(57)【要約】【課題】測定精度の向上または解析精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることが可能な生体動作計測装置および生体動作計測方法を提供する。【解決手段】生体動作計測装置１０１は、光ファイバ３内を伝送する光の、光ファイバ３に加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測する。生体動作計測装置１０１は、光ファイバ３へ光を出力するための発光体２１と、発光体２１の発光強度を設定するための設定部２３とを備え、設定部２３における発光強度の設定値は変更可能である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ内を伝送する光の、前記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測するための生体動作計測装置であって、
前記光ファイバへ光を出力するための発光体と、
前記発光体の発光強度を設定するための設定部とを備え、
前記設定部における前記発光強度の設定値は変更可能である、生体動作計測装置。
【請求項２】
前記生体動作計測装置は、さらに、
前記設定値に従って前記発光体を駆動するための駆動部を備え、
前記駆動部は、前記発光体に駆動電流として直流電流を供給する、請求項１に記載の生体動作計測装置。
【請求項３】
前記生体動作計測装置は、さらに、
前記設定値に従って前記発光体を駆動するための駆動部を備え、
前記駆動部は、前記発光体に駆動電流としてパルス状の電流を供給する、請求項１に記載の生体動作計測装置。
【請求項４】
前記生体動作計測装置は、さらに、
前記駆動電流の大きさを制限するための制限部を備える、請求項２または請求項３に記載の生体動作計測装置。
【請求項５】
光ファイバ内を伝送する光の、前記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測するための生体動作計測装置であって、
前記光ファイバから受けた光の強度に応じた電流または電圧を出力するための受光体と、
前記受光体の出力電流または出力電圧に基づく受光信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させるとともに、前記受光信号を増幅するための増幅部と、
前記増幅部を通過した前記受光信号をデジタル信号に変換するための第１のアナログ／デジタル変換器とを備える、生体動作計測装置。
【請求項６】
前記生体動作計測装置は、さらに、
前記受光信号をデジタル信号に変換するための第２のアナログ／デジタル変換器とを備える、請求項５に記載の生体動作計測装置。
【請求項７】
前記生体動作計測装置は、さらに、
前記受光体と前記第１のアナログ／デジタル変換器との間に接続され、前記受光信号の直流レベルをシフトさせるためのシフト部を備える、請求項５または請求項６に記載の生体動作計測装置。
【請求項８】
前記生体動作計測装置は、さらに、
前記デジタル信号に対してデジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を行なうことにより、前記デジタル信号の高周波成分を生体の心拍成分として抽出し、かつ前記デジタル信号の低周波成分を生体の呼吸成分として抽出するための解析部を備える、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の生体動作計測装置。
【請求項９】
前記生体動作計測装置は、さらに、
前記デジタル信号を用いてウェーブレット変換による解析を行なうことにより、前記デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出するための解析部を備える、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の生体動作計測装置。
【請求項１０】
前記生体動作計測装置は、さらに、
前記デジタル信号の変動幅が所定の閾値未満である状態が所定時間以上継続した場合に警報信号を出力するための異常検知部を備える、請求項５から請求項９のいずれか１項に記載の生体動作計測装置。
【請求項１１】
生体と接触させるセンシング部に加わる圧力の変化に基づいて生体の動きを計測するための生体動作計測装置であって、
前記センシング部に対応して設けられ、対応の前記センシング部に加わる圧力の変化を示すデジタル信号を生成するための複数の信号生成部と、
各前記信号生成部によって生成された前記デジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、前記デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出するための解析部とを備える、生体動作計測装置。
【請求項１２】
前記生体動作計測装置は、前記信号生成部を３つ以上備え、
前記解析部は、各前記信号生成部によって生成された前記デジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、前記デジタル信号から生体の呼吸成分、心拍成分およびその他の体動成分を抽出する、請求項１１に記載の生体動作計測装置。
【請求項１３】
前記生体動作計測装置は、光ファイバ内を伝送する光の、前記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測し、
前記信号生成部は、
前記光ファイバから受けた光の強度に応じた電流または電圧を出力するための受光体と、
前記受光体の出力電流または出力電圧に基づく受光信号をデジタル信号に変換するためのアナログ／デジタル変換器とを含む、請求項１１または請求項１２に記載の生体動作計測装置。
【請求項１４】
光ファイバ内を伝送する光の、前記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測する生体動作計測装置における生体動作計測方法であって、
前記光ファイバへ光を出力するための発光体の発光強度の設定を受け付けるステップと、
受け付けた設定値に従って前記発光体を駆動するステップとを含む、生体動作計測方法。
【請求項１５】
光ファイバ内を伝送する光の、前記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測する生体動作計測装置における生体動作計測方法であって、
前記光ファイバから受けた光の強度に応じた電流または電圧を出力するステップと、
出力した電流または電圧に基づく受光信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させるとともに、前記受光信号を増幅するステップと、
前記所定の周波数以下の成分の減衰、および増幅を行った前記受光信号をデジタル信号に変換するステップとを含む、生体動作計測方法。
【請求項１６】
生体と接触させるセンシング部に加わる圧力の変化に基づいて生体の動きを計測するための生体動作計測装置における生体動作計測方法であって、
複数の前記センシング部に加わる圧力の変化を示すデジタル信号をそれぞれ生成するステップと、
生成した各前記デジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、前記デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出するステップとを含む、生体動作計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体動作計測装置および生体動作計測方法に関し、特に、光ファイバに加わる圧力による伝送光の変化に基づいて生体の動きを計測する生体動作計測装置および生体動作計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
睡眠時の呼吸による寝具への圧力変化を、寝具の上と人体との間に敷きつめられた光ファイバにより検知し、無呼吸睡眠状態等の測定を行なうセンサが開発されている。
【０００３】
このようなセンサの一例として、たとえば、特開２００７−１４４０７０号公報（特許文献１）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、光ファイバに加わる側圧により発生する過剰損失による伝送光信号の変化または反射光の変化を計測する。さらには、この側圧により発生する過剰損失による伝送光信号の変化または反射光の変化がより大きくなる光ファイバとしてプラスチック光ファイバを用いる。
【０００４】
また、特開２０１０−１３１３４０号公報（特許文献２）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、通気性のあるスポンジ構造あるいはメッシュ構造の中敷きマット上にあるいはその両方を用いたものの間に光ファイバを蛇行配線して、光ファイバに加
わる側圧により発生する過剰損失による伝送光信号の変化を計測可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４４０７０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３１３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような光ファイバを用いたセンサでは、光ファイバの伝送光の品質が劣化すると、測定精度が落ち、生体の動きを正確に計測することが困難となるため、伝送光の品質の向上が要求される。特に、呼吸だけでなく、呼吸よりも周期の短い心拍を計測しようとした場合、さらに高い測定精度が要求される。
【０００７】
また、上記のような光ファイバを用いたセンサ等、生体の動きを検知するためのセンサにおいて、生体の動きとして、たとえば、呼吸だけでなく、呼吸よりも周期の短い心拍を計測しようとした場合、センサの出力信号を適切に解析する手法が望まれる。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、測定精度の向上または解析精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることが可能な生体動作計測装置および生体動作計測方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）この発明のある局面に係わる生体動作計測装置は、光ファイバ内を伝送する光の、上記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測するための生体動作計測装置であって、上記光ファイバへ光を出力するための発光体と、上記発光体の発光強度を設定するための設定部とを備え、上記設定部における上記発光強度の設定値は変更可能である。
【００１０】
このように、発光体の発光強度を設定変更可能とする構成により、発光体、受光体および光ファイバ等のばらつきに応じた発光信号の調整が可能となる。すなわち、各生体動作計測装置における受光信号の強度を最大化および均一化することができるため、伝送光の品質を向上させ、測定精度を向上させることができる。したがって、測定精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることができる。
【００１１】
（２）好ましくは、上記生体動作計測装置は、さらに、上記設定値に従って上記発光体を駆動するための駆動部を備え、上記駆動部は、上記発光体に駆動電流として直流電流を供給する。
【００１２】
このような構成により、光ファイバ内を伝送した光の強度、すなわち受光量を示す受光信号に対してフィルタ処理を行なうことが容易となるため、たとえば受光信号から発光体、受光体および光ファイバ等の長中期的な特性変動に伴うドリフト等の低周波成分を除去することが可能となり、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。
【００１３】
（３）好ましくは、上記生体動作計測装置は、さらに、上記設定値に従って上記発光体を駆動するための駆動部を備え、上記駆動部は、上記発光体に駆動電流としてパルス状の電流を供給する。
【００１４】
このように、パルス状の電流を用いる構成により、発光体の発光量の瞬時最大値を、光を連続的に出力する場合と比べて大きい値まで許容することが可能となり、伝送光の品質を向上させ、測定精度を向上させることができる。
【００１５】
（４）より好ましくは、上記生体動作計測装置は、さらに、上記駆動電流の大きさを制限するための制限部を備える。
【００１６】
このような構成により、発光体に過大な電流が流れることを防ぐことができるため、生体動作計測装置の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
（５）またこの発明の別の局面に係わる生体動作計測装置は、光ファイバ内を伝送する光の、上記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測するための生体動作計測装置であって、上記光ファイバから受けた光の強度に応じた電流または電圧を出力するための受光体と、上記受光体の出力電流または出力電圧に基づく受光信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させるとともに、上記受光信号を増幅するための増幅部と、上記増幅部を通過した上記受光信号をデジタル信号に変換するための第１のアナログ／デジタル変換器とを備える。
【００１８】
このように、デジタル信号の処理部ではなく、その前段のアナログ信号回路において受光信号を増幅する構成により、微少なレベルの受光信号を増幅し、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。また、受光強度を示す受光信号に対してフィルタ処理を行なうことにより、たとえば受光信号から発光体、受光体および光ファイバ等の長中期的な特性変動に伴うドリフト等の低周波成分を除去することが可能となり、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。したがって、測定精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることができる。
【００１９】
（６）好ましくは、上記生体動作計測装置は、さらに、上記受光信号をデジタル信号に変換するための第２のアナログ／デジタル変換器とを備える。
【００２０】
このような構成により、たとえば、生体の呼吸および心拍に加えて、フィルタによって除去されてしまう生体の動作を計測することができるため、生体動作計測装置の機能を向上させることができる。
【００２１】
（７）好ましくは、上記生体動作計測装置は、さらに、上記受光体と上記第１のアナログ／デジタル変換器との間に接続され、上記受光信号の直流レベルをシフトさせるためのシフト部を備える。
【００２２】
このような構成により、アナログ／デジタル変換器のダイナミックレンジを確保し、受光体の出力電流または出力電圧を正確に表すデジタル信号を得ることができる。
【００２３】
（８）好ましくは、上記生体動作計測装置は、さらに、上記デジタル信号に対してデジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を行なうことにより、上記デジタル信号の高周波成分を生体の心拍成分として抽出し、かつ上記デジタル信号の低周波成分を生体の呼吸成分として抽出するための解析部を備える。
【００２４】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に計測することができる。
【００２５】
（９）好ましくは、上記生体動作計測装置は、さらに、上記デジタル信号を用いてウェーブレット変換による解析を行なうことにより、上記デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出するための解析部を備える。
【００２６】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に計測することができる。
【００２７】
（１０）好ましくは、上記生体動作計測装置は、さらに、上記デジタル信号の変動幅が所定の閾値未満である状態が所定時間以上継続した場合に警報信号を出力するための異常検知部を備える。
【００２８】
このような構成により、生体の異常を検知し、異常の発生を通知したり、異常の発生を信号処理に用いたりすることができるため、生体動作計測装置の機能を向上させることができる。
【００２９】
（１１）またこの発明の別の局面に係わる生体動作計測装置は、生体と接触させるセンシング部に加わる圧力の変化に基づいて生体の動きを計測するための生体動作計測装置であって、上記センシング部に対応して設けられ、対応の上記センシング部に加わる圧力の変化を示すデジタル信号を生成するための複数の信号生成部と、各上記信号生成部によって生成された上記デジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、上記デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出するための解析部とを備える。
【００３０】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に得ることができる。したがって、解析精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に計測することができる。
【００３１】
（１２）好ましくは、上記生体動作計測装置は、上記信号生成部を３つ以上備え、上記解析部は、各上記信号生成部によって生成された上記デジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、上記デジタル信号から生体の呼吸成分、心拍成分およびその他の体動成分を抽出する。
【００３２】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍に加えて、生体の他の動作を正確に計測することができる。
【００３３】
（１３）好ましくは、上記生体動作計測装置は、光ファイバ内を伝送する光の、上記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測し、上記信号生成部は、上記光ファイバから受けた光の強度に応じた電流または電圧を出力するための受光体と、上記受光体の出力電流または出力電圧に基づく受光信号をデジタル信号に変換するためのアナログ／デジタル変換器とを含む。
【００３４】
このような構成により、特に、光ファイバを用いた接触型の圧力センサにおいて、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に計測することができる。
【００３５】
（１４）この発明のある局面に係わる生体動作計測方法は、光ファイバ内を伝送する光の、上記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測する生体動作計測装置における生体動作計測方法であって、上記光ファイバへ光を出力するための発光体の発光強度の設定を受け付けるステップと、受け付けた設定値に従って上記発光体を駆動するステップとを含む。
【００３６】
このように、発光体の発光強度を設定変更可能とする構成により、発光体、受光体および光ファイバ等のばらつきに応じた発光信号の調整が可能となる。すなわち、各生体動作計測装置における受光信号の強度を最大化および均一化することができるため、伝送光の品質を向上させ、測定精度を向上させることができる。したがって、測定精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることができる。
【００３７】
（１５）またこの発明の別の局面に係わる生体動作計測方法は、光ファイバ内を伝送する光の、上記光ファイバに加わる圧力による変化に基づいて生体の動きを計測する生体動作計測装置における生体動作計測方法であって、上記光ファイバから受けた光の強度に応じた電流または電圧を出力するステップと、出力した電流または電圧に基づく受光信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させるとともに、上記受光信号を増幅するステップと、上記所定の周波数以下の成分の減衰、および増幅を行った上記受光信号をデジタル信号に変換するステップとを含む。
【００３８】
このように、デジタル信号の処理部ではなく、その前段のアナログ信号回路において受光信号を増幅する構成により、微少なレベルの受光信号を増幅し、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。また、受光強度を示す受光信号に対してフィルタ処理を行なうことにより、たとえば受光信号から発光体、受光体および光ファイバ等の長中期的な特性変動に伴うドリフト等の低周波成分を除去することが可能となり、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。したがって、測定精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることができる。
【００３９】
（１６）またこの発明の別の局面に係わる生体動作計測方法は、生体と接触させるセンシング部に加わる圧力の変化に基づいて生体の動きを計測するための生体動作計測装置における生体動作計測方法であって、複数の上記センシング部に加わる圧力の変化を示すデジタル信号をそれぞれ生成するステップと、生成した各上記デジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、上記デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出するステップとを含む。
【００４０】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に得ることができる。したがって、解析精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に計測することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、測定精度の向上または解析精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置の使用例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光ファイバシートの分解構造の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光ファイバシートの断面構造の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置の構成を詳細に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る受光部の増幅部における受光電圧Ｖｐｄ１の入力波形を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る受光部の増幅部における受光電圧Ｖｐｄ２の出力波形を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置によるＩＣＡを用いた解析における入力波形を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置によるＩＣＡを用いた解析における出力波形を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置によるデジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を用いた生体の呼吸の解析結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置によるデジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を用いた生体の心拍の解析結果を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る生体動作計測方法の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に係る生体動作計測方法の手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係る生体動作計測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】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００４４】
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置の使用例を示す図である。
【００４５】
図１を参照して、生体動作計測装置１０１は、光ファイバ３内を伝送する光の、光ファイバ３に加わる圧力による変化に基づいて人間等の生体の動きを計測する。
【００４６】
より詳細には、光ファイバシート２内で光ファイバ３が蛇行配置され、光ファイバシート２を経由して生体動作計測装置１０１および光ファイバシート２間を往復する光伝送路が形成されている。
【００４７】
光ファイバシート２は、たとえばベッド１上に配置される。生体動作計測装置１０１は、光ファイバ３へ光を出力し、光ファイバシート２を経由した光ファイバ３の伝送光を測定する。生体動作計測装置１０１は、この測定結果に基づいて、対象者がベッド１に横たわっている状態における当該対象者の動きを計測し、計測結果をたとえばディスプレイ１１２に表示する。
【００４８】
生体動作計測装置１０１および光ファイバシート２により、生体動作計測システム２０１が構成される。
【００４９】
図２は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置の構成を示す図である。
【００５０】
図２を参照して、生体動作計測装置１０１は、発光部１１と、受光部１３と、解析部１４とを備える。
【００５１】
発光部１１は、光ファイバ３へ光を出力する。受光部１３は、光ファイバ３および光ファイバシート２経由で光を受けて、たとえば受光量を示すデジタル信号を生成し、解析部１４へ出力する。
【００５２】
解析部１４は、受光部１３から受けたデジタル信号を解析することにより、たとえば、光ファイバシート２上の対象者の呼吸、心拍およびその他の動作を計測し、計測結果を提示部１５へ出力する。
【００５３】
提示部１５は、たとえばディスプレイであり、解析部１４から受けた計測結果をユーザに提示する。
【００５４】
なお、解析部１４は、受光信号のデジタル信号の変動幅が所定の閾値未満である状態が所定時間以上継続した場合に警報信号を出力する構成であってもよい。この場合、たとえば、提示部１５は、解析部１４から警報信号を受けて、警告表示を行なう。
【００５５】
図３は、本発明の実施の形態に係る光ファイバシートの分解構造の一例を示す図である。図４は、本発明の実施の形態に係る光ファイバシートの断面構造の一例を示す図である。
【００５６】
図３および図４を参照して、光ファイバシート２は、光ファイバ３と、平面状態８０とを含む。光ファイバ３は、たとえば石英系光ファイバまたはプラスチック光ファイバである。平面状態８０は、光ファイバ３を支持する。光ファイバシート２は、スポンジシート８１と、布カバー８３と、光ファイバ３を含むメッシュ構造体８４とにより構成される。
【００５７】
スポンジシート８１は、多数の空孔を有する通気性のシートである。メッシュ構造体８４において、光ファイバ３が網布８２に編み込まれている。布カバー８３は、黒色のカバーであり、遮光性を有する。スポンジシート８１と布カバー８３との間にメッシュ構造体８４が挟まれている。スポンジシート８１と布カバー８３の周縁とが縫い合わされることにより、光ファイバシート２が作製される。光ファイバ３は、光ファイバシート２の短辺と平行な配設部分を６列有する一筆書き状に配設されている。
【００５８】
図５は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置の構成を詳細に示す図である。
【００５９】
図５を参照して、生体動作計測装置１０１において、発光部１１は、発光体２１と、駆動部２２と、設定部２３と、制限部３６とを含む。受光部１３は、受光体２４と、オペアンプ２５，２８，３２と、抵抗２６と、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）３０，３１，３４と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）２９，３３と、増幅部２７とを含む。増幅部２７は、フィルタ４１と、オペアンプ４２とを含む。
【００６０】
発光部１１において、発光体２１は、たとえばＬＥＤまたは白熱体であり、光ファイバ３へ光を出力する。
【００６１】
駆動部２２は、発光体２１にたとえば電流を供給することにより、発光体２１を駆動する。たとえば、駆動部２２は、発光体２１に駆動電流として直流電流を供給する。
【００６２】
設定部２３は、発光体２１の発光強度を設定する。駆動部２２は、設定部２３による設定値に従って発光体２１を駆動する。ここで、設定部２３における発光体２１の発光強度の設定値が変更可能である。具体的には、たとえば、設定部２３は、デジタル／アナログ変換器を含み、ユーザは、当該デジタル／アナログ変換器の入力デジタル値を設定することが可能である。また、この設定値は、たとえば発光体２１の最大許容発光量よりも少し小さい値である。
【００６３】
制限部３６は、駆動部２２から発光体２１に供給される駆動電流の大きさを制限する。制限部３６は、たとえばダイオードを含むリミッタ回路である。なお、制限部３６は、設定部２３の設定値を制限するデジタル回路であってもよい。
【００６４】
受光部１３において、受光体２４は、たとえばフォトダイオードであり、光ファイバ３から受けた光の強度に応じた電流を出力する。なお、受光体２４は、光ファイバ３から受けた光の強度に応じた電圧を出力するものであってもよい。
【００６５】
オペアンプ２５は、入出力間に抵抗２６が接続され、受光体２４の出力電流を受光電圧Ｖｐｄ１に変換し、受光信号として出力する。抵抗２６の抵抗値をＲとし、受光体２４の出力電流をｉとすると、受光電圧Ｖｐｄ１は、ｉ×Ｒで表される。
【００６６】
デジタル／アナログ変換器３４は、入力デジタル値に基づくアナログ電圧をオペアンプ３２へ出力する。オペアンプ３２は、デジタル／アナログ変換器３４から受けたアナログ電圧に基づいて、オペアンプ２５から受けた受光電圧Ｖｐｄ１の直流レベルをシフトさせ、アナログ／デジタル変換器３３へ出力する。デジタル／アナログ変換器３４に与えるデジタル値を変更することにより、受光電圧Ｖｐｄ１のオフセット調整を行い、アナログ／デジタル変換器３３のダイナミックレンジを確保することができる。
【００６７】
アナログ／デジタル変換器３３は、オペアンプ３２から受けた受光電圧Ｖｐｄ１をデジタル信号に変換し、解析部１４の一例であるＣＰＵ３５へ出力する。
【００６８】
増幅部２７は、たとえばＡＣアンプであり、受光電圧Ｖｐｄ１を、直流成分が減衰され、かつ生体の動きを示す信号の成分が増幅された受光電圧Ｖｐｄ２に変換する。増幅部２７において、フィルタ４１は、オペアンプ２５から受けた受光電圧Ｖｐｄ１のうち、直流成分を含む所定周波数以下の成分を減衰させる。フィルタ４１は、直流成分を含む低周波成分を減衰させる構成であればよく、たとえばバンドパスフィルタまたはハイパスフィルタである。
【００６９】
デジタル／アナログ変換器３０は、入力デジタル値に基づくアナログ電圧をオペアンプ４２へ出力する。オペアンプ４２は、デジタル／アナログ変換器３０から受けたアナログ電圧に基づいて、フィルタ４１を通過した受光電圧Ｖｐｄ１の直流レベルをシフトさせる。また、オペアンプ４２は、フィルタ４１を通過した受光電圧Ｖｐｄ１を増幅する。なお、フィルタ４１およびオペアンプ４２の配置順序は逆であってもよい。
【００７０】
図６は、本発明の実施の形態に係る受光部の増幅部における受光電圧Ｖｐｄ１の入力波形を示す図である。
【００７１】
図６を参照して、受光電圧Ｖｐｄ１は、光ファイバシート２上に対象者が存在しない状態では、ほぼ一定の直流レベルを有する。そして、光ファイバシート２上に対象者が横たわると、対象者による光ファイバシート２への圧力により、光ファイバシート２における光伝送において過剰損失が発生し、受光電圧Ｖｐｄ１のレベルが低下する。その後、受光電圧Ｖｐｄ１は、対象者の体動によって微少なレベルで変動する。そして、対象者が光ファイバシート２から離れると、受光電圧Ｖｐｄ１は、元の上記直流レベルに戻る。
【００７２】
図７は、本発明の実施の形態に係る受光部の増幅部における受光電圧Ｖｐｄ２の出力波形を示す図である。
【００７３】
図７を参照して、増幅部２７では、受光電圧Ｖｐｄ１は、フィルタ４１によって低周波成分が減衰され、かつオペアンプ４２によって増幅されて受光電圧Ｖｐｄ２に変換される。図７に示す波形における最初のピーク部分および最後のピーク部分は、それぞれアンダーシュートおよびオーバーシュートである。
【００７４】
増幅部２７によってこのような波形の受光電圧Ｖｐｄ２を得ることにより、受光信号が微少なレベルで変動する場合でも、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。
【００７５】
再び図５を参照して、デジタル／アナログ変換器３１は、入力デジタル値に基づくアナログ電圧をオペアンプ２８へ出力する。オペアンプ２８は、デジタル／アナログ変換器３１から受けたアナログ電圧に基づいて、増幅部２７から受けた受光電圧Ｖｐｄ２の直流レベルをシフトさせ、アナログ／デジタル変換器２９へ出力する。
【００７６】
デジタル／アナログ変換器３０および３１に与えるデジタル値を変更することにより、受光電圧Ｖｐｄ１およびＶｐｄ２のオフセット調整を行い、アナログ／デジタル変換器２９のダイナミックレンジを確保することができる。なお、オフセット調整がオペアンプ４２および２８のいずれか一方で足りる場合は、他方のオフセット調整機能を搭載しなくてもよい。
【００７７】
アナログ／デジタル変換器２９は、オペアンプ２８から受けた受光電圧Ｖｐｄ２をデジタル信号に変換し、解析部１４の一例であるＣＰＵ３５へ出力する。
【００７８】
ＣＰＵ３５は、アナログ／デジタル変換器２９から受けたデジタル信号を解析することにより、たとえば、光ファイバシート２上の対象者の呼吸および心拍等を計測する。
【００７９】
また、ＣＰＵ３５は、アナログ／デジタル変換器３３から受けたデジタル信号に基づいて、たとえば、光ファイバシート２上の対象者の呼吸および心拍以外の体動を計測する。
【００８０】
なお、発光部１１における駆動部２２、設定部２３および制限部３６の一部または全部が、ＣＰＵ３５によって実現されてもよい。
【００８１】
また、オペアンプ３２，２８の増幅率は、１であってもよいし、１より大きくてもよい。たとえば、オペアンプ２５の増幅率が十分である場合、オペアンプ３２，２８の増幅率は１に設定される。
【００８２】
また、発光部１１は、光ファイバ３へ光を連続的に出力する構成に限らず、光ファイバ３へ光を断続的に出力する構成であってもよい。この場合、駆動部２２は、発光体２１に駆動電流としてパルス状の電流を供給する。
【００８３】
この場合、受光部１３は、たとえば、受光体２４の出力電流のピーク値を保持するためのサンプル／ホールド回路を含み、各タイミングにおけるピーク値をつなぐ波形を示すデジタル信号を生成して解析部１４へ出力する。
【００８４】
このように、パルス状の電流を用いる構成により、発光体２１の発光量の瞬時最大値を、光を連続的に出力する場合と比べて大きい値まで許容することができる。
【００８５】
次に、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置による受光信号の解析手法について説明する。
【００８６】
［ＩＣＡを用いた解析手法］
解析部１４は、複数の受光部１３によって生成されたデジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、当該デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出する。
【００８７】
図８は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置によるＩＣＡを用いた解析における入力波形を示す図である。図８において、横軸は時間、詳細にはサンプリング間隔一定の下でのサンプル数であり、縦軸は受光電圧Ｖｐｄ２のレベルすなわち受光部１３の受光量である。
【００８８】
図８を参照して、ＩＣＡを用いた解析手法では、たとえば光ファイバシート２および受光部１３の組を２つ準備し、２つの光ファイバシート２を重ね合わせ、これらの光ファイバシート２上の対象者の動きを計測する。その他、対象者の胸部および腹部にそれぞれ別の小型の光ファイバシート２を配置し、対象者の動きを計測することは、それぞれの光ファイバシート２から得られる計測信号の心拍由来成分および呼吸由来成分の比率が大きく異なることから有用である。具体的には、腹部に配置したセンシング部では呼吸由来成分の比率が高く、胸部に配置したセンシング部では心拍由来成分の比率が高いと推測される。
【００８９】
ここでは、２つの受光部１３からそれぞれ図８に示すような計測波形１および２が得られたとする。
【００９０】
図９は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置によるＩＣＡを用いた解析における出力波形を示す図である。
【００９１】
図９を参照して、解析部１４は、計測波形１および２を用いてＩＣＡを行なうことにより、図９に示すようなＩＣＡ後波形１および２を生成する。ＩＣＡ後波形１は、受光電圧Ｖｐｄ２の高周波成分であり、対象者の心拍に由来する。ＩＣＡ後波形２は、受光電圧Ｖｐｄ２の低周波成分であり、対象者の呼吸に由来する。
【００９２】
なお、生体の呼吸および心拍に加えて、生体のその他の体動を計測する場合には、上記組を３つ以上用意すればよい。
【００９３】
すなわち、解析部１４は、３つ以上の受光部１３によって生成されたデジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、当該デジタル信号から生体の呼吸成分、心拍成分およびその他の体動成分を抽出する。
【００９４】
また、ＩＣＡを用いた解析手法は、上記のような光ファイバを用いた生体動作計測装置に限らず、他の接触型圧力センサ、すなわち対象者にセンシング部が接触した状態で対象者の動きを計測するセンサに有効に適用可能である。この接触型圧力センサとしては、たとえば、圧電フィルムをセンシング部とするセンサ、および液体が充填されたチューブをセンシング部とするセンサ等が考えられる。
【００９５】
この場合、生体動作計測装置において、複数の信号生成部は、センシング部に対応して設けられ、対応のセンシング部に加わる圧力の変化を示すデジタル信号を生成する。
【００９６】
そして、解析部１４は、各信号生成部によって生成されたデジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、当該デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分等を抽出する。
【００９７】
［デジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を用いた解析手法］
解析部１４は、受光信号のデジタル信号に対してフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を行なうことにより、当該デジタル信号の高周波成分を生体の心拍成分として抽出し、かつ当該デジタル信号の低周波成分を生体の呼吸成分として抽出する。
【００９８】
デジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を用いた解析手法では、光ファイバシート２および受光部１３の組を１つ準備すればよい。
【００９９】
図１０は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置によるデジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を用いた生体の呼吸の解析結果を示す図である。図１０において、上段の波形は、生体動作計測装置１０１の解析処理によって得られる波形であり、下段の波形は、通常の呼吸計測装置によって得られる波形である。
【０１００】
図１０を参照して、解析部１４は、受光部１３から受けたデジタル信号が示す波形ａ１の低周波成分を抽出することにより、光ファイバシート２上の対象者の呼吸を表す波形ｃ１を得る。波形ｂ１および波形ｄ１は、波形ａ１および波形ｃ１に対して離散的フーリエ変換処理を行った波形である。たとえば、解析部１４は、波形ｄ１におけるピーク部分の拍動数すなわち周波数を求める。
【０１０１】
また、通常の呼吸計測装置によって得られた波形ａ２の低周波成分を抽出することにより、波形ｃ２が得られる。波形ｂ２および波形ｄ２は、波形ａ２および波形ｃ２に対して離散的フーリエ変換処理を行った波形である。
【０１０２】
生体動作計測装置１０１および通常の呼吸計測装置の両方を用いて対象者の計測を行った結果、図１０に示す波形ｄ１におけるピーク部分の拍動数（周波数）は、１５．６８ｂｐｍ（約０．２６１Ｈｚ）であり、波形ｄ２におけるピーク部分の拍動数（周波数）は、１５．８２ｂｐｍ（約０．２６４Ｈｚ）であった。この結果から、生体動作計測装置１０１を用いて、生体の呼吸を正確に計測できたことが分かる。ここで、「ｂｐｍ」は、１分間当たりの拍動数である。
【０１０３】
図１１は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置によるデジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を用いた生体の心拍の解析結果を示す図である。図１１において、上段の波形は、生体動作計測装置１０１の解析処理によって得られる波形であり、下段の波形は、通常の心拍計測装置によって得られる波形である。
【０１０４】
図１１を参照して、解析部１４は、受光部１３から受けたデジタル信号が示す波形ａ３の高周波成分を抽出することにより、光ファイバシート２上の対象者の心拍を表す波形ｃ３を得る。波形ｂ３および波形ｄ３は、波形ａ３および波形ｃ３に対して離散的フーリエ変換処理を行った波形である。たとえば、解析部１４は、波形ｄ３におけるピーク部分の拍動数すなわち周波数を求める。
【０１０５】
また、通常の心拍計測装置によって得られた波形ａ４の低周波成分を抽出することにより、波形ｃ４が得られる。波形ｂ４および波形ｄ４は、波形ａ４および波形ｃ４に対して離散的フーリエ変換処理を行った波形である。
【０１０６】
生体動作計測装置１０１および通常の心拍計測装置の両方を用いて対象者の計測を行った結果、図１１に示す波形ｄ３におけるピーク部分の拍動数（周波数）は、８１．３２ｂｐｍ（約１．３５５Ｈｚ）であり、波形ｄ４におけるピーク部分の周波数は、８１．６９ｂｐｍ（約１．３６２Ｈｚ）であった。この結果から、生体動作計測装置１０１を用いて、生体の心拍を正確に計測できたことが分かる。
【０１０７】
なお、生体動作計測装置１０１は、上記のような解析手法に限らず、解析部１４が、受光信号のデジタル信号を用いてウェーブレット変換による解析を行なうことにより、当該デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出する構成であってもよい。ウェーブレット変換を用いた解析手法の一例としては、たとえば、特許第４８６３０４７号公報の段落［００３２］〜［００５１］等に記載された計算手法がある。
【０１０８】
また、生体動作計測装置１０１は、上記のような各解析手法を用いて、アナログ／デジタル変換器２９から出力されるデジタル信号の代わりに、またはこれに加えて、アナログ／デジタル変換器３３から出力されるデジタル信号を解析し、生体の呼吸および心拍を計測する構成であってもよい。
【０１０９】
図１２は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測方法の手順を示すフローチャートである。
【０１１０】
図１２を参照して、まず、生体動作計測装置１０１は、発光体２１の発光強度の設定を受け付ける（ステップＳ１）。たとえば、ＣＰＵ３５は、生体動作計測の直前に、設定部２３を制御することにより、受光信号を計測しながら発光強度を変化させ、適当な発光量を求め、これを発光体２１の発光強度の設定値とする。ＣＰＵ３５は、たとえば通常の受光量の計測範囲の上限より少し発光量が小さくなる発光強度を、発光体２１の設定値とする。
【０１１１】
次に、生体動作計測装置１０１は、設定された値に従って発光体２１に駆動電流を供給し（ステップＳ２）、光ファイバ３へ光を出力する（ステップＳ３）。
【０１１２】
図１３は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測方法の手順を示すフローチャートである。
【０１１３】
図１３を参照して、まず、生体動作計測装置１０１は、光ファイバ３の伝送光を受光する（ステップＳ１１）。
【０１１４】
次に、生体動作計測装置１０１は、当該伝送光の受光量を示す受光信号を生成する（ステップＳ１２）。
【０１１５】
次に、生体動作計測装置１０１は、受光信号の直流成分を含む所定周波数以下の成分を減衰させる（ステップＳ１３）。
【０１１６】
次に、生体動作計測装置１０１は、直流成分の減衰した受光信号を増幅する（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１３のフィルタリング処理およびステップＳ１４の増幅処理の順序は逆であってもよい。
【０１１７】
次に、生体動作計測装置１０１は、増幅後の受光信号をデジタル信号に変換する（ステップＳ１５）。
【０１１８】
次に、生体動作計測装置１０１は、変換したデジタル信号を種々の手法を用いて解析し、光ファイバシート２上の対象者の動きを求める（ステップＳ１６）。
【０１１９】
次に、生体動作計測装置１０１は、光ファイバシート２上の対象者の計測結果をディスプレイ等に表示する（ステップＳ１７）。
【０１２０】
図１４は、本発明の実施の形態に係る生体動作計測方法の手順を示すフローチャートである。
【０１２１】
図１４を参照して、まず、センシング部および信号生成部を２つ以上、たとえば光ファイバ３、光ファイバシート２および受光部１３の組を２つ以上準備し、生体動作計測装置１０１が、各センシング部に加わる圧力を示すデジタル信号を生成する（ステップＳ２１）。
【０１２２】
次に、生体動作計測装置１０１は、生成した各デジタル信号を用いてＩＣＡを行なうことにより、センシング部に接触する生体の呼吸および心拍等を求める（ステップＳ２２）。
【０１２３】
生体動作計測装置１０１は、小型かつ静音で、たとえば、布団を覆うシーツの下に光ファイバシート２を敷いて対象者を横たえるだけで計測を行なうことができる。すなわち、対象者の身体には一切何も付けずに簡易な操作で生体の動きを計測することができる。生体動作計測装置１０１を用いることにより、通常の生活環境に近い状態で対象者の呼吸等を観測することができる。
【０１２４】
ここで、特許文献１に記載の光ファイバシート用計測システムは、光ファイバセンサ用光源を、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、光チョッパー、および集光レンズにて構成し、受光システムを、フォトダイオード、ロックインアンプ、データロガー、およびＰＣから構成している。このため、送信側装置および受信側装置が分散しており、家庭内で簡易に使用できる形態とはなっていない。また、送信側装置および受信側装置を１つの筐体に収納する場合、相当大きな装置となってしまう。
【０１２５】
また、特許文献２に記載の計測システムは、光源としてＵＳＢタイプのＬＥＤおよびノートＰＣを用いて構成しており、また、受光システムを光パワーメータ、および光源と兼用のノートＰＣを用いて構成している。このため、家庭内で使用するのに十分に簡易化された形態には至っていない。さらには、小型の光マルチメータでは、受光データのサンプリング間隔は０．１秒すなわち１０Ｈｚが一般的であり、０．８Ｈｚ〜３．３Ｈｚ（５０ｂｐｍ〜２００ｂｐｍ）の心拍信号に依存する体動を検出するには性能が不十分である。
【０１２６】
これに対して、生体動作計測装置１０１では、呼吸に起因するおよそ０．２Ｈｚ〜０．８Ｈｚ（１０ｂｐｍ〜５０ｂｐｍ）の長周期の体動のみならず、心拍等に起因する短周期の体動を精度良く計測することができる。また、生体動作計測装置１０１は、小型軽量な装置に構成することが容易であり、測定精度が高く、使用する光ファイバシートのばらつきに対する適合性が高い。また、主に電子部品で構成されるため、低コスト化が容易である。
【０１２７】
ところで、光ファイバを用いたセンサでは、光ファイバ内を伝送した光の品質が劣化すると、測定精度が落ち、生体の動きを正確に計測することが困難となるため、伝送光の品質の向上が要求される。特に、呼吸だけでなく、呼吸よりも周期の短い心拍を計測しようとした場合、さらに高い測定精度が要求される。
【０１２８】
これに対して、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、発光体２１は、光ファイバ３へ光を出力する。設定部２３は、発光体２１の発光強度を設定する。そして、設定部２３における発光強度の設定値は変更可能である。
【０１２９】
このように、発光体２１の発光強度を設定変更可能とする構成により、発光体２１および光ファイバシート２等のばらつきに応じた発光信号の調整が可能となる。すなわち、各生体動作計測装置１０１における受光信号の強度を最大化および均一化することができるため、伝送光の品質を向上させ、測定精度を向上させることができる。
【０１３０】
したがって、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、測定精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることができる。
【０１３１】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、駆動部２２は、発光体２１に駆動電流として直流電流を供給する。
【０１３２】
このような構成により、光ファイバ３内を伝送した光の強度、すなわち受光量を示す受光信号に対してフィルタ処理を行なうことが容易となるため、たとえば受光信号から発光体、受光体および光ファイバ等の長中期的な特性変動に伴うドリフト等の低周波成分を除去することが可能となり、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。
【０１３３】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、駆動部２２は、発光体２１に駆動電流としてパルス状の電流を供給する。
【０１３４】
このように、パルス状の電流を用いる構成により、発光体２１の発光量の瞬時最大値を、光を連続的に出力する場合と比べて大きい値まで許容することが可能となり、伝送光の品質を向上させ、測定精度を向上させることができる。
【０１３５】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、制限部３６は、駆動電流の大きさを制限する。
【０１３６】
このような構成により、発光体２１に過大な電流が流れることを防ぐことができるため、生体動作計測装置１０１の信頼性を向上させることができる。
【０１３７】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、受光体２４は、光ファイバ３から受けた光の強度に応じた電流または電圧を出力する。増幅部２７は、受光体２４の出力電流または出力電圧に基づく受光信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させるとともに、受光信号を増幅する。そして、アナログ／デジタル変換器２９は、増幅部２７を通過した受光信号をデジタル信号に変換する。
【０１３８】
このように、デジタル信号の処理部ではなく、その前段のアナログ信号回路において受光信号を増幅する構成により、微少なレベルの受光信号を増幅し、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。また、受光強度を示す受光信号に対してフィルタ処理を行なうことにより、たとえば受光信号から発光体、受光体および光ファイバ等の長中期的な特性変動に伴うドリフト等の低周波成分を除去することが可能となり、生体動作の解析においてより正確な結果を得ることができる。
【０１３９】
したがって、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、測定精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得ることができる。
【０１４０】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、アナログ／デジタル変換器３３は、受光信号をデジタル信号に変換する。
【０１４１】
このような構成により、たとえば、生体の呼吸および心拍に加えて、フィルタによって除去されてしまう生体の動作を計測することができるため、生体動作計測装置１０１の機能を向上させることができる。
【０１４２】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、オペアンプ２８または４２は、受光体２４とアナログ／デジタル変換器２９との間に接続され、受光信号の直流レベルをシフトさせる。
【０１４３】
このような構成により、アナログ／デジタル変換器のダイナミックレンジを確保し、受光体２４の出力電流または出力電圧を正確に表すデジタル信号を得ることができる。
【０１４４】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、解析部１４は、受光信号のデジタル信号に対してデジタルフィルタ処理および離散的フーリエ変換処理を行なうことにより、当該デジタル信号の高周波成分を生体の心拍成分として抽出し、かつ当該デジタル信号の低周波成分を生体の呼吸成分として抽出する。
【０１４５】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に計測することができる。
【０１４６】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、解析部１４は、受光信号のデジタル信号を用いてウェーブレット変換による解析を行なうことにより、当該デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出する。
【０１４７】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に計測することができる。
【０１４８】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、解析部１４は、受光信号のデジタル信号の変動幅が所定の閾値未満である状態が所定時間以上継続した場合に警報信号を出力する。
【０１４９】
このような構成により、生体の異常を検知し、異常の発生を通知したり、異常の発生を信号処理に用いたりすることができるため、生体動作計測装置１０１の機能を向上させることができる。
【０１５０】
また、光ファイバを用いたセンサ等、生体の動きを検知するためのセンサにおいて、生体の動きとして、たとえば、呼吸だけでなく、呼吸よりも周期の短い心拍を計測しようとした場合、センサの出力信号を適切に解析する手法が望まれる。
【０１５１】
これに対して、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、複数の信号生成部は、生体と接触させるセンシング部に対応して設けられ、対応のセンシング部に加わる圧力の変化を示すデジタル信号を生成する。そして、解析部１４は、各信号生成部によって生成されたデジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、当該デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分を抽出する。
【０１５２】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に得ることができる。したがって、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、解析精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に計測することができる。
【０１５３】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、生体動作計測装置は、信号生成部を３つ以上備える。そして、解析部１４は、各信号生成部によって生成されたデジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、当該デジタル信号から生体の呼吸成分、心拍成分およびその他の体動成分を抽出する。
【０１５４】
このような構成により、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍に加えて、生体の他の動作を正確に計測することができる。
【０１５５】
また、本発明の実施の形態に係る生体動作計測装置では、解析部１４は、複数の受光部１３によって生成されたデジタル信号を用いて独立成分分析を行なうことにより、当該デジタル信号から生体の呼吸成分および心拍成分等を抽出する。
【０１５６】
このような構成により、特に、光ファイバを用いた接触型の圧力センサにおいて、適切な解析手法を用いて、生体の呼吸および心拍を正確に計測することができる。
【０１５７】
なお、生体動作計測装置１０１は、発光部１１と、受光部１３および解析部１４とのいずれか一方を備える構成であっても、測定精度の向上または解析精度の向上を図ることにより、生体の動きを正確に得るという本発明の目的を達成することが可能である。
【０１５８】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５９】
１  ベッド
２  光ファイバシート
３  光ファイバ
１１  発光部
１２  ディスプレイ
１３  受光部
１４  解析部
１５  提示部
２１  発光体
２２  駆動部
２３  設定部
２４  受光体
２５，２８，３２，４２  オペアンプ
２６  抵抗
２７  増幅部
２９，３３  アナログ／デジタル変換器
３０，３１，３４  デジタル／アナログ変換器
３６  制限部
４１  フィルタ
８０  平面状態
８１  スポンジシート
８２  網布
８３  布カバー
８４  メッシュ構造体
１０１  生体動作計測装置
２０１  生体動作計測システム
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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