WO2018168104A1 - 体動検出装置及び見守りシステム - Google Patents

体動検出装置及び見守りシステム Download PDF

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WO2018168104A1
WO2018168104A1 PCT/JP2017/042860 JP2017042860W WO2018168104A1 WO 2018168104 A1 WO2018168104 A1 WO 2018168104A1 JP 2017042860 W JP2017042860 W JP 2017042860W WO 2018168104 A1 WO2018168104 A1 WO 2018168104A1
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WO
WIPO (PCT)
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radio wave
detection unit
body motion
exterior cover
shape
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/042860
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和田　滋
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by コニカミノルタ株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
Priority to JP2019505707A priority Critical patent/JP6996551B2/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/04—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using a single signalling line, e.g. in a closed loop

Definitions

  • the present invention relates to a body motion detection device and a monitoring system, for example, a body motion detection device for detecting an abnormality or the like of a person's health condition spent in a nursing facility, and a monitoring system including the body motion detection device. .
  • a monitoring system for detecting an abnormal health condition of a person who spends at a nursing facility or hospital and transmitting an emergency call to a caregiver or nurse has been known. People spending in nursing homes and hospitals are more likely to fall indoors, fall from bed, or stop breathing or have abnormal heartbeats at bedtime, but caregivers and nurses who support their lives in the facility Because of the small number of people, it is not possible to always attend.
  • the monitoring system is for solving such a problem, and an example thereof is a safety monitoring device proposed in Patent Document 1.
  • the safety monitoring device described in Patent Document 1 acquires biological information such as microscopic movements due to breathing of a subject from reflected waves of radio waves radiated toward the subject, and examines the subject from the biological information. The safety of the person is monitored.
  • a Doppler sensor using microwaves (radio waves) is used, which makes it possible to correctly detect the breathing of the subject.
  • the radio wave emitted from the radio wave detection unit is ideally symmetric with respect to the radiation axis, and its intensity decreases as it moves away from the radiation axis, but there are singular points due to circuit and radome restrictions. That is, there is a sidelobe direction that is relatively strong in radio waves. When the direction of the side lobe approaches a direction perpendicular to the exterior cover by adjusting the direction of the radio wave detection unit, noise detected by the reflection of radio waves on the exterior cover exceeds the original detection signal. It becomes difficult to detect biological information with high accuracy. Even if a resin material with a relatively high transmittance is used for the exterior cover, 20 to 30% of the radio wave is reflected, so that the original detection signal cannot be detected or noise is erroneously detected. It is difficult to eliminate.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to increase the radio wave from the subject even if the radiation direction of the radio wave for detecting the biological information of the subject is changed.
  • An object of the present invention is to provide a body motion detection device capable of receiving with high accuracy and a watching system provided with the same.
  • the body motion detection device of the present invention comprises: A radio wave detector 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; and An outer cover made of a material that is located so as to cover the radio wave in the radio wave radiating direction and that transmits the radio wave;
  • the exterior cover has a protruding portion having a shape protruding toward the radio wave detection unit in a radio wave transmitting area.
  • the monitoring system of the present invention includes the body motion detection device of the present invention and a server device that communicates with the body motion detection device.
  • the present invention even if the radiation direction of the radio wave for detecting the biological information of the subject is changed and the radio wave in the side lobe direction is incident on the exterior cover, it is reflected by the protrusion and dispersed in all directions. Since it weakens and returns to the radio wave detection unit, the generation of noise can be suppressed. Therefore, it is possible to receive radio waves from the subject with high accuracy.
  • the schematic diagram which shows schematic structure of one Embodiment of a monitoring system.
  • the block diagram which shows schematic structure of one Embodiment of a monitoring system.
  • the top view which shows an example of the indoor image of the room image
  • 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of a body motion detection device.
  • the graph which shows the relationship between a dielectric constant and the reflection coefficient of a microwave.
  • Explanatory drawing which shows the influence of the singular point reflection of the microwave by the exterior cover which consists of a flat plate.
  • the schematic sectional drawing which shows the effect of the microwave reflection by 1st Embodiment of a body movement detection apparatus.
  • the graph which shows the noise reduction effect by 1st Embodiment of a body movement detection apparatus The schematic sectional drawing which shows the effect of the microwave reflection by 2nd Embodiment of a body movement detection apparatus.
  • the schematic sectional drawing which shows the effect of the microwave reflection by 4th Embodiment of a body movement detection apparatus The graph which shows the noise reduction effect by 1st Embodiment of a body movement detection apparatus.
  • the schematic sectional drawing which shows the effect of the microwave reflection by 2nd Embodiment of a body movement detection apparatus The schematic sectional drawing which shows the effect of the microwave reflection by 3rd Embodiment of a body movement detection apparatus.
  • the schematic sectional drawing which shows the effect of the microwave reflection by 4th Embodiment of a body movement detection apparatus The graph which shows the noise reduction effect by 1st Embodiment of a body movement detection apparatus.
  • the schematic configuration of the watching system 1 is shown in the schematic diagram of FIG. 1 and the block diagram of FIG.
  • the monitoring system 1 is composed of a body motion detection device 2, a server device 3, and the like.
  • a wired LAN (Local Area Network) 4 a staff station 5, a room (care room, hospital room, etc.) ) Installed in facilities (care facilities, hospitals, etc.) with 6 etc.
  • the room 6 is a place where a subject 8 such as a caregiver or patient spends
  • the staff station 5 is a place where caregivers and nurses support the life of the subject 8.
  • the watching system 1 can be adopted with the same configuration even in a facility provided with more rooms 6.
  • the server device 3 is installed at the staff station 5, and the body motion detection device 2 is installed at the center of the ceiling 6 a of each room 6.
  • a bed 7 used by the subject 8 is installed at the corner of each room 6.
  • Each room 6 shown in FIG. 1 has one bed 7.
  • the body movement detecting device 2 and the server device 3 are communicably connected via a wired LAN 4, and communication between the staff station 5 and each room 6 is performed via the wired LAN 4.
  • a wireless LAN may be installed instead of the wired LAN 4.
  • FIG. 2 only one representative body motion detection device 2 is shown, but the other body motion detection devices 2 are configured in the same manner.
  • the server device 3 that communicates with the body motion detection device 2 includes a main control unit 10, a storage unit 11, a display unit 12, and the like, and can be controlled remotely. ing.
  • the main control unit 10 includes a calculation unit 10a and other electronic components, and obtains information from the body motion detection device 2 based on a program, data, or the like stored in advance or input in the storage unit 11 or the like. At the same time, a series of processes for detecting an abnormality or the like of the subject 8 is executed.
  • the storage unit 11 stores programs, data, and the like related to control and setting in the watching system 1. Programs, data, and the like stored in the storage unit 11 are sequentially read out by the main control unit 10.
  • the display unit 12 includes a display device (for example, a liquid crystal display) used by a computer, and displays an indoor image of the room 6 received from the body motion detection device 2, biological information of the subject 8, and the like.
  • FIG. 3 shows an example of an indoor image of the room 6 received from the body motion detection device 2.
  • the display unit 12 (FIGS. 1 and 2) is configured to be able to display the markers M1 and M2 and the orientation index G before and after the adjustment of the microwave radiation direction.
  • the display unit 12 may be a display device such as a mobile terminal (for example, a smartphone) that is owned by a caregiver or a nurse and linked to the server device 3.
  • the body motion detection device 2 is installed at the center of the ceiling 6a of each room 6 (FIG. 1), and the marker M2 of the bed 7 is used as a target of the radio wave detection unit 21 (FIG. 3), and the radiation direction of radio waves. Has been adjusted.
  • a plurality of body movement detection devices 2 adjusted for the beds 7 of the examinees 8. Is installed.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional structure of the first embodiment of the body motion detection device 2.
  • This body motion detection device 2 is in the form of a ceiling-embedded type in which a part thereof is above the ceiling portion 6a, that is, embedded in the back of the ceiling, and the portion embedded in the back of the ceiling is covered with the main body casing 24. It has been broken.
  • the main body housing 24 has a cylindrical shape with an open bottom surface, and a base plate 26, an imaging exterior cover 30, and a radio wave detection exterior cover 31 are attached so as to cover the bottom surface of the opening.
  • a main board 25 provided with a control unit 20 (FIG. 2), and emission and reception of radio waves (microwaves) for detecting biological information of the subject 8 (FIG. 1).
  • a radio wave detection unit 21 configured to be capable of changing the radiation direction of radio waves.
  • the radio wave detection unit 21 has a sensor main body 21a composed of a microwave Doppler sensor including a radiation unit and a reception unit, and detects a deviation between a radiation wave from the radiation unit and a reflected wave to the reception unit. Output. For example, a microwave of 24 GHz band is radiated toward the bed 7 (FIGS.
  • a reflected wave that is reflected by the subject 8 and is Doppler-shifted is received, and the subject 8 breaths from the reflected wave.
  • biological information such as microscopic motion due to heartbeat is detected, and the respiratory state and heart rate of the subject are acquired from the biological information.
  • the microwave Doppler sensor has the property of detecting everything in motion, so breathing with relatively little movement is easily buried in noise. Therefore, in order to improve the signal-to-noise ratio (SNR), the radio wave detection unit 21 uses a radio wave lens member that improves the directivity of the microwave as a radio wave lens member. It is on the radiation side. Since the detection area of the sensor is narrowed by the radome, the reflected wave from the subject 8 can be received with high accuracy.
  • the reflection frame 21b has a horn shape, and is disposed on the lower surface of the substrate 21d so that the sensor body 21a is accommodated therein.
  • a reflection surface using metal or the like is formed on the inner periphery of the reflection frame body 21b, and a lens portion 21c is provided so as to cover the lower surface of the opening of the reflection frame body 21b.
  • the lens portion 21c has a downwardly convex circular curved surface as a lens surface, and is arranged so that the central axis of the lens surface coincides with the emission central axis of the microwave radiated from the sensor body 21a. Yes.
  • the radio wave detection unit 21 is configured to be able to change the radiating direction of radio waves as described above by the azimuth changing mechanism including the pitch rotation mechanism 27 and the yaw rotation mechanism 28.
  • the pitch rotation mechanism 27 includes a support frame (not shown) that can rotate about the pitch axis P, a shaft portion 27a that protrudes outward on the outer surface thereof, and the like.
  • the support frame has a box shape with an open bottom surface, and supports the sensor main body 21a through the reflection frame body 21b and the substrate 21d on the inner side.
  • the yaw rotation mechanism 28 includes a support frame 28a supported by the main body housing 24 so as to be rotatable about a yaw axis Y (substantially orthogonal to the pitch axis P), and a flange extending radially outward on the outer peripheral surface thereof. Part (not shown) and the like.
  • the support frame 28a has a cylindrical shape with an open bottom surface, and supports the pitch rotation mechanism 27 with a shaft portion 27a on the inner side.
  • the azimuth changing mechanism configured as described above makes it possible to change the radiating direction of the microwave radiated from the radio wave detection unit 21.
  • the control unit 20 (FIG. 2) provided on the main board 25 is electrically connected to the outside by a LAN cable 4a or the like so as to be communicable and capable of supplying power.
  • the control unit 20 includes a functional block including an arithmetic unit, a storage unit, and other electronic components.
  • the control unit 20 includes a radio wave detection unit 21 and the like based on programs and data stored in advance or input in the storage unit. The signal processing related to the detection of the state of the subject is executed by controlling the operation of the component.
  • the base plate 26, the exterior cover 30 for imaging, and the exterior cover 31 for radio wave detection are arranged so as to protrude from the ceiling portion 6a.
  • the base plate 26 is provided on the lower surface of the ceiling portion 6 a and is connected to the lower edge portion of the main body housing 24.
  • the exterior covers 30 and 31 have a rectangular shape larger than the opening lower surface of the main body housing 24 and cover the opening lower surface.
  • One exterior cover 30 is fixed to the base plate 26 fixed to the ceiling portion 6 a, while the other exterior cover 31 is detachably attached to the exterior cover 30. That is, the exterior cover 31 functions as a lid that can be opened and closed with respect to the exterior cover 30. Therefore, if the exterior cover 31 is removed, the direction of the radio wave detection unit 21 can be changed manually, so that the radio wave radiation direction can be manually adjusted.
  • the radio wave radiation direction may be adjusted using a driving source such as a motor.
  • the imaging exterior cover 30 has a substantially tray shape that protrudes downward, and has an internal space that communicates with the inside of the main body housing 24.
  • the optical detection unit 22 and the light source 23 are located in the internal space. Etc. are provided.
  • the optical detection unit 22 constitutes a camera for detecting the state of the subject 8 by an image, and detects large body movements such as getting up, getting out of the floor, and falling of the subject 8 by the image. Yes.
  • the optical detection unit 22 has a wide-angle lens so that the angle of view of the entire room 6 is the whole, so that the entire room 6 can be imaged (FIG. 3).
  • the optical detection unit 22 is not provided with an IR cut filter, and the illumination light source 23 is a near infrared light LED (LightLEDEmitting Diode) so that the state of the subject 8 can be detected as an image even in a dark environment. ) Etc. Therefore, the exterior cover 30 needs to be made of a material that transmits near-infrared light. Further, in order to prevent the mental stress of the subject 8 from occurring, the exterior cover 30 is preferably made of a material that cuts visible light so that the optical detection unit 22 is not visible.
  • the illumination light source 23 is a near infrared light LED (LightLEDEmitting Diode) so that the state of the subject 8 can be detected as an image even in a dark environment. ) Etc. Therefore, the exterior cover 30 needs to be made of a material that transmits near-infrared light. Further, in order to prevent the mental stress of the subject 8 from occurring, the exterior cover 30 is preferably made of a material that cuts visible light so that the optical detection unit 22
  • a speaker for outputting sound toward the inside of the room 6 is provided in the interior space of the exterior cover 30 as an element directed downward, in a state of being fixed to the base plate 26.
  • a microphone for inputting sound in the room 6 is provided in a state of being fixed to the exterior cover 31.
  • the exterior cover 30 is provided with an opening 30 a at a location corresponding to the radio wave detection unit 21.
  • the opening 30a communicates the inner side (upper side) and the outer side (lower side) of the exterior cover 30, and has a shape and size that allows the radio wave detection unit 21 to be viewed from the lens unit 21c side when viewed from below. is doing.
  • the exterior cover 31 detachably provided on the lower surface of the exterior cover 30 has a shape and size that covers the opening 30a of the cover 30 and a region including the periphery thereof from below.
  • the exterior cover 31 is located so as to cover the radio wave in the radio wave radiating direction, and is made of a material that transmits the radio wave, and has a protruding portion 31p having a shape protruding toward the radio wave detecting unit 21 in the radio wave transmitting area. Yes.
  • the exterior cover 31 that functions as a lid of the exterior cover 30 is made of a resin material having a uniform or substantially uniform thickness and a relatively low dielectric constant. Since the low dielectric constant material has a low reflectivity with respect to radio waves, the use of a low dielectric constant material for the exterior cover 31 reduces the reflectivity with respect to the radio waves and increases the transmissivity with respect to the radio waves (the rate remaining without reflection and loss). Is possible. Examples of such a low dielectric constant resin material include PC (polycarbonate) and ABS (acrylonitrile butadiene styrene).
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the relative dielectric constant ⁇ ′r and the microwave reflection coefficient
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • ⁇ the microwave reflection coefficient
  • the reflectance is about 20 to 30%.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PC and ABS have high rigidity and low dielectric constant, they are suitable for the exterior cover 31 that transmits radio waves.
  • the distance to the subject 8 is the shortest, so a high SN ratio can be ensured.
  • the microwave emitted from the radio wave detection unit 21 has a direction of a sidelobe that has a relatively strong radio wave specifically, it is a cause of noise generation. And the S / N ratio is lowered.
  • the subject when the main radiated wave LM is perpendicularly incident on the flat exterior cover 31F (in a state where the radiated wave LM is directly facing the exterior cover 31F), the subject is examined.
  • the reflected wave LR from the exterior cover 31F has a small relative amount compared to the reflected wave from 8, and can be easily removed because it is in phase with the radiated wave LM.
  • FIG. 6B when the azimuth adjustment of the radio wave detector 21 causes the sidelobe radiation wave LS to be incident on the flat exterior cover 31F vertically (radiation wave to the exterior cover 31F).
  • the reflected wave LR from the exterior cover 31F has a larger relative amount than the reflected wave from the subject 8, resulting in noise that cannot be removed. That is, since the radiated wave LS detected by reflection on the exterior cover 31F becomes noise and exceeds the original detection signal, it is difficult to detect the biological information of the subject 8 with high accuracy. Even if a resin material with relatively high transmittance is used for the exterior cover 31F, 20 to 30% of the radio wave is reflected (FIG. 5), so that the original detection signal cannot be detected or noise is erroneously detected. It is difficult to solve such problems as.
  • the exterior cover 31 (FIG. 4) is provided with a protruding portion 31p having a shape protruding toward the radio wave detection unit 21 in the radio wave transmission region.
  • the protrusion 31p protrudes three-dimensionally to the radio wave detection unit 21 side, does not have a surface facing the radio wave detection unit 21, and is a rotationally symmetric body (spherical surface) centered on a point facing the radio wave detection unit 21. Part of the shape). Therefore, the shape of the protruding portion 31p is a three-dimensional shape that does not face directly toward the distance closest to the radio wave detection unit 21, and extends to the radio wave detection unit 21 along the direction of the distance closest to the radio wave detection unit 21. It is a rotationally symmetric curved surface shape with the straight line passing through the closest position as the symmetry axis.
  • FIG. 7 shows a schematic cross-sectional structure of the effect of microwave reflection by the body motion detection device 2 having the protrusion 31p on the exterior cover 31.
  • FIG. 7A when the main radiated wave LM is incident in the direction in which the radio wave detection unit 21 is closest to the exterior cover 31 (that is, directly below the radio wave detection unit 21), The reflected wave LR from the exterior cover 31 has a smaller relative amount than the reflected wave LP from the person 8, and is reflected by the projecting portion 31p and dispersed and weakened in all directions, returning to the radio wave detecting unit 21. Occurrence is suppressed. Further, by adjusting the direction of the radio wave detection unit 21, as shown in FIG.
  • the protruding portion 31p since the protruding portion 31p has a curved surface shape without a directly reflecting surface, the reflection at the exterior cover 31 is dispersed reflection (not directly facing reflection). As a result, the reflected wave from the exterior cover 31 is reflected. The detection amount of LR is reduced and noise is reduced. This effect increases as the angle at which the reflected wave LR spreads increases. In addition, standing waves are less likely to occur. Therefore, even if the direction of the radio wave detection unit 21 is adjusted, it is possible to exhibit a stable detection performance with less noise and to receive radio waves from the subject 8 with high accuracy. .
  • the radiation wave LS that has entered the protrusion 31p is dispersed by the internal reflection. Moreover, since the protrusion part 31p has the thickness which is equal or substantially equal, it is non-power. Since the protruding portion 31p does not have power, the direction of the radio wave does not change significantly by passing through the exterior cover 31. For this reason, it is possible to eliminate erroneous detection and non-detection even at an angle where the side lobe with relatively strong radio waves faces the exterior cover 31 (FIG. 7B). Therefore, it is preferable that the protrusion 31p formed on the outer cover 31 made of a resin material has an equal or substantially equal thickness.
  • the graph of FIG. 8 shows the noise reduction effect by the body motion detection device 2 having the exterior cover 31.
  • the broken line indicates the noise characteristic of the outer cover 31F (FIG. 6)
  • the solid line indicates the noise characteristic of the outer cover 31 (FIG. 7).
  • the horizontal axis is the adjustment angle (°)
  • the vertical axis is the noise level.
  • the noise characteristic with an adjustment angle of 0 ° indicates the magnitude of noise when the orientation of the body motion detection device 2 is directly below (states in FIGS. 6A and 7A).
  • noise is efficiently reduced in all regions including when the adjustment angle is 0 ° (the state of FIG. 7A), and the noise reduction effect of the side lobe is particularly great. (Refer to the arrow position between the adjustment angles of 30 ° and 45 °.)
  • the side lobe radiation wave LS radiated from the radio wave detection unit 21 spreads as the reflected wave LR and returns to the radio wave detection unit 21, so that the radio wave detection unit 21 detects it as noise.
  • the outer cover 31 only needs to have a shape protruding toward the radio wave detection unit 21 in the radio wave transmission range, and the shape of the protrusion 31p is not limited to a spherical shape.
  • the exterior covers 32 to 34 have projecting portions 32p to 34p having shapes different from the projecting portion 31p, respectively.
  • the body motion detection device 2 according to any one of the second to fourth embodiments and the server device 3 that communicates with the body motion detection device 2 are provided. Similarly, the watching system 1 can be configured.
  • FIG. 9 shows a schematic cross-sectional structure of the effect of microwave reflection by the body motion detector 2 having the protrusion 32p on the exterior cover 32.
  • FIG. 9A shows a state in which the main radiated wave LM is incident on the exterior cover 32 directly below the radio wave detection unit 21, as in FIG. 7A, and FIG. Similarly to FIG. 7B, a case where the side lobe radiation wave LS is incident on the exterior cover 32 directly below the radio wave detection unit 21 is illustrated.
  • the shape of the protruding portion 32p is a conical shape or a polygonal pyramid shape, and only the shape is different from the protruding portion 31p.
  • the projecting portion 32 p projects three-dimensionally toward the radio wave detection unit 21, does not have a surface facing the radio wave detection unit 21, and is a rotationally symmetric body (conical) centered on a point facing the radio wave detection unit 21. Or a part of a polygonal pyramid). Therefore, the shape of the protruding portion 31p is a three-dimensional shape that does not face directly toward the distance closest to the radio wave detection unit 21, and extends to the radio wave detection unit 21 along the direction of the distance closest to the radio wave detection unit 21. This is a rotationally symmetric shape with the straight line passing through the closest position as the axis of symmetry.
  • the projecting portion 32p Since the projecting portion 32p has a shape having no directly-facing reflecting surface, the reflection at the exterior cover 32 is dispersed reflection (not directly-facing reflection), and as a result, the reflected wave LR from the exterior cover 32 is detected. The amount is reduced and the noise is reduced. In addition, standing waves are less likely to occur.
  • FIG. 10 shows a schematic cross-sectional structure of the effect of microwave reflection by the body motion detection device 2 having the protrusion 33p on the exterior cover 33.
  • FIG. 10 shows a case where a side lobe radiation wave LS is incident on the exterior cover 33 in a direction directly below the radio wave detection unit 21, as in FIG. 7B.
  • the exterior cover 33 is provided with a plurality of projecting portions 33p having a shape projecting toward the radio wave detecting unit 21 in the radio wave transmitting area.
  • Each of the plurality of protrusions 33p has a shape similar to that of the protrusion 31p and three-dimensionally protrudes toward the radio wave detection unit 21 and has no shape facing the radio wave detection unit 21.
  • At least one has a shape of a rotationally symmetric body (a part of a spherical surface) centered on a point facing the radio wave detection unit 21, and the other protrusions 33p have the same shape. Therefore, the exterior cover 33 has a plurality of protrusions 33 p, and the apex of one of the protrusions 33 p is located closest to the radio wave detection unit 21. Since the projecting portion 33p has a shape without a front-facing reflection surface, the reflection at the outer cover 33 is dispersed reflection (not the front-to-back reflection), and as a result, the reflected wave LR from the outer cover 33 is detected. The amount is reduced and the noise is reduced. In addition, standing waves are less likely to occur. Further, noise is suppressed to be smaller than that of the protruding portion 31p configured with one protruding amount.
  • FIG. 11 shows a schematic cross-sectional structure of the effect of microwave reflection by the body motion detection device 2 having the protrusion 34p on the exterior cover 34.
  • FIG. 11 shows a case where a side lobe radiation wave LS is incident on the exterior cover 34 in a direction directly below the radio wave detection unit 21 as in FIG. 9B.
  • the exterior cover 34 is provided with a plurality of projecting portions 34p having a shape projecting toward the radio wave detecting unit 21 in the radio wave transmitting area.
  • Each of the plurality of protrusions 34p has a shape that is three-dimensionally protrudes toward the radio wave detection unit 21 in the same shape as the protrusion 32p and does not have a surface that faces the radio wave detection unit 21.
  • At least one has a shape of a rotationally symmetric body (cone or a part of a polygonal pyramid) centered on a point facing the radio wave detection unit 21, and the other protrusions 34p have the same shape. . Therefore, the exterior cover 34 has a plurality of protrusions 34 p, and the apex of one of the protrusions 34 p is located closest to the radio wave detection unit 21. Since the projecting portion 34p has a shape having no directly-facing reflection surface, reflection on the exterior cover 34 is dispersed reflection (not directly-facing reflection), and as a result, detection of the reflected wave LR from the exterior cover 34 is detected. The amount is reduced and the noise is reduced. In addition, standing waves are less likely to occur. Further, noise is suppressed to be smaller than that of the protruding portion 31p configured with one protruding amount.
  • the radio wave detection unit 21 by adjusting the radio wave detection unit 21 in the direction corresponding to the position of the bed 7, the radio wave radiation direction for detecting the biological information of the subject 8 is changed.
  • the radiation wave LS in the side lobe direction is incident on the exterior covers 31 to 34, it is scattered and reflected in all directions by the protrusions 31p to 34p, and returns to the radio wave detection unit 21 as a weakened reflected wave LR.
  • Noise generation is suppressed. Therefore, the reception signal-to-noise ratio is improved by reducing the reflected wave, and the reflected wave LP from the subject 8 can be received with high accuracy to perform accurate respiration detection and the like.
  • the above-described embodiment includes the following characteristic configurations (# 1) to (# 6).
  • An outer cover made of a material that is located so as to cover the radio wave in the radio wave radiating direction and that transmits the radio wave;
  • the body motion detection device wherein the exterior cover has a protruding portion that protrudes toward the radio wave detection unit in a radio wave transmission region.
  • (# 2) The body motion detecting device according to (# 1), wherein the exterior cover is made of a resin material, and the protruding portion has an equal or substantially equal thickness.
  • the shape of the projecting portion is a three-dimensional shape that does not face in the direction of the distance closest to the radio wave detecting portion. (# 1) or (# 2) Body motion detection device.
  • the shape of the protruding portion is a rotationally symmetric shape with a straight line passing through a position closest to the radio wave detection unit along the direction of the distance closest to the radio wave detection unit as an axis of symmetry. (# 3).
  • (# 6) The body motion detection device according to any one of (# 1) to (# 5) and a server device that communicates with the body motion detection device. Watch system.
  • the body motion detection apparatus can be used in a monitoring system for detecting an abnormality or the like of a person's health condition spent in a nursing facility or the like.

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Abstract

体動検出装置は、電波検出部と外装カバーを有する。電波検出部は、被検者の生体情報を検出するための電波の放射と受信を行い、電波の放射方位が変更可能に構成されている。外装カバーは、電波の放射方位において電波を覆うように位置し、電波を透過させる材料からなり、電波透過域内において電波検出部側に突出した形状の突出部を有する。

Description

体動検出装置及び見守りシステム
　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。
　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。
　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。
特開２０１２－７５８６１号公報
　介護施設や病院では、室内においてベッドを移動したり増設したりすることがある。そのような場合、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、電波検出部が放射する電波の放射方位を新たなベッド位置に向けて適正に変更する必要がある。カーテンの動きや冷蔵庫の振動等によるノイズを排除しようとすると、電波検出部の指向性を高くしてベッド位置に向けて正確に電波を放射する必要があるからである。一方、電波検出部を部屋に設置する場合、被介護者や患者の精神的なストレスの発生を未然に防ぐため、その外観が部屋に馴染むように外装カバーで電波検出部を覆う必要がある。
　電波検出部から放出される電波は理想的には放射軸対称であって、その強度は放射軸から離れるほど低下するが、回路やレドームの制約上特異点が存在する。つまり、特異的に電波の比較的強いサイドローブの方向が存在する。電波検出部の方位調整によりサイドローブの方向が外装カバーに対して垂直方向に近づくと、外装カバーでの電波の反射により検出されるノイズが本来の検知信号を上回ってしまうため、被検者の生体情報を高精度に検出することが困難になる。外装カバーに比較的透過率の高い樹脂材料を用いたとしても、電波の２０～３０％は反射することになるため、本来の検知信号を検出できなかったりノイズが誤検出されたりするといった問題を解消することは困難である。
　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が変更されても、被検者からの電波を高い精度で受信する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。
　上記目的を達成するために、本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と、
　前記電波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る外装カバーと、を有し、
　前記外装カバーが電波透過域内において前記電波検出部側に突出した形状の突出部を有することを特徴とする。
　本発明の見守りシステムは、本発明の体動検出装置と、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。
　本発明によれば、被検者の生体情報を検出するための電波の放射方位が変更されて、サイドローブ方向の電波が外装カバーに入射しても、突出部で反射して四方に分散され弱くなって電波検出部に戻ってくるため、ノイズの発生が抑えられる。したがって、被検者からの電波を高い精度で受信することが可能となる。
見守りシステムの一実施の形態の概略構成を示す模式図。 見守りシステムの一実施の形態の概略構成を示すブロック図。 見守りシステムの一実施の形態において体動検出装置で撮影された部屋の室内画像の一例を示す平面図。 体動検出装置の第１の実施の形態を示す概略断面図。 比誘電率とマイクロ波の反射係数との関係を示すグラフ。 平板からなる外装カバーによるマイクロ波の特異点反射の影響を示す説明図。 体動検出装置の第１の実施の形態によるマイクロ波反射の効果を示す概略断面図。 体動検出装置の第１の実施の形態によるノイズ低減効果を示すグラフ。 体動検出装置の第２の実施の形態によるマイクロ波反射の効果を示す概略断面図。 体動検出装置の第３の実施の形態によるマイクロ波反射の効果を示す概略断面図。 体動検出装置の第４の実施の形態によるマイクロ波反射の効果を示す概略断面図。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。図３に、体動検出装置２から受信した部屋６の室内画像の一例を示す。図３から分かるように、表示部１２（図１，図２）は、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Ｍ１，Ｍ２や方位指標Ｇ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。
　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のマーカーＭ２を電波検出部２１のターゲットとして（図３）、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。
　図４に、体動検出装置２の第１の実施の形態の概略断面構造を示す。この体動検出装置２は、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。
　本体筐体２４の内部には、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）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２１と、が設けられている。電波検出部２１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構成されたセンサー本体２１ａを有しており、放射部からの放射波と受信部への反射波とのズレ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，図３）、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。
　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、ＳＮ比(Signal-to-Noise ratio)を向上させるために、電波検出部２１は、マイクロ波の指向性を高める電波レンズ部材として、反射枠体２１ｂ及びレンズ部２１ｃからなるレドームをマイクロ波放射側に有している。そのレドームによりセンサーの検出領域が狭角化されるため、被検者８からの反射波を高い精度で受信することが可能となる。反射枠体２１ｂはホーン形状を有しており、その内部にセンサー本体２１ａが収まるように基板２１ｄの下面に配置されている。反射枠体２１ｂの内周には金属等を用いた反射面が形成されており、反射枠体２１ｂの開口下面を覆うようにレンズ部２１ｃが設けられている。レンズ部２１ｃは、下方に向かって凸の円形曲面をレンズ面として有しており、そのレンズ面の中心軸とセンサー本体２１ａが放射するマイクロ波の放射中心軸とが一致するように配置されている。
　電波検出部２１は、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、ピッチ軸線Ｐを中心として回転可能な支持枠（不図示）、その外面に外側に向かって突出する軸部２７ａ等で構成されている。その支持枠は下面が開口した箱状になっており、その内側において反射枠体２１ｂ及び基板２１ｄを介してセンサー本体２１ａを支持している。ヨー回転機構２８は、ヨー軸線Ｙ（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が放射するマイクロ波の放射方位を変更することを可能としている。
　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。
　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。
　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（図３）。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(Light Emitting Diode)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。
　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。
　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２１ｃ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り、電波透過域内において電波検出部２１側に突出した形状の突出部３１ｐを有している。
　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。
　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、反射は必ず存在し、その反射率は２０～３０％ほどになる。ＰＴＦＥ(polytetrafluoroethylene)は、誘電率が低いので低反射率・高透過率であるが、成形性及び剛性が低いため外装カバー３１には適しておらず、コストも高い。それに対し、ＰＣやＡＢＳは剛性が高くかつ誘電率が低いので、電波を透過させる外装カバー３１に適している。
　体動検出装置２の真下にベッド７が設置されている場合、被検者８までの距離は最も短くなるため、高いＳＮ比を確保することができる。しかし、ベッド７の位置が部屋６の隅に近づくほど、電波検出部２１の方位調整によって被検者８までの距離が長くなるため、被検者８からの反射波は距離の４乗に比例して減ってしまい、高いＳＮ比を確保することが困難になる。したがって、ＳＮ比の確保が重要になってくるが、電波検出部２１から放出されるマイクロ波には、特異的に電波の比較的強いサイドローブの方向が存在するため、それがノイズ発生の原因になってＳＮ比を低下させてしまう。
　例えば、図６（Ａ）に示すように、平板からなる外装カバー３１Ｆに対してメインの放射波ＬＭが垂直に入射した場合（外装カバー３１Ｆに放射波ＬＭが正対した状態）、被検者８からの反射波に比べて外装カバー３１Ｆからの反射波ＬＲは相対量が小さく、しかも放射波ＬＭと同位相であるため除去することも容易に可能である。それに対し、図６（Ｂ）に示すように、電波検出部２１の方位調整により、平板からなる外装カバー３１Ｆに対してサイドローブの放射波ＬＳが垂直に入射した場合（外装カバー３１Ｆに放射波ＬＳが正対した状態）、被検者８からの反射波に比べて外装カバー３１Ｆからの反射波ＬＲは相対量が大きく、除去不可能なノイズになる。つまり、外装カバー３１Ｆでの反射により検出される放射波ＬＳがノイズとなって本来の検知信号を上回ってしまうため、被検者８の生体情報を高精度に検出することが困難になる。外装カバー３１Ｆに比較的透過率の高い樹脂材料を用いたとしても、電波の２０～３０％は反射することになるため（図５）、本来の検知信号を検出できなかったりノイズが誤検出されたりするといった問題を解消することは困難である。
　上記サイドローブに起因する問題を解消するため、外装カバー３１には（図４）、電波透過域内において電波検出部２１側に突出した形状の突出部３１ｐが設けられている。この突出部３１ｐは、電波検出部２１側に立体的に突出するとともに、電波検出部２１に正対する面を持たず、かつ、電波検出部２１に正対する点を中心とした回転対称体（球面の一部）の形状を有している。したがって、突出部３１ｐの形状は、電波検出部２１に最も近い距離の方向に向かって正対することのない立体形状であり、電波検出部２１に最も近い距離の方向に沿って電波検出部２１に最も近い位置を通る直線を対称軸とする回転対称な曲面形状である。
　図７に、外装カバー３１に突出部３１ｐを有する体動検出装置２によるマイクロ波反射の効果を概略断面構造で示す。図７（Ａ）に示すように、外装カバー３１に対して電波検出部２１が最も近い距離の方向（つまり、電波検出部２１の真下方向）にメインの放射波ＬＭが入射した場合、被検者８からの反射波ＬＰに比べて外装カバー３１からの反射波ＬＲは相対量が小さく、しかも突出部３１ｐで反射して四方に分散され弱くなって電波検出部２１に戻ってくるため、ノイズの発生が抑えられる。また、電波検出部２１の方位調整により、図７（Ｂ）に示すように、外装カバー３１に対して電波検出部２１の真下方向にサイドローブの放射波ＬＳが入射した場合も、突出部３１ｐで反射して四方に分散され弱くなって電波検出部２１に戻ってくるため、ノイズの発生が抑えられる。
　いずれの場合も、突出部３１ｐに正対反射面が無い曲面形状であるため、外装カバー３１での反射は（正対反射ではなく）分散反射になり、その結果、外装カバー３１からの反射波ＬＲの検知量が減ってノイズが低減する。この効果は、反射波ＬＲの広がる角度が大きいほど大きくなる。また、定在波も発生しにくくなる。したがって、電波検出部２１が何れの方向に方位調整されても、ノイズが少なく安定した検出性能を発揮することが可能となり、被検者８からの電波を高い精度で受信することが可能となる。
　突出部３１ｐ内に入射した放射波ＬＳは、その内面反射によって分散される。また、突出部３１ｐは均等又は略均等な厚みを有しているためノンパワーである。突出部３１ｐがパワーを持たないことから、外装カバー３１を透過することにより電波の向きが大きく変わることもない。このため、比較的電波が強いサイドローブが外装カバー３１に正対する角度においても（図７（Ｂ））、誤検知や未検知を無くすることが可能になる。したがって、樹脂材料からなる外装カバー３１に形成された突出部３１ｐは、均等又は略均等な厚みを有することが好ましい。
　図８のグラフに、外装カバー３１を有する体動検出装置２によるノイズ低減効果を示す。図８において、破線は外装カバー３１Ｆ（図６）のノイズ特性を示しており、実線は外装カバー３１（図７）のノイズ特性を示している。また、図８において、横軸は調整角度（°）であり、縦軸はノイズの大きさである。例えば、調整角度０°のノイズ特性は体動検出装置２の方位が真下であるとき（図６（Ａ），図７（Ａ）の状態）のノイズの大きさを示している。図８から分かるように、調整角度０°のとき（図７（Ａ）の状態）を含めすべての領域でノイズが効率良く低減されており、なかでもサイドローブのノイズ低減効果が大きくなっている（調整角度３０°～４５°間の矢印位置参照。）。
　図７に示すように、電波検出部２１から放射されたサイドローブの放射波ＬＳが、反射波ＬＲとして広がって電波検出部２１に戻ってくることにより、ノイズとして電波検出部２１で検出される電波量が減る、という観点からすると、外装カバー３１は電波透過域内において電波検出部２１側に突出した形状を有するものであればよく、突出部３１ｐの形状は球面形状に限らない。以下に説明する体動検出装置２の第２～第４の実施の形態は、突出部３１ｐとは異なる形状の突出部３２ｐ～３４ｐを外装カバー３２～３４にそれぞれ有するものである。なお、第２～第４の実施の形態のいずれかの体動検出装置２と、その体動検出装置２との通信を行うサーバー装置３と、を備えることにより、第１の実施の形態と同様に見守りシステム１を構成することができる。
　図９に、外装カバー３２に突出部３２ｐを有する体動検出装置２によるマイクロ波反射の効果を概略断面構造で示す。図９（Ａ）は、図７（Ａ）と同様、外装カバー３２に対して電波検出部２１の真下方向にメインの放射波ＬＭが入射した状態を示しており、図９（Ｂ）は、図７（Ｂ）と同様、外装カバー３２に対して電波検出部２１の真下方向にサイドローブの放射波ＬＳが入射した場合を示している。突出部３２ｐの形状は円錐形状又は多角錐形状になっており、その形状のみが突出部３１ｐとは異なっている。
　この突出部３２ｐは、電波検出部２１側に立体的に突出するとともに、電波検出部２１に正対する面を持たず、かつ、電波検出部２１に正対する点を中心とした回転対称体（円錐又は多角錐の一部）の形状を有している。したがって、突出部３１ｐの形状は、電波検出部２１に最も近い距離の方向に向かって正対することのない立体形状であり、電波検出部２１に最も近い距離の方向に沿って電波検出部２１に最も近い位置を通る直線を対称軸とする回転対称な形状である。突出部３２ｐは正対反射面が無い形状を有しているため、外装カバー３２での反射は（正対反射ではなく）分散反射になり、その結果、外装カバー３２からの反射波ＬＲの検知量が減ってノイズが低減する。また、定在波も発生しにくくなる。
　図１０に、外装カバー３３に突出部３３ｐを有する体動検出装置２によるマイクロ波反射の効果を概略断面構造で示す。図１０は、図７（Ｂ）と同様、外装カバー３３に対して電波検出部２１の真下方向にサイドローブの放射波ＬＳが入射した場合を示している。外装カバー３３には、電波透過域内において電波検出部２１側に突出した形状の複数の突出部３３ｐが設けられている。この複数の突出部３３ｐは、それぞれが突出部３１ｐと同様の形状で電波検出部２１側に立体的に突出するとともに、電波検出部２１に正対する面を持たない形状を有している。また、少なくとも１つが電波検出部２１に正対する点を中心とした回転対称体（球面の一部）の形状を有し、他の突出部３３ｐはそれと同一の形状を有している。したがって、外装カバー３３は突出部３３ｐを複数有し、そのうちの１つの突出部３３ｐの頂点が電波検出部２１に対して最も近くに位置している。突出部３３ｐは正対反射面が無い形状を有しているため、外装カバー３３での反射は（正対反射ではなく）分散反射になり、その結果、外装カバー３３からの反射波ＬＲの検知量が減ってノイズが低減する。また、定在波も発生しにくくなる。また、突出量が１個で構成された突出部３１ｐよりもノイズが小さく抑えられる。
　図１１に、外装カバー３４に突出部３４ｐを有する体動検出装置２によるマイクロ波反射の効果を概略断面構造で示す。図１１は、図９（Ｂ）と同様、外装カバー３４に対して電波検出部２１の真下方向にサイドローブの放射波ＬＳが入射した場合を示している。外装カバー３４には、電波透過域内において電波検出部２１側に突出した形状の複数の突出部３４ｐが設けられている。この複数の突出部３４ｐは、それぞれが突出部３２ｐと同様の形状で電波検出部２１側に立体的に突出するとともに、電波検出部２１に正対する面を持たない形状を有している。また、少なくとも１つが電波検出部２１に正対する点を中心とした回転対称体（円錐又は多角錐の一部）の形状を有し、他の突出部３４ｐはそれと同一の形状を有している。したがって、外装カバー３４は突出部３４ｐを複数有し、そのうちの１つの突出部３４ｐの頂点が電波検出部２１に対して最も近くに位置している。突出部３４ｐは正対反射面が無い形状を有しているため、外装カバー３４での反射は（正対反射ではなく）分散反射になり、その結果、外装カバー３４からの反射波ＬＲの検知量が減ってノイズが低減する。また、定在波も発生しにくくなる。また、突出量が１個で構成された突出部３１ｐよりもノイズが小さく抑えられる。
　上述した各実施の形態によれば、ベッド７の位置に対応する方向に電波検出部２１を調整することにより、被検者８の生体情報を検出するための電波の放射方位が変更され、その結果、サイドローブ方向の放射波ＬＳが外装カバー３１～３４に入射しても、突出部３１ｐ～３４ｐで四方に分散反射され、弱くなった反射波ＬＲとして電波検出部２１に戻ってくるため、ノイズの発生が抑えられる。したがって、反射波低減により受信のＳＮ比が向上し、被検者８からの反射波ＬＰを高い精度で受信して正確な呼吸検出等を行うことが可能となる。
　また、以上の説明から分かるように、上述した実施の形態には以下の特徴的な構成（＃１）～（＃６）等が含まれている。
　（＃１）：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と、
　前記電波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る外装カバーと、を有し、
　前記外装カバーが電波透過域内において前記電波検出部側に突出した形状の突出部を有することを特徴とする体動検出装置。
　（＃２）：前記外装カバーが樹脂材料からなり、前記突出部が均等又は略均等な厚みを有することを特徴とする（＃１）記載の体動検出装置。
　（＃３）：前記突出部の形状が、前記電波検出部に最も近い距離の方向に向かって正対することのない立体形状であることを特徴とする（＃１）又は（＃２）記載の体動検出装置。
　（＃４）：前記突出部の形状が、前記電波検出部に最も近い距離の方向に沿って前記電波検出部に最も近い位置を通る直線を対称軸とする回転対称な形状であることを特徴とする（＃３）記載の体動検出装置。
　（＃５）：前記突出部を複数有し、そのうちの１つの突出部の頂点が前記電波検出部に対して最も近くに位置することを特徴とする（＃１）～（＃４）のいずれか１項に記載の体動検出装置。
　（＃６）：（＃１）～（＃５）のいずれか１項に記載の体動検出装置と、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見守りシステム。
　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。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。
　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
　１０　　主制御部
　１１　　記憶部
　１２　　表示部
　２０　　制御部
　２１　　電波検出部
　２２　　光学検出部
　２３　　光源
　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
　３１，３２，３３，３４　　電波検出用の外装カバー
　３１ｐ，３２ｐ，３３ｐ，３４ｐ　　突出部
　ＬＭ　　メインの放射波
　ＬＳ　　サイドローブの放射波
　ＬＲ　　外装カバーからの反射波
　ＬＰ　　被検者からの反射波

Claims (6)

  1. 　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と、
    　前記電波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る外装カバーと、を有し、
    　前記外装カバーが電波透過域内において前記電波検出部側に突出した形状の突出部を有する体動検出装置。
  2. 　前記外装カバーが樹脂材料からなり、前記突出部が均等又は略均等な厚みを有する請求項１記載の体動検出装置。
  3. 　前記突出部の形状が、前記電波検出部に最も近い距離の方向に向かって正対することのない立体形状である請求項１又は２記載の体動検出装置。
  4. 　前記突出部の形状が、前記電波検出部に最も近い距離の方向に沿って前記電波検出部に最も近い位置を通る直線を対称軸とする回転対称な形状である請求項３記載の体動検出装置。
  5. 　前記突出部を複数有し、そのうちの１つの突出部の頂点が前記電波検出部に対して最も近くに位置する請求項１～４のいずれか１項に記載の体動検出装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の体動検出装置と、前記体動検出装置との通信を行うサーバー装置と、を備えた見守りシステム。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016067359A1 (ja) * 2014-10-28 2016-05-06 パイオニア株式会社 レーザードップラーセンサ
WO2016088717A1 (ja) * 2014-12-01 2016-06-09 コニカミノルタ株式会社 見守り装置
WO2016190182A1 (ja) * 2015-05-22 2016-12-01 コニカミノルタ株式会社 見守りシステム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016067359A1 (ja) * 2014-10-28 2016-05-06 パイオニア株式会社 レーザードップラーセンサ
WO2016088717A1 (ja) * 2014-12-01 2016-06-09 コニカミノルタ株式会社 見守り装置
WO2016190182A1 (ja) * 2015-05-22 2016-12-01 コニカミノルタ株式会社 見守りシステム

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