射した反射波を抽出する。
(E) In step S5, the water surface reflected
(ヘ)ステップS6において、距離算出部111が、入浴者反射波抽出部109により抽出された入浴者5の反射波、及び水面反射波抽出部110により抽出された水面6で反射した反射波に基づいて、入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lを算出する。
(F) In step S6, the
(ト)ステップS7において、沈水判定部112が、距離算出部111により算出された入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lを閾値(例えば20cm)と比較することにより、入浴者5が沈水状態であるか否かを判定する。入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lが閾値以上であり、入浴者5が沈水状態でないと判定した場合、処理を完了する。
一方、ステップS7において入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lが閾値未満であり、沈水状態と判定された場合、ステップS8に進む。なお、上述のとおり、浴槽縁部8等、水面6以外の浴室内の構造物と入浴者5の頭頂部との距離を算出し、閾値と比較することにより、入浴者5が沈水状態であるか否かを判定してもよい。
(G) In step S7, the
On the other hand, if it is determined in step S7 that the distance L from the top of the
(チ)ステップS8において、警報装置14が警報を発するとともに、警報を発している時間を計測する。
(H) In step S8, the
(リ)ステップS9において、警報装置14が、一定時間以内に警報が解除されたか判定する。一定時間以内に警報が解除されたと判定された場合、処理を完了する。一方、一定時間以内に警報が解除されないと判定された場合にはステップS10に進む。
(I) In step S9, the
(ヌ)ステップS10において、警報装置14による外部への通報、及び排水栓4による浴槽1内の湯2の緊急排水等の緊急措置を行う。
(N) In step S10, an emergency measure such as notification to the outside by the
なお、図8に示した一連の手順は、図8と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図1に示した浴室安全システム10を制御して実行できる。このプログラムは、図示を省略した記憶装置等に記憶させればよい。また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、この記録媒体を記憶装置に読み込ませることにより、本発明の実施の形態の一連の手順を実行することができる。
The series of procedures shown in FIG. 8 can be executed by controlling the
このように、本発明の実施の形態に係る浴室安全システム10によれば、入浴者検出装置11を用いて映像情報により入浴中であることを判断し、超音波発受信装置12を用いた測距により入浴者5の頭頂部と水面6の相対的な距離Lを計測することにより、浴槽1内の湯2の水位や入浴者5の入浴姿勢に影響を受けることなく、呼吸器官が水没した沈水状態を瞬時に判定できる。この結果、自動的に外部通報を行う、自動で排水栓4を開き水位を下げるなどの処置を行うことにより、早期の救命処置を施すことが可能となり、入浴事故において多くの割合を占める溺死に至る事態を未然に防ぐことができる。
As described above, according to the
また、従来の提案では浴槽1内や壁面にセンサを取り付ける場合が多く、浴室の構造に制約があり、既存の浴室に取り付けることが困難であった。これに対して、本発明の実施の形態によれば、浴槽1の上部に位置する天井3に入浴者検出装置11及び超音波発受信装置12を取り付けるのみでよいため、制約が少なく、既存の浴室にも取り付けが容易であり、取り付けるセンサの数も少なくてよい。
Moreover, in the conventional proposal, in many cases, a sensor is attached to the inside of
更に、浴槽1の上部に位置する天井3から入浴者検出装置11による画像認識及び超音波発受信装置12による距離測定を行うため、障害物が無く、画像認識及び距離測定を容易に行うことができる。
Furthermore, since the image recognition by the
更に、天井3から入浴者5までの距離(反射波の遅延時間)と、天井3から水面6までの距離(反射波の遅延時間)を同一の反射波で判定するため、相対的な誤差が少なく、温度による超音波伝搬速度の補正も不要であり、入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lを正確に算出することができる。
Furthermore, since the distance from the
また、本発明の実施の形態において、超音波発受信装置12を1個使用した場合を説明したが、図9に示すように複数個の超音波発受信装置12a,12bを使用してもよい。
複数個の超音波発受信装置12a,12bを用いて、一般的な長方形の浴槽1に対して入浴者5の頭部領域と脚部領域を分割して検知することにより、沈水判定の精度を向上させることが可能である。
In the embodiment of the present invention, the case where one ultrasonic wave generator /
The accuracy of the submersion judgment is obtained by detecting the head area and the leg area of the
また、図5に示すように発受信切替回路102を有し、超音波の発受信を兼ねる1つの超音波発受信装置12を有する場合を説明したが、超音波を発信する発信装置と、発信した超音波の反射波を受信する受信装置とを個別に有していてもよい。
Also, as shown in FIG. 5, the case has been described in which the transmission /
また、本発明の実施の形態において、距離算出部111が、超音波を発信してから入浴者5の頭頂部で反射した反射波を受信するまでの遅延時間、及び超音波を発信してから水面6で反射した反射波を受信するまでの遅延時間から、式(2)を用いて入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lを算出する場合を説明したが、入浴者5の頭頂部から超音波発受信装置12までの距離及び水面6から超音波発受信装置12までの距離を算出して、これらの距離の差分から入浴者5の頭頂部から水面6までの距離Lを算出してもよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the delay time from when the
実施の形態2.
実施の形態1では、入浴者5が沈水状態であると沈水判定装置13が判定した場合、警報装置14による外部への通報、ならびに、排水栓4及び排水栓制御装置Aによる浴槽1内の湯2の緊急排水などの緊急措置を行うことで、入浴者の沈水状態を解消する浴室安全システム10を示した。実施の形態2では、図10から図12に示す、籠9及び、各種の籠昇降装置210〜230を有する浴槽を備えた浴室安全システム10について示す。沈水状態の判定を行う構成は、実施の形態1と同様の構成であるため、説明を省略する。なお、図10から図12においては、籠9及び、各種の籠昇降装置210〜230を明瞭に示すため、湯2は図示を省略した。
Second Embodiment
In the first embodiment, when the
以下、籠昇降装置の一例として、ジャッキアップを用いた籠昇降装置210、持ち上げレバーを用いた籠昇降装置220、及び袋体を用いた籠昇降装置230を挙げる。籠昇降装置は、籠9を、浴槽1に収容された状態から離れた状態となるように上昇させるための装置であればよく、籠昇降装置210〜230の構成に限定されない。
Hereinafter, as an example of a crucible lifting device, a
(ジャッキアップを用いた籠昇降装置)
図10(a)に、籠9及び籠昇降装置210を有する浴槽の構造を示す。籠9は、浴槽1の内側に接して収容されており、底面または側面に少なくとも一つ以上の水切り孔91を有している。籠昇降装置210は、沈水判定装置13に接続された籠制御装置B(図示省略)からの信号を受信することで、籠9の昇降を制御する。沈水判定装置13及び籠制御装置Bは、互いに有線で接続されていてもよいし、無線で信号を送受信してもよく、インターネットを介して接続されていてもよい。
(Sail lifter using jack up)
FIG. 10 (a) shows the structure of a bathtub having a
籠9は、入浴者5の体重を支え、かつ、浴槽1の内側に接して収容することが可能な形状に成形する必要があるため、FRP(Fiber Glass Reinforced Plastic:ガラス繊維強化プラスチック)、アクリル、またはステンレス等の、一定の強度を備え、かつ、成形が比較的容易な材質を用いて形成することが好ましい。
Since 籠 9 needs to be shaped into a shape that can support the weight of
図10(b)に、籠昇降装置210を有する浴槽1において、入浴者5が沈水している状態を示す。籠制御装置Bは、沈水判定装置13から入浴者5が沈水状態である旨の信号を受信した場合に、籠昇降装置210を動作させて、入浴者5の沈水状態が解消された状態となるまで籠9を上昇させる。籠昇降装置210は、ジャッキアップを用いており、浴槽縁部8に設けた油圧、空気圧、またはスクリュー回転機構等のアクチュエータにより籠9を上昇させる。
FIG. 10 (b) shows a state in which the
入浴者5の沈水状態が解消された状態か否かは、沈水判定部112及び籠制御装置Bが、浴槽縁部8等の、浴室内の基準となる構造物と入浴者5の頭頂部との距離(高さの差分)が閾値以上(例えば10cm)となったことを以って判断する。閾値は、概ね5cmから30cmの範囲内の所定値を事前に定めておけばよい。また、確実に入浴者5が浴槽から出るように、事前に籠9を上昇させる所定の高さを定めておき、籠制御装置Bは、沈水状態が解消された状態か否かの判断を行わず、籠9を所定の高さまで上昇させることで入浴者5の沈水状態が解消された状態であるとみなしてもよい。
Whether the submersion state of the
図11(c)に、籠昇降装置210を有する浴槽1において、籠9の上昇により、入浴者5の沈水状態が解消された状態を示す。当初、籠9の内側に存在した湯2は、籠9の上昇とともに、水切り孔91を経由して浴槽1と籠9との間に移動する。したがって、水面6よりも入浴者5の頭頂部の位置が高くなることで、入浴者5の沈水状態が解消される。籠9は、複数の水切り孔91を底面または側面に有する形状とすることで、湯の移動を早め、入浴者5の沈水状態が解消される時間を短縮させることができる。籠9は、底面または側面を網目状としてもよい。
FIG. 11C shows a state in which the bather's 5 submerged state has been eliminated by raising the
本実施の形態においては、沈水時における入浴者5の姿勢が維持されたままで沈水状態を解消することができるため、脳疾患等、非医療従事者が患者の姿勢を変えることが望ましくない疾患に対しても安全に適用することができる。
In the present embodiment, since the submersion state can be canceled while maintaining the posture of the
(持ち上げレバーを用いた籠昇降装置)
図11(a)に、籠昇降装置220を有する浴槽1において、入浴者5が沈水している状態を示す。籠制御装置Bは、沈水判定装置13から入浴者5が沈水状態である旨の信号を受信した場合に、籠昇降装置220を動作させて、入浴者5の沈水状態が解消された状態となるまで籠9を上昇させる。籠昇降装置220は、浴槽1の底面にレバーを有し、レバーを破線矢印方向へ傾動させることで籠9を上昇させる。入浴者5の沈水状態が解消された状態か否かの判断は、籠昇降装置210の場合と同様であるため、説明を省略する。
(籠 籠 lifting device using a lifting lever)
FIG. 11A shows a state in which the
図11(b)に、籠昇降装置220を有する浴槽1において、籠9の上昇により、入浴者5の沈水状態が解消された状態を示す。籠9は、上述のとおり、複数の水切り孔91を有することが好ましい。この場合、レバー221の傾動時にレバー221の先端を滑らかにスライドさせるため、籠9は、底面の外側に水切り孔91が存在しない領域を有することが好ましい。また、籠9の水切り孔91が存在しない領域には、レバーの先端が滑らかにスライドするレールや溝などのガイドを設けるとより好ましい。
FIG. 11 (b) shows a state in which the bather's 5 submerged state has been eliminated by raising the
入浴者5の体重を支え、安定して籠9を保持し、上昇させるため、籠昇降装置220は、複数個のレバーを備えることが望ましい。図11(b)においては、一例として2つのレバーを備えた構成を示す。レバーは棒状でも板状でもよい。レバーは、図11(b)に示すように、相反する方向(破線矢印方向)に傾動する対として配置してもよいし、同じ方向に傾動する対として配置してもよい。同じ方向に傾動するレバーと、相反する方向に傾動するレバーと、複数個のレバーを組み合わせてもよい。
In order to support the weight of the
(袋体を用いた籠昇降装置)
図12に、籠昇降装置230を有する浴槽1において、籠9の上昇により、入浴者5の沈水状態が解消された状態を示す。籠制御装置Bは、沈水判定装置13から入浴者5が沈水状態である旨の信号を受信した場合に、籠昇降装置220を動作させて、入浴者5の沈水状態が解消された状態となるまで籠9を上昇させる。入浴者5の沈水状態が解消された状態か否かの判断は、籠昇降装置210の場合と同様であるため、説明を省略する。
(Seal lifter using bag)
FIG. 12 shows a state in which the bather's 5 submerged state has been eliminated by raising the
籠昇降装置230は、浴槽1の底面に位置する袋体を膨張させることで籠9を上昇させる。籠昇降装置230は、調圧された流体を、パイプ231を経由して注入することで袋体231を膨張させる。袋体に注入する流体は、例えば空気や水等の、比較的人体への影響が少なく安全な流体を用いることが好ましい。なお、火薬の燃焼等の化学反応によって袋体を膨らませてもよい。
The
籠制御装置Bは、警報装置14及び排水栓制御装置Aに代えて用いてもよいし、共に用いてもよい。籠制御装置Bを、警報装置14及び排水栓制御装置Aと共に用いる場合、沈水判定装置13からの信号に基づき、警報装置14が警報を発しつつ、籠制御装置Bは籠9を上昇させ、さらに排水栓制御装置Aは排水栓4を開いて排水を開始する。
The weir control device B may be used in place of the
籠制御装置Bは、排水が完了した場合や入浴者5の救助が完了した場合等、籠9を上昇させておく必要がなくなった場合、籠9を下降させ、浴槽1に収容された状態に戻すように制御してもよい。
When the drainage control is completed, or when the rescue of the
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論で
ある。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発
明抽出事項によってのみ定められるものである。
Thus, it is a matter of course that the present invention includes various embodiments and the like which are not described herein. Accordingly, the technical scope of the present invention is defined only by the invention extraction matters according to the scope of claims appropriate from the above description.
1…浴槽
2…湯
3…天井
4…排水栓
5…入浴者
6…水面
7…洗い場
8…浴槽縁部
9…籠
10…浴室安全システム
11…入浴者検出装置
12,12a,12b…超音波発受信装置
13…沈水判定装置
14…警報装置
51…頭部
91…水切り孔
101…パルス発生回路
102…発受信切替回路
103…送信用増幅回路
104…断続回路
105…発振回路
106…受信用増幅回路
107…フィルタ回路
108…波形分析回路
109…入浴者反射波抽出部
110…水面反射波抽出部
111…距離算出部
112…沈水判定部
210…籠昇降装置
220…籠昇降装置
230…籠昇降装置
231…パイプ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記受信した反射波に基づいて、前記超音波発受信装置から入浴者の頭頂部までの距離である第1の距離と、前記超音波発受信装置から前記浴室内の基準となる構造物までの距離である第2の距離と、を算出し、前記第1の距離と前記第2の距離とを比較し、その比較結果に基づいて、前記入浴者が沈水状態であるか否かを判定する沈水判定装置と、
前記浴槽の内側に収容され、側面または底面に少なくとも1以上の孔を有する籠と、
前記沈水判定装置の判定に基づき、前記籠を、前記浴槽の内側に収容された位置から前記入浴者の沈水状態を解消させる位置まで上昇させる籠昇降装置を制御する籠制御装置と、
を備えた、浴室安全システム。
An ultrasonic generator / receiver disposed at the top of a bath in a bathroom, emitting ultrasonic waves toward the bath and receiving the reflected waves;
Based on the received reflected wave, a first distance, which is a distance from the ultrasonic wave emitting and receiving device to the top of the head of the bather, and a structure from the ultrasonic wave emitting and receiving device to a reference structure in the bathroom A second distance, which is a distance, is calculated, the first distance and the second distance are compared, and based on the comparison result, it is determined whether the bather is submerged or not A submersion judging device,
A weir housed inside the bath and having at least one hole in the side or bottom;
A weir control device for controlling the weir lifting device that raises the weir from a position housed inside the bathtub to a position where the water bather's submersion state is canceled based on the judgment of the water submersion judging device;
, Bathroom safety system.
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