特許 7240753 被服、測定装置、および監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-08

(45)【発行日】2023-03-16

(54)【発明の名称】被服、測定装置、および監視システム

(51)【国際特許分類】

   G01D 21/00 20060101AFI20230309BHJP

   A41D 13/00 20060101ALI20230309BHJP

   A41D 13/12 20060101ALI20230309BHJP

   A41D 31/00 20190101ALI20230309BHJP

   A41D 31/04 20190101ALI20230309BHJP

   A41D 31/18 20190101ALI20230309BHJP

   A44B 1/00 20060101ALI20230309BHJP

   A61B 5/00 20060101ALI20230309BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20230309BHJP

   D02G 3/04 20060101ALI20230309BHJP

   D02G 3/38 20060101ALI20230309BHJP

   G01P 13/00 20060101ALI20230309BHJP

   G01P 15/00 20060101ALI20230309BHJP

【ＦＩ】

G01D21/00 M

A41D13/00 102

A41D13/12 181

A41D31/00 503Z

A41D31/00 502A

A41D31/04 Z

A41D31/18

A44B1/00 Z

A61B5/00 102A

A61B5/11 100

D02G3/04

D02G3/38

G01P13/00 A

G01P15/00 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020566018

(86)(22)【出願日】2019-01-16

(86)【国際出願番号】 JP2019001101

(87)【国際公開番号】W WO2020148829

(87)【国際公開日】2020-07-23

【審査請求日】2022-01-14

(73)【特許権者】

【識別番号】517457137

【氏名又は名称】ＰＯＳＨ ＷＥＬＬＮＥＳＳ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】根武谷 吾

【審査官】平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－８９９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１０３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４１２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５０１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１９１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第３３６６２１１（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ２１／００

Ｇ０１Ｂ ７／２４

Ａ４１Ｄ １３／００，１３／１２

Ａ４１Ｄ ３１／００，３１／０４，３１／１８

Ａ４４Ｂ １／００

Ａ６１Ｂ ５／００，５／１１

Ｄ０２Ｇ ３／０４，３／３８

Ｇ０１Ｐ １３／００

Ｇ０１Ｐ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザが着用する被服であって、
長手方向に伸縮可能な絶縁性材料と、導電性を有し、前記絶縁性材料にコイル状に巻き付けられている導電性繊維とを含むセンサ用材料と、
前記導電性繊維の３以上の部分と電気的にそれぞれ接続される複数の接続部と
を備え、
前記導電性繊維は、少なくとも一部が前記絶縁性材料の伸縮に伴って伸縮しないように固定された固定領域を有し、
複数の前記接続部のうち少なくとも２つの接続部は、前記固定領域の異なる２つの部分のそれぞれに電気的に接続されている、
被服。

【請求項2】

前記導電性繊維は、前記絶縁性材料の異なる複数の部分に固定されている、
請求項１に記載の被服。

【請求項3】

長手方向に伸縮可能な糸を用いて紐状または帯状に形成されている基体を更に備え、
前記センサ用材料が伸縮可能な方向に前記基体が伸縮可能であるように、前記センサ用材料が前記基体に結合されている、
請求項１または２に記載の被服。

【請求項4】

前記被服は、少なくとも一部に伸縮性を有する布を用いて形成され、
前記センサ用材料は、伸縮性を有する前記布に結合されており、
前記布は、前記センサ用材料が伸縮可能な方向に伸縮可能である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の被服。

【請求項5】

複数の前記接続部は、前記被服に設けられたボタンの一部である、請求項１から４のいずれか一項に記載の被服。

【請求項6】

被服を着用したユーザの状態を測定する測定装置であって、
前記被服は、
長手方向に伸縮可能な絶縁性材料と、導電性を有し、前記絶縁性材料にコイル状に巻き付けられている導電性繊維とを含むセンサ用材料と、
前記導電性繊維の３以上の部分と電気的にそれぞれ接続される複数の接続部と
を備え、
前記測定装置は、
前記被服の複数の前記接続部のうち、異なる２つの前記接続部の間のインピーダンスを測定する測定部と、
複数の前記接続部と前記測定部との間の電気的な接続を切り換える切換部と、
隣り合う２つの前記接続部の間のインピーダンスをそれぞれ前記測定部に測定させるように前記切換部を制御する制御部と、
前記インピーダンスの測定結果に基づき、前記被服を着用した前記ユーザの状態を特定する特定部と
を備える、測定装置。

【請求項7】

前記導電性繊維は、少なくとも一部が前記絶縁性材料の伸縮に伴って伸縮しないように固定された固定領域を有し、
前記被服は、前記固定領域の異なる２以上の部分のそれぞれに電気的に接続されている複数の前記接続部を更に有し、
前記測定部は、前記固定領域に設けられた異なる２つの前記接続部の間のインピーダンスを基準値として、前記導電性繊維の前記固定領域以外の部分のインピーダンスの値を算出する、
請求項６に記載の測定装置。

【請求項8】

前記測定部は、前記被服の複数の前記接続部のうち、異なる２つの前記接続部の間のインダクタンスを測定し、
前記特定部は、前記インダクタンスの測定結果に基づき、前記被服を着用した前記ユーザの状態を特定する、
請求項６又は７に記載の測定装置。

【請求項9】

前記被服は、前記被服を着用した前記ユーザが移動した場合の加速度を検出するための加速度センサと、前記被服を着用した前記ユーザが移動した場合の角速度および／または角加速度を検出するためのジャイロセンサのうち、少なくとも一方を更に備える、請求項６から８のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項10】

複数の被服と、複数の前記被服をそれぞれ着用した複数のユーザの状態を測定する複数の測定装置とを備え、複数の前記ユーザの状態を監視する監視システムであって、
前記被服は、
長手方向に伸縮可能な絶縁性材料と、導電性を有し、前記絶縁性材料にコイル状に巻き付けられている導電性繊維とを含むセンサ用材料と、
前記導電性繊維の３以上の部分と電気的にそれぞれ接続される複数の接続部と
を有し、
前記測定装置は、
前記被服の複数の前記接続部のうち、異なる２つの前記接続部の間のインピーダンスを測定する測定部と、
複数の前記接続部と前記測定部との間の電気的な接続を切り換える切換部と、
隣り合う２つの前記接続部の間のインピーダンスをそれぞれ前記測定部に測定させるように前記切換部を制御する制御部と、
前記インピーダンスの測定結果に基づき、前記被服を着用した前記ユーザの状態を特定する特定部と
を有し、
複数の前記測定装置にそれぞれ接続され、複数の前記被服をそれぞれ着用した複数の前記ユーザの状態を取得する取得部と、
複数の前記ユーザの状態のうち、異常な状態を検知する検知部と
を更に備える、監視システム。

【請求項11】

前記測定部は、前記被服の複数の前記接続部のうち、異なる２つの前記接続部の間のインダクタンスを測定し、
前記特定部は、前記インダクタンスの測定結果に基づき、前記被服を着用した前記ユーザの状態を特定する、
請求項１０に記載の監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ用材料、センサ素子、被服、測定装置、監視システム、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、人の動き、呼吸、心拍等を容易に検出する測定装置が望まれていた。特に、無呼吸症候群か否かを判定するための睡眠時の呼吸動作、病院等における患者の突然死、乳幼児のうつ伏せ死等を測定および監視できるシステムが望まれていた。このようなシステムとして、例えば、センサが設けられたベッド等を用いて人の呼吸動作等を検出するシステム、レーザ照射および撮像装置等で人の動きを検知するシステム等が知られていた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、複数のユーザの状態をセンサ付きベッドで監視する場合、監視すべきユーザの人数に応じて複数のセンサ付きベッドを用意しなければならず、このような大掛かりで高価なシステムを容易に導入することは困難であった。また、光学的にユーザを監視する場合、光学系の死角に入ると検出感度が低減してしまうことがあった。したがって、人の動き、呼吸、心拍等を高精度かつ容易に検出して監視するシステムを実現することは困難であった。

【0004】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、人の動き、呼吸、心拍等を容易に検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の態様においては、長手方向に伸縮可能な絶縁性材料と、導電性を有し、前記絶縁性材料にコイル状に巻き付けられている導電性繊維とを備える、センサ用材料を提供する。前記導電性繊維は、前記絶縁性材料の異なる複数の部分に固定されていてもよい。

【0006】

本発明の第２の態様においては、第１の態様の前記センサ用材料と、長手方向に伸縮可能な糸を用いて紐状または帯状に形成されている基体とを備え、前記センサ用材料が伸縮可能な方向に前記基体が伸縮可能であるように、前記センサ用材料が前記基体に結合されている、センサ素子を提供する。

【0007】

本発明の第３の態様においては、第２の態様の前記センサ素子が設けられている、被服を提供する。前記被服は、少なくとも一部に伸縮性を有する布を用いて形成され、第１の態様の前記センサ用材料が、伸縮性を有する前記布に結合されており、前記センサ用材料が伸縮可能な方向に、前記布が伸縮可能でよい。

【0008】

前記被服は、前記導電性繊維の少なくとも２つの部分と電気的にそれぞれ接続される接続部を更に備えてよい。１または複数の前記接続部は、前記被服に設けられたボタンの一部でよい。

【0009】

本発明の第４の態様においては、第３の態様の前記被服の複数の前記接続部のうち、異なる２つの前記接続部の間のインダクタンスを測定する測定部と、前記インダクタンスの測定結果に基づき、前記被服を着用したユーザの状態を特定する特定部とを備える、測定装置を提供する。

【0010】

前記被服は、前記導電性繊維の３以上の部分のそれぞれに電気的に接続されている複数の前記接続部を有し、複数の前記接続部と前記測定部との間の電気的な接続を切り換える切換部と、隣り合う２つの前記接続部の間のインダクタンスをそれぞれ前記測定部に測定させるように前記切換部を制御する制御部とを更に備えてもよい。

【0011】

前記導電性繊維は、少なくとも一部が前記絶縁性材料の伸縮に伴って伸縮しないように固定された固定領域を有し、前記被服は、前記固定領域の異なる２以上の部分のそれぞれに電気的に接続されている複数の前記接続部を更に有し、前記測定部は、前記固定領域に設けられた異なる２つの前記接続部の間のインダクタンスを基準値として、前記導電性繊維の前記固定領域以外の部分のインダクタンスの値を算出してもよい。

【0012】

前記被服は、前記被服を着用した前記ユーザが移動した場合の加速度を検出するための加速度センサと、前記被服を着用した前記ユーザが移動した場合の角速度および／または角加速度を検出するためのジャイロセンサのうち、少なくとも一方を更に備えてもよい。

【0013】

本発明の第５の態様においては、第３の態様の前記被服と、複数の前記被服のそれぞれに接続される複数の第４の態様の前記測定装置と、複数の前記測定装置にそれぞれ接続され、複数の前記被服をそれぞれ着用した複数のユーザの状態を取得する取得部と、複数の前記ユーザの状態のうち、異常な状態を検知する検知部とを備える、監視システムを提供する。

【0014】

本発明の第６の態様においては、コンピュータにより実行されると、前記コンピュータを第５の態様の前記監視システムの少なくとも一部として機能させる、プログラムを提供する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、人の動き、呼吸、心拍等を容易に検出できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る監視システム１０の構成例を示す。

【図2】本実施形態に係る被服２０および測定装置３０の構成例を示す。

【図3】本実施形態に係るセンサ素子１００の構成例を示す。

【図4】本実施形態に係るセンサ用材料１２０の構成例を示す。

【図5】本実施形態に係る被服２０および測定装置３０の変形例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜監視システム１０の構成例＞
図１は、本実施形態に係る監視システム１０の構成例を示す。監視システム１０は、ユーザが着用している被服に設けられたセンサの検出信号に基づき、ユーザの異常動作等を監視する。監視システム１０は、被服２０と、測定装置３０と、取得部４０と、記憶部５０と、検知部６０と、通知部７０とを備える。

【0018】

被服２０は、ユーザが着用し、センサが設けられている。被服２０は、例えば、下着、パジャマ、病衣、部屋着等である。被服２０に設けられているセンサについては、後述する。

【0019】

測定装置３０は、センサの検出結果に基づき、被服２０を着用したユーザの状態を測定する。測定装置３０は、例えば、ユーザの動作、呼吸、および心拍等の状態を測定する。測定装置３０は、ユーザの被服２０に装着されていてよく、これに代えて、被服２０とは別個に設けられていてもよい。被服２０および測定装置３０は、例えば、有線または無線で接続されている。監視システム１０において、例えば、このような被服２０および測定装置３０の組がユーザ毎に設けられている。測定装置３０は、例えばネットワーク１２を介して、測定した結果をサーバ８０に送信する。なお、ネットワーク１２は、例えばインターネットであるが、これに代えて、ローカルエリアネットワークでもよい。

【0020】

サーバ８０は、取得部４０と、記憶部５０と、検知部６０と、通知部７０とを有する。
取得部４０は、複数の測定装置３０にそれぞれ接続され、複数の被服２０をそれぞれ着用した複数のユーザの状態を取得する。取得部４０は、ユーザの状態を示す測定装置３０の測定結果をそれぞれ取得する。取得部４０は、ネットワーク１２を介して複数の測定装置３０と接続されていてもよく、複数の測定装置３０と直接接続されていてもよい。

【0021】

記憶部５０は、取得した複数の測定装置３０の測定結果を記憶する。また、記憶部５０は、監視システム１０が動作の過程で生成する（または利用する）中間データ、算出結果、閾値、およびパラメータ等をそれぞれ記憶してもよい。また、記憶部５０は、監視システム１０内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してもよい。

【0022】

検知部６０は、複数のユーザの状態のうち、異常な状態を検知する。検知部６０は、例えば、複数のユーザのうち無呼吸となっている状態のユーザを検知する。この場合、検知部６０は、当該ユーザが無呼吸となっている状態の継続時間等を検知してもよい。また、検知部６０は、例えば、複数のユーザのうち心拍が閾値未満となっているユーザを検知する。この場合、検知部６０は、当該ユーザの心拍が閾値未満となっている状態の継続時間等を検知してもよい。

【0023】

通知部７０は、検知部６０が異常な状態のユーザを検知したことに応じて、異常なユーザを検知したことを外部に通知する。通知部７０は、例えば、監視システム１０のオペレータ等に対して、異常が検知されたことを表示部等に表示する。通知部７０は、音声等を発して異常を検知したことを通知してもよい。また、通知部７０は、ネットワーク１２を介して、外部のサーバ等に異常を検知したことを通知してもよい。

【0024】

以上のように、本実施形態に係る監視システム１０は、ユーザの被服２０に設けられたセンサの検出結果に基づいて、ユーザの状態を測定するので、ベッド等を用いた大規模な測定装置等を必要としない。例えば、比較的規模の大きい病院等に入院する複数のユーザに対しても、容易に適用することができる。また、監視システム１０は、ネットワーク１２等を用いて複数のユーザを監視することができるので、特定の建物および地域等とは無関係に構成することができる。監視システム１０は、例えば、自宅療養中のユーザ等を含めた複数のユーザの状態を監視できる。このような監視システム１０が用いる被服２０および測定装置３０について次に説明する。

【0025】

＜被服２０および測定装置３０の構成例＞
図２は、本実施形態に係る被服２０および測定装置３０の構成例を示す。被服２０は、ユーザの状態を検出するセンサとして、センサ素子１００が設けられている。センサ素子１００は、ユーザの体の動きに応じて伸縮するように設けられている。センサ素子１００は、例えば、ユーザの身体の動きに応じて、インピーダンスが変動する素子である。図２は、センサ素子１００がユーザの腹囲を囲うような位置に密着するように設けられ、ユーザの腹囲の変位に応じてセンサ素子１００のインピーダンスが変動する例を示す。なお、本実施例において、ユーザの身体の動きに応じて、センサ素子１００のインダクタンスが変化する例を説明する。このようなセンサ素子１００については、後述する。

【0026】

被服２０は、測定装置３０と接続される複数の接続部２２を有する。接続部２２のそれぞれは、センサ素子１００と電気的に接続される。複数の接続部２２は、センサ素子１００の入出力端子として機能する。例えば、複数の接続部２２のうち、１つのまたは複数の接続部２２は、被服２０に設けられたボタンの一部である。図２は、センサ素子１００の両端に接続部２２が設けられた例を示す。

【0027】

ボタンは、例えば、スナップボタン等の金属製の留め具である。この場合、スナップボタンは、脱着可能な凹部ボタンおよび凸部ボタンの組で構成されており、凹部ボタンおよび凸部ボタンのいずれか一方が被服２０に縫い付けられていることが望ましい。これにより、被服２０に複数の接続部２２を容易に取り付けることができる。また、ユーザは、接続部２２が設けられている被服２０を違和感なく着用できる。また、被服２０および測定装置３０を電気的に接続するケーブルは、凹部ボタンおよび凸部ボタンのいずれか一方を、被服２０と接続するための端子として用いることができる。

【0028】

測定装置３０は、測定部３２と、記憶部３４と、特定部３６と、送信部３８と、制御部３９とを備える。測定部３２は、被服２０の複数の接続部２２のうち、異なる２つの接続部２２の間のインダクタンスを測定する。図２は、測定部３２がセンサ素子１００の両端に設けられた２つの接続部２２の間のインダクタンスを測定する例を示す。

【0029】

測定部３２は、既知の測定方法により、インダクタンスを測定してよく、ここでは詳細な説明を省略する。例えば、測定部３２は、予め定められた振幅電圧の交流信号をセンサ素子１００に供給し、センサ素子１００に流れる交流電流の測定結果に基づき、インダクタンスを測定する。測定部３２は、継続してインダクタンスの測定を実行して、インダクタンスの変化を測定することが望ましい。この場合、測定部３２は、予め定められた時間毎にインダクタンスを測定してもよく、これに代えて、略一定の時間間隔でインダクタンスの測定を継続してもよい。

【0030】

記憶部３４は、測定部３２が測定したインダクタンスの値を記憶する。また、記憶部３４は、測定装置３０が動作の過程で生成する（または利用する）中間データ、算出結果、閾値、およびパラメータ等をそれぞれ記憶してもよい。また、記憶部３４は、監視システム１０内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してもよい。

【0031】

特定部３６は、測定部３２のインダクタンスの測定結果に基づき、被服２０を着用したユーザの状態を特定する。特定部３６は、例えば、インダクタンスの時間的な変動に応じて、ユーザの状態を特定する。特定部３６は、例えば、インダクタンスの変動に周期性がなく、一時的に閾値以上変動する場合、ユーザの寝返り等の移動状態であることを特定する。また、特定部３６は、インダクタンスの周期的な変動幅が閾値未満の場合に、ユーザが無呼吸状態であることを特定してもよい。また、特定部３６は、インダクタンスが略一定の周期で変動し、当該インダクタンスの変動幅が予め定められた上限値および下限値の範囲内の場合に、ユーザの呼吸数が当該周期の逆数であることを特定してもよい。

【0032】

また、特定部３６は、インダクタンスの時間的な変動が略一定の周期で変動し、振幅値の変動幅が予め定められた上限値および下限値の範囲内の場合に、ユーザの心拍数が当該周期の逆数であることを特定してもよい。これに代えて、または、これに加えて、特定部３６は、測定したインダクタンスの変化パターンと、記憶部３４が過去に記憶したユーザの呼吸に伴って変化するインダクタンスの変化パターンとを比較して、ユーザの状態を特定してもよい。

【0033】

送信部３８は、特定部３６が特定した結果を取得部４０に送信する。測定装置３０および取得部４０が無線で接続されている場合、送信部３８は、アンテナ等の送受信回路が含まれており、取得部４０へと特定結果を無線で送信する。

【0034】

制御部３９は、測定部３２、記憶部３４、特定部３６、および送信部３８の動作を制御する。制御部３９は、例えば、測定部３２がインダクタンスを測定するタイミング、記憶部３４が測定結果を記憶するタイミング、特定部３６が測定結果を取得してユーザの状態を特定するタイミング、送信部３８が特定結果を送信するタイミング等を制御する。制御部３９は、一例として、予め定められた時刻または時間間隔でインダクタンスを測定し、監視システム１０に特定結果を送信するように各部を制御する。制御部３９は、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。

【0035】

以上の本実施形態に係る測定装置３０は、集積回路等で形成されていることが望ましい。また、測定装置３０は、バッテリー等を搭載したモバイル型の携帯型装置として構成されていることがより望ましい。これにより、測定装置３０は、被服２０を着用するユーザのポケット、ベルト、バッグ等に容易に保持することができる。また、測定装置３０は、ユーザが携帯する端末の一部として構成されていてもよい。以上の測定装置３０は、被服２０に設けられたセンサ素子１００のインダクタンスの変化に基づき、ユーザの状態を測定する。このようなユーザの状態に応じてインダクタンスが変化するセンサ素子１００について、次に説明する。

【0036】

＜センサ素子１００の構成例＞
図３は、本実施形態に係るセンサ素子１００の構成例を示す。図３は、センサ素子１００がゴム紐として機能する例を示す。センサ素子１００は、基体１１０とセンサ用材料１２０とを備える。なお、図３に示すセンサ素子１００は、接続部２２を更に有する例を示す。

【0037】

基体１１０は、長手方向に伸縮可能な糸を用いて紐状または帯状に形成されている。基体１１０は、例えば、弾性を有する材料で形成されている、帯、紐、布等である。また、基体１１０は、一部が弾性を有する材料で形成されていてもよい。図３は、基体１１０が帯状のゴム紐であり、Ｘ方向に伸縮する例を示す。

【0038】

センサ用材料１２０は、長手方向に伸縮可能に形成されている。センサ用材料１２０は、当該センサ用材料１２０が伸縮可能な方向に基体１１０が伸縮可能であるように、基体１１０に結合されている。センサ用材料１２０は、例えば、基体１１０に織り込まれていてよく、これに代えて、基体１１０に縫い付けられてもよい。また、センサ用材料１２０は、基体１１０に接着剤等で固定されていてもよい。また、センサ用材料１２０は、接続部２２と共に、基体１１０に縫い付けられることで固定されていてもよい。これにより、センサ用材料１２０は、例えば、基体１１０が長手方向に伸縮すると、当該基体１１０と同様に長手方向に伸縮する。

【0039】

このように、センサ用材料１２０は、長手方向に伸縮することにより、インダクタンスの値が変化するインダクタンス成分を有する。即ち、基体１１０がＸ方向に伸縮することにより、センサ用材料１２０のインダクタンスの値が変化するように、センサ用材料１２０が基体１１０に結合されている。

【0040】

また、センサ用材料１２０が接続部２２と電気的に接続されるように、当該接続部２２が基体１１０に設けられている。図３は、２つの接続部２２が基体１１０に設けられ、センサ用材料１２０の両端と電気的にそれぞれ接続されている例を示す。この場合、２つの接続部２２と測定装置３０とを接続することにより、当該測定装置３０は、２つの接続部２２の間のセンサ用材料１２０のインダクタンスを測定可能となる。このようなセンサ用材料１２０について、次に説明する。

【0041】

＜センサ用材料１２０の構成例＞
図４は、本実施形態に係るセンサ用材料１２０の構成例を示す。センサ用材料１２０は、絶縁性材料１２２と、導電性繊維１２４とを有する。絶縁性材料１２２は、長手方向に伸縮可能である。絶縁性材料１２２は、弾性を有する材料で形成されている。絶縁性材料１２２は、例えば、ゴム、ポリマー等で形成されている。また、絶縁性材料１２２は、高誘電率の材料を含んでもよい。絶縁性材料１２２は、例えば、長手方向に延伸する糸状に形成されている。

【0042】

導電性繊維１２４は、導電性を有する材料で形成されている。また、導電性繊維１２４は、繊維状の材料に導電性材料が付着されて形成されていてもよい。導電性繊維１２４は、例えば、導電性フィルム等でよく、これに代えて、糸状のゴム、ポリマー等に導電性インク等が付着されて形成されていてもよい。導電性繊維１２４は、絶縁性材料１２２にコイル状に巻き付けられている。

【0043】

以上のセンサ用材料１２０は、導電性繊維１２４の巻き数、直径、長さ、絶縁性材料１２２の誘電率等に応じたインダクタンス成分を有することになる。また、センサ用材料１２０は、導電性繊維１２４が長手方向に伸縮することにより、インダクタンスの値が増減する。なお、接続部２２は、導電性繊維１２４の少なくとも２つの部分と電気的にそれぞれ接続される。例えば、２つの接続部２２が導電性繊維１２４に接続された場合、当該２つの接続部２２の間に接続された導電性繊維１２４のインダクタンスの値を、測定部３２が測定可能となる。

【0044】

ここで、導電性繊維１２４は、絶縁性材料１２２の異なる複数の部分に固定されていることが望ましい。例えば、絶縁性材料１２２および導電性繊維１２４は、第１の位置と、導電性繊維１２４が伸縮していない状態で第１の位置から導電性繊維１２４の長さだけ離れた位置とに接着剤等で固定されている。これにより、導電性繊維１２４は、絶縁性材料１２２と一体となって伸縮する。即ち、センサ用材料１２０は、当該センサ用材料１２０の長手方向の伸縮に応じて、インダクタンスの値が変化するセンサとして機能する。このようなセンサ用材料１２０が基体１１０に結合されることで、導電性繊維１２４は、基体１１０と一体となって伸縮する。即ち、センサ用材料１２０は、基体１１０の長手方向の長さを検出するセンサとして機能する。

【0045】

これに代えて、または、これに加えて、導電性繊維１２４が基体１１０の異なる複数の部分に固定されるように、当該センサ用材料１２０が基体１１０に結合されていてもよい。この場合においても、導電性繊維１２４は、基体１１０と一体となって伸縮するので、センサ用材料１２０は、基体１１０の長手方向の長さを検出するセンサとして機能する。

【0046】

以上のセンサ用材料１２０が結合されたセンサ素子１００が被服２０の一部として用いられることにより、当該センサ素子１００は、被服２０を着用したユーザの体の変位を検出可能となる。例えば、センサ素子１００をシャツ、下着、パンツ等の被服２０のゴム紐として用いることにより、当該センサ素子１００を、ユーザの首、胸、腹、または腰の周囲を囲うように配置できる。これにより、センサ素子１００は、ユーザの呼吸および心拍等に起因するユーザの体の変位に応じて長手方向に伸縮することになり、ユーザの状態に応じて、インダクタンスを変化させる。したがって、測定装置３０は、センサ素子１００のインダクタンスを測定することにより、ユーザの状態を測定することができる。

【0047】

以上のように、本実施形態に係るセンサ用材料１２０は、ゴム紐または伸縮性を有する布等に結合され、被服２０の一部として用いられるセンサ素子１００として動作する。このようなセンサ用材料１２０は、図４で説明したように、糸状に形成されているので、センサ素子１００を形成することは容易であり、また、被服２０への取り付け、交換等も容易である。

【0048】

また、センサ素子１００は、伸縮するゴム紐としてユーザの体に囲うように固定できるので、ユーザの移動および寝返り等によっても配置のずれが生じにくい。また、センサ素子１００の配置にずれが生じたとしても、ユーザの体を囲うように固定されたままずれるので、検出感度の低減を防止できる。また、測定装置３０は、インダクタンスの周期的な変動を検出するので、非周期的なユーザの移動等による雑音成分を容易に除去できる。したがって、測定装置３０は、人の動き、呼吸、心拍等を容易に検出することができる。これにより、コストを低減させ、簡便で高精度な監視システム１０を実現できる。

【0049】

以上の本実施形態に係るセンサ用材料１２０は、基体１１０と結合されて被服２０に設けられる例を説明したが、これに限定されることはない。センサ用材料１２０は、被服２０に設けられてもよい。例えば、被服２０が、少なくとも一部に伸縮性を有する布等を用いて形成されている場合、センサ用材料１２０は、伸縮性を有する当該布に結合されていてよい。この場合、センサ用材料１２０が伸縮可能な方向に、布が伸縮可能であることが望ましい。

【0050】

例えば、被服２０に既にゴム紐が設けられている場合、当該ゴム紐にセンサ用材料１２０が結合されていてもよい。また、被服２０が、タイツ、スパッツ、ラッシュガード、腹巻、リストバンド等のように、ユーザの体と密着して伸縮するような布で形成されている場合、当該布にセンサ用材料１２０が結合されていてもよい。

【0051】

このように、被服２０を着用するユーザの変位を検出できれば、センサ用材料１２０またはセンサ素子１００を、当該被服２０のいずれの部分に配置してもよい。例えば、センサ素子１００は、ガウン等のベルトの少なくとも一部であってもよい。また、センサ素子１００は、胸部、首、腕、手首等に配置されてもよい。また、ユーザの変位を検出できれば、センサ素子１００は、被服２０以外の部分に設けられてもよい。例えば、センサ素子１００は、帽子のゴム紐の少なくとも一部であってもよい。また、センサ素子１００は、ベルト、サスペンダ等の一部であってもよい。

【0052】

以上の本実施形態に係る測定装置３０は、導電性繊維１２４の異なる２つの部分の間のインダクタンスを測定する例を説明した。測定感度をより向上させる目的で、センサ用材料１２０はより長い方が望ましく、センサ用材料１２０がユーザの周囲を囲う程度まで被服２０に設けられることがより望ましい。なお、測定装置３０は、導電性繊維１２４の異なる複数の部分のインダクタンスを測定してもよい。このような測定装置３０について、次に説明する。

【0053】

＜導電性繊維１２４の複数個所のインダクタンスを測定する例＞
図５は、本実施形態に係る被服２０および測定装置３０の変形例を示す。変形例の被服２０は、導電性繊維１２４の３以上の部分のそれぞれに電気的に接続されている複数の接続部２２を有する。複数の接続部２２は、例えば、導電性繊維１２４の長手方向において、予め定められた間隔で離間した複数の部分にそれぞれ接続される。図５は、複数の接続部２２が、導電性繊維１２４の長手方向において、等間隔に離間した複数の部分のそれぞれ接続される例を示す。図５において、導電性繊維１２４の複数の部分を、Ｐ_１からＰ_４として示す。

【0054】

変形例の測定装置３０は、複数の接続部２２と測定部３２との間の電気的な接続を切り換える切換部３１を更に備える。切換部３１は、複数のスイッチを有する。制御部３９は、切換部３１の複数のスイッチを切り換える制御信号を切換部３１に供給して、測定部３２が導電性繊維１２４の異なる複数の部分のインダクタンスを測定できるように切換部３１を制御する。制御部３９は、例えば、隣り合う２つの接続部２２の間のインダクタンスをそれぞれ測定部３２に測定させるように切換部３１を制御する。

【0055】

図５の例の場合、制御部３９は、例えば、測定部３２と導電性繊維１２４のＰ_１およびＰ_２に接続された接続部２２との間を電気的に接続し、測定部３２と導電性繊維１２４のＰ_３およびＰ_４に接続された接続部２２との間を電気的に切断するように切換部３１を制御する。これにより、測定部３２は、導電性繊維１２４のＰ_１およびＰ_２の間のインダクタンスを測定できる。

【0056】

この場合、制御部３９は、次に、測定部３２と導電性繊維１２４のＰ_２およびＰ_３に接続された接続部２２との間を電気的に接続し、測定部３２と導電性繊維１２４のＰ_１およびＰ_４に接続された接続部２２との間を電気的に切断するように切換部３１を制御する。これにより、測定部３２は、導電性繊維１２４のＰ_２およびＰ_３の間のインダクタンスを測定できる。同様に、制御部３９は、Ｐ_３およびＰ_４の間のインダクタンスを測定部３２に測定させるように、切換部３１を制御してもよい。

【0057】

以上のように、変形例の測定装置３０は、導電性繊維１２４の異なる複数の部分のインダクタンスを測定して、ユーザの状態をより詳細に測定することができる。例えば、測定装置３０は、導電性繊維１２４のうち、ユーザの心臓により近い部分の測定結果に基づき、ユーザの心拍の状態を特定し、ユーザの肺により近い部分の測定結果に基づき、ユーザの呼吸の状態を特定してもよい。

【0058】

図５の例の場合、測定装置３０は、Ｐ_１およびＰ_２の間のインダクタンスの変化からユーザの腹部の右側の変位を、Ｐ_２およびＰ_３の間のインダクタンスの変化からユーザの腹部の中央の変位を、Ｐ_３およびＰ_４の間のインダクタンスの変化からユーザの腹部の左側の変位を、それぞれ測定できる。これにより、測定装置３０は、例えば、ユーザの左右の腹部の変位の差から、ユーザの歩行、寝返り等の移動状態を特定できる。また、測定装置３０は、ユーザの左右の腹部の変位のそれぞれと、腹部の中央の変位との差分から、ユーザの呼吸および／または心拍の状態を特定してもよい。

【0059】

なお、本変形例の測定装置３０は、１つの導電性繊維１２４の異なる複数の部分のインダクタンスを測定する例を説明したが、これに限定されることはない。測定装置３０は、複数の導電性繊維１２４のインダクタンスを測定してもよい。この場合、被服２０には、例えば、複数のセンサ素子１００が設けられている。

【0060】

また、測定装置３０は、被服２０に複数の導電性繊維１２４が設けられる場合、それぞれの導電性繊維１２４の異なる複数の部分のインダクタンスを測定してもよい。この場合においても、制御部３９は、測定部３２が導電性繊維１２４の測定すべき部分を測定できるように、切換部３１を制御する。また、測定装置３０は、測定部３２を複数備え、インダクタンスの測定を並列に実行してもよい。

【0061】

＜基準値を用いてインダクタンスを測定する例＞
以上の本実施形態に係る測定装置３０は、導電性繊維１２４のインダクタンスを測定する例を説明した。ここで、測定装置３０は、導電性繊維１２４のインダクタンスを、当該導電性繊維１２４に設けられた基準部分のインダクタンスと比較しながら測定してもよい。この場合、導電性繊維１２４は、少なくとも一部が絶縁性材料１２２の伸縮に伴って伸縮しないように固定された固定領域を有する。即ち、導電性繊維１２４の固定部分は、ユーザの状態とは無関係に、一定の長手方向の長さを保持するように固定されている部分である。導電性繊維１２４の固定部分は、被服２０または基体１１０に縫い付けられていてもよく、これに代えて、接着剤等で固定されてもよい。

【0062】

そして、被服２０は、固定領域の異なる２以上の部分のそれぞれに電気的に接続されている複数の接続部２２を更に有する。図５の例において、例えば、導電性繊維１２４のＰ_１およびＰ_２の間の領域を固定領域とする。この場合、Ｐ_１およびＰ_２の間の固定領域は、絶縁性材料１２２には接続されず、被服２０または基体１１０に固定される。また、被服２０は、導電性繊維１２４の固定領域のＰ_１およびＰ_２に電気的に接続される２つの接続部２２を有する。

【0063】

これにより、測定部３２は、固定領域に設けられた異なる２つの接続部２２の間のインダクタンスを基準値として、導電性繊維１２４の固定領域以外の部分のインダクタンスの値を算出できる。測定部３２は、例えば、Ｐ_１およびＰ_２の間のインダクタンスと比較して、Ｐ_２およびＰ_３の間と、Ｐ_３およびＰ_４の間のインダクタンスの増加量または減少量を算出できる。

【0064】

導電性繊維１２４の固定領域は一定の長さを保つので、当該固定領域のインダクタンスの値を予め測定することにより、測定部３２は、インダクタンスの絶対値の変化を測定できる。また、導電性繊維１２４の固定領域の長さは、温度変化等の環境変動によって変化するので、測定部３２は、固定領域と比較してインダクタンスを算出することにより、当該環境変動の影響をキャンセルできる。

【0065】

したがって、測定装置３０は、導電性繊維１２４の各部のインダクタンスを精度よく測定することができる。なお、本実施形態において、固定領域が導電性繊維１２４の一部である例を説明したが、これに限定されることはない。固定領域は、インダクタンスの基準値として算出できれば、被服２０に別個独立に設けられていてもよい。また、測定装置３０の内部に設けられていてもよい。

【0066】

以上の本実施形態に係る測定装置３０は、ユーザが着用している被服２０に設けられ、当該ユーザの状態に応じてインダクタンスが変化するセンサ素子１００を用いて、ユーザの状態を測定する例を説明したが、これに限定されることはない。測定装置３０は、ユーザの状態に応じて、更に、容量および／または抵抗等が変化するセンサ等を更に用いてもよい。

【0067】

＜被服２０が他のセンサを有する例＞
例えば、被服２０は、当該被服２０を着用したユーザが移動した場合の加速度を検出するための加速度センサと、被服２０を着用したユーザが移動した場合の角速度および／または角加速度を検出するためのジャイロセンサのうち、少なくとも一方を更に備える。この場合、測定装置３０は、加速度センサおよび／またはジャイロセンサの検出信号に基づき、ユーザの移動、立ち上がり、着座、寝返り等の姿勢の変化等を測定できる。したがって、測定装置３０は、このようなユーザの移動等の動作による雑音成分を除外して、ユーザの呼吸および心拍等を精度よく測定することができる。

【0068】

以上の本実施形態に係る監視システム１０の少なくとも一部は、一例として、コンピュータ等である。コンピュータは、例えば、プログラム等を実行することにより、本実施形態に係る測定装置３０、取得部４０、記憶部５０、検知部６０、および通知部７０のうちの少なくとも一部として機能する。

【0069】

コンピュータは、ＣＰＵ等のプロセッサを備え、記憶部３４および／または記憶部５０に記憶されたプログラムを実行することによって、測定装置３０、取得部４０、記憶部５０、検知部６０、および通知部７０の少なくとも一部として機能する。コンピュータは、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を更に備えてもよい。

【0070】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

【符号の説明】

【0071】

１０ 監視システム
１２ ネットワーク
２０ 被服
２２ 接続部
３０ 測定装置
３１ 切換部
３２ 測定部
３４ 記憶部
３６ 特定部
３８ 送信部
３９ 制御部
４０ 取得部
５０ 記憶部
６０ 検知部
７０ 通知部
８０ サーバ
１００ センサ素子
１１０ 基体
１２０ センサ用材料
１２２ 絶縁性材料
１２４ 導電性繊維

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】