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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von
biologischer Aktivität,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1. Eine solche Vorrichtung ist durch die
US 4,595,023 A bekannt.
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2. Offenbarung
des Standes der Technik
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Die
US 4,959,023 A ,
bei der am Beispiel eines Kindersitzes eine Vorrichtung offenbart
ist, in der Federmittel ein freitragendes Auslenkelement mit einem
stiftartigen Übertrager
zur Erfrassung von Bewegung aufweisen, erfordert eine nicht unbeträchtliche
Bauhöhe
und ist für
die quantitative Auswertung von Bewegungssignalen nicht vorgesehen
und nicht geeignet. Es soll mit der Vorrichtung lediglich erfaßt werden,
ob überhaupt
biologische Bewegungen vorhanden sind.
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Weiter
sind die
DE 28 523
51 B1 , die
DE
30 49 327 C2 und die
DE 81 37 993 U1 zu nennen, die ebenfalls
Schalen für
Säuglinge
mit einem Aufnehmer aufweisen, die
DE 31 30 326 A1 , eine Vorrichtung zur Erfassung
von Hirndurchblutung in Form eines Ballistokardiogramms und die
US 4,020,482 , eine das Aufstehen
von Patienten detektierende Lufttasche in Krankenbetten, die
GB 2,138,144 A mit
einer Matte konvexer Elemente, die auf einen Elektret-Film wirken,
und die
US 5,448,996
A , die einen Patientenmonitor mit einem piezoelektrischen
Film beschreibt. Alle Vorrichtungen leiden unter dem Mangel ungenügender Genauigkeit.
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Bei
einer Vorrichtung zum Aufnehmen von biologischen Signalen, die nicht
berührungsfrei
arbeitet, wird ein Sensor zum Aufnehmen einer biologischen Information
des Verwenders wie der Zahl der Herzschläge, der Zahl der Atmungen oder
des Blutdrucks direkt an den Verwender angelegt. Da der angelegte
Sensor für
den Verwender ein unangenehmes Gefühl (Streß) e zeugt, wird es schwierig,
das biologische Signal des Verwenders in einem entspannten Zustand
zu erfassen. Der angelegte Sensor wird, mit anderen Worten, das
biologische Signal des Verwenders in einem angespannten Zustand
erfassen. Insbe sondere ist es dann, wenn der Sensor direkt an die
Körperfläche des
Verwenders angebracht wird, um das biologische Signal abzunehmen,
möglich, daß dies eine
Entzündung
der Haut des Verwenders verursacht. Aus diesem Grund wird eine berührungsfreie
biologische Signalerkennungsvorrichtung vorgeschlagen. Dabei kann
eine biologische Information von dem Verwender aufgenommen werden,
ohne daß der
Sensor direkt an dem Verwender angebracht ist. Im allgemeinen weist
die berührungslose
Vorrichtung einen Aufbau, die den Verwender trägt, etwa einen Stuhl, ein Bett
oder eine Liege und einen biologischen Signalsensor auf, der an
dem Aufbau montiert ist, um die biologische Information von den
Verwendern aufzunehmen.
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Wenn
die Anordnung des Detektors an dem Aufbau für den Verwender nicht geeignet
ist, wird der Detektor dem Verwender das Gefühl der Belästigung geben. Infolgedessen
ist es häufig
schwierig, den Verwender in den entspannten Zustand zu versetzen.
Um das Auftreten eines solchen Gefühls der Belästigung zu vermeiden, wird
der Detektor vorzugsweise an dem Aufbau so angebracht, daß er von
dem Verwender entfernt ist. In diesem Fall tritt das Problem der
Abnahme der Erkennungsgenauigkeit des biologischen Signals auf.
Die Erkennungsgenauigkeit ändert
sich häufig
in Abhängigkeit
von der Position des Verwenders auf dem Aufbau, das heißt einer Positionsbeziehung
zwischen dem auf einem Stuhl sitzenden Verwender und einem auf dem
Stuhl montierten Detektor. Aufgrund einer kleinen Bewegung des Verwenders
in dem Bett, das zum Erkennen der biologischen Information dient,
beispielsweise einem Umdrehen des Verwenders in dem Bett, wird sich
die Erkennungsgenauigkeit in Übereinstimmung
mit einer Positionsbeziehung zwischen einem Verwender, der in einem
Bett liegt, und einem an dem Bett angebrachten Detektor ändern.
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3. ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zum Erfassen biologischer Signale zu schaffen, die
biologische Signale eines Verwenders in einem entspannten Zustand
quantitativ erfasst, ohne daß der
Verwender beeinträchtigt
wird. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch
1 gelöst.
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Die
Signalerkennungseinrichtung weist einen Rahmen, ein an dem Rahmen
befestigtes Federnetz, das elastisch deformiert werden kann, um
das Gewicht eines Verwenders zu tragen und eine Einheit zur Auswertung
eines biologischen Signals, das unterhalb des Federnetzes angeordnet
ist, auf. Das Federnetz hat eine erste Aufnahmefläche zur
Aufnahme des Gewichts des Verwenders und eine zweite, der ersten
Aufnahmefläche
gegenüberliegende Stützfläche. Die
Erkennungseinheit ist auf der zweiten Stützfläche angeordnet. Wenn das Gewicht
des Verwenders von dem Federnetz getragen wird, erkennt die Erkennungseinheit
das biologische Signal des Verwenders entsprechend einer biologischen
Vibration, die sich als kleine zyklische Laständerung darstellt, die über das
Federnetz übertragen
wird. Bei der vorliegenden Erfindung kann die biologische Vibration
des Verwenders stabil auf die Erkennungseinheit und auf das Federnetz
auch dann übertragen werden,
wenn eine störende
Positionsänderung
des Verwenders auf dem Federnetz auftritt, beispielsweise eine kleine
Bewegung des Verwenders, der auf dem Federnetz sitzt oder aber eine
Drehbewegung des Verwenders auf dem Federnetz, da die Erkennungseinheit
auf dem Federnetz angeordnet ist. Infolgedessen ist es möglich, das
biologische Signal des Verwenders genau zu erkennen, wobei Änderungen
in der Erkennungsgenauigkeit verhindert werden. Da die Erkennungseinheit
auf der zweiten Stützfläche, die
der ersten Aufnahmefläche
des Federnetzes gegenüberliegend
angeordnet ist, angebracht ist, ist es möglich, das biologische Signal
in einem entspannten Zustand des Verwenders zu erkennen, ohne daß ein unkomfortables
Gefühl
für den
Verwender entsteht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung weist das Federnetz, das bei der Vorrichtung zum Erkennen
eines biologischen Signals verwendet wird, eine Mehrzahl von Federeinheiten
und Kupplungselementen zum Herstellen einer Kopplung der Federeinheiten
auf. Jede der Federeinheiten wird durch Biegen eines Federmaterials
in einem Wellenmuster gebildet. Das Wellenmuster ist von einer Mehrzahl
von linearen Abschnitten und gebogenen Abschnitten versehen, die sich
jeweils zwischen benachbarten linearen Abschnitten erstrecken. In
dem Fall der Verwendung dieses Federnetzes ist es bevorzugt, die
Erkennungseinheit auf einer der linearen Abschnitte der Federeinheiten
anzuordnen, um die Genauigkeit der Erkennung des biologischen Signals
weiter zu verbessern.
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Es
ist weiter bevorzugt, daß die
Einheit zum Erkennen des biologischen Signals nach der vorliegenden
Erfindung eine Basis, ein für
eine Bewegung relativ zu der Basis entsprechend der über das
Federnetz übertragenen
biologischen Variation fähiges bewegliches
Element, eine optische Faser mit einem Eingangs- und einem Ausgangsende,
eine an dem Eingangsende angeordneten, zu Zufuhr von Licht in die
optische Faser dienenden Lichtquelle, einen optischen Sensor, der
an dem optischen Ende zur Aufnahme eines Ausgangslichts von der
optischen Faser angeordnet ist und eine Einrichtung zum Analysieren
der Änderung
des von dem optischen Sensor aufgenommenen Lichtsignals und zum
Bestimmen des biologischen Signals aufweist. Die optische Faser
ist zwischen der Basis und dem beweglichen Element so angeordnet,
daß es
eine elastische Deformation ent sprechend der Positionsänderung
des beweglichen Elements relativ zu der Basis zeigt. Die elastische
Deformation bewirkt eine Änderung
der optischen Eigenschaften der optischen Faser, das heißt, bei
einer Änderung
des internen Reflexionsvermögens
der optischen Faser analysiert der Analyseabschnitt die Änderung
der Lichtmenge, um das biologische Signal des Verwenders zu bestimmen.
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In
dem Fall der Verwendung der optischen Faser ist es bevorzugt, daß die Einheit
zum Erkennen des biologischen Signals von einer Stützeinheit
getragen wird, um einen Bruch der optischen Faser zu verhindern,
wenn das Gewicht des Verwenders schnell auf die Erkennungseinheit
aufgebracht wird. Das heißt,
die Stützeinheit
weist ein Federelement auf, das die Fähigkeit der Absorption eines
Stoßes hat
um zu verhindern, daß das
Gewicht des Verwenders schnell auf die optische Faser aufgebracht
wird, und eine Schwingungsdämpfungseinheit
zum Verhindern einer Vibration der Erkennungseinheit, die synchron
mit der biologischen Vibration erfolgt.
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Diese
und weitere Aufgaben und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
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4. KURZE ERLÄUTERUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Frontansicht eines Stuhls, der eine biologische Signalerkennungseinheit
nach der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 ist
eine Draufsicht auf ein Federnetz;
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3 ist
eine Schnittansicht der Erkennungseinheit für biologische Signale;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer optischen Faser, die zwischen
einer Basis und einem beweglichen Element angeordnet ist;
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5A und 5B in
diesen Figuren ist 5A eine schematische Darstellung,
die die optische Faser zwischen der Basis und dem beweglichen Element
zeigt, während
keine Last auf das bewegliche Element aufgebracht wird, 5B ist
eine schematische Darstellung, die die optische Faser wiedergibt,
die zwischen der Basis und dem beweglichen Element eingebracht ist,
wobei eine Last auf das bewegliche Element aufgebracht wird;
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6 ist
ein Schaltbild zum Erkennen des biologischen Signals;
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7A und 7B in
diesen Figuren ist 7A eine schematische Darstellung,
die eine optische Faser zwischen einer Basis und einem beweglichen
Element, das einen Stopper aufweist, zeigt, wobei eine Last auf
das bewegliche Element aufgebracht wird; 7B ist
eine schematische Darstellung, die die optische Faser, die zwischen
der Basis und dem beweglichen Element eingebracht ist, zeigt, wobei
eine Last auf das bewegliche Element aufgebracht wird;
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8 ist
eine Ansicht, die die Erkennungseinheit für das biologische Signal zeigt,
die benachbart dem Rahmen eines Stuhls angeordnet ist;
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9 ist
eine Seitenansicht, die ein bewegliches Element zeigt, das auf seiner
Oberfläche
einen Vorsprung hat;
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10 ist
eine Seitenansicht, die ein bewegliches Element hat, das eine gebogene
obere Fläche hat;
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11 ist
eine Seitenansicht einer Gasdruckfedereinheit zum Tragen der Einheit
zum Erkennen biologischer Signale;
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12 ist
eine Schnittansicht der Stützeinheit
der Einheit zum Erkennen biologischer Signale;
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13 ist
eine Seitenansicht der Stützeinheit
mit einem Gelenkmechanismus und einer Gasdruckfedereinheit zum Tragen
der Erkennungseinheit für
biologische Signale;
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14 ist
eine Ansicht, die eine Stützeinheit zum
Tragen der Erkennungseinheit für
biologische Signale zeigt;
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15 ist
eine Ansicht, die eine andere Stützeinheit
zum Tragen der Erkennungseinheit für biologische Signale zeigt;
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16 ist
eine perspektivische Ansicht eines Massagestuhls, der eine Einheit
zum Erkennen biologischer Signale nach der vorliegenden Erfindung
aufweist; und
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17 ist
ein Betriebssteuerdiagramm für den
Massagestuhl.
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Die
vorliegende Erfindung wird, wie unten gezeigt, in ihren Einzelheiten
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
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Ein
Stuhl 1 mit einer Erkennungseinheit 20 für biologische
Signale nach der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt.
Ein Federnetz 10 zum Tragen des Gewichts des Verwenders
ist auf den Sitzabschnitt des Stuhls aufgespannt. Das Federnetz 10 ist, wie
in 2 gezeigt, aus einer Mehrzahl von Federeinheiten 11 gebildet,
die in einer Reihe auf derselben Ebene angeordnet sind und ein Paar
von Kupplungselementen 12 zum Verkuppeln der Federeinheiten
aufweist. Jede der Federeinheiten 11 ist am Rahmen 3 des
Stuhls 1 an seinen gegenüberliegenden Enden befestigt
und besteht aus einem Federmaterial, das in einem wellenförmigen Muster
gefertigt ist. Das Wellenmuster besteht aus linearen Abschnitten 14 und
gebogenen Abschnitten 15, die sich jeweils zwischen benachbarten
linearen Abschnitten, wie in 2 gezeigt,
erstrecken. Wenn eine nach oben weisende Fläche des Federnetzes zum Aufnehmen
des Gewichts des Verwenders als eine erste Stützfläche definiert wird, ist die
Erkennungseinheit auf einer zweiten Stützfläche des Federnetzes, die der
ersten Aufnahmefläche
gegenüberliegt,
montiert. Wenn das Gewicht des Verwenders von dem Federnetz 10 gestützt wird,
erkennt die Erkennungseinheit 20 ein biologisches Signal
des Verwenders entsprechend der biologischen Vibration, die als
eine zyklische, geringfügige
Laständerung,
die über
das Federnetz 10 übertragen
wird, definiert ist. In 1 gibt das Bezugszeichen 5 ein
Kissen an, das auf die erste Aufnahmefläche aufgelegt ist.
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Die
Erkennungseinheit 20 nach diesem Ausführungsbeispiel weist, wie in
den 3 und 6 gezeigt ist, eine Basis 21,
ein bewegliches Element 25, das dazu in der Lage ist, sich
relativ zu der Basis entsprechend der biologischen Vibration, die über das
Federnetz 10 übertragen
wird, zu bewegen, eine optische Faser 30 mit einem Eingangsende
und einem Ausgangsende, die zwischen der Basis und dem beweglichen
Element angeordnet ist, ein Licht aussendendes Element 31 wie
eine Licht aussendende Diode, die an dem Eingangsende angeordnet ist,
um Licht in die optische Faser 30 einzubringen, ein Licht
aufnehmendes Element 32, das an dem Ausgangsende angeordnet
ist, um den Lichtausgang der optischen Faser 30 aufzunehmen
und einen biologischen Signalbestimmungsabschnitt 33 zum
Analysieren und Bestimmen des biologischen Signals entsprechend
dem Lichtausgang auf.
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In
den 4, 5A und 5B sind
die Basis 21 und das bewegliche Element 25 dargestellt, um
die optische Faser 30 hervorzuheben, die zwischen der Basis 21 und
dem beweglichen Element 25 liegt. Die Basis 21 hat,
wie in diesen Figuren gezeigt, eine Mehrzahl von ersten Vorsprüngen 22,
die mit einem konstanten Abstand angeordnet sind und erste Kerben 23,
die jeweils zwischen benachbarten ersten Vorsprüngen 22 angeordnet
sind. In ähnlicher Weise
hat das bewegliche Element 25 eine Mehrzahl von zweiten
Vorsprüngen 26,
die mit einem konstanten Abstand angeordnet sind und zweite Kerben 27, die
jeweils zwischen benachbarten zweiten Vorsprüngen 26 ausgebildet
sind. Das bewegliche Element 25 ist, wie in 5A gezeigt,
oberhalb der Basis 21 derart angeordnet, daß die ersten
Vorsprünge 22 zu
den zweiten Kerben 27 weisen, die zweiten Vorsprünge 26 weisen
zu den ersten Kerben 23. Wenn das Gewicht des Verwenders
nicht auf das Federnetz 10 aufgebracht wird, ist keine
elastische Deformation der optischen Faser 30 zwischen
der Basis 21 und dem beweglichen Element 25 gegeben,
wie in 5A gezeigt. Wenn das Gewicht
eines Verwenders auf das Federnetz 10 aufgebracht wird,
bewegt sich das bewegliche Element 25 in Richtung auf die Basis 21,
wie in 5B gezeigt, so daß eine elastische
Deformation der optischen Faser 30 zwischen der Basis und
dem beweglichen Element 10 auftritt. Wenn Licht des Licht
aussendenden Elements 31 auf die optische Faser 30 aufgebracht
wird, ändert
sich die Menge des Lichts, das durch das Licht aufnehmende Element 32 aufgenommen
wird, in Übereinstimmung
mit der Änderung
der internen Reflektanz der optischen Faser 30, die durch
die elastische Deformation der optischen Faser verursacht wird.
Der Abschnitt 33 zum Bestimmen des biologischen Signals
extrahiert eine kleine Änderung
der biologischen Information des Verwenders aus der Änderung
der Lichtmenge, um das biologische Signal des Verwenders zu bestimmen.
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Ein
Schaltdiagramm zum Erkennen des biologischen Signals ist in 6 gezeigt.
Das Licht aufnehmende Element 32 ist mit einem die Atmung
diskriminierenden Abschnitt 36 und einem den Herzschlag
diskriminierenden Abschnitt 37, etwa einem Tiefpaßfilter
oder einem Komparator über
einen I/V-Wandler 34 zum Wandeln eines Stromausgangs in
ein Spannungssignal und einem Verstärker 35 verbunden.
In 3 gibt das Bezugszeichen 28 einen Kasten
an, der an der Basis 21 befestigt ist, in den die Erkennungsschaltung
für das
biologische Signal eingebracht ist.
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Die
Anzahl der elastisch deformierten Abschnitte der optischen Faser
werden durch die Anzahl der ersten und der zweiten Vorsprünge (22, 26) bestimmt.
Die Intensität
der elastischen Deformation der optischen Faser, das heißt die optische
Krümmung
der optischen Faserkammer kann durch die Höhe der ersten und der zweiten
Vorsprünge
(22 und 26) bestimmt werden. In den Zeichnungen
gibt das Bezugszeichen 24 eine konkave Krümmung, die
an dem oberen Ende jedes der ersten Vorsprünge 22 angeordnet
ist, an. Entsprechend gibt das Bezugszeichen 29 eine konkave
Krümmung
an, die an dem oberen Ende jeder der zweiten Vorsprünge 26 ausgebildet
ist. Diese konkaven Krümmungen 24, 29 werden
verwendet, um ein Abgleiten der optischen Faser 30 in eine
horizontale Richtung aus einer vorgegebenen Position, in der die
optische Faser elastisch deformiert werden sollte, zu verhindern.
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Im übrigen ist
es bevorzugt, daß die
Erkennungseinheit 20 einen Anschlag zum Begrenzen der Relativbewegung
des beweglichen Elements 25 zu der Basis 21 derart
hat, daß die
Intensität
der elastischen Deformation der optischen Faser geringer als ein
vorgegebener Wert ist. Dies ist nützlich, um einen Bruch der
optischen Faser 30 zu verhindern. Die Tiefe D2 jeder der
konkaven Krümmungen
(24, 29) ist, beispielsweise wie in den 7A und 7B gezeigt,
größer als
der Durchmesser D1 der optischen Faser 30 (D2 > D1). Wenn das bewegliche
Element 25 durch das Gewicht des Verwenders in Richtung auf
die Basis 21 bewegt wird, berühren die oberen Enden der ersten
Vorsprünge 22 die
Böden der
zweiten Kerben 27. Zu dem gleichen Zeitpunkt berühren die
oberen Enden der zweiten Vorsprünge 26 die
Böden der
ersten Kerben 23, ohne daß die optische Faser 30,
die zwischen die oberen Enden der ersten Vorsprünge 22 und die Böden der
zweiten Kerben 27 und zwischen den oberen Enden der zweiten
Vorsprünge 26 und
den Böden
der ersten Kerben 23 eingeklemmt ist. Auf diese Weise ist
es möglich,
eine Überlastung
der optischen Faser 30 zu verhindern, wobei die erforderliche
Intensität
der elastischen Deformation der optischen Faser zugelassen wird.
Es ist so, mit anderen Worten, möglich,
einen Bruch der optischen Faser 30 zu verhindern und die
Zuverlässigkeit
der Einrichtung zum Erkennen des biologischen Signals zu verbessern.
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Die
Erkennungseinheit 20 kann, wie in 2 gezeigt,
in der Nähe
der Mitte der zweiten Stützfläche des
Federnetzes 10 angeordnet sein. Wenn die Erkennungseinheit 20 benach bart
zu dem Rahmen 3 des Stuhls 1 angeordnet ist, wie
in 8 gezeigt, ist es weiter möglich, Unstimmigkeiten, die
von der Erkennungseinheit unmittelbar nachdem sich der Verwender
auf den Stuhl 1 gesetzt hat, weiter zu reduzieren. Auch
wenn die Erkennungseinheit 20 benachbart dem Rahmen 3 angeordnet
ist, kann die biologische Vibration des Verwenders genau von der Erkennungseinheit 20 über das
Federnetz 10 übertragen
werden. Es ist daher kein Problem der Verringerung der Erkennungsgenauigkeit.
Wenn die Erkennungseinheit 20 derart angeordnet ist, daß ein Mittelabschnitt
des beweglichen Elements 25 direkt unter dem linearen Abschnitt 14 der
Federeinheit 11 angeordnet ist, ist es möglich, eine
gleichförmige
elastische Deformation der optischen Faser 30 zwischen der
Basis 21 und dem beweglichen Element 25 zu bewirken,
wenn das Gewicht des Verwenders auf das bewegliche Element aufgebracht
wird. Es ist daher bevorzugt, eine genaue Erkennung des biologischen Signals
zu schaffen.
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Die
Form des beweglichen Elements 25 ist nicht auf das obige
Beispiel beschränkt.
Beispielsweise ist es, wie in 9 gezeigt,
möglich,
ein bewegliches Element 25A zu verwenden, das an seiner Oberfläche einen
vorragenden Abschnitt 40A hat, der die zweite Stützfläche des
Federnetzes 10 berührt.
Alternativ ist es möglich,
wie in 10 gezeigt, ein bewegliches
Element 25B zu verwenden, das eine bogenförmige obere
Fläche 40B hat,
die die zweite Stützfläche des
Federnetzes 10 berührt.
Dies kann eine stabile Übertragung
der biologischen Vibration des Verwenders auf die optische Faser 30 bewirken.
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Wenn
das Gewicht des Verwenders schnell auf das Federnetz 10 des
Stuhls 1 aufgebracht wird, besteht die Möglichkeit
einer Zerstörung
der optischen Faser aufgrund des Impulses, der auf die optische
Faser 30 über
das bewegliche Element 25 aufgegeben wird. Um dieses Problem
zu verbessern, ist es, wie in 11 gezeigt,
bevorzugt, eine Gasdruckfeder 50 zu verwenden, die den
Impuls aufnehmen und die Vibration dämpfen kann. In diesem Fall
wird es auch dann, wenn das Gewicht des Verwenders schnell auf das
Federnetz 10 des Stuhls aufgebracht wird, möglich, das
Federnetz mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit elastisch
zu deformieren, ohne daß ein
Schlag auf die optische Faser aufgebracht wird. Weiter kann die
Vibration der Erkennungseinheit 20, die synchron mit der
biologischen Vibration des Verwenders erfolgt, durch einen inneren
Gasdruck der Gasdruckfedereinrichtung 50 verhindert werden.
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Alternativ
kann eine Stützeinrichtung,
wie sie in 12 gezeigt ist, verwendet werden.
Die Stützeinrichtung
weist ein Federelement 51A auf, das die Fähigkeit
hat, einen Stoß zu
absorbieren und ein Vibrationsdämpfungselement 52A zum
Verhindern einer synchron mit der biologischen Vibration des Verwenders
erfolgenden Vibration der Erkennungseinheit 20.
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Zusätzlich kann
die in 13 gezeigte Stützeinrichtung
verwendet werden. Bei dieser Stützeinrichtung
ist die Erkennungseinrichtung 20 mit dem Rahmen 3 über eine
Verbindungsstange 51B gekoppelt. Ein erstes Ende 52B der
Verbindungsstange stößt gegen
eine Bodenfläche
der Erkennungseinheit 20, ein zweites Ende 53B der
Verbindungsstange wird von dem Rahmen 3 derart getragen,
daß die Verbindungsstange
schwenkbar gegen den Rahmen um das zweite Ende bewegt werden kann.
Die Verbindungsstange 51B ist weiter an einer Position
zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende von einer Gasdruckfeder 50B getragen,
die die Fähigkeit der
Absorption eines Stoßes
und die Fähigkeit
der Dämpfung
einer Vibration hat. Durch die Verwendung dieser Verbindungsstange 51B ist
es möglich,
die Weite der Verlagerung der Gasdruckfeder 50B zu verringern.
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Die
Erkennungseinheit 20 kann, wie in 14 gezeigt,
durch die Verwendung eines Stützelements 50C gestützt werden.
Das Stützelement
hat die Fähigkeit,
einen Schock zu absorbieren sowie eine nicht-lineare Federcharakteristik
zum Verhindern der Vibration der Erkennungseinheit 20,
die synchron mit der biologischen Vibration des Verwenders ist.
Gegenüberliegende
Enden des Stützelements 50C sind
an den Rahmen 3 befestigt.
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Alternativ
kann die in 15 gezeigte Stützeinheit
verwendet werden. Bei dieser Stützeinheit liegt
ein elastisches Element 51D, etwa Gummi, zwischen der Basis 51 und
einem Kasten 28, der in diesem eine ein Signal erkennende
Schaltung beinhaltet. Ein Gewicht 52D ist an dem Boden
des Kastens 28 angeordnet, um das Gewicht der Erkennungseinheit 20 zu
erhöhen.
Eine Vibration der Erkennungseinheit 20, die synchron mit
der biologischen Vibration des Verwenders erfolgt, kann durch die
Verwendung dieser Stützeinheit
verhindert werden.
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Bei
den obigen Ausführungsbeispielen
ist das bewegliche Element 25 an dem Federnetz 10 befestigt.
Die Basis 21 kann jedoch an dem Federnetz 10 befestigt
sein, falls erforderlich. Es ist beispielsweise möglich, die
Anordnung der Erkennungseinheit 20 in 11 derart
zu ändern,
daß der
Kasten 20 an dem Federnetz 10 befestigt ist und
das bewegliche Element 25 an der Gasdruckfedereinrichtung 50 angebracht
ist. Bei dieser Verwendung wird die biologische Vibration des Verwenders
auf die optische Faser 30 über den Kasten 28 und
die Basis 21 übertragen.
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Als
eine Anwendung der vorliegenden Erfindung kann die biologische Signalerkennungsvorrichtung
gemeinsam mit einem Massagestuhl 1E verwendet werden. Das
biologische Signal eines Verwenders, der auf dem Massagestuhl 1E sitzt,
wird von einer Einheit 20E zum Erkennen eines biologischen
Signals erkannt, das direkt unter einem Sitzabschnitt 5E entsprechend
der oben beschriebenen Weise angeordnet ist. Einem Ausgangssignal
der Erkennungseinheit 20E entsprechend wird eine optimale
Intensität
der Massagebewegung auf den Verwender durch eine Massageeinheit
aufgebracht, die in der Rückenlehne 6E des
Massagestuhls 1E eingeschlossen ist. 17 zeigt
das Betriebssteuerdiagramm dieses Massagestuhls.
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Bei
den obigen Ausführungsbeispielen
ist der Stuhl, der die Einheit zum Erkennen eines biologischen Signals
hat, als Einrichtung zum Erkennen eines biologischen Signals erläutert. Ein
Bett, das die Einheit zum Erkennen des biologischen Signals hat, wird ähnliche
Vorteile oder Wirkungen haben. Weiter ist es, falls erforderlich,
möglich,
einen Dehnungsmeßstreifen
oder ein Potentiometer anstelle der optischen Faser zu verwenden.
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- 1
- Stuhl
- 3
- Rahmen
- 5
- Kissen
- 10
- Federnetz
- 11
- Federeinheit
- 12
- Kupplungselement
- 14
- linearer
Abschnitt
- 15
- gebogener
Abschnitt
- 20
- Einheit
zum Erkennen eines biologischen Signals
- 21
- Basis
- 22
- erster
Vorsprung
- 23
- erste
Kerbe
- 24
- konkave
Krümmung
- 25
- bewegliches
Element
- 26
- zweiter
Vorsprung
- 27
- zweite
Kerbe
- 28
- Kasten
- 29
- konkave
Krümmung
- 30
- optische
Faser
- 31
- Licht
aussendendes Element
- 32
- Licht
aufnehmendes Element
- 33
- Abschnitt
zum Erkennen des biologischen Signals
- 34
- I/V-Wandler
- 35
- Verstärker
- 36
- Atmungs/Diskriminierungs-Abschnitt
- 37
- Herzschlag/Diskriminierungs-Abschnitt
- 50
- Gasdruckfedereinrichtung
- 21A
- Basis
- 25A
- bewegliches
Element
- 40A
- vorspringender
Abschnitt
- 51A
- Federelement
- 52A
- Vibrationsdämpfungselement
- 21B
- Basis
- 25B
- bewegliches
Element
- 50B
- Gasdruckfedereinrichtung
- 51B
- Verbindungsstange
- 52B
- erstes
Ende
- 53B
- zweites
Ende
- 50C
- Stützelement
- 51D
- elastisches
Element
- 52D
- Gewicht
- 1E
- Massagestuhl
- 5E
- Sitzabschnitt
- 6E
- Rückenlehnenabschnitt
- 20E
- biologische
Signalerkennungseinheit