JP6944175B2 - 測距センサの検知状態確認装置 - Google Patents

Description

本発明は、測距センサの検知状態確認装置に関し、特に、物体との距離を検知するために設置する測距センサの検知状態を確認するための装置に用いて好適なものである。

一般に、病院や介護施設などにおいて、介助を必要とする患者や被介護者（以下、単に「患者」という）がトイレを使いたいときは、ベッドサイドの呼出ボタンを操作して、看護師や介護師（以下、単に「看護師」という）を呼び出す。これに応じて看護師は、患者のベッドからの立ち上がり動作およびトイレへの移動、便座への着座動作を介助する。患者が用便を終了するまでに時間がかかる場合、看護師はいったんトイレから外に出る。そして、患者は、用便終了後にトイレ内の呼出ボタンを操作して、看護師を再度呼び出す。この呼び出しを受けた看護師は、患者の便座からの立ち上がり動作、ベッドへの移動を介助する。

ところで、介助を必要とする患者の中には、下肢に障害を有する等の理由のために、トイレを使用するときに自力で便座から起立することを禁止された者もいる。ところが、そのような患者の中には、呼び出しをせずに自力で立ち上がってしまう者もいて、それが原因で障害を悪化させてしまうことがある。このような事態を防ぐために、患者が便座から立ち上がろうとしていることを検出して自動的に呼び出しを行う装置が提供されている。

ここで、一端を回転支点として鉛直方向または水平方向に回転移動するアーム部を備えた身体補助具に対し、当該アーム部の位置を検知するセンサを設け、センサからの信号に基づいて、使用者が便座から離座しようとしていることを報知するようにした便器装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２２８３３８号公報

上記特許文献１に記載の技術では、身体補助具のアーム部自体にセンサが設けられている。これに対し、身体補助具とは異なる位置（例えば、トイレの壁面）に測距センサを設け、測距センサにより検出されるアーム部までの距離に応じて、アーム部の回転位置を検知するようにすることも考えられる。

この場合、測距センサを壁面の適切な位置に、適切な向きに設置することが必要となる。そのためには、測距センサによる距離の検知が適切に行われているかどうかを確認しながら、測距センサの設置を行う必要がある。そこで、本発明は、測距センサの検知状態を容易に確認できるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、便座に着座する患者が使用する身体補助具に備えられたアーム部との距離を検知する測距センサを、アーム部の近傍の壁面に設置された状態で距離の検知方向を可変とするべく物理的な向きを調整可能に構成する。そして、設置モードの設定時において、測距センサによる検出値に応じて、当該測距センサの検知状態を報知するための発光部の発光状態を、連続消灯状態が含まれない発光態様にて異ならせるようにしている。

上記のように構成した本発明によれば、測距センサによる検出値に応じて発光部の発光状態が変わるので、その発光状態によって、測距センサの検知状態を容易に確認することができる。これにより、発光部の発光状態を確認しながら、測距センサを適切な位置に、適切な向きに設置することが可能となる。

本実施形態による測距センサの検知状態確認装置を適用したナースコールシステムの構成例を示す図である。 トイレに設置される設備の一例を示す図である。 測距センサにより検出される電圧値と距離との関係を示す特性図である。 本実施形態のＬＥＤの発光状態の違いを示す図である。 身体補助具の変形例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による測距センサの検知状態確認装置を適用したナースコールシステムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態のナースコールシステムは、ナースコール親機１、制御機２、代表廊下灯３、センサ制御ユニット４、測距センサ５および呼出ボタン６を備えて構成されている。このうち、センサ制御ユニット４、測距センサ５および呼出ボタン６は、トイレの壁面等に埋め込み設置される。

呼出ボタン６は、トイレを使用している患者が看護師を呼び出すためのボタンである。患者が呼出ボタン６を操作すると、呼出信号が代表廊下灯３および制御機２を介してナースコール親機１に送信され、所定の呼出動作が実行される。例えば、看護師が患者を便座に着座させた後、看護師がいったんトイレから外に出た場合、患者が用便終了後に呼出ボタン６を操作することにより、看護師を呼び出すことができる。

センサ制御ユニット４および測距センサ５は、トイレで介助を必要とする患者が便座から離座しようとしている動作を検知して自動的に呼び出しを行うためのものである。すなわち、患者が便座から離座しようとしている動作がセンサ制御ユニット４および測距センサ５により検知されると、呼出信号がセンサ制御ユニット４から代表廊下灯３および制御機２を介してナースコール親機１に送信され、所定の呼出動作が実行される。

ナースコール親機１は、上述の呼び出しに対して所定の呼出動作を実行するものであり、例えばナースセンタに設置される。呼出動作は、例えば、スピーカからの呼出音の出力、呼び出しが行われているトイレを示すためのディスプレイへの画面表示などによって行う。ナースコール親機１は、看護師がこの呼出動作に対する応答を行うことができるようになっている。例えば、看護師がハンドセットをオフフックして応答を行うと、呼出動作が停止する。

制御機２は、ナースコール親機１と代表廊下灯３との間に配置され、通話やデータの送受信に関する制御を行う。代表廊下灯３は、トイレの入口付近外部に設置される。この代表廊下灯３は、表示装置を備え、呼び出しが行われたことが表示されるようになっている。また、代表廊下灯３は、看護師が呼び出し対して応答するための復旧ボタンを備えている。看護師が復旧ボタンを操作すると、呼出動作が停止する。

図２は、トイレに設置される設備の一例を示す図である。図２に示すように、トイレ内には、便器１００と、当該便器１００の前上方に設けられた身体補助具２００とが設置されている。身体補助具２００は、支持部２０１と、支持部２０１から一方向に伸びるアーム部２０２とを有している。支持部２０１は、トイレの壁面に設けられている。アーム部２０２は、その一端が支持部２０１により支持され、当該支持部２０１を回転支点として鉛直方向（矢印Ａ方向）に回転移動可能に構成されている。

介助を必要とする患者を看護師が便器１００の便座１０１に着座させた際には、アーム部２０２を下方に回転移動させて、便器１００の前上方をアーム部２０２が横切るような状態にする（身体補助具２００の使用状態）。これにより、便座１０１に着座した患者が前向きに倒れることがアーム部２０２により防止される。また、患者がアーム部２０２を把持したり、アーム部２０２の上に腕を置いたりすることもできる。

その後、看護師が患者を介助して便座１０１から離座させる際には、アーム部２０２を上方に回転移動させて起立させ、便器１００の前上方をアーム部２０２が横切らないような状態にする（身体補助具２００の不使用状態）。これにより、患者が便座１０１から立ち上がる（離座する）ことができるようになっている。このとき看護師は、患者が便座１０１から立ち上がる動作を介助する。

ここで、アーム部２０２を上方に回転移動させなければ、便座１０１に着座している患者は立ち上がることができない。そのため、アーム部２０２の位置を検知すれば、患者が便座１０１から離座しようとしていることを検知することが可能である。その検知のために、本実施形態では、支持部２０１の近傍の壁面に測距センサ５を設けている。図２の例では、支持部２０１とほぼ同じ高さの左側に測距センサ５が配置されている。測距センサ５は、身体補助具２００に備えられたアーム部２０２との距離を検知する。

図１に示すように、測距センサ５は、例えば、赤外線信号の発光素子５１と受光素子５２とを備え、発光素子５１から発光された赤外線信号がアーム部２０２の側面で反射して受光素子５２で受光される信号の電圧値を検出する。検出電圧値が大きいほど距離が短く、検出電圧値が小さいほど距離が長いことを示している。また、赤外線信号が送信された方向の所定距離以内に反射物が存在しない場合は、電圧値は検出されない。図２の位置に測距センサ５を配置した場合、アーム部２０２を最も下方に回転移動させた状態にあるときに電圧値が検出され、アーム部２０２が上方に回転移動すると電圧値は検出されなくなる。測距センサ５は、電圧値の検出の有無をセンサ制御ユニット４に通知する。

なお、ここに示した測距センサ５の測距方式は一例に過ぎず、本発明はこの方式により距離を検出するセンサに限定されるものではない。例えば、発光素子５１から発光された赤外線信号がアーム部２０２で反射して受光素子５２で受光されるまでの時間を計測する方式のセンサであってもよい。また、本発明は、赤外線信号を用いる測距方式に限定されるものでもない。

図１に示すように、測距センサ５は、可視光発光用のＬＥＤ５３を更に備えている。このＬＥＤ５３は、特許請求の範囲の発光部に相当するものであり、測距センサ５の検知状態を報知する際に用いられる。また、このＬＥＤ５３としては指向性の高いＬＥＤが用いられる。本実施形態では、センサ制御ユニット４を通常モードまたは設置モードの何れかに設定することが可能であり、測距センサ５を設置する際にセンサ制御ユニット４を設置モードに設定すると、測距センサ５の検知状態をＬＥＤ５３の発光によって報知することができるようになっている（詳細は後述する）。

図２において、赤外線信号の発光素子５１および受光素子５２と、可視光発光用のＬＥＤ５３は、透光窓５４の奥に内蔵されている。この透光窓５４は、発光素子５１から発光された赤外線信号の照射方向を可変とするべく、物理的に回動可能に構成されている。これにより、発光素子５１から発光された赤外線信号が身体補助具２００のアーム部２０２に当たる位置を調整することが可能となっている。ここで、発光素子５１、受光素子５２およびＬＥＤ５３は、筒状の筐体などに取り付けられており、透光窓５４とともに一体的に回動可能である。また、発光素子５１、受光素子５２およびＬＥＤ５３は各々近接して配置されている。

センサ制御ユニット４は、通常モードの設定時において、測距センサ５により電圧値が検出されたか否かに応じて、身体補助具２００が使用状態にあるか不使用状態にあるかを検出する。すなわち、センサ制御ユニット４は、測距センサ５により電圧値が検出されない場合に身体補助具２００が不使用状態にあり、電圧値が検出された場合に身体補助具２００が使用状態にあることを検出する。そして、身体補助具２００の不使用状態が検出された場合に、患者が便座１０１から離座しようとしていることを報知するために呼び出しを行う。

ただし、看護師が患者の離座を介助しているときは、呼び出しを行う必要がない。一方、看護師がいないときに、患者が自力で便座１０１から離座しようとしているときは、呼び出しを行う必要がある。そこで、センサ制御ユニット４は、呼び出しの実行の有無に関する設定を指示するための操作部４１を備え、看護師がこの操作部４１を操作することにより、呼び出し機能のオン／オフを設定できるようになっている。

すなわち、看護師が患者を介助するときは、患者を便座１０１に着座させてアーム部２０２を下方に回転移動させた後、操作部４１を操作して、呼び出し機能をオンに設定する。これにより、看護師がトイレから出て、患者が用便終了後にアーム部２０２を上方に回転移動させて自力で立ち上がろうとすると、呼び出しが実行される。

一方、上述のように呼び出し機能をオンに設定した後、看護師がトイレから出て、患者が用便終了後に呼出ボタン６を操作することによって看護師を呼び出した場合は、看護師はまず操作部４１を操作して呼び出し機能をオフに設定する。そして、アーム部２０２を上方に回転移動させて、患者の便座１０１からの離座動作を介助する。この場合、身体補助具２００の不使用状態が検出されても、呼び出しは実行されない。

なお、操作部４１は、便座１０１に着座した患者の手が届かない位置に設置する。図２の例では、便座１０１から離れた位置の壁面に操作部４１が設けられている。

次に、測距センサ５をトイレ壁面に設置する際に、センサ制御ユニット４に設定する設置モードについて説明する。測距センサ５の設置は、トイレ壁面への設置作業と、赤外線信号の照射方向の調整作業とにより行う。設置モードが設定された場合、センサ制御ユニット４は、特許請求の範囲の発光制御部として機能する。調整作業時において、センサ制御ユニット４（発光制御部）は、測距センサ５による検出値に応じて、ＬＥＤ５３の発光状態を異ならせるように制御する。

まず、トイレ壁面への設置作業時において、測距センサ５をトイレ壁面に設置した場合に、センサ制御ユニット４は、指向性の高いＬＥＤ５３を発光させる。測距センサ５の設置者は、この状態でＬＥＤ５３が取り付けられている筒状の筐体を回転させ、アーム部２０２の側面（好ましくはアーム部２０２の付け根部分）にＬＥＤ５３による可視光が照射されるか否かを確認する。ここで、ＬＥＤ５３による可視光がアーム部２０２の側面にて視認できた場合には、測距センサ５の設置を完了する。

一方、ＬＥＤ５３による可視光がアーム部２０２の側面にて視認できなかった場合には、設置者は測距センサ５の高さがアーム部２０２の高さと一致していないと判断して、測距センサ５を設置するトイレ壁面の高さを調整する。この作業により、ＬＥＤ５３と同じ筐体に近接して設置された発光素子５１および受光素子５２の設置も行われ、後述する調整作業へ移行する。

図３は、測距センサ５により検出される電圧値と距離との関係を示す特性図である。また、図４は、ＬＥＤ５３の発光状態の違いを示す図である。図３に示すように、測距センサ５と測定対象物との距離がゼロの場合は、測距センサ５により検出される電圧値もゼロである。これは、距離が近過ぎて検出ができない状態である。測距センサ５と測定対象物との距離が少し離れるに従い、検出電圧値は急速に大きくなり、あるピーク電圧値を境として、その後は距離が離れるほど検出電圧値が小さくなっていく。

赤外線信号の照射方向の調整作業時において、センサ制御ユニット４（発光制御部）は、測距センサ５による電圧値の検出の有無に応じて呼び出しを行うか否かの第１の閾値Ｔｈ１を境界として（検出電圧値が第１の閾値Ｔｈ１以下の場合は、電圧値が検出されていないとみなす）、測距センサ５による検出電圧値に応じてＬＥＤ５３の発光状態を異ならせる。例えば、検出電圧値が第１の閾値Ｔｈ１以下の場合（呼び出しを行う発報状態Ｃに相当）は、図４（ｃ）のようにＬＥＤ５３を切り替え速度の速い点滅状態で発光させる。一方、検出電圧値が第１の閾値Ｔｈ１より大きい場合（呼び出しを行わない非発報状態Ｂに相当）は、図４（ｂ）のようにＬＥＤ５３を切り替え速度の遅い点滅状態で発光させる。

また、センサ制御ユニット４（発光制御部）は、測距センサ５による検出電圧値が検知距離範囲内か否かの第２の閾値Ｔｈ２を境界として、測距センサ５による検出電圧値に応じてＬＥＤ５３の発光状態を更に異ならせるようにしてもよい。例えば、検出電圧値が第２の閾値Ｔｈ２より大きい場合（検知距離範囲外の状態Ａに相当）は、図４（ａ）のようにＬＥＤ５３を常時点灯状態で発光させる。

図３の特性図に示されるように、測距センサ５とアーム部２０２との距離が近くなるにつれ、測距センサ５の検出電圧値は徐々に大きくなるが、ピーク電圧値を境として検出電圧値は大きく落ち込む。この場合、図３においてピーク電圧値よりも右側の範囲が、実際に距離を検知可能な範囲となる。本実施形態では、ピーク電圧値より所定のマージン分だけ低い電圧値を第２の閾値Ｔｈ２に設定し、それより検出電圧値が大きい場合に検知距離範囲外としている。

本実施形態では、図４のように、測距センサ５により検出される電圧値と第１の閾値Ｔｈ１および第２の閾値Ｔｈ２との関係に基づいて、検知距離範囲外の状態Ａ、検知距離範囲内の非発報状態Ｂ、検知距離範囲内の発報状態Ｃの何れの状態に該当するかに応じて、ＬＥＤ５３の発光状態を異ならせている。すなわち、測距センサ５による検出電圧値に応じてＬＥＤ５３の発光状態を変えているので、その発光状態によって、測距センサ５の検知状態を容易に確認することが可能である。

すなわち、状態Ａと状態Ｂとの発光状態の切り替わりの有無により、アーム部２０２が測距センサ５に最も近づいたときに、検知距離範囲内に入っているかどうかを確認することができる。また、状態Ｂと状態Ｃとの発光状態の切り替わりにより、アーム部２０２をどの程度回転移動させたときに、身体補助具２００の使用状態と不使用状態とが切り替わるのかを確認することができる。そして、このような確認を行いながら、測距センサ５の透光窓５４を回転させて、赤外線信号が適切な方向に照射されるようにすることができる。また、場合によっては第１の閾値Ｔｈ１を適切な値に調整することもできる。なお、Ｔｈ１＝０に調整してもよい。

なお、上記実施形態では、図２に示したように、アーム部２０２を、その一端を回転支点として鉛直方向に回転移動可能に構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、アーム部２０２の一端を支持部２０１’により支持し、当該支持部２０１’を回転支点として水平方向（矢印Ｂ方向）に回転移動可能に構成してもよい。

図５の例では、測距センサ５は、支持部２０１’と略同じ高さで、アーム部２０２が回転移動可能な方向の壁面に配置されている。この場合、アーム部２０２を便器１００の方に最も回転移動させた状態にあるときに検出電圧値が最も小さくなり、アーム部２０２が便器１００から離れる方向に回転移動するほど検出電圧値は大きくなる。この場合、センサ制御ユニット４は、測距センサ５により検出された電圧値が第１の閾値Ｔｈ１以下の場合に身体補助具２００が使用状態にあり、電圧値が第１の閾値Ｔｈ１より大きい場合に身体補助具２００が不使用状態にあることを検出する。

また、上記実施形態では、ＬＥＤ５３を測距センサ５に設け、赤外線信号の照射方向の調整作業時にＬＥＤ５３の発光状態をセンサ制御ユニット４から制御する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、測距センサ５のトイレ壁面への設置作業時に発光させるＬＥＤについては、上記実施形態と同様に測距センサ５に設け、赤外線信号の照射方向の調整作業時に発光状態を異ならせるＬＥＤについては、これをセンサ制御ユニット４に設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、測距センサ５により検出される電圧値と第１の閾値Ｔｈ１および第２の閾値Ｔｈ２との関係に基づいて、ＬＥＤ５３の発光状態を３パターンで異ならせる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、測距センサ５により検出される電圧値と第１の閾値Ｔｈ１との関係のみに基づいて、ＬＥＤ５３の発光状態を２パターンで異ならせるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、測距センサ５の透光窓５４を物理的に回動可能に構成し、これによって赤外線信号の照射方向を調整する例について説明したが、調整方法はこれに限定されない。例えば、測距センサ５の筐体自体の設置向きや設置角度のみを調整するようにしてもよい。

また、上記図２の実施形態では、測距センサ５により検出される電圧値の有無に応じて身体補助具２００が使用状態か不使用状態かを検出する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２において、支持部２０１とほぼ同じ高さの左側に代えて、支持部２０１の下方（アーム部２０２が回転移動可能な上方とは逆側）の壁面に測距センサ５を設け、アーム部２０２の下方から赤外線信号を照射することにより、測距センサ５により検出される電圧値の大きさ（測距センサ５とアーム部２０２との距離）に応じて、身体補助具２００が使用状態か不使用状態かを検出するようにしてもよい。

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

４ センサ制御ユニット（発光制御部）
５ 測距センサ
５１ 赤外線信号の発光素子
５２ 赤外線信号の受光素子
５３ 可視光発光用のＬＥＤ（発光部）
２００ 身体補助具
２０２ アーム部

Claims (3)

1. 患者が便座から離座しようとしている動作を検知して自動的に呼び出しを行うようになされたナースコールシステムにおいて、上記離座の検知に用いられる測距センサの検知状態を確認するための装置であって、
   上記便座に着座する患者が使用する身体補助具に備えられたアーム部との距離を検知する測距センサと、
   上記測距センサの検知状態を報知するための発光部と、
   上記測距センサによる検出値に応じて、上記発光部の発光状態を異ならせる発光制御部とを備え、
   上記測距センサは、上記アーム部の近傍の壁面に設置された状態で、距離の検知方向を可変とするべく物理的な向きを調整可能に構成されており、
   上記呼び出しを行う通常モードと上記測距センサの設置モードとを有し、
   上記発光制御部は、上記設置モードの設定時において、上記測距センサに用いた受光素子で受信する信号の検出電圧値に応じて、連続消灯状態が含まれない発光態様にて上記発光部の発光状態を異ならせる
   ことを特徴とする測距センサの検知状態確認装置。
2. 上記発光制御部は、上記測距センサによる検出値に応じて上記呼び出しを行うか否かの第１の閾値を境界として、上記測距センサによる検出値に応じて上記発光部の発光状態を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の測距センサの検知状態確認装置。
3. 上記発光制御部は、上記測距センサによる検出値が検知距離範囲内か否かの第２の閾値を境界として、上記測距センサによる検出値に応じて上記発光部の発光状態を更に異ならせることを特徴とする請求項２に記載の測距センサの検知状態確認装置。

Images