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技術 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

出願人 積水化学工業株式会社
発明者 岩根和良
出願日 2017年1月30日 (3年3ヶ月経過) 出願番号 2017-014097
公開日 2018年8月9日 (1年8ヶ月経過) 公開番号 2018-124079
状態 未査定
技術分野 特定の目的に適した力の測定
主要キーワード 電位閾値 変化量閾値 押圧面積 転倒検知 圧縮度合い 電気絶縁性シート 各感圧センサ 粘着剤層部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年8月9日)のものです。
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図面 (14)

課題

本発明は、被観察者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複数個、形成されていることを特徴とする。

概要

背景

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。

概要

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。 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複数個、形成されていることを特徴とする。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項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

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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、被観察者転倒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

請求項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。

請求項7

感圧センサは、縦横方向に所定間隔ごと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。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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。

0003

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。

0004

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。

0005

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。

先行技術

0006

特開2016−676413号公報

発明が解決しようとする課題

0007

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。

0008

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。

課題を解決するための手段

0009

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複数個、形成されていることを特徴とする。

0010

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。

0011

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。

0012

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。

発明の効果

0013

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。

0014

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。

0015

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。

図面の簡単な説明

0016

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。

実施例

0017

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。

0018

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。

0019

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。

0020

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。

0021

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。

0022

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。

0023

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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

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。

0044

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。

0045

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。

0046

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。

0047

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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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))。

0055

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・・・B1nとし、次の行(2行目)に配列された感圧センサを順次、B21、B22・・・B2nとし、m行目に配列された感圧センサを順次、Bm1、Bm2・・・Bmnとすることによって、各感圧センサは区別されている。

0056

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。

0057

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。

0058

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。

0059

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))。

0060

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。

0061

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))。

0062

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。

0063

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。

0064

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。

0065

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。

0066

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。

0067

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。

0068

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。

0069

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。

0070

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))。

0071

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・・・B1nとし、次の行(2行目)に配列された感圧センサを順次、B21、B22・・・B2nとし、m行目に配列された感圧センサを順次、Bm1、Bm2・・・Bmnとすることによって、各感圧センサは区別されている。

0072

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。

0073

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。

0074

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。

0075

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))。

0076

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))。

0077

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。

0078

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。

0079

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。

0080

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

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