JP2018124079A - 感圧センサシート及びその製造方法並びに転倒検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、被観察者が転倒したことを精度よく検知することができる転倒検知システムに好適に用いることができる感圧センサシートを提供する。【解決手段】 本発明の感圧センサシートは、第１電極及び第２電極を一組の電極対とした複数組の電極対を柔軟シートの両面に一組の電極対をなしている上記第１電極と上記第２電極とが上記柔軟シートを挟んで対向した状態に配設され、一組の電極対とこの電極対を構成している電極の対向面間に存在する柔軟シート部分とによって形成された感圧センサが複数個、形成されていることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、感圧センサシート及びその製造方法並びに転倒検知システムに関する。

自宅、介護施設、病院及び老人ホームなどでは高齢者、幼児、患者及び入居者（以下「被観察者」という）が危険な状態とならないように十分な監視を行う必要があり、被観察者が安全な状態にいるか否かを家族及び介護人が定期的に見回りを行っている。

自宅、介護施設、病院及び老人ホームなどでは高齢者、幼児、患者及び入居者（以下「被観察者」という）が転倒により重篤化する事態が発生しており、特に高齢者の場合、転倒によって生命の危険にさらされることがあり、早期発見が重要になる。

一方、例えば、介護施設、病院及び老人ホームでは、介護人が被観察者を定期的に見回ることは、介護人に負担がかかり、特に病院及び老人ホームでは、一人の介護人が複数の患者又は入居者の介護にあたっており、その負担が大きいという問題を有しており、被観察者の転倒を検知するシステムが求められている。

そこで、特許文献１には、転倒を検知する対象の空間の距離画像及びＩＲ画像をＴＯＦセンサから取得する取得部と、取得した前記距離画像及び前記ＩＲ画像に基づき、前記対象物の大きさと、該対象物の所定時間の動きと、該対象物の模様、色又は濃淡とを判定する判定部と、判定した前記対象物の大きさと、該対象物の所定時間の動きと、該対象物の模様、色又は濃淡とに応じて該対象物の動きが人の転倒であるかを推定する推定部とを有する転倒検知処理装置が提案されている。

特開２０１６−６７６４１３号公報

しかしながら、上記転倒検知処理装置は、被観察者の転倒検知精度が低く、被観察者の転倒の有無を正確に把握できないことがあるという問題点を有している。

本発明は、被観察者が転倒したことを精度よく検知することができる転倒検知システムを提供する。また、本発明は、転倒検知システムなどに好適に用いることができる感圧センサシート及びその製造方法を提供する。

本発明の感圧センサシートは、第１電極及び第２電極を一組の電極対とした複数組の電極対を柔軟シートの両面に一組の電極対をなしている上記第１電極と上記第２電極とが上記柔軟シートを挟んで対向した状態に配設され、一組の電極対とこの電極対を構成している電極の対向面間に存在する柔軟シート部分とによって形成された感圧センサが複数個、形成されていることを特徴とする。

本発明の感圧センサシートの製造方法は、長尺状の第１電気絶縁性シート、及び、上記第１電気絶縁性シートの一面に形成され且つ所定パターンに配設された複数個の第１電極を含む第１電極群が上記第１電気絶縁性シートの長さ方向に繰り返し形成された第１電極パターンを有する第１電極シートを長尺状の柔軟シート原反の一面に貼着させると共に、長尺状の第２電気絶縁性シート、及び、上記第２電気絶縁性シートの一面に形成され且つ所定パターンに配設された複数個の第２電極を有する第２電極群が上記第２電気絶縁性シートの長さ方向に繰り返し形成された第２電極パターンを有する第２電極シートを上記第２電極群の第２電極と上記第１電極群の第１電極とが上記柔軟シート原反を介して互いに対向した状態に貼着させて積層シートを形成する貼着工程と、
上記積層シートを上記第１電極シートにおける互いに隣接する第１電極群の間及び上記第２電極シートにおける互いに隣接する第２電極群との間において切断して感圧センサシートを形成する切断工程とを含むことを特徴とする。

本発明の転倒検知システムは、第１電極及び第２電極を一組の電極対とした複数組の電極対を圧電性を有する柔軟シートの両面に一組の電極対をなしている上記第１電極と上記第２電極とが上記柔軟シートを挟んで対向した状態に配設され、一組の電極対とこの電極対を構成している電極の対向面間に存在する柔軟シート部分とによって形成された感圧センサが複数個、形成されている感圧センサシートと、
上記感圧センサにて発生した電位を電気信号として受信し、各感圧センサにて発生した電位が予め設定された電位閾値を超えているか否かを判断し、予め設定された電位閾値を超える電位が発生した感圧センサを抽出した後、抽出された感圧センサにおいて、感圧センサが予め設定された個数閾値以上の個数でもって互いに連続してなる連続感圧センサ群を形成しているか否かを判断し、上記連続感圧センサ群が形成されている場合には、被観察者の転倒を報告する転倒検知部とを備えていることを特徴とする。

本発明の転倒検知システムは、厚み方向に復元可能に圧縮変形可能で且つ圧電性を有しない柔軟シートの両面に、第１電極及び第２電極を一組の電極対とした複数組の電極対を上記一組の電極対をなしている上記第１電極と上記第２電極とが上記柔軟シートを挟んで対向した状態に配設され、一組の電極対とこの電極対を構成している電極の対向面間に存在する柔軟シート部分とによって形成された感圧センサが複数個、形成されている感圧センサシートと、
上記感圧センサの静電容量を電気信号として受信し、各感圧センサの静電容量の変化量が予め設定された変化量閾値を超えているか否かを判断し、予め設定された変化量閾値を超える電位が発生した感圧センサを抽出した後、抽出された感圧センサにおいて、感圧センサが予め設定された個数閾値以上の個数でもって互いに連続してなる連続感圧センサ群を形成しているか否かを判断し、上記連続感圧センサ群が形成されている場合には、被観察者の転倒を報告する転倒検知部とを備えていることを特徴とする。

本発明の転倒検知システムは、上述の如き構成を有していることから、被観察者が転倒したことを精度良く検知することができ、被観察者が転倒した場合には、その旨を通知し、被観察者の迅速な介護を確保することできる。

そして、本発明の感圧センサシートは、柔軟シートの両面に複数枚の第１電極及び第２電極を積層一体化することによって複数個の感圧センサが形成されていることから、感圧センサが使用中において相対的に変位することが防止されており、例えば、上記転倒検知システムに用いると、所定位置に配置された感圧センサによって被観察者の荷重を精度良く検出することができ、被観察者の転倒の有無を精度良く検知することができる。

又、本発明の感圧センサシートの製造方法によれば、感圧センサシートを連続的に且つ容易に製造することができる。

感圧センサシートを示した模式平面図である。 感圧センサシートを示した模式断面図である。 感圧センサシートを示した他の一例を示した模式断面図である。 第１電極シート（第２電極シート）を示した平面図である。 第１電極シート（第２電極シート）を示した断面図である。 感圧センサシートの製造工程を示した模式図である。 感圧センサシートの製造途上における第１電極シート（第２電極シート）を示した断面図である。 感圧センサシートの製造工程の他の一例を示した模式図である。 転倒検知システムの機能構成を示した図である。 転倒検知システムのハードウエア構成を示した図である。 転倒検知システムの動作を示したフローチャートである。 連続感圧センサ群の特定要領を示した模式図である。 転倒検知システムの動作を示したフローチャートである。

本発明の感圧センサシートの一例を図面を参照しつつ説明する。感圧センサシート１は、図１及び図２に示したように、複数個の感圧センサＢが形成されている。感圧センサシート１は、柔軟シートを有している。柔軟シートとしては、厚み方向に圧縮可能な電気絶縁性シートであればよく、圧電性を有していてもいなくてもよい。圧電性とは、外力が加えられることによって表面に電荷を発生させることができること、即ち、圧電現象を有することをいう。圧電性を有する柔軟シートとしては、例えば、電荷を注入して帯電させた発泡シート、分極処理したポリフッ化ビニリデンシートなどが挙げられる。圧電性を有しない柔軟シートとしては、電荷は注入されておらず（帯電しておらず）且つ電気絶縁性を有しており、厚み方向に応力を加えると、厚み方向に圧縮して変形する一方、厚み方向の応力を除去すると、元の状態に復元可能なシートをいう。このような柔軟シートとしては、特に限定されず、例えば、ゴムシート、熱可塑性エラストマーシート、発泡シート、内部に空気を内包したシートなどが挙げられる。

柔軟シート11の一面には複数枚の第１電極12が互いに所定間隔を存した状態に縦横方向に配列して積層一体化されていると共に、柔軟シート11の他面には複数枚の第２電極13が互いに所定間隔を存した状態に縦横方向に配列して積層一体化されている。第１電極12及び第２電極13はそれぞれ、一枚ずつが対をなして一組の電極対10を構成している。一組の電極対10を構成している第１電極12と第２電極13は、柔軟シート11を挟んで互いに対向した状態に配設されている。従って、第１電極12及び第２電極13は、柔軟シート11を挟んで互いに対向した状態に縦横方向に配列されている。なお、図１及び図２では、第１電極12及び第２電極13が互いに所定間隔を存して縦横に配列されている場合を示したが、この配列パターンに限定されない。

図２では、第１電極12及び第２電極13の平面からみた面積が同一である場合を示したが、第１電極12及び第２電極13のうちの何れか一方の電極が他方の電極よりも面積が大きく、一方の電極を圧電シート11の厚み方向に投影した時に一方の電極が他方の電極を包含するように構成されていてもよい。

そして、一組の電極対10を構成している第１電極12と、この第１電極12に対向して配設されている第２電極13と、互いに対向する第１電極12と上記第２電極13同士が柔軟シートの厚み方向に重複する部分の間に存在する柔軟シート部分11aによって感圧センサＢが形成されている。従って、感圧センサシート１を平面から見ると、複数個の感圧センサＢが互いに所定間隔を存して縦横方向に配列した状態に形成されている。

柔軟シートとして、圧電性を有する柔軟シートを用いた場合、柔軟シートは、これに外力が加えられることによって表面に電荷が発生し、この電荷の発生により生じた電位を、第２電極13を基準電極として、第１電極12を通じて測定することができる。例えば、被観察者の体重によって、感圧センサＢの柔軟シート部分11aに押圧力が加わると、この押圧力によって柔軟シート部分11aが圧縮され、圧縮によって柔軟シート部分11aに電位が発生する。柔軟シート部分11aに発生する電位は、柔軟シート部分11aが受けた押圧力が大きくなればなるほど大きくなる。又、任意の感圧センサＢにおいて、柔軟シート部分11aにて発生した電位は、感圧センサＢに隣接する他の感圧センサＢに影響を与えることはない。従って、押圧力によって任意の柔軟シート部分11aにて発生した電位は、この柔軟シート部分11aを挟んでいる第１電極12を通じてのみ第２電極13を基準電極として測定され、感圧センサシート１に形成された感圧センサＢの電位はそれぞれ独立して測定される。なお、柔軟シートとして、圧電性を有する柔軟シートを用いた場合、第１電極12及び第２電極13には給電のための電源回路は接続されておらず、感圧センサＢには電気は供給されていない。

柔軟シートとして、圧電性を有しない柔軟シートを用いた場合、感圧センサＢにおいて、第１電極12、第２電極13、及び、第１電極12と上記第２電極13との間に存在する柔軟シート部分11aによってコンデンサが構成される。なお、第１電極12と第２電極13との間に直流電源が接続される。

感圧センサＢの柔軟シート部分11aに押圧力が加わると、この押圧力によって柔軟シート部分11aが圧縮され、圧縮によって第１電極12と第２電極13との間にて構成されているコンデンサの静電容量が大きくなる。コンデンサの静電容量は、柔軟シート部分11aが受けた押圧力が大きくなり、柔軟シート部分11aの圧縮度合いが大きくなればなるほど大きくなる。又、任意の感圧センサＢにおいて、コンデンサの静電容量の変化は、感圧センサＢに隣接する他の感圧センサＢの静電容量に影響を与えることはない。従って、押圧力によって任意の柔軟シート部分11aにて生じた静電容量の変化は、この柔軟シート部分11aを挟んでいる第１電極及び第２電極13を通じてのみ測定され、感圧センサシート１に形成された感圧センサＢの静電容量の変化はそれぞれ独立して測定される。

図３に示したように、感圧センサシート１における第１電極12及び第２電極13のそれぞれは保護シート14、15によって全面的に被覆されていることが好ましい。

複数個の感圧センサＢは、図１に示したように、縦横方向に所定間隔ごとに碁盤目状に配設されている。各感圧センサＢの平面面積は、被観察者が転倒した状態か否かをより精度良く検知することができるので、０．１〜２００ｃｍ²が好ましく、１０〜１５０ｃｍ²が好ましい。縦横方向に隣接する感圧センサＢ、Ｂ同士の間隔は、被観察者が転倒した状態か否かをより精度良く検知することができるので、１〜１００ｍｍが好ましい。

次に、上記感圧センサシートの製造方法について説明する。図４及び図５に示したように、長尺状の第１電気絶縁性シート91の一面に第１電極パターン92が形成された長尺状の第１電極シートＤを用意する。なお、第１電気絶縁性シート91としては、電気を絶縁可能であれば特に限定されず、合成樹脂シートなどが挙げられる。

第１電極パターン92は、第１電極群92aが第１電気絶縁性シート91の長さ方向に所定間隔毎に繰り返し形成されて構成されている。第１電極群92aは、第１電気絶縁性シート91の一面に公知の粘着剤からなる粘着剤層93を介して一体化されている。第１電極群92aは、複数個の第１電極12が所定パターンに配列されてなる。第１電極12の配列パターンは、特に限定されず、図４に示したように、所定間隔毎に縦横に配列された碁盤目状の配列パターンなどが挙げられる。なお、第１電極12は、金属箔や金属薄膜などの導電性を有する導電性薄膜から構成されている。

更に、第１電極12のそれぞれには導電線12aが電気的に接続された状態に形成されている。各第１電極12に接続された導電線12a同士は互いに独立しており、互いに電気的に接続していない。導電線12aは、第１電極12と同様に、金属箔、金属薄膜、導電性ペーストから形成された塗膜などの導電性を有する導電性薄膜から構成されている。

そして、第１電極12及び導電線12aの外面には柔軟シート原反の表面に一体化させるための粘着剤層94が積層一体化されている。なお、粘着剤層94は、公知の粘着剤が用いられる。

次に、第１電極シートＤの製造方法を説明する。長尺状の第１電気絶縁性シート91の一面に公知の粘着剤を用いて導電性薄膜を積層一体化した後、導電性薄膜の外面の全面上に公知の粘着剤を用いて粘着剤層を形成する。

続いて、導電性薄膜の外面上に形成された粘着剤層側から切断刃によって導電性薄膜の外面上の粘着剤層及び導電性薄膜を所定パターンに切断する。所定パターンに切断された導電性薄膜が複数個の第１電極12及びこれに接続している導電線12aとなると共に、所定パターンに切断された、導電性薄膜の外面上の粘着剤層が、第１電極12及び導電線12a上の粘着剤層94を構成する。

又、長尺状の第２電気絶縁性シート95の一面に第２電極パターン96が形成された長尺状の第２電極シートＥを用意する。なお、第２電気絶縁性シート95としては、電気を絶縁可能であれば特に限定されず、合成樹脂シートなどが挙げられる。

第２電極パターン96は、第２電極群96aが第２電気絶縁性シート95の長さ方向に所定間隔毎に繰り返し形成されて構成されている。第２電極群96aは、第２電気絶縁性シート95の一面に公知の粘着剤からなる粘着剤層97を介して一体化されている。第２電極群96aにおいて、複数個の第２電極13は、第１電極シートＤの第１電極群92aの配設パターンと同一の配設パターンにて配設されている。なお、第２電極13は、金属箔や金属薄膜などの導電性を有する導電性薄膜から構成されている。

更に、第２電極13のそれぞれには導電線13aが電気的に接続された状態に形成されている。各第２電極13に接続された導電線13a同士は互いに独立しており、互いに電気的に接続していない。導電線13aは、第２電極13と同様に、金属箔、金属薄膜、導電性ペーストから形成された塗膜などの導電性を有する導電性薄膜から構成されている。

そして、第２電極13及び導電線13aの外面には柔軟シート原反の表面に一体化させるための粘着剤層98が積層一体化されている。なお、粘着剤層98は、公知の粘着剤が用いられる。

次に、第２電極シートＥの製造方法を説明する。長尺状の第２電気絶縁性シート95の一面に公知の粘着剤を用いて導電性薄膜を積層一体化した後、導電性薄膜の外面の全面上に公知の粘着剤を用いて粘着剤層を形成する。

続いて、導電性薄膜の外面上に形成された粘着剤層側から切断刃によって導電性薄膜の外面上の粘着剤層及び導電性薄膜を所定パターンに切断する。所定パターンに切断された導電性薄膜が複数個の第２電極13及びこれに接続している導電線13aとなると共に、所定パターンに切断された、導電性薄膜の外面上の粘着剤層が、第２電極13及び導電線13a上の粘着剤層98を構成する。

そして、図６に示したように、巻回状態の柔軟シート原反Ｆを巻き出す一方、巻回状態の第１電極シートＤ及び第２電極シートＥを巻き出す。

第１電極シートＤの第１電気絶縁性シート91上には、第１電極12及び導電線12aを構成している導電性薄膜及び粘着剤層以外の部分にも導電性薄膜及び粘着剤層が積層されている。

同様に、第２電極シートＥの第２電気絶縁性シート95上には、第２電極13及び導電線13aを構成している導電性薄膜部分並びにこの導電性薄膜部分上の粘着剤層部分以外の部分にも導電性薄膜及び粘着剤層が積層されている。

従って、第１電極12及び導電線12aを構成している導電性薄膜部分並びにこの導電性薄膜部分上の粘着剤層以外の導電性薄膜部分10a及び粘着剤層部分10bを剥離、除去した後、第１電極シートＤを柔軟シート原反Ｆの一面に粘着剤層94によって積層一体化すると共に、第１電気絶縁性シート91を粘着剤層93によって積層一体化する。なお、図７に、第１電極12及び導電線12aを構成している導電性薄膜部分並びにこの導電性薄膜部分上の粘着剤層以外の導電性薄膜部分10a及び粘着剤層部分10bを剥離、除去した後の第１電極シートＤの断面を示す。

同様に、第２電極13及び導電線13aを構成している導電性薄膜部分並びにこの導電性薄膜部分上の粘着剤層以外の導電性薄膜部分10c及び粘着剤層部分10dを剥離、除去した後、第２電極シートＥを柔軟シート原反Ｆの他面に粘着剤層98によって積層一体化すると共に、第２電気絶縁性シート95を粘着剤層97によって積層一体化する。なお、図７に、第２電極13及び導電線13aを構成している導電性薄膜部分並びにこの導電性薄膜部分上の粘着剤層以外の導電性薄膜部分10c及び粘着剤層部分10dを剥離、除去した後の第２電極シートＥの断面を示す。

この時、柔軟シート原反Ｆの一面に積層一体化させた第１電極12と、柔軟シート原反Ｆの他面に積層一体化させた第２電極13において、一の第１電極12と一の第２電極13とが柔軟シート原反Ｆの厚み方向に対向して一組の電極対を構成するように、柔軟シート原反Ｆの一面に第１電極シートＤが積層一体化されると共に、柔軟シート原反Ｆの他面に第２電極シートＥが積層一体化されて積層シートＧが形成される。

第１電極シートＤの第１電極12及び第２電極シートＥの第２電極13のうちの何れか一方の電極の面積を他方の電極の面積よりも大きくしておくと、柔軟シート原反Ｆの両面に第１電極シートＤ及び第２電極シートＥを積層する時に、柔軟シート原反Ｆを挟んで互いに対向した状態にある第１電極12及び第２電極13のうちの面積の大きい方の電極が柔軟シート原反Ｆの厚み方向に面積の小さい方の電極を包含するように配設すればよく、第１電極12及び第２電極13の位置関係を厳密に調整した上で第１電極シートＤ及び第２電極シートＥを柔軟シート原反Ｆ上に配設する必要がなくなり好ましい。

次に、積層シートＧは、第１電極シートＤにおける互いに隣接する第１電極群92a、92aの間及び第２電極シートＥにおける互いに隣接する第２電極群96a、96aの間において切断されて感圧センサシートが製造される。

上述の製造方法では、第１電気絶縁性シート91及び第２電気絶縁性シート95をそれぞれ、第１電極12及び第２電極13の保護シート14、15とした場合を説明したが、図８に示したように、第１電極12を第１電気絶縁性シート91上に剥離可能に積層させ、第２電極13を第２電気絶縁性シート95上に剥離可能に積層させると共に、第１電極シートＤ及び第２電極シートＥを柔軟シート原反Ｆの両面に積層した後、第１電気絶縁性シート91及び第２電気絶縁性シート95を粘着剤層93、97と共に剥離、除去してもよい。このようにして製造された感圧センサシートは、第１電極12及び第２電極13が保護シート14、15によって被覆されていない。

次に、上記感圧センサシートを用いた転倒検知システムの一例を図面を参照しながら説明する。先ず、柔軟シートとして、圧電性を有する柔軟シートが用いられた感圧センサシートを用いた転倒検知システムについて説明する。

本発明の転倒検知システムＡは、複数個の感圧センサＢが形成されている感圧センサシート１と、感圧センサシート１の感圧センサＢで発生した電位に基づいて被観察者が転倒した状態か否かを判断する転倒検知部２とを備えている。

転倒検知システムＡは、図１及び図２に示したような、複数個の感圧センサＢが形成されている感圧センサシート１を有している。上述したように、感圧センサシート１に形成された感圧センサＢの電位はそれぞれ独立して測定され、予め設定された電位閾値を超えた電位を発生した感圧センサの分布状態から被観察者が転倒したか否かを判断する。

転倒検知システムＡは、機能的には、図９に示したように、複数個の感圧センサＢが形成された感圧センサシート１と、転倒検知部２と、記憶部３を有している。又、転倒検知システムＡは、物理的には、図１０に示したように、感圧センサシート１と、ＣＰＵ(Central Processing Unit)41と、ＲＯＭ(Read Only Memory)42と、ＲＡＭ(Random Access Memory)43と、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの補助記憶装置44と、測定モジュール45と、ディスプレイ、スピーカ、携帯端末機器などの出力モジュール46とを有している。ＣＰＵ41に、感圧センサシート１、ＲＯＭ42、ＲＡＭ43、補助記憶装置44、測定モジュール45及び出力モジュール46が通信可能に電気的に接続されている。測定モジュール45としては、公知の電位計を用いることができる。

図９において説明した転倒検知システムＡは、図１０に示したＣＰＵ41やＲＡＭ43上に所定のプログラムを読み込ませることにより、ＣＰＵ41の制御のもとで測定モジュール45及び出力モジュール46を作動させると共に、ＲＡＭ43や補助記憶装置44におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

転倒検知システムＡの転倒検知部２は、ＣＰＵ41を備えたものであってＲＯＭ42などに記憶されているプログラムを実行することで所定の機能を発揮する。

感圧センサシート１の各感圧センサＢの第１電極及び第２電極はそれぞれ独立して測定モジュール45に導電線を介して電気的に接続されており、第２電極を基準電位とし、第１電極の電位を測定モジュール45によって測定可能に構成されている。

転倒検知システムＡの動作について図１１を参照しながら説明する。感圧センサシート１は、病室や居室などの室内の床面上又は床材の下に配設される。ＣＰＵ41によって、感圧センサシート１の全ての感圧センサＢの電位が互いに独立した状態で常時、測定モジュール45によって測定されている（ステップ１（Ｓ１））。

感圧センサシート１の感圧センサＢは縦横に碁盤目状に配設されており、図１において、最も上の行に配列された感圧センサを順次、Ｂ₁₁、Ｂ₁₂・・・Ｂ_1nとし、次の行（２行目）に配列された感圧センサを順次、Ｂ₂₁、Ｂ₂₂・・・Ｂ_2nとし、ｍ行目に配列された感圧センサを順次、Ｂ_m1、Ｂ_m2・・・Ｂ_mnとすることによって、各感圧センサは区別されている。

感圧センサシート１上に、介護人や被観察者などがのると、感圧センサシート１の感圧センサＢのうち、人がのられた感圧センサＢにおいては、人の重量によって圧電シートが圧縮されて圧電シートに電位が発生する。各感圧センサＢにおいて発生した電位は、測定モジュール45によって測定されており、測定された感圧センサＢの電位はそれぞれ、公知の方法でデジタル信号に変換された上で独立してＣＰＵ41に電気信号として送信される。

ＲＡＭ43や補助記憶装置44などから構成される記憶部３には、感圧センサにて発生した電位が被観察者の転倒によるものであるか否かを判定するための基準となる電位閾値が被観察者ごとに予め記憶されている。電位閾値は、被観察者の体重や身長に基づいて設定される。電位閾値としては、被観察者が横臥した時に感圧センサにて生じる電位を目安として設定されればよい。従って、被観察者を成人男性として電位閾値を設定した場合、子供や成人女性が被観察者となった場合には後述する動作において、被観察者が転倒したと判断されない可能性があるため、電位閾値は、被観察者の体重や身長を考慮して設定される必要がある。

ＣＰＵ41によって何れかの感圧センサＢにおいて第２電極13を基準電極として第１電極23に電位の発生がないか否かが検知される（ステップ２（Ｓ２））。全ての感圧センサＢにおいて電位の発生がない場合には、ＣＰＵ41によって各感圧センサＢの電位が測定モジュール45によって検知され続ける。

一方、ＣＰＵ41によって、少なくとも１個の感圧センサＢにおいて電位の発生が確認された場合には、感圧センサＢにおいて測定された電位と、記憶部３に記憶された電位閾値とが比較され、感圧センサＢで発生した電位が電位閾値を超えているか否かが感圧センサＢごとに判断される（ステップ３（Ｓ３））。

ＣＰＵ41によって、電位閾値を超えた電位を発生した感圧センサＢが存在しないと判断された場合には、感圧センサシート１の各感圧センサＢの電位が測定モジュール45によって継続して測定される。

一方、ＣＰＵ41によって電位閾値を超えた電位を発生した感圧センサＢが存在したと判断される場合には、ＣＰＵ41によって電位閾値を超えた電位を発生した感圧センサＢが抽出される（ステップ４（Ｓ４））。

次に、ＣＰＵ41によって、抽出された感圧センサＢにおいて、感圧センサＢが予め設定された個数閾値以上の個数でもって互いに連続して連続感圧センサ群を形成しているか否かが判断される（ステップ５（Ｓ５））。なお、記憶部３には、感圧センサにて発生した電位が被観察者の転倒によるものであるか否かを判定するための個数閾値が被観察者ごとに予め記憶されている。互いに連続して存在する感圧センサとは、任意の２個の感圧センサを抽出したとき、この２個の感圧センサ間に別の感圧センサが存在していないとき、これらの感圧センサは互いに連続するものとする。例えば、図１において、Ｂ₁₂とＢ₂₂、Ｂ₂₂とＢ₂₃、Ｂ₂₂とＢ₃₃は、互いに連続する感圧センサである。

そして、感圧センサＢが予め設定された個数閾値以上の個数でもって互いに連続して連続感圧センサ群を形成しているか否かは下記の要領で判断される。先ず、任意の感圧センサを中心感圧センサと定める。この中心感圧センサに対して連続した関係にある感圧センサを特定する。次に、中心感圧センサに対して連続した関係にある感圧センサを新たに中心感圧センサとし、この中心感圧センサに対して連続した関係にある感圧センサを特定する。更に、新しい中心感圧センサに対して連続した関係にある感圧センサを新たな中心感圧センサとし、この中心感圧センサに対して連続した関係にある感圧センサを特定する。この要領を繰り返し行い、全ての中心感圧センサとされた感圧センサ及びこれらの感圧センサに対して連続した関係にある感圧センサの合計数が個数閾値以上となるとき、これら全ての感圧センサは連続感圧センサ群を形成しているとする。

例えば、図１２において、電位閾値を超えた電位を発生した感圧センサＢを実線で示し、電位閾値以下の電位を発生した感圧センサＢを点線で示している。図１２において、楕円形で描かれた図は、被観察者が転倒した状態の一例を示した図である。なお、以下の説明では、図１２の左上の感圧センサをＢ₁₁とし、個数閾値を４個としている。実線で示された感圧センサにおいて、感圧センサＢ₂₂を中心感圧センサとしたとき、感圧センサＢ₂₃、Ｂ₃₂及びＢ₃₃は、感圧センサＢ₂₂に対して連続した関係にある。次に、感圧センサＢ₂₂に対して連続した関係にある感圧センサＢ₃₃を中心感圧センサとしたとき、感圧センサＢ₂₄、Ｂ₃₄、Ｂ₄₄は、感圧センサＢ₃₃に対して連続した関係にある。次に、感圧センサＢ₂₄を中心感圧センサとしたとき、感圧センサＢ₂₅は、感圧センサＢ₂₄に対して連続した関係にあり、感圧センサＢ₂₅を中心感圧センサとしたとき、感圧センサＢ₂₆は、感圧センサＢ₂₅に対して連続した関係にある。更に、感圧センサＢ₄₄を中心感圧センサとしたとき、感圧センサＢ₄₅、Ｂ₅₃、Ｂ₅₄は、感圧センサＢ₄₄に対して連続した関係にある。次に、感圧センサＢ₅₃を中心感圧センサとしたとき、感圧センサＢ₅₂、Ｂ₆₂は、感圧センサＢ₅₃に対して連続した関係にある。最後に、感圧センサＢ₅₂を中心感圧センサとしたとき、感圧センサＢ₅₁、Ｂ₆₁は、感圧センサＢ₅₂に対して連続した関係にある。そして、感圧センサＢ₂₂〜Ｂ₂₆、Ｂ₃₂〜Ｂ₃₄、Ｂ₄₄、Ｂ₄₅、Ｂ₅₁〜Ｂ₅₄、Ｂ₆₁及びＢ₆₂は、その合計個数が４個（個数閾値以上）であることから、連続感圧センサ群を形成する。なお、上記説明において、互いに連続することが明らかな感圧センサＢについては重複して言及していない。一方、上述と同様の要領で互いに連続した関係にある感圧センサＢの数が個数閾値未満（ここでは、３個以下の場合）は連続感圧センサ群を形成しない。

上述のようにしてＣＰＵ41によって連続感圧センサ群の存在の有無が判断される。被観察者が感圧センサシート１上に転倒した場合、転倒した被観察者によって感圧センサシート１の複数の感圧センサＢが押圧力を受ける。このとき、転倒した被観察者による感圧センサＢに対する押圧は、一定以上の連続した押圧面でもって行われる。そこで、ＣＰＵ41によって、上述の要領で連続感圧センサ群の存在の有無が判断されることによって、被観察者が転倒したか否かが判定される。

感圧センサＢの個数閾値は、被観察者が感圧センサシート１上に転倒したときに、被観察者が感圧センサを押圧する、連続した一つの押圧面積と、１個の感圧センサの平面面積（第１電極の平面面積）に基づいて決定される。「連続した一つの押圧面積」は、被観察者ごとに設定され、被観察者が感圧センサシート１上に横向きに横臥したときに、被観察者の脚部が感圧センサシート１を押圧する面積を目安として設定されればよい。これは、被観察者が感圧センサシート１上に転倒して、横向き、うつ伏せ又は仰向け状態の何れの状態で横臥状態となっても、被観察者の脚部が感圧センサシート１を押圧する面積はそれほど変化がないためである。「連続した一つの押圧面積」は、被観察者が転倒したか否かをより精度良く検知することができるので、被観察者における片足の足の裏の面積よりも大きい面積にすることが好ましい。

ＣＰＵ41によって連続感圧センサ群の存在が確認されたときは、被観察者が転倒したことを意味する警告信号がＣＰＵ41によってディスプレイ、スピーカ、携帯端末機器などの出力モジュール46に出力された後（ステップ６（Ｓ６））、ステップ１に戻る。この出力モジュール46からの警告信号の出力によって介護人は被観察者が転倒したことを認識し、被観察者の介護を直ちに行うことができる。

一方、ＣＰＵ41によって連続感圧センサ群の存在が確認されなかったときは、被観察者が転倒したことに起因したものではないと判断され、感圧センサシート１上に、人及び物を含む何らかの物体がのっていることを意味する載置信号がＣＰＵ41によって出力モジュール46に出力されて介護人に報告され（ステップ７（Ｓ７））、介護人は必要に応じて被観察者の様子を確認するなどして必要な対応を採ることができる。その後、ステップ１に戻る。

次に、柔軟シートとして、圧電性を有しない柔軟シートが用いられた感圧センサシートを用いた転倒検知システムについて説明する。転倒検知システムにおいて、柔軟シートとして、圧電性を有する柔軟シートの代わりに、圧電性を有しない柔軟シートを用いたこと、第１電極12と第２電極13との間に直流電源が接続されていること、測定モジュールとして、第１電極13と第２電極13との間に構成されたコンデンサの静電容量を測定する装置として例えば、ＬＣＲメーターを用いたこと以外は、上述した転倒検知システムの構成と同一であるのでその説明を省略する。

転倒検知システムＡの動作について図１３を参照しながら説明する。感圧センサシート１は、病室や居室などの室内の床面上又は床材の下に配設される。ＣＰＵ41によって、感圧センサシート１の全ての感圧センサＢの第１電極12と第２電極13とで構成されるコンデンサ（以下、単に「コンデンサ」ということがある）の静電容量が互いに独立した状態で常時、測定モジュール45によって測定されている（ステップ８（Ｓ８））。

感圧センサシート１の感圧センサＢは縦横に碁盤目状に配設されており、図１において、最も上の行に配列された感圧センサを順次、Ｂ₁₁、Ｂ₁₂・・・Ｂ_1nとし、次の行（２行目）に配列された感圧センサを順次、Ｂ₂₁、Ｂ₂₂・・・Ｂ_2nとし、ｍ行目に配列された感圧センサを順次、Ｂ_m1、Ｂ_m2・・・Ｂ_mnとすることによって、各感圧センサは区別されている。

感圧センサシート１上に、介護人や被観察者などがのると、感圧センサシート１の感圧センサＢのうち、人がのられた感圧センサＢにおいては、人の重量によって柔軟シートが厚み方向に弾性復元可能に圧縮されて、第１電極12と第２電極13との間に形成されるコンデサの静電容量が大きくなる。各感圧センサＢにて形成されているコンデンサの静電容量は、測定モジュール45によって測定されており、測定された感圧センサＢの静電容量は、それぞれ、公知の方法でデジタル信号に変換された上で独立してＣＰＵ41に電気信号として送信される。

ＲＡＭ43や補助記憶装置44などから構成される記憶部３には、感圧センサＢにて形成されているコンデンサの静電容量の変化量が、被観察者の転倒によるものであるか否かを判定するための基準となる変化量閾値が被観察者ごとに予め記憶されていると共に、感圧センサ上に物体が何ら載せられていない状態において測定される感圧センサＢにて形成されるコンデンサの静電容量（静電容量基準値Ｃ₀）が予め記憶されている。変化量閾値は、被観察者の体重や身長に基づいて設定される。変化量閾値としては、被観察者が横臥した時の感圧センサにて形成されているコンデンサの静電容量と静電容量基準値Ｃ₀との差を目安として設定されればよい。従って、被観察者を成人男性として変化量閾値を設定した場合、子供や成人女性が被観察者となった場合には後述する動作において、被観察者が転倒したと判断されない可能性があるため、静電容量閾値は、被観察者の体重や身長を考慮して設定される必要がある。静電容量基準値Ｃ₀は、感圧センサＢ上に物体を何ら乗せていない状態における感圧センサにて形成されているコンデンサの静電容量を予め測定し、この静電容量を静電容量基準値Ｃ₀とすればよい。

ＣＰＵ41によって、静電容量基準値Ｃ₀に対する各感圧センサＢにおいて測定されたコンデンサの静電容量Ｃの変化量Ｃ₁が算出され、各感圧センサＢにおいて算出された静電容量の変化量Ｃ₁が、記憶部３に記憶された予め定められた変化量閾値を超えたものがあるか否かが判断される（ステップ９（Ｓ９））。全ての感圧センサＢにおいて算出された静電容量の変化量Ｃ₁が静電容量閾値以下である場合には、ＣＰＵ41によって各感圧センサＢにて形成されたコンデンサの静電容量Ｃが測定モジュール45によって測定され続ける。

一方、ＣＰＵ41によって、変化量閾値を超えた変化量Ｃ₁が発生した感圧センサＢが存在したと判断される場合には、ＣＰＵ41によって、変化量閾値を超えた変化量Ｃ₁が発生した感圧センサＢが抽出される（ステップ１０（Ｓ１０））。

次に、ＣＰＵ41によって、抽出された感圧センサＢにおいて、感圧センサＢが予め設定された個数閾値以上の個数でもって互いに連続して連続感圧センサ群を形成しているか否かが上述と同様の要領で判断される（ステップ１１（Ｓ１１））。

上述のようにしてＣＰＵ41によって連続感圧センサ群の存在の有無が判断される。被観察者が感圧センサシート１上に転倒した場合、転倒した被観察者によって感圧センサシート１の複数の感圧センサＢが押圧力を受ける。このとき、転倒した被観察者による感圧センサＢに対する押圧は、一定以上の連続した押圧面でもって行われる。そこで、ＣＰＵ41によって、上述の要領で連続感圧センサ群の存在の有無が判断されることによって、被観察者が転倒したか否かが判定される。なお、感圧センサＢの個数閾値は上述と同様の要領で決定される。

ＣＰＵ41によって連続感圧センサ群の存在が確認されたときは、被観察者が転倒したことを意味する警告信号がＣＰＵ41によってディスプレイ、スピーカ、携帯端末機器などの出力モジュール46に出力される（ステップ１２（Ｓ１２））。この出力モジュール46からの警告信号の出力によって介護人は被観察者が転倒したことを認識し、被観察者の介護を直ちに行うことができる。その後、ステップ８に戻る。

一方、ＣＰＵ41によって連続感圧センサ群の存在が確認されなかったときは、被観察者が転倒したことに起因したものではないと判断され、感圧センサシート１上に、人及び物を含む何らかの物体がのっていることを意味する載置信号がＣＰＵ41によって出力モジュール46に出力されて介護人に報告され、介護人は必要に応じて被観察者の様子を確認するなどして必要な対応を採ることができる（ステップ１３（Ｓ１３））。その後、ステップ８に戻る。

１ 感圧センサシート
11 圧電シート
11a 柔軟シート部分
12 第１電極
12a 導電線
13 第２電極
13a 導電線
14,15 保護シート
91 第１電気絶縁性シート
92 第１電極パターン
92a 第１電極群
93 粘着剤層
94 粘着剤層
95 第２電気絶縁性シート
96 第２電極パターン
96a 第２電極群
97 粘着剤層
98 粘着剤層
２ 転倒検知部
Ａ 転倒検知システム
Ｂ 感圧センサ

Claims (7)

1. 第１電極及び第２電極を一組の電極対とした複数組の電極対を柔軟シートの両面に一組の電極対をなしている上記第１電極と上記第２電極とが上記柔軟シートを挟んで対向した状態に配設され、一組の電極対とこの電極対を構成している電極の対向面間に存在する柔軟シート部分とによって形成された感圧センサが複数個、形成されていることを特徴とする感圧センサシート。
2. 長尺状の第１電気絶縁性シート、及び、上記第１電気絶縁性シートの一面に形成され且つ所定パターンに配設された複数個の第１電極を含む第１電極群が上記第１電気絶縁性シートの長さ方向に繰り返し形成された第１電極パターンを有する第１電極シートを長尺状の柔軟シート原反の一面に貼着させると共に、長尺状の第２電気絶縁性シート、及び、上記第２電気絶縁性シートの一面に形成され且つ所定パターンに配設された複数個の第２電極を有する第２電極群が上記第２電気絶縁性シートの長さ方向に繰り返し形成された第２電極パターンを有する第２電極シートを上記第２電極群の第２電極と上記第１電極群の第１電極とが上記柔軟シート原反を介して互いに対向した状態に貼着させて積層シートを形成する貼着工程と、
   上記積層シートを上記第１電極シートにおける互いに隣接する第１電極群の間及び上記第２電極シートにおける互いに隣接する第２電極群との間において切断して感圧センサシートを形成する切断工程とを含むことを特徴とする感圧センサシートの製造方法。
3. 第１電極シートの第１電極のそれぞれに導電線が互いに電気的に独立した状態に接続されていると共に、第２電極シートの第２電極のそれぞれに導電線が互いに電気的に独立した状態に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の感圧センサシートの製造方法。
4. 第１電極及び第２電極のうちの何れか一方の電極を柔軟シート原反の厚み方向に投影した時に、一方の電極が他方の電極を包含していることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の感圧センサシートの製造方法。
5. 第１電極及び第２電極を一組の電極対とした複数組の電極対を圧電性を有する柔軟シートの両面に一組の電極対をなしている上記第１電極と上記第２電極とが上記柔軟シートを挟んで対向した状態に配設され、一組の電極対とこの電極対を構成している電極の対向面間に存在する柔軟シート部分とによって形成された感圧センサが複数個、形成されている感圧センサシートと、
   上記感圧センサにて発生した電位を電気信号として受信し、各感圧センサにて発生した電位が予め設定された電位閾値を超えているか否かを判断し、予め設定された電位閾値を超える電位が発生した感圧センサを抽出した後、抽出された感圧センサにおいて、感圧センサが予め設定された個数閾値以上の個数でもって互いに連続してなる連続感圧センサ群を形成しているか否かを判断し、上記連続感圧センサ群が形成されている場合には、被観察者の転倒を報告する転倒検知部とを備えていることを特徴とする転倒検知システム。
6. 厚み方向に復元可能に圧縮変形可能で且つ圧電性を有しない柔軟シートの両面に、第１電極及び第２電極を一組の電極対とした複数組の電極対を上記一組の電極対をなしている上記第１電極と上記第２電極とが上記柔軟シートを挟んで対向した状態に配設され、一組の電極対とこの電極対を構成している電極の対向面間に存在する柔軟シート部分とによって形成された感圧センサが複数個、形成されている感圧センサシートと、
   上記感圧センサの静電容量を電気信号として受信し、各感圧センサの静電容量の変化量が予め設定された変化量閾値を超えているか否かを判断し、予め設定された変化量閾値を超える電位が発生した感圧センサを抽出した後、抽出された感圧センサにおいて、感圧センサが予め設定された個数閾値以上の個数でもって互いに連続してなる連続感圧センサ群を形成しているか否かを判断し、上記連続感圧センサ群が形成されている場合には、被観察者の転倒を報告する転倒検知部とを備えていることを特徴とする転倒検知システム。
7. 感圧センサは、縦横方向に所定間隔ごとに碁盤目状に配列されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の転倒検知システム。

Images