(57)【要約】  ダイバーＤｉのバイタル信号Ｓｓｔを検出するバイタルセンサ１１０を備えるバイタルモジュール１０４であって、バイタル信号Ｓｓｔを処理してダイバーＤｉの生体情報信号Ｓｂを出力する演算ユニット１２８を備え、バイタルセンサ１１０は、アンテナＡＴ１、ＡＴ２を用いてマイクロ波ＭｗｖをダイバーＤｉに放射し、且つダイバーＤｉからのマイクロ波Ｍｗｖを受信するマイクロ波送受信部１１１と、マイクロ波送受信部１１１から出力される検出信号Ｓｄｔを処理する信号処理部１１４と、を備え、バイタルセンサ１１０はダイバーＤｉの胸部Ｄｂに配置される。これにより、バイタルセンサの位置決めを厳密にしなくても、相応の精度でダイバーの生体情報を得ることが可能となる。
2018087900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイバーのバイタル信号を検出するバイタルセンサを備えるバイタルモジュールであって、
前記バイタル信号を処理して前記ダイバーの生体情報信号を出力する演算ユニットを備え、
該バイタルセンサは、アンテナを用いてマイクロ波を前記ダイバーに放射し、且つ該ダイバーからのマイクロ波を受信するマイクロ波送受信部と、該マイクロ波送受信部から出力される検出信号を処理する信号処理部と、を備え、
前記バイタルセンサは前記ダイバーの胸部に配置される
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記生体情報信号は、前記ダイバーの呼吸信号と心拍信号とされている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記マイクロ波送受信部は、パルス状の前記マイクロ波を発生させる発生部と、該発生部から出力される該マイクロ波を放射及び受信するアンテナ部と、を備え、
該アンテナ部には、２つの受信アンテナが設けられ、
前記信号処理部は、該２つの受信アンテナから得られた前記検出信号の差分を行う差動部と、該差動部から出力される差動出力信号の高周波成分をカットするローパスフィルタ部と、該ローパスフィルタ部から出力されるフィルタ出力信号を調整する調整部と、
を備える
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記マイクロ波送受信部は、前記マイクロ波を発生させる発生部と、該発生部から出力される該マイクロ波を放射し、周波数変調された該マイクロ波を受信するアンテナ部と、を備え、
前記信号処理部は、前記検出信号に対して直交位相検波を行う検波部と、該検波部から出力される検波信号の周波数を電圧に変換するＦ／Ｖ変換部と、該Ｆ／Ｖ変換部から出力される電圧信号を積分する積分部と、を備える
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
当該バイタルモジュールは、前記ダイバーの着るダイバースーツの外側に配置されている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項６】
請求項５において、更に、
当該バイタルモジュールのケーシングのダイバー側の側面に圧力を検出する第１圧力センサが設けられている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、更に、
当該バイタルモジュールのケーシングのダイバー側の側面以外の面に当該バイタルモジュールの外部の圧力を検出する第２圧力センサが設けられている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、更に、
当該バイタルモジュールの状態変化を検知可能とする変化検出センサが設けられていることを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項９】
請求項８において、
前記変化検出センサは、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサと３軸地磁気センサから構成される９軸センサとされている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のバイタルモジュールを備えたダイバーモジュールにおいて、
前記バイタルモジュールに通信可能に接続され、前記生体情報信号に従う情報を表示可能な表示装置を備え、
該表示装置は前記ダイバー自身で視認可能な位置に配置される
ことを特徴とするダイバーモジュール。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載のバイタルモジュール、または請求項１０に記載のダイバーモジュールを備えたダイバー監視システムであって、
前記バイタルモジュールは、前記生体情報信号を送信可能な第１通信ユニットを備え、
該第１通信ユニットから送信された生体情報信号を受信可能な第２通信ユニットと、該第２通信ユニットから出力される生体情報信号を処理し、前記生体情報信号の時間的な変化を観察可能とする監視処理部と、を有する監視装置を備える
ことを特徴とするダイバー監視システム。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記監視装置は、前記ダイバーの潜水前に得られた基準生体情報信号を記憶する記憶部を備え、
前記監視処理部は、前記第２通信ユニットから出力される生体情報信号と該基準生体情報信号との比較を行い、該比較した結果を出力する
ことを特徴とするダイバー監視システム。
【請求項１３】
請求項１０に記載のダイバーモジュールを備えたダイバー監視システムであって、
前記バイタルモジュールは、前記生体情報信号を送信可能な第１通信ユニットを備え、
該第１通信ユニットから送信された生体情報信号を受信可能な第２通信ユニットと、前記ダイバーの潜水前に得られた基準生体情報信号を記憶する記憶部と、該第２通信ユニットから出力される生体情報信号と該基準生体情報信号との比較を行い、該比較した結果を、該第２通信ユニットと前記第１通信ユニットとを介して、前記表示装置に表示させる監視処理部と、を有する監視装置を備える
ことを特徴とするダイバー監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイタルモジュール、ダイバーモジュール、及びダイバー監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すバイタルセンサは潜水中のダイバー（潜水作業者）の安全を確保するために用いられている。このバイタルセンサは、ダイバーの指の根元近傍に固定され、血管に光を照射することで脈拍等（生体情報）を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２６０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１におけるバイタルセンサでは、相応の精度で脈拍等を検出しようとすると、相応の太さの血管に対して同じ位置から光を安定して当てることが必要となる。つまり、特許文献１のバイタルセンサでは位置決めを正確にする必要がある。加えて、潜水中のダイバーの動作には多くの制限があり、例えば、潜水中に特許文献１のバイタルセンサの位置がずれた際に、そのずれを完全に元の位置に戻すことは困難であると考えられる。また、ダイバーが潜水中に作業を行う際には、特許文献１のバイタルセンサをつけることで、手の動きに相応の制約が生じその作業を迅速に行うことが困難になるおそれもある。【０００５】
本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、バイタルセンサの位置決めを厳密にしなくても、相応の精度でダイバーの生体情報を得ることを可能とするバイタルモジュール、ダイバーモジュール、及びダイバー監視システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ダイバーのバイタル信号を検出するバイタルセンサを備えるバイタルモジュールであって、前記バイタル信号を処理して前記ダイバーの生体情報信号を出力する演算ユニットを備え、該バイタルセンサが、アンテナを用いてマイクロ波を前記ダイバーに放射し、且つ該ダイバーからのマイクロ波を受信するマイクロ波送受信部と、該マイクロ波送受信部から出力される検出信号を処理する信号処理部と、を備え、前記バイタルセンサが前記ダイバーの胸部に配置されることにより、上記課題を解決したものである。【０００７】
本発明は、ダイバーの生体情報を示す生体情報信号を得るためにマイクロ波を用いている。このため、潜水中にバイタルセンサに入ってくる外来ノイズを、大気中にバイタルセンサがある時よりも低減させることができる。同時に、マイクロ波を用いることで、ダイバーの生体情報である体内振動を高感度に検出することが可能となる。更に、バイタルセンサは、非接触センサでダイバーの肌を露出させる必要もないので、ダイバーの胸部に配置されるという条件だけで、厳密な位置決めを必要としない。【０００８】
なお、前記生体情報信号は、前記ダイバーの呼吸信号と心拍信号とされていてもよい。その場合には、ダイバーの身体状況をより正確に把握することが可能となる。【０００９】
なお、前記マイクロ波送受信部が、パルス状の前記マイクロ波を発生させる発生部と、該発生部から出力される該マイクロ波を放射及び受信するアンテナ部と、を備え、該アンテナ部には、２つの受信アンテナが設けられ、前記信号処理部が、該２つの受信アンテナから得られた前記検出信号の差分を行う差動部と、該差動部から出力される差動出力信号の高周波成分をカットするローパスフィルタ部と、該ローパスフィルタ部から出力されるフィルタ出力信号を調整する調整部と、を備えてもよい。その場合には、バイタルセンサの回路構成としては比較的簡素な構成であり、低電力・低コストとしながら、よりノイズの少ないバイタル信号を得ることが可能となる。【００１０】
なお、前記マイクロ波送受信部が、前記マイクロ波を発生させる発生部と、該発生部から出力される該マイクロ波を放射し、周波数変調された該マイクロ波を受信するアンテナ部と、を備え、前記信号処理部が、前記検出信号に対して直交位相検波を行う検波部と、該検波部から出力される検波信号の周波数を電圧に変換するＦ／Ｖ変換部と、該Ｆ／Ｖ変換部から出力される電圧信号を積分する積分部と、を備えてもよい。その場合には、バイタル信号はドップラーレーダの原理で検出されるので、信頼性の高いバイタル信号を得ることが可能となる。【００１１】
なお、当該バイタルモジュールが、前記ダイバーの着るダイバースーツの外側に配置されていてもよい。この場合には、バイタルモジュールのダイバーへの脱着が容易となる。【００１２】
なお、更に、当該バイタルモジュールのケーシングのダイバー側の側面に圧力を検出する第１圧力センサが設けられていてもよい。この場合には、第１圧力センサの出力を考慮して、得られたバイタル信号の適否を判断することが可能となる。【００１３】
なお、更に、当該バイタルモジュールのケーシングのダイバー側の側面以外の面に当該バイタルモジュールの外部の圧力を検出する第２圧力センサが設けられていてもよい。この場合には、第２圧力センサの出力を考慮して、得られたバイタル信号の適否を判断することが可能となる。【００１４】
なお、更に、当該バイタルモジュールの状態変化を検知可能とする変化検出センサが設けられていてもよい。この場合には、変化検出センサの出力を考慮して、得られたバイタル信号の適否を判断することが可能となる。【００１５】
なお、前記変化検出センサは、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサと３軸地磁気センサから構成される９軸センサとされていてもよい。この場合には、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサとで、バイタルモジュールを装着したダイバーの微動や向き変化を検出でき、且つ３軸地磁気センサでバイタルモジュールを装着したダイバーの場所や向きを検出でき、得られたバイタル信号の適否をより容易に判断することが可能となる。【００１６】
なお、本発明は、上記のいずれかに記載のバイタルモジュールを備えたダイバーモジュールにおいて、前記バイタルモジュールに通信可能に接続され、前記生体情報信号に従う情報を表示可能な表示装置を備え、該表示装置が前記ダイバー自身で視認可能な位置に配置されることを特徴とするダイバーモジュールともいえる。この場合には、ダイバー自身が生体情報信号に従う情報を自ら確認できるので、ダイバーが潜水時の安全性を確保するように自ら行動することが可能となる。【００１７】
なお、本発明は、上記のいずれかに記載のバイタルモジュール、または上記に記載のダイバーモジュールを備えたダイバー監視システムであって、前記バイタルモジュールが、前記生体情報信号を送信可能な第１通信ユニットを備え、該第１通信ユニットから送信された生体情報信号を受信可能な第２通信ユニットと、該第２通信ユニットから出力される生体情報信号を処理し、前記生体情報信号の時間的な変化を観察可能とする監視処理部と、を有する監視装置を備えることを特徴とするダイバー監視システムともいえる。この場合には、ダイバーの生体情報をダイバーから離れた監視装置で客観的に確認することができる。【００１８】
なお、前記監視装置が、前記ダイバーの潜水前に得られた基準生体情報信号を記憶する記憶部を備え、前記監視処理部が、前記第２通信ユニットから出力される生体情報信号と該基準生体情報信号との比較を行い、該比較した結果を出力する場合には、監視装置でダイバーの状態をより迅速に判断することができる。【００１９】
なお、本発明は、上記に記載のダイバーモジュールを備えたダイバー監視システムであって、前記バイタルモジュールが、前記生体情報信号を送信可能な第１通信ユニットを備え、該第１通信ユニットから送信された生体情報信号を受信可能な第２通信ユニットと、前記ダイバーの潜水前に得られた基準生体情報信号を記憶する記憶部と、該第２通信ユニットから出力される生体情報信号と該基準生体情報信号との比較を行い、該比較した結果を、該第２通信ユニットと前記第１通信ユニットとを介して、前記表示装置に表示させる監視処理部と、を有する監視装置を備えることを特徴とするダイバー監視システムともいえる。この場合には、監視装置でダイバーの状態を判断した結果をダイバー自身に知らせるので、例えばダイバーが緊急性のある事態に巻き込まれても、ダイバー自身が判断をすることなく、迅速な回避行動を開始させることが容易となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、バイタルセンサの位置決めを厳密にしなくても、相応の精度でダイバーの生体情報を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るダイバー監視システムの一例を示す全体模式図
【図２】図１のダイバー監視システムを示すブロック図
【図３】図１のダイバーに装着されたダイバーモジュールを示す模式図（ダイバーの全体図（Ａ）、表示装置の図（Ｂ）、バイタルモジュールの配置された胸部の断面図（Ｃ））
【図４】図１のバイタルモジュールの機構図（分解鳥瞰図（Ａ）、側面図（Ｂ）、正面図（Ｃ））
【図５】図１のバイタルモジュールのバイタルセンサを示すブロック図
【図６】図５のバイタルセンサの発生部を示す模式図（回路図（Ａ）、タイミングチャート（Ｂ））
【図７】図５のバイタルセンサのアンテナ部を示す回路図
【図８】図５のバイタルセンサの差動部を示す回路図
【図９】図５のバイタルセンサのローパスフィルタ部を示す回路図
【図１０】図５のバイタルセンサの調整部の前段を示す回路図
【図１１】図５のバイタルセンサの調整部の後段を示す回路図
【図１２】ＦＦＴ処理を示す波形図（ＦＦＴ処理前の信号の図（Ａ）、ＦＦＴ処理後の信号の図（Ｂ））
【図１３】本発明の第２実施形態に係るバイタルセンサを示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の第１実施形態の一例について、図１〜図１２を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１、図２に示す如く、本発明の第１実施形態に係るダイバー監視システム１００は、１以上（３以上でもよい）のダイバーモジュール１０２と、各ダイバーモジュール１０２に防水された通信ケーブルＣＣで接続された監視装置１０８と、を備える。ダイバーモジュール１０２は、図３（Ａ）に示す如く、潜水中のダイバー（潜水作業者）Ｄｉのバイタル信号Ｓｓｔを検出するバイタルセンサ１１０（図２）を備えるバイタルモジュール１０４と、バイタルモジュール１０４に通信ケーブルＣＣで通信可能に接続された表示装置１０６と、を備える。また、監視装置１０８は、船ＳＰ上に配置されており、監視員が操作可能となっている。
【００２４】
以下、各構成について、詳細に説明する。
【００２５】
前記ダイバーＤｉは、図３（Ａ）に示す如く、全身を覆うダイバースーツＤＳを着ている。ダイバースーツＤＳは、ウエットタイプでもよいしドライタイプでもよい（なお、ドライタイプの場合にはダイバースーツＤＳにもレギュレータが取付けられるが、いずれの図でもレギュレータ及びタンクを省略している）。そして、ダイバーＤｉは、肩にかかるバンド及び、胸部Ｄｂ周りのバンドを備えた胸部Ｄｂのほぼ全面を覆うダイバーベストＤＶをダイバースーツＤＳの上に着ている。ダイバーベストＤＶの中央部内側には、バイタルモジュール１０４が入るポケットＰＣが設けられている（つまり、バイタルモジュール１０４は、ダイバーＤｉの着るダイバースーツＤＳの外側に配置され、バイタルセンサ１１０はダイバーＤｉの胸部Ｄｂに配置される構成となっている）。なお、肩にかかるバンド及び、胸部Ｄｂ周りのバンドの伸縮調整機構（図示せず）により、ポケットＰＣに入った状態のバイタルモジュール１０４のダイバースーツＤＳへの押圧力がある程度調整可能となっている。
【００２６】
また、ダイバーＤｉは、図３（Ａ）に示す如く、例えばフルフェイス型のマスクＭＫを頭部に装着している（潜水深度等の関係から必ずしもフルフェイス型でなくてもよい）。マスクＭＫは、ダイバーＤｉの目の位置に該当するゴーグル部分が透明となっている。また、マスクＭＫには、ダイバーＤｉの口の位置に該当するマウス部分に呼吸をするためのレギュレータ（図示せず）が設けられている。また、マスクＭＫには、図示せぬスピーカ及びイヤホンが設けられ、船ＳＰ上の監視員及びダイバーＤｉ同士で会話可能となっている（この音声情報は、第１通信ユニット１３８や第２通信ユニット１４０を介してやり取りを行ってもよいし、別の通信手段を用いてもよい）。なお、マスクＭＫのゴーグル部分近傍において、支持部材ＲＤは表示装置１０６をある程度の範囲で並進移動及び回転傾斜を可能に支持している。このため、表示装置１０６はダイバーＤｉ自身で視認可能な位置に配置される構成となっている。なお、表示装置は、マスクＭＫではなく、ダイバーＤｉの腕や肩や足等に配置されていてもよい。
【００２７】
前記バイタルモジュール１０４は、図２に示す如く、バイタルセンサ１１０と、変化検出センサ１２２と、第１圧力センサ１２４と、第２圧力センサ１２６と、演算ユニット１２８と、第１通信ユニット１３８と、を備え、これらすべてをケーシング１０５（図４（Ａ））内に収納している。ケーシング１０５は、１００ｍ防水の可能な耐圧構造であり、例えば約１００ｍｍ＊１００ｍｍ未満＊５０ｍｍ未満のサイズとされている。そして、バイタルモジュール１０４としての重量は、例えば通信ケーブルＣＣを含まずに１００ｇ程度とされている。
【００２８】
ケーシング１０５は、図４（Ａ）に示す如く、上ケース１０５Ａとベース板１０５Ｂとを備えている。上ケース１０５Ａとベース板１０５Ｂとは、シール部材ＳＭにより、密封可能とされている。そして、本実施形態では、ケーシング１０５内部全体（一部でもよい）に樹脂が充填され、防水状態をより確実に確保している。上ケース１０５Ａの側面には、２つの防水型のコネクタＣＮが設けられ、コネクタＣＮは第１通信ユニット１３８に接続されている。また、上ケース１０５ＡのコネクタＣＮが設けられている側面とは異なる側面には、第２圧力センサ１２６が配置される検出孔１０５ＡＡが設けられている。ベース板１０５Ｂには、図４（Ｂ）に示す如く、上基板Ｕｓｂと下基板Ｄｓｂとが支持されている。上基板Ｕｓｂには、変化検出センサ１２２と、演算ユニット１２８と、第１通信ユニット１３８と、が配置されている。下基板Ｄｓｂには、バイタルセンサ１１０が配置されている。つまり、バイタルセンサ１１０が備える２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２（後述）とダイバーＤｉとの間には、回路基板などの電磁波を発生させるおそれのある構成要素がこないような構成とされている。また、ベース板１０５Ｂには、図４（Ｃ）に示す如く、第１圧力センサ１２４が配置される検出孔１０５ＢＡが設けられている。
【００２９】
バイタルセンサ１１０は、図５に示す如く、ＵＷＢ（超広帯域無線）方式バランス型動体センサと称するマイクロ波Ｍｗｖを用いたレーダとされている。つまり、バイタルセンサ１１０は、ダイバーＤｉの生命維持活動に伴う体内振動（心臓や肺の動きによる微少変位）である生体情報を、マイクロ波Ｍｗｖの反射して戻ってくる時間（心臓や肺の動きによる微少変位に比例する値）の相対変化を計測することで求める。これにより、バイタルセンサ１１０は、ダイバーＤｉのバイタル信号Ｓｓｔを検出する構成となっている。具体的に、バイタルセンサ１１０は、図５に示す如く、マイクロ波送受信部１１１と、信号処理部１１４とを備える。マイクロ波送受信部１１１は、アンテナＡＴ１、ＡＴ２（図７）を用いてマイクロ波ＭｗｖをダイバーＤｉに放射し、且つダイバーＤｉからのマイクロ波Ｍｗｖを受信する。信号処理部１１４は、マイクロ波送受信部１１１から出力される検出信号Ｓｄｔを処理する。なお、ここで使用するマイクロ波Ｍｗｖは、例えば１０．５ＧＨｚであり、そのアンテナＡＴ１、ＡＴ２からの出力は総務省令電波法施行規則で規定されている微弱無線局の電界強度とされている。このため、バイタルセンサ１１０に対して無線局の取得が不要であり、バイタルモジュール１０４を低コストに抑えることができる。また、ここでの電源電圧Ｖｄｄは、例えば、３．３Ｖとされている。
【００３０】
マイクロ波送受信部１１１は、図５に示す如く、発生部１１２と、アンテナ部１１３と、を備える。発生部１１２は、送信信号Ｓｓｎであるパルス状のマイクロ波Ｍｗｖを発生させている。具体的には、図６（Ａ）の回路図に示す如く、発生部１１２は、Ｄ型フリップフロップＦＦ１とＮＯＲ素子Ｎ１、Ｎ２に対して、ダイオードＤ１、Ｄ２、コンデンサＣ１、Ｃ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２を組みあわせることで実現することができる。なお、図６（Ａ）の回路図の符号Ｓ１〜Ｓ５、Ｓｓｎの示す位置で得られる信号のタイミングチャートを図６（Ｂ）に示す。ここで、図６（Ｂ）で示される時間Ｔ１は、コンデンサＣ１、Ｃ２と抵抗Ｒ１、Ｒ２による時定数とＤ型フリップフロップＦＦ１の閾値電圧に依存し、例えば１１μｓｅｃ程度とすることができる。また、時間Ｔ２は、ＮＯＲ素子Ｎ１、Ｎ２の遅延と立ち上がり時間に依存し、例えば１１ｎｓｅｃ程度とすることができる。
【００３１】
アンテナ部１１３は、発生部１１２から出力されるマイクロ波Ｍｗｖ（送信信号Ｓｓｎ）を放射及び受信する。具体的には、図７の回路図に示す如く、アンテナ部１１３は、２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２とトランジスタＴＲ１、ＴＲ２とに対して、ダイオードＤ３、Ｄ４、コイルＬ１、抵抗Ｒ３、Ｒ４を組みあわせることで実現することができる。２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２からマイクロ波Ｍｗｖ（送信信号Ｓｓｎ）がダイバーＤｉに向けて放射され、且つ２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２でダイバーＤｉから反射して戻ってくるマイクロ波Ｍｗｖを受信する。つまり、２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２は送信アンテナでもあり、受信アンテナでもある。アンテナ部１１３は、２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２から得られた検出信号Ｓｄｔ（Ｓｄｔ１、Ｓｄｔ２）を出力する。ここで、コイルＬ１は、２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２から放射されるマイクロ波Ｍｗｖ（送信信号Ｓｓｎ）を互いに異なる波形として、後述する差動部１１５でダイバーＤｉから反射して戻ってきたマイクロ波Ｍｗｖが相殺されることを防止している。なお、マイクロ波Ｍｗｖを送信する際には、アンテナＡＴ１、ＡＴ２のいずれか１つからマイクロ波Ｍｗｖが放射されるような構成となっていてもよい。
【００３２】
信号処理部１１４は、図５に示す如く、差動部１１５と、ローパスフィルタ部１１６と、調整部１１７と、を備える。差動部１１５は、２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２から得られた検出信号Ｓｄｔ（Ｓｄｔ１、Ｓｄｔ２）の差分を行う。差動部１１５は、差分により、外乱ノイズ等の同相信号を相殺することができる。具体的には、図８の回路図に示す如く、差動部１１５は、３つのオペアンプＯＰ１〜ＯＰ４に対して、コンデンサＣ３〜Ｃ８、抵抗Ｒ５〜Ｒ１７を組みあわせることで実現することができる。ここで、オペアンプＯＰ４とコンデンサＣ７、Ｃ８、抵抗Ｒ１４〜Ｒ１７は、ＤＣサーボ回路を構成している。このＤＣサーボ回路は、差動部１１５から出力される差動出力信号ＳｄｏのＤＣ成分が電源電圧Ｖｄｄの半分（１．６５Ｖ）となるようにフィードバックをかけている。
【００３３】
ローパスフィルタ部１１６は、図５に示す如く、差動部１１５から出力される差動出力信号Ｓｄｏの高周波成分をカットする。具体的には、図９の回路図に示す如く、ローパスフィルタ部１１６は、２次多重帰還形のローパスフィルタであり、１つのオペアンプＯＰ５に対して、コンデンサＣ９〜Ｃ１１、抵抗Ｒ１８〜Ｒ２２を組みあわせることで実現することができる。また、このオペアンプＯＰ５により、ローパスフィルタ部１１６は相応の増幅を行っている。ローパスフィルタ部１１６からは、フィルタ出力信号Ｓｆｏが出力される。
【００３４】
調整部１１７は、図５に示す如く、ローパスフィルタ部１１６から出力されるフィルタ出力信号Ｓｆｏを調整する。調整部１１７の出力であるバイタル信号Ｓｓｔは、マイコンあるいはＤＳＰである演算ユニット１２８で処理される。このため、調整部１１７では、演算ユニット１２８の処理に最適な形態となるようにバイタル信号Ｓｓｔを増幅させる。このバイタル信号Ｓｓｔの最適化のために、本実施形態では、調整部１１７を前段部と後段部に分けて示す（調整部１１７の機能は１つの回路で実現されてもよい）。具体的には、図１０、図１１の回路図に調整部１１７の前段部と後段部を、それぞれ示す。調整部１１７の前段部は、１つのオペアンプＯＰ６に対して、コンデンサＣ１２、抵抗Ｒ２３、Ｒ２４、可変抵抗ＶＲ１を組みあわせることで実現することができる。調整部１１７の後段部は、１つのオペアンプＯＰ７に対して、コンデンサＣ１３〜Ｃ１５、抵抗Ｒ２５〜Ｒ３０、可変抵抗ＶＲ２を組みあわせることで実現することができる。
【００３５】
図２に示す変化検出センサ１２２は、バイタルモジュール１０４の状態変化を検知可能とするセンサで、ダイバーＤｉの体動を確認可能としている。具体的に、変化検出センサ１２２は、例えば、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサと３軸地磁気センサから構成される９軸センサとされている。そして、変化検出センサ１２２は、マイコンを含み、外部からＩ２Ｃ通信で、３軸加速度センサ、３軸ジャイロセンサ、３軸地磁気センサそれぞれの検出データをデジタルデータとして外部に出力可能としている。
【００３６】
図２に示す第１圧力センサ１２４は、バイタルモジュール１０４のダイバースーツＤＳへの押圧力を確認するために、バイタルモジュール１０４のケーシング１０５のダイバー側の側面に設けられている。具体的は、図４（Ａ）、（Ｃ）に示す検出孔１０５ＢＡに第１圧力センサ１２４の圧力検出窓が適合するように、第１圧力センサ１２４がベース板１０５Ｂに取り付けられる。第１圧力センサ１２４には、例えば、ＭＥＭＳ技術を用いて作られたセンサを用いることができる（第２圧力センサ１２６も同様）。
【００３７】
図２に示す第２圧力センサ１２６は、バイタルモジュール１０４の外部の圧力（潜水圧）を検出するために、バイタルモジュール１０４のケーシング１０５のダイバー側の側面以外の面に設けられている。具体的は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す検出孔１０５ＡＡに第２圧力センサ１２６の圧力検出窓が適合するように、第２圧力センサ１２６が上ケース１０５Ａに取り付けられる。
【００３８】
演算ユニット１２８は、マイコン、あるいはＤＳＰである。図２に示す如く、バイタルセンサ１１０、第１圧力センサ１２４、第２圧力センサ１２６は、それぞれ演算ユニット１２８の図示しないＡ／Ｄ変換回路に接続されている。なお、変化検出センサ１２２からはデジタル信号が出力されるので、演算ユニット１２８の図示しないＩ２Ｃ通信ポートに接続されている。演算ユニット１２８は、バイタルセンサ１１０からのバイタル信号Ｓｓｔを処理してダイバーＤｉの生体情報信号Ｓｂを出力することができる。具体的に、演算ユニット１２８は、第１フィルタ部１３０と、第２フィルタ部１３２と、波形成形部１３４と、演算処理部１３６と、を備える。なお、本実施形態では、生体情報信号Ｓｂは、ダイバーＤｉの呼吸信号Ｓｂｒと心拍信号Ｓｈｂとされている。
【００３９】
第１フィルタ部１３０は、バンドパスフィルタであり、呼吸信号Ｓｂｒと心拍信号Ｓｈｂの周期（例えば１Ｈｚ近傍）から大きく外れる低周波領域と高周波領域の周波数成分をカットする。第１フィルタ部１３０は、波形成形部１３４に対してＢＰＦ出力信号Ｓｂｐを出力する。
【００４０】
第２フィルタ部１３２は、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサと３軸地磁気センサそれぞれに対するフィルタを備え、第２フィルタ部１３２に入力するいずれかのセンサの出力に応じて、適切なフィルタを適用することができる。第２フィルタ部１３２からの出力は、演算処理部１３６に入力する。なお、第２フィルタ部がなく、変化検出センサの出力が直接演算処理部に入力されてもよい。
【００４１】
波形成形部１３４は、第１フィルタ部１３０から出力されるＢＰＦ出力信号Ｓｂｐを、生体情報信号Ｓｂである呼吸信号Ｓｂｒと心拍信号Ｓｈｂに分離する。信号を分離する際には、ＦＦＴ等を用いて、時間軸（ｓ）で変化するＢＰＦ出力信号Ｓｂｐ（図１２（Ａ））を一旦、周波数軸（ｆ）で変化する信号（図１２（Ｂ））に変換してもよい。なお、呼吸信号Ｓｂｒの周波数は、心拍信号Ｓｈｂの周波数に比べて高く、１Ｈｚを超える値ともなる。
【００４２】
演算処理部１３６は、波形成形部１３４に接続されている。そして、演算処理部１３６は、第２フィルタ部１３２の出力と、第１圧力センサ１２４の出力と、第２圧力センサ１２６の出力とに基づいて、生体情報信号Ｓｂ（呼吸信号Ｓｂｒと心拍信号Ｓｈｂ）に対して、各種の適否判定と処理を行う。例えば、変化検出センサ１２２、第１圧力センサ１２４、第２圧力センサ１２６の出力が異常値を示さず許容範囲内の値である場合には、生体情報信号Ｓｂを、信頼性のあるものとして第１通信ユニット１３８を介してバイタルモジュール１０４から出力可能とする。また、演算処理部１３６は、例えば、第１通信ユニット１３８を介して、監視装置１０８（あるいは表示装置１０６）からの指令に基づき、生体情報信号Ｓｂだけでなく、変化検出センサ１２２、第１圧力センサ１２４、及び第２圧力センサ１２６の出力を監視装置１０８（あるいは表示装置１０６）に送信することも可能とされている。更に、演算処理部１３６は、監視装置１０８や表示装置１０６に、各種の指令を行うことも可能とされている。なお、演算処理部１３６は、第２フィルタ部１３２の出力と、第１圧力センサ１２４の出力と、第２圧力センサ１２６の出力とに基づいて、生体情報信号Ｓｂ（呼吸信号Ｓｂｒと心拍信号Ｓｈｂ）のノイズの除去と波形成形とを行ってもよい。
【００４３】
第１通信ユニット１３８は、図２に示す如く、演算ユニット１２８に接続されており、演算処理部１３６の適否判断と処理、表示装置１０６からの指令、及び監視装置１０８からの指令に基づき、生体情報信号Ｓｂだけでなく各種データの送受信を行う。具体的には、第１通信ユニット１３８には、例えば終端処理されたツイスト・ペアを使用した、最高１０Ｍｂｐｓの差動データ伝送を規定しているＲＳ４８５規格（ＴＩＡ−４８５）が適用されている（第２通信ユニット１４０と、表示装置１０６の通信部（図示せず）も同様）。これにより、バイタルモジュール１０４と表示装置１０６と監視装置１０８とをデージーチェーン接続することが可能であり、生体情報だけでなく、音声情報、表示情報を一元管理することができる。
【００４４】
前記表示装置１０６は、図２、図３（Ａ）に示す如く、バイタルモジュール１０４に通信ケーブルＣＣを介して通信可能に接続されている。そして、表示装置１０６は、その表示部１０６Ａに生体情報信号Ｓｂに従う情報を表示可能としている。つまり、表示装置１０６は、生体情報信号Ｓｂだけでなく、演算処理部１３６及び監視装置１０８による生体情報信号Ｓｂに対する判定結果等も表示可能とされている。更に、表示装置１０６は、変化検出センサ１２２、第１圧力センサ１２４、及び第２圧力センサ１２６の出力を表示することも可能とされている。なお、表示装置１０６には、表示部１０６Ａや図示しない通信部以外に、入力部１０６Ｂが設けられており、バイタルモジュール１０４や監視装置１０８に対する各種情報の呼び出しや応答等が可能となっている。
【００４５】
前記監視装置１０８は、図２に示す如く、第２通信ユニット１４０と、監視処理部１４２と、入力部１４３と、記憶部１４４と、表示部１４６と、を備える。第２通信ユニット１４０は、通信ケーブルＣＣを介してバイタルモジュール１０４の第１通信ユニット１３８と接続されている（つまり、第２通信ユニット１４０は、第１通信ユニット１３８から送信された生体情報信号Ｓｂを受信可能とされている）。第２通信ユニット１４０は、第１通信ユニット１３８と同様の構成であり、バイタルモジュール１０４からの指令、表示装置１０６からの指令、及び監視装置１０８からの指令に基づき、生体情報信号Ｓｂだけでなく各種データの送受信を行う。
【００４６】
監視処理部１４２には、図２に示す如く、第２通信ユニット１４０、入力部１４３、記憶部１４４、及び表示部１４６が接続されている。監視処理部１４２は、入力部１４３の指令に従い、第２通信ユニット１４０、記憶部１４４、及び表示部１４６を操作することができる。また、記憶部１４４から読み出した各種プログラムに従って、各種制御・処理を行うことができる。例えば、監視処理部１４２は、第２通信ユニット１４０から出力される生体情報信号Ｓｂを処理し、その結果を表示部１４６に表示させ、生体情報信号Ｓｂの時間的な変化を観察可能とすることができる。また、監視処理部１４２は、逆に表示装置１０６や演算処理部１３６の指令に従い、自身における処理結果、記憶部１４４、及び表示部１４６を操作することもできる。なお、監視処理部１４２は、ＦＦＴ等を用いて、時間軸（ｓ）で変化する生体情報信号Ｓｂ（図１２（Ａ））を一旦、周波数軸（ｆ）で変化する信号（図１２（Ｂ））に変換し、その結果を表示部１４６に表示させてもよい。
【００４７】
図２に示す入力部１４３は、各種指令の入力、記憶部１４４に記憶された各種閾値更新、初期値の入力等を行う。また、入力部１４３は、監視装置１０８で監視対象とするダイバーモジュール１０２やバイタルモジュール１０４を選択することもできる。入力部１４３には、具体的には、スイッチ、マウス、キーボード等を用いることができる。
【００４８】
図２に示す記憶部１４４は、各種初期情報や各種プログラムを記憶しておくことができる。例えば、記憶部１４４は、ダイバーＤｉの潜水前に得られた生体情報を示す基準生体情報信号Ｓｂｂを記憶することができる。これにより、監視処理部１４２は、生体情報信号Ｓｂと基準生体情報信号Ｓｂｂとの比較を行い、比較した結果を表示部１４６に表示させる（出力させる）ことも可能である。その際には、監視処理部１４２は、その比較した結果を第２通信ユニット１４０と第１通信ユニット１３８とを介して、表示装置１０６に表示させることもできる。  
【００４９】
図２に示す表示部１４６は、生体情報信号Ｓｂに従う情報を表示可能としている。つまり、表示部１４６は、生体情報信号Ｓｂだけでなく、演算処理部１３６及び監視装置１０８による生体情報信号Ｓｂに対する判定結果等も表示可能とされている。更に、表示部１４６は、変化検出センサ１２２、第１圧力センサ１２４、及び第２圧力センサ１２６の出力を表示することも可能とされている。
【００５０】
このように、本実施形態では、ダイバーＤｉの生体情報を示す生体情報信号Ｓｂを得るためにマイクロ波Ｍｗｖを用いている。ここで、マイクロ波Ｍｗｖは水中では大きく減衰されることから、潜水中にバイタルセンサ１１０に入ってくる外来ノイズを、大気中にバイタルセンサ１１０がある時よりも低減させることができる。同時に、マイクロ波Ｍｗｖを用いることで、ダイバーＤｉの生体情報である体内振動（心臓や肺の動きによる微少変位）を高感度に検出することが可能である。更に、バイタルセンサ１１０は、非接触センサで、特許文献１に示すバイタルセンサとは異なり、ダイバーＤｉの肌を直接暴露させる必要もないので、ダイバーＤｉの胸部Ｄｂに配置されるという条件だけで、厳密な位置決めを必要としない。
【００５１】
また、本実施形態では、バイタルモジュール１０４が、ダイバースーツＤＳの外側に配置されている。このため、バイタルモジュール１０４のダイバーＤｉへの脱着が容易である。なお、これに限らず、バイタルモジュールはダイバースーツＤＳの内側に配置されていてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、生体情報信号Ｓｂが、ダイバーＤｉの呼吸信号Ｓｂｒと心拍信号Ｓｈｂとされていている。このため、この２つの生体情報を用いることで、ダイバーＤｉの身体状況をより正確に把握することが可能である。なお、これに限らず、生体情報信号Ｓｂとしては、呼吸信号Ｓｂｒと心拍信号Ｓｈｂとのうちのいずれかだけでもよいし、可能であればそれ以外の体内振動を用いるようにしてもよい。
【００５３】
また、本実施形態では、マイクロ波送受信部１１１が、パルス状のマイクロ波Ｍｗｖを発生させる発生部１１２と、発生部１１２から出力されるマイクロ波Ｍｗｖを放射及び受信するアンテナ部１１３と、を備えている。そして、アンテナ部１１３には、２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２が設けられている。更に、信号処理部１１４が、２つのアンテナＡＴ１、ＡＴ２から得られた検出信号Ｓｄｔの差分を行う差動部１１５と、差動部１１５から出力される差動出力信号Ｓｄｏの高周波成分をカットするローパスフィルタ部１１６と、ローパスフィルタ部１１６から出力されるフィルタ出力信号Ｓｆｏを調整する調整部１１７と、を備えている。このため、バイタルセンサ１１０の回路構成としては比較的簡素な構成であり、低電力・低コストとしながら、よりノイズの少ないバイタル信号Ｓｓｔを得ることが可能である。
【００５４】
また、本実施形態では、更に、バイタルモジュール１０４のケーシング１０５のダイバーＤｉ側の側面に圧力を検出する第１圧力センサ１２４が設けられている。このため、第１圧力センサ１２４の出力を考慮して、即ち、バイタルモジュール１０４のダイバーＤｉへの押圧力がバイタル信号Ｓｓｔを検出する条件として適正かどうかをもとにして、得られたバイタル信号Ｓｓｔの適否を判断することが可能である。なお、これに限らず、第１圧力センサが設けられていなくてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、更に、バイタルモジュール１０４のケーシング１０５のダイバーＤｉ側の側面以外の面にバイタルモジュール１０４の外部の圧力を検出する第２圧力センサ１２６が設けられている。このため、第２圧力センサ１２６の出力を考慮して、即ち、バイタルモジュール１０４にかかる潜水圧がバイタル信号Ｓｓｔを検出する条件として適正かどうか（ダイバーＤｉの潜水環境が適正かどうか）をもとにして、得られたバイタル信号Ｓｓｔの適否を判断することが可能である。なお、これに限らず、第２圧力センサが設けられていなくてもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、バイタルモジュール１０４の状態変化を検知可能とする変化検出センサ１２２が設けられている。このため、変化検出センサ１２２の出力を考慮して、即ち、ダイバーＤｉの体動が許容範囲であるかどうかをもとにして、得られたバイタル信号Ｓｓｔの適否を判断することが可能となる。しかも、変化検出センサ１２２は、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサと３軸地磁気センサから構成される９軸センサとされている。このため、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサとで、バイタルモジュール１０４を装着したダイバーＤｉの微動や向き変化を検出でき、且つ３軸地磁気センサでバイタルモジュール１０４を装着したダイバーＤｉの場所や向きを検出でき、得られたバイタル信号の適否をより容易に判断することが可能である。なお、これに限らず、変化検出センサは９軸センサでなくてもよいし、そもそも変化検出センサが設けられていなくてもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、ダイバーモジュール１０２が、バイタルモジュール１０４に通信可能に接続され、生体情報信号Ｓｂに従う情報を表示可能な表示装置１０６を備えている。そして、表示装置１０６がダイバーＤｉ自身で視認可能な位置に配置されている。このため、ダイバーＤｉ自身が生体情報信号Ｓｂに従う情報を自ら確認できるので、ダイバーＤｉが潜水時の安全性を確保するように自ら行動することが可能である。なお、これに限らず、表示装置を備えないバイタルモジュールだけが、ダイバーＤｉに装着されていてもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、バイタルモジュール１０４が第１通信ユニット１３８を備えている。そして、監視装置１０８が、第２通信ユニット１４０と、第２通信ユニット１４０から出力される生体情報信号Ｓｂを処理し、生体情報信号Ｓｂの時間的な変化を観察可能とする監視処理部１４２と、を有する。このため、ダイバーＤｉの生体情報をダイバーＤｉから離れた船ＳＰ上で監視装置１０８で監視員が客観的にダイバーＤｉの状態を確認することができる。これにより、監視員は、例えば音声情報を用いて、ダイバーＤｉに対して適切な行動を指示することもできる。あるいは、監視員が表示装置１０６に適切な警告・指示を表示させることもできる。
【００５９】
また、本実施形態では、監視装置１０８が、ダイバーＤｉの潜水前に得られた基準生体情報信号Ｓｂｂを記憶する記憶部１４４を備えている。そして、監視処理部１４２が、第２通信ユニット１４０から出力される生体情報信号Ｓｂと基準生体情報信号Ｓｂｂとの比較を行い、比較した結果を出力して表示部１４６に表示させる。このため、監視員は監視装置１０８でダイバーＤｉの状態をより迅速に判断することができる。なお、生体情報信号Ｓｂと基準生体情報信号Ｓｂｂとの比較を行った結果は、スピーカ等で監視員やダイバーＤｉに対して直接音声出力されてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、監視処理部１４２が、生体情報信号Ｓｂと基準生体情報信号Ｓｂｂとの比較を行った結果を、第２通信ユニット１４０と第１通信ユニット１３８とを介して、表示装置１０６に表示させることができる。このため、監視装置１０８でダイバーＤｉの状態を判断した結果をダイバーＤｉ自身に知らせるので、例えばダイバーＤｉが緊急性のある事態に巻き込まれても、ダイバーＤｉ自身が判断をすることなく、迅速な回避行動を開始させることが容易である。
【００６１】
即ち、本実施形態によれば、バイタルセンサ１１０の位置決めを厳密にしなくても、相応の精度でダイバーＤｉの生体情報を得ることが可能である。
【００６２】
本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。  
【００６３】
例えば、第１実施形態では、バイタルセンサ１１０が、ＵＷＢ方式バランス型動体センサと称するマイクロ波Ｍｗｖを用いたレーダであって、体内振動（心臓や肺の動きによる微少変位）に比例する出力を得る構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１３に示す第２実施形態の如くであってもよい。第２実施形態でも、バイタルセンサは、マイクロ波Ｍｗｖを用いたレーダであるが、ドップラーレーダとされている。つまり、ここでのバイタルセンサは、ダイバーＤｉの体内振動（心臓や肺の動きによる微少変位）である生体情報を、マイクロ波Ｍｗｖの周波数変化で検出し、生体情報信号Ｓｂを求めている。なお、ここでのマイクロ波Ｍｗｖは、例えば２４ＧＨｚとされ、発振周波数の高精度な局部発振器で発生される構成である。
【００６４】
本実施形態では、図１３に示す如く、マイクロ波送受信部２１１が、マイクロ波Ｍｗｖを連続（断続でもよい）して発生させる発生部２１２と、発生部２１２から出力されるマイクロ波Ｍｗｖ（送信信号Ｓｓｎ）を放射し、周波数変調されたマイクロ波Ｍｗｖを受信するアンテナ部２１３と、を備える。そして、信号処理部２１４は、検出信号Ｓｄｔに対して直交位相検波を行う検波部２１５と、検波部２１５から出力される検波信号Ｓｉｑの周波数を電圧に変換するＦ／Ｖ変換部２１６と、Ｆ／Ｖ変換部２１６から出力される電圧信号Ｓｖｌを積分する積分部２１７と、を備える。このような構成により、バイタル信号Ｓｓｔはドップラーレーダの原理で検出されるので、信頼性の高いバイタル信号Ｓｓｔを得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、特に、潜水中のダイバーの生体情報を取得するために、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１００…ダイバー監視システム
１０２…ダイバーモジュール
１０４…バイタルモジュール
１０５…ケーシング
１０５Ａ…上ケース
１０５ＡＡ、１０５ＢＡ…検出孔
１０５Ｂ…ベース板
１０６…表示装置
１０６Ａ、１４６…表示部
１０６Ｂ、１４３…入力部
１０８…監視装置
１１０…バイタルセンサ
１１１、２１１…マイクロ波送受信部
１１２、２１２…発生部
１１３、２１３…アンテナ部
１１４、２１４…信号処理部
１１５…差動部
１１６…ローパスフィルタ部
１１７…調整部
１２２…変化検出センサ
１２４…第１圧力センサ
１２６…第２圧力センサ
１２８…演算ユニット
１３０…第１フィルタ部
１３２…第２フィルタ部
１３４…波形成形部
１３６…演算処理部
１３８…第１通信ユニット
１４０…第２通信ユニット
１４２…監視処理部
１４３…入力部
１４４…記憶部
２１５…検波部
２１６…Ｆ／Ｖ変換部
２１７…積分部
ＡＴ１、ＡＴ２…アンテナ
Ｃ１〜Ｄ１５…コンデンサ
ＣＣ…通信ケーブル
ＣＮ…コネクタ
Ｄ１〜Ｄ４…ダイオード
Ｄｂ…胸部
Ｄｉ…ダイバー
ＤＳ…ダイバースーツ
Ｄｓｂ…下基板
ＤＶ…ダイバーベスト
ＦＦ１…Ｄ型フリップフロップ
Ｌ１…コイル
ＭＫ…マスク
Ｍｗｖ…マイクロ波
Ｎ１、Ｎ２…ＮＯＲ素子
ＯＰ１〜ＯＰ７…オペアンプ
ＰＣ…ポケット
Ｒ１〜Ｒ３０…抵抗
ＲＤ…支持部材
Ｓ１〜Ｓ５…信号
Ｓｂ…生体情報信号
Ｓｂｂ…基準生体情報信号
Ｓｂｐ…ＢＰＦ出力信号
Ｓｂｒ…呼吸信号
Ｓｄｏ…差動出力信号
Ｓｄｔ、Ｓｄｔ１、Ｓｄｔ２…検出信号
Ｓｆｏ…フィルタ出力信号
Ｓｈｂ…心拍信号
Ｓｉｑ…検波信号
ＳＭ…シール部材
ＳＰ…船
Ｓｓｎ…送信信号
Ｓｓｓ…中間増幅信号
Ｓｓｔ…バイタル信号
Ｓｖｌ…電圧信号
Ｔ１、Ｔ２…時間
ＴＲ１、ＴＲ２…トランジスタ
Ｕｓｂ…上基板
Ｖｄｄ…電源電圧
ＶＲ１、ＶＲ２…可変抵抗
【図１】
2018087900.tif 000003
【図２】
2018087900.tif 000004
【図３】
2018087900.tif 000005
【図４】
2018087900.tif 000006
【図５】
2018087900.tif 000007
【図６】
2018087900.tif 000008
【図７】
2018087900.tif 000009
【図８】
2018087900.tif 000010
【図９】
2018087900.tif 000011
【図１０】
2018087900.tif 000012
【図１１】
2018087900.tif 000013
【図１２】
2018087900.tif 000014
【図１３】
2018087900.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月10日(2017.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜水中のダイバーのバイタル信号を検出するバイタルセンサを備えるバイタルモジュールであって、
前記バイタルセンサを収納する防水されたケーシングと、
該ケーシングに収納され、前記バイタル信号を処理して前記ダイバーの生体情報信号を出力する演算ユニットと、を備え、
該バイタルセンサは、アンテナを用いてマイクロ波を前記ダイバーに放射し、且つ該ダイバーからのマイクロ波を受信するマイクロ波送受信部と、該マイクロ波送受信部から出力される検出信号を処理する信号処理部と、を備え、
当該バイタルモジュールは、前記ダイバーの着るダイバースーツの外側から配置され、
前記ケーシングは、前記バイタルセンサが前記ダイバーの胸部に配置される位置において該ダイバーを押圧可能とされている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記生体情報信号は、前記ダイバーの呼吸信号と心拍信号とされている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記マイクロ波送受信部は、パルス状の前記マイクロ波を発生させる発生部と、該発生部から出力される該マイクロ波を放射及び受信するアンテナ部と、を備え、
該アンテナ部には、２つの受信アンテナが設けられ、
前記信号処理部は、該２つの受信アンテナから得られた前記検出信号の差分を行う差動部と、該差動部から出力される差動出力信号の高周波成分をカットするローパスフィルタ部と、該ローパスフィルタ部から出力されるフィルタ出力信号を調整する調整部と、
を備える
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記マイクロ波送受信部は、前記マイクロ波を発生させる発生部と、該発生部から出力される該マイクロ波を放射し、周波数変調された該マイクロ波を受信するアンテナ部と、を備え、
前記信号処理部は、前記検出信号に対して直交位相検波を行う検波部と、該検波部から出力される検波信号の周波数を電圧に変換するＦ／Ｖ変換部と、該Ｆ／Ｖ変換部から出力される電圧信号を積分する積分部と、を備える
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、更に、
前記ケーシングのダイバー側の側面に圧力を検出する第１圧力センサが設けられている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、更に、
前記ケーシングのダイバー側の側面以外の面に当該バイタルモジュールの外部の圧力を検出する第２圧力センサが設けられている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、更に、
当該バイタルモジュールの状態変化を検知可能とする変化検出センサが設けられていることを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項８】
請求項７において、
前記変化検出センサは、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサと３軸地磁気センサから構成される９軸センサとされている
ことを特徴とするバイタルモジュール。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のバイタルモジュールを備えたダイバーモジュールにおいて、
前記バイタルモジュールに通信可能に接続され、前記生体情報信号に従う情報を表示可能な表示装置を備え、
該表示装置は前記ダイバー自身で視認可能な位置に配置される
ことを特徴とするダイバーモジュール。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載のバイタルモジュール、または請求項９に記載のダイバーモジュールを備えたダイバー監視システムであって、
前記バイタルモジュールは、前記生体情報信号を送信可能な第１通信ユニットを備え、
該第１通信ユニットから送信された生体情報信号を受信可能な第２通信ユニットと、該第２通信ユニットから出力される生体情報信号を処理し、前記生体情報信号の時間的な変化を観察可能とする監視処理部と、を有する監視装置を備える
ことを特徴とするダイバー監視システム。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記監視装置は、前記ダイバーの潜水前に得られた基準生体情報信号を記憶する記憶部を備え、
前記監視処理部は、前記第２通信ユニットから出力される生体情報信号と該基準生体情報信号との比較を行い、該比較した結果を出力する
ことを特徴とするダイバー監視システム。
【請求項１２】
請求項９に記載のダイバーモジュールを備えたダイバー監視システムであって、
前記バイタルモジュールは、前記生体情報信号を送信可能な第１通信ユニットを備え、
該第１通信ユニットから送信された生体情報信号を受信可能な第２通信ユニットと、前記ダイバーの潜水前に得られた基準生体情報信号を記憶する記憶部と、該第２通信ユニットから出力される生体情報信号と該基準生体情報信号との比較を行い、該比較した結果を、該第２通信ユニットと前記第１通信ユニットとを介して、前記表示装置に表示させる監視処理部と、を有する監視装置を備える
ことを特徴とするダイバー監視システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、潜水中のダイバーのバイタル信号を検出するバイタルセンサを備えるバイタルモジュールであって、前記バイタルセンサを収納する防水されたケーシングと、該ケーシングに収納され、前記バイタル信号を処理して前記ダイバーの生体情報信号を出力する演算ユニットと、を備え、該バイタルセンサが、アンテナを用いてマイクロ波を前記ダイバーに放射し、且つ該ダイバーからのマイクロ波を受信するマイクロ波送受信部と、該マイクロ波送受信部から出力される検出信号を処理する信号処理部と、を備え、当該バイタルモジュールが、前記ダイバーの着るダイバースーツの外側から配置され、前記ケーシングが、前記バイタルセンサが前記ダイバーの胸部に配置される位置において該ダイバーを押圧可能とされていることにより、上記課題を解決したものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
なお、当該バイタルモジュールが、前記ダイバーの着るダイバースーツの外側から配置されているので、バイタルモジュールのダイバーへの脱着が容易となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
なお、更に、前記ケーシングのダイバー側の側面に圧力を検出する第１圧力センサが設けられていてもよい。この場合には、第１圧力センサの出力を考慮して、得られたバイタル信号の適否を判断することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
なお、更に、前記ケーシングのダイバー側の側面以外の面に当該バイタルモジュールの外部の圧力を検出する第２圧力センサが設けられていてもよい。この場合には、第２圧力センサの出力を考慮して、得られたバイタル信号の適否を判断することが可能となる。
【国際調査報告】
2018087900.tif 000016
2018087900.tif 000017
2018087900.tif 000018
2018087900.tif 000019