姿勢検出装置
【課題】
簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出する。
【解決手段】
個別磁束射出部２１１j（ｊ＝１，…，Ｎ）のそれぞれが、所定周波数帯の周波数の指向性を有する検出用磁束が射出する。前額部、両側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ3が検出用磁束を受信すると、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部へ向けて、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。報告用磁束を受信した個別磁束射出部２１１jは、個別磁束検出部の識別情報を読み取る。そして、受信報告部２１５が、個別磁束検出部の識別情報、及び、識別情報を読み取った個別磁束射出部の情報を、処理部へ送る。引き続き、処理部は、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、頭部の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。
簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出する。
【解決手段】
個別磁束射出部２１１j（ｊ＝１，…，Ｎ）のそれぞれが、所定周波数帯の周波数の指向性を有する検出用磁束が射出する。前額部、両側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ3が検出用磁束を受信すると、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部へ向けて、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。報告用磁束を受信した個別磁束射出部２１１jは、個別磁束検出部の識別情報を読み取る。そして、受信報告部２１５が、個別磁束検出部の識別情報、及び、識別情報を読み取った個別磁束射出部の情報を、処理部へ送る。引き続き、処理部は、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、頭部の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、姿勢検出装置に係り、より詳しくは、被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、要介護者・要看護者の介護・看護に用いられる様々な装置が登場している。そして、こうした装置の中には、身体の自由が利かない寝たきりの高齢者や重症患者の褥瘡（床ずれ）を防止するための装置がある。ここで、褥瘡とは、寝たきりの高齢者や重症患者が寝返りを行わずに特定の姿勢を長時間続けることにより、衣類や寝具等によって皮膚が圧迫され、その圧迫を受けた部分の血行障害により生じる圧迫性壊疽の一種である。
【０００３】
こうした褥瘡を防止する装置の一つとして、寝たきりの高齢者や重症患者等の姿勢を検出する装置がある（特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。この従来例の技術では、寝床面に沿って２次元的に配列され接点部の押圧力に応じて出力値が連続的に変化する複数の感圧スイッチを備え、この複数の感圧スイッチの出力値のパターンの変化から、就寝者の姿勢の変化を検出する。そして、当該姿勢の変化に基づいて、寝床面上における就寝者の寝返りを検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来例の技術では、複数の感圧スイッチの出力値のパターンの変化に基づいて、就寝者の姿勢を検出する。こうした就寝者の姿勢の検出を精度良く行おうとすると、感圧スイッチの配列密度を高くすることが必要となり、解析対象となる出力値を出力する感圧スイッチの数が多くなる。こうした多数の出力値のパターンの解析は、非常に複雑なものとなってしまう。
【０００６】
このため、就寝者の寝返りの検出に際して、簡易に、かつ、精度良く就寝者の姿勢を検出することができる技術が待望されている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。
【０００７】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出することができる姿勢検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、関節機構を介して、個別軸に沿って延びる個別部位が順次接続され、複数の前記個別部位には、隣接部位に対して、自身の個別軸回りに回動可能な特定部位が含まれる被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、所定基準面上に載置された前記被検体の外側に設置され、指向性を有する検出用磁束を射出する磁束射出手段と；前記特定部位又は前記特定部位の回動に連動する所定位置に装着され、前記磁束射出手段から射出された検出用磁束を検出する個別磁束検出手段と；前記個別磁束検出手段による検出結果、前記検出用磁束を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記個別磁束検出手段が検出した検出用磁束の方向に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する特定手段と；を備えることを特徴とする姿勢検出装置である。
【０００９】
この姿勢検出装置では、被検体の姿勢を検出するに際して、まず、被検体の外側に設置されている磁束射出手段が、所定基準面に載置された被検体に向けて、指向性を有する検出用磁束を射出する。そして、磁束射出手段から射出された検出用磁束を、特定部位又は特定部位の回動に連動する所定位置に装着された個別磁束検出手段が検出する。
【００１０】
引き続き、特定手段が、個別磁束検出手段による検出結果、検出用磁束を検出した個別磁束検出手段の被検体における装着位置、及び、個別磁束検出手段が検出した検出用磁束の方向に基づいて、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。この特定結果に基づいて、被検体の姿勢が検出される。
【００１１】
したがって、本発明の姿勢検出装置によれば、簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出することができる。
【００１２】
本発明の姿勢検出装置では、前記磁束射出手段が、前記指向性を有する所定周波数帯の検出用磁束を射出する第１アンテナコイルを有する少なくとも１つの個別磁束射出手段を備える構成とすることができる。この場合には、個別磁束射出手段の第１アンテナコイルに所定周波数帯の周波数成分を有する電流を流すことにより、第１アンテナコイルの中心軸方向に指向性を有するとともに、指向性に優れた所定周波数帯の検出用磁束を射出することができる。
【００１３】
また、本発明の姿勢検出装置では、個別磁束射出手段が第１アンテナコイルを有する場合に、前記検出用磁束は、所定周波数帯の周波数で変化し、前記個別磁束検出手段は、第２アンテナコイルと；前記検出用磁束を受信すると、前記受信した検出用磁束を射出した個別磁束射出手段へ向けて、前記第２アンテナコイルから指向性を有する報告用磁束を射出する報告手段と；を備え、前記特定手段は、前記報告用磁束を発した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記報告用磁束を受信した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定するようにすることができる。
【００１４】
この場合には、第１アンテナコイルから射出された所定周波数帯の周波数で変化する検出用磁束を、個別磁束検出手段が受信すると、当該個別磁束検出手段の第２アンテナコイルから第２アンテナコイルの中心軸方向に指向性を有するとともに、指向性に優れた報告用磁束が射出される。この報告用磁束は、報告用磁束を射出した個別磁束検出手段が受信した検出用磁束を射出した個別磁束検出手段により受信され、受信結果が特定手段に報告される。そして、特定手段が、報告用磁束を射出した個別磁束検出手段の被検体における装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。このため、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転を容易に特定することができる。
【００１５】
このように、個別磁束検出手段が報告用磁束を射出する場合には、前記検出用磁束が、前記第２アンテナコイルの軸方向に前記第２アンテナコイルを貫いたときに、前記個別磁束検出手段の動作用電力が誘起され、前記動作用電力が誘起された個別磁束検出手段は、前記第２アンテナコイルから前記報告用磁束を射出するようにすることができる。この場合には、検出用磁束が第２アンテナコイルを貫いたときに動作用電力が誘起されるため、個別磁束検出手段を動作させるための電源を不要とすることができる。
【００１６】
また、本発明の姿勢検出装置では、個別磁束検出手段が報告用磁束を射出する場合に、前記個別磁束検出手段の数は複数であり、前記複数の個別磁束検出手段のそれぞれは、自身に固有の情報を担った報告用磁束を射出するようにすることができる。この場合には、特定手段が、各個別磁束検出手段に割り当てられた固有の情報から、報告用磁束を射出した個別磁束検出手段を識別することができるため、個別磁束検出手段の数を複数にすることができる。このため、個別磁束検出手段を複数の特定部位に装着することで、当該複数の特定部位の個別軸回りの回転角を特定することができる。また、個別磁束検出手段を所定の特定部位の複数箇所に装着することで、当該所定の特定部位の個別軸回りの回転角を、精度良く特定することができる。
【００１７】
また、個別磁束検出手段が報告用磁束を射出する場合においては、前記磁束射出手段が、複数の個別磁束射出手段を備え、前記複数の個別磁束射出手段は、前記被検体の外側において、前記所定基準面上に定義された基準軸回りに沿って配列されるようにすることができる。この場合には、当該基準軸回りに沿って配列された複数の個別磁束射出手段が、被検体に向けて検出用磁束を射出するので、特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、死角の発生を少なくすることができる。
【００１８】
ここで、磁束射出手段が複数の個別磁束射出手段を備える場合に、前記特定手段は、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれから、順次、個別的に指向性を有する検出用磁束が射出されるように前記磁束射出手段を制御するようにすることができる。この場合には、報告用磁束の射出に寄与した検出用磁束を射出した個別磁束射出手段のみが、報告用磁束を受信する。このため、特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、特定手段の瞬時的な処理負荷を抑制できるとともに、回転角を更に精度良く特定することができる。
【００１９】
また、本発明の姿勢検出装置では、磁束射出手段が複数の個別磁束射出手段を備える場合に、前記特定部位の数は複数であり、前記複数の特定部位ごとに対応して、前記磁束射出手段が用意されるようにすることができる。この場合には、特定部位ごとに対応して用意された磁束射出手段が、対応する特定部位に向けて検出用磁束を射出ため、指向性を有する検出用磁束が、当該対応する特定部位に装着された個別磁束検出手段に到達する確率が高くなる。このため、対応する特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、死角の発生を少なくするとともに、回転角を精度良く特定することができる。
【００２０】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記特定部位に対応して配列された前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれの磁束受信領域を組み合わせると、前記特定部位に対応して装着された前記個別磁束検出手段から射出される報告用磁束についての前記基準軸回りの連続的な受信領域と等価な受信が可能な磁束受信領域が形成されるようにすることができる。この場合には、各特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、死角の発生を防止することができる。
【００２１】
本発明の姿勢検出装置では、前記個別磁束検出手段が、ホール効果を利用して磁場を検出する素子と；前記素子を貫いた検出用磁束の量を検出し、検出結果を、無線通信で、前記特定手段へ報告する報告手段と；を備え、前記特定手段は、前記検出結果、及び、前記磁束の量を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定するようにすることができる。
【００２２】
この場合には、個別磁束検出手段が、磁束射出手段から射出された検出用磁束のうちで、素子を貫いた磁束の量を多値情報（連続値情報も含む）で検出することができる。そして、特定手段が、検出結果、及び、磁束の量を検出した個別磁束検出手段の被検体における装着位置に基づいて、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。このため、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転を容易に、かつ、精度良く特定することができる。
【００２３】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記個別磁束検出手段の数は複数であり、前記複数の個別磁束検出手段のそれぞれは、前記検出結果を特定手段へ報告する際に、自身に固有の情報を、無線通信で、前記特定手段へ報告するようにすることができる。この場合には、特定手段が、各個別磁束検出手段に割り当てられた固有の情報から、検出結果を報告した個別磁束検出手段を識別することができるため、個別磁束検出手段の数を複数にすることができる。このため、上述した個別磁束検出手段が報告用磁束を射出する場合と同様に、個別磁束検出手段を複数の特定部位に装着することで、当該複数の特定部位の個別軸回りの回転角を特定することができる。また、個別磁束検出手段を所定の特定部位の複数箇所に装着することで、当該所定の特定部位の個別軸回りの回転角を、精度良く特定することができる。
【００２４】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記磁束射出手段が、複数の個別磁束射出手段を備え、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれは、前記被検体の外側において、前記所定基準面上に定義された基準軸回りに沿って配列され、前記特定手段は、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれから、順次、個別的に指向性を有する検出用磁束が射出されるように前記磁束射出手段を制御するとともに、前記検出結果、前記磁束の量を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記検出用磁束を射出した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定するようにすることができる。
【００２５】
この場合には、特定手段による制御のもとで、順次、個別的に検出用磁束が射出されるので、特定手段が、当該基準軸回りに沿って配列された複数の個別磁束射出手段のうちから、被検体に向けて検出用磁束を射出した個別磁束射出手段を識別することができる。このため、上述したように検出用磁束を射出した個別磁束射出手段に向けて報告用磁束を射出することで、姿勢検出に寄与する個別磁束射出手段と個別磁束検出手段との対応関係を認識するようにしなくても、複数の個別磁束射出手段を基準軸回り沿って配列することが可能となり、特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、死角の発生を少なくするとともに、回転角を精度良く特定することができる。
【００２６】
本発明の姿勢検出装置では、前記所定基準面は寝床面であり、前記被検体は人体である、とすることができる。この場合には、床面と平行な寝床面における就寝者の姿勢を検出することができる。
【００２７】
ここで、前記個別磁束検出手段は、少なくとも前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着され、前記特定手段は、前記前額部及び前記両側頭部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、頭部の姿勢を特定し、前記胸部及び前記両側肩部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、胸部の姿勢を特定し、前記臍下部及び前記両側腰部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、腰部の姿勢を特定するようにすることができる。この場合には、特定手段が、特定部位である頭部、胸部及び腰部それぞれの所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転を特定し、人体の姿勢を検出することができる。
【００２８】
また、前記特定手段による特定結果の時間的変化を解析して、前記被検体の寝返りの態様を導出する解析手段を更に備える構成とすることができる。この場合には、寝返りにおける一般的な姿勢変化や、個人ごとの寝返り時の姿勢変化の態様を取得することができる。また、警報手段を更に備えるようにすれば、褥瘡の防止に際して有効な警告等を発生させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明の姿勢検出装置によれば、簡易に、かつ、制度良く被検体の姿勢を検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態における被検体の構造を説明するための図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る姿勢検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２の磁束射出部の設置位置及び個別磁束検出部の人体における装着位置を説明するための図である。
【図４】図２の第１〜第３磁束射出部の構成を説明するための図である。
【図５】図４の第１〜第３磁束射出部の外観構成を示す図である。
【図６】図４の個別磁束射出部の構成を示す図である。
【図７】図２及び図３の個別磁束検出部の構成を説明するための図である。
【図８】第１実施形態における人体の就寝時における頭部の姿勢の態様を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る姿勢検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１０】図９の磁束射出部の設置位置及び個別磁束検出部の人体における装着位置を説明するための図である。
【図１１】図９の磁束射出部の構成を説明するための図である。
【図１２】図１１の磁束射出部の外観構成を示す図である。
【図１３】図９及び図１０の個別磁束検出部の構成を説明するための図である。
【図１４】第２実施形態における人体の就寝時における頭部の姿勢の態様を説明するための図（その１）である。
【図１５】第２実施形態における人体の就寝時における頭部の姿勢の態様を説明するための図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３２】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を、図１〜図８を参照して説明する。
【００３３】
本第１実施形態においては、被検体としての就寝時の人体の姿勢を検出する姿勢検出装置を例示して説明する。ここで、図１に示されるように、人体ＨＢには、頭部ＨＰ、肩部ＡＰ、当該肩部ＡＰと接続された胸部ＣＰ、及び、腰部ＢＰが含まれている。そして、人体ＨＢの全体を真っ直ぐにした仰向け姿勢（仰臥位）である基準姿勢の状態から、頭部ＨＰが、首部との接続位置から頭頂部へ向かって延びる個別軸ＨＡ回りに回動可能となっているとともに、胸部ＣＰが、腹部から首部へ向かって延びる個別軸ＣＡ回りに回動可能となっている。また、上述した基準姿勢の状態から、腰部ＢＰが、股部から胸部ＣＰへ向かって延びる個別軸ＢＡ回りに回動可能となっている。
【００３４】
なお、本第１実施形態では、被検体を就寝時の人体とするので、個別軸ＨＡ、個別軸ＣＡ及び個別軸ＢＡは、就寝面とほぼ平行な床面と平行であるものとして以下の説明を行う。
【００３５】
＜構成＞
図２には、第１実施形態に係る姿勢検出装置１００Ａの概略的な構成がブロック図にて示されている。また、図３（Ａ），（Ｂ）には、姿勢検出装置１００Ａの外観構成が示されている。
【００３６】
なお、本第１実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ベッドＢＤの就寝面上で就寝中の人体ＨＢを被検体としている。また、本第１実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、Ｚ軸方向を鉛直上方方向とする座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＹ軸（ベッドＢＤの長手方向の軸）と平行であり、ベッドＢＤのＸ軸方向についての中央付近に、「基準軸ＳＡ」を定義するものとする。なお、頭部ＨＰは枕ＰＷに載置されており、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰはＸ軸方向についてのベッドＢＤの中央部付近に載置されているものとする。
【００３７】
図２に示されるように、姿勢検出装置１００Ａは、特定手段、解析手段としての処理部１１０Ａと、磁束射出手段としての磁束射出部１２０Ａと、個別磁束検出手段としての個別磁束検出部１３０Ａ1，１３０Ａ2，…，１３０Ａ9とを備えている。また、姿勢検出装置１００Ａは、操作部１５０と、表示部１６０とを備えている。
【００３８】
上記の処理部１１０Ａは、姿勢検出に関するデータ処理等を行う。本第１実施形態では、処理部１１０Ａは、中央処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路から構成されている。処理部１１０Ａによる処理の詳細については、後述する。
【００３９】
上記の磁束射出部１２０Ａは、本第１実施形態では、第１磁束射出部２１０と、第２磁束射出部２２０と、第３磁束射出部２３０とを備えている。ここで、第１磁束射出部２１０は、頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角を特定するために用意された磁束射出部である。また、第２磁束射出部２２０は、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角を特定するために用意された磁束射出部であり、第３磁束射出部２３０は、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定するために用意された磁束射出部である。
【００４０】
上記の第１磁束射出部２１０は、図４に示されるように、Ｎ個の個別磁束射出手段としての個別磁束射出部２１１1，２１１2，…，２１１Nと、受信報告部２１５とを備えている。また、上記の第２磁束射出部２２０は、Ｎ個の個別磁束射出手段としての個別磁束射出部２２１1，２２１2，…，２２１Nと、受信報告部２２５とを備えている。また、上記の第３磁束射出部２３０は、Ｎ個の個別磁束射出手段としての個別磁束射出部２３１1，２３１2，…，２３１Nと、受信報告部２３５とを備えている。
【００４１】
ここで、個別磁束射出部２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jのそれぞれは、図３（Ａ），（Ｂ）及び図５（Ａ）により総合的に示されるように、Ｙ軸方向における所定位置のベッドＢＤの上部の人体ＨＢの外側において、コ字状で基準軸ＳＡ回りに沿って配列されている。そして、個別磁束射出部２１１j、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jのそれぞれを組み合わせると、ほぼ連続的な面が形成されるようになっている。このように配置された複数の個別磁束射出部２１１j、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jは、処理部１１０Ａによる制御のもとで、検出用磁束を射出するとともに、個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9から射出された報告用磁束を受信する。
【００４２】
なお、個別磁束射出部２１１j、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jのそれぞれは、壁面及び天井面に配置されるようにしてもよい。また、個別磁束射出部２１１j、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jのそれぞれは、図５（Ｂ）に示されるように、円弧状に配列するようにすることもできる。
【００４３】
上記の個別磁束射出部２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれは、図６に示されるように、第１アンテナコイルとしてのアンテナコイル２１２と、情報読取部２１３とを備えている。ここで、図６は、個別磁束射出部２１１jの外観図である。
【００４４】
上記のアンテナコイル２１２は、渦巻き状に形成され、基準軸ＳＡと対向する個別磁束射出部２１１jの底面付近、すなわち人体ＨＢと対向する面付近に設けられている。そして、アンテナコイル２１２に電流が流れると、当該アンテナコイル２１２から、所定周波数帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ周波数帯）の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束が射出される。また、アンテナコイル２１２は、個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9から射出された報告用磁束を受信する。ここで、アンテナコイル２１２は、不図示の配線基板上に搭載されており、当該アンテナコイル２１２の両端は、情報読取部２１３と接続されている。そして、アンテナコイル２１２の渦巻きの外側端と情報読取部２１３とは、不図示の貫通スルーホール、及び、点線で示される裏面パターンを介して接続されている。
【００４５】
上記の情報読取部２１３は、ＩＣ（Integrated Circuit）タグの固有の情報を読み取る、いわゆるＩＣタグリーダとして機能するようになっている。この情報読取部２１３は、アンテナコイル２１２の両端と接続されている。そして、情報読取部２１３は、アンテナコイル２１２から、検出用磁束を射出する際には、当該アンテナコイル２１２に電流を流す。また、情報読取部２１３は、アンテナコイル２１２が受信した報告用磁束から、当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取る。こうして読み取られた個別磁束検出部の識別情報は、受信報告部２１５へ送られる。
【００４６】
図４に戻り、上記の受信報告部２１５は、個別磁束射出手段２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）から個別磁束検出部の識別情報を受ける。そして、受信報告部２１５は、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２１１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００４７】
上記の個別磁束射出部２２１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれは、上述した個別磁束射出部２１１jと同様に構成されている（図５（Ａ），図６参照）。すなわち、個別磁束射出部２２１jのそれぞれは、アンテナコイル２１２と同様に構成されたアンテナコイル２２２と、情報読取部２１３と同様に構成された情報読取部２２３とを備えている。個別磁束射出部２２１jにより読み取られた報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報は、受信報告部２２５へ送られる。
【００４８】
図４に戻り、上記の受信報告部２２５は、上述した受信報告部２１５と同様に構成され、個別磁束射出手段２２１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）から、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を受ける。そして、受信報告部２２５は、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２２１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００４９】
上記の個別磁束射出部２３１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれは、上述した個別磁束射出部２１１j，２２１jと同様に構成されている（図５（Ａ），図６参照）。すなわち、個別磁束射出部２３１jのそれぞれは、アンテナコイル２１２，２２２と同様に構成されたアンテナコイル２３２と、情報読取部２１３，２２３と同様に構成された情報読取部２３３とを備えている。個別磁束射出部２３１jにより読み取られた個別磁束検出部の識別情報は、受信報告部２３５へ送られる。
【００５０】
図４に戻り、上記の受信報告部２３５は、上述した受信報告部２１５，２２５と同様に構成され、個別磁束射出手段２３１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）から、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を受ける。そして、受信報告部２３５は、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２３１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００５１】
図２に戻り、上記の個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9のそれぞれは、人体ＨＢにおける複数の所定位置に装着されている。本第１実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に総合的に示されるように、個別磁束検出部１３０Ａ1は頭部ＨＰにおける前額部に装着され、個別磁束検出部１３０Ａ2は左側頭部に装着され、個別磁束検出部１３０Ａ3は右側頭部に装着されている。また、個別磁束検出部１３０Ａ4は胸部ＣＰの中央付近に装着され、個別磁束検出部１３０Ａ5は肩部ＡＰにおける左側肩部に装着されており、個別磁束検出部１３０Ａ6は右側肩部に装着されている。さらに、個別磁束検出部１３０Ａ7は臍下部に装着され、個別磁束検出部１３０Ａ8は腰部ＢＰにおける左側腰部に装着されており、個別磁束検出部１３０Ａ9は右側腰部に装着されている。
【００５２】
このようにして人体ＨＢにおける複数の所定位置に装着された個別磁束検出部１３０Ａk（ｋ＝１，…，９）の構成が、図７（Ａ），（Ｂ）に総合的に示されている。ここで、図７（Ａ），（Ｂ）における座標系（ｓ，ｔ，ｕ）は、個別磁束検出部１３０Ａkにおける人体ＨＢとの装着面をｓｔ平面とする座標系である。この図７（Ａ）に示されるように、個別磁束検出部１３０Ａkは、絶縁シート１３１と、検出回路１３２Ａと、絶縁部材１３３，１３４と、絶縁シート１３５とを備えている。
【００５３】
この個別磁束検出部１３０Ａkを構成する要素のうち、絶縁シート１３１は、シール等により側頭部等の所定位置に装着される。また、これらの要素のうち、絶縁シート１３１及び絶縁シート１３５のそれぞれは、ｓ方向及びｔ方向に延びる長方形（又は、正方形）のシート状に形成されている。そして、絶縁シート１３１と絶縁シート１３５とは、ｕ方向に関して所定の間隔をもって対向配置されるようになっている。また、絶縁部材１３３，１３４のそれぞれは、上述したシートの−ｔ方向、＋ｔ方向の両端部に配置され、絶縁シート１３１と絶縁シート１３５との間を、上記の所定の間隔を保つようになっている。
【００５４】
上記の検出回路１３２Ａの平面図が、図７（Ｂ）に示されている。この図７（Ｂ）に示されるように、検出回路１３２Ａは、表面に第２アンテナコイルとしてのアンテナコイルパターン３１２Ａが形成された配線基板３１１Ａと、報告手段としての検出報告部３１５Ａとを備えている。なお、図７（Ｂ）に示した線分Ａ−Ａを含むｔｕ平面が、図７（Ａ）に示される個別磁束検出部１３０Ａkの断面となっている。
【００５５】
上記の配線基板３１１Ａの表面に形成された渦巻き状のアンテナコイルパターン３１２Ａにより構成されるアンテナコイル（以下、「アンテナコイル３１２Ａ」と呼ぶ）は、個別磁束射出部２１１j（２２１j，２３１j）のアンテナコイル２１２（２２２，２３２）から射出された指向性を有する検出用磁束を受信する。また、アンテナコイル３１２Ａからは、検出報告部３１５Ａに動作用電力が供給されると、指向性を有する報告用磁束が射出される。
【００５６】
上記の検出報告部３１５Ａは、動作用電力が供給された場合に、自身の識別情報を継続的に発信する、いわゆるＩＣタグとして機能するようになっている。この検出報告部３１５Ａは、配線基板３１１Ａ上に搭載されるとともに、アンテナコイルパターン３１２Ａの両端が接続されている。なお、検出報告部３１５Ａとアンテナコイルパターン３１２Ａの渦巻きの外側端とは、不図示の貫通スルーホール及び点線で示される裏面パターンを介して接続されている。
【００５７】
かかる検出報告部３１５Ａの動作用電力は、時間変化する検出用磁束が、アンテナコイル３１２Ａの軸方向に当該アンテナコイルパターン３１２Ａを貫いたときに誘起される。こうして動作用電力が誘起されると、検出報告部３１５Ａは、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２１１j（２２１j，２３１j）へ向けて、アンテナコイル３１２Ａから、自身に固有の情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。
【００５８】
図２に戻り、上記の操作部１５０は、複数のキーが配列されたキー部を備えて構成されている。かかるキー部としては、表示部１６０の表示デバイスに設けられたタッチパネルを用いることができる。利用者によるキー操作情報は、操作部１５０から処理部１１０Ａに報告される。
【００５９】
上記の表示部１６０は、例えば、液晶表示デバイスを備え構成される。この表示部１６０は、処理部１１０Ａから送られてきた表示信号に従って、操作案内画像、被検体の姿勢情報、寝返り態様の解析結果等を表示する。
【００６０】
次に、処理部１１０Ａについて説明する。上述したように、処理部１１０Ａは、姿勢検出装置１００Ａにおける検出動作を制御するとともに、磁束射出部１２０Ａ（より詳しくは、受信報告部２１５，２２５，２３５）からの磁束受信結果に基づく解析処理を行う。また、この処理部１１０Ａは、寝返り態様の解析処理のための操作案内画像を表示部１６０に表示させる。そして、操作部１５０から解析の開始指令が入力されると、処理部１１０Ａは、寝返り態様の解析処理を開始し、検出用磁束の射出指令を生成して磁束検出部１２０Ａへ送る。
【００６１】
上述した被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を検出するために、処理部１１０Ａは、所定時間ごとに、磁束射出部１２０Ａからの磁束受信結果を受ける。そして、処理部１１０Ａは、当該磁束受信結果に基づいて、人体ＨＢにおける頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角、及び、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定する。かかる回転角の特定に関する処理については、後述する。
【００６２】
そして、処理部１１０Ａは、所定時間ごとの頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰそれぞれの個別軸回りの回転角の特定結果に基づいて、各時点における人体ＨＢの姿勢を検出する。引き続き、処理部１１０Ａは、検出された人体姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出する。
【００６３】
ここで、所定時間は、褥瘡の防止等に考慮して、人体ＨＢの寝返り態様を導出する観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて予め定められる。なお、本第１実施形態では、処理部１１０Ａは、検出用磁束の射出指令を、所定時間ごとに磁束射出部１２０Ａへ向けて送るものとする。
【００６４】
また、処理部１１０Ａは、人体ＨＢの寝返り態様の導出結果から、表示部１６０に表示させるための表示信号を生成して、表示部１６０へ送る。
【００６５】
＜動作＞
以上のようにして構成された姿勢検出装置１００Ａの動作について、主に人体ＨＢの姿勢検出処理に着目して説明する。
【００６６】
なお、人体ＨＢの頭部ＨＰの姿勢は枕ＰＷ上において変化し、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰの姿勢はＸ軸方向についてのベッドＢＤの中央部付近において変化するものとする。すなわち、人体ＨＢの姿勢が変化しても、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰの位置は、基準姿勢の場合と大きく異ならないものとする。
【００６７】
この姿勢検出処理は、利用者が操作部１５０に、姿勢検出の開始指令を入力することにより開始する。処理部１１０Ａは、当該開始指令を受けると、検出用磁束の射出指令を生成して、磁束射出部１２０Ａの第１磁束射出部２１０、第２磁束射出部２２０、第３磁束射出部２３０へ送る。
【００６８】
当該射出指令を受けた第１磁束射出部２１０では、個別磁束射出部２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれが、所定周波数帯の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束を射出する。こうして射出された検出用磁束は、人体の頭部ＨＰに向けて進行する。
【００６９】
そして、頭部ＨＰに装着された個別磁束検出部１３０Ａ1，１３０Ａ2，１３０Ａ3のアンテナコイル３１２Ａが、検出用磁束を受信すると、検出報告部３１５Ａの動作用電力が誘起される。こうして動作用電力が誘起されると検出報告部３１５Ａは、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２１１jへ向けて、アンテナコイル３１２Ａから、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。
【００７０】
この報告用磁束を受信した個別磁束射出部２１１jでは、情報読取部２１３が、報告用磁束から当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取る。こうして読み取られた個別磁束検出部の識別情報は、受信報告部２１５へ送られる。そして、受信報告部２１５は、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２１１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００７１】
かかる磁束受信結果を受けた処理部１１０Ａでは、頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角を特定するために、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部２１１jの配置位置に基づいた解析処理を行う。
【００７２】
例えば、頭部ＨＰが、図８（Ａ）に示される姿勢のとき、すなわち、基準姿勢のときには、前額部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ1は個別磁束射出部２１１Lから射出された検出用磁束を受信する。そして、個別磁束検出部１３０Ａ1は、当該受信に対する報告として、個別磁束射出部２１１Lへ向けて報告用磁束を射出する。また、左側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ2は、個別磁束射出部２１１2から射出された検出用磁束を受信し、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２１１2へ向けて報告用磁束を射出する。また、右側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ3は、個別磁束射出部２１１N-1から射出された検出用磁束を受信し、個別磁束射出部２１１N-1へ向けて報告用磁束を射出する。このような受信結果報告を受けた場合に、処理部１１０Ａは、頭部ＨＰの基準姿勢からの回転角を０度と特定する。
【００７３】
また、頭部ＨＰが、図８（Ｂ）に示される姿勢のときには、個別磁束検出部１３０Ａ1は、個別磁束射出部２１１M2から射出された検出用磁束を受信し、当該受信に対する報告として、個別磁束射出部２１１M2へ向けて報告用磁束を射出する。また、個別磁束検出部１３０Ａ2は、個別磁束射出部２１１M1から射出された検出用磁束を受信し、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２１１M1へ向けて報告用磁束を射出する。なお、右側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ3は、いずれの個別磁束射出部２１１jからも検出用磁束を受信しない。このような受信結果報告を受けた場合に、処理部１１０Ａは、前額部と個別磁束射出部２１１M2の配置位置、並びに、左側頭部と個別磁束射出部２１１M1の配置位置に基づいて定まる角度だけ、基準姿勢から個別軸ＨＡ回りに右回転していると特定する。
【００７４】
また、射出指令を受けた第２磁束射出部２２０においても、個別磁束射出部２２１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれが、所定周波数帯の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束を射出する。こうして射出された検出用磁束は、人体の胸部ＣＰに向けて進行する。
【００７５】
そして、胸部ＣＰ及び肩部ＡＰに装着された個別磁束検出部１３０Ａ4，１３０Ａ5，１３０Ａ6のアンテナコイル３１２Ａが、検出用磁束を受信すると、検出報告部３１５Ａの動作用電力が誘起される。引き続き、検出報告部３１５Ａが、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２２１jへ向けて、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。
【００７６】
この報告用磁束を受信した個別磁束射出部２２１jでは、情報読取部２２３が、報告用磁束から当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取り、受信報告部２２５へ送る。そして、受信報告部２２５が、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２２１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００７７】
かかる磁束受信結果を受けた処理部１１０Ａでは、頭部ＨＰの回転角の特定処理と同様に、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部２２１jの配置位置に基づいて、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角を特定する。
【００７８】
また、射出指令を受けた第３磁束射出部２３０においても、個別磁束射出部２３１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれが、所定周波数帯の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束を射出する。こうして射出された検出用磁束は、人体の腰部ＢＰに向けて進行する。
【００７９】
そして、臍下部及び腰部ＢＰに装着された個別磁束検出部１３０Ａ7，１３０Ａ8，１３０Ａ9のアンテナコイル３１２Ａが、検出用磁束を受信すると、検出報告部３１５Ａの動作用電力が誘起される。引き続き、検出報告部３１５Ａが、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２３１jへ向けて、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。
【００８０】
この報告用磁束を受信した個別磁束射出部２３１jでは、情報読取部２３３が、報告用磁束から当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取り、受信報告部２３５へ送る。そして、受信報告部２３５が、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２３１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００８１】
かかる磁束受信結果を受けた処理部１１０Ａでは、頭部ＨＰ及び胸部ＣＰの回転角の特定処理と同様に、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部２３１jの配置位置に基づいて、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定する。
【００８２】
処理部１１０Ａは、上述した射出指令の発行処理、姿勢検出処理である回転角の特定処理を所定時間ごとに行う。そして、処理部１１０Ａは、検出された姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出する。処理部１１０Ａは、姿勢検出処理の結果や、寝返り態様の導出結果を、表示部１６０に表示させる。
【００８３】
以上説明したように、本第１実施形態では、処理部１１０Ａが、射出指令を生成して、磁束射出部１２０Ａの第１磁束射出部２１０、第２磁束射出部２２０、第３磁束射出部２３０へ発行すると、第１〜第３磁束射出部のそれぞれが、人体ＨＢの頭部ＨＰ、胸部ＣＰ、腰部ＢＰに向けて、所定周波数帯の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束を射出する。そして、人体ＨＢの前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9が検出用磁束を受信すると、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部へ向けて、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。この報告用磁束を受信した個別磁束射出部は、報告用磁束から当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取り、受信報告部へ送る。そして、受信報告部が、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部の情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００８４】
引き続き、処理部１１０Ａは、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ、及び、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。このため、個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9が、いずれの個別磁束射出部からの検出用磁束を検出したかという簡易な方法で、回転角の特定を行うことができる。この結果、各時点における人体ＨＢの姿勢が検出される。
【００８５】
そして、処理部１１０Ａは、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰそれぞれの回転角の特定結果の時間的変化を解析して、人体ＨＢの寝返りの態様を導出する。
【００８６】
したがって、本第１実施形態によれば、被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を、簡易に、かつ、精度良く検出することができる。そして、検出された各時点の姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出することができる。
【００８７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図９〜図１５を主に参照して説明する。
【００８８】
＜構成＞
図９には、第２実施形態に係る姿勢検出装置１００Ｂの概略的な構成がブロック図にて示されている。また、図１０（Ａ），（Ｂ）には、姿勢検出装置１００Ｂの外観構成が示されている。
【００８９】
本第２実施形態に係る姿勢検出装置１００Ｂは、図９に示されるように、上述した第１実施形態の姿勢検出装置１００Ａと比べて、処理部１１０Ａに代えて処理部１１０Ｂを備える点、磁束射出部１２０Ａに代えて磁束射出部１２０Ｂを備える点、個別磁束検出部１３０Ａ1，１３０Ａ2，…，１３０Ａ9に代えて個別磁束検出部１３０Ｂ1，１３０Ｂ2，…，１３０Ｂ9を備える点、及び、アンテナ１８０を更に備える点が異なっている。以下、こうした相違点に着目して説明する。
【００９０】
上記の処理部１１０Ｂは、姿勢検出に関するデータ処理等を行う。この処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、中央処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路から構成されている。また、処理部１１０Ｂは、無線通信で、個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9との間で情報のやり取りを行う。処理部１１０Ｂによる処理の詳細については、後述する。
【００９１】
上記の磁束射出部１２０Ｂは、本第２実施形態では、図１１に示されるように、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3と、射出制御部１２５とを備えている。ここで、上記の個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3は、図１０（Ａ），（Ｂ）及び図１２により総合的に示されるように、Ｙ軸方向における所定位置のベッドＢＤの上部の人体ＨＢの外側において、コ字状で基準軸ＳＡ回りに沿って配列されている。このように配置された複数の個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3は、処理部１１０Ｂによる制御のもとで、順次、個別的に定常的な検出用磁束を射出する。個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3から射出される検出用磁束は、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰの全体に向けて進行する。
【００９２】
なお、個別磁束射出部１２１1，１２１3は壁面に配置され、個別磁束射出部１２１2は天井面に配置されるようにしてもよい。
【００９３】
上記の射出制御部１２５は、処理部１１０Ｂからの射出指令を受けると、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3に対して、順次、個別的に当該射出指令を送る。
【００９４】
図９に戻り、上記の個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9のそれぞれは、上述した個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9と同様、人体の前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着されている（図１０（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００９５】
この個別磁束検出部１３０Ｂk（ｋ＝１，…，９）の構成が、図１３（Ａ），（Ｂ）に総合的に示されている。ここで、図１３（Ａ），（Ｂ）における座標系（ｓ，ｔ，ｕ）は、第１実施形態において定義した座標系（図７（Ａ），（Ｂ）参照）である。この図１３（Ａ）に示されるように、個別磁束検出部１３０Ｂkは、検出回路１３２Ａに代えて検出回路１３２Ｂを備える点が異なっている。なお、図１３（Ｂ）に示した線分Ｂ−Ｂを含むｔｕ平面が、図１３（Ａ）に示される個別磁束検出部１３０Ｂkの断面となっている。
【００９６】
上記の検出回路１３２Ｂは、上述した検出回路１３２Ａと比べて、配線基板３１１Ａに代えて配線基板３１１Ｂを備える点、検出報告部３１５Ａに代えて検出報告部３１５Ｂを備える点、電源３１６を更に備える点、及び、ホール素子３１７を更に備える点が異なっている。
【００９７】
上記の配線基板３１１Ｂの表面には、渦巻き状のアンテナコイルパターン３１２Ｂ及び２つの配線パターン３１８，３１９が形成されている。
【００９８】
上記の検出報告部３１５Ｂは、電源３１６から動作用電力の供給を受けて、自身の識別情報及び付加情報を継続的に発信する機能を有している。検出報告部３１５Ｂは、配線基板３１１Ｂ上に搭載され、アンテナコイルパターン３１２Ｂの両端、及び、配線パターン３１８，３１９それぞれの一端が接続されている。この検出報告部３１５Ｂは、配線パターン３１９を介してホール素子３１７から後述する磁束の量の検出結果を受けるとともに、処理部１１０Ｂとの間で、無線通信を行うことができるようになっている。なお、検出報告部３１５Ｂとアンテナコイルパターン３１２Ｂの渦巻きの外側端とは、不図示の貫通スルーホール及び点線で示される裏面パターンを介して接続されている。
【００９９】
上記の電源３１６は、検出報告部３１５Ｂに動作用電力を供給する。この電源３１６は、配線基板３１１Ｂ上に搭載され、配線パターン３１８の一端が接続されている。
【０１００】
上記のホール素子３１７は、配線基板３１１Ｂ上に搭載され、配線パターン３１９の一端が接続されている。このホール素子３１７は、ホール効果を利用して、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3から射出された検出用磁束のうちで、磁束検出面を貫く磁束の量を検出する。このホール素子３１７を貫いた磁束の量の検出結果は、配線パターン３１９を介して、検出報告部３１５Ｂへ送られるようになっている。
【０１０１】
このようにして構成された個別磁束検出部１３０Ｂkが、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3から射出された検出用磁束を受けると、検出用磁束のうちで、ホール素子３１７の磁束検出面を貫く磁束の量を検出する。そして、検出報告部３１５Ｂは、この検出結果及び自身に固有の情報を、検出結果報告として、無線通信で処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１０２】
図９に戻り、上記のアンテナ１８０は、個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9からの無線信号を受信する。アンテナ１８０による受信結果は、受信信号として、処理部１１０Ｂへ向けて出力される。このアンテナ１８０は、例えば、ベッドＢＤ上方の天井面等に配置される。
【０１０３】
上記の処理部１１０Ｂは、姿勢検出装置１００Ｂにおける検出動作を制御するとともに、個別磁束検出部１３０Ｂk（ｋ＝１，…，９）からの検出結果報告に基づく解析処理を行う。また、処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、寝返り態様の解析処理のための操作案内画像を表示部１６０に表示させる。そして、操作部１５０から解析の開始指令が入力されると、処理部１１０Ｂは、寝返り態様の解析処理を開始する。
【０１０４】
人体ＨＢの各時点における姿勢を検出するために、処理部１１０Ｂは、所定時間ごとに、検出用磁束の射出指令を生成し、磁束射出部１２０Ｂへ向けて送る。本第２実施形態では、処理部１１０Ｂが発行する射出指令は、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3のそれぞれから、順次、個別的に検出用磁束が射出されるように制御したものとなっている。なお、各個別磁束射出部が検出用磁束を射出する射出時間は、所定時間に比べて十分に短くなっている。
【０１０５】
また、処理部１１０Ｂは、射出指令を発行した後に、個別磁束検出部１３０Ｂk（ｋ＝１，…，９）からの検出結果報告を受ける。そして、処理部１１０Ｂは、当該検出結果報告及び検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、人体ＨＢにおける頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角、及び、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定する。かかる回転角の特定に関する処理については、後述する。
【０１０６】
そして、処理部１１０Ｂは、所定時間ごとの頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰそれぞれの個別軸回りの回転角の特定結果に基づいて、各時点における人体ＨＢの姿勢を検出する。引き続き、処理部１１０Ｂは、検出された人体姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出する。
【０１０７】
また、処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、人体ＨＢの寝返り態様の導出結果から、表示部１６０に表示させるための表示信号を生成して、表示部１６０へ送る。
【０１０８】
＜動作＞
以上のようにして構成された姿勢検出装置１００Ｂの動作について、主に人体ＨＢの姿勢検出処理に着目して説明する。
【０１０９】
なお、本第２実施形態においても、人体ＨＢの頭部ＨＰの姿勢は枕ＰＷ上において変化し、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰの姿勢はＸ軸方向についてのベッドＢＤの中央部付近において変化するものとする。
【０１１０】
人体ＨＢの姿勢検出処理は、第１実施形態の場合と同様に、利用者が操作部１５０に、姿勢検出の開始指令を入力することにより開始する。処理部１１０Ｂは、当該開始指令を受けると、所定時間ごとに、検出用磁束の射出指令を生成して、磁束射出部１２０Ｂへ送る。この射出指令は、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3のそれぞれから、順次、個別的に検出用磁束を射出する指令となっている。
【０１１１】
射出指令を受けた磁束射出部１２０Ｂでは、まず、個別磁束射出部１２１1が、指向性を有する検出用磁束を射出する。こうして射出された検出用磁束は、人体ＨＢの頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰに向けて進行する。
【０１１２】
そして、人体ＨＢに装着された個別磁束検出部１３０Ｂk（ｋ＝１，…，９）のいずれかが、個別磁束射出部１２１1が射出した検出用磁束を受けると、ホール素子３１７が、検出用磁束のうちで磁束検出面を貫く磁束の量を検出する。こうして磁束の量が検出されると、検出報告部３１５Ｂが、アンテナパターン３１２Ｂにより構成されるアンテナを利用して、自身の識別情報及び磁束の量の検出結果を、検出結果報告として、無線通信で処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１１３】
次に、個別磁束射出部１２１2が、指向性を有する検出用磁束を射出する。そして、個別磁束検出部１３０Ｂkのいずれかが、個別磁束射出部１２１2が射出した検出用磁束を受けると、ホール素子３１７が、磁束検出面を貫く磁束の量を検出する。そして、検出報告部３１５Ｂが、アンテナパターン３１２Ｂにより構成されるアンテナを利用して、自身の識別情報及び磁束の量の検出結果を、検出結果報告として、無線通信で処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１１４】
次いで、個別磁束射出部１２１3が、指向性を有する検出用磁束を射出する。そして、個別磁束検出部１３０Ｂkのいずれかが、個別磁束射出部１２１3が射出した検出用磁束を受けると、磁束検出面を貫く磁束の量を検出し、自身の識別情報及び磁束の量の検出結果を含む検出結果報告を、アンテナパターン３１２Ｂにより構成されるアンテナを利用して、処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１１５】
こうして検出結果報告を受けた処理部１１０Ｂでは、頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角を特定するために、頭部ＨＰに装着された個別磁束検出部１３０Ｂ1，１３０Ｂ2，１３０Ｂ3からの検出結果報告、及び、検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいた解析処理を行う。
【０１１６】
例えば、頭部ＨＰが、図１４（Ａ）に示される姿勢のとき、すなわち、基準姿勢のときには、前額部に装着された個別磁束検出部１３０Ｂ1は個別磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を最も多く受ける。そして、個別磁束検出部１３０Ｂ1は、検出用磁束のうちで磁束検出面を貫く磁束の量を検出し、検出結果を自身の識別情報とともに、検出結果報告として処理部１１０Ｂに報告する。このとき検出した磁束の量を、ＨＳ1とする。また、左側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ｂ2は、個別磁束射出部１２１1から射出された検出用磁束を最も多く受ける。そして、個別磁束検出部１３０Ｂ2は、検出用磁束のうちで磁束検出面を貫く磁束の量を検出し、検出結果を自身の識別情報とともに、処理部１１０Ｂに報告する。このとき検出した磁束の量を、ＨＳ2とする。また、右側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ｂ3は、個別磁束射出部１２１3から射出された検出用磁束を最も多く受けて、検出結果報告を処理部１１０Ｂに報告する。このとき検出した磁束の量を、ＨＳ3とする。
【０１１７】
ここで、磁束の量「ＨＳ1」は、個別磁束検出部１３０Ｂ1が個別磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を受けた場合に、磁束の方向と磁束検出面の法線方向とが平行なときに得られる値であり、磁束の量「ＨＳ2」は、個別磁束検出部１３０Ｂ2が個別磁束射出部１２１1から射出された検出用磁束を受けた場合に、磁束の方向と磁束検出面の法線方向とが平行なときに得られる値である。また、磁束の量「ＨＳ3」は、個別磁束検出部１３０Ｂ3が個別磁束射出部１２１3から射出された検出用磁束を受けた場合に、磁束の方向と磁束検出面の法線方向とが平行なときに得られる値である。これら関係は、事前の較正処理により既知であるものとする。
【０１１８】
処理部１１０Ｂは、「個別磁束検出部１３０Ｂ1が個別磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を受けて、検出された磁束の量がＨＳ1であるとき」、かつ、「個別磁束検出部１３０Ｂ2が個別磁束射出部１２１1から射出された検出用磁束を受けて、検出された磁束の量がＨＳ2であるとき」、かつ、「個別磁束検出部１３０Ｂ3が個別磁束射出部１２１3から射出された検出用磁束を受けて、検出された磁束の量がＨＳ3であるとき」には、頭部ＨＰの基準姿勢からの回転角を０度と特定する。
【０１１９】
また、頭部ＨＰが、図１４（Ｂ）に示される姿勢のときに、個別磁束検出部１３０Ｂ1が磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を受けて、磁束の量ＨＤ1（＜ＨＳ1）を報告し、個別磁束検出部１３０Ｂ2が磁束射出部１２１1から射出された検出用磁束を受けて、磁束の量ＨＤ1（＜ＨＳ1）を報告したとする。このような検出結果報告を受けた場合に、処理部１１０Ｂは、前額部と個別磁束射出部１２１2の配置位置、並びに、左側頭部と個別磁束射出部１２１1の配置位置を考慮して、磁束の量ＨＤ1，ＨＤ2に基づいて定まる角度だけ、基準姿勢から個別軸ＨＡ回りに右回転していると特定する。
【０１２０】
また、頭部ＨＰが、図１５に示される姿勢のときに、個別磁束検出部１３０Ｂ1が磁束射出部１２１3から射出された検出用磁束を受けて、磁束の量ＨＤ1（≒ＨＳ1）を報告し、個別磁束検出部１３０Ｂ2が磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を受けて、磁束の量ＨＤ2（≒ＨＳ2）を報告したとする。このような検出結果報告を受けた場合に、処理部１１０Ｂは、前額部と個別磁束射出部１２１3の配置位置、左側頭部と個別磁束射出部１２１2の配置位置、並びに、磁束の量ＨＤ1，ＨＤ2に基づいて、頭部ＨＰが基準姿勢から個別軸ＨＡ回りに約９０度だけ右回転していると特定する。
【０１２１】
また、処理部１１０Ｂは、頭部ＨＰの回転角の特定処理と同様に、胸部ＣＰ及び肩部ＡＰに装着された個別磁束検出部１３０Ｂ4，１３０Ｂ5，１３０Ｂ6のからの検出結果報告、及び、検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角を特定する。
【０１２２】
また、処理部１１０Ｂは、頭部ＨＰ及び胸部ＣＰの回転角の特定処理と同様に、臍下部及び腰部ＢＰに装着された個別磁束検出部１３０Ｂ7，１３０Ｂ8，１３０Ｂ9のからの検出結果報告、及び、検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定する。
【０１２３】
処理部１１０Ｂは、上述した射出指令の発行処理、姿勢検出処理である回転角の特定処理を所定時間ごとに行う。そして、処理部１１０Ｂは、第１実施形態の場合と同様に、検出された姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出する。また、処理部１１０Ｂは、姿勢検出処理の結果や、寝返り態様の導出結果を、表示部１６０に表示させる。
【０１２４】
以上説明したように、本第２実施形態では、処理部１１０Ｂが、射出指令を生成して、磁束射出部１２０Ｂへ発行すると、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3のそれぞれから、順次、個別的に検出用磁束が射出される。そして、人体ＨＢの前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着された個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9が検出用磁束を受けると、射出された検出用磁束のうちで、磁束検出面を貫く磁束の量を検出し、自身の識別情報及び磁束の量の検出結果を、無線通信で処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１２５】
引き続き、処理部１１０Ｂは、磁束の量の検出結果、当該磁束の量を検出した個別磁束検出部の装着位置、及び、検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ、及び、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。このため、個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9が、いずれの個別磁束射出部からの検出用磁束を検出したかという簡易な方法で、回転角の特定を行うことができる。この結果、各時点における人体ＨＢの姿勢が検出される。
【０１２６】
そして、処理部１１０Ｂは、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰそれぞれの回転角の特定結果の時間的変化を解析して、人体ＨＢの寝返りの態様を導出する。
【０１２７】
したがって、本第２実施形態によれば、被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を、簡易に、かつ、精度良く検出することができる。そして、検出された各時点の姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出することができる。
【０１２８】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【０１２９】
例えば、上記の第１及び第２実施形態では、９個の個別磁束検出部を備えることとしたが、個別磁束検出部の数を８個以下又は１０個以上としてもよい。例えば、第１実施形態においては、個別磁束検出部の装着位置を前額部、胸部の中央付近、臍下部の３個としても、検出精度は低下するが、頭部、胸部、及び、腰部の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定することができる。
【０１３０】
また、上記の第１実施形態では、第１〜第３磁束射出部は、それぞれＮ個の個別磁束射出部を備えることとしたが、各磁束射出部における個別磁束検出部の数を異なるようにしてもよい。
【０１３１】
また、上記の第１実施形態では、Ｎ個の配列された個別磁束射出部を備えることとしたが、個別磁束射出部の数を１個としてもよく、この場合には、例えば、個別磁束射出部の磁束受信領域を広くして、天井面等に配置すればよい。また、上記の第２実施形態では、３個の個別磁束射出部を備えることとしたが、個別磁束射出部の数を１個としてもよい。なお、個別磁束射出部の数を１個とする場合には、精度良く回転角を特定するという観点から、１つの特定部位に装着する個別磁束検出部の数を３個以上とすることが望ましい。
【０１３２】
また、上記の第１実施形態では、複数の個別磁束射出部は、処理部による制御のもとで、検出用磁束を同時に射出することとした。これに対して、処理部は、個別磁束射出部のそれぞれから、順次、個別的に検出用磁束が射出されるように磁束射出部を制御するようにしてもよい。
【０１３３】
また、人体が寝返りを行わずに特定の姿勢を長時間続けるような場合には、処理部は、表示部等を利用して、介護者・看護者に対して、褥瘡を防止するための手立てを行うべき旨の警報を報知するようにしてもよい。
【０１３４】
また、上記の第１及び第２実施形態においては、人体の姿勢を検出する姿勢検出装置に本発明を適用したが、ロボットなどの運動体の姿勢を検出する姿勢検出装置にも本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
以上説明したように、本発明の姿勢検出装置は、被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１００Ａ，１００Ｂ…姿勢検出装置、１１０Ａ，１１０Ｂ…処理部（特定手段、解析手段）、１２０Ａ，１２０Ｂ…磁束射出部（磁束射出手段）、１２１1，１２１2，１２１3…個別磁束射出部（個別磁束射出手段）、１２５…射出制御部、１３０Ａ1〜１３０Ａ9，１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9…個別磁束検出部（個別磁束検出手段）、１３１…絶縁シート、１３２Ａ，１３２Ｂ…検出回路、１３３，１３４…絶縁部材、１３５…絶縁シート、１５０…操作部、１６０…表示部、１８０…アンテナ、２１０…第１磁束射出部、２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）…個別磁束射出部（個別磁束射出手段）、２１２…アンテナコイル（第１アンテナコイル）、２１３…情報読取部、２１５…受信報告部、２２０…第２磁束射出部、２２１j…個別磁束射出部（個別磁束射出手段）、２２２…アンテナコイル（第１アンテナコイル）、２２３…情報読取部、２２５…受信報告部、２３０…第３磁束射出部、２３１j…個別磁束射出部（個別磁束射出手段）、２３２…アンテナコイル（第１アンテナコイル）、２３３…情報読取部、２３５…受信報告部、３１１Ａ，３１１Ｂ…配線基板、３１２Ａ…アンテナコイルパターン（第２アンテナコイル）、３１２Ｂ…アンテナコイルパターン、３１５Ａ，３１５Ｂ…検出報告部（報告手段）、３１６…電源、３１７…ホール素子、３１８，３１９…配線、ＨＢ…人体（被検体）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、姿勢検出装置に係り、より詳しくは、被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、要介護者・要看護者の介護・看護に用いられる様々な装置が登場している。そして、こうした装置の中には、身体の自由が利かない寝たきりの高齢者や重症患者の褥瘡（床ずれ）を防止するための装置がある。ここで、褥瘡とは、寝たきりの高齢者や重症患者が寝返りを行わずに特定の姿勢を長時間続けることにより、衣類や寝具等によって皮膚が圧迫され、その圧迫を受けた部分の血行障害により生じる圧迫性壊疽の一種である。
【０００３】
こうした褥瘡を防止する装置の一つとして、寝たきりの高齢者や重症患者等の姿勢を検出する装置がある（特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。この従来例の技術では、寝床面に沿って２次元的に配列され接点部の押圧力に応じて出力値が連続的に変化する複数の感圧スイッチを備え、この複数の感圧スイッチの出力値のパターンの変化から、就寝者の姿勢の変化を検出する。そして、当該姿勢の変化に基づいて、寝床面上における就寝者の寝返りを検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来例の技術では、複数の感圧スイッチの出力値のパターンの変化に基づいて、就寝者の姿勢を検出する。こうした就寝者の姿勢の検出を精度良く行おうとすると、感圧スイッチの配列密度を高くすることが必要となり、解析対象となる出力値を出力する感圧スイッチの数が多くなる。こうした多数の出力値のパターンの解析は、非常に複雑なものとなってしまう。
【０００６】
このため、就寝者の寝返りの検出に際して、簡易に、かつ、精度良く就寝者の姿勢を検出することができる技術が待望されている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。
【０００７】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出することができる姿勢検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、関節機構を介して、個別軸に沿って延びる個別部位が順次接続され、複数の前記個別部位には、隣接部位に対して、自身の個別軸回りに回動可能な特定部位が含まれる被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、所定基準面上に載置された前記被検体の外側に設置され、指向性を有する検出用磁束を射出する磁束射出手段と；前記特定部位又は前記特定部位の回動に連動する所定位置に装着され、前記磁束射出手段から射出された検出用磁束を検出する個別磁束検出手段と；前記個別磁束検出手段による検出結果、前記検出用磁束を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記個別磁束検出手段が検出した検出用磁束の方向に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する特定手段と；を備えることを特徴とする姿勢検出装置である。
【０００９】
この姿勢検出装置では、被検体の姿勢を検出するに際して、まず、被検体の外側に設置されている磁束射出手段が、所定基準面に載置された被検体に向けて、指向性を有する検出用磁束を射出する。そして、磁束射出手段から射出された検出用磁束を、特定部位又は特定部位の回動に連動する所定位置に装着された個別磁束検出手段が検出する。
【００１０】
引き続き、特定手段が、個別磁束検出手段による検出結果、検出用磁束を検出した個別磁束検出手段の被検体における装着位置、及び、個別磁束検出手段が検出した検出用磁束の方向に基づいて、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。この特定結果に基づいて、被検体の姿勢が検出される。
【００１１】
したがって、本発明の姿勢検出装置によれば、簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出することができる。
【００１２】
本発明の姿勢検出装置では、前記磁束射出手段が、前記指向性を有する所定周波数帯の検出用磁束を射出する第１アンテナコイルを有する少なくとも１つの個別磁束射出手段を備える構成とすることができる。この場合には、個別磁束射出手段の第１アンテナコイルに所定周波数帯の周波数成分を有する電流を流すことにより、第１アンテナコイルの中心軸方向に指向性を有するとともに、指向性に優れた所定周波数帯の検出用磁束を射出することができる。
【００１３】
また、本発明の姿勢検出装置では、個別磁束射出手段が第１アンテナコイルを有する場合に、前記検出用磁束は、所定周波数帯の周波数で変化し、前記個別磁束検出手段は、第２アンテナコイルと；前記検出用磁束を受信すると、前記受信した検出用磁束を射出した個別磁束射出手段へ向けて、前記第２アンテナコイルから指向性を有する報告用磁束を射出する報告手段と；を備え、前記特定手段は、前記報告用磁束を発した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記報告用磁束を受信した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定するようにすることができる。
【００１４】
この場合には、第１アンテナコイルから射出された所定周波数帯の周波数で変化する検出用磁束を、個別磁束検出手段が受信すると、当該個別磁束検出手段の第２アンテナコイルから第２アンテナコイルの中心軸方向に指向性を有するとともに、指向性に優れた報告用磁束が射出される。この報告用磁束は、報告用磁束を射出した個別磁束検出手段が受信した検出用磁束を射出した個別磁束検出手段により受信され、受信結果が特定手段に報告される。そして、特定手段が、報告用磁束を射出した個別磁束検出手段の被検体における装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。このため、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転を容易に特定することができる。
【００１５】
このように、個別磁束検出手段が報告用磁束を射出する場合には、前記検出用磁束が、前記第２アンテナコイルの軸方向に前記第２アンテナコイルを貫いたときに、前記個別磁束検出手段の動作用電力が誘起され、前記動作用電力が誘起された個別磁束検出手段は、前記第２アンテナコイルから前記報告用磁束を射出するようにすることができる。この場合には、検出用磁束が第２アンテナコイルを貫いたときに動作用電力が誘起されるため、個別磁束検出手段を動作させるための電源を不要とすることができる。
【００１６】
また、本発明の姿勢検出装置では、個別磁束検出手段が報告用磁束を射出する場合に、前記個別磁束検出手段の数は複数であり、前記複数の個別磁束検出手段のそれぞれは、自身に固有の情報を担った報告用磁束を射出するようにすることができる。この場合には、特定手段が、各個別磁束検出手段に割り当てられた固有の情報から、報告用磁束を射出した個別磁束検出手段を識別することができるため、個別磁束検出手段の数を複数にすることができる。このため、個別磁束検出手段を複数の特定部位に装着することで、当該複数の特定部位の個別軸回りの回転角を特定することができる。また、個別磁束検出手段を所定の特定部位の複数箇所に装着することで、当該所定の特定部位の個別軸回りの回転角を、精度良く特定することができる。
【００１７】
また、個別磁束検出手段が報告用磁束を射出する場合においては、前記磁束射出手段が、複数の個別磁束射出手段を備え、前記複数の個別磁束射出手段は、前記被検体の外側において、前記所定基準面上に定義された基準軸回りに沿って配列されるようにすることができる。この場合には、当該基準軸回りに沿って配列された複数の個別磁束射出手段が、被検体に向けて検出用磁束を射出するので、特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、死角の発生を少なくすることができる。
【００１８】
ここで、磁束射出手段が複数の個別磁束射出手段を備える場合に、前記特定手段は、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれから、順次、個別的に指向性を有する検出用磁束が射出されるように前記磁束射出手段を制御するようにすることができる。この場合には、報告用磁束の射出に寄与した検出用磁束を射出した個別磁束射出手段のみが、報告用磁束を受信する。このため、特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、特定手段の瞬時的な処理負荷を抑制できるとともに、回転角を更に精度良く特定することができる。
【００１９】
また、本発明の姿勢検出装置では、磁束射出手段が複数の個別磁束射出手段を備える場合に、前記特定部位の数は複数であり、前記複数の特定部位ごとに対応して、前記磁束射出手段が用意されるようにすることができる。この場合には、特定部位ごとに対応して用意された磁束射出手段が、対応する特定部位に向けて検出用磁束を射出ため、指向性を有する検出用磁束が、当該対応する特定部位に装着された個別磁束検出手段に到達する確率が高くなる。このため、対応する特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、死角の発生を少なくするとともに、回転角を精度良く特定することができる。
【００２０】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記特定部位に対応して配列された前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれの磁束受信領域を組み合わせると、前記特定部位に対応して装着された前記個別磁束検出手段から射出される報告用磁束についての前記基準軸回りの連続的な受信領域と等価な受信が可能な磁束受信領域が形成されるようにすることができる。この場合には、各特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、死角の発生を防止することができる。
【００２１】
本発明の姿勢検出装置では、前記個別磁束検出手段が、ホール効果を利用して磁場を検出する素子と；前記素子を貫いた検出用磁束の量を検出し、検出結果を、無線通信で、前記特定手段へ報告する報告手段と；を備え、前記特定手段は、前記検出結果、及び、前記磁束の量を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定するようにすることができる。
【００２２】
この場合には、個別磁束検出手段が、磁束射出手段から射出された検出用磁束のうちで、素子を貫いた磁束の量を多値情報（連続値情報も含む）で検出することができる。そして、特定手段が、検出結果、及び、磁束の量を検出した個別磁束検出手段の被検体における装着位置に基づいて、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。このため、特定部位の所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転を容易に、かつ、精度良く特定することができる。
【００２３】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記個別磁束検出手段の数は複数であり、前記複数の個別磁束検出手段のそれぞれは、前記検出結果を特定手段へ報告する際に、自身に固有の情報を、無線通信で、前記特定手段へ報告するようにすることができる。この場合には、特定手段が、各個別磁束検出手段に割り当てられた固有の情報から、検出結果を報告した個別磁束検出手段を識別することができるため、個別磁束検出手段の数を複数にすることができる。このため、上述した個別磁束検出手段が報告用磁束を射出する場合と同様に、個別磁束検出手段を複数の特定部位に装着することで、当該複数の特定部位の個別軸回りの回転角を特定することができる。また、個別磁束検出手段を所定の特定部位の複数箇所に装着することで、当該所定の特定部位の個別軸回りの回転角を、精度良く特定することができる。
【００２４】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記磁束射出手段が、複数の個別磁束射出手段を備え、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれは、前記被検体の外側において、前記所定基準面上に定義された基準軸回りに沿って配列され、前記特定手段は、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれから、順次、個別的に指向性を有する検出用磁束が射出されるように前記磁束射出手段を制御するとともに、前記検出結果、前記磁束の量を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記検出用磁束を射出した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定するようにすることができる。
【００２５】
この場合には、特定手段による制御のもとで、順次、個別的に検出用磁束が射出されるので、特定手段が、当該基準軸回りに沿って配列された複数の個別磁束射出手段のうちから、被検体に向けて検出用磁束を射出した個別磁束射出手段を識別することができる。このため、上述したように検出用磁束を射出した個別磁束射出手段に向けて報告用磁束を射出することで、姿勢検出に寄与する個別磁束射出手段と個別磁束検出手段との対応関係を認識するようにしなくても、複数の個別磁束射出手段を基準軸回り沿って配列することが可能となり、特定部位の個別軸回りの回転角の特定に際して、死角の発生を少なくするとともに、回転角を精度良く特定することができる。
【００２６】
本発明の姿勢検出装置では、前記所定基準面は寝床面であり、前記被検体は人体である、とすることができる。この場合には、床面と平行な寝床面における就寝者の姿勢を検出することができる。
【００２７】
ここで、前記個別磁束検出手段は、少なくとも前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着され、前記特定手段は、前記前額部及び前記両側頭部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、頭部の姿勢を特定し、前記胸部及び前記両側肩部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、胸部の姿勢を特定し、前記臍下部及び前記両側腰部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、腰部の姿勢を特定するようにすることができる。この場合には、特定手段が、特定部位である頭部、胸部及び腰部それぞれの所定の基準姿勢からの個別軸回りの回転を特定し、人体の姿勢を検出することができる。
【００２８】
また、前記特定手段による特定結果の時間的変化を解析して、前記被検体の寝返りの態様を導出する解析手段を更に備える構成とすることができる。この場合には、寝返りにおける一般的な姿勢変化や、個人ごとの寝返り時の姿勢変化の態様を取得することができる。また、警報手段を更に備えるようにすれば、褥瘡の防止に際して有効な警告等を発生させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明の姿勢検出装置によれば、簡易に、かつ、制度良く被検体の姿勢を検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態における被検体の構造を説明するための図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る姿勢検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２の磁束射出部の設置位置及び個別磁束検出部の人体における装着位置を説明するための図である。
【図４】図２の第１〜第３磁束射出部の構成を説明するための図である。
【図５】図４の第１〜第３磁束射出部の外観構成を示す図である。
【図６】図４の個別磁束射出部の構成を示す図である。
【図７】図２及び図３の個別磁束検出部の構成を説明するための図である。
【図８】第１実施形態における人体の就寝時における頭部の姿勢の態様を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る姿勢検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１０】図９の磁束射出部の設置位置及び個別磁束検出部の人体における装着位置を説明するための図である。
【図１１】図９の磁束射出部の構成を説明するための図である。
【図１２】図１１の磁束射出部の外観構成を示す図である。
【図１３】図９及び図１０の個別磁束検出部の構成を説明するための図である。
【図１４】第２実施形態における人体の就寝時における頭部の姿勢の態様を説明するための図（その１）である。
【図１５】第２実施形態における人体の就寝時における頭部の姿勢の態様を説明するための図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３２】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を、図１〜図８を参照して説明する。
【００３３】
本第１実施形態においては、被検体としての就寝時の人体の姿勢を検出する姿勢検出装置を例示して説明する。ここで、図１に示されるように、人体ＨＢには、頭部ＨＰ、肩部ＡＰ、当該肩部ＡＰと接続された胸部ＣＰ、及び、腰部ＢＰが含まれている。そして、人体ＨＢの全体を真っ直ぐにした仰向け姿勢（仰臥位）である基準姿勢の状態から、頭部ＨＰが、首部との接続位置から頭頂部へ向かって延びる個別軸ＨＡ回りに回動可能となっているとともに、胸部ＣＰが、腹部から首部へ向かって延びる個別軸ＣＡ回りに回動可能となっている。また、上述した基準姿勢の状態から、腰部ＢＰが、股部から胸部ＣＰへ向かって延びる個別軸ＢＡ回りに回動可能となっている。
【００３４】
なお、本第１実施形態では、被検体を就寝時の人体とするので、個別軸ＨＡ、個別軸ＣＡ及び個別軸ＢＡは、就寝面とほぼ平行な床面と平行であるものとして以下の説明を行う。
【００３５】
＜構成＞
図２には、第１実施形態に係る姿勢検出装置１００Ａの概略的な構成がブロック図にて示されている。また、図３（Ａ），（Ｂ）には、姿勢検出装置１００Ａの外観構成が示されている。
【００３６】
なお、本第１実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ベッドＢＤの就寝面上で就寝中の人体ＨＢを被検体としている。また、本第１実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、Ｚ軸方向を鉛直上方方向とする座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＹ軸（ベッドＢＤの長手方向の軸）と平行であり、ベッドＢＤのＸ軸方向についての中央付近に、「基準軸ＳＡ」を定義するものとする。なお、頭部ＨＰは枕ＰＷに載置されており、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰはＸ軸方向についてのベッドＢＤの中央部付近に載置されているものとする。
【００３７】
図２に示されるように、姿勢検出装置１００Ａは、特定手段、解析手段としての処理部１１０Ａと、磁束射出手段としての磁束射出部１２０Ａと、個別磁束検出手段としての個別磁束検出部１３０Ａ1，１３０Ａ2，…，１３０Ａ9とを備えている。また、姿勢検出装置１００Ａは、操作部１５０と、表示部１６０とを備えている。
【００３８】
上記の処理部１１０Ａは、姿勢検出に関するデータ処理等を行う。本第１実施形態では、処理部１１０Ａは、中央処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路から構成されている。処理部１１０Ａによる処理の詳細については、後述する。
【００３９】
上記の磁束射出部１２０Ａは、本第１実施形態では、第１磁束射出部２１０と、第２磁束射出部２２０と、第３磁束射出部２３０とを備えている。ここで、第１磁束射出部２１０は、頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角を特定するために用意された磁束射出部である。また、第２磁束射出部２２０は、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角を特定するために用意された磁束射出部であり、第３磁束射出部２３０は、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定するために用意された磁束射出部である。
【００４０】
上記の第１磁束射出部２１０は、図４に示されるように、Ｎ個の個別磁束射出手段としての個別磁束射出部２１１1，２１１2，…，２１１Nと、受信報告部２１５とを備えている。また、上記の第２磁束射出部２２０は、Ｎ個の個別磁束射出手段としての個別磁束射出部２２１1，２２１2，…，２２１Nと、受信報告部２２５とを備えている。また、上記の第３磁束射出部２３０は、Ｎ個の個別磁束射出手段としての個別磁束射出部２３１1，２３１2，…，２３１Nと、受信報告部２３５とを備えている。
【００４１】
ここで、個別磁束射出部２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jのそれぞれは、図３（Ａ），（Ｂ）及び図５（Ａ）により総合的に示されるように、Ｙ軸方向における所定位置のベッドＢＤの上部の人体ＨＢの外側において、コ字状で基準軸ＳＡ回りに沿って配列されている。そして、個別磁束射出部２１１j、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jのそれぞれを組み合わせると、ほぼ連続的な面が形成されるようになっている。このように配置された複数の個別磁束射出部２１１j、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jは、処理部１１０Ａによる制御のもとで、検出用磁束を射出するとともに、個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9から射出された報告用磁束を受信する。
【００４２】
なお、個別磁束射出部２１１j、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jのそれぞれは、壁面及び天井面に配置されるようにしてもよい。また、個別磁束射出部２１１j、個別磁束射出部２２１j及び個別磁束射出部２３１jのそれぞれは、図５（Ｂ）に示されるように、円弧状に配列するようにすることもできる。
【００４３】
上記の個別磁束射出部２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれは、図６に示されるように、第１アンテナコイルとしてのアンテナコイル２１２と、情報読取部２１３とを備えている。ここで、図６は、個別磁束射出部２１１jの外観図である。
【００４４】
上記のアンテナコイル２１２は、渦巻き状に形成され、基準軸ＳＡと対向する個別磁束射出部２１１jの底面付近、すなわち人体ＨＢと対向する面付近に設けられている。そして、アンテナコイル２１２に電流が流れると、当該アンテナコイル２１２から、所定周波数帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ周波数帯）の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束が射出される。また、アンテナコイル２１２は、個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9から射出された報告用磁束を受信する。ここで、アンテナコイル２１２は、不図示の配線基板上に搭載されており、当該アンテナコイル２１２の両端は、情報読取部２１３と接続されている。そして、アンテナコイル２１２の渦巻きの外側端と情報読取部２１３とは、不図示の貫通スルーホール、及び、点線で示される裏面パターンを介して接続されている。
【００４５】
上記の情報読取部２１３は、ＩＣ（Integrated Circuit）タグの固有の情報を読み取る、いわゆるＩＣタグリーダとして機能するようになっている。この情報読取部２１３は、アンテナコイル２１２の両端と接続されている。そして、情報読取部２１３は、アンテナコイル２１２から、検出用磁束を射出する際には、当該アンテナコイル２１２に電流を流す。また、情報読取部２１３は、アンテナコイル２１２が受信した報告用磁束から、当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取る。こうして読み取られた個別磁束検出部の識別情報は、受信報告部２１５へ送られる。
【００４６】
図４に戻り、上記の受信報告部２１５は、個別磁束射出手段２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）から個別磁束検出部の識別情報を受ける。そして、受信報告部２１５は、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２１１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００４７】
上記の個別磁束射出部２２１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれは、上述した個別磁束射出部２１１jと同様に構成されている（図５（Ａ），図６参照）。すなわち、個別磁束射出部２２１jのそれぞれは、アンテナコイル２１２と同様に構成されたアンテナコイル２２２と、情報読取部２１３と同様に構成された情報読取部２２３とを備えている。個別磁束射出部２２１jにより読み取られた報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報は、受信報告部２２５へ送られる。
【００４８】
図４に戻り、上記の受信報告部２２５は、上述した受信報告部２１５と同様に構成され、個別磁束射出手段２２１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）から、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を受ける。そして、受信報告部２２５は、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２２１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００４９】
上記の個別磁束射出部２３１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれは、上述した個別磁束射出部２１１j，２２１jと同様に構成されている（図５（Ａ），図６参照）。すなわち、個別磁束射出部２３１jのそれぞれは、アンテナコイル２１２，２２２と同様に構成されたアンテナコイル２３２と、情報読取部２１３，２２３と同様に構成された情報読取部２３３とを備えている。個別磁束射出部２３１jにより読み取られた個別磁束検出部の識別情報は、受信報告部２３５へ送られる。
【００５０】
図４に戻り、上記の受信報告部２３５は、上述した受信報告部２１５，２２５と同様に構成され、個別磁束射出手段２３１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）から、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を受ける。そして、受信報告部２３５は、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２３１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００５１】
図２に戻り、上記の個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9のそれぞれは、人体ＨＢにおける複数の所定位置に装着されている。本第１実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に総合的に示されるように、個別磁束検出部１３０Ａ1は頭部ＨＰにおける前額部に装着され、個別磁束検出部１３０Ａ2は左側頭部に装着され、個別磁束検出部１３０Ａ3は右側頭部に装着されている。また、個別磁束検出部１３０Ａ4は胸部ＣＰの中央付近に装着され、個別磁束検出部１３０Ａ5は肩部ＡＰにおける左側肩部に装着されており、個別磁束検出部１３０Ａ6は右側肩部に装着されている。さらに、個別磁束検出部１３０Ａ7は臍下部に装着され、個別磁束検出部１３０Ａ8は腰部ＢＰにおける左側腰部に装着されており、個別磁束検出部１３０Ａ9は右側腰部に装着されている。
【００５２】
このようにして人体ＨＢにおける複数の所定位置に装着された個別磁束検出部１３０Ａk（ｋ＝１，…，９）の構成が、図７（Ａ），（Ｂ）に総合的に示されている。ここで、図７（Ａ），（Ｂ）における座標系（ｓ，ｔ，ｕ）は、個別磁束検出部１３０Ａkにおける人体ＨＢとの装着面をｓｔ平面とする座標系である。この図７（Ａ）に示されるように、個別磁束検出部１３０Ａkは、絶縁シート１３１と、検出回路１３２Ａと、絶縁部材１３３，１３４と、絶縁シート１３５とを備えている。
【００５３】
この個別磁束検出部１３０Ａkを構成する要素のうち、絶縁シート１３１は、シール等により側頭部等の所定位置に装着される。また、これらの要素のうち、絶縁シート１３１及び絶縁シート１３５のそれぞれは、ｓ方向及びｔ方向に延びる長方形（又は、正方形）のシート状に形成されている。そして、絶縁シート１３１と絶縁シート１３５とは、ｕ方向に関して所定の間隔をもって対向配置されるようになっている。また、絶縁部材１３３，１３４のそれぞれは、上述したシートの−ｔ方向、＋ｔ方向の両端部に配置され、絶縁シート１３１と絶縁シート１３５との間を、上記の所定の間隔を保つようになっている。
【００５４】
上記の検出回路１３２Ａの平面図が、図７（Ｂ）に示されている。この図７（Ｂ）に示されるように、検出回路１３２Ａは、表面に第２アンテナコイルとしてのアンテナコイルパターン３１２Ａが形成された配線基板３１１Ａと、報告手段としての検出報告部３１５Ａとを備えている。なお、図７（Ｂ）に示した線分Ａ−Ａを含むｔｕ平面が、図７（Ａ）に示される個別磁束検出部１３０Ａkの断面となっている。
【００５５】
上記の配線基板３１１Ａの表面に形成された渦巻き状のアンテナコイルパターン３１２Ａにより構成されるアンテナコイル（以下、「アンテナコイル３１２Ａ」と呼ぶ）は、個別磁束射出部２１１j（２２１j，２３１j）のアンテナコイル２１２（２２２，２３２）から射出された指向性を有する検出用磁束を受信する。また、アンテナコイル３１２Ａからは、検出報告部３１５Ａに動作用電力が供給されると、指向性を有する報告用磁束が射出される。
【００５６】
上記の検出報告部３１５Ａは、動作用電力が供給された場合に、自身の識別情報を継続的に発信する、いわゆるＩＣタグとして機能するようになっている。この検出報告部３１５Ａは、配線基板３１１Ａ上に搭載されるとともに、アンテナコイルパターン３１２Ａの両端が接続されている。なお、検出報告部３１５Ａとアンテナコイルパターン３１２Ａの渦巻きの外側端とは、不図示の貫通スルーホール及び点線で示される裏面パターンを介して接続されている。
【００５７】
かかる検出報告部３１５Ａの動作用電力は、時間変化する検出用磁束が、アンテナコイル３１２Ａの軸方向に当該アンテナコイルパターン３１２Ａを貫いたときに誘起される。こうして動作用電力が誘起されると、検出報告部３１５Ａは、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２１１j（２２１j，２３１j）へ向けて、アンテナコイル３１２Ａから、自身に固有の情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。
【００５８】
図２に戻り、上記の操作部１５０は、複数のキーが配列されたキー部を備えて構成されている。かかるキー部としては、表示部１６０の表示デバイスに設けられたタッチパネルを用いることができる。利用者によるキー操作情報は、操作部１５０から処理部１１０Ａに報告される。
【００５９】
上記の表示部１６０は、例えば、液晶表示デバイスを備え構成される。この表示部１６０は、処理部１１０Ａから送られてきた表示信号に従って、操作案内画像、被検体の姿勢情報、寝返り態様の解析結果等を表示する。
【００６０】
次に、処理部１１０Ａについて説明する。上述したように、処理部１１０Ａは、姿勢検出装置１００Ａにおける検出動作を制御するとともに、磁束射出部１２０Ａ（より詳しくは、受信報告部２１５，２２５，２３５）からの磁束受信結果に基づく解析処理を行う。また、この処理部１１０Ａは、寝返り態様の解析処理のための操作案内画像を表示部１６０に表示させる。そして、操作部１５０から解析の開始指令が入力されると、処理部１１０Ａは、寝返り態様の解析処理を開始し、検出用磁束の射出指令を生成して磁束検出部１２０Ａへ送る。
【００６１】
上述した被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を検出するために、処理部１１０Ａは、所定時間ごとに、磁束射出部１２０Ａからの磁束受信結果を受ける。そして、処理部１１０Ａは、当該磁束受信結果に基づいて、人体ＨＢにおける頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角、及び、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定する。かかる回転角の特定に関する処理については、後述する。
【００６２】
そして、処理部１１０Ａは、所定時間ごとの頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰそれぞれの個別軸回りの回転角の特定結果に基づいて、各時点における人体ＨＢの姿勢を検出する。引き続き、処理部１１０Ａは、検出された人体姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出する。
【００６３】
ここで、所定時間は、褥瘡の防止等に考慮して、人体ＨＢの寝返り態様を導出する観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて予め定められる。なお、本第１実施形態では、処理部１１０Ａは、検出用磁束の射出指令を、所定時間ごとに磁束射出部１２０Ａへ向けて送るものとする。
【００６４】
また、処理部１１０Ａは、人体ＨＢの寝返り態様の導出結果から、表示部１６０に表示させるための表示信号を生成して、表示部１６０へ送る。
【００６５】
＜動作＞
以上のようにして構成された姿勢検出装置１００Ａの動作について、主に人体ＨＢの姿勢検出処理に着目して説明する。
【００６６】
なお、人体ＨＢの頭部ＨＰの姿勢は枕ＰＷ上において変化し、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰの姿勢はＸ軸方向についてのベッドＢＤの中央部付近において変化するものとする。すなわち、人体ＨＢの姿勢が変化しても、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰの位置は、基準姿勢の場合と大きく異ならないものとする。
【００６７】
この姿勢検出処理は、利用者が操作部１５０に、姿勢検出の開始指令を入力することにより開始する。処理部１１０Ａは、当該開始指令を受けると、検出用磁束の射出指令を生成して、磁束射出部１２０Ａの第１磁束射出部２１０、第２磁束射出部２２０、第３磁束射出部２３０へ送る。
【００６８】
当該射出指令を受けた第１磁束射出部２１０では、個別磁束射出部２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれが、所定周波数帯の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束を射出する。こうして射出された検出用磁束は、人体の頭部ＨＰに向けて進行する。
【００６９】
そして、頭部ＨＰに装着された個別磁束検出部１３０Ａ1，１３０Ａ2，１３０Ａ3のアンテナコイル３１２Ａが、検出用磁束を受信すると、検出報告部３１５Ａの動作用電力が誘起される。こうして動作用電力が誘起されると検出報告部３１５Ａは、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２１１jへ向けて、アンテナコイル３１２Ａから、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。
【００７０】
この報告用磁束を受信した個別磁束射出部２１１jでは、情報読取部２１３が、報告用磁束から当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取る。こうして読み取られた個別磁束検出部の識別情報は、受信報告部２１５へ送られる。そして、受信報告部２１５は、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２１１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００７１】
かかる磁束受信結果を受けた処理部１１０Ａでは、頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角を特定するために、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部２１１jの配置位置に基づいた解析処理を行う。
【００７２】
例えば、頭部ＨＰが、図８（Ａ）に示される姿勢のとき、すなわち、基準姿勢のときには、前額部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ1は個別磁束射出部２１１Lから射出された検出用磁束を受信する。そして、個別磁束検出部１３０Ａ1は、当該受信に対する報告として、個別磁束射出部２１１Lへ向けて報告用磁束を射出する。また、左側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ2は、個別磁束射出部２１１2から射出された検出用磁束を受信し、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２１１2へ向けて報告用磁束を射出する。また、右側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ3は、個別磁束射出部２１１N-1から射出された検出用磁束を受信し、個別磁束射出部２１１N-1へ向けて報告用磁束を射出する。このような受信結果報告を受けた場合に、処理部１１０Ａは、頭部ＨＰの基準姿勢からの回転角を０度と特定する。
【００７３】
また、頭部ＨＰが、図８（Ｂ）に示される姿勢のときには、個別磁束検出部１３０Ａ1は、個別磁束射出部２１１M2から射出された検出用磁束を受信し、当該受信に対する報告として、個別磁束射出部２１１M2へ向けて報告用磁束を射出する。また、個別磁束検出部１３０Ａ2は、個別磁束射出部２１１M1から射出された検出用磁束を受信し、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２１１M1へ向けて報告用磁束を射出する。なお、右側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ3は、いずれの個別磁束射出部２１１jからも検出用磁束を受信しない。このような受信結果報告を受けた場合に、処理部１１０Ａは、前額部と個別磁束射出部２１１M2の配置位置、並びに、左側頭部と個別磁束射出部２１１M1の配置位置に基づいて定まる角度だけ、基準姿勢から個別軸ＨＡ回りに右回転していると特定する。
【００７４】
また、射出指令を受けた第２磁束射出部２２０においても、個別磁束射出部２２１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれが、所定周波数帯の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束を射出する。こうして射出された検出用磁束は、人体の胸部ＣＰに向けて進行する。
【００７５】
そして、胸部ＣＰ及び肩部ＡＰに装着された個別磁束検出部１３０Ａ4，１３０Ａ5，１３０Ａ6のアンテナコイル３１２Ａが、検出用磁束を受信すると、検出報告部３１５Ａの動作用電力が誘起される。引き続き、検出報告部３１５Ａが、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２２１jへ向けて、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。
【００７６】
この報告用磁束を受信した個別磁束射出部２２１jでは、情報読取部２２３が、報告用磁束から当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取り、受信報告部２２５へ送る。そして、受信報告部２２５が、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２２１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００７７】
かかる磁束受信結果を受けた処理部１１０Ａでは、頭部ＨＰの回転角の特定処理と同様に、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部２２１jの配置位置に基づいて、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角を特定する。
【００７８】
また、射出指令を受けた第３磁束射出部２３０においても、個別磁束射出部２３１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）のそれぞれが、所定周波数帯の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束を射出する。こうして射出された検出用磁束は、人体の腰部ＢＰに向けて進行する。
【００７９】
そして、臍下部及び腰部ＢＰに装着された個別磁束検出部１３０Ａ7，１３０Ａ8，１３０Ａ9のアンテナコイル３１２Ａが、検出用磁束を受信すると、検出報告部３１５Ａの動作用電力が誘起される。引き続き、検出報告部３１５Ａが、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部２３１jへ向けて、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。
【００８０】
この報告用磁束を受信した個別磁束射出部２３１jでは、情報読取部２３３が、報告用磁束から当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取り、受信報告部２３５へ送る。そして、受信報告部２３５が、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部２３１jの情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００８１】
かかる磁束受信結果を受けた処理部１１０Ａでは、頭部ＨＰ及び胸部ＣＰの回転角の特定処理と同様に、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部２３１jの配置位置に基づいて、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定する。
【００８２】
処理部１１０Ａは、上述した射出指令の発行処理、姿勢検出処理である回転角の特定処理を所定時間ごとに行う。そして、処理部１１０Ａは、検出された姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出する。処理部１１０Ａは、姿勢検出処理の結果や、寝返り態様の導出結果を、表示部１６０に表示させる。
【００８３】
以上説明したように、本第１実施形態では、処理部１１０Ａが、射出指令を生成して、磁束射出部１２０Ａの第１磁束射出部２１０、第２磁束射出部２２０、第３磁束射出部２３０へ発行すると、第１〜第３磁束射出部のそれぞれが、人体ＨＢの頭部ＨＰ、胸部ＣＰ、腰部ＢＰに向けて、所定周波数帯の周波数で変化する指向性を有する検出用磁束を射出する。そして、人体ＨＢの前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着された個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9が検出用磁束を受信すると、当該検出用磁束を射出した個別磁束射出部へ向けて、自身の識別情報を担った指向性を有する報告用磁束を射出する。この報告用磁束を受信した個別磁束射出部は、報告用磁束から当該報告用磁束を射出した個別磁束検出部の識別情報を読み取り、受信報告部へ送る。そして、受信報告部が、当該個別磁束検出部の識別情報、及び、当該識別情報を読み取った個別磁束射出部の情報を、磁束受信結果として処理部１１０Ａへ送る。
【００８４】
引き続き、処理部１１０Ａは、報告用磁束を射出した個別磁束検出部の装着位置、及び、当該報告用磁束を受信した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ、及び、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。このため、個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9が、いずれの個別磁束射出部からの検出用磁束を検出したかという簡易な方法で、回転角の特定を行うことができる。この結果、各時点における人体ＨＢの姿勢が検出される。
【００８５】
そして、処理部１１０Ａは、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰそれぞれの回転角の特定結果の時間的変化を解析して、人体ＨＢの寝返りの態様を導出する。
【００８６】
したがって、本第１実施形態によれば、被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を、簡易に、かつ、精度良く検出することができる。そして、検出された各時点の姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出することができる。
【００８７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図９〜図１５を主に参照して説明する。
【００８８】
＜構成＞
図９には、第２実施形態に係る姿勢検出装置１００Ｂの概略的な構成がブロック図にて示されている。また、図１０（Ａ），（Ｂ）には、姿勢検出装置１００Ｂの外観構成が示されている。
【００８９】
本第２実施形態に係る姿勢検出装置１００Ｂは、図９に示されるように、上述した第１実施形態の姿勢検出装置１００Ａと比べて、処理部１１０Ａに代えて処理部１１０Ｂを備える点、磁束射出部１２０Ａに代えて磁束射出部１２０Ｂを備える点、個別磁束検出部１３０Ａ1，１３０Ａ2，…，１３０Ａ9に代えて個別磁束検出部１３０Ｂ1，１３０Ｂ2，…，１３０Ｂ9を備える点、及び、アンテナ１８０を更に備える点が異なっている。以下、こうした相違点に着目して説明する。
【００９０】
上記の処理部１１０Ｂは、姿勢検出に関するデータ処理等を行う。この処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、中央処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路から構成されている。また、処理部１１０Ｂは、無線通信で、個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9との間で情報のやり取りを行う。処理部１１０Ｂによる処理の詳細については、後述する。
【００９１】
上記の磁束射出部１２０Ｂは、本第２実施形態では、図１１に示されるように、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3と、射出制御部１２５とを備えている。ここで、上記の個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3は、図１０（Ａ），（Ｂ）及び図１２により総合的に示されるように、Ｙ軸方向における所定位置のベッドＢＤの上部の人体ＨＢの外側において、コ字状で基準軸ＳＡ回りに沿って配列されている。このように配置された複数の個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3は、処理部１１０Ｂによる制御のもとで、順次、個別的に定常的な検出用磁束を射出する。個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3から射出される検出用磁束は、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰの全体に向けて進行する。
【００９２】
なお、個別磁束射出部１２１1，１２１3は壁面に配置され、個別磁束射出部１２１2は天井面に配置されるようにしてもよい。
【００９３】
上記の射出制御部１２５は、処理部１１０Ｂからの射出指令を受けると、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3に対して、順次、個別的に当該射出指令を送る。
【００９４】
図９に戻り、上記の個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9のそれぞれは、上述した個別磁束検出部１３０Ａ1〜１３０Ａ9と同様、人体の前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着されている（図１０（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００９５】
この個別磁束検出部１３０Ｂk（ｋ＝１，…，９）の構成が、図１３（Ａ），（Ｂ）に総合的に示されている。ここで、図１３（Ａ），（Ｂ）における座標系（ｓ，ｔ，ｕ）は、第１実施形態において定義した座標系（図７（Ａ），（Ｂ）参照）である。この図１３（Ａ）に示されるように、個別磁束検出部１３０Ｂkは、検出回路１３２Ａに代えて検出回路１３２Ｂを備える点が異なっている。なお、図１３（Ｂ）に示した線分Ｂ−Ｂを含むｔｕ平面が、図１３（Ａ）に示される個別磁束検出部１３０Ｂkの断面となっている。
【００９６】
上記の検出回路１３２Ｂは、上述した検出回路１３２Ａと比べて、配線基板３１１Ａに代えて配線基板３１１Ｂを備える点、検出報告部３１５Ａに代えて検出報告部３１５Ｂを備える点、電源３１６を更に備える点、及び、ホール素子３１７を更に備える点が異なっている。
【００９７】
上記の配線基板３１１Ｂの表面には、渦巻き状のアンテナコイルパターン３１２Ｂ及び２つの配線パターン３１８，３１９が形成されている。
【００９８】
上記の検出報告部３１５Ｂは、電源３１６から動作用電力の供給を受けて、自身の識別情報及び付加情報を継続的に発信する機能を有している。検出報告部３１５Ｂは、配線基板３１１Ｂ上に搭載され、アンテナコイルパターン３１２Ｂの両端、及び、配線パターン３１８，３１９それぞれの一端が接続されている。この検出報告部３１５Ｂは、配線パターン３１９を介してホール素子３１７から後述する磁束の量の検出結果を受けるとともに、処理部１１０Ｂとの間で、無線通信を行うことができるようになっている。なお、検出報告部３１５Ｂとアンテナコイルパターン３１２Ｂの渦巻きの外側端とは、不図示の貫通スルーホール及び点線で示される裏面パターンを介して接続されている。
【００９９】
上記の電源３１６は、検出報告部３１５Ｂに動作用電力を供給する。この電源３１６は、配線基板３１１Ｂ上に搭載され、配線パターン３１８の一端が接続されている。
【０１００】
上記のホール素子３１７は、配線基板３１１Ｂ上に搭載され、配線パターン３１９の一端が接続されている。このホール素子３１７は、ホール効果を利用して、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3から射出された検出用磁束のうちで、磁束検出面を貫く磁束の量を検出する。このホール素子３１７を貫いた磁束の量の検出結果は、配線パターン３１９を介して、検出報告部３１５Ｂへ送られるようになっている。
【０１０１】
このようにして構成された個別磁束検出部１３０Ｂkが、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3から射出された検出用磁束を受けると、検出用磁束のうちで、ホール素子３１７の磁束検出面を貫く磁束の量を検出する。そして、検出報告部３１５Ｂは、この検出結果及び自身に固有の情報を、検出結果報告として、無線通信で処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１０２】
図９に戻り、上記のアンテナ１８０は、個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9からの無線信号を受信する。アンテナ１８０による受信結果は、受信信号として、処理部１１０Ｂへ向けて出力される。このアンテナ１８０は、例えば、ベッドＢＤ上方の天井面等に配置される。
【０１０３】
上記の処理部１１０Ｂは、姿勢検出装置１００Ｂにおける検出動作を制御するとともに、個別磁束検出部１３０Ｂk（ｋ＝１，…，９）からの検出結果報告に基づく解析処理を行う。また、処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、寝返り態様の解析処理のための操作案内画像を表示部１６０に表示させる。そして、操作部１５０から解析の開始指令が入力されると、処理部１１０Ｂは、寝返り態様の解析処理を開始する。
【０１０４】
人体ＨＢの各時点における姿勢を検出するために、処理部１１０Ｂは、所定時間ごとに、検出用磁束の射出指令を生成し、磁束射出部１２０Ｂへ向けて送る。本第２実施形態では、処理部１１０Ｂが発行する射出指令は、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3のそれぞれから、順次、個別的に検出用磁束が射出されるように制御したものとなっている。なお、各個別磁束射出部が検出用磁束を射出する射出時間は、所定時間に比べて十分に短くなっている。
【０１０５】
また、処理部１１０Ｂは、射出指令を発行した後に、個別磁束検出部１３０Ｂk（ｋ＝１，…，９）からの検出結果報告を受ける。そして、処理部１１０Ｂは、当該検出結果報告及び検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、人体ＨＢにおける頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角、及び、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定する。かかる回転角の特定に関する処理については、後述する。
【０１０６】
そして、処理部１１０Ｂは、所定時間ごとの頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰそれぞれの個別軸回りの回転角の特定結果に基づいて、各時点における人体ＨＢの姿勢を検出する。引き続き、処理部１１０Ｂは、検出された人体姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出する。
【０１０７】
また、処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、人体ＨＢの寝返り態様の導出結果から、表示部１６０に表示させるための表示信号を生成して、表示部１６０へ送る。
【０１０８】
＜動作＞
以上のようにして構成された姿勢検出装置１００Ｂの動作について、主に人体ＨＢの姿勢検出処理に着目して説明する。
【０１０９】
なお、本第２実施形態においても、人体ＨＢの頭部ＨＰの姿勢は枕ＰＷ上において変化し、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰの姿勢はＸ軸方向についてのベッドＢＤの中央部付近において変化するものとする。
【０１１０】
人体ＨＢの姿勢検出処理は、第１実施形態の場合と同様に、利用者が操作部１５０に、姿勢検出の開始指令を入力することにより開始する。処理部１１０Ｂは、当該開始指令を受けると、所定時間ごとに、検出用磁束の射出指令を生成して、磁束射出部１２０Ｂへ送る。この射出指令は、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3のそれぞれから、順次、個別的に検出用磁束を射出する指令となっている。
【０１１１】
射出指令を受けた磁束射出部１２０Ｂでは、まず、個別磁束射出部１２１1が、指向性を有する検出用磁束を射出する。こうして射出された検出用磁束は、人体ＨＢの頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰに向けて進行する。
【０１１２】
そして、人体ＨＢに装着された個別磁束検出部１３０Ｂk（ｋ＝１，…，９）のいずれかが、個別磁束射出部１２１1が射出した検出用磁束を受けると、ホール素子３１７が、検出用磁束のうちで磁束検出面を貫く磁束の量を検出する。こうして磁束の量が検出されると、検出報告部３１５Ｂが、アンテナパターン３１２Ｂにより構成されるアンテナを利用して、自身の識別情報及び磁束の量の検出結果を、検出結果報告として、無線通信で処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１１３】
次に、個別磁束射出部１２１2が、指向性を有する検出用磁束を射出する。そして、個別磁束検出部１３０Ｂkのいずれかが、個別磁束射出部１２１2が射出した検出用磁束を受けると、ホール素子３１７が、磁束検出面を貫く磁束の量を検出する。そして、検出報告部３１５Ｂが、アンテナパターン３１２Ｂにより構成されるアンテナを利用して、自身の識別情報及び磁束の量の検出結果を、検出結果報告として、無線通信で処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１１４】
次いで、個別磁束射出部１２１3が、指向性を有する検出用磁束を射出する。そして、個別磁束検出部１３０Ｂkのいずれかが、個別磁束射出部１２１3が射出した検出用磁束を受けると、磁束検出面を貫く磁束の量を検出し、自身の識別情報及び磁束の量の検出結果を含む検出結果報告を、アンテナパターン３１２Ｂにより構成されるアンテナを利用して、処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１１５】
こうして検出結果報告を受けた処理部１１０Ｂでは、頭部ＨＰの基準姿勢からの個別軸ＨＡ回りの回転角を特定するために、頭部ＨＰに装着された個別磁束検出部１３０Ｂ1，１３０Ｂ2，１３０Ｂ3からの検出結果報告、及び、検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいた解析処理を行う。
【０１１６】
例えば、頭部ＨＰが、図１４（Ａ）に示される姿勢のとき、すなわち、基準姿勢のときには、前額部に装着された個別磁束検出部１３０Ｂ1は個別磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を最も多く受ける。そして、個別磁束検出部１３０Ｂ1は、検出用磁束のうちで磁束検出面を貫く磁束の量を検出し、検出結果を自身の識別情報とともに、検出結果報告として処理部１１０Ｂに報告する。このとき検出した磁束の量を、ＨＳ1とする。また、左側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ｂ2は、個別磁束射出部１２１1から射出された検出用磁束を最も多く受ける。そして、個別磁束検出部１３０Ｂ2は、検出用磁束のうちで磁束検出面を貫く磁束の量を検出し、検出結果を自身の識別情報とともに、処理部１１０Ｂに報告する。このとき検出した磁束の量を、ＨＳ2とする。また、右側頭部に装着された個別磁束検出部１３０Ｂ3は、個別磁束射出部１２１3から射出された検出用磁束を最も多く受けて、検出結果報告を処理部１１０Ｂに報告する。このとき検出した磁束の量を、ＨＳ3とする。
【０１１７】
ここで、磁束の量「ＨＳ1」は、個別磁束検出部１３０Ｂ1が個別磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を受けた場合に、磁束の方向と磁束検出面の法線方向とが平行なときに得られる値であり、磁束の量「ＨＳ2」は、個別磁束検出部１３０Ｂ2が個別磁束射出部１２１1から射出された検出用磁束を受けた場合に、磁束の方向と磁束検出面の法線方向とが平行なときに得られる値である。また、磁束の量「ＨＳ3」は、個別磁束検出部１３０Ｂ3が個別磁束射出部１２１3から射出された検出用磁束を受けた場合に、磁束の方向と磁束検出面の法線方向とが平行なときに得られる値である。これら関係は、事前の較正処理により既知であるものとする。
【０１１８】
処理部１１０Ｂは、「個別磁束検出部１３０Ｂ1が個別磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を受けて、検出された磁束の量がＨＳ1であるとき」、かつ、「個別磁束検出部１３０Ｂ2が個別磁束射出部１２１1から射出された検出用磁束を受けて、検出された磁束の量がＨＳ2であるとき」、かつ、「個別磁束検出部１３０Ｂ3が個別磁束射出部１２１3から射出された検出用磁束を受けて、検出された磁束の量がＨＳ3であるとき」には、頭部ＨＰの基準姿勢からの回転角を０度と特定する。
【０１１９】
また、頭部ＨＰが、図１４（Ｂ）に示される姿勢のときに、個別磁束検出部１３０Ｂ1が磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を受けて、磁束の量ＨＤ1（＜ＨＳ1）を報告し、個別磁束検出部１３０Ｂ2が磁束射出部１２１1から射出された検出用磁束を受けて、磁束の量ＨＤ1（＜ＨＳ1）を報告したとする。このような検出結果報告を受けた場合に、処理部１１０Ｂは、前額部と個別磁束射出部１２１2の配置位置、並びに、左側頭部と個別磁束射出部１２１1の配置位置を考慮して、磁束の量ＨＤ1，ＨＤ2に基づいて定まる角度だけ、基準姿勢から個別軸ＨＡ回りに右回転していると特定する。
【０１２０】
また、頭部ＨＰが、図１５に示される姿勢のときに、個別磁束検出部１３０Ｂ1が磁束射出部１２１3から射出された検出用磁束を受けて、磁束の量ＨＤ1（≒ＨＳ1）を報告し、個別磁束検出部１３０Ｂ2が磁束射出部１２１2から射出された検出用磁束を受けて、磁束の量ＨＤ2（≒ＨＳ2）を報告したとする。このような検出結果報告を受けた場合に、処理部１１０Ｂは、前額部と個別磁束射出部１２１3の配置位置、左側頭部と個別磁束射出部１２１2の配置位置、並びに、磁束の量ＨＤ1，ＨＤ2に基づいて、頭部ＨＰが基準姿勢から個別軸ＨＡ回りに約９０度だけ右回転していると特定する。
【０１２１】
また、処理部１１０Ｂは、頭部ＨＰの回転角の特定処理と同様に、胸部ＣＰ及び肩部ＡＰに装着された個別磁束検出部１３０Ｂ4，１３０Ｂ5，１３０Ｂ6のからの検出結果報告、及び、検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、胸部ＣＰの基準姿勢からの個別軸ＣＡ回りの回転角を特定する。
【０１２２】
また、処理部１１０Ｂは、頭部ＨＰ及び胸部ＣＰの回転角の特定処理と同様に、臍下部及び腰部ＢＰに装着された個別磁束検出部１３０Ｂ7，１３０Ｂ8，１３０Ｂ9のからの検出結果報告、及び、検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸ＢＡ回りの回転角を特定する。
【０１２３】
処理部１１０Ｂは、上述した射出指令の発行処理、姿勢検出処理である回転角の特定処理を所定時間ごとに行う。そして、処理部１１０Ｂは、第１実施形態の場合と同様に、検出された姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出する。また、処理部１１０Ｂは、姿勢検出処理の結果や、寝返り態様の導出結果を、表示部１６０に表示させる。
【０１２４】
以上説明したように、本第２実施形態では、処理部１１０Ｂが、射出指令を生成して、磁束射出部１２０Ｂへ発行すると、個別磁束射出部１２１1，１２１2，１２１3のそれぞれから、順次、個別的に検出用磁束が射出される。そして、人体ＨＢの前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着された個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9が検出用磁束を受けると、射出された検出用磁束のうちで、磁束検出面を貫く磁束の量を検出し、自身の識別情報及び磁束の量の検出結果を、無線通信で処理部１１０Ｂへ報告する。
【０１２５】
引き続き、処理部１１０Ｂは、磁束の量の検出結果、当該磁束の量を検出した個別磁束検出部の装着位置、及び、検出用磁束を射出した個別磁束射出部の配置位置に基づいて、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ、及び、腰部ＢＰの基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定する。このため、個別磁束検出部１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9が、いずれの個別磁束射出部からの検出用磁束を検出したかという簡易な方法で、回転角の特定を行うことができる。この結果、各時点における人体ＨＢの姿勢が検出される。
【０１２６】
そして、処理部１１０Ｂは、頭部ＨＰ、胸部ＣＰ及び腰部ＢＰそれぞれの回転角の特定結果の時間的変化を解析して、人体ＨＢの寝返りの態様を導出する。
【０１２７】
したがって、本第２実施形態によれば、被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を、簡易に、かつ、精度良く検出することができる。そして、検出された各時点の姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの寝返り態様を導出することができる。
【０１２８】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【０１２９】
例えば、上記の第１及び第２実施形態では、９個の個別磁束検出部を備えることとしたが、個別磁束検出部の数を８個以下又は１０個以上としてもよい。例えば、第１実施形態においては、個別磁束検出部の装着位置を前額部、胸部の中央付近、臍下部の３個としても、検出精度は低下するが、頭部、胸部、及び、腰部の基準姿勢からの個別軸回りの回転角を特定することができる。
【０１３０】
また、上記の第１実施形態では、第１〜第３磁束射出部は、それぞれＮ個の個別磁束射出部を備えることとしたが、各磁束射出部における個別磁束検出部の数を異なるようにしてもよい。
【０１３１】
また、上記の第１実施形態では、Ｎ個の配列された個別磁束射出部を備えることとしたが、個別磁束射出部の数を１個としてもよく、この場合には、例えば、個別磁束射出部の磁束受信領域を広くして、天井面等に配置すればよい。また、上記の第２実施形態では、３個の個別磁束射出部を備えることとしたが、個別磁束射出部の数を１個としてもよい。なお、個別磁束射出部の数を１個とする場合には、精度良く回転角を特定するという観点から、１つの特定部位に装着する個別磁束検出部の数を３個以上とすることが望ましい。
【０１３２】
また、上記の第１実施形態では、複数の個別磁束射出部は、処理部による制御のもとで、検出用磁束を同時に射出することとした。これに対して、処理部は、個別磁束射出部のそれぞれから、順次、個別的に検出用磁束が射出されるように磁束射出部を制御するようにしてもよい。
【０１３３】
また、人体が寝返りを行わずに特定の姿勢を長時間続けるような場合には、処理部は、表示部等を利用して、介護者・看護者に対して、褥瘡を防止するための手立てを行うべき旨の警報を報知するようにしてもよい。
【０１３４】
また、上記の第１及び第２実施形態においては、人体の姿勢を検出する姿勢検出装置に本発明を適用したが、ロボットなどの運動体の姿勢を検出する姿勢検出装置にも本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
以上説明したように、本発明の姿勢検出装置は、被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１００Ａ，１００Ｂ…姿勢検出装置、１１０Ａ，１１０Ｂ…処理部（特定手段、解析手段）、１２０Ａ，１２０Ｂ…磁束射出部（磁束射出手段）、１２１1，１２１2，１２１3…個別磁束射出部（個別磁束射出手段）、１２５…射出制御部、１３０Ａ1〜１３０Ａ9，１３０Ｂ1〜１３０Ｂ9…個別磁束検出部（個別磁束検出手段）、１３１…絶縁シート、１３２Ａ，１３２Ｂ…検出回路、１３３，１３４…絶縁部材、１３５…絶縁シート、１５０…操作部、１６０…表示部、１８０…アンテナ、２１０…第１磁束射出部、２１１j（ｊ＝１，２，…，Ｎ）…個別磁束射出部（個別磁束射出手段）、２１２…アンテナコイル（第１アンテナコイル）、２１３…情報読取部、２１５…受信報告部、２２０…第２磁束射出部、２２１j…個別磁束射出部（個別磁束射出手段）、２２２…アンテナコイル（第１アンテナコイル）、２２３…情報読取部、２２５…受信報告部、２３０…第３磁束射出部、２３１j…個別磁束射出部（個別磁束射出手段）、２３２…アンテナコイル（第１アンテナコイル）、２３３…情報読取部、２３５…受信報告部、３１１Ａ，３１１Ｂ…配線基板、３１２Ａ…アンテナコイルパターン（第２アンテナコイル）、３１２Ｂ…アンテナコイルパターン、３１５Ａ，３１５Ｂ…検出報告部（報告手段）、３１６…電源、３１７…ホール素子、３１８，３１９…配線、ＨＢ…人体（被検体）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節機構を介して、個別軸に沿って延びる個別部位が順次接続され、複数の前記個別部位には、隣接部位に対して、自身の個別軸回りに回動可能な特定部位が含まれる被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、
所定基準面上に載置された前記被検体の外側に設置され、指向性を有する検出用磁束を射出する磁束射出手段と；
前記特定部位又は前記特定部位の回動に連動する所定位置に装着され、前記磁束射出手段から射出された検出用磁束を検出する個別磁束検出手段と；
前記個別磁束検出手段による検出結果、前記検出用磁束を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記個別磁束検出手段が検出した検出用磁束の方向に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する特定手段と；
を備えることを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項２】
前記磁束射出手段は、前記指向性を有する所定周波数帯の検出用磁束を射出する第１アンテナコイルを有する少なくとも１つの個別磁束射出手段を備える、ことを特徴する請求項１に記載の姿勢検出装置。
【請求項３】
前記検出用磁束は、所定周波数帯の周波数で変化し、
前記個別磁束検出手段は、
第２アンテナコイルと；
前記検出用磁束を受信すると、前記受信した検出用磁束を射出した個別磁束射出手段へ向けて、前記第２アンテナコイルから指向性を有する報告用磁束を射出する報告手段と；を備え、
前記特定手段は、前記報告用磁束を発した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記報告用磁束を受信した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の姿勢検出装置。
【請求項４】
前記検出用磁束が、前記第２アンテナコイルの軸方向に前記第２アンテナコイルを貫いたときに、前記個別磁束検出手段の動作用電力が誘起され、
前記動作用電力が誘起された個別磁束検出手段は、前記第２アンテナコイルから前記報告用磁束を射出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の姿勢検出装置。
【請求項５】
前記個別磁束検出手段の数は複数であり、
前記複数の個別磁束検出手段のそれぞれは、自身に固有の情報を担った報告用磁束を射出する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の姿勢検出装置。
【請求項６】
前記磁束射出手段は、複数の個別磁束射出手段を備え、
前記複数の個別磁束射出手段は、前記被検体の外側において、前記所定基準面上に定義された基準軸回りに沿って配列される、
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項７】
前記特定手段は、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれから、順次、個別的に指向性を有する検出用磁束が射出されるように前記磁束射出手段を制御する、ことを特徴とする請求項６に記載の姿勢検出装置。
【請求項８】
前記特定部位の数は複数であり、
前記複数の特定部位ごとに対応して、前記磁束射出手段が用意される、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の姿勢検出装置。
【請求項９】
前記特定部位に対応して配列された前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれの磁束受信領域を組み合わせると、前記特定部位に対応して装着された前記個別磁束検出手段から射出される報告用磁束についての前記基準軸回りの連続的な受信領域と等価な受信が可能な磁束受信領域が形成される、ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項１０】
前記個別磁束検出手段は、
ホール効果を利用して磁場を検出する素子と；
前記素子を貫いた検出用磁束の量を検出し、検出結果を、無線通信で、前記特定手段へ報告する報告手段と；を備え、
前記特定手段は、前記検出結果、及び、前記磁束の量を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の姿勢検出装置。
【請求項１１】
前記個別磁束検出手段の数は複数であり、
前記複数の個別磁束検出手段のそれぞれは、前記検出結果を特定手段へ報告する際に、自身に固有の情報を、無線通信で、前記特定手段へ報告する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の姿勢検出装置。
【請求項１２】
前記磁束射出手段は、複数の個別磁束射出手段を備え、
前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれは、前記被検体の外側において、前記所定基準面上に定義された基準軸回りに沿って配列され、
前記特定手段は、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれから、順次、個別的に指向性を有する検出用磁束が射出されるように前記磁束射出手段を制御するとともに、前記検出結果、前記磁束の量を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記検出用磁束を射出した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の姿勢検出装置。
【請求項１３】
前記所定基準面は寝床面であり、前記被検体は人体である、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項１４】
前記個別磁束検出手段は、少なくとも前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着され、
前記特定手段は、
前記前額部及び前記両側頭部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、頭部の姿勢を特定し、
前記胸部及び前記両側肩部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、胸部の姿勢を特定し、
前記臍下部及び前記両側腰部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、腰部の姿勢を特定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の姿勢検出装置。
【請求項１５】
前記特定手段による特定結果の時間的変化を解析して、前記被検体の寝返りの態様を導出する解析手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の姿勢検出装置。
【請求項１】
関節機構を介して、個別軸に沿って延びる個別部位が順次接続され、複数の前記個別部位には、隣接部位に対して、自身の個別軸回りに回動可能な特定部位が含まれる被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、
所定基準面上に載置された前記被検体の外側に設置され、指向性を有する検出用磁束を射出する磁束射出手段と；
前記特定部位又は前記特定部位の回動に連動する所定位置に装着され、前記磁束射出手段から射出された検出用磁束を検出する個別磁束検出手段と；
前記個別磁束検出手段による検出結果、前記検出用磁束を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記個別磁束検出手段が検出した検出用磁束の方向に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する特定手段と；
を備えることを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項２】
前記磁束射出手段は、前記指向性を有する所定周波数帯の検出用磁束を射出する第１アンテナコイルを有する少なくとも１つの個別磁束射出手段を備える、ことを特徴する請求項１に記載の姿勢検出装置。
【請求項３】
前記検出用磁束は、所定周波数帯の周波数で変化し、
前記個別磁束検出手段は、
第２アンテナコイルと；
前記検出用磁束を受信すると、前記受信した検出用磁束を射出した個別磁束射出手段へ向けて、前記第２アンテナコイルから指向性を有する報告用磁束を射出する報告手段と；を備え、
前記特定手段は、前記報告用磁束を発した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記報告用磁束を受信した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の姿勢検出装置。
【請求項４】
前記検出用磁束が、前記第２アンテナコイルの軸方向に前記第２アンテナコイルを貫いたときに、前記個別磁束検出手段の動作用電力が誘起され、
前記動作用電力が誘起された個別磁束検出手段は、前記第２アンテナコイルから前記報告用磁束を射出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の姿勢検出装置。
【請求項５】
前記個別磁束検出手段の数は複数であり、
前記複数の個別磁束検出手段のそれぞれは、自身に固有の情報を担った報告用磁束を射出する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の姿勢検出装置。
【請求項６】
前記磁束射出手段は、複数の個別磁束射出手段を備え、
前記複数の個別磁束射出手段は、前記被検体の外側において、前記所定基準面上に定義された基準軸回りに沿って配列される、
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項７】
前記特定手段は、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれから、順次、個別的に指向性を有する検出用磁束が射出されるように前記磁束射出手段を制御する、ことを特徴とする請求項６に記載の姿勢検出装置。
【請求項８】
前記特定部位の数は複数であり、
前記複数の特定部位ごとに対応して、前記磁束射出手段が用意される、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の姿勢検出装置。
【請求項９】
前記特定部位に対応して配列された前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれの磁束受信領域を組み合わせると、前記特定部位に対応して装着された前記個別磁束検出手段から射出される報告用磁束についての前記基準軸回りの連続的な受信領域と等価な受信が可能な磁束受信領域が形成される、ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項１０】
前記個別磁束検出手段は、
ホール効果を利用して磁場を検出する素子と；
前記素子を貫いた検出用磁束の量を検出し、検出結果を、無線通信で、前記特定手段へ報告する報告手段と；を備え、
前記特定手段は、前記検出結果、及び、前記磁束の量を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の姿勢検出装置。
【請求項１１】
前記個別磁束検出手段の数は複数であり、
前記複数の個別磁束検出手段のそれぞれは、前記検出結果を特定手段へ報告する際に、自身に固有の情報を、無線通信で、前記特定手段へ報告する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の姿勢検出装置。
【請求項１２】
前記磁束射出手段は、複数の個別磁束射出手段を備え、
前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれは、前記被検体の外側において、前記所定基準面上に定義された基準軸回りに沿って配列され、
前記特定手段は、前記複数の個別磁束射出手段のそれぞれから、順次、個別的に指向性を有する検出用磁束が射出されるように前記磁束射出手段を制御するとともに、前記検出結果、前記磁束の量を検出した個別磁束検出手段の前記被検体における装着位置、及び、前記検出用磁束を射出した個別磁束射出手段の配置位置に基づいて、前記特定部位の所定の基準姿勢からの前記個別軸回りの回転角を特定する、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の姿勢検出装置。
【請求項１３】
前記所定基準面は寝床面であり、前記被検体は人体である、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項１４】
前記個別磁束検出手段は、少なくとも前額部、両側頭部、胸部、両側肩部、臍下部及び両側腰部に装着され、
前記特定手段は、
前記前額部及び前記両側頭部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、頭部の姿勢を特定し、
前記胸部及び前記両側肩部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、胸部の姿勢を特定し、
前記臍下部及び前記両側腰部に装着された個別磁束検出手段から発せられた磁束の検出結果に基づいて、腰部の姿勢を特定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の姿勢検出装置。
【請求項１５】
前記特定手段による特定結果の時間的変化を解析して、前記被検体の寝返りの態様を導出する解析手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の姿勢検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１２０６８３（Ｐ２０１１−１２０６８３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７９５５９（Ｐ２００９−２７９５５９）
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（５０２２６５２８６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（５０２２６５２８６）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]