(57)【要約】      （修正有）【課題】センサ部と被検者との間に導電性の信号遮蔽体が介在する環境において、導電性の検出対象である被検者の存否情報の検出や生体信号の計測を行う。【解決手段】センサ装置（４００）は、被検者（４０４）の接近および動作に応じた検査信号を伝達する信号伝達部（４０６）と、伝達された検査信号を検知するセンサ部（４０２）と、検知された検査信号を静電容量値を示す応答信号として計測し記憶する測定部（４０７）と、前記測定部に電源を供給する電源部（４０１）とを含む。信号伝達部（４０６）は接地接続されておらず、被検者（４０４）とセンサ部（４０２）との間に介在する信号遮蔽体としての導電体（４０５）に対して、信号伝達部（４０６）の第１の部分（４０８）が導電体（４０５）よりセンサ部（４０２）の近傍に配置されており、信号伝達部（４０６）の第２の部分（４０９）が導電体（４０５）より被検者（４０４）の近傍に配置されている。【選択図】図４
2020148600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の検出対象の接近および動作に応じた検査信号を伝達する信号伝達部と、
前記信号伝達部から伝達された検査信号を検知するセンサ部と、
検知された検査信号を静電容量値を示す応答信号に変換する測定部と、
前記測定部に電源を供給する電源部と
を備えたセンサ装置であって、
前記検出対象と前記センサ部との間に導電性の信号遮蔽体が介在し、
前記信号伝達部は接地接続されておらず、かつ前記検出対象、前記信号遮蔽体および前記センサ部に対し絶縁されており、前記信号伝達部の第１の部分が前記センサ部の初期検出領域内でありかつ前記信号遮蔽体より前記センサ部の近傍に配置されており、前記信号伝達部の第２の部分が前記信号遮蔽体より前記検出対象の近傍に配置されている、センサ装置。
【請求項２】
前記信号伝達部の第２の部分は、一部または全部が導電性の織物や編物、不織物などの柔軟性を有する素材、または導電性の伸縮性を有する素材で構成される、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記信号伝達部の第１の部分および第２の部分以外の部分に電磁遮蔽部をさらに備えた、請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
導電性の検出対象の接近および動作に応じた検査信号を伝達する信号伝達部と、
前記信号伝達部から伝達された検査信号を検知するセンサ部と、
検知された検査信号を静電容量値を示す応答信号に変換する測定部と、
前記測定部に電源を供給する電源部と
を備えたセンサ装置と、
前記測定部により変換された応答信号を解析して前記検出対象に関する情報を取得する解析装置と
を備えた信号解析システムであって、
前記検出対象と前記センサ部との間に導電性の信号遮蔽体が介在し、
前記信号伝達部は接地接続されておらず、かつ前記検出対象、前記信号遮蔽体および前記センサ部に対し絶縁されており、前記信号伝達部の第１の部分が前記センサ部の初期検出領域内でありかつ前記信号遮蔽体より前記センサ部の近傍に配置されており、前記信号伝達部の第２の部分が前記信号遮蔽体より前記検出対象の近傍に配置されている、信号解析システム。
【請求項５】
前記検出対象に関する情報は、前記検出対象の存在に関する情報を含む、請求項４に記載の信号解析システム。
【請求項６】
前記検出対象に関する情報は、前記検出対象の生体信号に関する情報を含む、請求項４に記載の信号解析システム。
【請求項７】
導電性の検出対象の接近および動作に応じた検査信号を伝達する信号伝達部と、
前記信号伝達部から伝達された検査信号を検知するセンサ部と、
検知された検査信号を静電容量値を示す応答信号に変換する測定部と、
前記測定部に電源を供給する電源部と
を備え、
前記検出対象と前記センサ部との間に導電性の信号遮蔽体が介在し、
前記信号伝達部は接地接続されておらず、かつ前記検出対象、前記信号遮蔽体および前記センサ部に対し絶縁されており、前記信号伝達部の第１の部分が前記センサ部の初期検出領域内でありかつ前記信号遮蔽体より前記センサ部の近傍に配置されており、前記信号伝達部の第２の部分が前記信号遮蔽体より前記検出対象の近傍に配置されている、センサ装置を用いた信号解析方法であって、
前記測定部により変換された応答信号を受信するステップと、
受信された前記応答信号を解析して前記検出対象に関する情報を取得するステップと
を含む、信号解析方法。
【請求項８】
前記検出対象に関する情報は、前記検出対象の存在に関する情報を含む、請求項７に記載の信号解析方法。
【請求項９】
前記検出対象に関する情報は、前記検出対象の生体信号に関する情報を含む、請求項７に記載の信号解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置、信号解析システムおよび信号解析方法に関し、特に、導電性の検出対象の接近および動作に応答するセンサ装置、当該センサ装置を含む信号解析システムおよび信号解析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康に対する意識が高まっていることを受けて、ベッドやマット等の寝具の上に居る検出対象である被検者の生体信号（呼吸動作、心拍動作など）をモニタリングする技術が開発されている。また、高齢者の増加等に伴い、要介護者が寝たり寝具から離れたりすること（在床／離床）をモニタリングして、その情報を介護者に通知することで介護者の負担を軽減するための仕組みが実現されている。
【０００３】
さらに、これらのモニタリングにより取得される情報を蓄積し、ビッグデータとして分析し活用することで、介護の支援に役立てる方法も検討されている。
【０００４】
このようなモニタリングを行うためのセンサとして、静電容量式センサが知られている。静電容量式センサは、センサの周囲に電界を発生させることで検出領域を形成し、この検出領域内に導電性の検出対象が入ると、検出対象により電気力線の一部が吸収されて静電容量値が変化する。静電容量式センサは静電容量値の変化を検知することにより、検出対象の接近および動作、たとえば被検者の存否や生体信号等の情報を取得することができる（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2018-72031
【特許文献２】特開2016-19588
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】K.Nomura, et al.,“A flexible proximity sensor formed by duplex screen/screen-offset printing and its application to non-contact detection of human breathing”， Scientific Reports 6， 19947 (2016).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
寝具の上の被検者の存否の検出や、被検者の生体信号のモニタリングを行うために、寝具の上に静電容量式センサを設置した場合、被検者は静電容量式センサの上に寝ることになる。この場合、仮にシーツの下に当該センサを設置したとしても、静電容量式センサが被検者の身体に間接的に当たり、心理的・身体的負担、あるいは違和感を与えることになる。また、センサの耐久性の点でも問題がある。
【０００８】
上記の問題を解消する方法として、静電容量式センサをベッドの下側に設置して、当該センサによりベッドを介してベッドの上側に電界を発生させて検出領域を形成する方法が考えられる。このような静電容量式センサによる寝具を介した被検者の存否の検知およびその生体信号の測定は、ベッドが絶縁体である場合には有効である。しかしながら、寝具にコイル等の導電体が含まれる場合、この導電体が信号遮蔽体となり、静電容量式センサから発生される電界が遮蔽されてしまう恐れがある。この場合、結果として、ベッドの上側に電界が形成されず、被検者の存否の検出等ができなくなるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、センサ部と導電性の検出対象との間に導電性の信号遮蔽体が介在する環境において、検出対象の接近および動作の計測、たとえば被検者の存否の検出や生体信号の計測を行うことができるセンサ装置、信号解析システムおよび信号解析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、第１の態様において、
導電性の検出対象の接近および動作に応じた検査信号を伝達する信号伝達部と、
前記信号伝達部から伝達された検査信号を検知するセンサ部と、
検知された検査信号を静電容量値を示す応答信号に変換する測定部と、
前記測定部に電源を供給する電源部と
を備えたセンサ装置であって、
前記検出対象と前記センサ部との間に導電性の信号遮蔽体が介在し、
前記信号伝達部は接地接続されておらず、かつ前記検出対象、前記信号遮蔽体および前記センサ部に対し絶縁されており、前記信号伝達部の第１の部分が前記センサ部の初期検出領域内でありかつ前記信号遮蔽体より前記センサ部の近傍に配置されており、前記信号伝達部の第２の部分が前記信号遮蔽体より前記検出対象の近傍に配置されている、センサ装置を提供する。
【００１１】
ここで、前記信号伝達部の第２の部分は、一部または全部が導電性の織物や編物、不織物などの柔軟性を有する素材、または導電性の伸縮性を有する素材で構成されるものとすることができる。
【００１２】
また、前記信号伝達部の第１の部分および第２の部分以外の部分に電磁遮蔽部をさらに備えたものとすることができる。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、
導電性の検出対象の接近および動作に応じた検査信号を伝達する信号伝達部と、
前記信号伝達部から伝達された検査信号を検知するセンサ部と、
検知された検査信号を静電容量値を示す応答信号に変換する測定部と、
前記測定部に電源を供給する電源部と
を備えたセンサ装置と、
前記測定部により変換された応答信号を解析して前記検出対象に関する情報を取得する解析装置と
を備えた信号解析システムであって、
前記検出対象と前記センサ部との間に導電性の信号遮蔽体が介在し、
前記信号伝達部は接地接続されておらず、かつ前記検出対象、前記信号遮蔽体および前記センサ部に対し絶縁されており、前記信号伝達部の第１の部分が前記センサ部の初期検出領域内でありかつ前記信号遮蔽体より前記センサ部の近傍に配置されており、前記信号伝達部の第２の部分が前記信号遮蔽体より前記検出対象の近傍に配置されている、信号解析システムを提供する。
【００１４】
ここで、前記検出対象に関する情報は、前記検出対象の存在に関する情報を含むものとすることができる。
【００１５】
また、前記検出対象に関する情報は、前記検出対象の生体信号に関する情報を含むものとすることができる。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、
導電性の検出対象の接近および動作に応じた検査信号を伝達する信号伝達部と、
前記信号伝達部から伝達された検査信号を検知するセンサ部と、
検知された検査信号を静電容量値を示す応答信号に変換する測定部と、
前記測定部に電源を供給する電源部と
を備え、
前記検出対象と前記センサ部との間に導電性の信号遮蔽体が介在し、
前記信号伝達部は接地接続されておらず、かつ前記検出対象、前記信号遮蔽体および前記センサ部に対し絶縁されており、前記信号伝達部の第１の部分が前記センサ部の初期検出領域内でありかつ前記信号遮蔽体より前記センサ部の近傍に配置されており、前記信号伝達部の第２の部分が前記信号遮蔽体より前記検出対象の近傍に配置されている、センサ装置を用いた信号解析方法であって、
前記測定部により変換された応答信号を受信するステップと、
受信された前記応答信号を解析して前記検出対象に関する情報を取得するステップと
を含む、信号解析方法を提供する。
【００１７】
ここで、前記検出対象に関する情報は、前記検出対象の存在に関する情報を含むものとすることができる。
【００１８】
また、前記検出対象に関する情報は、前記検出対象の生体信号に関する情報を含むものとすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、センサと検出対象との間に導電性の信号遮蔽体が介在する場合であっても、導電性の検出対象の在否情報の検出や生体信号の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の比較例に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の比較例に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２において、絶縁体が導電体に変更された例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の構成例を示す図である。
【図６】信号伝達部の効果を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態に係る信号解析システムの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る信号解析方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、まず静電容量式センサにより被検者を検出する原理について比較例を用いて説明し、次に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の比較例に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。同図において、センサ装置１００は電源部１０１、センサ部１０２および測定部１０７を含んでいる。センサ部１０２は静電容量式センサであり、ベッドやマット等の寝具として構成された絶縁体１０３の上に設置される。センサ部１０２は測定部１０７からの電源供給を受けて周囲に電界（検出領域）を形成し、電界の変化を検知する。以下、電界の変化を「検査信号」と呼ぶ場合がある。
【００２３】
センサ部１０２により検知された検査信号は測定部１０７で静電容量値（デジタル値）として計測される。以下、計測される静電容量値を「応答信号」と呼ぶ場合がある。測定部１０７は電源部１０１からの電源供給を受けて、センサ部１０２により検知された検査信号を応答信号として計測し記憶する。したがって、センサ部１０２および測定部１０７の組み合わせは、アナログの検査信号をデジタルの応答信号に変換する機能を有する。
【００２４】
たとえば検出対象である患者や要介護者等の被検者１０４が外部から接近した場合、被検者１０４により電気力線の一部が吸収されて電界が変化するため、検出対象の存否を検出することができる。
【００２５】
図１に示す構成の場合、患者や要介護者はセンサ部１０２の上に寝ることになる。したがって、センサ部１０２の存在が被検者である患者や要介護者に心理的・身体的負担、あるいは違和感を与えることになる。また、センサ部１０２が物理的負担により劣化しやすくなるため、耐久性の点で問題がある。
【００２６】
図２は、本発明の別の比較例に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。同図に示す例では、センサ部１０２は絶縁体１０３の下側に設置される。センサ部１０２は、絶縁体１０３を介して図面上部に検出領域を形成し、検出領域において検査信号を検知する。測定部１０７はセンサ部１０２において検知された検査信号を応答信号として計測し記憶する。このような構成を採用することで被検者に心理的・身体的負担を与えることがなくなり、被検者に認識されることなく、被検者の存否の検出や生体信号の計測を行うことが可能となる。
【００２７】
図３は、図２に示す比較例において、絶縁体１０３が導電体１０５に変更された例を示している。同図に示す例において、導電体１０５は、例えば導電性材料を含むコイルを用いたベッドやマット等として構成され、接地接続されている。この場合、導電体１０５が信号遮蔽体となり、導電体１０５の上側に検出領域が形成されなくなる。以下、この現象を「応答信号の遮蔽」という。結果として、センサ部１０２は被検者１０４の接近に応じた応答信号を検知することができなくなる。
【００２８】
上述した応答信号の遮蔽は、導電体１０５が接地接続されている場合だけでなく、導電体１０５が導電性の検出対象（被検者１０４）と比較して十分に大きい場合、および導電体１０５が鋭角構造を含む形状を有する場合等にも発生し得る。このような条件下では、導電体１０５とセンサ部１０２との間に形成される寄生容量が支配的となり、結果として応答信号が遮蔽され、センサ部１０２による検査信号の検出が困難となる。本発明の実施の形態は、上述のように検出対象とセンサ部との間に導電性の信号遮蔽体が介在する状況に対処するものである。
【００２９】
次に、図４以降を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
図４は、本実施形態に係るセンサ装置の構成を示す図である。
【００３１】
センサ装置４００は、電源部４０１、センサ部４０２、測定部４０７および信号伝達部４０６を含んでいる。センサ部４０２は、被検者４０４の接近動作に応答する静電容量式センサであり、ベッドやマット等の寝具として構成された導電体４０５の下側に設置される。ここで、被検者４０４は、患者、乳幼児、高齢者、要介護者、要支援者等の種々の検出対象を含む。センサ部４０２は、例えば、基材の片面に互いの櫛歯が対向するように形成された２つの櫛歯型電極や、基材の両面に互いに対向するように形成されたそれぞれ面積が異なる非対称な２つの平板電極で構成することができる。基材として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミドなどで構成された薄膜フィルムを用いることができる。また、センサ部４０２で使用される検出電極は、例えば、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル、錫、カーボンなどの導電性材料で構成され、スクリーンオフセット印刷法などの印刷法、あるいは蒸着法やスパッタリング法など、種々の方法を用いて形成することができる。
【００３２】
センサ部４０２は、測定部４０７からの電源供給を受けて周囲に電界（検出領域）を形成し、検査信号を検知する。測定部４０７はセンサ部４０２により検知された検査信号を応答信号（デジタル値）として計測し記憶する。測定部４０７は、具体的にはＬＣＲメータ、インピーダンスアナライザ、または静電容量検出ＩＣとして構成され得る。
【００３３】
電源部４０１は測定部４０７に電源を供給するものであり、ＡＣ１００Ｖ電源、モバイルバッテリー、乾電池、ボタン式電池等として構成することができる。
【００３４】
たとえば、患者や要介護者等の被検者４０４が外部から接近した場合、被検者４０４により電気力線の一部が吸収されて電界が変化するため、検出対象の存否を検出することができる。
【００３５】
被検者４０４とセンサ部４０２との間に導電体４０５が介在している場合、導電体４０５は図３で示した導電体１０５と同様であり、導電性の信号遮蔽体である。信号遮蔽体は、被検者４０４とセンサ部４０２との間またはその周辺に配置され、被検者４０４からの信号の検出を遮蔽する導電体である。本実施形態に係るセンサ部４０２は、検出対象との間に導電性の信号遮蔽体が介在する場合に信号伝達部４０６を用いて検出対象を検出するものである。
【００３６】
信号伝達部４０６は、例えば、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル、錫、カーボンなどの導電性材料により構成され、被検者４０４の接近および動作に応じた検査信号をセンサ部４０２へ伝達する。検査信号は、被検者４０４の在床／離床を示す信号および生体信号を含む。生体信号は、睡眠時の姿勢、呼吸動作、心拍動作などの情報を含む。信号伝達部４０６は、信号遮蔽体である導電体４０５の外側に設けられており、接地接続されていない。また、信号伝達部４０６は、被検者４０４、導電体４０５、およびセンサ部４０２のいずれとも絶縁されている。
【００３７】
また、信号伝達部４０６は、その第１の部分４０８がセンサ部４０２の初期検出領域内、かつ信号遮蔽体である導電体４０５よりセンサ部４０２の近傍に配置されている。図４に示す例では、第１の部分４０８は導電体４０５の下側に配置されている。このような構成により、信号伝達部４０６は導電体４０５を回避してセンサ部４０２に検査信号を伝達する。
【００３８】
ここで、センサ部４０２の「初期検出領域」とは、信号伝達部４０６がセンサ部４０２の近傍に設けられていない状態でセンサ部４０２に向かって検出対象を遠方から接近させたときに、その測定された静電容量値が初期検出閾値範囲を超える領域をいう。ここで、「初期検出閾値範囲」とは、例えば、検出対象が検出されていない状態（未検出状態）でありかつ信号伝達部４０６がないときに、測定部４０７を用いてセンサ部４０２の静電容量値の測定を行い、得られた静電容量値の平均値（μ）と標本標準偏差（σ）から求められる（μ±３σ）を基準に設定した範囲とすることができる（例えば、非特許文献１参照）。
【００３９】
さらに、信号伝達部４０６は、その第２の部分４０９が信号遮蔽体である導電体４０５より被検者４０４の近傍に配置されている。図４に示す例では、第２の部分４０９は導電体４０５の上側、すなわち被検者４０４が接近する範囲近傍に設けられている。
【００４０】
このような構成により、導電体４０５の上側にも検出領域が形成されるため、信号伝達部４０６は被検者４０４からの検査信号をセンサ部４０２に伝達することができる。
【００４１】
図５はセンサ部の構成例を示す図である。図５（ａ）は、特許文献１に示されるような、両面に検出電極を配置した静電容量式センサを示し、図５（ｂ）はその断面図を示す。図５（ａ）及び（ｂ）に示すセンサ部４０２は、基材５０１と、基材５０１の第１の表面に形成された第１の電極５０２と、基材５０１の第１の表面とは反対側の第２の表面に形成された第２の電極５０３と、第１の表面に引き出されて第１の電極５０２に電圧を印加する第１の引き出し配線５０４と、第２の表面に引き出されて第２の電極５０３に電圧を印加する第２の引き出し配線５０５と、を含む。
【００４２】
第１の電極５０２、第２の電極５０３、第１の引き出し配線５０４及び第２の引き出し配線５０５は、例えば、スクリーンオフセット印刷法などの印刷法を用いて基材５０１上に形成され得る。基材５０１としては、例えば、薄膜フィルムを用いることができる。例えば第１の電極５０２をシグナル電極とし、第２の電極５０３をグラウンド電極とした場合、グラウンド電極として機能する第２の電極５０３の方がシグナル電極として機能する第１の電極５０２よりも面積が大きくなるように構成されている。
【００４３】
図５に示すセンサ部４０２は、基材５０１を介して第１の電極５０２と第２の電極５０３を有するコンデンサ構造になっている。第１の電極５０２および第２の電極５０３は、それぞれ、電源部４０１から第１の引き出し配線５０４及び第２の引き出し配線５０５を介して所定の周波数及び所定の振幅の交流電圧が印加されている。第１の電極５０２および第２の電極５０３は互いに面積が異なるため、交流電圧が印加されると周囲に電気力線が広がる。センサ部４０２では周囲に広がった電気力線、すなわちセンサ部４０２の周囲に形成された電界を利用して検出領域を定めている。
【００４４】
信号伝達部４０６の第２の部分４０９の周辺に形成された検出領域内に被検者４０４が入ると、当該被検者４０４により電気力線の一部が吸収される。信号伝達部４０６は電界の変化を検査信号としてセンサ部４０２へ伝達する。センサ部４０２は信号伝達部４０６から伝達される検査信号を検知する。測定部４０７が例えばＬＣＲメータの場合、第１の電極５０２および第２の電極５０３における電流の波形及び電圧の波形の位相差を計算し、計算された位相差に基づいて、静電容量値を示す応答信号を計測し記憶する。応答信号も検査信号と同様に、被検者４０４の在床／離床を示す信号および生体信号を含む。
【００４５】
例えば、導電性の検出対象が第２の部分４０９に近づくと、測定部４０７において応答信号の信号値の減少として検知される。この信号値の変化を解析装置等において計測することにより、検出対象の存否や動き情報を取得することができる。
【００４６】
また、センサ部４０２により検査信号に含まれる生体信号を選択的に捕捉することで、呼吸動作や心拍動作を検知することができる。例えば、センサ部４０２を信号伝達部４０６の第１の部分４０８の下側に設置し、被検者４０４が信号伝達部４０６の第２の部分４０９の上に寝ている状態で呼吸すると、センサ部４０２が検知する応答信号の信号値が変化する。この信号値は呼吸の周期に合わせて変化するため、寝ている被検者４０４の呼吸動作を検出することができる。
【００４７】
図６は信号伝達部の効果を説明する図である。同図において、縦軸に図２、図３および図４の構成により検知された静電容量値（ｆＦ）の変化を、横軸に時間（ｓｅｃ）をそれぞれ示す。センサ部４０２と被検者４０４の間に信号伝達部４０６のない図３に示す構成の場合、呼吸動作に対応した静電容量値の変化は見られないが、図４に示す構成で計測した場合の静電容量値は、図２に示す構成の場合と同様に呼吸動作に対応して周期的に変化している。
【００４８】
上述した本実施形態によれば、導電性材料を含む信号伝達部４０６を設けて第２の部分４０９の周辺に検出領域を形成することで、当該検出領域における被検者４０４の接近および動作に応じた検査信号をセンサ部４０２に伝達することができる。したがって、センサ部４０２と被検者４０４との間に信号遮蔽体が介在する場合であっても、被検者４０４に関する情報の検知を行うことが可能となる。
【００４９】
（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態によれば、図４に示すセンサ装置において、信号伝達部４０６のうち、導電体４０５より検出対象である被検者４０４の近傍に配置されている第２の部分４０９は、被検者４０４に心理的・身体的負担、あるいは違和感を与えることのないよう、一部または全部が導電性繊維を用いた織物や編物、不織布や不織紙等の不織物などの柔軟性を有する素材、または導電性ゴム等の伸縮性を有する素材で構成される。
【００５０】
ここで、信号伝達部４０６のうち、センサ部４０２の初期検出領域内でありかつ導電体４０５よりセンサ部４０２の近傍に配置されている第１の部分４０８は、センサ部４０２に近傍に安定して設置できるよう剛直なプレート状やシート状に形成することとしてもよい。
【００５１】
なお、信号伝達部４０６を導電性材料の層と絶縁体の層とからなる二層構造とし、絶縁体の層が導電体４０５と接触するように導電体４０５に取り付けることとしてもよい。
【００５２】
このように信号伝達部４０６を構成することにより、信号伝達部４０６をベッドやマット等の寝具に適用することが可能となる。
【００５３】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係るセンサ装置の構成を示す図である。本実施形態によれば、センサ部４０２の第１の部分および第２の部分以外の電界が遮蔽されるように、信号伝達部４０６の一部に電磁遮蔽部７０１が設けられる。
【００５４】
例えば、複数のベッドが配置されている病室において、各々のベッドから検出対象の検出を行う場合、センサ部４０２は各ベッドの下側に設置される。この場合、所望の検出領域（設計検出領域）が、隣接するベッドに設置されたセンサ部４０２が形成する検出領域と重なることがある。また、看護師、医師、または病室に見舞いに来た人が検出領域に接近したときに、誤って検出対象の接近として検出してしまうことがある。
【００５５】
このような誤検出の誘発を防止するため、本実施形態では、センサ部４０２の第１の部分および第２の部分以外の電界が遮蔽されるように信号伝達部４０６の一部に電磁遮蔽部７０１を設ける。図７に示すセンサ装置７００では、電磁遮蔽部７０１が信号伝達部４０６の第１の部分４０８および第２の部分４０９以外の部分を囲み、図面の左側の電界を遮蔽して検出領域が形成されないように設けられている。
【００５６】
電磁遮蔽部７０１は接地された導電体とすることができ、信号伝達部４０６に対し絶縁されている。一実施形態において、電磁遮蔽部７０１が設けられた信号伝達部４０６の一部は、電磁シールドケーブルを用いて構成することができる。
【００５７】
なお、電磁遮蔽部７０１は接地された導電体に限られず、導電性の検出対象（被検者４０４）および信号遮蔽体としての導電体４０５と比較して十分に大きい導電体、または鋭角構造を含む形状を有する導電体として構成されてもよい。
【００５８】
また、上記の例では電磁遮蔽部７０１が信号伝達部４０６の一部を囲むように設けられているが、電磁遮蔽部７０１は、信号伝達部４０６の第１の部分４０８および第２の部分４０９以外の部分を完全に囲まなくても一定の誤検出を回避する効果が得られるため、例えば電磁遮蔽部７０１を信号伝達部４０６の片面にのみ貼り付ける等の他の態様で設けられていてもよい。
【００５９】
（第４実施形態）
図８は本発明の第４実施形態に係る信号解析システムの構成を示す図である。同図に示す信号解析システム８００は、センサ装置４００と、解析装置８０２とを含んでいる。解析装置８０２は、センサ装置４００のセンサ部４０２において検知され測定部４０７から出力された応答信号を受信し、受信された応答信号を解析するものであり、例えばパーソナルコンピュータやスマートフォンとして構成される。
【００６０】
解析装置８０２は、受信部８０１、信号処理部８０３、解析部８０４、出力部８０５、および入力部８０６を含んでいる。
【００６１】
受信部８０１は測定部４０７から応答信号を受信するものである。信号処理部８０３は、測定部４０７から受信部８０１が受信した応答信号の信号処理を行うものである。信号処理の例として、例えば微分処理等のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）処理、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）処理、傾き補正処理等の種々の手法を含むことができる。
【００６２】
解析部８０４は、受信部８０１が受信した応答信号を解析して被検者の存在に関する情報や被検者の生体信号（呼吸動作、心拍動作など）に関する情報を取得するものである。信号解析として、例えば閾値解析、ピーク解析、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform、ＦＦＴ)等の周波数解析等、種々の手法を含むことができる。
【００６３】
ここで、被検者の生体信号の内の呼吸動作は睡眠時の呼吸動作を含むものとすることができる。
【００６４】
入力部８０６は、ユーザによる指示を入力するためのものであり、キーボード、マウス、タッチパッド等により構成される。出力部８０５は解析部８０４による解析結果を出力するものであり、液晶ディスプレイ等として構成される。出力部への出力方法として、例えば在否の表示、波形の図示、呼吸数もしくは呼吸周期の表示を行うこととしてもよい。
【００６５】
次に、図９のフローチャートを参照し、信号解析システム８００により実行される、センサ装置を用いた信号解析方法の手順について説明する。
【００６６】
ステップＳ９０１において、センサ装置４００の測定部４０７から時系列的に出力され、受信部８０１が受信した応答信号のデータを受信し記憶する。
【００６７】
信号処理部８０３は、測定部４０７から受信部８０１が受信した応答信号のデータを記憶し、データ数が所定期間分になると（ステップＳ９０２のＹｅｓルート）、信号処理を行う（ステップＳ９０３）。他方、データ数が所定期間に満たない場合（ステップＳ９０２のＮｏルート）、処理はステップＳ９０１から繰り返す。
【００６８】
ステップＳ９０４において、解析部８０４は、信号処理部８０３にて信号処理（ステップＳ９０３）された応答信号の所定期間にわたる閾値判定を行う。ここで、信号処理された応答信号のデータは被検者４０４の在否を示す。応答信号の強度を所定の閾値と比較して、センサ部４０２の周囲における被検者４０４の在否を判定する。信号強度が所定の閾値以上の場合、解析部８０４はセンサ部４０２の周囲に被検者４０４がいると判断する。他方、信号強度が閾値未満の場合、解析部８０４は被検者４０４がいないと判断する。
【００６９】
また、ステップＳ９０４において、解析部８０４は、信号処理部８０３にて信号処理（ステップＳ９０３）された応答信号の所定期間にわたるＦＦＴ演算を行う。ここで、処理された応答信号のデータをＦＦＴ演算して得られる結果は生体信号（呼吸動作、心拍動作など）の周期に対応した周波数毎の強度を示す。次いで、ＦＦＴ演算の結果である周波数毎の強度を二乗して加算することでパワーを算出し、算出されたパワーを所定の閾値と比較して、センサ部４０２の周囲に被検者４０４の生体信号の有無を判定する。算出パワーが所定の閾値以上の場合、解析部８０４はセンサ部４０２の周囲に被検者４０４の生体信号が有ると判断する。他方、算出パワーが所定の閾値未満の場合、解析部８０４は被検者４０４の生体信号が無いと判断する。
【００７０】
また、ステップＳ９０４において、解析部８０４は、信号処理部８０３にて信号処理（ステップＳ９０３）された応答信号の所定期間分のＦＦＴ演算結果が示すスペクトルのパターンから生体信号（呼吸動作、心拍動作など）の周期などを検出する。そして、このスペクトルのパターンおよび検出結果等を出力部８０５に表示する。
【００７１】
なお、出力部８０５による解析結果の出力は、画像や数値の表示に限らず、例えばメールの送信、ランプの点灯、警告音の出力、および記録媒体への印刷による出力としてもよい。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、その他の変更及び変形が特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によってなされ得ることに留意されたい。 
【符号の説明】
【００７３】
１００、４００、７００  センサ装置
１０１、４０１  電源部
１０２、４０２  センサ部
１０３  絶縁体
１０４、４０４  被検者
１０５、４０５  導電体
４０６  信号伝達部
１０７、４０７  測定部
７０１  電磁遮蔽部
８０２  解析装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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