JPH08322804A

JPH08322804A - 生体信号検出装置

Info

Publication number: JPH08322804A
Application number: JP13335095A
Authority: JP
Inventors: Takuo Shimada; 拓生嶋田; Yoshiyuki Yamauchi; 美幸山内; Yasuhiro Umekage; 康裕梅景
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-10
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: JP3849152B2

Abstract

(57)【要約】【目的】測定対象となる生体に何のセンサも装着せ
ず、この生体が無意識のうちに精度よく脈拍などの生体
信号を測定することを目的とする。【構成】寝具、椅子などの生活用品に生体信号を検出
する生体信号検出手段を装着するので、生体そのものに
センサを取り付ける手間や煩わしさが全く不要であり、
日常生活を営むままで生体信号を得ることができる。特
に生体の存在有無を判定する存在判定手段を備えている
ので、生体不在時の誤検出を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は寝具、椅子などの生活用
品に装着し、無侵襲・無拘束に生体の脈拍数などの生体
信号を測定する生体信号検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の生体信号検出装置は、小
型電球や発光ダイオードによって耳たぶや指先のような
抹消組織に光をあて、血液の干満に基づく透過光の変化
をリュウ化カドミュウム素子やフォトトランジスタ等の
光検出素子で検出して、脈拍数を測定する光電型の脈拍
計や、生体の抹消に高周波電流を流し血液の干満に基づ
く生体電気インピーダンスの変化を検出して脈拍数を測
定するインピーダンス型の脈拍計が実用化されている。
さらにはこの脈拍計を腕時計の中に搭載したものもある
（例えば特開平１−２４４７３５号公報、特開平１−２
４９０３６号公報）。一方、生体の近傍に設置した導線
間の静電容量の変化から低侵襲で呼吸、心電、体動など
の生体信号を検出しようとするものもある（例えば特開
平４−３４８７４１号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、生体信号検出装置は必ず生体に装着しな
ければならないので、測定対象となる生体に非常に煩わ
しいものとなっていた。また長時間その生体信号検出装
置を装着し続けると発汗など生体の自然な代謝作用を損
なう原因になる。さらに測定結果はその生体信号検出装
置についている表示部で確認する構成なので、測定対象
となる生体が測定を意識つまり起床している時しか有効
でないという課題を有していた。生体信号検出装置のＯ
Ｎ、ＯＦＦ操作もその都度使用者本人が行わなければな
らなかった。

【０００４】本発明はかかる従来の課題を解決するもの
で、測定対象となる生体に何のセンサも装着せず、この
生体が無意識のうちに精度よく脈拍などの生体信号を測
定することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の生体信号検出装置は、寝具、椅子などの生活
用品に装着され生体信号を検出する生体信号検出手段
と、生体の存在有無を判定する存在判定手段と、存在判
定手段が不在の判定中は生体信号の検出を禁止する禁止
手段とを備えたものである。

【０００６】また本発明の生体信号検出装置は、寝具、
椅子などの生活用品に装着され生体から発生する振動を
検出する振動検出手段と、この振動検出手段の出力信号
を帯域増幅する帯域増幅手段と、この帯域増幅手段の出
力から脈拍数を算出する脈拍数算出手段と、生体の存在
有無を判定する存在判定手段と、この存在判定手段が不
在の判定中は脈拍数の算出を禁止する算出禁止手段とを
備えたものである。

【０００７】また存在判定手段は、可撓性の感圧抵抗素
子からなるものである。また存在判定手段は、独立した
複数の感圧スイッチをアレー状に配置し、所定数以上の
感圧スイッチ閉結によって生体の存在を判定するもので
ある。

【０００８】また存在判定手段は、独立した複数の感圧
スイッチをアレー状に配置し、少なくとも所定間隔以上
離れた２箇所の感圧スイッチ閉結によって生体の存在を
判定するものである。

【０００９】また存在判定手段は、振動検出手段の出力
信号から生体の存在有無を判定するものである。

【００１０】さらに生体の存在継続時間を測定する存在
継続タイマーと、この存在継続タイマーの出力が所定時
間を超えるまで脈拍数の算出を禁止する算出禁止手段と
を備えたものである。

【００１１】あるいは振動検出手段の出力信号から体動
レベルを算出する体動レベル算出手段と、この体動レベ
ルが所定範囲を逸脱した場合、脈拍数の算出を禁止する
算出禁止手段とを備えたものである。

【００１２】また振動検出手段の出力信号から体動の有
無を判定する体動有無判定手段と、この体動の無い状態
の継続時間を測定する無体動継続タイマーと、この無体
動継続タイマーの出力が所定時間を超えるまで脈拍数の
算出を禁止する算出禁止手段とを備えたものである。

【００１３】また帯域増幅手段における信号通過周波数
帯または信号増幅率を調節する調節手段を備えたもので
ある。

【００１４】また過去の振動検出手段の出力信号から帯
域増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率
を自動調節する学習制御手段を備えたものである。

【００１５】また体動に伴う雑音成分を除去する雑音除
去フィルタを備えたものである。

【００１６】

【作用】本発明は上記構成によって、寝具、椅子などの
生活用品に装着された生体信号検出手段が生体には無侵
襲、無拘束、無意識のまま生体信号を検出する。特に生
体の存在有無を判定する存在判定手段を備えているの
で、生体が当該生活用品の場所に存在しない場合に出力
された生体信号は、雑音としてキャンセルすることがで
きる。

【００１７】特に生体信号として寝具、椅子などの生活
用品に装着された振動検出手段、帯域増幅手段、脈拍数
算出手段によって脈拍数を算出するので、日常生活をす
るだけで自動的に脈拍数のトレンドが把握できる。

【００１８】また存在判定手段は可撓性の感圧抵抗素子
からなるので、寝具、椅子などの生活用品に容易に装着
することができ本来の寝心地や座り心地を損なうことも
ない。

【００１９】また独立した複数の感圧スイッチをアレー
状に配置し、所定数以上の感圧スイッチ閉結によって生
体の存在を判定するので、想定した生体より小さな物体
には感知しない構成となる。

【００２０】同様に独立した複数の感圧スイッチをアレ
ー状に配置し、少なくとも所定間隔以上離れた２箇所の
感圧スイッチ閉結によって生体の存在を判定するので、
想定した生体より小さな物体には感知しない構成とな
る。

【００２１】また存在判定手段が振動検出手段の出力信
号から生体の存在有無を判定するので、振動検出手段が
脈拍数算出のためだけでなく生体の存在有無判定用のセ
ンサとして兼用できる。重量を検出する感圧抵抗素子と
振動を検出する圧電素子を組み合わせた場合、所定重量
を超える振動発生源が寝具、椅子などの生活用品に存在
する場合に限って存在判定信号を出力する。

【００２２】さらに生体の存在継続時間を測定する存在
継続タイマーを備え、この存在継続タイマーの出力が所
定時間を超えるまで脈拍数の算出を禁止する算出禁止手
段を備えたので測定対象となる生体が寝具、椅子などの
生活用品に来た直後の脈拍数は算出しない。これは人が
寝具や椅子に横たわったり、座る動作中ではまだ代謝が
活発で安静状態になっていないし、体動に伴う雑音が信
号に重畳することで誤った測定を回避することにつなが
る。つまり生体が同一状態を所定時間以上継続した場合
に測定するので、安定した測定結果が得られる。

【００２３】あるいは振動検出手段の出力信号から体動
レベルを算出する体動レベル算出手段を備え、この体動
レベルが所定範囲を逸脱した場合、脈拍数の算出を禁止
する算出禁止手段を備えたことにより、入離床、寝返り
などの動作時、発話中、あるいは咳やくしゃみ、しゃっ
くり、発作痙攣など大きな体動が生じている時の脈拍測
定を禁止する。他方、想定している生体（人体など）よ
り小さな振動発生源（猫などの小動物）しか寝具、椅子
などの生活用品上に存在しない場合も脈拍測定を禁止す
る。

【００２４】また振動検出手段の出力信号から体動の有
無を判定する体動有無判定手段と、この体動の無い状態
の継続時間を測定する無体動継続タイマーを備え、この
無体動継続タイマーの出力が所定時間を超えるまで脈拍
数の算出を禁止する算出禁止手段を備えたことにより、
生体が寝具、椅子などの生活用品において安静状態を所
定時間以上継続した場合に測定するようになり安定した
測定結果が得られる。

【００２５】また帯域増幅手段における信号通過周波数
帯または信号増幅率を調節する調節手段を備えたので、
使用者や使用環境に応じて精度よく脈拍測定できる。つ
まり心臓の拍動が弱い高齢者などの場合や振動検出手段
の装着された生活用品と生体との間に振動を吸収する介
在物（寝具や衣服）が多いには信号増幅率を上げること
によって信号のＳ／Ｎ比を良好に保つことになる。また
スポーツ選手など安静時の脈拍数が低い使用者（生体）
に対しては、信号通過周波数帯をあらかじめ低めに調節
しておくことで、脈拍成分の選択性を高めることができ
る。

【００２６】また過去の振動検出手段の出力信号から帯
域増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率
を自動調節する学習制御手段を備えたことにより、自動
的に最適なパラメータに収束していくため使用者みずか
らの調整作業は不要になる。脈拍数や脈拍数の変動幅は
個人によって異なることが知られているが、当該生活用
品を使用する人が限られている場合、使用すればするほ
ど脈拍測定精度も高まっていく。

【００２７】また体動に伴う雑音成分を除去する雑音除
去フィルタを備えたので、入離床、寝返りなどの動作
時、発話中、あるいは咳やくしゃみ、しゃっくり、発作
痙攣など突発性の大きな振動信号は脈拍数算出手段に入
力されない。

【００２８】

【実施例】以下本発明の第１の実施例を図１から図３を
参照して説明する。図１において、１はベッドパッドな
どの寝具に装着されベッド上の人体から発生する振動を
検出する振動検出手段である。この振動検出手段１は同
軸ケーブル状をした可撓性の圧電素子からなり、寝具内
に埋設されている。振動検出手段１はベッドパッド上の
振動加速度に応じて電圧を発生し、これを帯域増幅手段
２に伝える。帯域増幅手段２はＦＥＴでインピーダンス
変換後、例えば０．５Ｈｚ〜１０Ｈｚの振動周波数成分
を６０ｄＢ増幅するアナログ電子回路で構成されてい
る。この帯域増幅手段２は振動検出手段１の出力信号か
ら脈拍数を算出するための波形整形（前処理）の機能を
果たしている。３は帯域増幅手段２の出力信号からさら
に脈波成分を抽出し積分回路を通した後、信号をＡ／Ｄ
変換し１分間あたりの脈拍数をカウントする脈拍数算出
手段である。４は脈拍数算出手段３での算出結果を表示
する表示手段であり、さらに過去の脈拍数算出結果を記
憶する記憶手段５及び記憶手段５に記憶された内容を印
字する印字手段６が設けられている。７はベッド上の人
体の存在有無を判定する存在判定手段である。８はこの
存在判定手段７の判定結果が不在の場合、脈拍数算出手
段３に対し脈拍数の算出を禁止する算出禁止手段であ
る。ここで帯域増幅手段２は脈拍数算出のために振動検
出手段１の出力信号を波形整形する前処理する機能を果
たしている。測定対象となる人体（使用者）は、ベッド
に就寝状態のまま表示手段４に表示される脈拍数算出結
果を見てもよいし、記憶手段５に蓄積された過去の記憶
内容を後から呼び出して見たり、印字手段６に印字して
確認してもよい。

【００２９】次に存在判定手段７の構成を図２に示す。
図２において、７ａは１対の導電性ゴムからなる可撓性
の平板型感圧スイッチであり、例えば８ｃｍ間隔に１０
本を並列に寝具に埋設している。各感圧スイッチ７ａは
独立に作動し、単位面積あたりに所定以上の圧力がかか
ればＯＮ（閉結）状態を、そうでなければＯＦＦ（開
放）状態を保持する。７ｂは１０本の感圧スイッチのう
ちＯＮしているものの合計数を算出し、その数が例えば
３本以上なら１そうでなければ０を出力するスイッチＯ
Ｎ合計数判定手段である。また７ｃはＯＮしている感圧
スイッチのうち最も離れているもの同志の距離を算出
し、その距離が例えば３５ｃｍ相当以上離れていれば１
そうでなければ０を出力するスイッチＯＮ２点間距離判
定手段である。７ｄは論理積手段でありスイッチＯＮ合
計数判定手段７ｂの出力及びスイッチＯＮ２点間距離判
定手段７ｃの出力がともに１の場合に限り１を出力し、
片方だけでも０の場合は０を出力する論理素子である。
論理積手段７ｄの出力信号において、１は人体の存在
を、０は人体の不在を意味する。

【００３０】図３は寝具９の内部に振動検出手段１と感
圧スイッチ７ａを埋設した様子を示した斜視図である。
１０は振動検出手段１及び感圧スイッチ７ａと信号ケー
ブルで接続されたケースで、信号を処理／表示する。

【００３１】上記構成において寝具９に装着された振動
検出手段１の出力信号を用いることで、ベッド上の人体
の脈拍数を本人には全く意識されないまま測定すること
ができる。通常、使用者はベッド上で長時間就寝するの
で、睡眠中など安静時の脈拍数を容易かつ確実に測定す
ることができる。特に存在判定手段７、算出禁止手段８
を備えているので例えばベッドメーキング動作やペット
などの小動物によって測定対象とは異なる振動を検出し
ても存在判定手段７からの存在判定がなければ脈拍測定
しないので、脈拍数の誤算出が低減される。存在判定手
段７に１０本の平板型感圧スイッチを用い、ＯＮしてい
るものの合計数や最大２点間距離に基づいて判定ている
ので、軽量の物体やたとえ重くても所定形状以下の小さ
な物体は不在と判定できる。存在判定手段７も振動検出
手段１と同様、可撓性素子を寝具中に埋め込んでいるた
め可搬性に富み、設置も楽である。

【００３２】ここで脈波算出手段３の構成として脈拍の
数を単純にカウントするとしたが、Ａ／Ｄ変換後フーリ
エ変換解析（ＦＦＴ）や最大エントロピー法（ＭＥＭ）
といった周波数解析手法を用いて脈波の基本周波数を計
算するなど脈拍数を算出する信号処理の手段は本実施例
に限定されない。生体信号の例として脈拍数を取り上げ
たが、脈波波形そのものであっても構わないし、呼吸、
血圧、体温、筋電などでもよい。算出結果は表示するも
のとしたが、例えば屋内外の情報ネットワークと接続
し、遠隔からの在宅医療、診断システムを構成してもよ
い。また測定対象となる生体は人体に限らない。振動検
出手段１が装着される生活用品も寝具に限定されるもの
ではない。

【００３３】次に第２の実施例を図４を参照して説明す
る。図４において第１の実施例と同様の機能ブロックに
は同一番号を付与し、説明を省略する。１は振動検出手
段であり、第１の実施例中図３に示したのと同様、寝具
に埋設されているものとする。この振動検出手段１は、
帯域増幅手段２に接続されるとともに第１の比較手段１
１に接続されている。振動検出手段１は圧電素子１ａ及
び加速度変換手段１ｂからなり寝具上の振動加速度を出
力する。また基準加速度設定手段１２も第１の比較手段
１１に接続され、手動で振動加速度の閾値を設定できる
ようになっている。第１の比較手段１１では基準加速度
設定手段１２で設定された振動加速度を超える加速度が
振動検出手段１から入力された場合に１をそうでなけれ
ば０を出力するものである。同様に寝具には重量検出手
段１３が埋設され第２の比較手段１４に接続されてい
る。重量検出手段１３は印可圧力に応じて抵抗値が変化
する感圧抵抗素子１３ａ及び重量変換手段１３ｂからな
り、寝具上の物体の重量を検出している。また基準重量
設定手段１５も第２の比較手段１４に接続され、手動で
重量の閾値を設定できるようになっている。第２の比較
手段１４では基準重量設定手段１５で設定された重量を
超える重量が重量検出手段１３から入力された場合に１
をそうでなければ０を出力するものである。１６は論理
積手段であり、第１の比較手段１１の出力及び第２の比
較手段１４の出力がともに１の場合に限り１を出力し、
片方だけでも０の場合は０を出力する論理素子である。
論理積手段１６の出力信号において、１は人体の存在
を、０は人体の不在を意味する。すなわち図４において
振動検出手段１、第１の比較手段１１、基準加速度設定
手段１２、重量検出手段１３、第２の比較手段１４、基
準重量設定手段１５及び論理積手段１６によって寝具上
の人体の存在有無を判定する存在判定手段を構成してい
ることになる。

【００３４】上記構成において振動検出手段１は脈拍算
出と存在判定のために併用されているので、安価で簡単
に脈拍の誤算出を防止できる。人体の存在判定は、寝具
上の振動加速度と重量によって行っているため、所定の
重量以上を有する振動発信源に対してのみ脈拍算出を実
施する。しかも振動加速度や重量の閾値は手動で設定で
きるので使用対象者が限定される場合、より確実に存在
判定ができる。

【００３５】次に第３の実施例を図５、図６を参照して
説明する。図５において第１の実施例と同様の機能ブロ
ックには同一番号を付与し、説明を省略する。１７は、
存在判定手段７及び算出禁止手段８に接続された存在継
続タイマーであり、人体の存在継続時間を測定してい
る。存在継続タイマー１７は、図６に示すように存在判
定手段７の判定結果が不在から存在に変化しても所定時
間ｔ１だけは、脈拍算出を禁止した後に許可する一方、
存在から不在に変化した場合はすぐに脈拍算出を禁止す
る信号を出力する。

【００３６】上記構成において、寝具上の人体が所定時
間ｔ１以上継続して存在した後に脈拍数を算出するの
で、入床動作中の体動に伴う雑音による誤算出がなくな
る。また入床直後の人体状態は、まだ代謝が活発で安静
状態に落ちついていないこともあり所定時間ｔ１経過後
に測定する方が、安定した測定結果が得られるという効
果がある。

【００３７】次に第４の実施例を図７、図８を参照して
説明する。図７において第１の実施例と同様の機能ブロ
ックには同一番号を付与し、説明を省略する。１８は、
振動検出手段１及び算出禁止手段８に接続された体動レ
ベル算出手段である。体動レベル算出手段１８は、振動
検出手段１の出力である時系列アナログ信号を、振動の
振幅（体動）レベルに応じて３段階に分別する。この３
段階のうち中央の第２段階の領域にある場合のみ脈拍数
の算出を許可する信号を出力するものである。つまり図
８に示すように算出禁止手段８は、存在判定手段７の判
定結果が存在でかつ体動レベル算出手段１８の算出結果
が体動レベル２の場合にのみ脈拍数の算出を許可するよ
うになる。

【００３８】ここで体動レベル３とは入離床や寝返りな
どの動作時、発話中、あるいは咳やくしゃみ、しゃっく
り、発作痙攣など大きな体動が生じている場合であり、
体動レベル１とは人体が安静に就寝している場合に体表
面から生じる微小振動から得られる信号レベルを下回る
ことを意味している。つまり人体が寝具上で安静を保っ
ている時にしか脈拍算出しないので、精度よく測定が行
える効果がある。脈拍数算出手段３にはＡ／Ｄ変換器が
備えられているが、入力信号がＡ／Ｄ変換器の持つ入力
レンジを超える場合は、体動レベル算出手段１８での体
動レベル１８の算出結果が体動レベル３に、また逆に入
力信号がＡ／Ｄ変換器の分解能以下の信号である場合に
は体動レベル１になるので、体動レベル算出手段１８に
よって脈拍数の算出は禁止される。

【００３９】上記構成において、人体が寝具上で安静状
態にある場合に限り脈拍数を算出するので本人には無意
識のまま安定した脈拍測定が可能となる。

【００４０】次に第５の実施例を図９、図１０を参照し
て説明する。図９において第１の実施例と同様の機能ブ
ロックには同一番号を付与し、説明を省略する。１９
は、振動検出手段１の出力信号から体動の有無を判定す
る体動有無判定手段である。さらに無体動継続タイマー
２０が体動有無判定手段１９と算出禁止手段８に接続さ
れ、所定体動の無い状態の継続時間を測定している。無
体動継続タイマー２０は、図１０に示すように判定結果
が所定体動なしからありに変化しても所定時間ｔ２だけ
は脈拍算出を禁止する一方、所定体動なしからありに変
化した場合はすぐに脈拍算出を禁止する信号を出力す
る。算出禁止手段８は存在判定手段７の出力が存在であ
りかつ無体動継続タイマー２０の出力が所定体動なしの
まま所定時間ｔ２経過した場合に限り算出許可を出す。

【００４１】上記構成において、寝具上の人体が存在
し、かつ所定体動のない状態が所定時間ｔ２以上継続し
た場合にのみ脈拍数を算出するので、常に安静状態に落
ちついた人体の脈拍数を測定できる。

【００４２】次に第６の実施例を図１１を参照して説明
する。図１１において第１の実施例と同様の機能ブロッ
クには同一番号を付与し、説明を省略する。２１は、帯
域増幅手段２の信号変換特性を手動で調節する調節手段
であり、信号通過周波数帯を調節する通過帯域調節部２
１ａと信号幅増率を調節する利得調節部２１ｂとからな
る。振動検出手段１の出力信号に含まれる脈拍信号は、
個人や環境に応じて非常に異なる。振動検出手段１は人
体内部の心活動、血流に伴う微小振動を検出する構成だ
が、得られる信号波形には個人差が大きい。一般に体格
の大きな人、体重の重い人、健常者ほど大振幅の電圧信
号になることが知られている。また着衣や寝具、ベッド
のスプリング硬さなど、振動検出手段１と人体との間あ
るいは振動検出手段１と地面との間に介在する振動吸収
物の多少、材質、形状によっても大きく左右される。ま
た脈拍数自体にも個人差があり、頻脈傾向の人と徐脈傾
向の人がいる。特にスポーツ選手には、安静時脈拍数が
４０以下の人もいるといわれている。脈拍波形そのもの
も、立ち上がり速度の速い（すなわち１回拍出量の大き
な）跳躍脈や左心室の流出路に閉塞のある時の遅脈など
個人によっていくつものパターンがある。そこで心臓の
拍動が弱い高齢者や振動検出手段１の装着された寝具と
人体との間に振動吸収物が多い場合には利得調節部２１
ｂで信号増幅率を上げることによって信号のＳ／Ｎ比を
良好に保つことができる。また通過帯域調節部２１ａに
よって、安静時脈拍数が低い使用者には信号通過周波数
帯をあらかじめ低めに調節したり、跳躍脈傾向者の場合
には高い周波数成分の信号を通過させるよう調節してお
くことで、脈拍成分の選択性を高めることができる。

【００４３】上記構成において信号通過周波数帯及び信
号増幅率を手動調節する調節手段２１であらかじめ調節
しておくことで、使用者や使用環境に応じて振動検出手
段１の出力から必要な脈拍信号を精度よく抽出し、精度
な脈拍測定ができる。

【００４４】次に第７の実施例を図１２を参照して説明
する。図１２において第１の実施例と同様の機能ブロッ
クには同一番号を付与し、説明を省略する。２２は体動
に伴う雑音成分を除去する雑音除去フィルタで適応相関
フィルタからなる。入離床や寝返りなど大体動に伴う突
発性信号を除去するものである。雑音除去フィルタは帯
域増幅手段２と脈拍数算出手段３との間に挿入され、人
体の入離床、寝返りなどの動作をはじめ発話、咳やくし
ゃみ、しゃっくり、発作痙攣など突発性の大きな信号が
脈拍数算出手段３に入力するを阻止している。２３は振
動検出手段１の出力から帯域増幅手段２における信号通
過周波数帯及び信号増幅率を自動調節させる学習制御手
段である。学習制御手段２３は振動検出手段１に接続さ
れ、時系列データを蓄積する信号蓄積部２３ａ、学習に
よって信号通過させるべき周波数帯域を自動調節する通
過帯域調節部２３ｂ及び学習によって信号増幅率を自動
調節する利得調節部２３ｃとからなる。通過帯域調節部
２３ｂ、利得調節部２３ｃは例えばリカレント型のニュ
ーラルネットワークを備えている。通過帯域調節部２３
ｂは過去入力、蓄積された信号パターンに近い波形の基
本周期の近傍ほどよく通過させる教師なし学習機構を備
えている。一方利得調節部２３ｃは周期性、継続性ある
信号パターンの波形が、帯域増幅手段２における増幅回
路で出力飽和しない程度に増幅できる信号増幅率を決定
している。学習制御手段２３から帯域増幅手段２に対す
るパラメータの微調節は常時行われており、振動検出手
段１から周期性、継続性のある似た波形が出力されるほ
どその信号の基本周期（すなわち脈拍周期）信号を通過
させやすくなる。

【００４５】上記構成において体動に伴う雑音成分を除
去する雑音除去フィルタ２２を備えたので脈拍測定精度
が向上する。さらに過去の振動検出手段の出力履歴から
帯域増幅手段２における信号通過周波数帯及び信号増幅
率を自動調節する学習制御手段２３を備えたことによ
り、使用者みずからの調整作業は不要になる。脈拍数や
脈拍数の変動幅、脈拍波形パターンは個人によって異な
ることが知られているが、当該生活用品を使用する人が
限られている場合、使用すればするほど脈拍測定精度も
高まっていくという効果もある。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
監視装置によれば、次の効果が得られる。

【００４７】（１）存在判定手段が不在の判定中に生体
信号の検出を禁止する禁止手段を設けているので、生体
にとっては無意識のまま、自動的に生体信号が検出でき
る。生体そのものにセンサを取り付ける手間や煩わしさ
が全く不要であり、日常生活を営むままで生体信号を得
ることができる。特に生体の存在有無を判定する存在判
定手段を備えているので、生体不在時の誤検出を防ぐこ
とができる。不在時に無駄な信号処理、表示をしなくて
すむので省エネにもなる。

【００４８】（２）存在判定手段が不在の判定中は脈拍
数の算出を禁止する算出禁止手段を設けているので、不
在による誤算出のない脈拍数算出ができ、専門知識なし
でも容易に在宅で健康チェックが出来る。

【００４９】（３）存在判定手段は可撓性の感圧抵抗素
子からなるので、寝具、椅子などの生活用品に容易に装
着することができ本来の寝心地や座り心地を損なうこと
もない。

【００５０】（４）想定した生体より軽いまた小さな物
体には感知しない高精度の存在判定が出来る。

【００５１】（５）振動検出手段が脈拍数算出用と生体
の存在有無判定用に兼用できるため安価に実現出来る。
所定振動と所定重量がなければ存在と判定するなど、存
在判定精度が高まる。

【００５２】（６）測定対象となる生体が存在状態を所
定時間以上継続した場合に測定するので、より安定した
測定結果が得られる。

【００５３】（７）測定対象となる生体に大きな体動が
生じている時や、想定している生体より小さな振動発生
源しか存在しない場合に脈拍測定を禁止するので、誤っ
た測定をしにくくなる。

【００５４】（８）生体が安静状態を所定時間以上継続
した場合に測定するようになり、安定した測定結果が得
られる。日々のトレンドを把握する場合、測定条件が統
一されデータの信頼性も向上する。

【００５５】（９）使用者や使用環境に応じて必要な信
号成分を抽出し、精度よく脈拍測定できる。

【００５６】（１０）自動的に最適な信号通過周波数や
信号増幅率が調節されるため手動調節作業は不要にな
る。脈拍数や脈拍数の変動幅は個人によって異なること
が知られているが、当該生活用品を使用する人が限られ
ている場合、使用すればするほど脈拍測定精度も高まっ
ていく。

【００５７】（１１）入離床、寝返りなどの動作時、発
話中、あるいは咳やくしゃみ、しゃっくり、発作痙攣な
ど突発性の大きな振動信号を除去するので、脈拍数算出
の精度が高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における生体信号検出装
置のブロック図

【図２】同実施例における存在判定手段のブロック図

【図３】同実施例における寝具の斜視図

【図４】本発明の第２の実施例における生体信号検出装
置のブロック図

【図５】本発明の第３の実施例における生体信号検出装
置のブロック図

【図６】同実施例における存在継続タイマーの動作を説
明したタイムチャート

【図７】本発明の第４の実施例における生体信号検出装
置のブロック図

【図８】同実施例における体動レベル算出手段の動作を
説明したタイムチャート

【図９】本発明の第５の実施例における生体信号検出装
置のブロック図

【図１０】同実施例における無体同継続タイマーの動作
を説明したタイムチャート

【図１１】本発明の第６の実施例における生体信号検出
装置のブロック図

【図１２】本発明の第７の実施例における生体信号検出
装置のブロック図

【符号の説明】

１振動検出手段２帯域増幅手段３脈拍数算出手段７存在判定手段８算出禁止９設定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】寝具、椅子などの生活用品に装着され生体
信号を検出する生体信号検出手段と、前記生体の存在有
無を判定する存在判定手段と、前記存在判定手段が不在
の判定中は生体信号の検出を禁止する禁止手段とを備え
た生体信号検出装置。
【請求項２】寝具、椅子などの生活用品に装着され生体
から発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振動
検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、前
記帯域増幅手段の出力から脈拍数を算出する脈拍数算出
手段と、前記生体の存在有無を判定する存在判定手段
と、前記存在判定手段が不在の判定中は脈拍数の算出を
禁止する算出禁止手段とを備えた生体信号検出装置。
【請求項３】存在判定手段は、可撓性の感圧抵抗素子か
らなる請求項１または２記載の生体信号検出装置。
【請求項４】存在判定手段は、独立した複数の感圧スイ
ッチをアレー状に配置し、所定数以上の感圧スイッチ閉
結によって生体の存在を判定する請求項１または２記載
の生体信号検出装置。
【請求項５】存在判定手段は、独立した複数の感圧スイ
ッチをアレー状に配置し、少なくとも所定間隔以上離れ
た２箇所の感圧スイッチ閉結によって生体の存在を判定
する請求項１または２記載の生体信号検出装置。
【請求項６】存在判定手段は、振動検出手段の出力信号
から生体の存在有無を判定する請求項１または２記載の
生体信号検出装置。
【請求項７】生体の存在継続時間を測定する存在継続タ
イマーと、前記存在継続タイマーの出力が所定時間を超
えるまで脈拍数の算出を禁止する算出禁止手段とを備え
た請求項１から６のいずれか１項記載の生体信号検出装
置。
【請求項８】寝具、椅子などの生活用品に装着され生体
から発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振動
検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、前
記帯域増幅手段の出力から脈拍数を算出する脈拍数算出
手段と、前記振動検出手段の出力信号から体動レベルを
算出する体動レベル算出手段と、前記体動レベルが所定
範囲を逸脱した場合、脈拍数の算出を禁止する算出禁止
手段とを備えた生体信号検出装置。
【請求項９】寝具、椅子などの生活用品に装着され生体
から発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振動
検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、前
記帯域増幅手段の出力から脈拍数を算出する脈拍数算出
手段と、前記振動検出手段の出力信号から体動の有無を
判定する体動有無判定手段と、前記体動の無い状態の継
続時間を測定する無体動継続タイマーと、前記無体動継
続タイマーの出力が所定時間を超えるまで脈拍数の算出
を禁止する算出禁止手段とを備えた生体信号検出装置。
【請求項１０】寝具、椅子などの生活用品に装着され生
体から発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振
動検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、
前記帯域増幅手段の出力から脈拍数を算出する脈拍数算
出手段と、前記帯域増幅手段における信号通過周波数帯
または信号増幅率を調節する調節手段とを備えた生体信
号検出装置。
【請求項１１】寝具、椅子などの生活用品に装着され生
体から発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振
動検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、
前記帯域増幅手段の出力から脈拍数を算出する脈拍数算
出手段と、過去の振動検出手段の出力信号から前記帯域
増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率を
自動調節する学習制御手段とを備えた生体信号検出装
置。
【請求項１２】寝具、椅子などの生活用品に装着され生
体から発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振
動検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、
前記帯域増幅手段の出力から脈拍数を算出する脈拍数算
出手段と、体動に伴う雑音成分を除去する雑音除去フィ
ルタとを備えた生体信号検出装置。