JP2007185409A - 生体信号検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の構成では、検出したい生体情報として例えば心拍信号とした場合、ベッド全体に均一に感圧手段が配置されており、心拍信号以外の信号がノイズとなり検出精度が低下するという課題があった。
【解決手段】生体12より発生した圧力変動を検知する感圧手段1を備え、前記感圧手段1を生体12の圧力を受ける受圧部に設置し、前記感圧手段1の設置部分により異なる設置密度とする構成ものである。これによって、高い密度で設置する部分と低い密度で設置する部分を、必要な生体信号を得やすい部分、寝具3に設置するならば心臓を中心とした上半身からの圧力を受ける部分感圧手段1を高密度に配設することで、心拍に関係ない足などの部分に起因する信号は相対的に小さくり心拍信号を正確に検出できる。
【選択図】図1
【解決手段】生体12より発生した圧力変動を検知する感圧手段1を備え、前記感圧手段1を生体12の圧力を受ける受圧部に設置し、前記感圧手段1の設置部分により異なる設置密度とする構成ものである。これによって、高い密度で設置する部分と低い密度で設置する部分を、必要な生体信号を得やすい部分、寝具3に設置するならば心臓を中心とした上半身からの圧力を受ける部分感圧手段1を高密度に配設することで、心拍に関係ない足などの部分に起因する信号は相対的に小さくり心拍信号を正確に検出できる。
【選択図】図1
Description
本発明は、ベッド等の寝具または家屋周囲に設置し、心拍や体動などの信号を検出する生体信号検出装置に関するものである。
従来、この種の生体信号検出装置は、寝具など生体の荷重の掛かる製品に設置するもので、検出感度を向上させるため、生体信号検出手段と凹凸部材を組み合わせた構造を持つものがある。(例えば、特許文献1、および特許文献2参照)。
図14は、特許文献1に記載された従来の生体信号検出装置の構成図である。図15は、同文献に記載された生体信号検出装置の要部断面図である。図14において、感圧手段1は硬質部材2の上に設置されその硬質部材2には穴2a〜2d(本発明の複数の棒に相当)のあいた硬質部材3の上に設置されそれを寝具であるベッド3の床板4とマットレス5の間に設置する。ベッド3の上に就寝する生体からの振動により、図15の穴の縁(例えば点31)で感圧手段1に大きな曲げ変形が加えられるため大きな信号が得られる。
また、図16は特許文献2に記載された従来の別の生体信号検出装置の検出部の構成図である。図22において、従来の生体信号検出装置は、信号を検出する光ファイバー6(本発明の感圧手段に相当する)を凹凸部材7a、7b(本発明の複数の棒に相当)にはさみ、生体からの振動が加わったときに光ファイバー6を大きく屈曲させて大きな信号を得る構成である。
特開2005−13259号公報
特開平8−584号公報
しかしながら、前記従来の構成では、検出したい生体情報として例えば心拍信号とした場合、ベッド全体に均一に感圧手段が配置されており、心拍信号以外の信号たとえば就寝中の足の動きなどに起因する振動信号も検出されるので、それが心拍信号に重畳することでノイズとなり検出精度が低下する。しかしながら、生体情報検出装置の設置部位を特定場所、例えば心臓の近傍のみに限定してしまうと寝返りなどで生体の位置が感圧手段の上からずれたときに信号の検出がまったく出来なくなってしまうという課題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ノイズとなる不要振動の影響を抑え、正確に生体信号を検出しかつ、検知領域上の生体信号の検出漏れが無い生体信号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、本発明の生体信号検出装置は、生体より発生した圧力変動を検知する感圧手段と、前記感圧手段を生体の圧力を受ける受圧部に設置し、前記感圧手段の信号を処理して生態信号を検出する制御手段とを備え、前記感圧手段は受圧部で部分的に設置密度を異ならせて設置したことを特徴とする構成ものである。
例えば、寝具に設置するならば、必要な生体信号を得やすい部分、つまり心拍を検出するなら心臓を中心とした上半身からの圧力を受ける部分に感圧手段を高い密度で配設し、足などの下半身からの圧力を受ける部分を低い密度で配設する。そうすることで、心拍に関係ない足などの部分に起因する信号は相対的に小さくなるので心拍信号を正確に検出で
きる。また、寝返りなどを打って生体が寝具上で大きく移動してしまっても感圧手段は寝具全体に設置されているため検知不能になることは無く検出漏れはない。
きる。また、寝返りなどを打って生体が寝具上で大きく移動してしまっても感圧手段は寝具全体に設置されているため検知不能になることは無く検出漏れはない。
本発明の生体信号検出装置は、ノイズの影響を抑え正確に生体信号を検出しかつ、検出漏れの無い生体信号検出装置を提供することができる。
第1の発明は、生体より発生した圧力変動を検知する感圧手段と、前記感圧手段を生体の圧力を受ける受圧部に設置し、前記感圧手段の信号を処理して生態信号を検出する制御手段とを備え、前記感圧手段は受圧部で部分的に設置密度を異ならせて設置したことを特徴とする構成とする。つまり、生体信号の発生源の近くに感圧手段を高い密度で配設し、それ以外の部分には低い密度で配設する。そうすることで、必要な生体信号に関係ない部分に起因する振動信号は相対的に小さくなるので生体信号を正確に検出できる。また、生体が大きく移動してしまっても感圧手段は全体に設置されているため検知不能になることは無く検出漏れはない生体信号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の発明において、感圧手段は、可撓性を持つケーブル状の構成としたものである。そして、ケーブル状感圧手段を屈曲させて配置するなど配置の自由度が高いので、容易に異なる密度で配置することが出来る生体信号検出装置を提供することができる。
第3の発明は、特に第2の発明において、感圧手段を蛇行させて配設し、蛇行の間隔を変えることにより前記感圧手段の設置密度を変える構成としたものである。そして、ケーブル状感圧手段を蛇行させて配設し、蛇行の間隔を変えることにより前記圧電ケーブルの設置密度を変える構成としたことで、蛇行の曲率を小さく直線部が互いに密接して固定されることで高い密度で配設し、曲率が大きく直線部の間隔が大きくなり低い密度で配設されるので容易に異なる密度で配置することが出来る生体信号検出装置を提供することができる。
第4の発明は、特に第1から第3のいずれか1つに記載の発明において、生体より発生した圧力変動を感圧手段に伝達する伝達促進部材を配置したものである。そして、感圧手段には生体からの圧力が効率的に伝達され大きな変形作用が加わるため大きな信号出力が発生し、高感度に生体信号を検出することができる。
第5の発明は、特に第4の発明において、伝達促進部材を感圧手段の設置密度の高い部分に配置したものである。そして、検出したい生体信号をより高い感度で検出することが出来る。
第6の発明は、特に第4または第5のいずれか1つに記載の発明において、伝達促進部材は、感圧手段に重なり前記感圧手段と交差するように設置した複数の棒状部材とし、柔軟なフィルム部材を備え、前記棒状部材と前記感圧手段とは前記フィルム部材に一体に配置したものである。そして、伝達促進部材として感圧手段に重なり前記感圧手段と交差する複数の棒状部材と、柔軟なフィルム部材を有し、前記棒状部材と前記感圧手段を前記フィルム部材に一体に配置したことで、感圧手段には棒状部材の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するため、高感度に生体信号を検出することができる。
第7の発明は、特に第4または第5のいずれか1つに記載の発明において、伝達促進手段として感圧手段に重なり前記感圧手段と交差する複数の棒状部材と、柔軟なフィルム部材と弾性部材を有し、前記棒状部材と前記弾性部材により前記感圧手段をはさむように前
記フィルム部材に一体に配置したことで、感圧手段には棒状部材の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するため、高感度に生体信号を検出することができる。
記フィルム部材に一体に配置したことで、感圧手段には棒状部材の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するため、高感度に生体信号を検出することができる。
第8の発明は、特に第4または第5のいずれか1つに記載の発明において、伝達促進部材は、感圧手段に重なりかつ前記感圧手段と交差する第1の複数の棒状部材と、前記第1の複数の棒状部材と前記感圧手段をはさむようにして設けた第2の複数の棒状部材とを有し、前記第1の複数の棒状部材と前記第2の複数の棒状部材は重ならないように配置する構成としたものである。そして、感圧手段には伝達促進部材である棒状部材の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するが、棒状部材は、それぞれの部材が重ならないように感圧手段を異なる面からはさむ構成となり、曲げ作用の加わりが多面的に生じるのでさらに変形量が増え出力が大きくなるので、高感度に生体信号を検出することができる。
第9の発明は、特に第1から第8のいずれか1つに記載の発明を寝具に設け、前記寝具上の生体の上半身からの圧力を受ける部分の感圧手段の配設密度を高くする構成としたものである。そして、生体信号検出装置を寝具に用い、前記寝具上の生体の上半身からの圧力を受ける部分の密度を高く設置する構成としたことで、心拍や呼吸など生体からの生体情報を含む振動の検出感度を高い物とすることができる。そして、心拍や呼吸に関係ない足など動きに起因する信号は相対的に小さくなるので心拍や呼吸などの信号を正確に検出できる。また、寝返りなどを打って生体が寝具上で大きく移動してしまっても寝具に設置されているため検知不能になることは無く検出漏れがない。
第10の発明は、特に第1から第8のいずれか1つに記載の発明において、生体信号検出記を家屋周囲に埋設し、玄関、窓など生体の出入りする部分の密度を高く設置する構成としたものである。そして、家屋の生体の出入りする部分への生体の接近を感度よく重点的に検出することが出来る。なおかつ、圧電センサを低い密度で配置したドアや窓のない部分においては、感度は比較的低いが配設されている圧電センサにより生体の有無などを検出することが出来るので検知漏れがない。
第11の発明は、特に第1から第10のいずれか1つに記載の発明において、感圧手段は、内側電極と、前記内側電極に周設された圧電部材と、前記圧電部材に周設した外側電極とを備えてケーブル状に構成したものである。そしてこのような同軸ケーブル状にしたことで、検出した生体信号を伝達する中心電極に対し外部電極がシールドの役を果たし外来電磁波ノイズの影響を受けにくい物となる。よって、生体信号の収集や処理のために近くで電子機器を用いたり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしてもノイズが重畳することの少ない信頼性の高い生体信号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は生体信号検出装置の表面の構成図である。図2は生体信号検出装置の表面と裏面を望む構成図、また、図3は、本発明の第1の実施の形態における生体信号検出装置が設置されたベッドの構成図、図4は、ベッドと生体信号検出装置の要部断面図、図5は感圧手段1の断面図、図6は生体信号検出装置のブロック図である。
図1は生体信号検出装置の表面の構成図である。図2は生体信号検出装置の表面と裏面を望む構成図、また、図3は、本発明の第1の実施の形態における生体信号検出装置が設置されたベッドの構成図、図4は、ベッドと生体信号検出装置の要部断面図、図5は感圧手段1の断面図、図6は生体信号検出装置のブロック図である。
図1、図2において、布8のような柔軟性のあるフィルム状部材の表面に、感圧手段として可撓性を有した単一のケーブル状圧電センサ1が曲線部と直線部が交互になるように蛇行して縫い付けられ、布8の裏側には、伝達促進部材をなす複数の硬質の棒状部材とし
てアルミ丸棒9がほぼ等間隔で互いに並行に縫い付けられ生体信号検知装置10をなしている。このように配置することで、棒状部材9と圧電センサ1の特に直線部とは約90度の角度で複数の点で交差する。また、圧電センサ1の一端には圧電センサ1からの出力信号を処理する制御ユニット11が接続されている。
てアルミ丸棒9がほぼ等間隔で互いに並行に縫い付けられ生体信号検知装置10をなしている。このように配置することで、棒状部材9と圧電センサ1の特に直線部とは約90度の角度で複数の点で交差する。また、圧電センサ1の一端には圧電センサ1からの出力信号を処理する制御ユニット11が接続されている。
また、布8に配設された圧電センサ1の密度について、図1において布8の上部に配設された圧電センサ1は蛇行の曲率が小さく直線部が互いに密接して固定されることで圧電センサ1として高い密度で配設されている。また布8の下部は蛇行の曲率が大きく直線部の間隔が大きくなり圧電センサ1として低い密度で配設されている。
図3においてベッド3の床板4の上に生体信号検出装置10が圧電センサ1を縫い付けた面を上面にし、かつ圧電センサ1が高い密度で配設されている部分が上半身つまり、生体12がベッド3に就寝したときに生体12からの体圧がかかりまた心臓に近い部位の例えば頭部、肩部、胸部等の上半身になるように設置され、その上にマットレス5を配置し、さらにその上に生体12が就寝している。このとき、図4に示すように生体12からの心拍や呼吸や体動などの振動はマットレス5とアルミ丸棒9および布8を介して圧電センサ1に伝わる、圧電センサ1は振動伝達促進部材であるアルミ丸棒9があることでアルミ丸棒9の断面形状に沿って振動に起因する曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生する。つまり、アルミ丸棒9によって振動の伝達が促進されている。
実験において、直径約2.5mmの円形断面形状ケーブル状の圧電センサ1を用い、また約直径5mmのアルミの丸棒9を用いることで、良好な結果を得ることができた。従って、本発明の構成により生体12からの生体情報を含む振動の検出感度を高い物とすることができる。そして、心拍や呼吸に関係ない足など動きに起因する信号は相対的に小さくなるので心拍や呼吸などの信号を正確に検出できる。また、寝返りなどを打って生体12がベッド3上で大きく移動してしまっても圧電センサ1はベッド3全体に設置されているため検知不能になることは無く検出漏れがない。例えば、就寝中に生体12がベッドの足元側に移動していても信号を検知しベッド3上に生体12が不在であると誤検知することもない。
また、ベッド3の床板4とマットレス5の間に設置するため、生体信号検出装置10と生体12の間にはマットレス4が介在することとなり、圧電センサ1が生体12直接接する事が無く、就寝を阻害しない物とすることができる。
尚、就寝する人にとって、違和感が無い場合は、生体信号検出装置10をマットレス4の上に配置してもよい。
尚、この例ではベッド3などの寝具に生体信号検出装置10を設置する例を説明したが、これに限られることは無く、椅子や座布団などに設置して用いてもかまわない。すなわち、生体荷重を継続的に受ける生活用品であれば、本実施の形態のよう生体信号を検出することが可能となる。その場合、本実施の形態の生体信号検出装置10を、例えば椅子の座面とクッションの間、畳と座布団の間などに設置する。
また、圧電センサ1を配設する柔軟な部材としては布8に限らず樹脂製シート等を用いてもよい。また、布8と圧電センサ1、の配設方法も縫い付けに限られること無く接着などでも良い。
以下に本発明の生体信号検出装置10に用いる圧電センサ1について説明する。図5において、圧電センサ1は内側電極として導体からなる中心電極101、感圧部材である圧電体層102、導体からなる外側電極103、弾性体からなる被覆層104を備えている
。圧電体層102はポリフッ化ビニリデン等の樹脂系の高分子圧電体や、特定の樹脂基材中に圧電セラミックスの粉体を混合した複合圧電体を用いることができる。そして外側電極103は内側電極101と圧電体層102を囲うように配置されており、圧電センサ1は同軸ケーブル状となるため信号を伝達する中心電極101に対し外部電極103がシールドの役を果たし外来電磁波ノイズの影響を受けにくい物となる。よって、生体信号の収集や処理するために電子機器を近くで使用したり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしても圧電センサ1にノイズが重畳することの少ない信頼性の高い生体信号検出装置10を提供することができる。
。圧電体層102はポリフッ化ビニリデン等の樹脂系の高分子圧電体や、特定の樹脂基材中に圧電セラミックスの粉体を混合した複合圧電体を用いることができる。そして外側電極103は内側電極101と圧電体層102を囲うように配置されており、圧電センサ1は同軸ケーブル状となるため信号を伝達する中心電極101に対し外部電極103がシールドの役を果たし外来電磁波ノイズの影響を受けにくい物となる。よって、生体信号の収集や処理するために電子機器を近くで使用したり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしても圧電センサ1にノイズが重畳することの少ない信頼性の高い生体信号検出装置10を提供することができる。
尚、内側電極と外側電極を持つケーブル状の感圧手段として同軸ケーブル状の圧電センサ1を例として示したが、本発明はこれに限られることは無く、中心導体が複数あるケーブル、中心導体が外側電極の中心から偏心しているケーブル、断面形状が円形ではないケーブルなどを用いても同様の効果がある。
次に、圧電センサ1の出力信号の処理例と、生体12からの生体信号の検出作用を説明する。図6は本発明の第1の実施の形態における生体信号検出装置10のブロック図である。図6において、制御ユニット11は、検出手段13、判定手段14、報知手段15を備えている。検出手段13は、圧電センサ1からの出力信号を所定の濾波特性で濾波し、かつ、所定の増幅度で増幅を行うフィルタ部16と、フィルタ部16の出力信号を予め設定された設定値と比較を行うコンパレータ部17とを備えている。フィルタ部16の濾波特性としては、例えばノイズとして信号に重畳しやすい商用電源周波数は50Hzおよび60Hzであるが、生体12の信号、例えば心拍などは1Hz前後、呼吸などは0.1Hz前後、体動などは数Hzの範囲なので、濾波特性としては例えば、0.05Hz〜20Hzの信号成分を通過させるバンドパスフィルタとする。
以上のように構成された生体信号検出装置10について、以下その動作、作用を特に心拍を検出する場合について図7に基づいて説明する。図7は生体12の心拍に由来する振動が圧電センサ1に加わったときの圧電センサ1の出力に対応するフィルタ部16の出力信号Vとコンパレータ部17の出力信号Jの経時変化を示す特性図である。
まず、ベッド3の上に生体12が横たわると、生体12からの体重などの圧力や心拍等の振動等がマットレス4を介して圧電センサ1に印加される。このとき圧電センサ1は変形し、圧電効果により圧電センサ1の変形の加速度に応じた信号が出力される。そのため、変動の無い体重による圧力等は検出されず、変動のある振動成分のみが検出され、例えば体の動きや呼吸、心拍信号等を検出する。このとき特に圧電センサ1とアルミ丸棒9の交点の部分で圧電センサ1の曲げ変形が大きくなりより大きな出力信号が得られる。そして、圧電センサ1の出力信号は、フィルタ部16により心拍などの生体からの振動の接触時の周波数帯域である0.05〜20Hzの信号を通過させ、他の周波数帯の信号は除去される。図5にフィルタ部16の出力信号Vを示す。心拍振動の検出時には、Vに基準電位V0より大きな信号成分が現れる。そして変形量の2次微分値である加速度も大きくなり、結果として圧電センサ1の出力信号も大きくなる。コンパレータ部17はVのV0からの振幅|V−V0|がD0より大ならば心拍振動を検出した判定し、時刻t1で判定出力としてLo→Hi→Loのバルス信号を出力する。
上述したように、コンパレータ部17から出力された信号が判定手段14に入力され例えば心拍信号の周期Δtより心拍周期つまり心拍数がわかり、報知手段15により心拍数を表示したり音声により報知したりできる。
また、圧電センサ1が低い密度で配設された部分、この実施例では足の部分からの信号は相対的に感度が低く心拍等の信号を正確に検出するのは難しいが、そこからの信号も検
出することによりベッド3上に生体が居れば体動により何らかの振動信号の出力が得られるため、ベッド3上の生体の有無を判定することが出来る。
出することによりベッド3上に生体が居れば体動により何らかの振動信号の出力が得られるため、ベッド3上の生体の有無を判定することが出来る。
尚、圧電センサ1は図8に示すように縦方向に蛇行配設してもかまわない。その場合布の裏面の配設するアルミの丸棒9は、圧電センサ1の直線部と交差するように横方向に配設することが望ましい。
(実施の形態2)
本発明の第2の実施の形態における生体信号検出装置について図9用いて説明する。図9は、本実施の形態の生体信号検出装置を配置したベッドの要部断面図である。第1の実施の形態との違いは、生体信号検出装置10にスポンジ18のような弾性部材を配した点で、圧電センサ1をスポンジ18とアルミ丸棒9ではさむように配置する。そして図9に示す例では、スポンジ18が床板4側になり、アルミ丸棒9がマットレス5側になるように設置してある。第1の実施の形態と同一の符号を付したものは同一の作用効果を奏するので説明を省略する。以下に動作について説明する。
本発明の第2の実施の形態における生体信号検出装置について図9用いて説明する。図9は、本実施の形態の生体信号検出装置を配置したベッドの要部断面図である。第1の実施の形態との違いは、生体信号検出装置10にスポンジ18のような弾性部材を配した点で、圧電センサ1をスポンジ18とアルミ丸棒9ではさむように配置する。そして図9に示す例では、スポンジ18が床板4側になり、アルミ丸棒9がマットレス5側になるように設置してある。第1の実施の形態と同一の符号を付したものは同一の作用効果を奏するので説明を省略する。以下に動作について説明する。
生体12からの振動はマットレス5とアルミ丸棒9および布8を介して圧電センサ1に伝わる、そのときスポンジ18は歪みを生じ、圧電センサ1はアルミ丸棒9の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生する。つまり、スポンジ18とアルミ丸棒9によって振動の伝達を促進している。
またこの構成において、上下逆に配置してもよい。その場合、アルミ丸棒9を床板4側、スポンジ18をマットレス5側に配置することになるが、生体12からの振動によりスポンジ18は歪みを生じ、圧電センサ1はアルミ丸棒9の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生する。そのため、第1の実施の形態と違い裏表を考慮に入れずに配置しても生体12からの信号を感度よく検出することができ、使い勝手の良い生体信号検出装置10とすることができる。
(実施の形態3)
本発明の第3の実施の形態における生体信号検出装置について図10を用いて説明する。図10は、本実施の形態の生体信号検出装置を配置したベッドの要部断面図である。第1および第2の実施の形態との違いは、生体信号検出装置10に第1の複数の棒状部材としての複数のアルミ丸棒9と第2の複数の棒状部材としての複数のアルミ丸棒19により圧電センサ1をはさむように配した点で、第1、第2の実施の形態と同一の符号を付したものは同一の作用効果を奏するので説明を省略する。本実施の形態では第1のアルミ丸棒9と第2のアルミ丸棒19は重ならないように配置している。この例では、アルミ丸棒9とアルミ丸棒19とを互いに並行に配置しアルミ丸棒9がアルミ丸棒19の間になるように配置している。
本発明の第3の実施の形態における生体信号検出装置について図10を用いて説明する。図10は、本実施の形態の生体信号検出装置を配置したベッドの要部断面図である。第1および第2の実施の形態との違いは、生体信号検出装置10に第1の複数の棒状部材としての複数のアルミ丸棒9と第2の複数の棒状部材としての複数のアルミ丸棒19により圧電センサ1をはさむように配した点で、第1、第2の実施の形態と同一の符号を付したものは同一の作用効果を奏するので説明を省略する。本実施の形態では第1のアルミ丸棒9と第2のアルミ丸棒19は重ならないように配置している。この例では、アルミ丸棒9とアルミ丸棒19とを互いに並行に配置しアルミ丸棒9がアルミ丸棒19の間になるように配置している。
このとき生体12からの振動により第1のアルミ棒9と第2のアルミ棒19とにはさまれた圧電センサ1はアルミ丸棒9とアルミ丸棒19の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生する。また、生体信号処理装置10を裏にして使用しても同じようにアルミ丸棒19とアルミ丸棒9の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するため、裏表を考慮に入れずに配置できる使い勝手の良い生体信号処理装置10とすることができる。
尚、実施の形態1から3において感圧手段として可撓性を持つケーブル状の圧電センサ1を用いる例を説明したがこれに限られることはなく、図11に示すようなフィルム状の圧電センサ20例えばPVDFなどからなるセンサを用いても同様の効果がある。その場合、複数のフィルム状センサ20を用い、上半身つまり、生体12がベッド3に就寝したとき
に体圧がかかる部位の近傍例えば頭部、肩部、胸部等上半身のセンサの設置密度が高くなるように複数接近して配設し下半身部分は密度が低くなるようにまばらに配設することで同様の効果が得られる。
に体圧がかかる部位の近傍例えば頭部、肩部、胸部等上半身のセンサの設置密度が高くなるように複数接近して配設し下半身部分は密度が低くなるようにまばらに配設することで同様の効果が得られる。
(実施の形態4)
本発明の第4の実施の形態における生体信号検出装置21について図12および図13を用いて説明する。図12は本実施の形態の生体信号検出装置21を埋設した家屋22の斜視図である。図13は玄関部分に設置した生体信号検出装置21の断面図である。
本発明の第4の実施の形態における生体信号検出装置21について図12および図13を用いて説明する。図12は本実施の形態の生体信号検出装置21を埋設した家屋22の斜視図である。図13は玄関部分に設置した生体信号検出装置21の断面図である。
第1から第3の実施の形態との違いは、生体信号検出装置21を家屋22周囲の敷地に埋設したことである。
この実施例において、図12に示すように家屋22周囲の敷地に圧電センサ1を蛇行させて配置する。そして、生体12の出入りする場所例えば玄関23や窓24の前などの領域は圧電センサ1の蛇行の曲率が小さく直線部が互いに密接して配置されることで圧電センサ1を高い密度で配設している。そしてそれ以外の部分では圧電センサ1の蛇行の曲率を大きくして直線部の間隔が大きく配置することで圧電センサ1を低い密度で配設している。さらにアルミの丸棒9と弾性部材18等による振動伝達促進部材も玄関23や窓24の前などに限定して配置している。これにより、家屋22の生体12の出入りする部分への生体12の接近を感度よく重点的に検出することが出来る。
生体信号検出装置21の玄関23前に設置する部分の詳細は図13のような構成となる。図13において、スポンジ18のような弾性部材の表面に、可撓性を有したケーブル状圧電センサ1が着設され、さらにその上に重なり圧電センサ1と複数の点で交差するように複数の硬質の棒状部材としてアルミ丸棒9がほぼ等間隔で互いに並行に着設されている。これらスポンジ18と圧電センサ1とアルミ丸棒9は、それらを覆うように水透過性の無い樹脂フィルム25よって挟み込んで粉塵や水の浸入が無いよう封入し、防塵防水処理することが望ましい。図13のように玄関23の前に住人や訪問者または侵入者などの生体12が立つとき、生体12は玄関ポーチの上に載ることになる。このとき、生体12の荷重や振動は生体信号検出装置21に達する、この作用は窓の前においても同様である。
また、圧電センサ1を低い密度で配置したドアや窓のない部分においては、感度は比較的低いが配設されている圧電センサにより生体12の有無などを検出することが出来る。
そうすることにより、何らかの信号が得られた時に初期警戒レベルとして通知し、大きな信号が得られたときには、玄関や窓の前に人が居ると判定し警戒レベルを上げて警戒報知するなど家屋周囲を漏れなく検出をすることが出来る。
尚、実施の形態1から4では感圧手段として圧電センサ1を用いた構成であったが、感圧手段として、押圧変形に感応して透過光が変調する特性を持つ光ファイバーを用いても同様の効果がある。
以上のように、本発明にかかる生体信号検出装置は、感圧手段を設置部分により異なる設置密度とする構成としたので、ノイズとなる不要振動の影響を抑え、正確に生体信号を検出しかつ、検知領域上の生体信号の検出漏れが無い生体信号検出装置であるので、上記のようにベッドに設置して生体信号の取得に活用できるとともに、例えば、椅子やソファなどの座面から背もたれにかけて設置したり、自動車用座席に設置したりして、生体信号を検出するシステムとしても適用できる。また、ペット用マット等生体に限らず動物の生体信号を検出する用途にも応用可能である。その場合は、ペットの寝場所には感圧手段の
密度を高く設置するなどの使い方が考えられる。
密度を高く設置するなどの使い方が考えられる。
1 圧電センサ(感圧手段)
3 ベッド(寝具)
9 アルミ丸棒(伝達促進部材)
10 生体信号検出装置
12 生体
18 スポンジ(伝達促進部材)
19 アルミ丸棒(伝達促進部材)
19 樹脂フィルムの袋(防塵防水手段)
22 家屋
23 玄関
24 窓
101 中心電極(内側電極)
102 圧電体層(感圧部材)
103 外側電極
3 ベッド(寝具)
9 アルミ丸棒(伝達促進部材)
10 生体信号検出装置
12 生体
18 スポンジ(伝達促進部材)
19 アルミ丸棒(伝達促進部材)
19 樹脂フィルムの袋(防塵防水手段)
22 家屋
23 玄関
24 窓
101 中心電極(内側電極)
102 圧電体層(感圧部材)
103 外側電極
Claims (11)
- 生体より発生した圧力変動を検知する感圧手段と、前記感圧手段を生体の圧力を受ける受圧部に設置し、前記感圧手段の信号を処理して生体信号を検出する制御手段とを備え、前記感圧手段は受圧部で部分的に設置密度を異ならせて設置したことを特徴とする生体信号検出装置。
- 感圧手段は、可撓性を持つケーブル状の構成とした請求項1記載の生体信号検出装置。
- 感圧手段を蛇行させて配設し、蛇行の間隔を変えることにより前記感圧手段の設置密度を変える構成とした請求項2記載の生体信号検出装置。
- 生体より発生した圧力変動を感圧手段に伝達する伝達促進部材を配置した請求項1から3のいずれか1項記載の生体信号検出装置。
- 伝達促進部材を感圧手段の設置密度の高い部分に配置した請求項4項記載の生体情報検出装置。
- 伝達促進部材は、感圧手段に重なり前記感圧手段と交差するように設置した複数の棒状部材とし、柔軟なフィルム部材を備え、前記棒状部材と前記感圧手段とは前記フィルム部材に一体に配置した請求項4または5に記載の生体情報検出装置。
- 弾性部材を備え、感圧手段は前記弾性部材と伝達促進部材とに挟まれるように構成した請求項4から6のいずれか1項記載の生体信号検出装置。
- 伝達促進部材は、感圧手段に重なりかつ前記感圧手段と交差する第1の複数の棒状部材と、前記第1の複数の棒状部材と前記感圧手段をはさむようにして設けた第2の複数の棒状部材とを有し、前記第1の複数の棒状部材と前記第2の複数の棒状部材は重ならないように配置する構成とした請求項4または5いずれか1項載の生体情報検出装置。
- 請求項1〜8記載の生体信号検出装置を寝具に設け、前記寝具上の生体の上半身からの圧力を受ける部分の感圧手段の配設密度を高くする構成とした生体信号検出装置。
- 請求項1〜8記載の生体信号検出記を家屋周囲に埋設し、玄関、窓など生体の出入りする部分の感圧手段の配設密度を高くする構成とした生体信号検出装置。
- 感圧手段は、内側電極と、前記内側電極に周設された圧電部材と、前記圧電部材に周設した外側電極とを備えてケーブル状に構成した請求項1から10のいずれか1項記載の生体信号検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006007062A JP2007185409A (ja) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | 生体信号検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006007062A JP2007185409A (ja) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | 生体信号検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007185409A true JP2007185409A (ja) | 2007-07-26 |
Family
ID=38340982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006007062A Pending JP2007185409A (ja) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | 生体信号検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007185409A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010051588A (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Tanita Corp | 生体情報検出装置 |
WO2011118280A1 (ja) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | アイシン精機株式会社 | 生体情報検出装置 |
-
2006
- 2006-01-16 JP JP2006007062A patent/JP2007185409A/ja active Pending
Cited By (3)
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JP2010051588A (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Tanita Corp | 生体情報検出装置 |
WO2011118280A1 (ja) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | アイシン精機株式会社 | 生体情報検出装置 |
JP2011200509A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 生体情報検出装置 |
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