JP2019129900A - 生体情報検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、第1の磁気センサの出力と第2の磁気センサの出力を減算する第1の減算器と、第1の減算器の出力が供給される第1のLMS適応フィルタと、第1の減算器の出力が供給される第2のLMS適応フィルタと、を備える。
更に、本発明の第3の生体情報検出装置は、第1の磁気センサの出力から第1のLMS適応フィルタの出力を減算する第2の減算器と、第2の磁気センサの出力から第2のLMS適応フィルタの出力を減算する第3の減算器と、を備え、第2の減算器より第1の出力を得、第3の減算器より第2の出力を得る。
また、第1の磁気センサの出力と第3の磁気センサの出力を減算する第1の減算器と、第2の磁気センサの出力と第3の磁気センサの出力を減算する第4の減算器を備える。
また、第1の磁気センサの出力から第1のLMS適応フィルタの出力及び第4のLMS適応フィルタの出力を減算する第2の減算器と、第2の磁気センサの出力から第2のLMS適応フィルタの出力及び第3のLMS適応フィルタの出力を減算する第3の減算器を備え、第2の減算器より第1の出力を得、第3の減算器より第2の出力を得る。
また、磁気センサに指向性を持たせることにより、センサの検出範囲外の場所からの磁気雑音があっても、検出範囲内の領域の磁力変化を正確に検出することができるので、乳幼児等を含む生体の健康状態を容易かつ安価な装置で検出することが可能になる。
以下、図1及び図2を参照して、本発明の第1の実施形態例に係る生体情報検出装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態例の原理を示す概念図である。図1では、生体の代表例として乳幼児を考えているが、乳幼児以外の幼児を含む人体または動物に対しても適用することができるので、これらを総体的に表現する言葉として「生体」という言葉を用いている。また、生体の代表としての乳幼児を含む幼児を「幼児等」として以下説明する。
図2に示すように、磁気センサ11の出力は、磁気シール10の磁極の反転(ここでは、N極からS極)に伴って、正電圧から負電圧へ反転する。
磁気センサ11の出力は、図2(B)に示される磁極の反転を検出する回路に供給されている。図2(B)に示す回路は、あくまでも磁極反転検出回路の一例であるが、第1の比較器101aには、その−端子に磁気センサ11の出力が供給され、+端子は設置されている。一方、第2の比較器101bには、その+端子に磁気センサ11の出力が供給され、−端子は設置されている。
以下、図3、図4を参照して本発明の第2の実施形態例について説明する。1つの磁気センサ11で幼児等の生体の状態を検出しようとする場合には、幼児100等が並んで寝かされているような産婦人科病棟や保育園などでは、磁気センサ11に指向性がないことが問題になる。つまり、1個の磁気センサ11は指向性がないために、対象とする幼児100等に装着された磁気シール10からの磁力だけでなく、隣に寝ている幼児等に装着した磁気シールからの磁力を検出してしまう。
そこで、発明者は、検出対象とされる幼児100等の磁気シール10のみからの信号を検出して、隣の幼児等に装着された磁気シールからの磁力は雑音として除去することを考案した。
すなわち、図3に示すように、布団(またはベッド)の両脇の2箇所に磁気センサ11a、11bを配置する。そして、この2個の磁気センサ11a、11bからの出力を図4に示す回路の入力端子CH1、CH2に供給することで、指向性を持つ磁気検出装置を実現した。つまり、2つの磁気センサ11a、11bと後述するLMS(Least Mean Square)適応フィルタを組み合わせることにより、計測対象外の隣に寝ている幼児等の磁気シールからの磁力を雑音として除去するようにした。
図5に示す第3の実施形態例は、第2の実施形態例として説明した図4のLMS適応フィルタ15と同じ機能を持つLMS適応フィルタ25を並列に配置した例である。図5に示すように、減算器12の差電圧は、LMS適応フィルタ15とLMS適応フィルタ25に供給される。
図6は、図5に示した第3の実施形態例の応用例を示したものである。図5と異なる点は、図5の出力OUT1と出力OUT2に割り算回路29を設けただけである。
図5で説明したように、幼児100等が磁気センサ11a側に偏っているときには、OUT1の出力がOUT2の出力より大きくなり、逆に幼児100等が磁気センサ11b側に偏っているときには、OUT2の出力がOUT1の出力より大きくなる。
次に、図7と図8を参照して、図5で説明した本発明の第3の実施形態例における雑音除去の例を説明する。
図7は、対象者である幼児100等に装着した磁気シール10aからの磁力と、対象者でない幼児等に装着した磁気シール10bからの磁力の両方が、磁気センサ11aと磁気センサ11bにより検出される例を示している。つまり、磁気シール10aからの磁力は信号源からの磁力、磁気シール10bからの磁力は雑音源からの磁力である。
図9は、本発明の第4の実施形態例を示すブロック図である。図9の例で、図5の第3の実施形態例と異なる点は、図3に示す磁気センサ11a、11bの他に、不図示の第3の磁気センサを設けた点である。この第3の磁気センサは、通常、磁気センサ11aと磁気センサ11bの中間の位置に配置される。この第3の磁気センサが検出した信号は入力端子CH3に供給される。第3の磁気センサ(不図示)を仮に磁気センサ11cとして以下説明を続ける。
まず、磁気センサ11aの検出信号(入力CH1)と磁気センサ11cの検出信号(入力CH3)が減算器12(第1の減算器)に供給される。また、磁気センサ11bの検出信号(入力CH2)と磁気センサ11cの検出信号(入力CH3)が減算器22に供給される。
増幅器18及び増幅器28の利得が、制御信号19によって可変制御されることも、図5の第3の実施形態例で説明したとおりである。
また、本発明は、明細書で説明した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、種々の変形例、応用例を含むことは言うまでもない。
Claims (10)
- 生体に取り付けた磁気シールと、
生体と離れた位置に配置した磁気センサとを備え、
前記磁気センサは、前記生体が動いて前記磁気シールの磁極が反転したときに、前記生体の反転を検出する、
生体情報検出装置。 - 生体に取り付けた磁気シールと、
前記磁気シールと離れた位置にあって、かつ互いに離れて配置される複数の磁気センサと、
前記複数の磁気センサのうち、少なくとも2個の磁気センサの出力を減算する第1の減算器と、
前記第1の減算器の出力が供給されるLMS適応フィルタと、
前記少なくとも2個の磁気センサの中の一方の磁気センサの出力から前記LMS適応フィルタの出力を減算する第2の減算器と、を備え、
前記第2の減算器の出力により、前記磁気シールの動きに基づいた前記生体の生体情報を検出する
生体情報検出装置。 - 更に、前記第2の減算器の出力を増幅してフィードバックする増幅器を設け、前記増幅器の出力により、前記LMS適応フィルタの係数制御を行う、
請求項2に記載の生体情報検出装置。 - 前記増幅器は、前記生体の動きの状態から検出される制御信号により、ゲインの調整が行われる、
請求項3に記載の生体情報検出装置。 - 更に、前記第2の減算器の出力が供給される比較器を設け、前記比較器の出力により、前記生体の反転を検出する、
請求項2〜4のいずれか1項に記載の生体情報検出装置。 - 前記生体の生体情報は、前記生体の呼吸に関する情報である、
請求項2〜5のいずれか1項に記載の生体情報検出装置。 - 生体に取り付けた磁気シールと、
前記磁気シールと離れた位置に配置される第1の磁気センサと、
前記磁気シールと離れた位置に配置され、かつ前記第1の磁気センサと前記生体を挟む位置に配置される第2の磁気センサと、
前記第1の磁気センサの出力と前記第2の磁気センサの出力を減算する第1の減算器と、
前記第1の減算器の出力が供給される第1のLMS適応フィルタと、
前記第1の減算器の出力が供給される第2のLMS適応フィルタと、
前記第1の磁気センサの出力から前記第1のLMS適応フィルタの出力を減算する第2の減算器と、
前記第2の磁気センサの出力から前記第2のLMS適応フィルタの出力を減算する第3の減算器と、を備え、
前記第2の減算器より第1の出力を得、前記第3の減算器より第2の出力を得る、
生体情報検出装置。 - 前記第1の出力と前記第2の出力を除算する割り算回路を設け、前記割り算回路の出力によって、前記生体の動きの方向を検出する、
請求項7に記載の生体情報検出装置。 - 更に、前記第1の出力を増幅してフィードバックする第1の増幅器と、
前記第2の出力を増幅してフィードバックする第2の増幅器と、を備え、
前記第1の増幅器の出力により前記第1のLMS適応フィルタのフィルタ係数を制御し、前記第2の増幅器の出力により前記第2のLMS適応フィルタのフィルタ係数を制御する、
請求項7または8に記載の生体情報検出装置。 - 生体に取り付けた磁気シールと、
前記磁気シールと離れた位置に配置される第1の磁気センサと、
前記磁気シールと離れた位置に配置され、かつ前記第1の磁気センサと前記生体を挟む位置に配置される第2の磁気センサと、
前記第1の磁気センサと前記第2の磁気センサとの中央付近に配置される第3の磁気センサと、
前記第1の磁気センサの出力と前記第3の磁気センサの出力を減算する第1の減算器と、
前記第2の磁気センサの出力と前記第3の磁気センサの出力を減算する第4の減算器と、
前記第1の減算器の出力が供給される第1のLMS適応フィルタと、
前記第4の減算器の出力が供給される第2のLMS適応フィルタと、
前記第1の減算器の出力が供給される第3のLMS適応フィルタと、
前記第4の減算器の出力が供給される第4のLMS適応フィルタと、
前記第1の磁気センサの出力から前記第1のLMS適応フィルタの出力及び前記第4のLMS適応フィルタの出力を減算する第2の減算器と、
前記第2の磁気センサの出力から前記第2のLMS適応フィルタの出力及び前記第3のLMS適応フィルタの出力を減算する第3の減算器と、を備え、
前記第2の減算器より第1の出力を得、前記第3の減算器より第2の出力を得る、
生体情報検出装置。
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