JPS6264338A - Position sensor - Google Patents

Position sensor

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JPS6264338A
JPS6264338A JP60204606A JP20460685A JPS6264338A JP S6264338 A JPS6264338 A JP S6264338A JP 60204606 A JP60204606 A JP 60204606A JP 20460685 A JP20460685 A JP 20460685A JP S6264338 A JPS6264338 A JP S6264338A
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JP
Japan
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detection
diameter
displacement
diagram
permanent magnet
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Pending
Application number
JP60204606A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佳年雄 毛利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Publication of JPS6264338A publication Critical patent/JPS6264338A/en
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、検出対象に取付けられた発磁体の変位情報を
検出する位置センサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a position sensor that detects displacement information of a magnetic body attached to a detection target.

[発明の技術的背與とその問題点] 従来、発磁体たる永久磁石を検出対象に固定して、それ
に対して所定間隔を保って設置した検出部によってその
磁気的変位を検出することによって位置を検出する位置
検出装置(以下位置センサという)が提案されており、
特に人体等の生体の動きを検出するのに好適とされてい
る。
[Technical background of the invention and its problems] Conventionally, a permanent magnet, which is a magnet generating body, is fixed to a detection target, and the position is determined by detecting the magnetic displacement of the permanent magnet with a detection unit installed at a predetermined distance from the target. A position detection device (hereinafter referred to as a position sensor) has been proposed that detects
It is particularly suitable for detecting the movement of a living body such as a human body.

しかしながら、検出対象たる生体等に固定した永久磁石
に対して検出部を浮かした状態、即ら、絶対空間に設置
することが好ましいが、完全に生体と離れた状態で検出
部を設置すると生体が不用意な動きをした場合には永久
磁石との対応がとれなくなり、検出精度を悪化させると
いう問題があり、発磁体や検出部の位置決めや取付けが
困難となり実用的価値が低かった。
However, although it is preferable to install the detection unit in a state where it is floating relative to a permanent magnet fixed to the living body, that is, in absolute space, if the detection unit is installed completely away from the living body, the living body If there is any careless movement, there is a problem that it will not be able to correspond with the permanent magnet, deteriorating the detection accuracy, and it will be difficult to position and attach the magnetizing body and the detection part, which has low practical value.

[発明の目的] 本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、取付け
が容易であり、検出対象が不用意な動きをしても発磁体
と検出部との間の対応関係を保つことができ、検出精度
を低下させることのない位置センサを提供することを目
的とするものである。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances.It is easy to install and maintains the correspondence between the magnetizing body and the detection unit even if the detection target moves unexpectedly. It is an object of the present invention to provide a position sensor that can perform the following functions without reducing detection accuracy.

[発明の概要] 前記目的を達成するために本発明は、1個もしくは2個
の高透磁率磁心に少なくとも2個のコイルを巻いた等価
2磁心もしくは2磁心から成る検出部と、この検出部か
ら得られる信号を処理する検出回路と、検出対象に設置
される固定部材と、この固定部材上に固定されかつ前記
検出部に信号を与える発磁体とからなる位置センサにお
いて、前記固定部材を直径8〜13mmの円板状とする
前 と共に〃記発磁体を直径2.5〜5.5mmの円筒状と
したことを特徴とするものである。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a detecting section consisting of two equivalent magnetic cores or two magnetic cores in which at least two coils are wound around one or two high magnetic permeability magnetic cores, and A position sensor consisting of a detection circuit that processes a signal obtained from a sensor, a fixed member installed on a detection target, and a magnetic body fixed on the fixed member and giving a signal to the detection section, the fixed member being In addition to having a disk shape of 8 to 13 mm, the magnetic generating body is characterized in that it is cylindrical with a diameter of 2.5 to 5.5 mm.

[発明の実施例] (エソ下余色〉 以下実施例により本発明を具体的に説明する。[Embodiments of the invention] (Eso lower residual color) The present invention will be specifically explained below using Examples.

第1図は本発明装置の一実施例概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the apparatus of the present invention.

この装置は検出対象たる生体8の表面に固定された発磁
体たる永久磁石Mと、この永久磁石Mに対して所定間隔
を保って設置された検出部1と、この検出部1からの信
号を処理して出力Eoutを出力する検出回路2とを査
んでいる。前記検出部1は例えば40tm長の高透磁率
磁心たるアモルファスワイヤAF(組成’C0611F
eaS i+38+s原子%。
This device includes a permanent magnet M as a magnetic body fixed to the surface of a living body 8 to be detected, a detecting section 1 installed at a predetermined distance from the permanent magnet M, and a signal from the detecting section 1. The detection circuit 2 which processes the signal and outputs the output Eout is checked. The detection unit 1 is made of an amorphous wire AF (composition 'C0611F
eaS i+38+s atomic%.

110um径)の両鴎に2個のコイルHIf+  H2
Tを所要回数Nを巻き付けて成り、前記永久磁石Mは例
えばZ、、t、&ぢ鰭径の円板状をなしており、3〜1
3鰭径の固定部材たる合成樹脂円板7を介して接着剤等
により生体8の表面に固定されている。そして、前記検
出部1は、位置決め部材3.4.5゜6を介して生体8
の表面に取付けられ、検出部先端が前記永久磁石Mと所
定間隔を保つ様に位置決めされている。該位置決め部材
は、前記検出部lを内部に固定したガラス管3と、この
ガラス管3に対して防振材たるゴム5を介して固定され
た椀型の合成樹脂フレーム4及びこの合成樹脂フレーム
4を生体8の表面に固定する防振材たるゴム6とによっ
て構成されている。
2 coils HIf + H2 on both sides (110um diameter)
The permanent magnet M has a disk shape with a fin diameter of, for example, Z, , t, and 3 to 1.
It is fixed to the surface of the living body 8 with an adhesive or the like via a synthetic resin disk 7 which is a fixing member having a diameter of three fins. The detection unit 1 detects the living body 8 via the positioning member 3.4.5°6.
It is attached to the surface of the permanent magnet M, and is positioned so that the tip of the detection part is kept at a predetermined distance from the permanent magnet M. The positioning member includes a glass tube 3 in which the detection part l is fixed, a bowl-shaped synthetic resin frame 4 fixed to the glass tube 3 via a rubber 5 serving as a vibration isolator, and this synthetic resin frame. 4 and a rubber 6 serving as a vibration isolating material for fixing the body 4 to the surface of the living body 8.

かかる構成であれば、永久磁石Mは合成樹脂板7を介し
て生体8表面に固定されているから固定が極めて容易で
あると共に、生体の動きに追随して動くのに対し、検出
部1は2個の防振材5.6を挿置した位置決め部材を介
して生体8に連結されているので生体の小さな動き(検
出すべき動き)はゴム5.6によって吸収されそし門い
伝達されず、生体の大きな動き(不用意な動き)のみに
追随して動くことになり、永久磁石の変位情報を正確に
検出できるものでありながら、生体の不用意な動きによ
る永久磁石との間の対応関係を保持できることになる。
With this configuration, since the permanent magnet M is fixed to the surface of the living body 8 via the synthetic resin plate 7, it is extremely easy to fix it, and it moves following the movement of the living body, whereas the detection unit 1 Since it is connected to the living body 8 via a positioning member in which two vibration isolators 5.6 are inserted, small movements of the living body (movements that should be detected) are absorbed by the rubber 5.6 and are not transmitted. Although it is possible to accurately detect the displacement information of the permanent magnet because it moves only by following the large movements (inadvertent movements) of the living body, the correspondence between the permanent magnet and the permanent magnet due to the careless movement of the living body can be detected accurately. You will be able to maintain your relationship.

これを第2図に示す実験データにより説明する。This will be explained using experimental data shown in FIG.

第2図は被測定対象たる人体に位置センサを取付けて椅
子に座った状態で体を前後に揺らしたときの測定データ
であり、同図(a)は前記防振材6(及び5)を介さず
に設置した場合、同図(b)は防振材を設けたものでお
る。
Figure 2 shows measurement data obtained when a position sensor is attached to the human body to be measured and the body is rocked back and forth while sitting on a chair. In the case where the vibration isolating material is installed without intervening, the figure (b) shows the vibration isolating material.

ここで前記発磁体たる磁石Mの大ぎざと、固定部材たる
合成樹脂円板7の大きさが検出波形や検出感度に大ぎく
影響するので、この点についての実験結果を第3図〜第
6図を用いて説明する。尚、いずれの場合も椅子に座っ
た被検体く人体)の心音図を測定したときのデータを示
している。
Here, since the large serrations of the magnet M, which is the magnetizing body, and the size of the synthetic resin disk 7, which is the fixing member, greatly affect the detection waveform and detection sensitivity, the experimental results regarding this point are shown in Figs. 3 to 6. This will be explained using figures. In both cases, data is shown when a phonocardiogram was measured on a human subject sitting on a chair.

第3図は合成樹脂円板7を一定(直径1Qmm、厚さ1
mm)として、その上に固定される磁石Mの直径を変化
させた場合の8値における測定データである。同図に示
すように2mm、2.5mmの場合は波形の振幅が大ぎ
く、5mm、10mmでは振幅は小さい。
Figure 3 shows a synthetic resin disk 7 with a constant diameter (1 Q mm in diameter, 1 Q mm in thickness).
This is measurement data in 8 values when the diameter of the magnet M fixed thereon is changed as mm). As shown in the figure, the amplitude of the waveform is large for 2 mm and 2.5 mm, and small for 5 mm and 10 mm.

第4図は第3図とは逆に磁石Mの大きさを一定(直径5
mm、厚さ2mm)として、合成樹脂円板7(厚ざ1m
m)の直径を変化されたときの8値におけるデータを示
している。同図に示すように7.5mmとlQmmのと
きは波形の振幅は大きいが、12.5mm、15mm、
17.5mm。
In Fig. 4, the size of the magnet M is constant (diameter 5), contrary to Fig. 3.
mm, thickness 2 mm), synthetic resin disk 7 (thickness 1 m)
The data shows 8 values when the diameter of m) is changed. As shown in the figure, the amplitude of the waveform is large at 7.5 mm and lQmm, but at 12.5 mm, 15 mm,
17.5mm.

20mm、22.5mmと大きくなるに従って順次振幅
が小さくなっていく。
As the distance increases to 20 mm and 22.5 mm, the amplitude decreases successively.

第5図は、第3図のJ−うに磁石Mの直径を変化させた
ときのセンサの感度Gと線形範囲Wを測定し、その線形
出力GXWを求めたグラフである。
FIG. 5 is a graph in which the sensitivity G and linear range W of the sensor were measured when the diameter of the J-unimagnet M in FIG. 3 was changed, and the linear output GXW was determined.

同図から明らかなように!iEiMの直径が5mm近傍
のところが最も良い特性を示している。
As is clear from the figure! The best characteristics are shown when the iEiM diameter is around 5 mm.

第6図は、第4図のJ:うに合成樹脂円板(プラスチッ
ク板)の直接を変化させたときの検出対象の変位はを測
定した特性図を示すものである。同図から明らかなよう
に10mm近傍のところが最ら良好な結果を示している
FIG. 6 shows a characteristic diagram obtained by measuring the displacement of the object to be detected when changing the direction of J in FIG. 4: sea urchin synthetic resin disk (plastic plate). As is clear from the figure, the best results are shown in the vicinity of 10 mm.

以上のことから明らかなように磁石Mの直径は2.5m
m〜6.5mmの範囲であって、好ましくは5mm1合
成樹脂円板の直径は6mm〜13mmの範囲でおって、
好ましくは10mm2Fi:選択すると良好なセン−り
を得ることができる。
As is clear from the above, the diameter of magnet M is 2.5 m.
m to 6.5 mm, preferably 5 mm. The diameter of the synthetic resin disk is in the range of 6 mm to 13 mm,
Preferably 10 mm2Fi: If selected, good centering can be obtained.

く以下余白〉 尚、本発明は前記構成に眼定されず、種々の変形実施が
可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned configuration, and various modifications can be made.

例えば前記検出部lは等価21心に限らず、2本のアモ
ルファスワイヤを所定間隔を保って直線上に配置し、そ
れぞれに前記コイルを巻回したもの、即ち2磁心構成で
あってもよい。
For example, the detection unit 1 is not limited to having 21 equivalent cores, but may have a two-core configuration in which two amorphous wires are arranged in a straight line with a predetermined interval and the coil is wound around each.

又、前記永久磁石や固定部材、あるいは位置決め部材の
形状は円形状に限らず角形状等であってもよい。
Further, the shape of the permanent magnet, the fixing member, or the positioning member is not limited to a circular shape, but may be a square shape or the like.

更に前記防振材5.6は、いずれか1個のみでも良い。Furthermore, the number of the vibration isolators 5.6 may be only one.

次に前記装置を用いて生体たる人体の変位情報を検出す
る場合の適用例について第1図以降に説明する。尚、こ
こでは処理回路2の具体的構成としてマルチバイブレー
タ回路とアクティブフィルタとを組合せたものについて
示しているが、アクティブフィルタは必須の構成要件で
はない。
Next, an application example for detecting displacement information of a living human body using the device will be described with reference to FIG. 1 and subsequent figures. Note that although a combination of a multivibrator circuit and an active filter is shown here as a specific configuration of the processing circuit 2, the active filter is not an essential component.

第S図において1は前記検出部であり、その両端から得
られる信号は信号線N、、j!1を介してそれぞれトラ
ンジスタ’rr、、 Tr=及び信号線!、。
In FIG. S, 1 is the detection section, and signals obtained from both ends of the detection section are signal lines N,,j! 1 respectively through the transistors 'rr,, Tr= and the signal line! ,.

14を介してアクティブフィルタACFへ入力されるよ
うになっている。各トランジスタTrI。
The signal is input to the active filter ACF via 14. Each transistor TrI.

T r tのベースには各信号線g、、g、、に接続さ
れた転流回路(コンデンサCI+抵抗R1からなる)の
出力がクロスされて印加されるようになっている。また
、信号線1s、la間には負荷抵抗RL+RLが直列接
続され、これと並列に可変抵抗VRが接続され、この抵
抗VRと前記抵抗RL、RLの接続点は共通接地されて
いる。なお、前記コイルH1?+ HlTとの間には電
源電圧Eが印加され、アクティブフィルタACFから出
力EouLが取り出せることとなる。卯ち、この回路は
等価2磁心を用いたマルチバイブレークブリフジとして
構成されている。尚、2磁心における各磁心は回転磁化
領域で動作するように選ばれている。
The outputs of the commutation circuits (consisting of capacitor CI and resistor R1) connected to each signal line g, , g, are crossed and applied to the base of T r t. Further, a load resistor RL+RL is connected in series between the signal lines 1s and la, and a variable resistor VR is connected in parallel with this, and the connection point of this resistor VR and the resistors RL and RL is commonly grounded. Incidentally, the coil H1? + HIT, a power supply voltage E is applied, and an output EouL can be taken out from the active filter ACF. Specifically, this circuit is configured as a multi-vibration bridge using two equivalent magnetic cores. It should be noted that each magnetic core in the two magnetic cores is selected to operate in a rotating magnetization region.

また、前記アクティブフィルタACFはフィルタ特性の
選択が可能で、例えば■50Hz以上をカット、■20
11z以上をカット、■20Hz以下をカット、■DC
〜20Hz帯域と20 Hz〜50 Hz帯域の双方を
通過等の各種モードが選択できる。
In addition, the active filter ACF allows selection of filter characteristics, for example: ■ Cutting 50 Hz or more, ■ Cutting 20 Hz or more.
Cuts above 11z, ■Cuts below 20Hz, ■DC
Various modes such as passing through both the ~20 Hz band and the 20 Hz ~ 50 Hz band can be selected.

かかる構成の回路におけるコイルの近傍に微小磁石Mを
配置し、それをコイルHITに対して移動させたとき、
その移動距MX(ms)と出力Eout(mV)との関
係は第3図のようになった。同図においてN1〜N、は
コイルの巻数を変化させたものであり、Nl = 15
0 (Turns)、N、−300(Turns)、N
s = 450 (Turns)を示し、コイルへの供
給電流1 = I Q O(m^)としたものである。
When a micro magnet M is placed near the coil in a circuit with such a configuration and is moved relative to the coil HIT,
The relationship between the moving distance MX (ms) and the output Eout (mV) is as shown in FIG. In the same figure, N1 to N are the changes in the number of turns of the coil, and Nl = 15
0 (Turns), N, -300 (Turns), N
s = 450 (Turns), and the current supplied to the coil is 1 = I Q O (m^).

また、微小磁石MはS−径高さ1.5 Mのものを使用
した。
Moreover, the micro magnet M used was one with an S-diameter height of 1.5 M.

同図から明らかなように、関数Nの増加と共に検出感度
が増大している。また、いずれの場合も6flの大きな
変位迄直線性(非直線性〈1%FS)を示し、磁石の変
位を正確に検出することができる。
As is clear from the figure, the detection sensitivity increases as the function N increases. Furthermore, in either case, linearity (nonlinearity <1% FS) is exhibited up to a large displacement of 6 fl, and the displacement of the magnet can be detected accurately.

前記装置を用いて生体情報を検出した結果について説明
する。
The results of detecting biological information using the device will be explained.

第2図は前記装置(以下センサーともいう)による永久
磁石Mの固定位置を示すものであり、人体Pの心臓を含
む周辺を縦方向6点(A−F)、横方向6点(1〜6)
のマトリクス状に分割して36点に関する心変位情報を
検出しようとするものである。尚、A−3点が心基部に
対応し、F−2が心尖部に対応する。また、E−2点が
みぞ落ちに対応する。この場合前記各点全てに微小磁石
を取付けてもよいし、測定毎に単独の磁石を取付けても
よい。
FIG. 2 shows the fixed position of the permanent magnet M by the device (hereinafter also referred to as sensor), and shows the periphery of the human body P including the heart at six points in the vertical direction (A-F) and six points in the horizontal direction (1 to 1). 6)
The purpose is to detect cardiac displacement information regarding 36 points by dividing the data into a matrix of 36 points. Note that point A-3 corresponds to the base of the heart, and point F-2 corresponds to the apex of the heart. Moreover, the E-2 point corresponds to the groove drop. In this case, micromagnets may be attached to all of the points, or a single magnet may be attached for each measurement.

その結果を第1δ図に示す、このデータはアクティブフ
ィルタAFを5〜50Hz動作として得たものである。
The results are shown in Fig. 1. This data was obtained with the active filter AF operating at 5 to 50 Hz.

同図において、B−6点の波形が種々の情報を含んでい
るものと思われるので、この位置の情報を基に種々の解
析を行ったところ、第11図の如き結果が得られた。
In the figure, since the waveform at point B-6 seems to contain various information, various analyzes were performed based on the information at this position, and the results shown in FIG. 11 were obtained.

第1I図(a)は、本発明装置とは別に心電計を用意し
、B−6点の位置における心電図を得た波形であり、同
図(b)は前記第4図におけるB−6点の心変位図(つ
まり本発明になるセンサーの出力をそのまま示した図)
である、同図(c)は前記の心変位図波形における20
)lx以上の成分をカットするフィルタを通してDC〜
2011zの情報を得た波形である。同図(d)は同じ
(心変位図波形における20Hz以下の成分をカントし
て得られた20Hz〜5011zの波形である。
Figure 1I (a) is a waveform obtained by preparing an electrocardiograph separately from the device of the present invention and obtaining an electrocardiogram at point B-6, and Figure 1I (b) is a waveform obtained at point B-6 in Figure 4. Point center displacement diagram (in other words, a diagram showing the output of the sensor according to the present invention as it is)
, the same figure (c) is 20 in the above-mentioned cardiac displacement diagram waveform.
) DC through a filter that cuts components higher than lx
This is the waveform obtained from the 2011z information. The same figure (d) is the same (20Hz to 5011z waveform obtained by canting the component of 20Hz or less in the heart displacement diagram waveform).

ここで、第1/図(c)の波形を検討した結果、拍動図
とほぼ一敗していることが判明した。
Here, as a result of examining the waveform in Figure 1 (c), it was found that it was almost completely inferior to the pulsation diagram.

同図(d)の波形を検討した結果、心音図とほぼ一致し
ていることが判明した。即ち、最初のピークが第1音(
心室収縮に伴って生ずる音で心室の収縮音と房室弁の音
が重なったもの)であり、次のピークが第■音(心室の
弛緩に伴って生ずる音で大動脈弁の閉鎖音)である。
As a result of examining the waveform shown in FIG. 4(d), it was found that it almost coincided with the phonocardiogram. In other words, the first peak is the first note (
This is the sound produced by ventricular contraction, which is a combination of the ventricular contraction sound and the atrioventricular valve sound), and the next peak is the second sound (the sound produced by ventricular relaxation, which is the closing sound of the aortic valve). be.

以上の結果を基にして前記心基部(A−3点)及び心尖
部(F−2点)の波形の解析を行ったところ、第72図
及び第13図の如き結果を得た。
Based on the above results, the waveforms at the base of the heart (point A-3) and the apex (point F-2) were analyzed, and the results shown in FIGS. 72 and 13 were obtained.

第tZ図(a)及び第8図(a)は心電図を示し、第1
2図(b)及び第7.3図(b)は20〜50Hzの帯
域通過フィルタをかけて得た心音図、第72図(c)及
び第13図(e)は20〜30Hzの帯域通過フィルタ
をかけて得た心音図、第1211(d)及び第8図(d
)は30〜40Hzの帯域通過フィルタをかけて得た図
、第12図(e)及び第73図(e)は40〜5011
zの帯域通過フィルタをかけて得た図である。また、第
72図(f)及び第7j図(f)は0〜51Zのフィル
タをかけることによって得られた拍動図である。
Figures tZ(a) and 8(a) show electrocardiograms, with the first
Figure 2(b) and Figure 7.3(b) are phonocardiograms obtained by applying a bandpass filter of 20 to 50Hz, and Figures 72(c) and 13(e) are phonocardiograms obtained with a bandpass filter of 20 to 30Hz. Filtered phonocardiograms, Figures 1211(d) and 8(d)
) is a figure obtained by applying a 30-40Hz bandpass filter, and Figures 12(e) and 73(e) are 40-5011
It is a diagram obtained by applying a Z band pass filter. Moreover, FIG. 72(f) and FIG. 7j(f) are pulsation diagrams obtained by applying a filter of 0 to 51Z.

両図から明らかなように、得られた心変位図から20〜
501Lzの範囲に含まれる成分を抽出すると各図(b
) 、 (c)の如(明瞭な心音図を得ることができ、
かつ0〜5Hzの範囲にある成分を抽出すると各図(f
)に示すように明瞭な心基拍動図及び心尖拍動図を得る
ことができた。
As is clear from both figures, from the obtained cardiac displacement diagrams, 20~
When extracting the components included in the range of 501Lz, each figure (b
), as in (c) (a clear phonocardiogram can be obtained,
And when the components in the range of 0 to 5 Hz are extracted, each figure (f
), clear basal and apical pulsatograms could be obtained.

以上のことから第1/図(b)で示したセンサー出力は
約2011z以下の拍動波に2(H1z以上の心音波が
重畳されたものであることが分る。従って、生体情報(
例えば第77図(b))をそのまま見たとしても生きた
情f!(あるいは利用価値のある情報)を得ることがで
きないが、このセンサー出力をアクティブフィルタを通
し、約20112以上の心音図とDC〜約2082の間
の拍動図に分離してデータを収集することが重要な意味
をもつことが分る。
From the above, it can be seen that the sensor output shown in Figure 1 (b) is a heart sound wave of 2 (H1z) or more superimposed on a pulsation wave of about 2011z or less. Therefore, biological information (
For example, even if you look at Figure 77(b) as it is, it is a living emotion! (or any useful information), pass this sensor output through an active filter, separate it into a phonocardiogram of about 20112 or more and a pulsatogram between DC and about 2082, and collect data. It turns out that this has an important meaning.

以上のようにして本発明装置を使用して所望の位置から
得られる生体情報を以後、心機図と称する。所望の位置
から得られる心機図に対して所望の値のフィルタをかけ
ることにより、心拍動図、心音図を容易に得ることがで
きるわけである。しかも広範囲に亘ってマトリクス状の
各点の心機図を得ることにより、以下に述べるようなを
効な情報を得ることができる。
The biological information obtained from a desired position using the device of the present invention as described above is hereinafter referred to as a cardiac diagram. By applying a filter of a desired value to a cardiac diagram obtained from a desired position, a heartbeat diagram and a phonocardiogram can be easily obtained. Moreover, by obtaining a cardiac diagram of each point in a matrix over a wide range, it is possible to obtain effective information as described below.

第1I1.図は、拍動による胸壁の変位分布の時間的推
移を等高線推移で表したものである。各測定値は同時測
定ではなく、各測定点での拍動波の瞬時値を心電図のR
波を基準にして読み取っている。
1I1. The figure shows the time course of the chest wall displacement distribution due to pulsation using contour lines. Each measurement value is not measured simultaneously, but is the instantaneous value of the pulsation wave at each measurement point.
It is read based on the waves.

健康者の安静時の拍動波や心電図は規則的であり、各サ
イクルの再現性は高いので、図の等高線は各測定点の同
時測定の場合に近似される。同図(a)はECGのR波
と同時の場合であり、(b)〜(d)は順次0.2秒毎
経過の場合を示す。変位の基t$値(0値)は、各拍動
波の最小値とした。同図(a)では左心房寄りが15〜
20μm隆起し、(b)で左心室寄りの3か所で15μ
m以上隆起し最高値は25μmである。(C)で再び(
a)に類似のパターンを示し、(d)では隆起点が左心
室側まで広がり(e)で再び(a)に類似のパターンに
戻っている。
The pulsation waves and electrocardiograms of healthy people at rest are regular and the reproducibility of each cycle is high, so the contour lines in the diagram are approximated when each measurement point is measured simultaneously. In the same figure, (a) shows the case where the wave is generated simultaneously with the ECG R wave, and (b) to (d) show the case where the wave elapses sequentially every 0.2 seconds. The base t$ value (0 value) of displacement was the minimum value of each pulsating wave. In the same figure (a), the left atrium is 15~
It is elevated by 20 μm, and in (b) it is 15 μm at three locations near the left ventricle.
It rises by more than m and the highest value is 25 μm. (C) again (
A similar pattern is shown in (a), and in (d) the raised points extend to the left ventricular side, and in (e) they return to a pattern similar to (a).

従来のマイクロフォンによる拍動図は胸壁振動圧を測定
したものでありその圧力も直径51の円面積全体の振動
の総和であるため、胸壁の局所的変位を検出するのが困
難であったが、本願の磁石センサでは局所変位が検出さ
れる。この場合、直径/口のセンサ磁心固定枠自身の振
動の可能性も考えられるが、拍動が局所的現象であるた
め、約101長リングの枠底部に伝達される拍動は平滑
化されるので、センサ出力には直流成分がバイアスとな
って現れると考えられる。従って、これらの拍動図はセ
ンサ出力の0.5〜511z生分のみとした。
Conventional pulsatograms using microphones measure chest wall vibration pressure, and that pressure is the sum of vibrations over the entire circular area with a diameter of 51 mm, making it difficult to detect local displacements of the chest wall. The magnetic sensor of the present application detects local displacement. In this case, the possibility of vibration of the diameter/mouth sensor core fixing frame itself is considered, but since the pulsation is a local phenomenon, the pulsation transmitted to the bottom of the frame of approximately 101 long rings is smoothed. Therefore, it is thought that the DC component appears as a bias in the sensor output. Therefore, these pulsatograms included only the 0.5-511z portion of the sensor output.

このように、本発明の検出装置を用いて第5図に示すよ
うなマトリクス状に生体情報を得ることにより、例えば
心臓の周囲で測定することにより、心臓欠陥の部位を特
定することもできる。また、当然であるが心機能の状態
をチェックすることもできる。
In this way, by obtaining biological information in a matrix as shown in FIG. 5 using the detection device of the present invention, it is also possible to specify the site of a heart defect by, for example, measuring the area around the heart. Naturally, it is also possible to check the state of cardiac function.

本発明は前記実施例に限定されず、種々の変形実施が可
能である。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible.

前記実施例は心臓部の変位状態を検出するものであった
が、他の部位にも適用できることは言う迄もない。
Although the above embodiment detects the displacement state of the heart, it goes without saying that it can be applied to other parts as well.

第15図(a) 、 (b)は運動前の頚動脈波及び手
首の測定データであり、第1D図(a) 、 (b)は
運動後の頚動脈波及び手首の測定データを示している。
FIGS. 15(a) and 15(b) show carotid artery wave and wrist measurement data before exercise, and FIGS. 1D (a) and (b) show carotid artery wave and wrist measurement data after exercise.

いずれの場合も、既存の脈波計による検出結果とほとん
ど同一であり、忠実に脈波を再現していることが分る。
In either case, the results are almost the same as those detected by existing pulse wave meters, indicating that the pulse waves are faithfully reproduced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように本発明では発磁体をそれよりも広面
積の固定部材を介して検出対象に固定するため固定が容
易であり、また、検出部を発磁体から所定間隔離した状
態で防振部材を介した位置決め部材により検出対象に固
定しているため、取付けが容易であり、検出対象の不用
意な動きによる発磁体との相対位置を変化させずに保つ
ことができるものでありながら、検出すべき情報による
動きは検出部に直接伝達しないので精度の良い検出が行
える。待に発磁体と固定部材の大きさを所定鞘囲内で選
択することにより良好な特性を得ることができる。
As described in detail above, in the present invention, the magnetizing body is fixed to the detection target via a fixing member having a wider area than that, so fixing is easy, and the detection part is isolated from the magnetizing body for a predetermined period to prevent Because it is fixed to the detection target using a positioning member via a vibrating member, it is easy to install, and the relative position of the detection target to the magnetic body can be maintained without changing due to careless movement of the detection target. Since the movement based on the information to be detected is not directly transmitted to the detection unit, highly accurate detection can be performed. Good characteristics can be obtained by selecting the sizes of the magnetizing body and the fixing member within a predetermined envelope.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明装置の一実施例概略図、第2図(a)、
(b)は本発明の詳細な説明するための測定データ、第
3図及び第4図はそれぞれ発磁体及び固定部材の直径を
変えたときの実験データ、第5図及び第6図はそれぞれ
第3図、第4図に示じたセンサの特性図、第7図は本発
明装置の一適用例を示す回路図、第8図はその特性図、
第9図は前記装置の検出点を説明するための正面図、第
10図は前記装置によって得られた各点におCプる変位
データ、第11図は第10図の特定点のデータを基に解
析を行う場合の心電図、心変位図、心電対応図、心音図
、第12図及び第13図は共に前記第10図の特定点の
データを基に各種の解析を行う場合の図であり、各図に
おいて<a>は心電図、(b)〜(e)は各周波数成分
ごとの心音図、(F)は拍動図である。第14図(a)
〜(e)は拍動による胸壁変位分布の時間的推移図であ
る。第15図(a)、、(b)は運動前の頚動脈と手首
の検出データ、第16図(a>、(b)は運動後の頚動
脈と手首の検出データを示すものである。 1・・・検出部、2・・・処理回路、 3.4・・・位置決め部材、5,6・・・防振部材、7
・・・固定部材、8・・・検出対象、1−(IT、ト1
2 T・・・等価2磁心アモルファスに巻かれたコイル
、 M・・・発磁体、Trl  、i“r2・・・トランジ
スタ、八CF・・・アクティブフィルタ。 代理人 弁理士  三  澤  正  義7.5mm 10mm 2.5 m m mm 17.5mm 0mm η、5mm 5mm 第4図 →+← フ   Φ     に
Fig. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the device of the present invention, Fig. 2(a),
(b) is measurement data for explaining the present invention in detail, FIGS. 3 and 4 are experimental data when the diameters of the magnetizing body and the fixing member are changed, respectively, and FIGS. 5 and 6 are respectively the experimental data. 3 and 4, FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of application of the device of the present invention, and FIG. 8 is a characteristic diagram thereof.
FIG. 9 is a front view for explaining the detection points of the device, FIG. 10 is the displacement data obtained by the device at each point, and FIG. 11 is the data of the specific point in FIG. The electrocardiogram, cardiac displacement diagram, electrocardiogram corresponding diagram, and phonocardiogram are used when performing analysis based on the data of specific points in Figure 10. In each figure, <a> is an electrocardiogram, (b) to (e) are phonocardiograms for each frequency component, and (F) is a pulsatogram. Figure 14(a)
~(e) is a temporal transition diagram of chest wall displacement distribution due to pulsation. Figures 15 (a) and (b) show detection data for the carotid artery and wrist before exercise, and Figures 16 (a) and (b) show detection data for the carotid artery and wrist after exercise.1. ...Detection unit, 2...Processing circuit, 3.4...Positioning member, 5, 6...Vibration isolation member, 7
... Fixed member, 8... Detection target, 1-(IT,
2 T... Coil wound around equivalent two magnetic core amorphous, M... Magnetic generator, Trl, i"r2... Transistor, 8CF... Active filter. Agent: Masayoshi Misawa, patent attorney 7. 5mm 10mm 2.5 mm mm mm 17.5mm 0mm η, 5mm 5mm Fig. 4→+← To Φ

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1個もしくは2個の高透磁率磁心に少なくとも2個のコ
イルを巻いた等価2磁心もしくは2磁心から成る検出部
と、この検出部から得られる信号を処理する検出回路と
、検出対象に設置される固定部材と、この固定部材上に
固定されかつ前記検出部に信号を与える発磁体とからな
る位置センサにおいて、前記固定部材を直径8〜13m
mの円板状とすると共に前記発磁体を直径2.5〜60
5mmの円筒状としたことを特徴とする位置センサ。
A detecting section consisting of two equivalent magnetic cores or two magnetic cores with at least two coils wound around one or two high magnetic permeability magnetic cores, a detecting circuit that processes the signal obtained from this detecting section, and a detecting section installed at the detection target. In the position sensor, the fixing member has a diameter of 8 to 13 m.
m, and the magnetizing body has a diameter of 2.5 to 60 mm.
A position sensor characterized by having a cylindrical shape of 5 mm.
JP60204606A 1985-09-17 1985-09-17 Position sensor Pending JPS6264338A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1080410A (en) * 1996-09-11 1998-03-31 Niigata Univ Device for detecting biological signal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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