CN109152554A - 生物信息获取装置 - Google Patents

Abstract

在座位部(22)上，从接近座位部(22)的表面一侧开始向内侧依次层叠有第一层(61)、第二层(62)及第三层(63)，第二层(62)的刚性高于第三层(63)的刚性，且第一层(61)的刚性低于第三层(63)的刚性。压敏部(31)具备压敏部主体(34)，该压敏部主体(34)配置在第一层(61)与第二层(62)之间。

Description

生物信息获取装置

技术领域

本发明涉及一种生物信息获取装置。

背景技术

迄今为止，一种获取人体的生物信息的生物信息获取装置已为人所知。

例如专利文献1中记载的生物信息获取装置具备多个压敏部(空气袋)，上述的多个压敏部配置在汽车座位的靠背部。生物信息获取装置中，若入座者的身体活动传递到压敏部，就能获得时序信号数据，该时序信号数据包含伴随着压敏部的气压变动的、腰部附近的主动脉的脑波。通过对该时序信号数据进行信号处理，检测作为生物信息的入眠先兆。

此外，专利文献2公开了一种在构成垫子的聚氨酯泡沫塑料内部的中央部埋入压敏部(硅胶管)的生物信息获取装置(参照专利文献2的图3)。若处于躺在垫子上的状态的人体的身体活动传递到压敏部，则能通过压力传感器检测出压敏部内的压力变化。生物信息获取装置中，基于通过该压力传感器检测出的信号，检测心跳或呼吸等生物信息。

专利文献1：日本公开专利公报特开2010－46236号公报

专利文献2：日本公开专利公报特开2003－235828号公报

发明内容

－发明所要解决的技术问题－

另外，有一种结构是将上述那样的压敏部配置在沙发等椅子上来获取人体(入座者)的生物信息。然而，若单纯地将压敏部设置在沙发的座位部上，则压敏部会妨碍入座者或者压敏部直接碰到入座者的臀部，从而有损舒适性。

另一方面，如专利文献2所述，也可以考虑将压敏部埋入柔软部件(聚氨酯泡沫塑料等)的内部。然而，这样一来，就存在如下的问题，即：在就座过程中，由于压敏部与聚氨酯泡沫塑料都产生较大变形，因此就座时压敏部的内部压力的变化变小，从而导致生物信息的检测精度降低。

本发明是鉴于上述技术问题而提出的，其目的在于提供一种能够维持入座者的舒适性且生物信息的检测精度高的生物信息获取装置。

－用以解决技术问题的技术方案－

第一发明的生物信息获取装置的特征在于，具备：椅子21，具有靠背部23和座位部22；压敏部31，配置于所述座位部22；以及信息获取部30，基于用该压敏部31受到的入座者S的身体活动的压力，获取该入座者S的生物信息，所述第一发明的特征在于，所述座位部22构成为，从接近该座位部22的表面的一侧开始向内侧依次层叠有第一层61、第二层62及第三层63，第二层62的刚性高于第三层63的刚性，且第一层61的刚性低于第三层61的刚性，所述压敏部31具备压敏部主体34，该压敏部主体34配置于所述第一层61与第二层62之间。

第一发明中，坐到椅子21上的入座者S的身体活动作用于配置在座位部22上的压敏部31。信息获取部30基于由压敏部31受到的身体活动的压力，获取入座者S的生物信息。

椅子21的座位部22上，从接近表面的一侧开始向内表面侧依次层叠有第一层61、第二层62及第三层63。压敏部31的压敏部主体34配置于第一层61与第二层62之间。由此，压敏部31被第一层61覆盖，该第一层61比第二层62、第三层63柔软。因此，相当于入座者S就坐于柔软的第一层61上，且压敏部31不会直接触碰到入座者S的臀部或大腿部。

第二层62的刚性高于第一层61、第三层63的刚性。也就是说，在压敏部主体34的背面侧设置有刚性较高的第二层62。因此，能够防止第二层62由于入座者S的身体活动而产生较大变形，从而能够用压敏部主体34切实地接受到入座者S的身体活动的压力。由此，提高压敏部31的检测精度。

由于第三层63比第二层62柔软，因而能确保椅子21的缓冲垫性能。从而能够确保入座者S的舒适性。

在第一发明的基础上，第二发明的特征在于，所述压敏部由压敏管31构成，该压敏管31的内部压力伴随着入座者S的身体活动而发生变化，所述压敏部主体由管主体34构成，该管主体34配置在所述第一层61与第二层62之间。

第二发明中，压敏管31的管主体34配置在座位部22的第一层61与第二层62之间。由于第二层62的刚性高于第一层61、第三层63的刚性，因而能够防止第二层62与管主体34一起向下凹陷下去。其结果是，压敏管31的内部压力伴随着入座者S的身体活动而发生显著的变化，从而压敏管31的检测精度得以提高。

在第二发明的基础上，第三发明的特征在于，所述座位部22具有第四层64，该第四层64配置于所述第三层63的内侧，且该第四层64的刚性高于该第三层63的刚性，在所述第四层64上形成有切口部64a，所述压敏管31的一部分嵌入所述切口部64a内而被所述切口部64a支承。

第三发明的座位部22中，在第三层63的内侧设置有第四层64。在第四层64上形成有切口部64a，压敏管31的一部分嵌入该切口部64a内而被该切口部64a支承。第四层64的刚性高于第三层63的刚性，因而能够将压敏管31牢固地支承在切口部64a之间。

在第一至第三发明中任一个发明的基础上，第四发明的特征在于，所述座位部22的表面以随着接近所述靠背部23而逐渐变低的方式向后倾斜。

第四发明的座位部22的表面以随着接近所述靠背部23而逐渐变低的方式向后倾斜。因此，入座者S处于臀部嵌入在座位部22与靠背部23之间的姿势，从而能够防止入座者S的姿势发生较大变化。其结果是，能够高精度地检测入座者S的身体活动。

在第一至第四发明中任一个发明的基础上，第五发明的特征在于，所述生物信息获取装置具备脚放置部26，该脚放置部26配置于所述椅子21的前侧，并在高于所述座位部22的前缘上端的位置上形成脚放置面28。

第五发明中，脚放置部26配置在椅子21的前侧。脚放置部26的脚放置面28的位置高于椅子21的前缘上端。因此，入座者S在就坐于椅子21上且把脚放到了脚放置部26的状态下，入座者S处于较大程度地倒向靠背部23侧的姿势。其结果是，能够防止入座者S的姿势发生较大变化，从而能够高精度地检测入座者S的身体活动。

在第一至第五发明中任一个发明的基础上，第六发明的特征在于，所述压敏部主体34配置在比所述座位部22的前后方向上的中间部更靠后的位置上。

第六发明中，压敏部主体34配置在比上述座位部22的前后方向上的中间部靠后的位置上。由此，入座者S的臀部或大腿部容易触碰到压敏部主体34，从而能够高精度地检测入座者S的身体活动。

－发明的效果－

根据本发明，在确保入座者S的舒适性的同时，能够提高压敏部31对身体活动的检测精度。此外，根据上述第二发明，能够用压敏管31来检测入座者S的身体活动。

此外，根据上述第三发明，能够将压敏管31牢固地支承于第四层64的切口部64a，避免压敏部主体34产生错位，进而能够提高压敏部31对身体活动的检测精度。

根据第四或第五发明，由于能够限制入座者S的姿势产生较大变化，因而能够提高压敏部31对身体活动的检测精度。根据第六发明，通过将压敏部主体34配置在靠座位部22后方的位置上，能够使入座者S的身体活动切实地作用于压敏部31，从而能够提高身体活动的检测精度。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的生物信息获取装置的整体结构的简要立体图。

图2是生物信息获取装置的侧视图。

图3是示出沙发的内部结构的纵向剖视图。

图4是生物信息获取装置的方框图。

图5是图3的V-V线剖视图。

图6是图5的VI箭头剖视图。

图7是图5的VII-VII线剖视图，示出没有就坐于椅子的状态。

图8是图5的VII-VII线剖视图，示出就坐于椅子的状态。

图9是示出其他实施方式所涉及的按摩椅的内部结构的纵向剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，下述实施方式本质上仅仅为优选例，并没有对本发明、其应用对象或其用途范围进行限制的意图。

〈整体结构〉

本发明的实施方式构成用于获取人体的生物信息的生物信息获取装置10。生物信息获取装置10检测出入座者S的精神压力(stress)程度或自主神经活动作为生物信息。

如图1及图2所示，生物信息获取装置10具备：成套沙发20、信息获取单元30、信号输出部45及平板电脑终端50(操作部)。

[成套沙发]

成套沙发20具备：单人沙发21(椅子)以及配置于沙发21前侧的软椅(ottoman)26(脚放置部)。沙发21及软椅26的主体表面由合成皮革20a(例如聚氨酯皮革)覆盖。需要说明的是，该主体表面的材料也可以是天然皮革、纤维(fabric)等其他外包装材料。

沙发21具备：座位部22、形成在座位部22后侧的靠背部23以及支承沙发21的4个脚部24。

座位部22的表面以随着接近后方(靠背部23侧)而接近下方的方式倾斜。入座者S的臀部及大腿部对应于座位部22。入座者S的背部及头部对应于靠背部23。靠背部23的表面以随着接近后方而接近上方的方式倾斜。也就是说，沙发21的座位部22与靠背部23呈大致V字状。在入座者S的头部所对应的靠背部23的上部安装有靠垫25。

软椅26形成为上表面呈大致正方形的长方体状，其被4个脚部27支承。在软椅26的上表面上形成有供入座者S放置脚部的脚放置面28。如图2所示，软椅26的脚放置面28的高度h1高于座位部22的前缘端部h2。

[生物信息获取单元]

如图3所示，信息获取单元30具备压敏管31和传感器主体35。

压敏管31构成压敏部，该压敏部会受到入座者S的身体活动的压力。压敏管31由内径约为4mm的树脂制(例如氯化乙烯制)的管(tube)构成。压敏管31的一端被封闭部32封闭。压敏管31的另一端通过连接部33与传感器主体35连接。压敏管31的中间部构成压敏部主体(管主体34)，该压敏部主体(管主体34)配置于沙发21的座位部22的表面附近。下文中将对管主体34及其周边结构进行详细说明。

需要说明的是，压敏管31也可以构成为，使该压敏管31的内部与外部连通，以便能够使其内部压力根据入座者S的身体活动而发生变化。在该情况下，例如可以将压敏管31的一端敞开，也可以在压敏管31的一端安装具有开口的节流部件。

如图3所示，传感器主体35安装于沙发21的内部。如图4所示，在传感器主体35上设置有微音器(microphone)36，该微音器36检测压敏管31的内部压力。微音器36受到压敏管31的内部压力而输出压力信号。

如图4所示，在传感器主体35上设置有预处理部37、搏动间隔检测部38、精神压力程度计算部39及储存部40。

预处理部37对从微音器36输出来的信号进行规定的滤波处理。搏动间隔检测部38根据处理后的信号导出振幅大的R波。然后，搏动间隔检测部38按每个规定的区间，计算搏动间隔的长度。

为了分析所计算出的搏动间隔的变化(搏动间隔的起伏)的频率，精神压力程度计算部39通过线性插值将搏动间隔数据变换为等时间间隔数据。然后，对该等时间间隔的搏动间隔数据进行快速傅里叶变换(FFT，Fast Fourier Transform)，得到搏动间隔的起伏的低频分量LF(例如0.04～0.15Hz)与高频分量HF(例如0.15Hz以上)之比(LH/HF)。该比就是与精神压力程度或自主神经活动有关的生物信息。例如该比(LH/HF)在第一规定值(例如“2”)以上的情况下可以判断为精神压力程度高，此外，该比(LH/HF)在第二规定值(例如“5”)以上的情况下可以判断为处于精神压力过高的状态。

储存部40随时储存：微音器36所检测出的压力信号、搏动间隔检测部38所检测出的搏动间隔、精神压力程度计算部所计算出的精神压力程度等。需要说明的是，储存部40也可以只储存压力信号，至于除此以外的指标则在此之后进行计算。

[信号输出部及操作部]

如图3及图4所示，信号输出部45经由缆线(例如USB缆线46)与信息获取单元30的传感器主体35连接。信号输出部45构成为通过无线方式将从传感器主体35输出来的信号(例如压力信号、搏动间隔、精神压力程度等)输出到平板电脑终端50。需要说明的是，信号输出部45也可以不通过无线方式而是通过有线方式来输出规定的信号。平板电脑终端50具有显示部51，该显示部51显示利用传感器主体35计算出的精神压力程度等。

〈管主体及其周边结构〉

参照图3、图5～图8，对管主体34及其周边结构进行详细说明。如图3所示，管主体34配置在沙发21的座位部22的表面附近。管主体34沿座位部22的宽度方向(左右方向)笔直地延伸。管主体34位于座位部22的比前后方向上的中间部稍微靠后的位置上。

如图5所示，座位部22是通过层叠多个层(部件)来构成的。具体而言，在座位部22上从表面侧向背面侧依次层叠有合成皮革20a、树脂棉61(第一层)、PVC人造革(leather)62(氯化乙烯人造革，第二层)、聚氨酯63(第三层)、片状聚氨酯(chip urethane)64(第四层)。

设树脂棉61的厚度为d1，PVC人造革62的厚度为d2，聚氨酯63的厚度为d3，片状聚氨酯64的厚度为d4，则座位部22中，满足关系d2＜d1＜d3＜d4。需要说明的是，在这些厚度之间的关系中，也可以为d1＝d3或d1＞d3。

此外，设树脂棉61的刚性为S1，PVC人造革62的刚性为S2，聚氨酯63的刚性为S3，片状聚氨酯64的刚性为S4，压敏管的刚性为S5，则座位部22中，满足关系S1＜S3＜S2≈S5＜S4。

如图5及图6所示，管主体34夹在PVC人造革62与树脂棉61之间而被支承。PVC人造革62具有能够从下侧覆盖管主体34的程度的宽度及长度(参照图6)。

在聚氨酯63的宽度方向上的两端部分别形成有上侧切口部63a。上侧切口部63a沿宽度方向从聚氨酯63的左右侧方开始延伸至PVC人造革62的两侧端部。在片状聚氨酯64的两端部分别形成有下侧切口部64a。下侧切口部64a沿宽度方向从片状聚氨酯64的左右侧方延伸至与PVC人造革62的两侧端部对应的部位。也就是说，下侧切口部64a位于在上下方向上与上侧切口部63a对应的位置上。上侧切口部63a形成在图5中标有圆点的区域R1的部分，下侧切口部64a形成在图5中标有圆点的区域R2的部分。

压敏管31中从管主体34延伸到封闭部32侧的部分的一部分被夹在座位部22的宽度方向上的一组切口部63a、64a之间而被支承。压敏管31中从管主体34延伸到连接部33侧的部分的一部分被夹在座位部22的宽度方向上的另一组切口部63a、64a之间而被支承。由此，压敏管31被切实地固定于座位部22，从而能够防止管主体34在座位部22中的错位。

－座位部等的作用－

本实施方式中，整个管主体34由树脂棉61覆盖。与压敏管31相比，树脂棉61的刚性较低并具有柔软性。因此，入座者S就坐于座位部22时，臀部、大腿部不会直接碰到压敏管31，入座者S也不会感到不适。因此，能够确保入座者S的舒适性。

管主体34设置于PVC人造革62的上表面上。PVC人造革62的刚性比其下侧的聚氨酯63的刚性高，因此，如图7～图8所示，入座者S的身体活动(图8的空白箭头)作用到座位部22上时，能够防止管主体34与聚氨酯63一起大幅地凹陷下去。也就是说，通过PVC人造革62能够防止管主体34向下发生位移，因此管主体34的内部压力发生显著的变化，由此能够提高压力信号的检测精度。

压敏管31被夹在刚性比较高的片状聚氨酯64的下侧切口部64a、64a之间而被支承住。由此，能够防止压敏管31的错位，进而能够防止管主体34在座位部22中的错位。其结果是，能够防止由于管主体34的错位而导致压力信号的检测精度降低。

座位部22的表面以随着接近靠背部23而接近斜下方的方式倾斜。因此，沙发21上的入座者S处于臀部嵌入座位部22与靠背部23之间的姿势，从而能够防止入座者S的姿势发生变化。由此，还能够防止入座者S的臀部及大腿部偏离管主体34，从而能够防止压力信号的检测精度降低。

成套沙发20中，软椅26的脚放置面28的高度h1高于沙发21的前缘上端的高度h2(参照图2)。因此，入座者S将脚放置在软椅26的脚放置面28上的状态(参照图1)下，入座者S处于臀部嵌入座位部22与靠背部23之间的姿势，从而能够防止入座者S的姿势发生变化。由此，能够进一步切实地防止入座者S的臀部及大腿部偏离管主体34，从而能够防止压力信号的检测精度降低。

座位部22中，管主体34配置在比该座位部22的前后方向上的中间部稍微靠后方的位置上。由此，入座者S的臀部或大腿部对应于管主体34，从而能够进一步提高压力信号的检测精度。

－实施方式的效果－

根据上述实施方式，将管主体34夹在具有柔软性的树脂棉61与具有一定程度的刚性(弯曲刚性)的PVC人造革62之间，因此，能够在确保入座者S的舒适性的同时，提高压敏管31对身体活动的检测精度。

并且，如图6所示，能够将压敏管31牢固地支承在片状聚氨酯64的切口部64a之间，由此能够避免压敏管31的错位，进而能够提高压敏部31对身体活动的检测精度。

根据上述实施方式，能够防止入座者S的姿势发生变化，因此能够提高压敏管31对身体活动的检测精度。并且，通过将压敏部主体34配置在靠座位部22后方的位置上，能够使入座者S的身体活动切实地作用于压敏部31，从而能够提高身体活动的检测精度。

(其他实施方式)

上述实施方式中，将压敏管31用作压敏部，并将该管主体34配置在第一层61与第二层62之间。但是，也可以为，作为压敏部例如也可以使用接受入座者S的身体活动的压力的压电片等其他装置，将该压电片的一部分作为压敏部主体配置在第一层61与第二层62之间。

也可以在第一层61与压敏管31之间层叠片材状、板状的其他部件。该部件例如有用于扩大入座者S的受压面积的受压板等。

此外，上述实施方式中，椅子(沙发21)与脚放置部(软椅26)构成为单独的部件。但是本发明也可以适用于将椅子21与脚放置部26构成为一体的纵向长度较长的椅子中。此外，在生物信息检测出装置10中，也可以是省略了软椅26的结构。

此外，本实施方式所涉及的座位部22中的第一层61、第二层62、第三层63及第四层64的材料只不过是一个示例。也就是说，只要各层的刚性满足上述关系，各层也可以使用其他材料。具体而言，也可使用上述实施方式以外的其他组合，例如，第一层61使用人造革，第二层62使用聚氨酯，第三层63使用片状聚氨酯，第四层64使用聚乙烯、聚丙烯、氯化乙烯、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、丙烯酸树脂中的任一种。

进而，本实施方式中，在第一层61的外侧层叠了合成皮革20a，但也可以是省略了合成皮革20a的结构。也就是说，可以在椅子21的最外表面上形成第一层61。

本发明所涉及的座位部22应用于沙发21中，但只要是能够入座的部件，就可以应用于任何对象中。例如，座位部22可以应用于输送机械(汽车、飞机、电车等)的座位(含乘客座位、驾驶座位)、按摩椅中。

图9是按摩椅的座位部22中采用了本发明的一例。该座位部22中，在罩20a的下侧依次层叠有第一层61、第二层62、第三层63及第四层64。第一层61由厚度较厚的树脂棉构成，第二层62由较薄的PVC人造革构成。第三层63由厚度较厚的聚氨酯构成，第四层64被厚度比较薄、刚性高的支承座构成。

具有振子的振动体70设置于第一层61与第三层63之间。若振动体70进行振动，则该振动经由第一层61传递至入座者S。在第一层61与第二层62之间设置有压敏管31的管主体34。该例子中，也是将管主体34夹在具有柔软性的第一层61与刚性较高的PVC人造革62之间，因此，能够在确保入座者S的舒适性的同时，提高压敏管31对身体活动的检测精度。

－产业实用性－

综上所述，本发明对于生物信息获取装置很有用。

－符号说明－

10 生物信息获取装置

21 沙发(椅子)

22 座位部

23 靠背部

26 脚放置部

28 脚放置面

30 信息获取单元(信息获取部)

31 压敏管(压敏部)

34 管主体(压敏部主体)

61 树脂棉(第一层)

62 PVC人造革(第二层)

63 聚氨酯(第三层)

64 片状聚氨酯(第四层)

64a 下侧切口部(切口部)

S 入座者

Claims (6)

1.一种生物信息获取装置，具备：

椅子(21)，具有靠背部(23)和座位部(22)；

压敏部(31)，配置于所述座位部(22)；以及

信息获取部(30)，基于用该压敏部(31)受到的入座者(S)的身体活动的压力，获取该入座者(S)的生物信息，

所述生物信息获取装置的特征在于，

所述座位部(22)构成为，从接近该座位部(22)的表面的一侧开始向内侧依次层叠有第一层(61)、第二层(62)及第三层(63)，第二层(62)的刚性高于第三层(63)的刚性，且第一层(61)的刚性低于第三层(63)的刚性，

所述压敏部(31)具备压敏部主体(34)，该压敏部主体(34)配置于所述第一层(61)与第二层(62)之间。

2.根据权利要求1所述的生物信息获取装置，其特征在于，

所述压敏部由压敏管(31)构成，该压敏管(31)的内部压力伴随着入座者(S)的身体活动而发生变化，

所述压敏部主体由管主体(34)构成，该管主体(34)配置在所述第一层(61)与第二层(62)之间。

3.根据权利要求2所述的生物信息获取装置，其特征在于，

所述座位部(22)具有第四层(64)，该第四层(64)配置于所述第三层(63)的内侧，且该第四层(64)的刚性高于该第三层(63)的刚性，

在所述第四层(64)上形成有切口部(64a)，所述压敏管(31)的一部分嵌入所述切口部(64a)而被所述切口部(64a)支承。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的生物信息获取装置，其特征在于，

所述座位部(22)的表面以随着接近所述靠背部(23)而逐渐变低的方式向后倾斜。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的生物信息获取装置，其特征在于，

所述生物信息获取装置具备脚放置部(26)，该脚放置部(26)配置于所述椅子(21)的前侧，并在高于所述座位部(22)的前缘上端的位置上形成脚放置面(28)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的生物信息获取装置，其特征在于，

所述压敏部主体(34)配置在比所述座位部(22)的前后方向上的中间部更靠后的位置上。