JP6764423B2 - 携帯型排泄物感知端末機 - Google Patents

Description

本発明は、携帯型排泄物感知端末機に関し、特に、衣服の外部から、人体に非接触方式で排泄物を感知し、低周波方式のＲＦを用いて、人体によるエラー影響を最小化し、衣服の厚さによらず、精度よく排泄物の有無を判断する携帯型排泄物感知端末機に関する。

一般に、幼児、痴ほう患者、挙動が不便な重症患者など、排便・排尿を認知できないか、自ら処理不可な人間は、保護者又は介護者の助けで大?小便を処理しなければならない状況にある。 そこで、保護者又は介護者は、幼児、痴ほう患者、重症患者に、オムツ又は下着などを着用させ、随時で排便・排尿を確認して、オムツ又は下着などを着替えさせる方法で、大?小便を処理することになる。

この際、保護者又は介護者は、大?小便の有無を確認するために、幼児、痴ほう患者、中重症患者などの排便及び排尿状態をしばしば目視で確認しなければならないという面倒があり、病室などの多数の患者を管理する場合、多数の患者を周期的に毎度確認しなければならないという難しさに面することになる。特に、多数の患者を周期的に毎度管理する場合、一々脱衣して、オムツの状態を直接確認しなければならないという困難が伴う。

このような不便さを解消するために、小便感知センサをオムツ(又は、衣服)に常時取付け、該当センサを用いて小便を感知し、これを端末機に伝達する技術が提案されている。ここで、小便感知信号を端末機に伝達する方式には、ＲＦ方式を主として用いる。
図１及び図２には、従来のＲＦを用いた小便感知装置の一例を示している。

図１及び図２は、ＲＦ技術を、巨視的空間(又は、環境)に基づき、オムツ１０にセンサ役割を果たす送信アンテナ(又は、RF Tag)１１を取り付け、受信端末機(又は、送受信端末機)１２から送信アンテナ１１にＲＦ信号を放射し、送信アンテナ１１から戻されたＲＦ信号の受信有無によって、小便感知を判断するようにする。ここで、送信アンテナ(又は、RF Tag)１１は、小便(又は、大便)によって、電波(周波数)を媒質が吸収して、信号量が異ならせること(小便が発生すると、信号が相対的に小さくなる)を用いて、小便感知信号(周波数)を発生する。しかし、人体及び周辺の周波数に影響する媒体によって干渉が発生すると、小便感知に困難さがあり、エラー発生の確率が非常に高い。
ここで、前記のような従来のＲＦを用いる技術は、巨視的空間に周波数がよく伝達されるようにするため、高周波を用いる。

一方、図３は、従来のＲＦを用いた小便感知装置の他の例であって、小便感知のための小便感知センサ(又は、RF Tag)２０は、皮膚２１上に着用したオムツ２２上に装着される。そして、小便感知センサ２０で小便を感知した小便感知信号は、小便感知端末機３０に伝送される。ここで、小便感知センサ２０で生じた小便感知信号は、障害物のない空間上で、小便感知端末機３０に精度よく伝送されるが、オムツ３０上に着物を着た状態となると、電波遮断が発生して、小便感知端末機３０に精度よく小便感知信号が伝達されないという不都合を引き起こす。

また、図５は、従来の小便感知装置の他の実施例であって、センサと小便感知端末機の間が分離されている。小便を感知するセンサ４１と、小便を感知して表示する端末機４３の間は、相互分離して形成される。 端末機４３には、前記センサ４１と無線で信号を受信するための送受信アンテナ４２が設けられる。このような構成の小便感知装置は、センサ４１を一々感知対象に装着しなければならないので、面倒である。

一方、非接触方式で小便を感知する従来の他の技術が、大韓民国登録特許10-1260997号(2013.04.29.登録、特許文献１)、及び大韓民国公開特許公開番号10-2009-0081886号(2009.07.29.公開、特許文献２)に開示されている。

前記特許文献１に示されている従来技術は、フレキシブルの薄膜絶縁部材に、多数の静電容量型電極を形成することで、大小便の有無、回数だけでなく、大便・小便を区別可能な大小便感知器を供する。合わせて、自ら排尿処理が不可である人間のために、大小便の有無及び大小便の区別などを自動に感知することができる多数の電極を有する静電容量型大小便感知器を供する。

また、前記特許文献２は、オムツに吸収された小便による静電容量変化を、非接触式で感知する静電容量センサからなる検出部と、検出部からの検出信号があると作動する出力部と、検出部と出力部の作動に必要なエネルギーを供給する電源部と、検出部、出力部、電源部が電気的に接続されており、各部分の作動関係を制御する制御部とを含み、静電容量センサを用いたオムツ用排泄物検出装置を具現する。このように具現されたオムツ用排泄物検出装置は、乳児、及び挙動が不便である老弱者や重病患者のオムツ内部を非接触式で監視して、大小便の排泄状態を自動に検出した後、ブザー又はメロディー、LEDや振動を用いて、有・無線の出力により、保護者に排泄物の有無を知らせることになる。

大韓民国登録特許10-1260997号 大韓民国公開特許公開番号10-2009-0081886号

しかし、前記のような従来技術は、静電容量方式を用いるか、非接触式で排泄物を検出することは可能であるが、非接触式で排泄物を検出するためのセンサを、オムツに装着しなければならないという不都合がある。

また、前記特許文献１に示された従来技術は、大小便感知のために、多数の電極を用いる形態であるので、センサコストが高くなり、大小便の感知でオムツを入れ替える場合、センサも廃棄する方式であるため、資源の浪費がひどいという問題もある。

また、従来技術は、巨視的空間で周波数がよく伝達されるようにするため、高周波を用いるので、微視的空間で人体の影響により、衣服の厚さによってエラーが発生するという不都合がある。

そこで、本発明は、前記のような従来技術で発生する諸問題点を解決するために、人体に非接触方式で排泄物(大便及び小便)を感知し、低周波方式のＲＦを用いて、人体によるエラー影響を最小化し、衣服の厚さによらず、精度よく排泄物の有無を判断する携帯型排泄物感知端末機を提供することにその目的がある。

本発明の他の目的は、センサと感知端末機が一体化した携帯型端末機で、排泄物感知装置を具現することによって、使用上便利である携帯型排泄物感知端末機を提供することである。

本発明の更に他の目的は、送信部から送信された低周波が、排泄物を介して受信部に伝達されるようにして、排泄物を精度よく感知する携帯型排泄物感知端末機を提供することである。

前記のような目的を達成するために、本発明による携帯型排泄物感知端末機は、 低周波を発生するオシレータと、前記オシレータで発生した低周波を測定対象に放射し、排泄物を介して、排泄物を感知する排泄物感知部と、前記排泄物感知部から出力される電磁波信号を増幅する電磁波信号増幅部と、前記電磁波信号増幅部で増幅された排泄物感知信号を、直流に変換する直流変換部と、前記直流変換部で変換された直流と、設定基準値とを比較して、その比較結果を、排泄物感知判別値として出力する排泄物感知判別部と、前記排泄物感知判別部から出力される排泄物感知判別値をもって、排泄物が検出されたことを視覚的にディスプレイする排泄物感知表示部とを含むことを特徴とする。

前記排泄物感知部は、排泄物感知部品が装着される印刷回路基板(PCB)の下面に装着されて、低周波を送出する送信部と、前記印刷回路基板の下面に装着されて、前記送信部から送出された低周波が、排泄物を介して伝達されると、これを排泄物感知信号として受信する受信部とを含み、前記排泄物感知部品は、前記印刷回路基板の上面に装着されて、グラウンド(GND)として動作する。
前記送信部と受信部は、前記グラウンドを基準に、両側に一定の距離離間して設けられる。
前記排泄物感知部は、排泄物が検出されないと、前記送信部から送出された低周波が、前記受信部に微弱に伝達される。
前記排泄物感知部は、人体に到達しない範囲の周波数を、排泄物検出のために放射する。

また、本発明による携帯型排泄物感知端末機を用いた感知方法は、(a) 排泄物感知動作信号が発生すると、排泄物感知のための基準周波数及びセンサ周波数を出力するステップと、(b) 測定対象により変化する周波数を感知するステップと、(c) 前記基準周波数と、感知した周波数とを論理演算して感知信号を生成するステップと、(d) 生成した感知信号と、排泄物判断のために設定した基準信号とを比較するステップと、(e) 前記ステップ(d)の比較結果を基に、排泄物を判断し、排泄物判断の結果をディスプレイするステップとを含むことを特徴とする。

本発明によると、人体に非接触方式で排泄物(大便及び小便)を感知し、低周波方式のＲＦを用いて、排泄物を媒質として用いることで、人体によるエラー影響を最小化し、衣服の厚さによらず、精度よく排泄物有無を判断することができる。
また、排泄物感知センサと感知端末機が一体化した携帯型端末機により、排泄物感知装置を具現することで、使用上の便利を図る。

図１は、従来のＲＦ技術を用いて、小便を感知する一例の小便感知装置の例示図である。 図２は、従来のＲＦ技術を用いて、小便を感知する他の例の小便感知装置の例示図である。 図３は、従来の小便感知センサの装着位置を説明するための例示図である。 図４は、従来の小便感知センサと感知端末機の間の構成例示図である。 図５は、本発明による携帯型排泄物感知装置のブロック構成図である。 図６は、本発明に適用された排泄物感知部の構成例示図である。 図７は、本発明による携帯型排泄物感知装置の排泄物感知例示図である。

以下、本発明の好適な実施例による携帯型排泄物感知端末機器を、添付の図面を参照して詳述する。
図５は、本発明の好適な実施例による携帯型排泄物感知端末機１００のブロック構成図である。

本発明による携帯型排泄物感知端末機１００は、電源部１１０と、オシレータ１２０と、排泄物感知部１３０と、電磁波信号増幅部１４０と、直流変換部１５０と、基準値設定部１６０と、排泄物感知判別部１７０と、排泄物感知表示部１８０とを含む。
電源部１１０は、内蔵されたバッテリー１１１に駆動電源を供給する。

オシレータ１２０は、前記電源部１１０を介して供給される電源で発振して、発振周波数(電磁波)を出力する。このため、オシレータ１２０は、人体に到達しない周波数範囲、つまり、低周波を発生するのが望ましい。

排泄物感知部１３０は、排泄物を感知するセンサであって、前記オシレータ１２０で発生した低周波を測定対象に放射し、排泄物を媒質として用いて、排泄物を感知する。

このような排泄物感知部１３０は、図６に示しているように、排泄物感知部品３００が装着される印刷回路基板(ＰＣＢ)２００の下面に装着されて、低周波を送出する送信部１３１と、前記印刷回路基板２００の下面に装着されて、前記送信部１３１から送出された低周波が、排泄物を介して伝達されると、これを排泄物感知信号として受信する受信部１３２とを含む。ここで、排泄物感知部品３００は、前記印刷回路基板２００の上面に装着されて、グラウンド(GND)として動作し、オシレータ１２０、アンプ、比較器、表示器などのような電子装置を意味する。
前記送信部１３１と受信部１３２は、前記グラウンド(GND)を基準に、両側に一定の距離離間して設けるのが望ましい。

このような排泄物感知部１３０は、排泄物が検出されないと、前記送信部１３１から送出された低周波が、前記受信部１３２に排泄物検出が不可である程度に微弱に伝達され、人体に到達しない範囲の周波数を、排泄物検出のために放射するのが望ましい。これにより、人体の影響を排除することになる。
図５において、電磁波信号増幅部１４０は、前記排泄物感知部１３０から出力される電磁波信号を増幅する。
直流変換部１５０は、前記電磁波信号増幅部１４０で増幅された排泄物感知信号を、直流に変換する。
排泄物感知判別部１７０は、前記直流変換部１５０で変換された直流と、設定基準値とを比較して、その比較結果を、排泄物感知判別値として出力する。
排泄物感知表示部１８０は、前記排泄物感知判別部１７０で出力される排泄物感知判別値をもって排泄物が検出されたことを、視覚的にディスプレイする。
このように構成された本発明による携帯型排泄物感知端末機１００の動作を、図５乃至図７を参照して具体的に説明すると、以下の通りである。

まず、本発明による携帯型排泄物感知端末機１００を用いて排泄物を感知するために、電源スイッチをオン状態に操作する。電源スイッチがオンになると、電源部１１０内の内蔵バッテリーで放電が行われ、その放電電圧は、電源スイッチを介して、端末機の各部分に、駆動用電源(３Ｖ)として供給される。ここで、バッテリーは、充電可能な２次電池を用いるか、市中で購入可能な１次電池を用いることができる。

駆動電源が供給されると、オシレータ１２０は、供給電源で発振をして、発振周波数(電磁波)を発生する。ここで発生する発振周波数は、人体に到達しない周波数範囲の低周波を発生するのが望ましい。このように人体に到達しない低周波を用いることで、排泄物感知において、人体によるエラー発生を最小化することになる。すなわち、低周波ＲＦ技術をオムツに近接した微視的空間に適用して、微視的空間で排泄物感知に有用に用いる。従来のように、高周波を用いることになると、微視的空間で人体影響により、衣服の厚さによって、排泄物検出にエラーが生じる。例えば、オムツのように薄い衣服である場合は、ある程度排泄物検出が可能であるものの、オムツ上に肌着や上着を着ることになると、人体の影響で高周波数にノイズが流入されて、精度よい排泄物検出が難しくなる。本発明は、このような従来技術の不都合を改善するために、微視的空間で低周波を用いている。

排泄物感知部１３０の送信部１３１は、前記オシレータ１２０で生成した低周波を測定対象に放射する。例えば、図７に示しているように、測定対象者がオムツ４０２を着用し、その上に肌着４０３を着用し、その上に更に上着(例えば、カバーオール)４０４を着用すると仮定すると、携帯用小便感知端末機１００をカバーオール４０４に軽く接触するだけで、排泄物感知動作を行うことになる。

ここで、本発明の他の特徴は、排泄物を感知するセンサである排泄物感知部１３０と、これを検出し判別した後、ディスプレイしてくれる感知端末機とが一体化して、単一品としていることである。これによって、排泄物感知のためのセンサを、別に測定対象に取り付ける必要がなく、使用に際して、携帯型排泄物感知端末機１００の測定部分を、測定対象に軽く接触するだけで、排泄物感知、判別、ディスプレイなどが全て、一連の過程を介して、１つの端末機で行われる。

送信部１３１から放射された低周波は、受信部１３２を介して検出することになり、この時、送信部１３１から放射された低周波は、排泄物を介して、受信部１３２に伝達される。ここで、低周波は、高周波とは異なり、その特性上、媒質がなくては、他の空間に移動するのが難しい。そこで、排泄物のない状態では、媒質がないため、送信部１３１から放射された低周波が受信部１３２に伝達されるのが難しく(極めて微弱に伝達されることがある)、これとは異なり、排泄物が存在すると、該当排泄物が媒質として作用して、送信部１３１から放射された低周波が、媒質である排泄物を介して、受信部１３２に伝達される。もって、受信部１３２は、排泄物を精度よく検出することになる。
図６は、前記排泄物感知センサである排泄物感知部１３０の構成図である。

ここで、排泄物感知部１３０の送信部１３１は、排泄物感知部品３００が装着される印刷回路基板２００の下面に装着され、受信部１３２も、前記印刷回路基板２００の下面に装着される。ここで、前記排泄物感知部品３００は、前記印刷回路基板２００の上面に装着され、グラウンド(GND)として動作する。
ここで、送信部１３１と受信部１３２は、前記グラウンド(GND)を基準に、両側に一定の距離離間して設けられるのが望ましい。

ついで、電磁波信号増幅部１４０は、前記排泄物感知部１３０から出力される電磁波信号(排泄物感知信号)を、設定の増幅度によって増幅して出力する。このように出力される排泄物感知信号は、直流変換部１５０に伝達される。

前記直流変換部１５０は、前記電磁波信号増幅部１４０で増幅された排泄物感知信号を、直流に変換する。このように出力される直流電圧(排泄物感知信号)は、排泄物感知判別部１７０に伝達される。

前記排泄物感知判別部１７０は、前記直流変換部１５０で変換された直流電圧と、基準値設定部１６０を介して設定された基準値とを比較し、その比較結果を、排泄物感知判別値として出力する。

例えば、排泄物感知判別部１７０は、前記基準値設定部１６０で設定された基準値と、前記直流変換部１５０から出力される排泄物感知信号(直流電圧)とを比較し、その差を、排泄物感知判別値として出力する。

ついで、排泄物感知表示部１８０は、前記排泄物感知判別部１７０から出力される排泄物感知判別値により、排泄物が検出されたことを視覚的にディスプレイする。

例えば、排泄物感知表示部１８０は、前記排泄物感知判別部１７０の出力信号を用いて、排泄物感知の有無を視覚的に表示する。換言すると、排泄物感知信号が発生する場合に限り、排泄物感知判別部１７０の出力が発生し、これを用いて、視覚的な表示装置である発光ダイオード(LED)を発光させる。

そこで、使用者は、携帯型排泄物感知端末機１００の電源を入れて、検出部分を測定対象に接触させた後、前記発光ダイオード(LED)の点灯有無から、排泄物の有無を判断することになる。

ここで、本発明は、電源供給状態を視覚的に表示する発光ダイオードを用い、電源が供給されると、発光ダイオードを点灯させて、使用者にとって、現在の感知端末機が正しく動作していることを認知させる。
これにより、使用者は、電源供給状態、又は携帯型排泄物感知端末機１００の動作状態を容易に認知することになる。

言い換えると、本発明は、低周波ＲＦ技術をオムツに近接した微視的空間に適用させて、送信部で発生した低周波が、排泄物を介して、受信部に伝達されるようにする方式で排泄物を検出することによって、衣服の厚さによらず、排泄物を正しく検出することができる。
また、本発明による携帯型排泄物感知端末機を用いた感知方法は、以下のように行える。

まず、排泄物感知動作信号が発生すると、排泄物感知のための基準周波数及びセンサ周波数を出力し、測定対象により変化する周波数を感知する。ついで、基準周波数と、感知した周波数とを論理演算して感知信号を生成し、生成した感知信号と、排泄物判断のために設定した基準信号とを比較する。この比較結果を基に、排泄物を判断し、排泄物判断の結果をディスプレイする。

以上、本発明者によりなされた発明を、前記実施例によって具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変更可能であることは、言うまでもない。

本発明は、衣服を着ている状態で、センサと感知端末機とが一体化した携帯用感知端末機により容易に排泄物を感知する技術に、効率よく適用することができる。
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Claims (4)

1. 低周波を発生するオシレータと、
   前記オシレータで発生した前記低周波を測定対象に放射し、排泄物を介して、前記排泄物を感知する排泄物感知部と、
   前記排泄物感知部から出力される電磁波信号を増幅する電磁波信号増幅部と、
   前記電磁波信号増幅部で増幅された排泄物感知信号を、直流に変換する直流変換部と、
   前記直流変換部で変換された直流と、設定基準値とを比較して、その比較結果を、排泄物感知判別値として出力する排泄物感知判別部と、
   前記排泄物感知判別部から出力される前記排泄物感知判別値をもって、前記排泄物が検出されたことを視覚的にディスプレイする排泄物感知表示部とを含み、
   前記排泄物感知部は、排泄物感知部品が装着される印刷回路基板（ＰＣＢ）の下面に装着されて、低周波を送出する送信部と、前記印刷回路基板の下面に装着されて、前記送信部から送出された低周波が、前記排泄物を介して伝達されると、これを前記排泄物感知信号として受信する受信部とを含み、
   前記排泄物感知部品は、前記印刷回路基板の上面に装着されて、グラウンド（ＧＮＤ）として動作することを特徴とする携帯型排泄物感知端末機。
2. 前記送信部と前記受信部は、前記グラウンドを基準に、両側に一定の距離離間して設けられることを特徴とする請求項１に記載の携帯型排泄物感知端末機。
3. 排泄物判別のための基準値を設定する基準値設定部を含み、
   前記排泄物感知判別部は、前記基準値設定部で設定された基準値と、前記直流変換部から出力される前記排泄物感知信号とを比較し、その差を、前記排泄物感知判別値として出力する比較器を含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯型排泄物感知端末機。
4. 前記排泄物感知表示部は、前記排泄物感知判別部の出力信号を基に、排泄物感知状態を視覚的にディスプレイすることを特徴とする請求項１に記載の携帯型排泄物感知端末機。