JP2012205803A - 生体情報計測センサ - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな状態にして収納可能な生体情報計測センサを提供する。
【解決手段】センサ１Ａは、寝床面４１上における被験者Ｈの下側に被験者Ｈの左右方向に並んで配置される複数の起歪板２を備える。各起歪板２には、起歪板２の歪みを検出し被験者Ｈの生体情報の計測に用いられる信号を出力する検出部１０が設けられている。互いに左右方向に隣り合う起歪板２、２同士が折曲可能な連結部６を介して連結されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、被験者の呼吸情報等の生体情報を計測するのに用いられる生体情報計測センサ、生体情報計測装置及び生体情報計測方法に関する。

医療機関（例：病院）、老人施設、一般家庭などでは、病人、老人、健康人、乳幼児等の被験者の健康状態を把握するために、就寝中の被験者の呼吸情報、心拍情報、寝返り活動情報等の生体情報を計測することが行われている。

その計測に用いられるセンサとして、特開２００９−１１２６４６号公報、特開２００８−２２９３６１号公報、特開２００８−２２９３５９号公報、特開２００８−１７８７３８号公報、特開２００８−１７８７３４号公報、特開２００８−９９９５７号公報、特開２００８−９９７４７号公報、特開２００８−６７９７９号公報、特開２００６−４３４４５号公報、特開２００５−２５３９５７号公報などに記載されているように、寝床面上における被験者の下側に被験者の左右方向に延びる態様にして配置される起歪板（敷き板部及び受け板部を含む）を備えたものが知られている（特許文献１〜１０参照）。

これらのセンサは、被験者の生体活動に伴い発生する起歪板の歪みが起歪板に設けられた検出部により検出されるように構成されている。検出部からの出力信号は、被験者の生体情報の計測に用いられる。

これらのセンサでは、被験者の体重が起歪板に加わることにより起歪板が下方向に撓む。このとき、撓んだ起歪板が寝床面に当接すると、起歪板には被験者の生体活動に対応する歪みが発生し難くなり、その結果、被験者の生体情報の計測精度が低下する。そのため、起歪板が下方向に撓んでも寝床面に当接しないように起歪板は支持されることが望ましい。そこで、起歪板が下方向に撓んでも寝床面に当接しないようにするため、例えば起歪板を寝床面に対して高い位置で支持することが考えられるが、この場合、被験者の寝心地が悪化する。したがって、被験者の寝心地を良くするためには、起歪板の高さはなるべく低い方が望ましく、すなわちセンサの厚さはなるべく薄い方が望ましい。

特開２００９−１１２６４６号公報 特開２００８−２２９３６１号公報 特開２００８−２２９３５９号公報 特開２００８−１７８７３８号公報 特開２００８−１７８７３４号公報 特開２００８−９９９５７号公報 特開２００８−９９７４７号公報 特開２００８−６７９７９号公報 特開２００６−４３４４５号公報 特開２００５−２５３９５７号公報

而して、これらのセンサで用いられている起歪板は、その左右方向の長さが長かった。そのため、センサの非使用時にセンサを収納する際にセンサが嵩張ってしまい、広い収納スペースが必要となるという欠点があった。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、コンパクトな状態にして収納可能な生体情報計測センサ、該センサを備えた生体情報計測装置、及び、該センサを用いた生体情報計測方法を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 寝床面上における被験者の下側に被験者の左右方向に並んで配置される複数の起歪板を備え、
各起歪板には、起歪板の歪みを検出し被験者の生体情報の計測に用いられる信号を出力する検出部が設けられ、
互いに左右方向に隣り合う起歪板同士が折曲可能な連結部を介して連結されていることを特徴とする生体情報計測センサ。

［２］ 各起歪板の左右方向中間部に検出部が設けられており、
各起歪板の左端部及び右端部をそれぞれ支持する左台座部及び右台座部を備えており、
複数の起歪板が寝床面上に配置されたときに各起歪板の左右方向中間部が寝床面に対して上側に離間する状態になるように、各起歪板の左端部及び右端部がそれぞれ左台座部及び右台座部により支持されている前項１記載の生体情報計測センサ。

［３］ 複数の起歪板からなる起歪板群の下側には、起歪板群の少なくとも左端部の位置から右端部の位置まで連続する帯状のフレキシブルなベースシートが配置されており、
ベースシートの上面に、全ての左台座部及び右台座部が固定状態に設けられており、
連結部は、ベースシートの一部から形成されている前項２記載の生体情報計測センサ。

［４］ 起歪板群とベースシートとの全体がカバー体により一括して覆われている前項３記載の生体情報計測センサ。

［５］ 連結部には、互いに左右方向に隣り合う起歪板同士のうち右側の起歪板の左端部を支持する左台座部と左側の起歪板の右端部を支持する右台座部とが固定状態に設けられるとともに、
連結部が、前記右側の起歪板の右端部を支持する右台座部と前記左側の起歪板の左端部を支持する左台座部とからそれぞれ分離されて形成されている前項２記載の生体情報計測センサ。

［６］ 複数の起歪板からなる起歪板群と全ての連結部と全ての左台座部及び右台座部との全体がフレキシブルなカバー体により一括して覆われている前項５記載の生体情報計測センサ。

［７］ 複数の起歪板からなる起歪板群と全ての左台座部及び右台座部との全体がフレキシブルなカバー体により一括して覆われるとともに、
カバー体は、起歪板群の下側に配置された下カバー部を有しており、
下カバー部の上面に、全ての左台座部及び右台座部が固定状態に設けられており、
連結部は、下カバー部の一部から形成されている前項２記載の生体情報計測センサ。

［８］ 各左台座部及び各右台座部の上面には、起歪板の対応する端部の配置位置を決める位置決め用凹部が設けられている前項１〜７のいずれかに記載の生体情報計測センサ。

［９］ 検出部は、歪みゲージ、圧電素子、感圧素子及び導電性ゴムからなる群から選択される１種又は２種以上を有している前項１〜８のいずれかに記載の生体情報計測センサ。

［１０］ 前項１〜９のいずれかに記載の生体情報計測センサと、
センサの各検出部からの出力信号に基づいて被験者の生体情報を演算する演算部と、
演算部により演算された生体情報を送信する通信部と、を具備していることを特徴とする生体情報計測装置。

［１１］ 通信部は、生体情報を被験者が居る部屋を空調する空調装置に送信するものである前項１０記載の生体情報計測装置。

［１２］ 通信部は、生体情報を警報装置に送信するものである前項１０又は１１記載の生体情報計測装置。

［１３］ 前項１〜９のいずれかに記載の生体情報計測センサを用いて被験者の生体情報を計測することを特徴とする生体情報計測方法。

本発明は以下の効果を奏する。

前項［１］記載の生体情報計測センサによれば、該センサを使用するときには、複数の起歪板が寝床面上における被験者の下側に被験者の左右方向に並んで配置される。そして、複数の起歪板のうち少なくとも一つの起歪板に被験者の生体活動に伴う歪みが発生する。この歪みが検出部により検出されて、検出部から被験者の生体情報の計測に用いられる信号が出力される。この信号を用いて被験者の生体情報が計測される。このようなセンサにおいて、複数の起歪板における互いに左右方向に隣り合う起歪板同士は折曲可能な連結部を介して連結されているので、センサを使用しないときなどには複数の起歪板を連結部で折曲することで折り畳むことができる。そのため、センサをコンパクトな状態にして収納することができる。

前項［２］記載のセンサでは、複数の起歪板が寝床面上に配置されたときに各起歪板の左右方向中間部が寝床面に対して上側に離間する状態になるように、各起歪板の左端部及び右端部がそれぞれ左台座部及び右台座部により支持されているので、被験者の生体活動に伴って起歪板の左右方向中間部に歪みが局部的に発生する。したがって、起歪板の左右方向中間部に検出部を設けることにより、被験者の生体活動に伴い発生する起歪板の歪みを検出部によって確実に検出することができる。

さらに、複数の起歪板は被験者の左右方向に並んで配置されるものであるから、各起歪板の左右方向の長さを従来のセンサに用いられた起歪板よりも短くすることができる。そのため、被験者の体重が起歪板に加わることにより生じる起歪板の左右方向中間部の下方向への撓み量を小さくすることができる。これにより、センサの厚さを薄くすることができ、その結果、センサが被験者の下側に配置されることによる被験者の寝心地の悪化を防止することができる。

前項［３］記載のセンサでは、ベースシートの上面に全ての左台座部及び右台座部が固定状態に設けられているので、センサの製造の際に起歪板の左台座部及び右台座部への配置作業を容易に行うことができる。さらに、連結部がベースシートの一部から形成されているので、センサの製造の際に連結部をわざわざ別途準備する必要がない。したがって、センサを容易に製造することができる。

前項［４］記載のセンサでは、被験者の汗や尿等によるセンサ（検出部、起歪板等）の損傷をカバー体によって防止することができる。

前項［５］記載のセンサでは、連結部に、右側の起歪板の左端部を支持する左台座部と左側の起歪板の右端部を支持する右台座部とが固定状態に設けられるとともに、連結部が右側の起歪板の右端部を支持する右台座部と左側の起歪板の左端部を支持する左台座部とからそれぞれ分離されて形成されている。そのため、各起歪板の左右方向中間部の下側にはベースシートは存在していない。これにより、ベースシートの厚さ分、センサの厚さを更に薄くすることができる。その結果、センサが被験者の下側に配置されることによる被験者の寝心地の悪化を更に確実に防止することができる。

前項［６］記載のセンサでは、被験者の汗や尿等によるセンサ（検出部、起歪板等）の損傷をカバー体によって防止することができる。

前項［７］記載のセンサでは、被験者の汗や尿等によるセンサ（検出部、起歪板等）の損傷をカバー体によって防止することができる。

さらに、カバー体の下カバー部の上面に、全ての左台座部及び右台座部が固定状態に設けられているので、このセンサはベースシートを備えていない。そのため、ベースシートの厚さ分、センサの厚さを更に薄くすることができる。その結果、センサが被験者の下側に配置されることによる被験者の寝心地の悪化を更に確実に防止することができる。

さらに、センサの製造の際にベースシートをわざわざ別途準備する必要がないので、センサの製造に必要な部品点数を削減することができ、もってセンサを容易にかつ安価に製造することができる。

前項［８］記載のセンサでは、センサの製造の際に起歪板の左台座部及び右台座部への配置作業（位置決め作業）を更に容易に行うことができる。そのため、センサを更に容易に製造することができる。

前項［９］記載のセンサでは、起歪板の歪みを検出部によって確実に検出することができる。

前記［１０］記載の生体情報計測装置は、上記センサを備えているので、上記センサと同様の効果を奏する。さらに、被験者の生体情報を通信部によって外部装置などへ送信することができる。

前記［１１］記載の生体情報計測装置では、被験者の生体情報を通信部によって外部装置としての空調装置へ送信することができる。こうして送信されてきた生体情報に基づいて空調装置は被験者が居る部屋に対して所定の空調を行う。

前記［１２］記載の生体情報計測装置では、被験者の生体情報を通信部によって外部装置としての警報装置へ送信することができる。そして、こうして送信されてきた生体情報に基づいて警報装置は生体情報に異常があった場合などに警報を発する。

前項［１３］記載の生体情報計測方法によれば、上記センサと同様の効果を奏する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る生体情報計測センサを具備した生体情報計測装置を用いて被験者の生体情報を計測する状態を示す概略平面図である。 図２Ａは、同センサの平面図である。 図２Ｂは、同センサの側面図である。 図３は、図２Ａ中のＸ−Ｘ線断面図である。 図４は、図２Ａ中のＹ−Ｙ線断面図である。 図５Ａは、同センサのカバー体及び中継ボックスを図示省略した同センサの平面図である。 図５Ｂは、図５Ａの側面図である。 図６は、同センサの製造途中の状態を示す平面図である。 図７は、同センサの製造途中の状態を示す側面図である。 図８は、図６中のＺ−Ｚ線断面図である。 図９は、同センサの起歪板群とベースシートとの全体をカバー体により一括して覆った状態の同センサの平面図である。 図１０は、中継ボックスの内部構造を示す一部切欠き平面図である。 図１１は、同生体情報計測装置のブロック図である。 図１２Ａは、同センサを三つ折りに折り畳んだ状態の一例を示す側面図である。 図１２Ｂは、同センサを三つ折りに折り畳んだ状態のもう一つの例を示す側面図である。 図１３は、本発明の第２実施形態に係る生体情報計測センサにおける図３に対応する断面図である。 図１４Ａは、同センサのカバー体及び中継ボックスを図示省略した同センサの平面図である。 図１４Ｂは、図１４Ａの側面図である。 図１５は、同センサの製造途中の状態を示す平面図である。 図１６は、同センサの製造途中の状態を示す側面図である。 図１７は、本発明の第３実施形態に係る生体情報計測センサにおける図３に対応する断面図である。 図１８は、同センサの製造途中の状態を示す平面図である。 図１９は、同センサの製造途中の状態を示す側面図である。 図２０は、検出部の一変形形態を示す起歪板の平面図である。

本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１〜１２Ｂは、本発明の第１実施形態に係る生体情報計測センサ１Ａ及び生体情報計測装置３０を説明する図である。

本第１実施形態の生体情報計測装置３０は、図１に示すように、本第１実施形態の生体情報計測センサ１Ａ、コントローラ３５などを具備している。

本第１実施形態のセンサ１Ａは、図１及び２Ａに示すように、ベッド４０の寝床面４１上における被験者Ｈの胸部（被験部位）の下側に被験者Ｈの左右方向に延びる態様にして配置されて使用されるものである。被験者Ｈの左右方向は寝床面４１の幅方向と同じである。被験者Ｈとしては、病人、老人、健康人、乳幼児などが挙示される。

このセンサ１Ａは、図３〜５Ｂに示すように、複数の起歪板２、複数の検出部１０、複数の左台座部３及び右台座部４、ベースシート７、カバー体２０などを備えている。本第１実施形態では起歪板２の枚数は３つである。

これらの起歪板２は、寝床面４１上における被験者Ｈの胸部の下側に被験者Ｈの左右方向に並んで配置されるものである。さらに、互いに左右方向に隣り合う起歪板２、２同士の間には僅かな隙間が存在している。

これらの起歪板２は互いに同一構成であり、以下ではこれらのうち一つの起歪板２の構成を中心に説明する。

起歪板２は、図５Ａに示すように、平面視において左右方向に延びた長方形状の金属製のものであり、特にアルミニウム（その合金を含む）製のものであることがセンサ１Ａの軽量化を図りうる点、適度な曲げこわさが得られる点などの理由で望ましい。ただし本発明では、起歪板２はアルミニウム製であることに限定されるものではなく、その他に例えば樹脂製であっても良い。

起歪板２の長さ（即ち起歪板２の左右方向の長さ）は限定されるものではないが、特に１００〜５００ｍｍであることが望ましく、具体的には例えば２２０ｍｍである。起歪板２の幅は限定されるものではないが、特に４０〜３００ｍｍであることが望ましく、具体的には例えば８０ｍｍである。起歪板２の厚さは限定されるものではないが、特に０．１〜３ｍｍであることが望ましく、具体的には例えば１．５ｍｍである。

図５Ａ及び５Ｂに示すように、起歪板２の上面の左右方向中間部には検出部１０が固定状態に設けられている。この検出部１０は、被験者Ｈの生体活動（例：呼吸、心拍、寝返り活動）に伴い発生する起歪板２の歪み（及びその変動）を被験者Ｈの生体活動関連情報として検出するものである。この検出部１０からは被験者Ｈの生体情報（例：呼吸、心拍、寝返り活動情報）の計測に用いられる信号が出力され、特に被験者Ｈの生体情報として呼吸情報の計測に用いられる信号が出力される。

本第１実施形態では、検出部１０として２つの歪みゲージ１１、１１が用いられている。これらの歪みゲージ１１は、起歪板２の上面の左右方向中間部に起歪板２の幅方向に並んで接着剤等によって貼り付けられており、これにより、これらの歪みゲージ１１が起歪板２の上面の左右方向中間部に固着されている。

これらの歪みゲージ１１、１１は、図１１に示すように、２つのダミーゲージ（ダミー抵抗）１６、１６と一緒にブリッジ回路（詳述するとホイートストーンブリッジ回路）１７に組み込まれている。すなわち、ブリッジ回路１７は、２つの歪みゲージ１１、１１と２つのダミーゲージ１６、１６とにより形成されている。本第１実施形態では、起歪板２の枚数は３つであることから、ブリッジ回路１７の個数も３つである。なお、ダミーゲージ１６は、コントローラ３５内に配置されており、詳述するとコントローラ３５内に配置された電子基板上に実装されている。同図において１８は、各ブリッジ回路１７に電圧を入力（印加）する電圧入力部（電圧印加部）である。この電圧入力部１８も同じくコントローラ３５内に配置されている。

図５Ａ及び５Ｂに示すように、検出部１０にはフレキシブルな信号伝送用ケーブル１９が電気的に接続されている。このケーブル１９としては、起歪板２の上面にケーブル１９が配置されることにより生じる起歪板２の上面の凹凸を極力小さくするため、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）が用いられており、その他に、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ：Flexible Flat Cable）が用いられ、更に、多芯ケーブル等が用いられる。

図３に示すように、起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂは、起歪板２が寝床面４１（図３中において２点鎖線で示されている）上に配置されたときに起歪板２の左右方向中間部２ｃが寝床面４１に対して上側に離間する状態になるように、すなわち起歪板２が両持ち梁状になるように、それぞれ左台座部３及び右台座部４によって下側から支持されている。

左台座部３及び右台座部４はそれぞれゴム製である。さらに、左台座部３及び右台座部４の上面（即ち座面）には、起歪板２の配置位置を決める位置決め用凹部５が設けられている。すなわち、この凹部５内に起歪板２の対応する端部２ａ、２ｂが嵌合されることにより、水平方向における起歪板２の配置位置が決められる。この凹部５の深さは起歪板２の厚さに対して略同じか又は若干小さく設定されている。

さらに、起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂは、それぞれ左台座部３及び右台座部４に両面接着テープ８、８によって左右各台座部３、４からずれ落ちないように固定されている（図４参照）。なお本第１実施形態では、起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂをそれぞれ左台座部３及び右台座部４に固定する手段として、両面接着テープ８が用いられているが、本発明では、その他に例えば面ファスナを用いても良い。

さらに、図４及び５Ａに示すように、左台座部３は、起歪板２の幅方向に離間して２つに分断されており、この離間した部分には検出部１０から延びたケーブル１９が通されている。右台座部４も同様に、起歪板２の幅方向に離間して２つに分断されており、この離間した部分には検出部１０から延びたケーブル１９が通されている。

ベースシート７は、３つの起歪板２、２、２からなる起歪板群２Ｇの下側に配置されるものである。このベースシート７は、フレキシブルなシート材から形成されており、具体的には例えばフレキシブルなゴムシート材から形成されている。そのため、このベースシート７はその左右方向の全箇所において折曲可能である。

ベースシート７の長さは、図５Ａ及び５Ｂに示すように、起歪板群２Ｇの左右方向の長さよりも若干大寸に設定されている。すなわち、ベースシート７は、起歪板群２Ｇの左端部の位置よりも若干左側の位置から起歪板群２Ｇの右端部の位置よりも若干右側の位置まで連続する左右方向に延びた帯状のものである。ベースシート７の長さは限定されるものではないが具体的には例えば８００ｍｍである。ベースシート７の幅は限定されるものではないが起歪板２の幅よりも若干大寸に設定されており、具体的には例えば１００ｍｍである。ベースシート７の厚さは限定されるものではないが、具体的には例えば０．５ｍｍである。

このベースシート７の上面には全ての左台座部３及び右台座部４が固定状態に設けられている。本第１実施形態では、全ての左台座部３及び右台座部４がベースシート７の上面に接着剤等によって固着されている。

起歪板群２Ｇにおいて互いに左右方向に隣り合う起歪板２、２同士のうち右側の起歪板２の左端部２ａを支持する左台座部３と左側の起歪板２の右端部２ｂを支持する右台座部４との間には、僅かな隙間Ｓが生じている（図５Ａ参照）。この隙間Ｓの大きさは例えば１０〜２０ｍｍである。そして、この隙間Ｓに存在するベースシート７の部分が、右側の起歪板２と左側の起歪板２とを連結する連結部６を形成している。ここで、上述したようにベースシート７はフレキシブルなシート材から形成されていることから、この連結部６は折曲可能である。したがって、両起歪板２、２は連結部６を介して互いに連結されるとともにこの連結部６で折曲可能である。これにより、図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、３つの起歪板２、２、２は三つ折りに折り畳むことができるように構成されている。

カバー体２０は、図３及び４に示すように、起歪板群２Ｇとベースシート７との全部を一括して覆う防水性等を有するものであり、フレキシブルなシート材から形成されており、具体的にはポリ塩化ビニル等のフレキシブルな樹脂シート材から形成されている。そのため、このカバー体２０はその左右方向の全箇所において折曲可能である。

このカバー体２０は、起歪板群２Ｇの上面を覆う上カバー部２１と、起歪板群２Ｇの下側に配置されるとともにベースシート７の下面を覆う下カバー部２２と、起歪板群２Ｇ及びベースシート７の外周面を覆う外周カバー部２３とを有している。そして、上カバー部２１で起歪板群２Ｇが覆われるとともに下カバー部２２でベースシート７の下面が覆われ、更に、上カバー部２１の外周縁部と下カバー部２２の外周縁部とがそれぞれ外周カバー部２３に熱溶着されて一体化されている。これにより、起歪板群２Ｇとベースシート７との全部がこのカバー体２０によって一括して覆われている。上カバー部２１及び下カバー部２２の厚さはそれぞれ例えば０．１ｍｍである。

中継ボックス９は、起歪板群２Ｇの左右方向の一端側に配置されており、本第１実施形態では起歪板群２Ｇの右端側に配置されている。そして、中継ボックス９がカバー体２０の右端部に取り付けられている。この中継ボックス９の内部では、各検出部１０から延びた信号伝送用ケーブル１９とコントローラ３５から延びた信号伝送用ケーブル３７とが電気的に接続されている（図１０参照）。

本第１実施形態のセンサ１Ａは次のように製造されている。すなわち、図６〜８に示すように、ベースシート７の上面には全ての左台座部３及び右台座部４が互いに所定間隔をおいて固着されている。左右各台座部３、４の位置決め用凹部５の底面には両面接着テープ８、８が貼り付けられている（図８参照）。そして、各起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂをそれぞれ対応する左台座部３及び右台座部４上に配置する。このとき、各起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂをそれぞれ左台座部３の位置決め用凹部５及び右台座部４の位置決め用凹部５に嵌合することにより、水平方向（即ち起歪板２の長さ方向及び幅方向）における起歪板２の左台座部３及び右台座部４への位置決めが行われる。そのため、起歪板２の左台座部３及び右台座部４への配置作業を容易に行うことができる。さらに、起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂがそれぞれ左台座部３及び右台座部４に両面接着テープ８によって固定される。

各起歪板２の上面の左右方向中間部には検出部１０としての２つの歪みゲージ１１、１１が貼り付けられている。さらに、各検出部１０にはケーブル１９が電気的に接続されている。このケーブル１９は、各検出部１０から起歪板群２Ｇの左右方向の一端側へ導出されており、本第１実施形態では起歪板群２Ｇの右端側へ導出されている。

次いで、起歪板群２Ｇとベースシート７との全部をカバー体２０により一括して覆う。すなわち、カバー体２０の上カバー部２１で起歪板群２Ｇの上面を覆うとともにカバー体２０の下カバー部２２でベースシート７の下面を覆い、更に、上カバー部２１の外周縁部と下カバー部２２の外周縁部とをそれぞれ外周カバー部２３に熱溶着して一体化する。図９において、ドットハッチングで示した部分２５は、上カバー部２１の外周カバー部２３との熱溶着部である。この際、上カバー部２１及び下カバー部２２におけるケーブル１９の導出部分は熱溶着しない。これにより、起歪板群２Ｇとベースシート７との全部がこのカバー体２０によって一括して覆われる。

次いで、カバー体２０の右端部に中継ボックス９を取り付ける。そして、図１０に示すように、この中継ボックス９の内部において、各検出部１０から延びたケーブル１９とコントローラ３５から延びたケーブル３７とを電気的に接続する。なお同図において、９ａは接続基板、９ｂはケーブル１９用コネクタ、９ｃはケーブル３７用押さえ部材である。

以上の手順により、本第１実施形態のセンサ１Ａが製造される。

次に、本第１実施形態の生体情報計測装置３０について以下に説明する。

この計測装置３０では、図１１に示すように、コントローラ３５は、Ａ／Ｄ変換部３１、演算部３２、記憶部３３、通信部３４などを備えており、更に、電子基板（図示せず）を備えている。電子基板には、センサ１Ａの各検出部１０のブリッジ回路１７に組み込まれるダミーゲージ１６が実装されている。さらに、このコントローラ３５は、給電コード３８から供給された外部電力により動作するように構成されている（図２Ａ参照）。

そして、この計測装置３０では、センサ１Ａの各検出部１０により各起歪板２の歪みが検出されると、当該歪みに対応する電気信号（電圧）が被験者Ｈの生体情報の計測に用いられる信号として各検出部１０から時間的に連続して出力される。この出力信号はケーブル１９及びケーブル３７を通ってコントローラ３５のＡ／Ｄ変換部３１へ送信される。Ａ／Ｄ変換部３１は、この送信された信号をアナログ信号からデジタル信号に時間的に連続して変換するものである。

演算部３２は、Ａ／Ｄ変換部３１により変換されたデジタル信号に基づいて被験者Ｈの生体情報を時間的に連続して演算するものであり、ＣＰＵ等を有するコンピュータを備えている。

記憶部３３は、演算部３２により演算された被験者Ｈの生体情報を時間的に連続して記憶するものであり、メモリカード（例：ＳＤカード）などを有している。

通信部３４は、演算部３２により演算された被験者Ｈの生体情報を外部装置５０へ無線又は有線で送信するものである。本第１実施形態では、通信部３４は、赤外線通信部等の無線通信部であり、図１に示すように、被験者Ｈの生体情報を外部装置５０としての空調装置（例：エアコン、クーラー、ヒーター、扇風機）５１や警報装置５２などへ無線で送信するものである。

空調装置５１は、被験者Ｈが居る部屋をその環境が被験者Ｈに対して適切な温度や湿度等になるように、あるいは空調装置５１が節電モードになるように空調するものであり、通信部３４から送信された被験者Ｈの生体情報に基づいて被験者Ｈが居る部屋を空調しうるように構成されている。

警報装置５２は、通常、被験者Ｈが居る部屋の外に配置されており、具体的には例えば被験者Ｈに対して介護（看護）を行う介護者が居る詰め所や緊急通報センタに配置されており、通信部３４から送信された生体情報に基づいて被験者Ｈの生体情報に異常があった場合などに警報を発しうるように構成されている。

さらに、コントローラ３５は、演算部３２により演算された被験者Ｈの生体情報を表示するディスプレイ等の表示部（図示せず）、コントローラ３５に対する操作部（図示せず）等を備えている。

次に、本第１実施形態のセンサ１Ａ及び計測装置３０の動作について以下に説明する。

図１に示すように、センサ１Ａは、ベッド４０の寝床面４１上における被験者Ｈの胸部の下側に被験者Ｈの左右方向に延びる態様にして配置されている。このセンサ１Ａの３つの起歪板２、２、２のうち少なくとも１つの起歪板２には被験者Ｈの体重が加わることにより、その左右方向中間部２ｃが下方向に若干撓む。さらに、この起歪板２の左右方向中間部２ｃには被験者Ｈの生体活動（例：呼吸、心拍、寝返り活動）に伴い歪み（及びその時間的変動）が局部的に生じる。この歪みが検出部１０により検出される。そして、当該歪みに対応する電気信号（電圧）が被験者Ｈの生体情報の計測に用いられる信号として検出部１０からケーブル１９及びケーブル３７を通ってコントローラ３５へ送信される。

コントローラ３５に送信された信号は、Ａ／Ｄ変換部３１によってアナログ信号からデジタル信号へ変換されて演算部３２へ送信される。そして、デジタル信号に基づいて演算部３２によって被験者Ｈの生体情報が演算される。演算された生体情報は、記憶部３３によって記憶されるとともに、通信部３４によって外部装置５０としての空調装置５１や警報装置５２へ送信される。

空調装置５１は、通信部３４から送信された被験者Ｈの生体情報に基づいて被験者Ｈが居る部屋を空調する。

警報装置５２は、通信部３４から送信された被験者Ｈの生体情報に基づいて被験者Ｈの生体情報に異常があった場合などに介護者や監視者等の警報対象者に対して警報を発する。

本第１実施形態のセンサ１Ａは次の利点を有している。

このセンサ１Ａでは、３つの起歪板２、２、２における互いに左右方向に隣り合う起歪板２、２同士が折曲可能な連結部６を介して連結されているので、図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、センサ１Ａを使用しないときなどには３つの起歪板２、２、２を各連結部６で折曲することにより三つ折りに折り畳むことができる。そのため、センサ１Ａをコンパクトな状態にして収納することができる。

さらに、このセンサ１Ａでは、図３に示すように、３つの起歪板２、２、２が寝床面４１上に配置されたときに各起歪板２の左右方向中間部２ｃが寝床面４１に対して上側に離間する状態になるように、各起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂがそれぞれ左台座部３及び右台座部４により支持される。そのため、被験者Ｈの生体活動に伴って起歪板２の左右方向中間部２ｃに歪みが局部的に発生する。したがって、起歪板２の上面の左右方向中間部２ｃに検出部１０を設けることにより、被験者Ｈの生体活動に伴い発生する起歪板２の歪みを検出部１０によって確実に検出することができ、すなわち被験者Ｈの生体情報を確実に計測することができる。

さらに、この種のセンサ１Ａは寝床面４１上における被験者Ｈの下側に配置されて使用されるものであることから、もしセンサ１Ａの厚さが厚い場合には、寝床面４１とセンサ１Ａの上面との間に大きな段差が生じ、その結果、被験者Ｈの寝心地が悪化するという不具合が生じる。これに対して、本第１実施形態のセンサ１Ａでは、３つの起歪板２、２、２は被験者Ｈの左右方向に並んで配置されるものであるから、各起歪板２の左右方向の長さを従来のセンサに用いられた起歪板よりも短くすることができる。そのため、被験者Ｈの体重が起歪板２に加わることにより生じる起歪板２の左右方向中間部の下方向への撓み量を小さくすることができる。これにより、左右各台座部３、４の高さｈを小さくすることができる（図４参照）。この点について以下に具体的に示す。すなわち、従来のセンサでは、起歪板の左右方向の長さが例えば８００ｍｍであり、このように長い起歪板では、その左右方向中間部が下方向に撓んだときに当該部分が寝床面４１に当接しないようにするには、左右各台座部３、４の高さｈは６ｍｍ以上必要であった。これに対して、本第１実施形態のセンサ１Ａでは、起歪板２の左右方向の長さが例えば２２０ｍｍであり、起歪板２の左右方向中間部２ｃが下方向に撓んだときに当該部分２ｃが寝床面４１に当接しないようにするには、左右各台座部３、４の高さｈは約１ｍｍで良い。このように、本第１実施形態のセンサ１Ａでは、左右各台座部３、４の高さｈを小さくすることができ、すなわちセンサ１Ａの厚さを薄くすることができる。その結果、センサ１Ａが被験者Ｈの下側に配置されることによる被験者Ｈの寝心地の悪化を防止することができる。

さらに、このセンサ１Ａでは、ベースシート７の上面に全ての左台座部３及び右台座部４が固着されているので、センサ１Ａの製造の際に起歪板２の左台座部３及び右台座部４への配置作業を容易に行うことができる。さらに、連結部６がベースシート７の一部から形成されているので、センサ１Ａの製造の際に連結部６をわざわざ別途準備する必要がない。そのため、センサ１Ａを容易に製造することができる。

さらに、起歪板群２Ｇとベースシート７との全体がカバー体２０により一括して覆われているので、被験者Ｈの汗や尿等によるセンサ１Ａ（検出部１０、起歪板２等）の損傷をカバー体２０によって防止することができる。

さらに、各左台座部３及び各右台座部４の上面には、起歪板２の対応する端部２ａ、２ｂの配置位置を決める位置決め用凹部５が設けられているので、センサ１Ａの製造の際に起歪板２の左台座部３及び右台座部４への配置作業（位置決め作業）を更に容易に行うことができる。そのため、センサ１Ａを更に容易に製造することができる。

図１３〜１６は、本発明の第２実施形態に係る生体情報計測センサ１Ｂを説明する図である。これらの図には、上記第１実施形態のセンサ１Ａの構成要素と同一の構成要素に同じ符号が付されている。以下、本第２実施形態のセンサ１Ｂの構成について上記第１実施形態のセンサ１Ａとの相違点を中心に説明する。

本第２実施形態のセンサ１Ｂは、図１３〜１４Ｂに示すように、上記第１実施形態のセンサ１Ａのベースシート７を備えていない。

すなわち、このセンサ１Ｂでは、互いに左右方向に隣り合う起歪板２、２同士を連結した連結部６は、左右方向の長さが短い折曲可能なシート材から形成されており、具体的にはフレキシブルなゴムシート材から形成されている。

この連結部６の上面には、図１５及び１６に示すように、互いに左右方向に隣り合う起歪板２、２同士のうち右側の起歪板２の左端部２ａを支持する左台座部３と左側の起歪板２の右端部２ｂを支持する右台座部４とが接着剤等によって固着されている。さらに、この連結部６は、右側の起歪板２の右端部２ｂを支持する右台座部４と左側の起歪板２の左端部２ａを支持する左台座部３とからそれぞれ分離されて形成されている。したがって、各起歪板２の左右方向中間部２ｃの下側には、ベースシート７が存在していない。さらに、各起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂは、それぞれ左台座部３及び右台座部４に両面接着テープによって固定される。

そして、このセンサ１Ｂでは、図１３に示すように、３つの起歪板２、２、２からなる起歪板群２Ｇと全て（２つ）の連結部６と全ての左台座部３及び右台座部４との全体がカバー体２０により一括して覆われている。

このセンサ１Ｂは上記第１実施形態のセンサ１Ａと同様に用いられる。

本第２実施形態のセンサ１Ｂによれば、連結部６には、互いに左右方向に隣り合う起歪板２、２同士のうち右側の起歪板２の左端部２ａを支持する左台座部３と左側の起歪板２の右端部２ｂを支持する右台座部４とが固着されるとともに、連結部６が右側の起歪板２の右端部２ｂを支持する右台座部４と左側の起歪板２の左端部２ａを支持する左台座部３とからそれぞれ分離されて形成されている。そのため、右側の起歪板２の左右方向中間部２ｃの下側と左側の起歪板２の左右方向中間部２ｃの下側とにはベースシート７は存在していない。これにより、上記第１実施形態のセンサ１Ａのベースシート７の厚さ分、センサ１Ｂの厚さを更に薄くすることができる。その結果、このセンサ１Ｂが被験者Ｈの下側に配置されることによる被験者Ｈの寝心地の悪化を更に確実に防止することができる。

さらに、起歪板群２Ｇと全ての連結部６と全ての左台座部３及び右台座部４との全体がカバー体２０により一括して覆われているので、被験者Ｈの汗や尿等によるセンサ１Ｂ（検出部１０、起歪板２等）の損傷をカバー体２０によって防止することができる。

図１７〜１９は、本発明の第３実施形態に係る生体情報計測センサ１Ｃを説明する図である。これらの図には、上記第１実施形態のセンサ１Ａの構成要素と同一の構成要素に同じ符号が付されている。以下、本第３実施形態のセンサ１Ｃの構成について上記第１実施形態のセンサ１Ａとの相違点を中心に説明する。

本第３実施形態のセンサ１Ｃは、図１７及び１８に示すように、上記第１実施形態のセンサ１Ａのベースシート７を備えていない。そして、このセンサ１Ｃでは、３つの起歪板２、２、２からなる起歪板群２Ｇと全ての左台座部３及び右台座部４との全体がカバー体２０により一括して覆われている。

カバー体２０における起歪板群２Ｇの下側に位置する部分の上面、すなわちカバー体２０の下カバー部２２の上面には、全ての左台座部３及び右台座部４が互いに所定間隔をおいて接着剤等によって直接的に固着されている。

互いに左右方向に隣り合う起歪板２、２同士のうち右側の起歪板２の左端部２ａを支持する左台座部３と左側の起歪板２の右端部２ｂを支持する右台座部４との間には、僅かな隙間Ｓが生じている。この隙間Ｓに存在する下カバー部２２の部分６が、右側及び左側の起歪板２、２同士を連結する折曲可能な連結部６を形成している。

また、各起歪板２の左端部２ａ及び右端部２ｂは、それぞれ左台座部３及び右台座部４に両面接着テープ（図示せず）によって固定されている。

なお図１８及び１９には、カバー体２０の外周カバー部は図示省略されている。

このセンサ１Ｃは上記第１実施形態のセンサ１Ａと同様に用いられる。

本第３実施形態のセンサ１Ｃによれば、起歪板群２Ｇと全ての左台座部３及び右台座部４との全体がカバー体２０により一括して覆われているので、被験者Ｈの汗や尿等によるセンサ１Ｃ（検出部１０、起歪板２等）の損傷をカバー体２０によって防止することができる。

さらに、カバー体２０における起歪板群２Ｇの下側に位置する部分の上面、すなわちカバー体２０の下カバー部２２の上面に、全ての左台座部３及び右台座部４が固着されているので、上記第１実施形態のセンサ１Ａのベースシート７の厚さ分、センサ１Ｃの厚さを更に薄くすることができる。その結果、このセンサ１Ｃが被験者Ｈの下側に配置されることによる被験者Ｈの寝心地の悪化を更に確実に防止することができる。

さらに、センサ１Ｃの製造の際にベースシート７をわざわざ別途準備する必要がないので、センサ１Ｃの製造に必要な部品点数を削減することができ、もってセンサ１Ｃを容易にかつ安価に製造することができる。

以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に示したものであることに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々に変更可能である。

例えば、上記第１〜第３実施形態のセンサ１Ａ〜１Ｃでは、各起歪板２に設けられる検出部１０としての歪みゲージ１１の個数は２つであるが、本発明のセンサでは、歪みゲージ１１の個数は２つであることに限定されるものではなく、例えば４つであっても良いしあるいは１つであっても良い。歪みゲージの個数が４つである場合、起歪板２の上面と下面にそれぞれ２つの歪みゲージ１１が固定状態に設けられるのが特に望ましく、この場合、ダミーゲージを用いないで４つの歪みゲージ１１によりブリッジ回路１７が形成される。また、歪みゲージ１１の個数が１つである場合、１つの歪みゲージ１１と３つのダミーゲージ１６とによりブリッジ回路１７が形成されることが特に望ましい。

さらに、上記第１〜第３実施形態のセンサ１Ａ〜１Ｃでは、検出部１０として歪みゲージ１１が用いられているが、本発明のセンサでは、検出部１０として、その他に、図２０に示すように、圧電素子１２、感圧素子１３又は導電性ゴム１４が用いられていても良い。同図では、起歪板２の上面の左右方向中間部に圧電素子１２、感圧素子１３又は導電性ゴム１４（詳述すると導電性ゴム素子）が接着剤等によって貼り付けられている。同図に示された起歪板２は例えば樹脂製である。圧電素子１２、感圧素子１３又は導電性ゴム１４は、起歪板２の歪み（及びその変動）を検出してこれに対応する電圧を出力するとともに、更に、圧電素子１２、感圧素子１３又は導電性ゴム１４にその上側から加わる被験者Ｈの荷重（及びその変動）を検出してこれに対応する電圧を出力する。そして、圧電素子１２、感圧素子１３又は導電性ゴム１４から出力される電圧が、被験者Ｈの生体情報の計測に用いられる信号である。したがって、検出部１０として圧電素子１２、感圧素子１３又は導電性ゴム１４を用いることにより、被験者Ｈの生体情報を確実に計測することができる。

さらに本発明では、検出部１０は、歪みゲージ１１、圧電素子１２、感圧素子１３及び導電性ゴム１４からなる群から選択される１種であっても良いし、２種以上であっても良い。

また、上記第１〜第３実施形態のセンサ１Ａ〜１Ｃでは、検出部１０は、起歪板２の上面に設けられているが、本発明のセンサでは、検出部１０は、その他に例えば、起歪板２の下面に設けられていても良いし、起歪板２の上面及び下面にそれぞれ設けられていても良い。

また、上記第１〜第３実施形態のセンサ１Ａ〜１Ｃでは、複数の起歪板２は、ベッド４０の寝床面４１上に配置されて使用されるが、本発明のセンサでは、複数の起歪板２は、ベッド４０以外の寝床面４１上に配置されて使用されても良い。

また、本発明のセンサは、上記第１〜第３実施形態のセンサ１Ａ〜１Ｃで適用した技術的思想のうち二つ以上を組み合わせて構成されても良い。

本発明は、被験者の生体情報（例：呼吸、心拍、寝返り活動情報）を計測するのに用いられる生体情報計測センサ、生体情報計測装置及び生体情報計測方法に利用可能である。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：生体情報計測センサ
２：起歪板
２ａ：起歪板の左端部
２ｂ：起歪板の右端部
２Ｇ：起歪板群
３：左台座部
４：右台座部
５：位置決め用凹部
６：連結部
７：ベースシート
１０：検出部
１１：歪みゲージ
１２：圧電素子
１３：感圧素子
１４：導電性ゴム
１９：信号伝送用ケーブル
２０：カバー体
２１：上カバー部
２２：下カバー部
３０：生体情報計測装置
４１：寝床面
５０：外部装置
５１：空調装置
５２：警報装置
Ｈ：被験者

Claims (13)

1. 寝床面上における被験者の下側に被験者の左右方向に並んで配置される複数の起歪板を備え、
   各起歪板には、起歪板の歪みを検出し被験者の生体情報の計測に用いられる信号を出力する検出部が設けられ、
   互いに左右方向に隣り合う起歪板同士が折曲可能な連結部を介して連結されていることを特徴とする生体情報計測センサ。
2. 各起歪板の左右方向中間部に検出部が設けられており、
   各起歪板の左端部及び右端部をそれぞれ支持する左台座部及び右台座部を備えており、
   複数の起歪板が寝床面上に配置されたときに各起歪板の左右方向中間部が寝床面に対して上側に離間する状態になるように、各起歪板の左端部及び右端部がそれぞれ左台座部及び右台座部により支持されている請求項１記載の生体情報計測センサ。
3. 複数の起歪板からなる起歪板群の下側には、起歪板群の少なくとも左端部の位置から右端部の位置まで連続する帯状のフレキシブルなベースシートが配置されており、
   ベースシートの上面に、全ての左台座部及び右台座部が固定状態に設けられており、
   連結部は、ベースシートの一部から形成されている請求項２記載の生体情報計測センサ。
4. 起歪板群とベースシートとの全体がカバー体により一括して覆われている請求項３記載の生体情報計測センサ。
5. 連結部には、互いに左右方向に隣り合う起歪板同士のうち右側の起歪板の左端部を支持する左台座部と左側の起歪板の右端部を支持する右台座部とが固定状態に設けられるとともに、
   連結部が、前記右側の起歪板の右端部を支持する右台座部と前記左側の起歪板の左端部を支持する左台座部とからそれぞれ分離されて形成されている請求項２記載の生体情報計測センサ。
6. 複数の起歪板からなる起歪板群と全ての連結部と全ての左台座部及び右台座部との全体がフレキシブルなカバー体により一括して覆われている請求項５記載の生体情報計測センサ。
7. 複数の起歪板からなる起歪板群と全ての左台座部及び右台座部との全体がフレキシブルなカバー体により一括して覆われるとともに、
   カバー体は、起歪板群の下側に配置された下カバー部を有しており、
   下カバー部の上面に、全ての左台座部及び右台座部が固定状態に設けられており、
   連結部は、下カバー部の一部から形成されている請求項２記載の生体情報計測センサ。
8. 各左台座部及び各右台座部の上面には、起歪板の対応する端部の配置位置を決める位置決め用凹部が設けられている請求項１〜７のいずれかに記載の生体情報計測センサ。
9. 検出部は、歪みゲージ、圧電素子、感圧素子及び導電性ゴムからなる群から選択される１種又は２種以上を有している請求項１〜８のいずれかに記載の生体情報計測センサ。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の生体情報計測センサと、
    センサの各検出部からの出力信号に基づいて被験者の生体情報を演算する演算部と、
    演算部により演算された生体情報を送信する通信部と、を具備していることを特徴とする生体情報計測装置。
11. 通信部は、生体情報を被験者が居る部屋を空調する空調装置に送信するものである請求項１０記載の生体情報計測装置。
12. 通信部は、生体情報を警報装置に送信するものである請求項１０又は１１記載の生体情報計測装置。
13. 請求項１〜９のいずれかに記載の生体情報計測センサを用いて被験者の生体情報を計測することを特徴とする生体情報計測方法。

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