KR20060021393A

KR20060021393A - 진동 검출 장치 및 좌변시트 장치

Info

Publication number: KR20060021393A
Application number: KR1020057024495A
Authority: KR
Inventors: 시게키 우에다; 히로유키 오기노; 코지 요시노; 마사토 마쯔다
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-03-07
Also published as: WO2004112600A1; EP1637068A1; EP1637068A4; US20060258915A1

Abstract

본 발명의 과제는 강체에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출하는 진동 검출 장치를 제공하고, 특히 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 정밀도 높게 검출하는 좌변시트 장치를 제공한다. 좌변시트 장치(5)의 윗덮개(6;강체)에 전달된 사용자의 체동에 의한 진동을 증폭하는 가압수단(27;증폭수단)과, 증폭된 진동을 검출하는 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 갖기 때문에, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동에 의한 좌변시트의 변형이 거의 없는 경우라도, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 가압수단(27;증폭수단)에 의해 증폭하여 압전 센서(9;진동 검출 센서)에서 검출하기 때문에, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

Description

진동 검출 장치 및 좌변시트 장치{Vibration-Detecting Device And Toilet Seat}

본 발명은 감압 센서를 내장하여 심박수 등의 검출을 수행할 수 있는 좌변시트 장치에 관한 것으로, 특히 코드 형상의 압전 센서의 실장 기술에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 강체에 전해진 진동을 검출하는 진동 검출 장치에 관한 것으로, 특히 가요성을 갖는 압전 센서 등의 진동 검출 센서를 좌변시트 등의 강체에 장착하고, 강체에 전해진 진동을 증폭하여 검출함으로써, 사용자의 심박 등의 체동을 정확하게 검출하는 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 가요성을 갖는 압전 센서로 강체에 전해진 진동으로부터 복수의 정보를 검출하는 진동 검출 장치에 관한 것으로, 특히 좌변시트 등의 강체에 장착하여 사용자의 생체 정보나 동작 정보를 정확하게 검출하는 장치에 관한 것이다.

종래, 감압 센서를 좌변시트에 장착하여, 인체의 재/부재 등의 검출부터 심박수까지도 검출하도록 한 좌변시트 장치가 있다(예를 들면, 일본 특허공개 평 05-091955호 공보 참조).

도 10은 상기 일본 특허공개 평 05-091955호 공보에 기재된 좌변시트 장치이 다.

이 좌변시트 장치(800)는 도면에 나타내는 바와 같이, 인체가 착좌하면 인체의 체동에 의해 좌변시트(810)에 내장한 감압 센서인 코드 형상의 압전 센서(820)가 변형하여, 그 변형에 따른 신호를 발생하면, 신호 처리 유닛(830)이 그 출력 신호를 연산 처리하여, 인체의 재/부재나 심박수 등을 검출한다.

이 좌변시트 장치(800)는 압전 센서(820)가 단단한 수지 성형체인 좌변시트(810) 내에 수용되어 있어, 좌변시트(810)에 의한 변형/진동을 받기 어렵기 때문에 압전 센서(820)로부터의 출력이 극히 작아 원하는 신호 강도의 출력을 얻기 어렵다.

본 발명은 상기 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 센서 출력을 확실하게 얻을 수 있는 좌변시트 장치를 제공하며, 그로 인해 심박수 등의 검출 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.

또한, 종래의 대표적인 진동 검출 장치는 좌석에 진동 검출 센서로서 압전 센서를 장착한 인체 검출 장치가 있다(예를 들면, 일본 특허공개 평 08-282358호 공보 참조). 도 38은 상기 일본 특허공개 평 08-282358호 공보에 기재된 인체 검출 장치로서, 좌석(1) 중의 표피(2), 우레탄 폼(3) 아래에 압전 센서(4)를 장착하고 있으며, 좌석(1)에 앉아 있는 인체의 체동은 극히 탄성이 높은 표피(2)와 우레탄 폼(3)을 부분적으로 변형시키면서 진동시키고, 그 결과 압전 센서도 변형시킬 수 있다. 변형에 따라 압전 센서가 발생하는 출력에 기초하여 사용자의 재/부재나 심박수 등을 검출하는 것이다.

상기 종래의 구성은 차의 시트 등과 같은 쿠션이 있는 좌석에는 용이하게 채용 가능하다. 한편 쿠션성이 없는 강체(예를 들면 좌변시트 등)에서는 사람이 앉아도 사람의 체형에 맞추어 강체는 변형하지 않고, 또한 체동에 의한 부분적인 변형이 거의 없기 때문에 압전 센서를 변형시킬 수 없어, 사용자의 재/부재나 심박 검지를 수행할 정도의 정확한 진동 검출은 불가능하다.

또한 상기 종래의 구성은 차의 시트 등과 같은 쿠션이 있는 좌석에는 용이하게 채용 가능하다. 한편 쿠션성이 없는 강체(예를 들면 좌변시트 등)에서는, 사람이 앉아도 사람의 체형에 맞추어 강체는 변형하지 않고, 또한 체동에 의한 부분적인 변형이 거의 없기 때문에 압전 센서를 변형시킬 수 없어 큰 출력을 얻는 것은 어렵다. 또한 강체의 경우, 체동 등의 진동은 강체 전체에 전반하기 때문에, 강체에 장착된 센서도 강체와 마찬가지로 진동하게 되어 센서에 대한 강체의 상대적인 진동을 얻을 수 없다. 진동을 검출하기 위해서는 본래 진동하지 않는 상태로 유지된 센서에 진동을 부여해야 하지만, 센서를 진동하지 않는 상태로 하는 것이 불가능하다. 따라서 사용자의 재/부재나 심박 검지를 수행할 정도의 정확한 진동 검출은 어렵다.

본 발명은 이들 과제를 해결하는 것으로, 강체에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출하는 진동 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 이들 과제를 해결하는 것으로, 진동 검출 센서의 적어도 일부를 진동하지 않는 상태에 가깝게 하여 강체에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출하는 진동 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 정밀도 높게 검출하는 좌변시트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 종래의 대표적인 진동 검출 장치는 좌변시트에 장착한 압전 센서의 출력의 크기에 따라, 사람이 서거나 앉거나 하는 동작에 기초하는 동작 정보(재, 부재 검지)와, 생체 정보(심박수)를 판정하는 좌변시트 장치(일본 특허 제 2734832호 공보 참조)가 있다. 여기에서는 특히 압전 센서의 출력을 필터링하여 증폭하는 것까지는 공통이고, 심박수의 판정을 위해서만 별도 연산 수단을 갖는 구성으로 하고 있다.

상기 종래의 구성은 압전 센서에 의해 사람의 체동으로부터 동작 정보나 생체 정보 등의 복수의 정보를 판정 가능하다는 것만 기재되어 있는데, 하나의 압전 센서로부터 복수의 정보를 판정하기 위하여 필요한 판정수단의 구성에 대해서는 구체적으로는 기재되어 있지 않아, 각각의 정보를 정밀도 높게 효율적으로 끄집어 내는 것이 불가능하다.

본 발명은 이들 과제를 해결하는 것으로, 압전 센서에서 검출한 진동으로부터 정밀도 높게 효율적으로 동작 정보와 생체 정보를 판정할 수 있는 진동 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동으로부터 정밀도 높게 효율적으로 동작 정보와 생체 정보를 판정할 수 있는 좌변시트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 종래의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 진동 검출 장치는 강체에 전해진 진동을 증폭하는 제 1 증폭수단과, 증폭된 진동을 검출하는 진동 검출 센서를 갖는 구성으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 진동 검출 장치는 윗덮개 및 기저판으로 이루어지는 케이스에 상기 진동 검출 센서를 배치하고, 상기 윗덮개는 강체로 이루어지며, 그 강체에 전해진 진동을 증폭하는 증폭수단과, 증폭된 진동을 검출하는 진동 검출 센서를 갖는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 강체에 전해진 진동에 의한 강체의 변형이 거의 없는 경우라도, 강체에 전해진 진동을 증폭수단에 의해 증폭하고, 증폭한 진동을 진동 검출 센서에서 검출하기 때문에 강체에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 좌변시트 장치는, 강체는 좌변시트의 윗덮개이며, 진동 검출 장치에 의해 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 검출하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동에 의한 좌변시트의 변형이 거의 없는 경우라도, 좌변시트에 전해진 체동을 증폭수단에 의해 증폭하고, 증폭한 진동을 진동 검출 센서에서 검출하기 때문에 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

또한 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 진동 검출 장치는 강체에 전해진 진동을 검출하는 진동 검출 센서를 상기 강체를 고정하는 고정부 근방에 지지하는 구성으로 하고 있다.

또한 본 발명의 진동 검출 장치는 상기 진동 검출 센서를 상기 강체로 이루어지는 케이스 내에 배치하고, 상기 케이스 저면에 고정부로서의 다리부를 설치하여, 상기 다리부 근방에 상기 진동 검출 센서를 지지하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 진동하는 강체는 고정부 근방에서는 가장 진동하기 어렵기 때문에, 고정부 근방에 지지된 진동 검출 센서는 적어도 지지되는 부위에서는 진동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 진동 검출 센서 자신이 진동하지 않는 환경에서 강체에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

또한 본 발명의 좌변시트 장치는, 강체는 좌변시트로 하고, 고정부는 상기 좌변시트의 하면에 장착되어 변기의 상면에 당접함으로써 상기 좌변시트를 고정할 수 있는 패드로 하며, 진동 검출 장치에 의해 상기 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 검출하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 좌변시트는 패드 근방에서는 변기에 고정되어 가장 진동하기 어렵기 때문에, 패드 근방에 지지된 진동 검출 센서는 적어도 지지되는 부위에서는 진동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 진동 검출 센서 자신이 진동하지 않는 환경에서 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

상기 종래의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 진동 검출 장치는 가요성을 가지며 진동을 검출하는 압전 센서와, 상기 압전 센서의 출력에 기초하여 동작 정보를 판정한 후에 생체 정보를 판정하는 판정수단을 갖는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 동작 정보를 판정할 때까지는 생체 정보를 기다리고 있을 필요가 없기 때문에, 생체 정보를 기다리는데 필요한 전력 소비를 막을 수 있어 효율화를 도모할 수 있다거나, 마찬가지로 필요없는 전류에 의해 발생하는 전기적인 노이즈를 방지할 수 있어 판정의 정밀도가 향상한다.

또한 본 발명의 좌변시트 장치는 상기의 진동 검출 장치에 의해 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 검출하여 동작 정보와 생체 정보를 판정하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 사용자가 뚜껑을 열었다거나 좌변시트에 앉았다는 등의 동작 정보를 판정할 때까지는 앉은 사용자의 심박이나 호흡 등의 생체 정보를 기다리고 있을 필요가 없으므로, 마찬가지로 효율화와 정밀도 향상의 효과가 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 좌변시트 장치는 윗덮개 및 기저판으로 이루어지는 케이스에 본 발명의 진동 검출 장치의 진동 검출 센서를 배치한 좌변시트 장치로서, 상기 진동 검출 센서가 코드 형상의 압전 센서인 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 코드 형상의 압전 센서는 큰 출력을 발생할 수 있음과 동시에, 가요성이 있어 충격을 계속 가하여도 잘 파손되지 않고, 또한 사람과 물체의 구별을 용이하게 하는 검출 신호를 출력하기 때문에, 착좌 등의 검출을 확실하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 좌변시트 장치는 상기 코드 형상의 압전 센서가 진동을 인가받으면 이 진동의 가속도에 따른 전기 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 코드 형상의 압전 센서는 진동의 가속도에 따른 전기 신호를 출력한다. 따라서, 압전 센서는 인체의 아주 작은 움직임도 용이하게 검출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 좌변시트 장치는, 상기 코드 형상의 압전 센서를 상기 윗덮개 및 기저판 중 한 쪽에 장착함과 동시에, 착좌하면 상기 코드 형상의 압전 센서에 당접하여 출력을 발생시키는 가압수단을 상기 케이스에 구비한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 인체의 착좌 등에 의해 코드 형상의 압전 센서에 당접하는 가압 수단이 설치되어 있기 때문에, 압전 센서는 아주 작은 진동에도 반응하여 전기 신호를 확실하게 출력할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 좌변시트 장치는, 상기 가압수단은 상기 케이스 내에 배치한 상기 코드 형상의 압전 센서에 대하여, 상기 케이스 내면에서 돌출한 돌기인 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 돌기를 가압 수단으로 함으로써 가압 센서를 작동시키는 구조를 단순화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 좌변시트 장치는, 상기 돌기는 상기 기저판의 하면에 장착되어 변기 본체의 상면에 탄성 접촉하는 충격 흡수용의 패드로서, 상기 패드가 상기 기저판의 투과공을 관통하여 상기 코드 형상의 압전 센서에 당접 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 충격 흡수용의 패드는 종래품에 미소한 형상 변경을 가하는 것만으로 적용 가능하기 때문에, 큰 설비 투자를 하지 않고 생산할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 좌변시트 장치는 상기 코드 형상의 압전 센서를 상기 케이스 내면으로부터 이간 상태로 지지하고, 상기 돌기를 케이블 길이 방향을 따라 상기 윗덮개 및 기저판에 번갈아 배치한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 각 돌기는 압전 센서를 상하 방향에서 번갈아 가압하기 때문에, 압전 센서의 출력을 증대시켜 인체의 재/부재 등의 검출을 확실하게 시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 좌변시트 장치는, 상기 윗덮개의 외면에 둘레홈을 설치하고, 상기 가압 수단을 상기 둘레홈 내에 끼워지는 탄성체로 구성함과 동시에, 상기 코드 형상의 압전 센서를 상기 탄성체 내에 수용 배치한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 탄성체는 가압되면 그 변형이 압전 센서에 직접 작용하여 압전 센서를 용이하게 휘게 하므로, 압전 센서는 아주 작은 진동도 검출하여 전기 신호를 출력시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 좌변시트 장치는, 상기 전기 신호는 세정수단의 온수 온도. 수압, 좌변시트 내의 히터 온도의 제어, 혹은 심박수 등의 검출에 이용되는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 압전 센서가 검출하는 전기 신호는 온수 온도를 조절하는 온도 조절기, 수압을 조절하는 수압 조절기, 좌변시트 내의 히터 온도를 제어하는 히터 제어기 등의 제어에 이용됨으로써, 예를 들어 타이머 등을 이용하여 비사용시에 이들 기기의 동작을 정지시키는 구성으로 하면 효율적으로 절전을 수행할 수 있다. 또한, 좌변시트 장치는 압전 센서가 검출하는 전기 신호에 기초하여 심박수 등을 검출하도록 하면 건강 관리에 기여할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 좌변시트 장치는, 상기 전기 신호는 통신 수단을 통하여 외부 모니터로 출력되어 이용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 예를 들어 외부 모니터를 통하여 심박수 등을 검출할 수 있기 때문에, 병원 내 등에서 직접 진찰할 수 없는 화장실 내의 상태도 항상 감시할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 좌변시트 장치의 분해사시도.

도 2는 좌변시트 장치에 이용되는 코드 형상의 압전 센서의 외관사시도.

도 3은 좌변시트 장치가 적용된 변기의 전체사시도.

도 4는 좌변시트 장치의 주요부 단면도.

도 5는 도 3에 나타내는 변기의 사용 상태의 측면도.

도 6은 좌변시트 장치에서의 제어 유닛의 블록 구성도.

도 7은 좌변시트 장치에서의 센서 출력과 동작의 타임 챠트.

도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 좌변시트 장치의 주요부 단면도.

도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 좌변시트 장치의 일부 파단 사시도.

도 10은 종래의 좌변시트 장치의 외관사시도.

도 11은 좌변시트 장치의 주요부 단면도.

도 12는 좌변시트 장치의 다른 형태의 주요부 단면도.

도 13은 좌변시트 장치의 다른 형태의 주요부 단면도.

도 14는 좌변시트 장치의 다른 형태의 주요부 단면도.

도 15는 본 발명에 따른 욕조 장치의 단면 구성도.

도 16은 욕조 장치의 주요부 단면도.

도 17은 욕조 장치의 다른 형태의 주요부 단면도.

도 18은 본 발명에 따른 샤워 장치의 단면 구성도.

도 19는 샤워 장치의 주요부 단면도.

도 20은 샤워 장치의 다른 주요부 단면도.

도 21은 좌변시트 장치의 다른 형태의 주요부 단면도.

도 22는 좌변시트 장치의 다른 형태의 주요부 단면도.

도 23은 좌변시트 장치의 다른 형태의 주요부 단면도.

도 24는 욕조 장치의 주요부 단면도.

도 25는 샤워 장치의 주요부 단면도.

도 26은 샤워 장치의 다른 형태의 주요부 단면도.

도 27은 본 발명에 따른 좌변시트 장치의 주요부 단면 구성도.

도 28은 좌변시트 장치의 다른 형태의 주요부 단면 구성도.

도 29는 좌변시트 장치에서의 제어 수단의 블록 구성도.

도 30은 좌변시트 장치에서의 안정시의 압전 센서의 특성도.

도 31은 좌변시트 장치에서의 필터 출력의 특성도.

도 32는 좌변시트 장치에서의 자기 상관 계수의 특성도.

도 33은 좌변시트 장치에서의 심박의 주기를 구하는 플로우 챠트도.

도 34는 욕조 장치에서의 제어 수단의 블록 구성도.

도 35는 본 발명에 따른 어린이 시트의 구성도.

도 36은 본 발명에 따른 카 시트의 구성도.

도 37은 본 발명에 따른 침구의 구성도.

도 38은 종래의 인체 검출 장치의 단면 구성도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

5 좌변시트 장치

6 윗덮개(강체)

7 기저판

8 케이스

9, 45, 53 압전 센서(진동 검출 센서)

27, 35, 36, 37, 39, 40, 41, 42, 54 가압수단(증폭수단)

28, 46, 49 돌기(증폭수단)

34, 52 진동 검출 장치

43 욕조(강체)

50 좌석(강체)

58 제 1 가압수단(증폭수단)

59 제 2 가압수단

213, 251 제어수단

229, 252 제 1 판정수단(판정수단)

230, 253 제 2 판정수단(판정수단)

232, 238, 255, 262 증폭수단

236, 259, 266 전력 공급 수단

242, 270 표시수단

244, 269 통지수단

245 진동 검출 장치

268 급탕 장치(급배수 수단)

500 덮는 이불

501 사용자

502 버저

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(실시예 1)

본 발명에 따른 실시예의 좌변시트 장치(5)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 수지 성형한 윗덮개(6)와 기저판(7)으로 이루어지는 케이스(8)의 기저판(7)에, 감압 센서가 되는 코드 형상의 압전 센서(9)를 배치하여 구성된다.

윗덮개(6)는 단면 반원 형상의 본체부(10)를 가지며, 케이스(8)의 상부를 형성한다. 본체부(10)의 상판(11)의 하면에는 난방용 히터(12)가 장착되어 있다. 또한, 히터(12)는 후술하는 제어 유닛(13)과 접속되어 수동 조작에 의해 원하는 온도로 설정된다.

기저판(7)은 단면 ㄷ자 형상의 본체부(14)를 가지며, 케이스(8)의 하부를 형 성한다. 본체부(14)의 저판(15)의 상면에는 압전 센서(9)가 장착되어 있다.

윗덮개(6) 및 기저판(7)은 기저판(7)에 형성한 관통공(16)으로부터 윗덮개(6)에 형성한 걸림부(17)에 나사(미도시)를 끼워 넣음으로써, 센서(14) 상에 공간을 형성하여 일체적으로 조립된다. 또한, 압전 센서(9)는 히터(12)와 마찬가지로 제어 유닛(13)과 접속되어 있다.

여기에서 본 실시예에 사용하는 코드 형상의 압전 센서(9)에 대하여 간단하게 설명하면, 이 센서(14)는 도 2에 나타내는 바와 같이 피에조 소자 재료를 이용한 케이블 형상의 센서로서, 축방향 중심에 배치된 심선(18;중심 전극)과, 심선(18)의 주위에 피막된 피에조 소자 재료(19)와, 피에조 소자 재료(19)의 주위에 배설된 외측 전극(20)과, 가장 외주를 피복하는 PVC(21;염화 비닐 수지)로 구성된다.

이 압전 센서(9)는 주위 온도가 120℃ 정도까지 가능한 내열성을 갖는 피에조 소자 재료(19)를 이용하고 있으며, 또한 플렉시블성을 갖는 수지와 압전 세라믹스로 구성된 피에조 소자 재료(19)와 플렉시블 전극을 이용하여, 통상의 비닐 코드 수준의 플렉시블성을 가지고 있다. 또한, 압전 센서(9)는 고분자 피에조 소자 재료 수준의 고감도로서, 인체의 심박수를 검출하는 저주파수 영역(10Hz 이하)에서 특히 높은 감도를 발휘한다. 그것은 피에조 소자 재료(19)의 비(比)유전률(약 55)이 고분자 피에조 소자 재료의 비유전률(약 10)보다도 크기 때문에, 저주파수 영역에서도 감도 저하가 작은 것에 따른 것이다.

이와 같이 하여 얻어진 코드 형상의 압전 센서(9)는 피에조 소자 재료(19)를 성형한 그대로의 상태에서는 압전 성능을 갖지 않기 때문에, 피에조 소자 재료(19) 에 KV/mm의 직류 고전압을 인가함으로써 피에조 소자 재료(19)에 압전 성능을 부여하는 처리(분극 처리)를 수행하는 것이 필요하게 된다. 이 분극 처리는 피에조 소자 재료(19)에 심선(18)과 외측 전극(20)을 형성한 후, 양전극(18, 20)간에 직류 전압을 인가하여 수행된다.

기저판(7)에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 종래 장치와 마찬가지로 저판(15)의 배면에 장착되어 좌변시트 사용시 좌변시트 장치(5)와 변기 본체(22) 사이에 위치하여 변기 본체(22)와의 충돌을 흡수하기 위한 탄성력을 가진 4개의 충격 흡수용 패드(23)가 장비되어 있다. 또한, 좌변시트 장치(5)에는 좌변시트 장치(5)와 함께 수조 탱크(24)측으로 올려지는 뚜껑(25)이 장비되어 있다.

본 실시예에 있어서, 코드 형상의 압전 센서(9)는 복수의 이간 배치한 홀더(26)에 지지되어 기저판(7) 상에 고정 배치되어 있다. 패드(23)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 기저판(7)에 형성한 투과공(280)을 관통하는 돌기부(290)가 홀더(26) 사이에서 압전 센서(9)에 당접 가능하게 설치되어, 코드 형상의 압전 센서(9)에 변형을 발생시키는 가압 수단을 구성하고 있다. 또한, 윗덮개(12)의 내면에는 이미 설명한 바와 같이 히터(12)가 고정 배치된다.

상기 구성의 좌변시트 장치(5)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 사용시에, 변기 본체(22) 상에 배치되어 착좌에 의한 인체(M)의 중량이 실리면, 패드(23)가 변기 본체(22)로부터의 가압력을 받아 압축됨과 동시에 돌기부(290)가 투과공(280)으로부터 상방으로 돌출하여, 도 4에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이 압전 센서(9)를 가압한다. 그 결과, 압전 센서(14)는 가압 수단이 설치되어 있지 않은 종래 장 치와 비교하면, 인체(M)의 움직임에 따른 진동이 패드(23)를 통하여 인가되어 전기 신호를 확실하게 출력한다.

진동의 가속도에 따라 얻어진 전기 신호는 제어 유닛(13)에 공급된다.

단, 좌변시트 장치(5)에서는 좌변시트 장치(5)의 사용시에 세정 노즐의 구동이나 블로워의 운전, 혹은 배수 등에 의해 생기는 진동이 인체의 재/부재나 심박수 등의 검출에 있어 노이즈가 되지 않도록, 압전 센서(9)로부터 출력된 전기 신호가 제어 유닛(13)으로 마스크 처리된다.

이와 같이 압전 센서(9)는 패드(23)의 가압에 의해 전기 신호를 발생하기 때문에, 좌변시트 장치 자체의 변형을 검출하는 종래 장치에 비해 보다 큰 신호를 발생시킬 수 있다.

제어 유닛(13)은 도 6에 나타내는 바와 같이 제어부(29) 내에 도시 하지 않은 필터 회로, 증폭 수단, 평활화 수단, 판정 수단 등을 구비함과 동시에, 평활화 수단의 출력 신호에 기초하여 심박수를 연산 처리하는 심박수 연산 수단(30)과, 심박수 연산 수단(30)의 출력 신호를 표시하는 표시 수단(31)과, 심박수 연산 수단(30)의 연산 출력과 설정값을 비교하는 비교 수단(32)과, 비교 결과에 기초하여 경보를 발생하는 경보 발생 수단(33)을 구비하며, 압전 센서(9)의 검출 신호가 입력된다.

제어 유닛(13)은 압전 센서(9)가 인체(M)의 체동을 검출하여 전기 신호를 출력하면, 이 전기 신호를 필터 회로에서 여파(濾波)한 후 증폭 수단에서 증폭하고, 이를 평활화 수단에서 평활화한다.

평활화 수단으로부터는 도 7에 나타내는 바와 같이, 좌변시트 장치(5)에 인체(M)가 착좌한 순간이나 물체를 얹었을 때, 혹은 신체를 움직인 경우에 큰 출력 파형이 출력된다. 한편, 인체(M)가 착좌한 후에 안정 상태이면, 평활화 수단으로부터는 심장의 활동이나 호흡 활동에 의해 전반되는 신체의 미소한 체동에 의해 비교적 저레벨의 출력 파형이 출력된다. 이에 반해, 인체(M)가 부재이거나 물체가 얹혀진 경우에는, 평활화 수단은 큰 출력 파형을 출력한 후 일정 시간 내에 출력 파형을 나타내지 않는다.

거기에서 판정 수단은 평활화 수단의 출력(V)과 미리 정해진 두 개의 설정값(Va, Vb)을 다음과 같이 비교, 판정한다. 즉, V<Va이면, 인체(M)나 물체가 부재라고 판정한다(부재 출력 H:). Va≤V<Vb이면, 인체(M)가 안정 상태로 존재한다고 판정한다(재(在) 출력 H:). 또한 Vb<V이면, 인체(M)가 체동을 일으켰다고 판정한다(체동 출력 H:). 인체(M) 대신에 물체를 얹은 경우에는 일시적으로 재(在), 체동의 판정이 이루어지지만, 인체(M)와 같은 심장의 활동이나 호흡 활동에 의해 전반되는 저레벨의 진동이 나타나지 않기 때문에 물체를 얹은 상태로 하여 인체(M)의 부재 판정이 이루어진다.

판정 수단이 사람의 재(在)을 판정하면 탈취 수단 및 난방 수단의 운전을 개시한다. 이 운전 동작은 사람의 부재가 판정되면 정지한다. 또한, 난방 수단은 히터(12)의 온도 제어를 담당하는 것이다.

또한, 평활화 수단으로부터는 인체(M)가 안정 상태로 착좌하고 있는 경우에는 심장의 활동에 의해 전반되는 미소 신호가 출력된다. 이 신호를 기초로 심박수 연산 수단(30)은 심박수를 연산 출력한다. 연산 결과는 외부 모니터인 표시수단(31)에 의해 표시된다. 또한, 제어 유닛(13)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 심박수 연산 수단(30)의 출력 신호와 미리 정해진 설정값을 비교하는 비교 수단(32)과, 비교 수단(32)의 출력에 의해 경보를 발생하는 경보 발생 수단(33)을 장비하고 있어, 심박수가 설정값 이상으로 되었을 때에 경보를 발생할 수 있다. 특히, 배변시에 배에 힘을 주면 심박수가 상승하여 뇌일혈의 발생에 이를 우려가 있는데, 제어 유닛(13)은 발병을 예견하여 건강 관리에 기여할 수 있다. 이 때, 제어 유닛(13)이 예를 들어 병원 내 등에서 넷 접속되어 있으면, 병원 내에서 사용되고 있는 좌변시트 장치(5)를 일괄하여 집중 감시할 수 있을 뿐 아니라, 직접 진찰할 수 없는 화장실 내의 상태도 항상 감시할 수 있다.

또한, 표시 수단(31)으로의 신호는 유선 수단이나 무선 수단에 의한 통신 수단을 통하여 전송할 수 있다.

상기한 좌변시트 장치(5)에 의하면, 압전 센서(9)는 진동의 가속도에 따른 전기 신호를 확실하게 제어 유닛(13)에 공급하고, 인체의 아주 작은 움직임도 용이하게 검출하여 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 압전 센서(9)는 가요성이 있어 충격이 계속 가해져도 잘 파손되지 않으며, 또한 사람과 물체의 구별을 용이하게 하는 검출 신호를 출력하기 때문에 착좌 등의 검출을 확실하게 할 수 있다.

또한, 좌변시트 장치(5)에 따르면, 돌기부(290)가 기저판(7)의 저판(15)으로부터 돌출하여 압전 센서(9)에 당접 가능하게 설치되어 있기 때문에, 압전 센서(9)는 인체로부터의 아주 작은 진동에도 반응하여 진동의 가속도에 따른 전기 신호를 확실하게 출력할 수 있다.

또한, 충격 흡수용 패드(23)는 종래품에 아주 약간 형상 변경을 가하는 것만으로 가압 수단으로도 적용 가능하기 때문에, 큰 설비 투자를 하지 않고 생산할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 압전 센서(9)로부터의 출력 신호를 평활화하여 재/부재나 심박수 등을 판정하였으나, 압전 센서(9)의 출력 신호를 필요에 따라 증폭한 후, 마이크로 컴퓨터 등에 의해 AD 변환하여 디지털 데이터로 하고, 이 디지털 데이터를 마이크로 컴퓨터 내에서 이동 평균한 값에 기초하여 재/부재를 판정하거나, 상기 디지털 데이터 자기 상관 계수를 연산하여 심박수 등을 구하는 구성으로 할 수도 있다.

(실시예 2)

다음으로, 본 발명에 따른 좌변시트 장치의 실시예 2를 도 8에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 좌변시트 장치의 실시예 2를 나타내는 주요부 단면도이다. 또한, 이 실시예 2 이후의 각 실시예에 있어서, 이미 설명한 부재 등과 같은 구성, 작용을 갖는 것에 대해서는 동일 부호 또는 상당 부호를 붙이고 설명을 간략화 혹은 생략한다.

이 실시예의 좌변시트 장치(600)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 코드 형상의 압전 센서(9)가 홀더(610)에 의해 기저판(7)의 저판(15)으로부터 위쪽으로 약간 이간된 상태로 지지되어 있으며, 기저판(7)의 저판(15) 상에는 가압 수단인 돌기 (620)가 압전 센서(9)에 대하여 당접 가능하게 돌출 형성되어 있다.

상기 구성에 있어서도, 좌변시트 장치(600)는 인체(M)가 착좌하면 기저판(7)이 변기 본체(22)로부터의 가압력을 받아 윗덮개(6)측으로 휘고, 이와 동시에 돌기(620)가 압전 센서(9)에 당접하여 도 8에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이 압전 센서(9)를 변형시킨다.

이 경우, 도 8에서 파선으로 나타내는 바와 같이 가압 수단인 돌기(630)를 기저판(13) 대신에 윗덮개(6)의 상판(11)에 배치할 수도 있다. 그 결과, 윗덮개(6) 위에 인체(M)가 착좌하면, 윗덮개(6)측에 근접하는 압전 센서(9)에 대하여, 윗덮개(6)의 어느 정도의 변형에 의해 기저판(7)측으로 눌리는 돌기(630)가 강하게 접촉하여, 압전 센서(9)로부터 전기 신호가 보다 확실하게 출력되게 된다.

또한, 상기의 실시예에서는 돌기(620, 630)가 윗덮개(6) 혹은 기저판(7)에 배치된다고 했으나, 각 돌기(620, 630)를 코드 형상의 압전 센서(9)의 길이 방향을 따라 윗덮개(6) 및 기저판(7)의 각각에 번갈아 배치한 구성으로 함으로써, 압전 센서(9)의 변형을 증대시켜 압전 센서(9)의 출력을 더욱 확실하게 할 수도 있다.

(실시예 3)

다음으로, 본 발명에 따른 좌변시트 장치의 실시예 3을 도 9에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 좌변시트 장치의 실시예 3을 나타내는 일부 파단 사시도이다. 이 실시예의 좌변시트 장치(700)에서는 도 9에 나타내는 바와 같이 윗덮개(6)의 외면에 요(凹)형상의 둘레홈(710)이 형성되어 있으며, 이 둘레홈(710) 내 에는 내부에 코드 형상의 압전 센서(9)를 수용 배치한 탄성체(720)가 끼워져 있다. 즉, 이 탄성체(720)는 인체의 착좌에 의해 변형하여 압전 센서(9)를 휘게 하는 가압 수단으로서 작용한다.

이와 같이 구성함으로써, 탄성체(720)가 인체에 직접 접촉하여 압전 센서(9)를 용이하게 휘게 하는 가압 수단이 되기 때문에, 압전 센서(9)는 인체의 아주 작은 움직임도 민감하게 검출하여, 전기 신호를 한층 확실하게 출력할 수 있다.

또한, 탄성체(720)는 윗덮개(6)와 다른 색채로 하면, 디자인적으로 미적 감각을 향상시킬 수도 있다.

본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 변형, 개량 등은 적절하게 가능하다. 또한, 상술한 각 실시예에 있어서의 각 구성 요소의 재질, 형상, 배치 형태 등은 본 발명을 달성할 수 있는 것이라면 임의로 할 수 있으며, 한정되는 것이 아니다.

예를 들면, 압전 센서를 히터의 설치면과 다른 기저판측에 설치하는 구성으로 하였으나, 각 실시예에서 이용되는 압전 센서는 이미 설명한 바와 같이 내열성을 갖고 있기 때문에 히터와 동일면에 배치할 수도 있다.

(실시예 4)

본 실시예에는 특히 탄성이 있고 진동 검출 센서와의 대향면의 형상이 서로 다른 가압 수단을 증폭 수단으로 이용하는 예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 4를 나타내는 좌변시트 장치의 분해 사시도, 도 2는 도 1의 좌변시트 장치에 이용되는 진동 검출 센서의 외관 사시도, 도 3은 도 1에 나타내는 좌변시트 장치가 적용된 변기의 전체 사시도, 도 11은 도 1의 좌변시트 장치의 주요부 단면도, 도 5는 도 3에 나타내는 변기의 사용 상태의 측면도, 도 6은 좌변시트 장치에 있어서의 제어 유닛의 블록 구성도, 도 7은 좌변시트 장치에 있어서의 센서 출력과 동작의 타임 챠트이다.

본 발명에 따른 실시예의 좌변시트 장치(5)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 수지 성형한 강체의 윗덮개(6)와 기저판(7)으로 이루어지는 케이스(8)의 기저판(7)에, 진동 검출 센서로서 가요성이 있는 코드 형상의 압전 센서(9)를 배치하여 구성된다.

윗덮개(6)는 단면 반원 형상의 본체부(10)를 가지며, 케이스(8)의 상부를 형성한다. 본체부(10)의 상판(11)의 하면에는 난방용의 히터(12)가 장착되어 있다. 또한, 히터(12)는 후술하는 제어 유닛(13)과 접속되며, 수동 조작으로 원하는 온도로 설정된다.

기저판(7)은 단면 ㄷ자 형상의 본체부(14)를 가지며, 케이스(8)의 하부를 형성한다. 본체부(14)의 저판(15)의 상면에는 압전 센서(9)가 장착되어 있다.

윗덮개(6) 및 기저판(7)은 기저판(7)에 형성한 관통공(16)으로부터 윗덮개(6)에 형성한 걸림부(17)에 나사(미도시)를 끼워 넣음으로써 일체적으로 조립된다. 또한, 압전 센서(9)는 히터(12)와 마찬가지로 제어 유닛(13)과 접속되어 있다.

여기에서 본 실시예에 사용하는 코드 형상의 압전 센서(9)에 대하여 간단하게 설명하면, 이 센서(9)는 도 2에 나타내는 바와 같이 피에조 소자 재료를 이용한 케이블 형상의 센서로서, 축방향 중심에 배치된 심선(18; 중심 전극)과, 심선(18) 의 주위에 피막된 피에조 소자 재료(19)와, 피에조 소자 재료(19)의 주위에 배설된 외측 전극(20)과, 가장 외주를 피복하는 PVC(21;염화 비닐 수지)로 구성된다.

이 압전 센서(9)는 주위 온도가 120℃ 정도까지 가능한 내열성을 갖는 피에조 소자 재료(19)를 이용하고 있으며, 또한 플렉시블성을 갖는 수지와 압전 세라믹스로 구성된 피에조 소자 재료(19)와 플렉시블 전극을 이용하여, 통상의 비닐 코드 수준의 플렉시블성을 가지고 있다.

또한, 압전 센서(9)는 고분자 피에조 소자 재료 수준의 고감도로서, 인체의 심박수를 검출하는 저주파수 영역(10Hz 이하)에서 특히 높은 감도를 발휘한다. 그것은 피에조 소자 재료(19)의 비(比)유전률(약 55)이 고분자 피에조 소자 재료의 비유전률(약 10)보다도 크기 때문에, 저주파수 영역에서도 감도 저하가 작은 것에 따른 것이다.

이와 같이 하여 얻어진 코드 형상의 압전 센서(9)는 피에조 소자 재료(19)를 성형한 그대로의 상태에서는 압전 성능을 갖지 않기 때문에, 피에조 소자 재료(19)에 KV/mm의 직류 고전압을 인가함으로써 피에조 소자 재료(19)에 압전 성능을 부여하는 처리(분극 처리)를 수행하는 것이 필요하게 된다. 이 분극 처리는 피에조 소자 재료(19)에 심선(18)과 외측 전극(20)을 형성한 후, 양전극(18, 20)간에 직류 전압을 인가하여 수행된다.

본 실시예에 있어서, 코드 형상의 압전 센서(9)는 복수의 이간 배치한 홀더(26)에 의해 위치 결정 지지되어 기저판(7) 상에 장착되어 있다.

패드(23) 위를 확대하면 도 11에 나타내는 바와 같이, 강체로서의 윗덮개(6)의 내면에 장착된 탄성을 갖는 가압 수단(27;증폭 수단)과, 기저판(7) 상에 장착된 강체의 돌기(28;증폭 수단)를 가지며, 가압 수단(27)과 돌기(28) 사이에 압전 센서(9)를 끼워 넣는 구성이다. 도 11(a)는 윗덮개(6)와 기저판(7)을 일체화하기 전의 상태이고, 도 11(b)는 윗덮개(6)와 기저판(7)을 나사 고정하여 일체화한 상태를 나타내고 있다. 사용자가 좌변시트 장치(5)에 앉은 경우에는 물론 도 11(b)의 상태인데, 체중이 실려도 좌변시트 장치(5)가 파손되는 일이 없도록 윗덮개(6) 및 기저판(7)은 강체로 하고 있다.

여기에서 강체라 함은 적어도 사람의 체중이 실려도 강도를 초과하는 변형을 일으키지 않는 부재로서, 특히 사람이 앉을 때 둔부가 가라앉는 등의 변형이 느껴지지 않는 부재, 즉 사용자에게 강도에 대한 불안을 느끼지 않게 하는 부재로 정의한다. 재질로는 특별히 한정되는 것이 아니라, 수지나 세라믹 등의 절연체라도 좋고, 금속 등의 도체여도 상관없지만, 종래의 좌변시트는 일반적으로는 수지제라는 것을 덧붙여 둔다.

사용자가 좌변시트에 앉은 상태에서는 좌변시트에 사용자의 전체중이 실려 있지만, 강체이기 때문에 윗덮개(6)의 부분적인 변형은 거의 없다. 다만 사용자의 체동에 의해 좌변시트 전체가 미약하지만 진동하는 것으로 생각할 수 있다. 이 좌변시트의 진동을 어떻게 증폭하여 압전 센서(9)에 전하고 있는지에 대하여, 이하 상세하게 설명한다.

먼저, 가압 수단(27)이 윗덮개(6)와 압전 센서(9) 사이에 위치하고 있기 때문에 윗덮개(6)의 진동에 의해 가압 수단(27)이 진동하는데, 이 진동의 상태는 상당히 복잡한 것이 된다. 윗덮개(6)가 강체인 것에 대하여 가압 수단(27)이 탄성을 갖는 부재이기 때문에, 가압 수단(27)의 상부(윗덮개(6)와의 접속부 근방)는 윗덮개(6)와 같은 진동을 하는 것에 대하여, 가압 수단(27)의 하부(압전 센서(9)와의 접속부 근방)는 조금 늦게 진동하여 윗덮개(6)와는 서로 다른 진동을 반복하게 된다. 따라서 압전 센서(9)는 윗덮개(6)나 기저판(7)의 강체로서의 진동뿐만 아니라, 가압 수단(27)에 의한 서로 다른 진동까지도 전달되게 되어, 말하자면 가압 수단(27)은 윗덮개(6)의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 가압 수단(27)은 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다.

다음으로, 가압 수단(27)과 압전 센서(9)는 서로 다른 형상으로 대향하고 있다. 도 11의 좌우 방향으로는 압전 센서(9)가 길고, 도 11의 안쪽 길이 방향으로는 가압 수단(27)이 큰 구성으로 하고, 또한 압전 센서(9)가 케이블 형상이기 때문에 곡면으로 대향하는 것에 대하여, 가압 수단(27)은 평면으로 대향하는 구성이다. 이런 점에서 압전 센서(9)에는 가압 수단(27)과 접하지 않는 부위와, 가압 수단(27)과 접하는 부위가 있으며, 또한 가압 수단(27)과 접하는 부위 중에서도 강하게 가압되는 부위부터 그다지 가압되지 않는 부위까지 가압의 상태가 다른 여러 가지 부 위가 존재하게 된다. 따라서 압전 센서(9)는 가압 수단(27)과 접하지 않는 부위에서는 주로 강체로서의 진동을 받고, 가압 수단(27)에 강하게 가압되는 부위에서는 주로 가압 수단(27)에 의한 강체와는 다른 진동을 받는 등, 부위에 따라 서로 다른 진동을 받게 된다. 압전 센서 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 서로 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(9)에 부분적으로 변형을 가했다는 것과 같은 것이므로, 압전 센서의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체의 진동으로 압전 센서(9)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 가압 수단(27)과 압전 센서(9)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다.

다음으로, 돌기(28)와 압전 센서(9)는 서로 다른 형상으로 대향하고 있다. 이로 인해 압전 센서(9)에는 돌기(28)에 접하지 않는 부위와, 돌기(28)에 접하는 부위가 있다. 따라서 압전 센서(9)는 상대적으로는 돌기(28)에 접하지 않는 부위에서는 별로 강체로서의 진동을 받지 않고, 돌기(28)에 접하는 부위에서는 돌기(28)에 의한 강체로서의, 즉 기저판(7)이나 윗덮개(6;강체)와 동등한 진동을 받는 등, 부위에 따라 진동을 받거나 받지 않거나 하게 된다. 압전 센서 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라, 부위에 따라 진동을 받거나 받지 않거나 한다는 것은 압전 센서(9)에 부분적으로 변형을 가했다는 것과 같은 것이므로, 압전 센서의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체의 진동으로 압전 센서(9)를 조금이라도 변형시킬 수 있는 것이므로 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 돌기(28)와 압전 센서(9)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다. 단, 이 돌기(28)에 의한 증폭의 효과는 상술한 가압 수단(27)의 증폭의 효과와 비교하면 작다.

다음으로, 가압 수단(27)과 돌기(28)가 서로 다른 형상으로 대향하며, 특히 가압 수단(27)이 면적이 크다. 돌기(28)가 강체이기 때문에 가압 수단(27)의 중앙 부분만 압축되어 있으며, 압축된 중앙 부분에서는 가압 수단(27)의 탄성이 방해받기 때문에 강체에 가까운 진동을 수행하게 된다. 또한 가압 수단(27)과 돌기(28)에 의해 압전 센서(9)에는 힘이 실려 압전 센서(9)는 어느 정도 고정된다. 이 힘의 크기는 가압 수단(27)의 탄성과, 일체화했을 때의 윗덮개(6)와 기저판(7)의 거리에 의해서도 변한다. 가압 수단(27)의 탄성이 낮은 편이, 또한 윗덮개(6)와 기저판(7)의 거리가 가까운 편이, 보다 압전 센서(9)에 힘이 실려 확실하게 고정되게 된다. 한편, 가압 수단(27)의 주위측(돌기(28)가 대향하지 않는 부위)은 탄성이 유지되기 때문에 강체와는 서로 다른 진동을 수행할 수 있다. 따라서 압전 센서(9)는 가압 수단(27)의 중앙 부분에서는 고정되어 강체에 가까운 진동을 수행하고, 가압 수단(27)의 주위측(돌기(28)가 대향하지 않는 부위)에서는 가압 수단(27)으로부터의 가압에만 의해 강체와는 서로 다른 진동을 수행한다. 이 때 주의해야 할 포인트는 강체에 가까운 진동을 수행하는 부위와, 강체와는 다른 진동을 수행하는 부위가 압전 센서(9) 내에서는 극히 근접한 위치가 된다는 것이다. 극히 근접한 위치에서 서로 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(9)에 국부적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체의 진동으로 압전 센서(9)를 아주 조금이라도 변형시킬 수 있는 것이므로, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 가압 수단(27)과 돌기(28)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 말할 수 있다. 여기에서 돌기(28)는 강체가 아니어도 좋다. 돌기(28)를 탄성체로 구성하였다 해도, 가압 수단(27)이나 돌기(28)의 높이를 높게 하거나 윗덮개(6)와 기저판(7)의 거리를 가깝게 하는 등에 의해, 중앙 부분에서 가압 수단(27)을 강하게 압축하여 탄성을 방해할 수 있기 때문이다.

여기에서, 가압 수단(27)의 탄성에 대해서는, 윗덮개(6)보다도 탄성이 높으면 되며, 증폭 수단으로서의 상술한 효과를 얻을 수 있는 것이다. 예를 들면 대표적인 쿠션재를 이용하여도 좋고, 고무나 스폰지와 같은 것이어도 좋다.

상기 구성의 좌변시트 장치(5)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 사용시에, 변기 본체(22) 상에 배치되어 착좌에 의한 인체(M)의 중량이 실리면, 상술한 바와 같이 압전 센서(9)를 가압한다. 그 결과, 압전 센서(9)에는 인체(M)의 움직임에 따른 진동이 증폭되어 인가되어, 전기 신호를 확실하게 출력한다.

단, 좌변시트 장치(5)의 사용시에 있어서 세정 노즐의 구동이나 블로워의 운전, 혹은 배수 등에 의해 생기는 진동이 인체의 재/부재나 심박수 등의 검출에 있어 노이즈가 되지 않도록, 압전 센서(9)로부터 출력된 전기 신호가 제어 유닛(13)으로 마스크 처리된다.

제어 유닛(13)은 도 6에 나타내는 바와 같이 제어부(29) 내에 도시 하지 않은 필터 회로, 증폭 수단, 평활화 수단, 판정 수단 등을 구비함과 동시에, 평활화 수단의 출력 신호에 기초하여 심박수를 연산 처리하는 심박수 연산 수단(30)과, 심 박수 연산 수단(30)의 출력 신호를 표시하는 표시 수단(31)과, 심박수 연산 수단(30)의 연산 출력과 설정값을 비교하는 비교 수단(32)과, 비교 결과에 기초하여 경보를 발생하는 경보 발생 수단(33)을 구비하며, 압전 센서(9)의 검출 신호가 입력된다.

평활화 수단으로부터는 도 7에 나타내는 바와 같이, 좌변시트 장치(5)에 인체(M)가 착좌한 순간이나 물체를 얹었을 때, 혹은 신체를 움직인 경우에 큰 출력 파형이 출력된다. 한편, 인체(M)가 착좌한 후에 안정 상태이면, 평활화 수단으로부터는 심장의 활동이나 호흡 활동에 의해 전반되는 신체의 미소한 체동에 의해 비교적 저레벨의 출력 파형이 출력된다.

이에 반해, 인체(M)가 부재이거나 물체가 얹혀진 경우에는, 평활화 수단은 큰 출력 파형을 출력한 후 일정 시간 내에 출력 파형을 나타내지 않는다.

거기에서 판정 수단은 평활화 수단의 출력(V)과 미리 정해진 두 개의 설정값(Va, Vb)을 다음과 같이 비교, 판정한다. 즉, V<Va이면, 인체(M)나 물체가 부재라고 판정한다(부재 출력 Hi). Va≤V<Vb이면, 인체(M)가 안정 상태로 존재한다고 판정한다(재(在) 출력 Hi). 또한 Vb<V이면, 인체(M)가 체동을 일으켰다고 판정한다(체동 출력 Hi). 인체(M) 대신에 물체를 얹은 경우에는 일시적으로 재(在), 체동의 판정이 이루어지지만, 인체(M)와 같은 심장의 활동이나 호흡 활동에 의해 전반되는 저레벨의 진동이 나타나지 않기 때문에 물체를 얹은 상태로 하여 인체(M)의 부재 판정이 이루어진다.

판정 수단이 사람의 재(在)을 판정하면 탈취 수단 및 난방 수단의 운전을 개시한다. 이 운전 동작은 사람의 부재가 판정되면 정지한다.

또한, 난방 수단은 히터(12)의 온도 제어를 담당하는 것이다.

이상 설명해 온 실시예의 효과에 대하여 정리한다.

윗덮개(6;강체)에 전해진 진동을 증폭하는 가압 수단(27;증폭 수단), 돌기(28;증폭 수단)를 가지며, 증폭된 진동을 검출하는 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 갖는 구성으로서, 가압 수단(27;증폭 수단), 돌기(28;증폭수단), 압전 센서(9;진동 검출 센서)에 의해 진동 검출 장치(34)를 형성하고 있다.

이로 인해, 윗덮개(6;강체)에 전해진 진동에 의한 윗덮개(6;강체)의 변형이 거의 없는데도 불구하고, 윗덮개(6;강체)에 전해진 진동을 증폭 수단에 의해 증폭하여 진동 검출 센서(34)로 검출하기 때문에, 윗덮개(6;강체)에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

또한, 증폭 수단으로서, 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 가압하는 탄성이 있 는 가압 수단(27)을 갖는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 윗덮개(6;강체)의 진동에 의해 가압 수단(27)이 진동하는데, 가압 수단(27)에는 탄성이 있기 때문에 윗덮개(6;강체)의 진동보다도 증폭된 진동으로 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 가압할 수 있다.

또한, 증폭 수단으로서, 압전 센서(9;진동 검출 센서)와는 형상이 서로 다른 대향면에서 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 가압하는 가압 수단(27)을 갖는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 압전 센서(9;진동 검출 센서)와 가압 수단(27)의 대향면 형상이 서로 다르기 때문에, 압전 센서(9;진동 검출 센서)에는 윗덮개(6; 강체)의 진동에 의해 가압 수단(27)에 강하게 가압되는 부위와 그다지 가압되지 않는 부위 등이 생겨, 모든 면에서 균등하게 가압될 때에 비하여 증폭된 진동으로 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 가압할 수 있다.

또한, 진동 검출 센서는 가요성을 갖는 압전 센서(9)로 구성하고 있다.

이로 인해, 압전 센서(9)가 진동을 받으면 용이하게 변형하여, 변형에 따른 출력을 발생하기 때문에 정밀도 높게 진동에 따른 출력을 끄집어 낼 수 있다.

또한, 진동 검출 장치(34)를 갖는 좌변시트 장치(5)에 있어서 강체는 윗덮개(6;강체), 기저판(7)이고, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 검출하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동에 의한 좌변시트의 변형이 거의 없는 경우라도 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 증폭 수단에 의해 증폭하여 압전 센서(9;진동 검출 센서)에서 검출하기 때문에, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

또한, 좌변시트 장치(5)에 있어서, 사용자의 체동으로부터 착좌, 심박, 호흡 중 적어도 하나를 검출하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 정밀도 높게 검출되는 체동을 기초로 착좌, 즉 사용자가 앉았는지 여부의 동작 정보를 검출하거나, 사용자의 심박이나 호흡과 같은 생체 정보를 검출하는 것은 용이하며, 검출한 정보를 활용한 다기능의 좌변시트 장치(5)를 실현할 수 있다.

또한, 특히 탄성이 있고 진동 검출 센서와의 대향면의 형상이 서로 다른 가압 수단을 증폭 수단으로 이용한 다른 예에 대하여 도 11과 비교하면서 설명한다.

먼저 도 12에는 배치가 다른 예를 나타낸다. 도 12(a)는 가압 수단(27;증폭 수단)과 돌기(28;증폭 수단)가 각각의 위치에 배치된 구성이다. 도 12(b)는 강체의 돌기 대신에 탄성을 갖는 가압 수단(35)을 증폭 수단으로서 이용한 구성으로, 가압 수단(27)과 가압 수단(35)의 오른쪽단의 위치를 맞추고, 왼쪽단의 위치를 어긋나게 한 것이다. 도 12(c)는 가압 수단(36)보다도 압전 센서(9;진동 검출 센서)가 윗덮개(6;강체)측에 있으며, 특히 윗덮개(6;강체)에 직접 고정한 것이다.

도 13에는 가압 수단(증폭 수단)과 압전 센서(진동 검출 센서)의 대향면의 형상을 다르게 한 예를 나타낸다. 도 13(a)는 가압 수단(37;증폭 수단)에 요(凹)부(38)를 형성한 것이다. 물론 철(凸)부를 형성하여도 무방하다. 도 13(b)은 복수의 가압 수단(39;증폭 수단)을 설치한 것이다. 도 13(c)는 가압 수단(40)은 평면으로 대향시키고, 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 구부린 것이다.

도 14에는 탄성이 있는 가압 수단(증폭 수단)의 다른 예를 나타낸다. 도 14(a)는 가압 수단(41;증폭 수단)으로서 탄성재를 이용한 것이다. 도 14(b)의 가압 수단(42;증폭 수단)은 얇은 금속제의 탄성재를 구부려 고정함으로써 탄성을 갖게 한 것이다.

(실시예 5)

본 실시예에는 특히 탄성이 없고 진동 검출 센서와의 대향면의 형상이 서로 다른 가압 수단을 증폭 수단으로 이용한 예에 대하여 설명한다.

도 15(a)는 본 발명에 따른 실시예 5를 나타내는 욕조 장치의 단면 구성도, 도 16은 도 15(a)의 주요부 단면도이다.

본 발명에 따른 실시예의 욕조 장치는 도 15(a)에 나타내는 바와 같이, 강체의 욕조(43)와 커버(44) 사이에 진동 검출 센서로서 가요성이 있는 코드 형상의 압전 센서(45)를 배치하고 있다. 또한, 욕조(43)로부터 압전 센서(45)를 향해 돌출한 돌기(46), 압전 센서(45)를 커버(44)에 지지하는 홀더(47)를 가지며, 압전 센서(45)는 홀더(47)의 구멍(48)을 통하여 위치 결정되어 있다.

여기에서 돌기(46)와 압전 센서(45)는 서로 다른 형상으로 대향하고 있다. 도 16의 좌우 방향으로는 압전 센서(9)가 길고, 도 16의 안쪽 길이 방향으로는 돌기(46)가 큰 구성으로 하고, 또한 압전 센서(9)가 케이블 형상이기 때문에 곡면을 가지고 있는데 좌우 방향으로는 일정한 형상으로 대향하는 것에 대하여, 돌기(46)는 좌우 방향의 중앙부가 보다 돌출한 형상이다. 이로 인해 압전 센서(45)에는 돌 기(46)와 접하지 않는 부위와, 돌기(46)와 접하는 부위가 있으며, 또한 돌기(46)와 접하는 부위 중에서도 강하게 가압되는 부위(중앙)부터 그다지 가압되지 않는 부위까지 가압의 상태가 다른 여러 가지 부위가 존재하게 된다.

그에 더하여 압전 센서(45)는 홀더(47)를 통하여 커버(44)에 장착되어 있는데, 여기에서 커버(44)가 욕조(43)에 일체로 고정되어 있는지 어떤지, 커버(44)가 강체인지 탄성체인지, 그리고 홀더(47)가 강체인지 탄성체인지에 따라 상황은 변한다.

먼저 커버(44)가 욕조(43)에 일체로 고정되어 있지 않은 경우, 커버(44)의 재질이나 홀더(47)의 재질에 상관없이, 사용자의 체동에 의해 욕조(43)는 진동하지만 커버(44)는 진동하지 않는다. 욕조(43)의 진동은 돌기(46)에 의해서만 압전 센서(45)에 전해지기 때문에, 압전 센서(45)는 돌기(46)와 접하는 부위만 진동을 받고 돌기(46)와 접하지 않는 부위는 진동을 받지 않게 된다. 압전 센서(45) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라, 부위에 따라 서로 다른 진동을 받는다고 하는 것은 압전 센서(45)에 부분적으로 변형을 준 것과 같은 것이므로, 압전 센서(45)의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 욕조(43;강체)의 진동으로 압전 센서(45)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 욕조(43;강체)의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 돌기(46)와 압전 센서(45)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다.

다음으로 커버(44)가 욕조(43)에 일체로 고정되어 있고 커버(44)와 홀더(47) 중 적어도 한 쪽이 탄성체로 이루어지는 경우, 사용자의 체동에 의해 욕조 (43)는 진동하고, 커버(44)와 홀더(47)를 경유한 진동은 탄성체를 경유한 진동이기 때문에 욕조(43)와는 다른 진동을 한다. 욕조(43)의 진동은 돌기(46)로부터 압전 센서(45)에 전해지지만, 커버(44)와 홀더(47)를 경유한 진동도 압전 센서(45)에 전해지기 때문에, 압전 센서(45)는 돌기(46)와 접하는 부위와 홀더(47)와 접하는 부위에서 서로 다른 진동을 받게 된다. 압전 센서(45) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(45)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(45)의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 욕조(43;강체)의 진동으로 압전 센서(45)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 욕조(43;강체)의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 돌기(46), 커버(44), 홀더(47)는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다.

마지막으로 커버(44)가 욕조(43)에 일체로 고정되어 있고 커버(44), 홀더(47) 모두 강체인 경우, 사용자의 체동에 의해 욕조(43)가 진동하면, 돌기(46)로부터 압전 센서(45)에 전해지는 진동도, 커버(44)와 홀더(47)를 경유한 진동도 같은 진동처럼 생각될 것이다. 그러나 미시적으로는 양자 사이에는 인간에게는 판별할 수 없을 정도의 아주 작은 시간차가 있다. 그것은, 욕조(43)가 진동하면 돌기(46)는 바로 진동하지만, 홀더(47)는 바로는 진동하지 않는다는 것이다. 홀더(47)는, 욕조(43)가 진동한 후에 욕조(43) 주위의 접속부를 통하여 커버(44)가 진동하고, 그 뒤에 진동을 개시한다. 즉, 진동이 전달되는 경로의 길이가 긴 것이다. 따라서, 압전 센서(45)는 돌기(46)와 접하는 부위와 홀더(47)와 접하는 부위에서 아주 미소하게 다른 진동을 받게 된다. 압전 센서(45) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(45)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(45)의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 욕조(43;강체)의 진동으로 압전 센서(45)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 욕조(43;강체)의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 돌기(46), 커버(44), 홀더(47)는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다. 단, 이 경우, 지금까지의 경우보다는 증폭 기능이 적기 때문에, 센서 출력을 처리하는 회로 상에서 증폭률을 높게 하는 등의 고안이 필요하다.

본 실시예에는 그 외에도 증폭 기능을 갖는 구성이 포함되어 있다.

먼저 압전 센서(45)의 탄성이다. 가요성(플렉시블성)을 갖는 압전 센서(45)에는 탄성도 있기 때문에, 압전 센서(45)와 접하는 돌기(46)로부터의 진동이나 홀더(47)로부터의 진동은 압전 센서(45) 자신을 진동시킬 수 있으며, 특히 압전 센서(45)의 탄성에 의해 원래의 진동과는 서로 다른 진동을 일으키는 것이 가능하다. 즉 주어진 원래의 진동에 대한 출력을 발생하면서, 그로 인해 자기자신이 서로 다른 진동을 일으켜 또 다른 출력을 발생한다고 하는 구조이다.

다음으로 압전 센서(45)에 장력을 건 상태에서 장착한다고 하는 것이다. 도 16은 압전 센서(45)에 장력이 걸려 있는, 즉 팽팽히 당겨진 상태로 지지되어 있다. 이 때에는 장력이 걸려 있지 않은 경우와 비교하여 압전 센서(45) 내를 진동이 멀리까지 전반해 간다. 압전 센서(45)와 접하는 돌기(46), 홀더(47)로부터의 진동은 어느 정도 장력이 걸려 있는 편이 압전 센서(45) 내를 멀리까지 전반하여, 그 결과 압전 센서(45) 내의 여러 장소로부터 출력을 발생시킬 수 있다. 이것은 센서의 감 도를 올리는 것, 즉 진동을 증폭한 것과 같은 효과가 있는 것으로 생각할 수 있다. 그리고 어느 정도의 장력을 거는 것이 좋은가라는 것에 대해서는 적어도 압전 센서(45)의 기계적 강도가 손상되지 않는 범위에서, 특히 탄성을 유지할 수 있는 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 특별히 탄성이 없고 진동 검출 센서와의 대향면의 형상이 서로 다른 가압 수단을 증폭 수단으로 이용한 다른 예에 대하여 도 17(a)에 나타낸다.

도 17(a)는 돌기(49;증폭 수단)를 커버(44)측에, 홀더(47)를 욕조(43)측에 구성한 것이다.

또한, 본 실시예에서는 강체로서 욕조에 대하여 나타내었는데, 욕조는 역사적으로 보아 각종 재료로 구성되고 있다. 나무, 수지, 스테인레스 등의 금속, 대리석, 혹은 돌, 타일 등으로 이루어지는 것이 있다. 욕조용의 강체로는 통상의 입욕시에 사용자가 느낄만한 큰 변형을 일으키지 않으며, 동시에 진동이 전달되는 재질이면 채용 가능하다.

(실시예 6)

본 실시예에는 특히 탄성이 있고 진동 검출 센서와의 대향면의 형상이 같은 가압 수단을 증폭 수단으로 이용한 예에 대하여 설명한다.

도 18(a)는 본 발명에 따른 실시예 6을 나타내는 샤워 장치의 구성도, 도 19는 도 18(a)의 주요부 단면도이다.

본 발명에 따른 실시예의 샤워 장치는 도 18(a)에 나타내는 바와 같이 착좌 자세로 샤워를 사용할 수 있는 것으로, 좌석(50)에 앉은 상태에서 복수의 샤워 노 즐(51)로부터 분사되는 온수를 받을 수 있다. 강체의 좌석(50)의 내부에는 진동 검출 장치(52)가 일체화되어 있으며, 진동 검출 장치(52)는 진동 검출 센서로서 탄성이 있는 시트 형상의 압전 센서(53), 증폭 수단으로서 탄성이 있는 가압 수단(54)을 갖는 것이다. 도 19와 같이, 가압 수단(54)과 압전 센서(53)의 대향면의 형상이 서로 평면으로 같은 경우라도, 가압 수단(54)의 중앙에 공간(55)을 갖는 구성으로 하여 증폭의 효과를 확대하고 있다. 공간(55)을 통하지 않고 압전 센서(53)를 가압하는 가압부(56)와, 공간(55)을 통하여 압전 센서(53)를 가압하는 가압부(57)를 생각하면, 가압부(56)로부터의 가압은 강하지만 가압부(57)로부터의 가압은 약해져, 도 13(a), (b)와 같은 기능을 갖는 구성으로 생각할 수 있다.

즉 압전 센서(53)에는 가압부(56)에 의해 강하게 가압되어 강한 진동을 받는 부위와, 가압부(57)에 의해 그다지 가압되지 않아 별로 진동을 받지 않는 부위가 존재하게 된다. 압전 센서(53) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(53)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(53)의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체(50;좌석)의 진동으로 압전 센서(53)를 변형시킬 수 있는 것이기 때문에, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 결국, 가압 수단(54)은 공간(55), 가압부(56, 57)에 의해 더욱 진동을 증폭할 수 있다.

또한, 특히 탄성이 있고 진동 검출 센서와의 대향면의 형상이 같은 가압 수단을 증폭 수단으로 이용한 다른 예에 대하여 도 20에 나타낸다.

도 20은 가압 수단으로서 탄성이 서로 다른 제 1 가압 수단(58;증폭 수단), 제 2 가압 수단(59;증폭 수단)을 가지며, 각각의 탄성의 차이에 의해 압전 센서(53)의 대향면에 서로 다른 진동을 전달하는 것이다. 압전 센서(53) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(53)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(53)의 출력을 크게 할 수 있다. 변형이 거의 없는 강체(50;좌석)의 진동으로 압전 센서(53)를 변형시킬 수 있는 것이기 때문에, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 결국, 제 1 가압 수단(58;증폭 수단), 제 2 가압 수단(59;증폭 수단)의 탄성의 차이는 강체(50;좌석)의 진동을 증폭하는 증폭 수단이라 할 수 있다.

또한, 본 실시예의 압전 센서(53)는 케이블 형상이 아니라, 피에조 소자 재료를 시트 형상으로 성형한 압전 시트(60)와, 압전 시트(60)의 양면에 전극으로서의 도전 고무(61)를 장착하여 시트 형상으로 구성하고 있다.

또한 도 12, 도 13, 도 14, 도 17(a), 도 19, 도 20에서는 가압 수단이나 돌기와 압전 센서 사이에 틈이 있는데, 도 11(a)와 마찬가지로 설명의 간단화를 위하여 틈을 설정한 것으로 실제의 사용시에는 양자는 접촉한다는 것을 덧붙여 둔다.

(실시예 7)

본 실시예에는 강체(좌변시트) 내부에 진동 검출 센서를 장착하고, 강체의 외부에 고정부를 구성한 예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 7을 나타내는 좌변시트 장치의 분해 사시도, 도 2는 도 1의 좌변시트 장치에 이용되는 진동 검출 센서의 외관 사시도, 도 3은 도 1에 나타내는 좌변시트 장치가 적용된 변기의 전체 사시도, 도 11은 도 1의 좌 변 장치의 주요부 단면도, 도 5는 도 3에 나타내는 변기의 사용 상태의 측면도, 도 6은 좌변시트 장치에 있어서의 제어 유닛의 블록 구성도, 도 7은 좌변시트 장치에 있어서의 센서 출력과 동작의 타임 챠트이다.

본 발명에 따른 실시예의 좌변시트 장치(5)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 수지 성형한 강체의 윗덮개(6)와 기저판(7)으로 이루어지는 케이스(8)의 기저판(7)에 진동 검출 센서로서 가요성이 있는 코드 형상의 압전 센서(9)를 배치하여 구성된다.

여기에서 본 실시예에 사용하는 코드 형상의 압전 센서(9)에 대하여 간단하게 설명하면, 이 센서(9)는 도 2에 나타내는 바와 같이 피에조 소자 재료를 이용한 케이블 형상의 센서로서, 축방향 중심에 배치된 심선(18; 중심 전극)과, 심선(18)의 주위에 피막된 피에조 소자 재료(19)와, 피에조 소자 재료(19)의 주위에 배설된 외측 전극(20)과, 가장 외주를 피복하는 PVC(21;염화 비닐 수지)로 구성된다.

이 압전 센서(9)는 주위 온도가 120℃ 정도까지 가능한 내열성을 갖는 피에조 소자 재료(19)를 이용하고 있으며, 또한 가요성(플렉시블성)을 갖는 수지와 압전 세라믹스로 구성된 피에조 소자 재료(19)와 플렉시블 전극을 이용하여, 통상의 비닐 코드 수준의 가요성(플렉시블성)을 가지고 있다.

기저판(7)에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 종래 장치와 마찬가지로 저판(15)의 배면에 장착되어 좌변시트 사용시 좌변시트 장치(5)와 변기 본체(22) 사이에 위치하여 변기 본체(22)와의 충돌을 흡수하기 위한 탄성력을 가진 4개의 충격 흡수용 패드(23)가 장비되어 있다. 패드(23)는 좌변시트 장치(5)의 다리부인데, 좌 변시트 장치(5)를 변기 본체(22)에 고정하기 위한 일종의 고정부이기도 하며, 사용자가 앉으면 체중이 실려, 좌변시트보다도 단단한 변기 본체(22)에 눌려진 상태로 되어 고정된다. 따라서 좌변시트가 사용자의 체동을 받아 진동하는 경우라도 패드(23) 근방은 변기 본체(22)에 고정됨으로써 거의 진동하지 않는 환경으로 유지된다.

또한, 좌변시트 장치(5)에는 좌변시트 장치(5)와 함께 수조 탱크(24)측으로 올려지는 뚜껑(25)이 장비되어 있다.

본 실시예에 있어서 코드 형상의 압전 센서(9)는 복수의 이간 배치한 홀더(26)에 의해 위치 결정 지지되어 기저판(7) 상에 장착되어 있다.

4개의 패드(23) 중 하나의 근방을 확대하면 도 11에 나타내는 바와 같이, 윗덮개(6;강체)의 내면에 장착된 탄성을 갖는 가압 수단(27)과, 기저판(7;강체) 상에 장착된 강체의 돌기(28)를 가지며, 가압 수단(27)과 돌기(28) 사이에 압전 센서(9)를 끼워 넣는 구성이다. 도 11(a)는 윗덮개(6)와 기저판(7)을 일체화하기 전의 상태이고, 도 11(b)는 윗덮개(6)와 기저판(7)을 나사 고정하여 일체화한 상태를 나타내고 있다. 사용자가 좌변시트 장치(5)에 앉은 경우에는 물론 도 11(b)의 상태인데, 체중이 실려도 좌변시트 장치(5)가 파손되는 일이 없도록 윗덮개(6) 및 기저판(7)은 강체로 하고 있다.

여기에서 강체라 함은 적어도 사람의 체중이 실려도 강도를 초과하는 변형을 일으키지 않는 부재로서, 특히 사람이 앉을 때 둔부가 가라앉는 등의 변형이 느껴지지 않는 부재, 즉 사용자에게 강도에 대한 불안을 느끼지 않게 하는 부재로 정의 한다. 재질로는 특별히 한정되는 것이 아니라, 수지나 세라믹 등의 절연체라도 좋고, 금속 등의 도체여도 상관없지만, 종래의 좌변시트는 일반적으로는 수지제라는 것을 덧붙여 둔다.

도 11(b)에 있어서, 사용자가 앉으면 패드(23)는 변기 본체(22)에 고정되어 거의 진동하지 않는 고정부가 되고, 패드(23)에 접속된 기저판(7), 돌기(28)는 모두 강체이기 때문에 진동하기 어려워져, 압전 센서(9)를 진동하기 어려운 상태로 하면으로부터 지지할 수 있다. 단, 기저판(7)은 형상이 크기 때문에 패드(23)로부터 멀어짐에 따라 진동하기 쉬워지게 된다. 한편, 윗덮개(6;강체)는 사용자에게 직접 접촉하기 때문에 진동이 전달되기 쉬워, 체동에 따른 진동을 수행하는 것으로 생각되며, 가압 수단(27)을 통하여 압전 센서(9)의 상면에 진동을 전달하는 구성이다. 따라서 압전 센서(9)는 하면을 진동하기 어려운 상태로 유지하면서, 상면으로부터의 윗덮개(6;강체)의 진동을 받기 때문에 정밀도 높게 진동을 검출할 수 있다. 특히 본 실시예에 이용하는 압전 센서(9)는 피에조 소자 재료에 부여되는 변형의 가속도에 따라 신호를 발생하기 때문에, 하면을 진동시키지 않고 상면만을 진동시킴으로써, 피에조 소자 재료가 효과적으로 수축하거나 신장하는 변형의 가속도를 받을 수 있어 큰 출력 신호를 발생할 수 있다.

사용자가 좌변시트에 앉은 상태에서는 좌변시트에 사용자의 전체중이 실려 있지만, 강체이기 때문에 윗덮개(6)의 부분적인 변형은 거의 없다. 다만 사용자의 체동에 의해 좌변시트 전체가 미약하지만 진동할 것으로 생각된다. 이 좌변시트의 진동을 어떻게 증폭하여 압전 센서(9)에 전달하고 있는지에 대하여, 이하 상세하게 설명한다.

다음으로, 가압 수단(27)과 압전 센서(9)는 서로 다른 형상으로 대향하고 있다. 도 11의 좌우 방향으로는 압전 센서(9)가 길고, 도 11의 안쪽 길이 방향으로는 가압 수단(27)이 큰 구성으로 하고, 또한 압전 센서(9)가 케이블 형상이기 때문에 곡면으로 대향하는 것에 대하여, 가압 수단(27)은 평면으로 대향하는 구성이다. 이로 인해 압전 센서(9)에는 가압 수단(27)과 접하지 않는 부위와, 가압 수단(27)과 접하는 부위가 있으며, 또한 가압 수단(27)과 접하는 부위 중에서도 강하게 가압되는 부위부터 그다지 가압되지 않는 부위까지 가압의 상태가 다른 여러 가지 부위가 존재하게 된다. 따라서 압전 센서(9)는 가압 수단(27)과 접하지 않는 부위에서는 별로 진동을 받지 않고, 가압 수단(27)에 강하게 가압되는 부위에서는 강하게 진동 을 받는 등, 부위에 따라 받는 진동이 서로 다른 것이다. 압전 센서 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 서로 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(9)에 부분적으로 변형을 가했다는 것과 같은 것이므로, 압전 센서의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체의 진동으로 압전 센서(9)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 가압 수단(27)과 압전 센서(9)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다.

다음으로, 돌기(28)와 압전 센서(9)는 서로 다른 형상으로 대향하고 있다. 이로 인해 압전 센서(9)에는 돌기(28)에 접하지 않는 부위와, 돌기(28)에 접하는 부위가 있다. 따라서 압전 센서(9)는 돌기(28)에 접하지 않는 부위에서는 별로 고정되지 않아 가압 수단(27)으로부터의 진동을 받기 쉽고, 돌기(28)에 접하는 부위에서는 기저판(7)을 통하여 패드(23)에 의해 고정되기 때문에 가압 수단(27)으로부터의 진동을 받기 어렵다. 즉 부위에 따라 진동을 받거나 받지 않거나 하게 된다. 압전 센서 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라, 부위에 따라 진동을 받거나 받지 않거나 한다는 것은 압전 센서(9)에 부분적으로 변형을 가했다는 것과 같은 것이므로, 압전 센서의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체의 진동으로 압전 센서(9)를 조금이라도 변형시킬 수 있는 것이므로 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 돌기(28)와 압전 센서(9)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다. 단, 이 돌기(28)에 의한 증폭의 효과는 상술한 가압 수단(27)의 증폭의 효과와 비교하면 작은 것으로 생각된다.

다음으로, 가압 수단(27)과 돌기(28)가 서로 다른 형상으로 대향하며, 특히 가압 수단(27)이 면적이 크다. 돌기(28)가 강체이기 때문에 가압 수단(27)의 중앙 부분만 압축되어 있으며, 압축된 중앙 부분에서는 가압 수단(27)의 탄성이 방해받기 때문에 윗덮개(6)에 가까운 진동을 수행하게 된다. 또한 가압 수단(27)과 돌기(28)에 의해 압전 센서(9)에는 힘이 실려 압전 센서(9)는 어느 정도 고정된다. 이 힘의 크기는 가압 수단(27)의 탄성과, 일체화했을 때의 윗덮개(6)와 기저판(7)의 거리에 의해서도 변한다. 가압 수단(27)의 탄성이 낮은 편이, 또한 윗덮개(6)와 기저판(7)의 거리가 가까운 편이, 보다 압전 센서(9)에 힘이 실려 확실하게 고정되게 된다. 한편, 가압 수단(27)의 주위측(돌기(28)가 대향하지 않는 부위)은 탄성이 유지되기 때문에 윗덮개(6)와는 서로 다른 진동을 수행할 수 있다. 따라서 압전 센서(9)는 가압 수단(27)의 중앙 부분에서는 윗덮개(6)에 가까운 진동을 수행하고, 가압 수단(27)의 주위측(돌기(28)가 대향하지 않는 부위)에서는 가압 수단(27)으로부터의 가압에만 의해 윗덮개(6)와는 서로 다른 진동을 수행한다. 이 때 주의해야 할 포인트는 윗덮개(6)에 가까운 진동을 수행하는 부위와, 윗덮개(6)와는 다른 진동을 수행하는 부위가 압전 센서(9) 내에서는 극히 근접한 위치가 된다는 것이다. 극히 근접한 위치에서 서로 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(9)에 국부적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체의 진동으로 압전 센서(9)를 아주 조금이라도 변형시킬 수 있는 것이므로, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 가압 수단(27)과 돌기(28)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 말할 수 있다.

여기에서 돌기(28)는 강체가 아니어도 좋다. 돌기(28)를 탄성체로 구성하였 다 해도, 가압 수단(27)이나 돌기(28)의 높이를 높게 하거나 윗덮개(6)와 기저판(7)의 거리를 가깝게 하는 등에 의해, 중앙 부분에서 가압 수단(27)을 강하게 압축하여 탄성을 방해할 수 있기 때문이다.

제어 유닛(13)은 도 6에 나타내는 바와 같이 제어부(29) 내에 도시 하지 않은 필터 회로, 증폭 수단, 평활화 수단, 판정 수단 등을 구비함과 동시에, 평활화 수단의 출력 신호에 기초하여 심박수를 연산 처리하는 심박수 연산 수단(30)과, 심박수 연산 수단(30)의 출력 신호를 표시하는 표시 수단(31)과, 심박수 연산 수단(30)의 연산 출력과 설정값을 비교하는 비교 수단(32)과, 비교 결과에 기초하여 경 보를 발생하는 경보 발생 수단(33)을 구비하며, 압전 센서(9)의 검출 신호가 입력된다.

제어 유닛(13)은 압전 센서(9)가 인체(M)의 체동을 검출하여 전기 신호를 출력하면, 이 전기 신호를 필터 회로에서 여파(濾波)한 후 증폭 수단에서 증폭하고, 이를 평활화 수단에서 평활화한다. 평활화 수단으로부터는 도 7에 나타내는 바와 같이, 좌변시트 장치(5)에 인체(M)가 착좌한 순간이나 물체를 얹었을 때, 혹은 신체를 움직인 경우에 큰 출력 파형이 출력된다. 한편, 인체(M)가 착좌한 후에 안정 상태이면, 평활화 수단으로부터는 심장의 활동이나 호흡 활동에 의해 전반되는 신체의 미소한 체동에 의해 비교적 저레벨의 출력 파형이 출력된다.

판정 수단이 사람의 재(在)을 판정하면 탈취 수단 및 난방 수단의 운전을 개 시한다. 이 운전 동작은 사람의 부재가 판정되면 정지한다.

또한, 난방 수단은 히터(12)의 온도 제어를 담당하는 것이다.

또한, 상기 실시예에서는 압전 센서(9)로부터의 출력 신호를 평활화하여 재/부재나 심박수 등을 판정하였으나, 압전 센서(9)의 출력 신호를 필요에 따라 증폭한 후, 마이크로 컴퓨터 등에 의해 AD 변환하여 디지털 데이터로 하고, 이 디지털 데이터를 마이크로 컴퓨터 내에서 이동 평균한 값에 기초하여 재/부재를 판정하거나, 상기 디지털 데이터의 자기 상관 계수를 연산하여 심박수 등을 구하는 구성으로 할 수도 있다.

이상 설명해 온 실시예의 효과에 대하여 정리한다. 좌변시트 장치(5)의 윗덮개(6;강체)나 기저판(7;강체)에 전해진 진동을 검출하는 압전 센서(9;진동 검출 센서)를, 좌변시트 장치(5)를 변기 본체(22)에 고정하는 패드(23;고정부)의 근방에 지지하는 구성으로 하여 진동 검출 장치(34)를 형성하고 있다.

이로 인해, 패드(23;다리부(고정부))의 근방에서는 가장 진동하기 어렵기 때문에, 패드(23;다리부(고정부)) 근방에 돌기(28)를 통하여 지지된 압전 센서(9;진동 검출 센서)는 적어도 지지되는 부위에서는 진동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 압전 센서(9;진동 검출 센서) 자신이 진동하지 않는 환경에서 윗덮개(6;강체)에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

또한, 4개의 패드(23;다리부(고정부))를 가지며, 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 각각의 패드의 근방에서 지지하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 4개의 패드(23;다리부(고정부)) 중에서 진동을 억제하는 성능에 차이가 있다고 해도, 진동을 억제하는 성능이 가장 높은 패드(23;다리부(고정부)) 근방에도 압전 센서(9;진동 검출 센서)가 지지되어 있기 때문에 윗덮개(6;강체)에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다. 예를 들면 사용자가 상체를 앞으로 구부려 중심이 앞으로 치우치면 뒤쪽 패드에는 별로 체중이 실리지 않기 때문에 진동을 억제하기 어려울 것이라 생각할 수도 있지만, 그 경우에도 앞쪽의 패드에는 체중이 실리기 때문에 진동을 억제할 수 있다. 결국 모든 패드에 센서를 지지하고 있으면 중심이 어디에 있던간에 체중이 실려 진동이 억제되는 패드가 반드시 하나 이상 존재하기 때문에, 거기에서는 압전 센서(9;진동 검출 센서)의 진동을 억제할 수 있어 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다. 덧붙여 본 실시예와 같이 케이블 형상의 압전 센서를 이용하면, 패드와 같은 고정부가 복수 존재하여도 센서는 하나로 구성하는 것이 가능하다.

또한, 패드(23;고정부)보다도 진동원측(윗덮개(6)측)에 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 구성하고 있다.

이로 인해, 압전 센서(9;진동 검출 센서)의 패드(23;다리부(고정부))측에서 진동을 방지하면서, 진동원측(윗덮개(6)측)에서 윗덮개(6)의 진동을 검출할 수 있기 때문에, 가압 수단(27)과 돌기(28)를 갖는 정도의 간단한 구성으로 윗덮개(6)에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

이로 인해, 압전 센서(9)가 진동을 받으면 용이하게 변형하여 변형에 따른 출력을 발생하기 때문에, 정밀도 높게 진동에 따른 출력을 끄집어 낼 수 있다.

또한, 진동 검출 장치(34)를 갖는 좌변시트 장치(5)에 있어서, 강체는 좌변 시트(윗덮개(6), 기저판(7))로 하고, 고정부는 상기 좌변시트의 하면(기저판(7))에 장착되어 변기 본체(22)의 상면에 당접함으로써 상기 좌변시트를 고정할 수 있는 패드(23;다리부(고정부))로 하여, 상기 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 검출하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 좌변시트 장치(5)의 기저판(7)은 패드(23) 근방에서는 변기 본체(22)에 고정되어 가장 진동하기 어렵기 때문에, 패드(23) 근방에 지지된 압전 센서(9;진동 검출 센서)는 적어도 지지되는 부위에서는 진동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 압전 센서(9;진동 검출 센서) 자신이 진동하지 않는 환경에서 좌변시트 장치(5)의 윗덮개(6)에 전해진 사용자의 체동을 정밀도 높게 검출할 수 있다.

이로 인해, 정밀도 높게 검출되는 체동을 기초로 착좌, 즉 사용자가 앉았는지 여부의 동작 정보를 검출하거나, 사용자의 심박이나 호흡과 같은 생체 정보를 검출하는 것은 용이하여, 검출한 정보를 활용한 다기능의 좌변시트 장치(5)를 실현할 수 있다.

또한, 강체(좌변시트) 내부에 진동 검출 센서를 장착하고, 강체의 외부에 고정부를 구성한 다른 예에 대하여 도 11과 비교하면서 설명한다.

먼저 도 21에는 배치가 서로 다른 예를 나타낸다. 도 21(a)는 가압 수단(27)과 돌기(28)가 각각의 위치에 배치되며, 가압 수단(27)은 패드(23)의 좌측에, 돌기(28)는 패드(23)의 우측에 각각 어긋나게 배치한 구성이다. 도 21(b)는 강체의 돌 기 대신에 탄성을 갖는 가압 수단(35)을 이용한 구성으로, 가압 수단(27)과 가압 수단(35)의 오른쪽단의 위치를 맞추고, 왼쪽단의 위치를 어긋나게 한 것이다. 또한 이 때의 가압 수단(27), 가압 수단(35)보다도 패드(23)를 큰 형상으로 하고 있다. 도 21(c)는 가압 수단(36)보다도 압전 센서(9;진동 검출 센서)가 윗덮개(6;강체)측에 있으며, 특히 윗덮개(6;강체)에 직접 고정한 것이다. 이 경우에는 압전 센서(9)의 상면 전체가 윗덮개(6)에 따라 진동하고, 압전 센서(9)의 하면의 일부(가압 수단(36)에 가압되는 부위)만 진동을 방해받는 구성이다.

도 22에는 가압 수단과 압전 센서(진동 검출 센서)의 대향면의 형상을 다르게 한 예를 나타낸다. 도 22(a)는 가압 수단(37)에 요(凹)부(38)를 형성한 것이다. 물론 철(凸)부를 설치하여도 좋다. 도 22(b)은 복수의 가압 수단(39)을 설치한 것이다. 도 22(c)는 가압 수단(40)은 평면으로 대향시키고, 압전 센서(9;진동 검출 센서)를 구부린 것이다.

도 23에는 탄성이 있는 가압 수단의 다른 예를 나타낸다. 도 23(a)는 가압 수단(41)으로서 탄성재를 이용한 것이다. 도 23(b)의 가압 수단(42)은 얇은 금속제의 탄성재를 휘게 하여 고정함으로써 탄성을 갖게 한 것이다.

(실시예 8)

본 실시예에는 강체(욕조)와 고정부 사이에 진동 검출 센서를 장착한 예에 대하여 설명한다.

도 15(b)는 본 발명에 따른 실시예 8을 나타내는 욕조 장치의 단면 구성도, 도 24는 도 15(b)의 주요부 단면도이다.

본 발명에 따른 실시예의 욕조 장치는 도 15(b)에 나타내는 바와 같이, 강체의 욕조(43)와, 욕조(43)보다도 중후하여 진동이 전해지기 어려운 고정부로서의 바깥틀(144) 사이에 진동 검출 센서로서 가요성이 있는 코드 형상의 압전 센서(45)를 배치하고 있다. 또한, 욕조(43)로부터 압전 센서(45)를 향해 돌출한 돌기(46), 압전 센서(45)를 바깥틀(144;고정부)에 지지하는 홀더(47)를 가지며, 압전 센서(45)는 홀더(47)의 구멍(48)을 통하여 위치 결정되어 있다.

여기에서 돌기(46)와 압전 센서(45)는 서로 다른 형상으로 대향하고 있다. 도 24의 좌우 방향으로는 압전 센서(9)가 길고, 도 24의 안쪽 길이 방향으로는 돌기(46)가 큰 구성으로 하고, 또한 압전 센서(9)가 케이블 형상이기 때문에 곡면을 가지고 있지만 좌우 방향으로는 일정한 형상으로 대향하는 것에 대하여, 돌기(46)는 좌우 방향의 중앙부가 보다 돌출한 형상이다. 이로 인해 압전 센서(45)에는 돌기(46)와 접하지 않는 부위와, 돌기(46)와 접하는 부위가 있으며, 또한 돌기(46)와 접하는 부위 중에서도 강하게 가압되는 부위(중앙)부터 그다지 가압되지 않는 부위까지 가압의 상태가 다른 여러 가지 부위가 존재하게 된다. 이상에 의해 돌기(46)를 통하여 욕조(43)의 진동이 압전 센서(45)에 전달되는 것이다.

한편, 압전 센서(45)는 홀더(47)를 통하여 바깥틀(144;고정부)에 장착되어 있다. 바깥틀(144;고정부)은 욕조(43)와 가장자리에서 접촉할 뿐으로, 욕조(43)의 내부에서 진동이 일어나도 바깥틀(144;고정부)에는 전달되지 않는 구성이다. 따라서, 압전 센서(45) 중 홀더(47)에 지지되는 부위는 바깥틀(144;고정부)이 진동하지 않기 때문에 진동하기 어렵다. 따라서 압전 센서(45)는 홀더(47)와의 접촉면을 진 동하기 어려운 상태로 유지하면서 돌기(46)와의 접촉면으로부터 욕조(43)의 진동을 받기 때문에, 정밀도 높게 진동을 검출할 수 있다. 특히, 본 실시예에 이용하는 압전 센서(9)는 피에조 소자 재료에 부여되는 변형의 가속도에 따라 신호를 발생하기 때문에, 홀더(47)와의 접촉면을 진동시키지 않고 돌기(46)만을 진동시킴으로써, 피에조 소자 재료가 효과적으로 수축하거나 신장하는 변형의 가속도를 받을 수 있어, 큰 출력 신호를 발생할 수 있다.

본 실시예에는 그 외에도 진동을 증폭하는 기능을 갖는 구성이 포함되어 있다.

먼저 압전 센서(45)의 탄성이다. 가요성(플렉시블성)을 갖는 압전 센서(45)에는 탄성도 있기 때문에, 압전 센서(45)와 접하는 돌기(46)로부터의 진동은 압전 센서(45) 자신을 진동시킬 수 있으며, 특히 압전 센서(45)의 탄성에 의해 원래의 진동과는 서로 다른 진동을 일으키는 것이 가능하다. 즉 주어진 원래의 진동에 대한 출력을 발생하면서, 그로 인해 자기자신이 서로 다른 진동을 일으켜 또 다른 출력을 발생한다고 하는 구조이다.

다음으로 압전 센서(45)에 장력을 건 상태에서 장착한다고 하는 것이다. 도 24는 압전 센서(45)에 장력이 걸려 있는, 즉 팽팽히 당겨진 상태로 지지되어 있다. 이 때에는 장력이 걸려 있지 않은 경우와 비교하여 압전 센서(45) 내를 진동이 멀리까지 전반해 간다. 압전 센서(45)와 접하는 돌기(46)로부터의 진동은 어느 정도 장력이 걸려 있는 편이 압전 센서(45) 내를 멀리까지 전반하여, 그 결과 압전 센서(45) 내의 여러 장소로부터 출력을 발생시킬 수 있다. 이것은 센서의 감도를 올리 는 것, 즉 진동을 증폭한 것과 같은 효과가 있는 것으로 생각할 수 있다. 그리고 어느 정도의 장력을 거는 것이 좋은가라는 것에 대해서는 적어도 압전 센서(45)의 기계적 강도가 손상되지 않는 범위에서, 특히 탄성을 유지할 수 있는 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 강체(욕조)와 고정부 사이에 진동 검출 센서를 장착한 다른 예에 대하여 도 17(b)에 나타낸다.

도 17(b)는 돌기(49)를 바깥틀(144)측에, 홀더(47)를 욕조(43)측에 구성한 것이다.

또한, 본 실시예에서는 강체로서 욕조에 대하여 나타내었지만, 욕조는 역사적으로 보아 각종 재료로 구성되고 있다. 나무, 수지, 스테인레스 등의 금속, 대리석, 혹은 돌, 타일 등으로 이루어지는 것이 있다. 욕조용의 강체로는 통상의 입욕시에 사용자가 느낄만한 큰 변형을 일으키지 않는 동시에 진동이 전달되는 재질이면 채용 가능하다.

또한 고정부로서의 바깥틀에 대해서는, 욕조보다도 중후한 강체로 이루어지기 때문에 진동을 전달하지 않는다고 하였으나, 바깥틀이 욕조와 접촉하지 않는 구성으로 하는 것도 생각할 수 있다. 욕조와 접촉하지 않으면 진동은 전달되지 않기 때문에, 재질에 대해서도 중후한 것으로 제한할 필요는 없어진다.

(실시예 9)

본 실시예에는 강체(좌석) 내부에 진동 검출 센서를 장착하고, 강체의 외부에 가동식의 고정부를 구성한 예에 대하여 설명한다. 도 18(b)는 본 발명에 따른 실시예 9를 나타내는 샤워 장치의 구성도, 도 25는 도 18(b)의 주요부 단면도이다.

본 발명에 따른 실시예의 샤워 장치는 도 18(b)에 나타내는 바와 같이 착좌 자세로 샤워를 사용할 수 있는 것으로, 좌석(150)에 앉은 상태에서 복수의 샤워 노즐(151)로부터 분사되는 온수를 받을 수 있다. 좌석(150)은 샤워 장치 본체(152)에 대하여 축(153)을 중심으로 회전 가능한 구성으로 하고, 지지판(154;고정부)은 좌석(150)에 대하여 축(155)을 중심으로 회전 가능한 구성으로 하여, 사용시에는 도 18(b)과 같이 지지판(154;고정부)으로 좌석(150)을 지지하고, 비사용시에는 좌석(150)을 들어 올리고 지지판(154)을 접어 샤워 장치 본체(152)에 평행하게 되도록 하여 정리하는 구성이다.

강체의 좌석(150)의 내부에는 진동 검출 장치(156)가 일체화되어 있으며, 진동 검출 장치(156)는 진동 검출 센서로서 탄성이 있는 시트 형상의 압전 센서(157), 증폭 수단으로서 탄성이 있는 가압 수단(158)을 갖는 것이다. 도 25와 같이, 가압 수단(158)과 압전 센서(157)의 대향면의 형상이 서로 평면으로 같은 경우라도, 가압 수단(158)의 중앙에 공간(159)을 갖는 구성으로 하여 증폭의 효과를 확대하고 있다. 공간(159)을 통하지 않고 압전 센서(157)를 가압하는 가압부(160)와, 공간(159)을 통하여 압전 센서(157)를 가압하는 가압부(161)를 생각하면, 가압부(160)로부터의 가압은 강하지만 가압부(161)로부터의 가압은 약해져, 도 22(a), (b)와 같은 기능을 갖는 구성으로 생각할 수 있다.

즉 압전 센서(157)에는 가압부(160)에 의해 강하게 가압되어 강한 진동을 받는 부위와, 가압부(161)에 의해 그다지 가압되지 않아 별로 진동을 받지 않는 부위 가 존재하게 된다. 압전 센서(157) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(157)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(157)의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체(150;좌석)의 진동으로 압전 센서(157)를 변형시킬 수 있는 것이기 때문에, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 결국, 가압 수단(158)은 공간(159), 가압부(160, 161)에 의해 더욱 진동을 증폭할 수 있다.

또한 지지판(154)에는 좌석(150)에 실리는 하중이 축(155)을 통하여 전해지므로, 지지판(154)은 바닥면과 사이에 확실하게 고정되어 거의 진동하지 않는 구성이다. 그리고 축(155)에 접속되는 베어링(162)도 축(155)에 강하게 눌려지기 때문에 거의 진동하지 않는 구성이 되며, 결과적으로 압전 센서(157)의 저면도 거의 진동하지 않는 것이다.

따라서 압전 센서(157)는 베어링(152)측의 면을 진동하기 어려운 상태로 유지하면서, 가압 수단(158)과의 접촉면으로부터 좌석(150)의 진동을 받기 때문에 정밀도 높게 진동을 검출할 수 있다.

또한, 강체(좌석) 내부에 진동 검출 센서를 장착하고, 강체의 외부에 가동식의 고정부를 구성한 다른 예에 대하여 도 26에 나타낸다.

도 26은 가압 수단으로서 탄성이 서로 다른 제 1 가압 수단(163), 제 2 가압 수단(164)을 가지며, 각각의 탄성의 차이에 의해 압전 센서(157)의 대향면에 서로 다른 진동을 전달하는 것이다. 압전 센서(157) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라, 부위에 따라 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(157)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(157)의 출력을 크게 할 수 있다. 변형이 거의 없는 강체(150;좌석)의 진동으로 압전 센서(157)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 결국, 제 1 가압 수단(163), 제 2 가압 수단(164)의 탄성의 차이는 강체(150;좌석)의 진동을 증폭하는 증폭 수단이라 할 수 있다. 또한, 본 실시예의 압전 센서(157)는 케이블 형상이 아니라, 피에조 소자 재료를 시트 형상으로 성형한 압전 시트(165)와, 압전 시트(165)의 양면에 전극으로서의 도전 고무(166)를 장착하여 시트 형상으로 구성하고 있다.

(실시예 10)

본 실시예에는 강체(좌변시트) 내부에 진동 검출 센서를 장착하고, 강체의 외부에 고정부를 구성하여, 고정부 근방뿐만 아니라 다른 부분에서도 진동 검출 센서를 지지한 예에 대하여 설명한다.

도 27은 좌변시트 장치의 단면 구성도로서, 압전 센서(9;진동 검출 센서)는 패드(23;고정부) 위와, 패드와 패드 사이의 위치에 형성된 홀더(67, 68)에 고정되어 있다. 도 27(a)는 진동하고 있지 않은 상태이고, 도 27(b)은 진동에 의해 윗덮개(6;강체), 기저판(7;강체)이 아래쪽을 향해 휘어 있는 상태를 나타낸다. 윗덮개(6), 기저판(7) 모두 강체이지만, 사용자의 체동에 의해 미시적으로 도면과 같이 휘는 것으로 생각할 수 있다. 단 이 도면은 이해하기 쉽도록 과장하여 기재하고 있는 것으로서, 실제는 사용자가 느낄 수 없을 정도의 작은 휨이다.

도 27(b)에서는 기저판(7;강체)이 아래쪽을 향해 휨으로써, 도 27(a)와 비교하여 홀더(68)가 아래로 당겨 내려가는 것에 대하여, 홀더(67)는 패드(23)로 고정 되어 있기 때문에 거의 움직이지 않는다. 따라서 홀더(68)가 내려간 만큼 압전 센서(9)가 아래쪽으로 당겨져 변형한다. 역으로 진동에 의해 기저판(7)이 위쪽으로 휘어지면, 홀더(68)가 들어 올려지고, 압전 센서(9)가 위쪽으로 당겨져 변형한다. 사용자의 체동에 의해 이 상하 운동이 일어나면, 압전 센서(9)는 그 때마다 당겨지거나 느슨해지는 변형을 반복하여, 그에 따른 신호를 발생하게 된다. 이것은 패드(23;고정부)의 근방뿐 아니라, 패드와 패드 사이의 위치에서도 센서를 고정하였기 때문에 실현 가능한 것으로 생각할 수 있다. 또한 이 경우, 윗덮개(6)측으로부터의 가압 수단이 없어도 진동을 검출할 수 있어, 윗덮개(6)와는 독립하여 진동 검출 장치를 구성할 수 있는 것이다.

도 28은 도 27과 비교하여 홀더(68)를 윗덮개(6;강체)측에 구성한 예로서, 도 28(b)과 같이 아래쪽으로 휘면 홀더(68)가 당겨 내려가지만, 압전 센서(9)는 당겨지는 것이 아니라 축소되는 방향의 변형이 가해진다. 즉, 도 27과 비교하여 변형의 방향이 역으로 되는 구성이다.

또한, 도 21, 도 22, 도 23, 도 17(b), 도 25, 도 26에서는 가압 수단이나 돌기와 압전 센서 사이에 틈이 있지만, 도 11(a)와 마찬가지로, 설명의 간단화를 위하여 틈을 설정한 것으로, 실제의 사용시에는 양자는 접촉한다는 것을 덧붙여 둔다.

(실시예 11)

도 1은 본 발명에 따른 실시예 11을 나타내는 좌변시트 장치의 분해 사시도, 도 2는 도 1의 좌변시트 장치에 이용되는 진동 검출 센서의 외관 사시도, 도 3은 도 1에 나타내는 좌변시트 장치가 적용된 변기의 전체 사시도, 도 11은 도 1의 좌변 장치의 주요부 단면도, 도 5는 도 3에 나타내는 변기의 사용 상태의 측면도, 도 29는 좌변시트 장치에 있어서의 제어 장치의 블록 구성도, 도 7은 좌변시트 장치에 있어서의 센서 출력과 동작의 타임 챠트, 도 30은 안정시의 센서 출력, 도 31은 센서 출력을 필터에 의해 가공한 신호, 도 32는 필터에 의해 가공한 신호의 자기 상관 계수의 특성도, 도 33은 심박의 주기를 구하는 플로우 챠트이다.

윗덮개(6)는 단면 반원 형상의 본체부(10)를 가지며, 케이스(8)의 상부를 형성한다. 본체부(10)의 상판(11)의 하면에는 난방용의 히터(12)가 장착되어 있다. 또한, 히터(12)는 후술하는 제어 수단(213)과 접속되며, 수동 조작으로 원하는 온도로 설정된다.

윗덮개(6) 및 기저판(7)은 기저판(7)에 형성한 관통공(16)으로부터 윗덮개(6)에 형성한 걸림부(17)에 나사(미도시)를 끼워 넣음으로써 일체적으로 조립된다. 또한, 압전 센서(9)는 히터(12)와 마찬가지로 제어 수단(213)과 접속되어 있다.

여기에서 본 실시예에 사용하는 코드 형상의 압전 센서(9)에 대하여 간단하 게 설명하면, 이 센서(9)는 도 2에 나타내는 바와 같이 피에조 소자 재료를 이용한 케이블 형상의 센서로서, 축방향 중심에 배치된 심선(18; 중심 전극)과, 심선(18)의 주위에 피막된 피에조 소자 재료(19)와, 피에조 소자 재료(19)의 주위에 배설된 외측 전극(20)과, 가장 외주를 피복하는 PVC(21;염화 비닐 수지)로 구성된다.

기저판(7)에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 종래 장치와 마찬가지로 저판 (15)의 배면에 장착되어 좌변시트 사용시 좌변시트 장치(5)와 변기 본체(22) 사이에 위치하여 변기 본체(22)와의 충돌을 흡수하기 위한 탄성력을 가진 4개의 충격 흡수용 패드(23)가 장비되어 있다. 또한, 좌변시트 장치(5)에는 좌변시트 장치(5)와 함께 수조 탱크(24)측으로 올려지는 뚜껑(25)이 장비되어 있다.

패드(23) 위를 확대하면 도 11에 나타내는 바와 같이, 강체로서의 윗덮개(6)의 내면에 장착된 탄성을 갖는 가압 수단(27)과, 기저판(7) 상에 장착된 강체의 돌기(28)를 가지며, 가압 수단(27)과 돌기(28) 사이에 압전 센서(9)를 끼워 넣는 구성이다. 도 11(a)는 윗덮개(6)와 기저판(7)을 일체화하기 전의 상태이고, 도 11(b)는 윗덮개(6)와 기저판(7)을 나사 고정하여 일체화한 상태를 나타내고 있다. 사용자가 좌변시트 장치(205)에 앉은 경우에는 물론 도 11(b)의 상태인데, 체중이 실려도 좌변시트 장치(5)가 파손되는 일이 없도록 윗덮개(6) 및 기저판(7)은 강체로 하고 있다.

다음으로, 가압 수단(27)과 압전 센서(9)는 서로 다른 형상으로 대향하고 있다. 도 11의 좌우 방향으로는 압전 센서(9)가 길고, 도 11의 안쪽 길이 방향으로는 가압 수단(27)이 큰 구성으로 하고, 또한 압전 센서(9)가 케이블 형상이기 때문에 곡면으로 대향하는 것에 대하여, 가압 수단(27)은 평면으로 대향하는 구성이다. 이런 점에서 압전 센서(9)에는 가압 수단(27)과 접하지 않는 부위와, 가압 수단(27) 과 접하는 부위가 있으며, 또한 가압 수단(27)과 접하는 부위 중에서도 강하게 가압되는 부위부터 그다지 가압되지 않는 부위까지 가압의 상태가 다른 여러 가지 부위가 존재하게 된다. 따라서 압전 센서(9)는 가압 수단(27)과 접하지 않는 부위에서는 주로 강체로서의 진동을 받고, 가압 수단(27)에 강하게 가압되는 부위에서는 주로 가압 수단(27)에 의한 강체와는 다른 진동을 받는 등, 부위에 따라 서로 다른 진동을 받게 된다. 압전 센서 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 서로 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(9)에 부분적으로 변형을 가했다는 것과 같은 것이므로, 압전 센서의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 강체의 진동으로 압전 센서(9)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 강체의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 가압 수단(27)과 압전 센서(9)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다.

여기에서, 가압 수단(27)의 탄성에 대해서는, 윗덮개(6)보다도 탄성이 높으면 되며, 증폭 수단으로서의 상술한 효과를 얻을 수 있는 것이다. 예를 들면 대표적인 쿠션재를 이용하여도 좋고, 고무나 스폰지와 같은 것이어도 좋다. 상기 구성의 좌변시트 장치(205)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 사용시에, 변기 본체(22) 상에 배치되어 착좌에 의한 인체(M)의 중량이 실리면, 상술한 바와 같이 압전 센서(9)를 가압한다. 그 결과, 압전 센서(9)에는 인체(M)의 움직임에 따른 진동이 증폭되어 인가되어, 전기 신호를 확실하게 출력한다.

진동의 가속도에 따라 얻어진 전기 신호는 제어 수단(213)에 공급된다.

단, 좌변시트 장치(5)의 사용시에 있어서 세정 수단으로서의 세정 노즐의 구동이나 건조 수단으로서의 블로워의 운전, 혹은 배수 등에 의해 생기는 진동이 인체의 재/부재나 심박수 등의 검출에 있어 노이즈가 되지 않도록, 압전 센서(9)로부터 출력된 전기 신호가 제어 수단(213)으로 마스크 처리된다.

도 29에 나타내는 바와 같이 제어 수단(213) 내에는 인체의 동작 정보를 판 정하는 제 1 판정 수단(229)과, 생체 정보를 판정하는 제 2 판정 수단(230)을 가지고 있다.

제 1 판정 수단(229)은 압전 센서의 출력을 받아, 필터 수단(231)과 증폭 수단(232)을 갖는 신호 가공 수단(233)에 의해 압전 센서의 출력 신호를 가공하고, 그 신호를 기초로 동작 정보 산출 수단(234)에서 사람의 동작 정보(어떠한 동작을 하였는지)를 구하는 구성이다. 여기에서, 외부의 전원부(235)는 전력 공급 수단(236)을 통하여 신호 가공 수단(233)에 전력을 공급하고 있으며, 항상 인체의 체동에 의해 발생하는 진동을 기다리고 있다.

제 2 판정 수단(230)은 신호 가공 수단(233)으로부터의 신호를 받아, 필터 수단(237)과 증폭 수단(238)을 갖는 신호 가공 수단(239)에 의해 신호를 가공하고, 그 신호를 기초로 생체 정보 산출 수단(240)에서 사람의 생체 정보(심박이나 호흡 등)를 구하는 구성이다. 여기에서, 외부의 전원부(235)는 전력 공급 수단(236)을 통하여 신호 가공 수단(233)에 전력을 공급하고 있는데, 전력 공급 수단(236)의 스위치(241)가 오프인 경우에는 신호 가공 수단(239)으로의 전력 공급이 차단되어, 생체 정보를 판정할 수 없게 된다.

비사용시에는 스위치(241)가 오프이고, 제 1 판정 수단(229)만으로 인체의 체동에 의해 발생하는 진동을 기다리고 있다. 그리고 사람이 사용할 때에는 반드시 '뚜껑(225)을 들어 올린다'라는 동작과 '좌변시트 장치(205)에 앉는다'라는 동작을 수행하기 때문에, 뚜껑(225)을 들어 올리는 진동이나 앉는 큰 진동이 좌변시트 장치(205)에 발생하게 된다. 이로 인해 압전 센서(9)는 진동이 없는 상태에서 큰 진 동을 받는 상태로 다이나믹하게 변화하기 때문에, 변위의 가속도가 커 큰 출력을 발생한다. 압전 센서(9)의 큰 출력은 필터 수단(231)과 증폭 수단(232)에 의해 동작 정보에 기초하는 신호로서 동작 정보 산출 수단(234)에 보내지고, 그 결과 '뚜껑(225)를 들어 올렸다''좌변시트 장치(205)에 앉았다' 등의 동작이 생긴 것을 제 1 판정 수단(229)으로 판정하는 것이다. 또한 제 1 판정 수단(229)에 의한 '좌변시트 장치(205)에 앉았다'라는 판정 후에, 제어 수단(213)은 전력 공급 수단(236)에 의해 스위치(241)를 온시킨다. 그러면 신호 가공 수단(239)에도 전력이 공급되기 때문에, 신호 가공 수단(239)은 신호 가공 수단(233)으로부터의 신호를 받아, 필터 수단(237)과 증폭 수단(238) 등에 의해 신호를 다시 가공하여, 생체 정보 산출 수단(240)에 보낸다. 그리고 사용자가 안정하고 있으면, 좀 전의 '뚜껑(225)을 들어 올렸다''좌변시트 장치(205)에 앉았다'라는 동작에 의한 큰 진동은 단시간에 멈추고, 이후에는 사용자의 생체 정보, 즉 심박수나 호흡 등에 따른 미약한 진동만이 계속되게 된다. 생체 정보에 따른 진동은 미약하기 때문에 압전 센서(9)의 출력은 작지만, 증폭 수단(232, 238)에서 2단으로 증폭된 신호로서 생체 정보 산출 수단(240)에 보내지기 때문에, 생체 정보 산출 수단(240)에서는 적절한 크기의 신호로서 처리하는 것이 가능하다. 또한 같은 생체 정보라고는 해도, 심박에 의한 진동과 호흡에 의한 진동에서는 심박의 주파수가 높고 호흡의 주파수가 낮기 때문에, 필터(237)에 의해 양자를 분리할 수 있다. 여기에서는 심박을 검출하는 것으로서, 생체 정보 산출 수단(240) 내에서는 자기 상관 계수를 산출하여 심박의 주기를 구하고, 심박수를 산출하는 것으로 한다. 그리고, 산출된 심박수를 표시하는 표시 수단 (242)과, 미리 설정된 심박수의 설정값을 비교하는 비교 수단(243)과, 비교 결과에 기초하여 경보를 발생하는 통지 수단(244)을 장비하고 있다. 통지 수단(244)은 심박수가 설정값 이상으로 되었을 때에 경보를 발생할 수 있다. 특히, 배변시에 배에 힘을 주면 심박수가 상승하여 뇌일혈의 발생에 이를 우려가 있는데, 제어 수단(213)은 심박수의 변화로부터 발병을 예견하여 건강 관리에 기여할 수 있다. 이 때, 제어 수단(213)이 예를 들어 병원 내 등에서 넷 접속되어 있으면, 병원 내에서 사용되고 있는 좌변시트 장치(205)를 일괄하여 집중 감시할 수 있을 뿐 아니라, 직접 진찰할 수 없는 화장실 내의 상태도 항상 감시할 수 있다.

또한, 표시 수단(242)으로의 신호는 유선 수단이나 무선 수단에 의한 통신 수단을 통하여 전송할 수 있다.

여기에서 동작 정보를 판정하는 제 1 판정 수단에 관하여, 신호 가공 수단(233)의 출력의 크기에 착목하면, 도 7에 나타내는 바와 같이 좌변시트 장치(205)에 인체(M)가 착좌한 순간(혹은 일어선 순간)이나, 뚜껑 등의 물체를 얹었을 때(혹은 치웠을 때), 혹은 착좌한 채로의 상태에서도 신체를 움직인 경우 등에 큰 출력 파형이 출력된다. 한편, 인체(M)가 착좌한 후에 안정 상태이면, 심장의 활동이나 호흡 활동에 의해 전반되는 신체의 미소한 체동에 의해 비교적 저레벨의 출력 파형이 출력된다.

이에 반해, 인체(M)가 부재이거나, 물체가 얹혀진 경우에는 큰 출력 파형을 출력한 후, 일정 시간 내에 출력 파형을 나타내지 않는다.

거기에서 신호 가공 수단(233)의 출력(V)과 미리 정해진 두 개의 설정값(Va, Vb)을 다음과 같이 비교, 판정할 수 있다. 즉, V<Va이면, 인체(M)나 물체가 부재라고 판정한다(부재 출력 Hi). Va≤V<Vb이면, 인체(M)가 안정 상태로 존재한다고 판정한다(재(在) 출력 Hi). 또한 Vb<V이면, 인체(M)가 체동을 일으켰다고 판정한다(체동 출력 Hi). 인체(M) 대신에 물체를 얹은 경우에는 일시적으로 재(在), 체동의 판정이 이루어지지만, 인체(M)와 같은 심장의 활동이나 호흡 활동에 의해 전반되는 저레벨의 진동이 나타나지 않기 때문에 물체를 얹은 상태로 하여 인체(M)의 부재 판정이 이루어진다.

그리고 예를 들어 제 1 판정 수단에서 사람이 있다고 판정하면 탈취 수단 및 좌변시트 가열 수단의 운전을 개시하여도 좋으며, 이 운전 동작은 사람의 부재가 판정되면 정지하면 된다. 또한, 여기에서의 좌변시트 가열 수단은 히터(12)이다.

한편, 생체 정보를 판정하는 제 2 판정 수단에 관해서는, 말하자면 도 7의 안정시의 출력 변동으로부터 심박을 추출하는 것을 해야만 한다. 실제로는, 안정시의 압전 센서(9)의 출력 파형은 도 30과 같은 것이다.

신호 가공 수단(239)에 있어서, 필터 수단(237)은 컷오프 주파수가 30Hz의 로우패스 필터에서 특히 60Hz의 노이즈 성분을 제거하고, 컷오프 주파수가 0.5Hz의 하이패스 필터에서 호흡에 의한 진동 성분을 제거하는 것이다. 도 31에 필터 수단(237)을 통과한 후의 출력 파형의 예를 나타낸다.

다음으로 생체 정보 산출 수단(240) 내에서는 먼저 이동 시간 0에서 t max초 사이의 자기 상관 계수를 산출한다. 도 32에 산출한 자기 상관 계수의 예를 나타낸다.

이어서, 산출된 자기 상관 계수 F(t)를 기초로 주기를 결정한다. 도 33에 주기를 구하는 동작을 플로우 챠트로 나타낸다. 동작은 피크 검지이다.

t를 0부터 미소 시간(dt)씩 늘리면서 단계 2부터 단계 4에서 F(t)의 감소를 확인하고, 단계 5부터 단계 7에서 F(t)의 증가를 확인한다. 증가가 종료한 때의 t와 F(t)를 단계 8에서 기억한다. 이동 시간(t)이 t max로 될 때까지 반복하여 피크를 검출하고, 검출 종료 후 단계 9에서 피크 중의 최대값을 나타낸 t를 주기로 한다. 도 32의 데이터예에서는 주기는 t1초이다. 다음으로 심박수를 산출한다. 심박수는 구한 주기로부터 산출되며, 심박수 S=60/t이다. 이 데이터예에서는 S=60/t1이다. 이상과 같이 생체 정보 산출 수단(240) 내에서 심박수(S)를 산출한다.

덧붙이자면 본 실시예에서는 증폭 수단(232)의 증폭률을 10, 증폭 수단(238)의 증폭률을 200으로 할 수 있다.

또한, 제 1 판정 수단을 좌변시트 장치(205)의 제어의 단계를 진행하기 위한 입력 수단으로 하여 사용자가 의도적으로 사용하는 것이 가능하다.

예를 들어 좌변시트 장치(205)의 일반적인 기능으로서, 배변 종료 후에 세정수의 방수나 건조풍의 송출 등이 수행된다. 단 이 경우, 적절한 시간이나 양만 수행된다고는 할 수 없다. 예를 들어 둔부의 세정 정도를 검출하여 세정을 정지하거나, 건조 정도를 검출하여 정지한다는 것은 상당히 어렵기 때문에, 미리 설정된 평균적인 시간만큼 구동되거나, 혹은 사용자가 스위치를 누르는 등 하여 개시/정지를 제어하는 경우가 많다.

그런 점에서, 본 발명의 제 1 판정 수단에 의해, 예를 들어 '둔부를 움직인 다'라는 동작 정보를 검출하여 개시/정지를 제어하는 것을 생각할 수 있다. 배변이 끝난 사용자가 좌변시트에 앉은 채로 둔부를 움직이면 세정수의 방수를 개시하고, 다음으로 둔부를 움직이면 세정수의 방수를 정지하고 건조풍의 송출을 개시하고, 다음으로 둔부를 움직이면 건조풍의 송출을 정지한다고 하는 것이 가능하다. 이 방법에 따르면, 사용자가 원하는 시간/양만큼 둔부를 세정하거나 건조시키거나 할 수 있기 때문에, 시간/양의 부족에 의한 불쾌감을 없애고, 시간/양이 너무 많아 낭비되는 것을 방지할 수 있다. 또한 손을 스위치에 대는 조작에 비하면, 어디에도 손을 대지 않아도 되기 때문에 무엇보다도 청결하다.

상기한 좌변시트 장치(205)에 따르면, 압전 센서(9)는 진동의 가속도에 따른 전기 신호를 확실하게 제어 수단(213)에 공급하여 인체의 아주 작은 움직임도 용이하게 검출하므로 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 압전 센서(9)는 가요성이 있어 충격이 계속 가해져도 잘 파손되지 않고, 또한 사람과 물체의 구별을 용이하게 하는 검출 신호를 출력하기 때문에, 착좌 등의 검출을 확실하게 할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 압전 센서(9)로부터의 출력 신호를 평활화하여 재/부재를 판정하거나, 자기 상관 계수를 연산하여 심박수를 구하는 구성에 대하여 설명하였으나, 마이크로 컴퓨터 등에 의해 AD 변환하여 디지털 데이터로 하고, 이 디지털 데이터를 마이크로 컴퓨터 내에서 이동 평균한 값에 기초하여 재/부재를 판정하거나 하는 것도 생각할 수 있다.

이상 설명해 온 실시예의 효과에 대하여 정리한다.

가요성을 가지며 진동을 검출하는 압전 센서(9)와, 압전 센서(9)의 출력에 기초하여 동작 정보를 판정한 후에 생체 정보를 판정하는 제어 수단(251)을 합쳐, 도 29와 같이 진동 검출 장치(245)를 구성하고 있다.

이로 인해, 동작 정보를 판정할 때까지는 생체 정보를 기다리고 있을 필요가 없기 때문에, 생체 정보를 기다리는데 필요한 전력 소비를 방지할 수 있어 효율화를 도모할 수 있다거나, 마찬가지로 불필요한 전류에 의해 발생하는 전기적인 노이즈를 방지할 수 있어 판정의 정밀도가 향상한다.

또한, 진동은 인체의 체동에 의한 것으로, 판정 수단은 동작 정보로서 인체의 존재를 판정한 후에 생체 정보로서 심박이나 호흡 등을 판정하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 인체가 존재하지 않는 동안에는 심박이나 호흡 등의 생체 정보는 발생하지 않기 때문에, 인체의 존재를 판정한 후에 생체 정보를 판정하는 것만으로 충분히 정밀도 높게 생체 정보를 판정할 수 있다. 인체의 존재를 판정할 때까지 생체 정보를 기다릴 필요가 없어 마찬가지로 효율화와 정밀도 향상의 효과가 있다.

또한, 동작 정보 판정용 제 1 판정 수단(229)과, 생체 정보 판정용 제 2 판정 수단(230)을 갖는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 동작 정보와 생체 정보의 각각에 관하여 적절한 판정이 가능하여 판정의 정밀도가 향상한다.

또한, 제 1 판정 수단(229)과 제 2 판정 수단(230)에 전력을 공급하는 전력 공급 수단(236)을 가지며, 전력 공급 수단(236)은 동작 정보 판정시에는 상기 제 2 판정 수단(230)에는 전력을 공급하지 않는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 제 1 판정 수단(229)에서 동작 정보를 판정할 때까지는 제 2 판정 수단(230)에 대한 전력 소비를 저감할 수 있어 전력의 효율화를 도모할 수 있다. 이 때 마찬가지로 제 2 판정 수단(230)이 소비하는 전류에 의해 발생하는 전기적인 노이즈를 방지할 수 있어 판정의 정밀도가 향상한다.

또한, 판정 수단(229, 230)은 압전 센서(9)의 출력을 증폭하는 증폭 수단(232, 238)을 가지며, 동작 정보 판정시의 증폭률(10)보다도 생체 정보 판정시의 증폭률(2000)이 큰 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 동작 정보에 기인하는 진동보다도 생체 정보에 기인하는 진동이 훨씬 작기 때문에, 생체 정보 판정시의 증폭률을 크게 함으로써 정밀도 높게 생체 정보를 판정할 수 있다.

또한, 좌변시트에 전해진 사용자의 체동을 검출하여 동작 정보와 생체 정보를 판정하는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 사용자가 뚜껑(205)을 열었다던가 좌변시트에 앉았다던가 하는 동작 정보를 판정할 때까지는 앉은 사용자의 심박이나 호흡 등의 생체 정보를 기다릴 필요가 없기 때문에, 효율화와 정밀도 향상의 효과가 있다.

또한, 동작 정보와 생체 정보에 기초하여 표시 수단(242), 통지 수단(244), 통신 수단, 세정 수단, 건조 수단, 좌변시트 가열 수단(12;히터), 급배수 수단, 실내 공조 수단, 환기 수단, 탈취 수단들 중 적어도 하나를 제어하는 제어 수단을 갖는 구성으로 하고 있다.

이로 인해, 효율적이고 정밀도 높게 판정된 동작 정보와 생체 정보에 의해 각종의 제어를 수행하는 것은 용이하며, 동작 정보와 생체 정보를 활용한 다기능의 좌변시트 장치(205)를 실현할 수 있다.

(실시예 12)

도 15(c)는 본 발명에 따른 실시예 12를 나타내는 욕조 장치의 단면 구성도, 도 34는 욕조 장치에 있어서의 제어 장치의 블록 구성도이다.

본 발명에 따른 실시예의 욕조 장치는 도 15(c)에 나타내는 바와 같이, 강체의 욕조(246)와 커버(247) 사이에 가요성이 있는 코드 형상의 압전 센서(248)를 배치하고 있다. 또한, 욕조(246)로부터 압전 센서(248)를 향해 돌출한 돌기(249), 압전 센서(248)를 커버(247)에 지지하는 홀더(250)를 가지며, 압전 센서(248)는 홀더(250)를 통하여 위치 결정되어 있다.

여기에서 돌기(249)와 압전 센서(248)는 서로 다른 형상으로 대향하고 있다. 도 15(c)의 지면에 평행한 방향으로는 압전 센서(248)가 길고, 도 15(c)의 안쪽 길이 방향으로는 돌기(249)가 큰 구성으로 하고 있다. 이로 인해 압전 센서(248)에는 돌기(249)와 접하지 않는 부위와, 돌기(249)와 접하는 부위가 있으며, 또한 돌기(249)와 접하는 부위 중에서도 강하게 가압되는 부위(중앙)부터 그다지 가압되지 않는 부위까지 가압의 상태가 다른 여러 부위가 존재하게 된다.

그에 더하여 압전 센서(248)는 홀더(250)를 통하여 커버(247)에 장착되어 있는데, 여기에서 커버(247)가 욕조(247)에 일체로 고정되어 있는지 어떤지, 커버(247)가 강체인지 탄성체인지, 그리고 홀더(250)가 강체인지 탄성체인지에 따라 상황은 변한다.

먼저 커버(247)가 욕조(246)에 일체로 고정되어 있지 않은 경우, 커버(247)의 재질이나 홀더(250)의 재질에 상관없이, 사용자의 체동에 의해 욕조(246)는 진동하지만 커버(247)는 진동하지 않는다. 욕조(246)의 진동은 돌기(249)에 의해서만 압전 센서(248)에 전해지기 때문에, 압전 센서(248)는 돌기(249)와 접하는 부위만 진동을 받고 돌기(249)와 접하지 않는 부위는 진동을 받지 않게 된다. 압전 센서(248) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라, 부위에 따라 서로 다른 진동을 받는다고 하는 것은 압전 센서(248)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(248)의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 욕조(246;강체)의 진동으로 압전 센서(248)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 욕조(246;강체)의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 돌기(249)와 압전 센서(248)의 대향면의 형상의 차이는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다.

다음으로 커버(247)가 욕조(246)에 일체로 고정되어 있고 커버(247)와 홀더(250) 중 적어도 한 쪽이 탄성체로 이루어지는 경우, 사용자의 체동에 의해 욕조(246)는 진동하고, 커버(247)와 홀더(250)를 경유한 진동은 탄성체를 경유한 진동이기 때문에 욕조(246)와는 다른 진동을 한다. 욕조(246)의 진동은 돌기(249)로부터 압전 센서(248)에 전해지지만, 커버(247)와 홀더(250)를 경유한 진동도 압전 센서(248)에 전해지기 때문에, 압전 센서(248)는 돌기(249)와 접하는 부위와 홀더(250)와 접하는 부위에서 서로 다른 진동을 받게 된다. 압전 센서(248) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(248)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(248)의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 욕조(246;강체)의 진동으로 압전 센서(248)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 욕조(246;강체)의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 돌기(249), 커버(247), 홀더(250)는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다.

마지막으로 커버(247)가 욕조(246)에 일체로 고정되어 있고 커버(247), 홀더(250) 모두 강체인 경우, 사용자의 체동에 의해 욕조(246)가 진동하면, 돌기(249)로부터 압전 센서(248)에 전해지는 진동도, 커버(247)와 홀더(250)를 경유한 진동도 같은 진동처럼 생각될 것이다. 그러나 미시적으로는 양자 사이에는 인간에게는 판별할 수 없을 정도의 아주 작은 시간차가 있다. 그것은, 욕조(246)가 진동하면 돌기(249)는 바로 진동하지만, 홀더(250)는 바로는 진동하지 않는다는 것이다. 홀더(250)는, 욕조(246)가 진동한 후에 욕조(246) 주위의 접속부를 통하여 커버(247)가 진동하고, 그 뒤에 진동을 개시한다. 즉, 진동이 전달되는 경로의 길이가 긴 것이다. 따라서, 압전 센서(248)는 돌기(249)와 접하는 부위와 홀더(250)와 접하는 부위에서 아주 미소하게 다른 진동을 받게 된다. 압전 센서(248) 전체가 같은 진동을 받는 것이 아니라 부위에 따라 다른 진동을 받는다는 것은 압전 센서(248)에 부분적으로 변형을 준 것과 같으므로, 압전 센서(248)의 출력을 크게 할 수 있다. 결국, 변형이 거의 없는 욕조(246;강체)의 진동으로 압전 센서(248)를 변형시킬 수 있는 것이므로, 욕조(246;강체)의 진동을 증폭한 것이 된다. 이런 점에서 돌기(249), 커버(247), 홀더(250)는 일종의 증폭 수단이라 할 수 있다. 단, 이 경우, 지금까지의 경우보다는 증폭 기능이 적기 때문에, 센서 출력을 처리하는 회로 상에서 증폭률을 높게 하는 등의 고안이 필요하다.

먼저 압전 센서(248)의 탄성이다. 가요성(플렉시블성)을 갖는 압전 센서(248)에는 탄성도 있기 때문에, 압전 센서(248)와 접하는 돌기(249)로부터의 진동이나 홀더(250)로부터의 진동은 압전 센서(248) 자신을 진동시킬 수 있으며, 특히 압전 센서(248)의 탄성에 의해 원래의 진동과는 서로 다른 진동을 일으키는 것이 가능하다. 즉 주어진 원래의 진동에 대한 출력을 발생하면서, 그로 인해 자기자신이 서로 다른 진동을 일으켜 또 다른 출력을 발생한다고 하는 구조이다.

다음으로 압전 센서(248)에 장력을 건 상태에서 장착한다고 하는 것이다. 도 15(c)는 압전 센서(248)에 장력이 걸려 있는, 즉 팽팽히 당겨진 상태로 지지되어 있다. 이 때에는 장력이 걸려 있지 않은 경우와 비교하여 압전 센서(248) 내를 진동이 멀리까지 전반해 간다. 압전 센서(248)와 접하는 돌기(249), 홀더(250)로부터의 진동은 어느 정도 장력이 걸려 있는 편이 압전 센서(248) 내를 멀리까지 전반하여, 그 결과 압전 센서(248) 내의 여러 장소로부터 출력을 발생시킬 수 있다. 이것은 센서의 감도를 올리는 것, 즉 진동을 증폭한 것과 같은 효과가 있는 것으로 생각할 수 있다. 그리고 어느 정도의 장력을 거는 것이 좋은가라는 것에 대해서는 적어도 압전 센서(248)의 기계적 강도가 손상되지 않는 범위에서, 특히 탄성을 유지할 수 있는 범위로 하는 것이 바람직하다.

도 34에 나타내는 바와 같이, 제어 수단(251) 내에는 인체의 동작 정보를 판정하는 제 1 판정 수단(252)과, 생체 정보를 판정하는 제 2 판정 수단(253)을 가지고 있다.

제 1 판정 수단(252)은 압전 센서(248)의 출력을 받아, 필터 수단(254)과 증폭 수단(255)을 갖는 신호 가공 수단(256)에 의해 압전 센서(248)의 출력 신호를 가공하고, 그 신호를 기초로 동작 정보 산출 수단(257)에서 사람의 동작 정보(어떠한 동작을 하였는지)를 구하는 구성이다. 여기에서, 외부의 전원부(258)는 전력 공급 수단(259)을 통하여 신호 가공 수단(256)에 전력을 공급하는 것으로, 스위치(260)에 의해 전력 공급의 온/오프를 제어할 수 있다. 전력 공급 수단(259)의 스위치(260)가 온인 경우에는 신호 가공 수단(256)으로의 전력 공급을 수행하여 신호의 가공을 가능하게 하여, 동작 정보 산출 수단(257)에서 동작 정보를 판정할 수 있다. 전력 공급 수단(259)의 스위치(260)가 오프인 경우에는 신호 가공 수단(256)으로의 전력 공급이 차단되어 동작 정보를 판정할 수 없게 된다.

제 2 판정 수단(253)은 압전 센서(248)의 출력을 받아 필터 수단(261)과 증폭 수단(262)을 갖는 신호 가공 수단(263)에 의해 압전 센서(248)의 출력 신호를 가공하고, 그 신호를 기초로 생체 정보 산출 수단(264)에서 사람의 생체 정보(심박이나 호흡 등)를 구하는 구성이다. 여기에서, 외부의 전원부(265)는 전력 공급 수단(266)을 통하여 신호 가공 수단(263)에 전력을 공급하는 것으로, 스위치(267)에 의해 전력 공급의 온/오프를 제어할 수 있다. 전력 공급 수단(266)의 스위치(267)가 온인 경우에는 신호 가공 수단(263)으로의 전력 공급을 수행하여 신호의 가공을 가능하게 하여, 동작 정보 산출 수단(264)에서 생체 정보를 판정할 수 있다. 전력 공급 수단(266)의 스위치(267)가 오프인 경우에는 신호 가공 수단(263)으로의 전력 공급이 차단되어 생체 정보를 판정할 수 없게 된다.

이것을 기초로 제어 수단(251)에 의한 다음과 같은 제어를 생각할 수 있다. 비사용시에는 스위치(260, 267) 모두 오프로서 동작 정보도 생체 정보도 기다리지 않지만, 욕조에 대한 자동 물채움 완료, 또는 욕조 데움 완료에 연동하여, 스위치(260)만 온으로 전환하여 동작 정보를 기다리는 상태로 한다. 사람이 욕조(246)에 들어갈 때 '욕조(246)에 들어간다'는 동작에 기초하는 큰 진동이 욕조(246)에 발생하게 된다. 이로 인해 압전 센서(248)는 진동이 없는 상태에서 큰 진동을 받는 상태로 다이나믹하게 변화하기 때문에, 변위의 가속도가 커 큰 출력을 발생한다. 압전 센서(248)의 큰 출력은 필터 수단(254)과 증폭 수단(255)에 의해 동작 정보에 기초하는 신호로서 동작 정보 산출 수단(257)에 보내지고, 그 결과 '욕조(246)에 들어갔다'는 동작이 발생한 것을 제 1 판정 수단(252)으로 판정하는 것이다. 또한, 제 1 판정 수단(252)에 의한 '욕조(246)에 들어갔다'라는 판정 후에, 제어 수단(251)은 전력 공급 수단(266)에 의해 스위치(267)를 온시킨다. 그러면 신호 가공 수단(263)에도 전력이 공급되기 때문에, 신호 가공 수단(263)은 압전 센서(248)로부터의 신호를 받아, 필터 수단(261)과 증폭 수단(262) 등에 의해 신호를 가공하여 생체 정보 산출 수단(264)에 보낸다. 그리고 사용자가 안정하고 있으면, 좀 전의 '욕조(246)에 들어갔다'라는 동작에 의한 큰 진동은 단시간에 멈추고, 이후에는 사용자의 생체 정보, 즉 심박수나 호흡 등에 따른 미약한 진동만이 계속되게 된다. 생체 정보에 따른 진동은 미약하기 때문에 압전 센서(248)의 출력은 작지만, 증폭 수단(262)에서 증폭된 신호로 하여 생체 정보 산출 수단(264)에 보내지기 때문에, 생체 정보 산출 수단(264)에서는 적절한 크기의 신호로서 처리하는 것이 가능하다. 또한 같은 생체 정보라고는 해도, 심박에 의한 진동과 호흡에 의한 진동에서는 심박의 주파수가 높고 호흡의 주파수가 낮기 때문에, 필터(261) 등에 의해 양자를 분리할 수 있다. 여기에서는 심박, 호흡, 그 외의 생체 정보에 의해, 예를 들어 입욕자의 혈압의 상승이나 현기증 상태를 판정할 수 있다고 한다면, 판정 후에 찬 물을 더 넣어 목욕물의 온도를 낮추는 등 급탕 장치(268)를 제어하는 것도 가능하다. 또한 생체 정보로부터 입욕자의 졸음을 판정할 수 있다고 한다면, 무선 통신을 수행하여 다른 방에 있는 통지 수단(269)으로 가족에게 알림으로써 물에 빠지는 등의 위험을 미연에 회피하는 것도 가능하다.

또한, 제 1 판정 수단을 욕조 장치의 제어의 입력 수단으로 하여 사용자가 의도적으로 사용하는 것도 가능하다.

예를 들면 욕조 장치의 일반적인 기능으로서, 자동 목욕물 채움, 추가 데우기, 따뜻한 물 추가, 찬 물 추가, 혹은 릴렉션 효과가 있는 거품 발생, 혹은 욕탕의 환기, 건조, 냉난방 등이 수행된다. 그리고 일반적으로 입욕자는 스위치 조작에 의해 이들 기능을 제어시킨다.

그런 점에서 본 발명의 제 1 판정 수단(252)에 의해, 예를 들어 '욕조(246)를 두드린다'는 동작 정보를 검출하여 그들의 제어를 수행하는 것을 생각할 수 있다. 욕조(246)는 일체 구성된 강체로서, 가장자리를 가볍게 두드리는 것만으로 생체 정보보다도 큰 진동을 얻을 수 있다. 이 '욕조(246)를 두드린다'는 동작을 시간과 횟수의 팩터로 다양한 기능의 스위치에 대응시키는 것이 가능하다. 예를 들면, 단위 시간 내에 한 번 두드리면 따뜻한 물 추가, 두 번 두드리면 거품 발생이라고 하는 사용 방식이 가능하다. 또한, 욕실 내에 보온 온도의 설정값을 표시하는 표시 수단(270)을 설치해 두고, 강하게 두드리면 설정 온도가 올라가는 방향으로, 약하게 두드리면 설정 온도가 내려가는 방향으로, 두드리는 횟수에 따라 각각 오름내림의 수치가 변한다고 하는 식으로도 가능하다. 이 경우에는 입욕자가 표시 수단(270)으로 표시를 확인하면서 보온 온도를 변경할 수 있다.

이상, 욕조 장치의 입력 수단으로서 압전 센서를 이용하면 별도 스위치를 욕실 내에 설치할 필요가 없으며, 그 스위치를 위한 방수 대책도 필요가 없어진다. 모든 스위치를 압전 센서로 대체할 수 있으면, 욕실의 벽 등에 리모콘 등의 콘트롤러를 장착할 필요가 없어 그를 위한 배선이나 공사도 불필요하게 된다.

또한 본 실시예에서는, 제 2 판정 수단(252)은 제 1 판정 수단(253)과 병렬로 접속하고 있기 때문에, 서로 독립하여 판정할 수 있다. 즉 스위치(260, 261)의 온/오프의 조합에 의해, 제 1 판정 수단(253)에서의 동작 정보의 판정과, 제 2 판정 수단(252)에서의 생체 정보의 판정을 동시에 수행하거나, 한 쪽만 수행하거나 할 수 있다. 동시에 수행하는 경우에는, 양쪽의 정보로 통합적인 판정을 수행하여 외부 기기를 제어할 수 있고, 한 쪽 정보로 다른 쪽의 판정을 제어할 수도 있다. 한 쪽만 수행할 경우에는 다른 쪽의 전력 소비를 막을 수 있기 때문에 쓸데없는 전력을 사용하지 않아도 되므로 효율이 좋다거나, 쓸데없는 전류에 의해 노이즈가 발생하는 것을 방지하므로 판정 정밀도가 올라가는 등의 효과가 있다.

또한, 본 실시예에서는 강체로서 욕조에 대하여 나타내었으나, 욕조는 역사적으로 보아 각종 재료로 구성되고 있다. 나무, 수지, 스테인레스 등의 금속, 대리 석, 혹은 돌, 타일 등으로 이루어지는 것이 있다. 욕조용의 강체로는 통상의 입욕시에 사용자가 느낄만한 큰 변형을 일으키지 않는 동시에 진동이 전달되는 재질이면 채용 가능하다.

(실시예 13)

도 18(c)는 본 발명에 따른 실시예 13을 나타내는 샤워 장치의 구성도이다.

본 발명에 따른 실시예의 샤워 장치는 도 18(c)에 나타내는 바와 같이 착좌 자세로 샤워를 사용할 수 있는 것으로, 좌석(271)의 내부에는 압전 센서(272)를 배치하고 있다. 실시예 11과 마찬가지로 사용자의 재, 부재, 체동 등의 동작 정보와, 심박이나 호흡 등의 생체 정보를 판정하여 샤워의 제어 등에 도움을 줄 수 있다.

특히 사용자가 앉았음을 판정한 후에 심박이나 호흡을 판정하면, 효율적인 동시에 판정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(실시예 14)

도 35는 본 발명에 따른 실시예 14를 나타내는 어린이 시트의 구성도이다.

본 발명에 따른 실시예의 어린이 시트는 도 35에 나타내는 바와 같이 쿠션성이 높은 어린이 시트 본체(273)에 시트 형상의 압전 센서(274)를 배치하고 있다. 영유아의 체동 등의 동작 정보와, 심박이나 호흡 등의 생체 정보를 기초로 영유아의 흉부의 압박 상태를 판정하여, 벨트 텐션의 제어 등에 도움을 줄 수 있다.

특히 영유아가 앉았음을 판정한 후에 심박이나 호흡을 판정하면, 효율적인 동시에 판정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한 쿠션성이 높은 시트의 경우에는 판정 수단의 증폭률을 낮추는 것이 가 능하다.

또한, 본 실시예의 압전 센서(274)는 케이블 형상이 아니라, 피에조 소자 재료를 시트 형상으로 성형한 압전 시트와, 압전 시트의 양면에 전극으로서의 도전 고무를 장착하여 가요성이 있는 시트 형상으로 구성하고 있다.

(실시예 15)

도 36은 본 발명에 따른 실시예 15를 나타내는 카 시트의 구성도이다.

본 발명에 따른 실시예의 카 시트는 도 36에 나타내는 바와 같이 쿠션성이 높은 카 시트(275)의 내부에 복수의 압전 센서(76)를 배치하고 있다. 운전수의 체동 등의 동작 정보와, 심박이나 호흡 등의 생체 정보를 기초로 운전수의 심리 상태나 졸음을 판정하여, 운전수에게 알린다던가, 차 내의 냉난방의 제어 등에 도움을 줄 수 있다.

특히 운전의 개시를 판정한 후에 심박이나 호흡을 판정하면, 효율적인 동시에 판정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(실시예 16)

도 37은 본 발명에 따른 실시예 16을 나타내는 침구의 구성도이다.

본 발명에 따른 실시예의 침구는 도 37에 나타내는 바와 같이 쿠션성이 높은 매트(277)에 압전 센서(278)를 장착하고 있다. 사람의 체동 등의 동작 정보와, 심박이나 호흡 등의 생체 정보를 기초로 사람의 입면(入眠)이나 몸 상태를 판정하여, 본인이나 가족에게 알리거나, 실내의 냉난방의 제어 등에 도움을 줄 수 있다.

또한, 생체 정보로서 호흡이나 코고는 소리의 진동 등에 의해 수면시의 무호 흡 상태를 판정하는 것도 가능하며, 무호흡 상태가 장시간 계속되는 경우에는 조명을 켜거나, 통지하는 등에 의해 본인을 깨우거나 하여 통보하는 것도 가능하다.

특히 침상에 들어가거나 수면에 들어간 것을 판정한 후에 심박이나 호흡을 판정하면, 효율적인 동시에 판정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한 침구는 침대여도, 이불 등이어도 좋으며, 모포나 카펫에 응용하는 것도 가능하다.

본 발명을 특정의 실시예를 참조하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게 있어 자명한 일이다.

본 출원은 2003년 6월 20일 출원된 일본 특허 출원 제 2003-176677호, 2003년 10월 6일 출원된 일본 특허 출원 제 2003-346815호, 2003년 10월 6일 출원된 일본 특허 출원 제 2003-346816호 및 2003년 10월 7일 출원된 일본 특허 출원 제 2003-348200호에 기초하는 것으로서, 그 내용은 여기에 참조로 포함된다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 좌변시트 장치에 따르면, 코드 형상의 압전 센서는 가압 수단이 설정되어 있음으로써 착좌 등에 의해 인가되는 진동을 확실하게 검출하여, 진동의 가속도에 따른 크기의 전기 신호를 출력할 수 있다. 아울러, 압전 센서는 가요성이 있어 배치가 용이함과 동시에, 충격이 계속 가해져도 잘 파손되지 않으며, 또한 사람과 물체의 구별을 확실하게 하는 전기 신호를 출력할 수 있어 높은 신뢰성을 수반한다.

또한 본 발명에 따른 진동 검출 장치 및 좌변시트 장치는 강체에 전해진 진동에 의한 강체의 변형이 거의 없는 경우라도 강체에 전해진 진동을 증폭 수단에 의해 증폭하여 진동 검출 센서로 검출하기 때문에, 강체에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다. 따라서 좌변시트 장치, 욕조 장치, 샤워 장치에 한정되지 않고 탄성이 적은 좌석에 효과를 발휘하여, 휠체어에도 이용가능하다. 또한 앉는 것 이외에도 사용자가 접촉하여 진동을 가하는 것이면 응용 가능하기 때문에, 서서 사용하는 것, 기대어 사용하는 것, 누워 사용하는 것 등에도 유효하다. 일예로서, 체중계, 신장계, 침대, 들것, 수술대 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동 검출 장치 및 좌변시트 장치는, 진동하는 강체는 고정부 근방에서는 가장 진동하기 어렵기 때문에, 고정부 근방에 지지된 진동 검출 센서는 적어도 지지되는 부위에서는 진동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 진동 검출 센서 자신이 진동하지 않는 환경에서 강체에 전해진 진동을 정밀도 높게 검출할 수 있다. 따라서 좌변시트 장치, 욕조 장치, 샤워 장치에 한정되지 않고 탄성이 적은 좌석에 효과를 발휘하여, 휠체어에도 이용 가능하다. 또한 앉는 것 이외에도 사용자가 접촉하여 진동을 주는 것이면 응용 가능하기 때문에, 서서 사용하는 것, 기대어 사용하는 것, 누워 사용하는 것 등에도 유효하다. 일예로서, 체중계, 신장계, 침대, 들것, 수술대 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동 검출 장치 및 좌변시트 장치는 가요성을 가지며 진동을 검출하는 압전 센서의 출력에 기초하여 동작 정보를 판정한 후에 생체 정보를 판정함으로써, 동작 정보를 판정할 때까지는 생체 정보를 기다릴 필요가 없기 때문에 생체 정보를 기다리는데 필요한 전력 소비를 방지할 수 있어 효율화를 도모할 수 있다거나, 마찬가지로 필요없는 전류에 의해 발생하는 전기적인 노이즈를 방지할 수 있어 판정의 정밀도가 향상한다.

따라서 좌변시트 장치, 욕조 장치, 샤워 장치, 어린이 시트, 침구에만 한정되는 것이 아니라, 휠체어에도 이용 가능하다. 또한, 앉는 것 이외에도 사용자가 접촉하여 진동을 주는 것이라면 응용 가능하기 때문에, 서서 사용하는 것, 기대어 사용하는 것, 누워 사용하는 것 등에도 유효하다. 일예로서, 체중계, 신장계, 들것, 수술대 등을 들 수 있다.

Claims

강체에 전해진 진동을 증폭하는 제 1 증폭수단과, 증폭된 진동을 검출하는 진동 검출 센서를 갖는 진동 검출 장치.
제 1항에 있어서,

윗덮개 및 기저판으로 이루어지는 케이스에 상기 진동 검출 센서를 배치하고, 상기 윗덮개는 강체로 이루어지는 진동 검출 장치.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 제 1 증폭수단은 상기 진동 검출 센서를 가압하는 탄성이 있는 가압수단을 갖는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 증폭수단은 상기 진동 검출 센서와는 형상이 다른 대향면에서 상기 진동 검출 센서를 가압하는 가압수단을 갖는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 진동 검출 센서는 가요성을 갖는 압전 센서로 구성한 진동 검출 장치.
제 1항에 있어서,

상기 진동 검출 센서를, 상기 강체를 고정하는 고정부 근방에서 지지하는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 6항에 있어서,

상기 진동 검출 센서를 상기 강체로 이루어지는 케이스 내에 배치하고, 상기 케이스 저면에 고정부로서의 다리부를 설치하여, 상기 다리부 근방에 상기 진동 검출 센서를 지지하는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 6항 또는 7항에 있어서,

복수의 고정부를 가지며, 상기 진동 검출 센서를 상기 복수의 고정부 근방에 지지하는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 6항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고정부보다도 진동원측에 상기 진동 검출 센서를 구성한 진동 검출 장치.
제 6항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 진동 검출 센서는 가요성을 갖는 압전 센서로 구성한 진동 검출 장치.
제 1항에 있어서,

상기 진동 검출 센서는 가요성을 갖는 압전 센서로 구성하고, 상기 압전 센서의 출력에 기초하여 동작 정보를 판정한 후에 생체 정보를 판정하는 판정수단을 갖는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 11항에 있어서,

진동은 인체의 체동에 의한 것이며, 상기 판정수단은 상기 동작 정보로서 인체의 존재를 판정한 후에 상기 생체 정보로서 심박 및 호흡 등을 판정하는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 11항 또는 12항에 있어서,

상기 판정수단은 상기 동작 정보 판정용의 제 1 판정수단과, 상기 생체 정보 판정용의 제 2 판정수단을 갖는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 13항에 있어서,

상기 제 1 판정수단과 상기 제 2 판정수단에 전력을 공급하는 전력 공급 수단을 가지며, 상기 전력 공급 수단은 상기 동작 정보 판정시에는 상기 제 2 판정수단에는 전력의 적어도 일부를 공급하지 않거나, 또는 상기 생체 정보 판정시에는 상기 제 1 판정수단에는 전력의 적어도 일부를 공급하지 않는 구성으로 한 진동 검출 장치.
제 11항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 판정수단은 상기 압전 센서의 압력을 증폭하는 제 2 증폭수단을 가지며, 동작 정보 판정시의 증폭률보다도 생체 정보 판정시의 증폭률이 큰 구성으로 한 진동 검출 장치.
윗덮개 및 기저판으로 이루어지는 케이스에 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 기재된 진동 검출 장치의 상기 진동 검출 센서를 배치한 좌변시트 장치로서,

상기 진동 검출 센서가 코드 형상의 압전 센서인 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
윗덮개 및 기저판으로 이루어지는 케이스에 제 11항 내지 15항 중 어느 한 항에 기재된 진동 검출 장치의 상기 진동 검출 센서를 배치한 좌변시트 장치로서,

상기 진동 검출 센서가 코드 형상의 압전 센서인 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
제 17항에 있어서,

상기 동작 정보와 상기 생체 정보에 기초하여, 표시수단, 통지수단, 통신수단, 세정수단, 건조수단, 좌변시트 가열수단, 급배수수단, 실내 공조수단, 환기수단, 탈취수단 등의 적어도 하나를 제어하는 제어수단을 갖는 구성으로 한 좌변시트 장치.
제 16항 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 코드 형상의 압전 센서가, 진동이 인가되면 이 진동의 가속도에 따른 전기 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
제 16항 내지 19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 코드 형상의 압전 센서를 상기 윗덮개 및 기저판 중 한 쪽에 장착함과 동시에, 착좌하면 상기 코드 형상의 압전 센서에 당접하여 출력을 발생시키는 가압수단을 상기 케이스에 구비한 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
제 20항에 있어서,

상기 가압수단은 상기 케이스 내에 배치한 상기 코드 형상의 압전 센서에 대하여, 상기 케이스 내면에서 돌출한 돌기인 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
제 21항에 있어서,

상기 돌기는 상기 기저판의 하면에 장착되어 변기 본체의 상면에 탄성 접촉하는 충격 흡수용의 패드로서, 상기 패드가 상기 기저판의 투과공을 관통하여 상기 코드 형상의 압전 센서에 당접 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
제 21항에 있어서,

상기 코드 형상의 압전 센서를 상기 케이스 내면으로부터 이간 상태로 지지하고, 상기 돌기를 케이블 길이 방향을 따라 상기 윗덮개 및 기저판에 번갈아 배치한 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
제 20항에 있어서,

상기 윗덮개의 외면에 둘레홈을 설치하고, 상기 가압 수단을 상기 둘레홈 내에 끼워지는 탄성체로 구성함과 동시에, 상기 코드 형상의 압전 센서를 상기 탄성체 내에 수용 배치한 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
제 19항 내지 24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기 신호는 세정수단의 온수 온도. 수압, 좌변시트 내의 히터 온도의 제어, 혹은 심박수 등의 검출에 이용되는 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.
제 25항에 있어서,

상기 전기 신호는 통신 수단을 통하여 외부 모니터로 출력되어 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 좌변시트 장치.