JP4120537B2

JP4120537B2 - 生体情報検出装置

Info

Publication number: JP4120537B2
Application number: JP2003309797A
Authority: JP
Inventors: 弘之荻野; 茂樹植田; 康裕梅景
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: JP2005074059A; CN1798521A

Description

本発明は、生体の心拍情報を検出する生体情報検出装置に関するものである。

従来、この種の生体情報検出装置として、生体としての人体の心拍に基づく微小な振動信号を振動センサにより検出して生体の心拍情報を検出するものが提案されている。これは、心臓の拍出活動により人体がその共振振動数（約４〜７Ｈｚ）で微小振動し、心拍に同期したこの微小振動を振動センサで検出して心拍数等を演算、表示するもので、生体に電極等を装着せず、無拘束で検出できるという長所がある。但し、心拍に同期した振動信号が微小なため、例えば自動車で走行中の場合のように、外部からの振動ノイズがあると心拍に同期した振動信号が走行振動の影響を受け、心拍が検出できないという課題があった。この課題を解決するために、別にもう１つ振動センサを設け、２つの振動センサの出力信号の差分に基づいて心拍信号を出力するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１０（ａ）、（ｂ）は前記公報に記載された従来の生体情報検出装置を示すものである。図１０（ａ）に示すように、従来の生体情報検出装置１は、クリップ２に第１の加速度センサ３と、第２の加速度センサ４と、内部に中空部を有した樹脂製の媒体５から構成されている。尚、媒体５は心拍による生体の振動周波数成分を減衰する特性を有している。生体情報検出装置１はクリップ２により図１０（ｂ）に示すように自動車のシートベルト６に取付けられる。この際、第１の加速度センサ３が身体側に位置するようにする。

上記構成により、心拍による振動と走行振動は第１の加速度センサ３により検出されるが、媒体５により心拍による振動が減衰され、第２の加速度センサ４では走行振動のみを検出するので、第１の加速度センサ３と第２の加速度センサ４の出力信号の差分をとることにより心拍による振動信号のみを検出する。
特開平４−５９５０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、心拍により人体が微小に振動すると同時に、走行振動により人体も振動し、共に人体の共振振動数（約４〜７Ｈｚ）で人体が振動するため、心拍による人体の微小振動が走行振動による大きな人体の振動に埋もれてしまう。

実際にセンサ出力を観測すると、第１の加速度センサ３では走行振動と走行振動による大きな人体の振動とが検出される。媒体５は人体の共振振動数（約４〜７Ｈｚ）を減衰するため、走行振動による大きな人体の振動は媒体５により減衰され、第２の加速度センサ４では走行振動が検出される。そこで第１の加速度センサ３と第２の加速度センサ４の出力信号の差分をとっても、走行振動による大きな人体の振動信号が得られるのみで、心拍による振動信号はより大きな人体の振動信号に埋もれてしまい、これを検出することが困難であるという課題を有していた。

また、走行振動がシートベルト６を介して第１の加速度センサ３と第２の加速度センサ４に伝播する過程で、媒体５での振動伝達に遅れが生じるため、第１の加速度センサ３と第２の加速度センサ４の出力信号には位相差が生じる。しかしながら、上記構成では出力信号の差分をとる場合に上記のような位相差を考慮していないため、差分により得られた信号に走行振動の成分が残存してしまうといった課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、外部からの振動ノイズがあっても生体の心拍情報を検出できる生体情報検出装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の生体情報検出装置は、生体の振動を検出する第１の振動検出手段と振動減衰手段を介して別に設けられた第２の振動検出手段との出力信号それぞれのパワースペクトルを第１の演算手段により演算し、演算した双方のパワースペクトルの差を周波数毎に第２の演算手段で演算し、前記第２の演算手段の演算結果に基づき予め設定した心拍の基本周波数領域でパワースペクトルの差が最大となる周波数を心拍情報として第３の演算手段が求めるものである。

これによって、例えば生体としての人体に走行振動が印加された場合、上記と同様に、心拍により人体が微小に振動すると同時に、走行振動により人体も振動し、共に人体の共振振動数（約４〜７Ｈｚ）で人体が振動するため、心拍による人体の微小振動が走行振動による大きな人体の振動に埋もれてしまうが、この時の人体の振動信号には通常１〜２Ｈｚ前後に現れる心拍の基本周波数領域の振動信号が含まれており、この振動信号成分を第１の振動検出手段と第２の振動検出手段の出力信号それぞれのパワースペクトルの差を演算することによって抽出する。すなわち、上記のような心拍の基本周波数領域の振動信号は第１の振動検出手段により検出されるが、第２の振動検出手段には振動減衰手段により減衰されて伝播される。そのため第１の振動検出手段と第２の振動検出手段の出力信号それぞれのパワースペクトルの差を周波数毎に演算し、予め設定した心拍の基本周波数領域でパワースペクトルの差が最大となる周波数を心拍情報として求めることができる。

そして、従来のように生体の共振振動数の周波数帯（約４〜７Ｈｚ）に注目するのではなく、通常１〜２Ｈｚ前後に現れる心拍の基本周波数領域に注目して心拍情報を求めているので、従来のように走行振動による大きな人体の振動信号に心拍信号が埋もれてしまい心拍情報を検出することができないといったことがない。

また、従来のように時間軸上で差分をとると位相差を考慮する必要があるが、本発明の生体情報検出装置は、周波数軸上でパワースペクトルの差を演算しているので、位相差を考慮せずに走行振動による周波数成分を除去して必要な周波数領域での解析が可能となる。

本発明の生体情報検出装置は、２つの振動検出手段のパワースペクトルの差を演算し、生体の共振振動数の周波数帯に注目するのではなく、心拍の基本周波数領域に注目して心拍情報を求めているので、外部からの振動ノイズがあっても生体の心拍情報を検出できる。

第１の発明は、生体の振動を検出する第１の振動検出手段と振動減衰手段を介して別に設けられた第２の振動検出手段との出力信号それぞれのパワースペクトルを第１の演算手段により演算し、演算した双方のパワースペクトルの差を周波数毎に第２の演算手段で演算し、前記第２の演算手段の演算結果に基づき予め設定した心拍の基本周波数領域でパワースペクトルが最大となる周波数を心拍情報として第３の演算手段が求めるものである。

そして、２つの振動検出手段のパワースペクトルの差を演算し、生体の共振振動数の周波数帯に注目するのではなく、心拍の基本周波数領域に注目して心拍情報を求めているので、外部からの振動ノイズがあっても生体の心拍情報を検出できる実用性の高い生体情報検出装置を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の接触物を、衣服、腕輪、ベルト、ネックレス、椅子、便座、浴槽、体重計、寝具、乗り物用座席、床面、携帯電話、ＰＤＡ等、生体としての人体が生活上、その一部を接触しうる物体のうちの少なくとも１つであるとしたもので、日常生活で使われるさまざまな物体に第１の振動検出手段が配設されるので、いつでもどこでも心拍情報を得ることができ、利便性を向上できる。

第３の発明は、特に、第１の発明における第１の振動検出手段と振動減衰手段と第２の振動検出手段とがシート状に一体に成型され、自動車のシートベルトと座席上の生体との間に配設されたもので、シート状に成型されているのでシートベルトと座席上の生体との間で広範囲に心拍に基づく振動を検出することができるので、心拍情報の検出精度を向上できる。

第４の発明は、特に、第１の発明における第１の振動検出手段と振動減衰手段と第２の振動検出手段とはシート状に一体に成型されて座席背面側に内蔵され、前記第１の振動検出手段は座席背面に内蔵されたクッション部の座席裏面側に接して配設され、前記第２の振動検出手段は表面に弾性体からなるスペーサを備えたもので、シート状に成型されているので座席上の生体から座席背面側に伝播する心拍に基づく振動を広範囲に検出することができるので、心拍情報の検出精度を向上できる。また、第１の振動検出手段が座席背面に内蔵されたクッション部の座席裏面側に接して配設されているので、座席背面側での着座感に違和感がない。さらに、第２の振動検出手段は表面に弾性体からなるスペーサを備えており、走行振動が第２の振動検出手段に伝播する際にスペーサで減衰されて、不要な振動が第２の振動検出手段や第１の振動検出手段に伝播しにくくなるので、心拍情報の検出精度をさらに向上できる。

第５の発明は、特に、第３または第４の発明における第１の振動検出手段と第２の振動検出手段が、可撓性を有したケーブル状の圧電センサを基布に蛇行状に配設して成るもので、前記圧電センサの蛇行部における直線部分が座席の上下方向と略平行となるよう配設されたものである。そして、可撓性を有したケーブル状の圧電センサを使用しているので、屈曲配設が可能である等、配設の自由度を向上できるとともに、圧電センサの蛇行部における直線部分が座席の上下方向と略平行となるよう配設されているため、走行振動の主要振動成分である上下方向の振動を受けても圧電センサが変形しにくくなり、走行振動の影響を受けにくくなるので、検出精度を向上することができる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明の振動減衰手段が、少なくとも心拍の基本周波数領域の振動を減衰する特性を備えたもので、第１の振動検出手段から第２の振動検出手段に心拍振動が伝播される際に振動減衰手段が少なくとも心拍の基本周波数領域の振動を減衰するため、心拍の基本周波数領域における第１の振動検出手段と第２の振動検出手段の出力信号それぞれのパワースペクトルの差がより明確にすることができるので、心拍情報の検出精度をさらに向上できる。

第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明の第１の演算手段が、第１の振動検出手段と前記第２の振動検出手段の出力信号それぞれに対し、ある時間幅で逐次、移動平均値を演算し、前記移動平均値の時系列データのパワースペクトルを演算するもので、移動平均値を演算することにより走行振動に起因する不要な振動成分を除去することができるので、心拍情報の検出精度をさらに向上できる。

第８の発明は、生体に直接配設されるか、または、生体に接触した接触物に配設され、前記生体の振動を検出する複数の振動検出手段をある振動減衰特性を有した振動減衰手段を介して配設し、それぞれの出力の周波数成分を求め、その差が心拍の基本周波数領域で最大となる周波数を心拍情報として求めるものであり、複数の振動検出手段のそれぞれの出力の周波数成分の差を求め、心拍の基本周波数領域に注目して心拍情報を求めているので、外部からの振動ノイズがあっても生体の心拍情報を検出できる実用性の高い生体情報検出装置を提供することができる。

第９の発明は、生体の振動を検出する第１の振動検出手段と、前記第１の振動検出手段に対向し、振動減衰特性を有した振動減衰手段を介して配設された第２の振動検出手段と、前記第１の振動検出手段と前記第２の振動検出手段のそれぞれの出力信号の周波数成分を求め、その差が心拍の基本周波数領域で最大となる周波数を心拍情報として求めるので、外部からの振動ノイズがあっても生体の心拍情報を検出できる実用性の高い生体情報検出装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における生体情報検出装置の感知ユニット７における構成図を示すものである。尚、本実施の形態では本発明の生体情報検出装置を用いて自動車の座席上の人体の心拍を検出する事例について説明する。

図１において、感知ユニット７は第１の振動検出手段８、振動減衰手段９、及び、、第２の振動検出手段１０を備えている。第１の振動検出手段８は生体の振動を検出するもので、不織布やスポンジシート等からなる基布１１に可撓性を有したケーブル状の圧電センサ１２をに蛇行状に配設したものである。

振動減衰手段９は、少なくとも心拍の基本周波数領域の振動を減衰する特性を備えた弾性体からなる。このような弾性体としては、例えば基布１１よりも厚みの大きいスポンジシート等を用いればよい。

第２の振動検出手段１０は第１の振動検出手段８と同じ構成を有している。そして、第１の振動検出手段８と振動減衰手段９、及び、第２の振動検出手段１０と動減衰手段９とは接着して一体化されている。

図２は、感知ユニット７を自動車の座席１３に配設した場合の要部切欠き図である。本実施の形態では感知ユニット７を座席１３の背面側に内蔵されている。そして、第１の振動検出手段８が座席背面に内蔵されたクッション部１４の座席裏面側に接して配設され、第２の振動検出手段１０はその表面に弾性体からなるスペーサ１５を備え、スペーサ１５は座席１４のシートスプリング１６とその連携部材により常時、押圧を受けるような位置に配設される。すなわち、感知ユニット７はスペーサ１５を介して座席背面に内蔵されたクッション部１４とシートスプリング１６との間に挟まれて配設されている。

感知ユニット７は座席背面のクッション部１４をすべてカバーする大きさがよいが、在席状態で人体と座席背面とがより密着する部位を考慮すると、感知ユニット７は座席背面のクッション部１４において、在席時に人体の腰部に対応する位置から少なくとも肩甲骨の最下部に対応する位置までの範囲に配設されることが望ましい。

また、感知ユニット７を座席背面に配設する際、圧電センサ１２の蛇行部分における直線部分が座席１３の上下方向と略平行となるよう配設している。

図３は本実施の形態における生体情報検出装置のブロック図である。第１の演算手段１７は第１の振動検出手段８と第２の振動検出手段１０の出力信号それぞれに対し、ＡＤ変換を行ってデジタル値に変換した後、ある時間幅で逐次、移動平均値を演算し、前記移動平均値の時系列データのパワースペクトルを演算する。

第２の演算手段１８は第１の演算手段１７が演算した双方のパワースペクトルの差を周波数毎に演算する。第３の演算手段１９は、第２の演算手段１８の演算結果に基づき予め設定した心拍の基本周波数領域でパワースペクトルが最大となる周波数を心拍情報として求める。第４の演算手段２０は第３の演算手段１９で求められた周波数に６０を掛けてこれを心拍数とする。

第１〜第４の演算手段は専用ＩＣ２１に内蔵されている。専用ＩＣ２１としては、例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）を用いればよい。

また、必要に応じて、第４の演算手段１９で求めた心拍数を制御手段２２により表示部２３に表示するよう制御してもよい。表示部２３は、例えば車内のフロントパネルに専用の表示部を設けたり、ナビケーション装置のディスプレイに表示させる構成としてもよい。

以上のように構成された生体情報検出装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、自動車がアイドリング状態の場合について、図４に座席上の人体の心電図Ｓ０、第１の振動検出手段８の出力信号Ｓ１、第２の振動検出手段１０の出力信号Ｓ２、Ｓ１とＳ２の差Ｓ３の時間的推移を表す特性図を示す。

図４に示すように、座席背面の人体側表面でなく、クッション部１４の座席裏面側に感知ユニット７を配設してもＳ０で明確に認められる心拍に同期した信号がＳ１、Ｓ２の所々に認められる。従って、自動車の振動特性や経年変化にもよるが、アイドリング状態であれば、例えばＳ１のデータの自己相関関数を演算して心拍数を求めるといった公知の方法で心拍数を検出することが可能である。

尚、この出力の主要な振動成分は生体の共振振動数である約４〜７Ｈｚであった。

また、特許文献１に開示されているようにＳ３を求めてみたが、この場合もやや不明瞭ではあるが心拍に同期した信号が所々に認められた。

次に、上記構成による心拍数の検出方法を図５に基づいて説明する。図５は本実施の形態における生体情報検出装置の心拍数検出のフローチャートである。

まず、ステップＳＴ１で第１の演算手段１７が第１の振動検出手段８と第２の振動検出手段１０の出力信号Ｓ１、Ｓ２それぞれに対し、ＡＤ変換を行ってデジタル値に変換した後、ある時間幅で逐次、移動平均値Ａ１、Ａ２を演算する。

次に、ステップＳＴ２で第１の演算手段１７がＡ１、Ａ２の時系列データのパワースペクトルを演算する。

そして、ステップＳＴ３で第２の演算手段１８は第１の演算手段１７が演算したＳ１、Ｓ２双方のパワースペクトルの差を周波数毎に演算する。

そして、ステップＳＴ４で第３の演算手段１９は、第２の演算手段１８の演算結果に基づき予め設定した心拍の基本周波数領域でパワースペクトルが最大となる周波数を心拍情報として求める。

この時の手順を図６を用いて説明する。図６はステップＳＴ３で第２の演算手段１８が演算したＳ１、Ｓ２双方のパワースペクトルの差を示した特性図である。図６より、心拍の基本周波数領域である約１〜２Ｈｚの周波数領域ｆ０において明確なピークが認められ、このピークでの周波数はＳ０から演算される心拍の周波数と一致した。従って、図６に示した特性に基づき、心拍の基本周波数領域である約１〜２Ｈｚの周波数領域ｆ０でパワースペクトルの差がＰ１のように最大となる周波数ｆ１を心拍情報、すなわち、心拍の周波数として求めることができる。

ｆ１が求まるとステップＳＴ５で第４の演算手段２０は第３の演算手段１９で求められた周波数に６０を掛けてこれを心拍数とする。そして、ステップＳＴ６で求めた心拍数を表示部２３に表示する。

ステップＳＴ１〜ＳＴ６の処理は予め定められた単位時間毎に繰り返され、単位時間毎に心拍数が検出される。

次に、自動車が走行状態の場合について、図７に座席上の人体の心電図Ｓ０、第１の振動検出手段８の出力信号Ｓ１、第２の振動検出手段１０の出力信号Ｓ２、Ｓ１とＳ２の差Ｓ３の時間的推移を表す関係図を示す。

図７に示すように、走行振動により座席上の人体が加振され、Ｓ１、Ｓ２ともに信号が飽和するほどの大きな出力が第１の振動検出手段８と第２の振動検出手段９から発生している。この出力の主要な振動成分は生体の共振振動数である約４〜７Ｈｚであった。

従って、図４で示したようなアイドリング状態での心拍に同期した信号は走行振動による身体の加振により発生する信号成分に埋もれてしまい、Ｓ１、Ｓ２では確認することはできない。

また、Ｓ１とＳ２の差であるＳ３においても、アイドリング状態では心拍に同期した信号が所々に認められたが、図７では全く認められない。

そこで、図５に示した処理手順に基づき、ステッブＳＴ１〜ステップＳＴ３の処理を行うと、Ｓ１、Ｓ２双方のパワースペクトルの差が図８のように得られる。すなわち、図８より、心拍の基本周波数領域である約１〜２Ｈｚの周波数領域ｆ０において、この場合も明確なピークが認められ、このピークでの周波数はＳ０から演算される心拍の周波数と一致した。従って、図８に示した特性に基づき、心拍の基本周波数領域である約１〜２Ｈｚの周波数領域ｆ０でパワースペクトルの差がＰ２のように最大となる周波数ｆ２を心拍情報、すなわち、心拍の周波数として求めることができる。

ｆ２が求まるとステップＳＴ５で第４の演算手段２０は第３の演算手段１９で求められた周波数に６０を掛けてこれを心拍数とする。そして、ステップＳＴ６で求めた心拍数を表示部２３に表示する。

以上のように、本実施の形態においては、２つの振動検出手段のパワースペクトルの差を演算し、生体の共振振動数の周波数帯に注目するのではなく、心拍の基本周波数領域に注目して心拍情報を求めているので、外部からの振動ノイズがあっても生体の心拍情報を検出できる実用性の高い生体情報検出装置を提供することができる。

また、感知ユニット７がシート状に成型されていて座席上の生体から座席背面側に伝播する心拍に基づく振動を広範囲に検出することができるので、心拍情報の検出精度を向上できる。また、第１の振動検出手段８が座席背面に内蔵されたクッション部１４の座席裏面側に接して配設されているので、座席背面側での着座感に違和感がない。さらに、第２の振動検出手段１０は表面に弾性体からなるスペーサ１５を備えており、走行振動が第２の振動検出手段１０に伝播する際にスペーサで減衰されて、不要な振動が第２の振動検出手段１０や第１の振動検出手段８に伝播しにくくなるので、心拍情報の検出精度をさらに向上できる。

また、可撓性を有したケーブル状の圧電センサ１２を使用しているので、屈曲配設が可能である等、配設の自由度を向上できるとともに、圧電センサ１２の蛇行部分における直線部分が座席７の上下方向と略平行となるよう配設されているため、走行振動の主要振動成分である上下方向の振動を受けても圧電センサ１２が変形しにくくなり、走行振動の影響を受けにくくなるので、検出精度を向上することができる。

また、振動減衰手段９が、少なくとも心拍の基本周波数領域の振動を減衰する特性を備えたもので、第１の振動検出手段８から第２の振動検出手段１０に心拍振動が伝播される際に振動減衰手段９が少なくとも心拍の基本周波数領域の振動を減衰するため、心拍の基本周波数領域における第１の振動検出手段８と第２の振動検出手段１０の出力信号それぞれのパワースペクトルの差がより明確にすることができるので、心拍情報の検出精度をさらに向上できる。

また、第１の演算手段１７が、第１の振動検出手段８と第２の振動検出手段１０の出力信号それぞれに対し、ある時間幅で逐次、移動平均値を演算し、前記移動平均値の時系列データのパワースペクトルを演算するもので、移動平均値を演算することにより走行振動に起因する不要な振動成分を除去することができるので、心拍情報の検出精度をさらに向上できる。

尚、上記第１の実施の形態では、感知ユニット７を自動車の座席の背面に配設した構成であったが、図９に示すように、感知ユニット７が第１の振動検出手段８と振動減衰手段９と第２の振動検出手段１０とがシート状に一体に成型され、自動車のシートベルト６と座席上の生体との間に配設された構成としてもよく、シート状に成型されているのでシートベルトと座席上の生体との間で広範囲に心拍に基づく振動を検出することができるので、心拍情報の検出精度を向上できる。

また、第１の振動検出手段８に接触する接触物を、衣服、腕輪、ベルト、ネックレス、椅子、便座、浴槽、体重計、寝具、乗り物用座席、床面、携帯電話、ＰＤＡ等、生体としての人体が生活上、その一部を接触しうる物体のうちの少なくとも１つであるとした構成としてもよく、日常生活で使われるさまざまな物体に第１の振動検出手段が配設されるので、いつでもどこでも心拍情報を得ることができ、利便性を向上できる。

また、第１の振動検出手段および第２の振動検出手段は圧電センサに限定するものではなく、例えば静電容量型の振動センサやひずみゲージ、光ファイバー型振動センサ等、他の振動センサを使用してもよい。

以上のように、本発明にかかる生体情報検出装置では、外部からの振動ノイズがあっても生体の心拍情報を検出することが可能となるので、自動車等の乗り物用座席での心拍検出に適用できる他、歩行中や運動中での心拍検出にも適用できる。また、ベッドでの心拍検出において周りの人の歩き回りや交通による伝播振動による影響を排除して検出の信頼性を向上することにも適用できる。

本発明の実施の形態１における生体情報検出装置の感知ユニット７の構成図同装置の感知ユニット７を自動車の座席１３に配設した場合の要部切欠き図同装置のブロック図同装置を適用した自動車がアイドリング状態の場合の座席上の人体の心電図Ｓ０、第１の振動検出手段８の出力信号Ｓ１、第２の振動検出手段１０の出力信号Ｓ２、Ｓ１とＳ２の差Ｓ３の時間的推移を表す特性図同装置における心拍数検出のフローチャートアイドリング状態の場合に第２の演算手段１８が演算したＳ１、Ｓ２双方のパワースペクトルの差を示した特性図同装置を適用した自動車が走行状態の場合の座席上の人体の心電図Ｓ０、第１の振動検出手段８の出力信号Ｓ１、第２の振動検出手段１０の出力信号Ｓ２、Ｓ１とＳ２の差Ｓ３の時間的推移を表す特性図走行状態の場合に第２の演算手段１８が演算したＳ１、Ｓ２双方のパワースペクトルの差を示した特性図同装置の感知ユニット７を自動車のシートベルト６と座席上の生体との間に配設した構成図（ａ）従来の生体情報検出装置の構成図（ｂ）従来の生体情報検出装置をシートベルトに装着した構成図

符号の説明

８第１の振動検出手段
９振動減衰手段
１０第２の振動検出手段
１１基布
１２圧電センサ
１３座席
１４クッション部
１５スペーサ
１７第１の演算部
１８第２の演算部
１９第３の演算部
２０第４の演算部

Claims

生体に直接配設されるか、または、生体に接触した接触物に配設され、前記生体の振動を検出する第１の振動検出手段と、前記第１の振動検出手段に対向し、予め設定された振動減衰特性を有した振動減衰手段を介して配設された第２の振動検出手段と、前記第１の振動検出手段と前記第２の振動検出手段の出力信号それぞれのパワースペクトルを演算する第１の演算手段と、前記第１の演算手段で演算された双方のパワースペクトルの差を周波数毎に演算する第２の演算手段と、前記第２の演算手段の演算結果に基づき予め設定した心拍の基本周波数領域でパワースペクトルの差が最大となる周波数を心拍情報として求める第３の演算手段とを備えた生体情報検出装置。
接触物は、衣服、腕輪、ベルト、ネックレス、椅子、便座、浴槽、体重計、寝具、乗り物用座席、床面、携帯電話、ＰＤＡ等、生体としての人体が生活上、その一部を接触しうる物体のうちの少なくとも１つである請求項１記載の生体情報検出装置。
第１の振動検出手段と振動減衰手段と第２の振動検出手段とはシート状に一体に成型され、自動車のシートベルトと座席上の生体との間に配設された請求項１記載の生体情報検出装置。
第１の振動検出手段と振動減衰手段と第２の振動検出手段とはシート状に一体に成型されて座席背面側に内蔵され、前記第１の振動検出手段は座席背面に内蔵されたクッション部の座席裏面側に接して配設され、前記第２の振動検出手段は表面に弾性体からなるスペーサを備えた請求項１記載の生体情報検出装置。
第１の振動検出手段と第２の振動検出手段は、可撓性を有したケーブル状の圧電センサを基布に蛇行状に配設して成るもので、前記圧電センサの蛇行部分における直線部分が座席の上下方向と略平行となるよう配設された請求項３または４記載の生体情報検出装置。
振動減衰手段は少なくとも心拍の基本周波数領域の振動を減衰する特性を備えた請求項１〜５のいずれか１項記載の生体情報検出装置。
第１の演算手段は、第１の振動検出手段と前記第２の振動検出手段の出力信号それぞれに対し、ある時間幅で逐次、移動平均値を演算し、前記移動平均値の時系列データのパワースペクトルを演算する請求項１〜６のいずれか１項記載の生体情報検出装置。
生体に直接配設されるか、または、生体に接触した接触物に配設され、前記生体の振動を検出する複数の振動検出手段をある振動減衰特性を有した振動減衰手段を介して配設し、それぞれの出力の周波数成分を求め、その差が心拍の基本周波数領域で最大となる周波数を心拍情報として求める生体情報検出装置。
生体の振動を検出する第１の振動検出手段と、前記第１の振動検出手段に対向し、振動減衰特性を有した振動減衰手段を介して配設された第２の振動検出手段と、前記第１の振動検出手段と前記第２の振動検出手段のそれぞれの出力信号の周波数成分を求め、その差が心拍の基本周波数領域で最大となる周波数を心拍情報として求めることを特徴とした生体情報検出装置。