(57)【要約】【課題】従来の生体信号検出装置の構成では、凹凸部材をネジ等で固定した場合、たとえ凹凸部材が弾力性を持っていて撓んで振動を伝えたとしても、固定部での動きは規制されるため、振動が固定部に印加された場合には、検出能力が不十分になってしまうという課題があった。【解決手段】生体の発生した圧力変動を検知する可撓性を持つ感圧手段８と、感圧手段８と交差するよう配置された複数の凹凸５を有する複数の押圧部材６を有し、押圧部材６は感圧手段８をはさむように重ねて配置し、感圧手段８は押圧部材６の凹凸５により押圧変形され、複数の押圧部材６は互いに可動するように連結支持する構成としたことで、どの部分でも高い感度で生体信号を検出する生体信号検出装置４を提供することが出来る。【選択図】図５
2008183181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の発生した圧力変動を検知する可撓性を持つ感圧手段と、前記感圧手段と交差するよう配置された複数の凹凸を有する複数の押圧部材を有し、前記押圧部材は前記感圧手段をはさむように重ねて配置し、前記感圧手段は前記押圧部材の凹凸により押圧変形され、前記複数の押圧部材は互いに可動するように連結部材により連結支持する構成とした生体信号検出装置。
【請求項２】
押圧部材は上下に可動するように連結部材で連結支持する構成とした請求項１記載の生体信号検出装置。
【請求項３】
複数の押圧部材が横方向に可動するように連結部材で連結支持する構成とした請求項１記載の生体信号検出装置。
【請求項４】
複数の押圧部材を連結支持する連結部材を、弾性部材により構成とした請求項２記載の生体信号検出装置。
【請求項５】
押圧部材の一部を連結部材により連結支持し、前記連結部材を支点にして可動するよう構成した請求項２記載の生体信号検出装置。
【請求項６】
複数の押圧部材の一端を連結部材により連結支持し、他端が可動するよう構成した請求項５記載の生体信号検出装置。
【請求項７】
複数の押圧部材を連結部材により中央で連結支持し、両端が可動するよう構成した請求項５記載の生体信号検出装置。
【請求項８】
押圧部材の連結部材により連結支持されてない部分を弾性部材で支持する構成とした請求項５から７のいずれか１項記載の生体信号検出装置。
【請求項９】
複数の押圧部材は金属により構成され、連結部材は導電性部材を用い、前記押圧部材と連結部材が直接接触するような構成とした請求項１から８のいずれか１項記載の生体信号検出装置。
【請求項１０】
感圧手段は弾性部材に支持される構成とした請求項１から９のいずれか１項記載の生体信号検出装置。
【請求項１１】
感圧手段はケーブル状圧電センサである請求項１から１０のいずれか１項記載の生体信号検出装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項記載の生体信号検出装置をベッドなどの就寝装置に設置し、前記就寝装置上の生体の脚側が、前記生体信号検出装置の可動する端部になるように設置した就寝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド等の就寝装置に設置し、心拍などの信号を検出する生体信号検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の生体信号検出装置は、寝具や椅子など生体の荷重の掛かる製品に設置するもので、検出感度を向上させるため、生体信号検出手段と凹凸部材を組み合わせた構造を持つものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１８は特許文献１に記載された従来の別の生体信号検出装置の検出部の構成図である。図１８において、従来の生体信号検出装置１は、信号を検出する光ファイバー２（本発明の感圧手段に相当する）を凹凸部材３ａ、３ｂ（本発明の複数の凹凸を有する押圧部材に相当）にはさみ、生体からの振動が加わったときに光ファイバー２を変形させて大きな信号を得る構成である。
【特許文献１】特開平８−５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、固定方法が記述されておらず、例えば両端を光ファイバーの厚さに相当するスペーサを介してネジ等で固定した場合、たとえ凹凸部材３ａ、３ｂが弾力性を持っており、撓んで振動を伝えたとしても、固定部での動きは規制されるため、振動が固定部に印加された場合には、光ファイバー２へ伝わる振動が抑制されてしまい検出装置の検知能力が低下するという課題が考えられる。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、検出装置のどの部分へ振動が加わっても高い検出感度を実現する生体信号検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の生体信号検出装置は、生体の発生した圧力変動を検知する可撓性を持つ感圧手段と、前記感圧手段と交差するよう配置された複数の凹凸を有する複数の押圧部材を有し、前記押圧部材は前記感圧手段をはさむように重ねて配置し、前記感圧手段は前記押圧部材の凹凸により押圧変形され、前記複数の押圧部材は互いに可動するように連結部材により連結支持する構成とした。そのため、生体信号検出装置を設置した就寝装置の中央付近でも端部でも同様に押圧部材が可動し感圧手段に大きな変形を加えるため就寝位置によらず高い感度で生体信号を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の生体信号検出装置は、高い感度で生体から発生する振動信号を検出できる物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、本発明の生体信号検出装置は、生体の発生した圧力変動を検知する可撓性を持つ感圧手段と、前記感圧手段と交差するよう配置された複数の凹凸を有する複数の押圧部材を有し、前記押圧部材は前記感圧手段をはさむように重ねて配置し、前記感圧手段は前記押圧部材の凹凸により押圧変形され、前記複数の押圧部材は互いに可動するように連結部材により連結支持する構成としたので、生体信号検出装置を設置した就寝装置の中央付近でも端部でも同様に押圧部材が可動し感圧手段に大きな変形を加えるため就寝位
置によらず高い感度で生体信号を検出する生体信号検出装置を提供することが出来る。
【０００９】
第２の発明は、特に第１の発明において、押圧部材は上下に可動するように連結部材で連結支持する構成としたので、生体信号検出装置を設置した就寝装置の中央付近でも端部でも同様に押圧部材が可動し感圧手段に大きな変形を加えるため就寝位置によらず高い感度で上下方向の生体信号を検出する生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００１０】
第３の発明は、特に第１の発明において、複数の押圧部材が横方向に可動するように連結部材で連結支持する構成としたので、生体信号検出装置を設置した就寝装置の中央付近でも端部でも同様に押圧部材が可動し感圧手段に大きな変形を加えるため就寝位置によらず高い感度で横方向の生体信号を検出する生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００１１】
第４の発明は、特に第２の発明において、複数の押圧部材を連結支持する連結部材を、弾性部材により構成としたので、押圧部材が容易に上下に可動するため、感度の高い生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００１２】
第５の発明は、特に第２の発明において、押圧部材の一部を連結部材により連結支持し、前記連結部材を支点にして可動するよう構成したので、連結部材を支点にして容易に上下に可動する押圧部材により、感圧手段に大きな変形を加えるため高い感度で上下方向の生体信号を検出する生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００１３】
第６の発明は、特に第５の発明において、複数の押圧部材の一端を連結部材により連結支持し、他端が可動するよう構成したので、連結部材を支点にして他端全体が容易に上下に可動するため就寝位置によらず高い感度で上下方向の生体信号を検出する生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００１４】
第７の発明は、特に第５の発明において、複数の押圧部材を連結部材により中央で連結支持し、両端が可動するよう構成したので、連結部材を支点にして他端全体が容易に上下に可動するため就寝位置によらず高い感度で上下方向の生体信号を検出する生体信号検出装置を提供することが出来る。また、連結部材を中心に対象形状となるため、設置向きによらず高い感度の生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００１５】
第８の発明は、特に第５から第７のいずれか１つに記載の発明において、押圧部材の連結部材により連結支持されてない部分を弾性部材で支持する構成としたので、押圧部材の凹凸による押圧に対し感圧手段が容易に変形を起こし、押圧がなくなったときに容易に元の形状に復元するため、感度の高い生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００１６】
第９の発明は、特に第１から第８のいずれか１つに記載の発明において、複数の押圧部材は金属により構成され、連結部材は導電性部材を用い、前記押圧部材と連結部材が直接接触するような構成としたので、押圧部材と連結部材が電磁シールドの役を果たし外来電磁波ノイズの影響を受けにくい物となる。よって、生体信号の収集や処理のために近くで電子機器を用いたり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしてもノイズが重畳することの少ない信頼性の高い生体信号検出装置を提供することができる。
【００１７】
第１０の発明は、特に第１から第９のいずれか１つに記載の発明において、感圧手段は弾性部材に支持される構成としたので、押圧部材の凹凸による押圧に対し感圧手段が容易に変形を起こし、押圧がなくなったときに容易に元の形状に復元するため、感度の高い生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００１８】
第１１の発明は、特に第１から第１０のいずれか１つに記載の発明において、感圧手段
はケーブル状圧電センサとしたので、検出した生体信号を伝達する中心電極に対し外部電極がシールドの役を果たし外来電磁波ノイズの影響を受けにくい物となる。よって、生体信号の収集や処理のために近くで電子機器を用いたり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしてもノイズが重畳することの少ない信頼性の高い生体信号検出装置を提供することができる。
【００１９】
第１２の発明は、特に第１から第１１のいずれか１つに記載の発明において、生体信号検出装置をベッドなどの就寝装置に設置し、前記就寝装置上の生体の脚側が、前記生体信号検出装置の可動する端部になるように設置したので、生体の肩から胸部が生体信号検出装置の可動する端部に位置するため、より大きな圧電センサの出力を得る感度の高い生体信号検出装置を提供することが出来る。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は生体荷重のかかっていない場合の生体信号検出装置の側面断面図、図２は生体信号検出装置の平面部分断面図、図３は、本発明の第１の実施の形態における生体信号検出装置が設置されたベッド（就寝装置）の構成図、図４及び図５は生体信号検出装置が設置されたベッドの断面図である。また、図６は感圧手段の断面図、図８は生体信号検出装置のブロック図である。
【００２２】
図１及び図２において、生体信号検出装置４は、平行でほぼ等間隔に並んだ複数の凹凸５を有する金属板よりなる２枚の押圧板（押圧部材）６ａ、６ｂと、金属または硬質の樹脂よりなるベース部材７と可撓性を有する感圧手段８と、感圧手段８を保持するスポンジやゴムなどの弾性部材からなる支持体９と、押圧板を両端で支持する金属製のコイルスプリング１０（連結部材）からなる。コイルスプリング１０は押圧板６ａ、６ｂ端部の凹凸５のない部分に複数設置され、この例では図２に示すように押圧板の四隅に設置している。ベース部材７は押圧板６ｂのコイルスプリング１０設置部に配置され、押圧板６ｂにかかる荷重により押圧板６ｂが撓まないように支えている。そしてコイルスプリング１０の弾性により押圧板６ａ、６ｂに荷重や振動が加わったときに押圧板６ａ、６ｂが上下に可動する。図１では生体信号検出装置４には荷重かかかっていないので、感圧手段８は変形しておらず、またコイルスプリング１０も圧縮されていない。
【００２３】
このとき、感圧手段８としては１本のケーブル状の圧電センサ８を用い、図２に示すように押圧板６ａ、６ｂの間に蛇行配置される。このとき圧電センサ８が移動してしまわないように支持体９には溝が彫ってあり、その溝にはめ込むことにより圧電センサ８が保持される。押圧板６ａ、６ｂの凹凸５は、例えばプレス加工などにより金属板を曲げることで形成されている。そのため、押圧板６ａ、６ｂ、の下面の凹凸５は、上面から見ても凹凸５を有する事になる。そして、押圧板６ａ、６ｂ、の凹凸５は生体信号検出装置４として重ねて設置したときに、同じ位置になるように配置されている。
【００２４】
そしてこの例では凹凸５と圧電センサ８とは約９０度の角度において複数の点で交差する。また、凹凸５は生体が就寝した際に、生体の身長方向と平行になるような方向に形成されている。
【００２５】
また、圧電センサ８の一端には圧電センサ８からの出力信号を処理する制御ユニット１１が接続されている。
【００２６】
以下に生体信号検出装置４の動作作用を説明する。図３、図４においてベッド１２の床
板１３の上に生体信号検出装置４が配置され、その上にマットレス１４を配しさらにその上に生体である人体１５が就寝している。このとき、人体１５からの心拍などの生体信号に起因する振動はマットレス１４を介して伝わり生体信号検出装置４に達する。そのときコイルスプリング１０は圧縮され圧電センサ８は押圧板６ａの凹凸５の断面形状に沿って支持体９とともにその下面に設置されている押圧板６ｂの凹凸５の窪みに入り込むことで圧電センサ８に大きな曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生する。また荷重や振動がない場合は、コイルスプリング１０の弾性による復元力と、支持体９の弾性による復元力のため圧電センサ８とともに元の形状に復元する。さらに、凹凸５は板状の押圧板６ａ、６ｂに配されているので板自体が撓み変形を起こし、例えばマットレス１４の中央の荷重や振動によって、マットレス１４の中央部分においてより大きな変形を起こし高い感度で生体信号を検出することが出来る。
【００２７】
また、図４のように人体１５がマットレス１４の端に就寝した場合や、寝返り等でマットレス１４の端に移動した場合でも、人体１５が就寝している側のコイルスプリング１０が弾性により収縮し圧電センサ８に曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するので、マットレス１４の中央付近でも端部でも同様に高い感度で生体信号を検出することが出来る。
【００２８】
実験において、直径約２．５ｍｍの圧電センサ８を用い、押圧板６ａ、６ｂ、として厚さ０．８ｍｍの金属板に高さ約１０ｍｍの凹凸５を３０〜１００ｍｍ間隔で複数配置することで、良好な結果を得ることができた。
【００２９】
また生体信号検出装置４の設置領域について説明すると、幅方向寸法は、成人の標準体型をもとに、人体１５の肩幅より大きく床板１３の幅より小さい値にしてある。そして、縦方向寸法は、使用を前提とする成人の頭部から胸部の少なくとも一部が掛かるような大きさとしており、また頭部から胸部の少なくとも一部が掛かるようなベッド上の位置に設置される。そして、このような大きさおよび設置位置にすることで、生体信号検出装置４は人体１５の就寝位置が寝返りなどでずれても人体１５からの振動が伝達され得る領域に配設されているので、就寝位置によらず十分に人体１５から発生する生体信号を検知することができる。
【００３０】
また、本発明の生体信号検出装置４は、押圧板６ａ、６ｂと金属性コイルスプリング１０により圧電センサ８を挟んでいるため、押圧板６ａ、６ｂとコイルスプリング１０が電磁シールドの役を果たし外来電磁波ノイズの影響を受けにくい物となる。よって、生体信号の収集や処理するために電子機器をベッドの近くで使用したり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしても圧電センサ８にノイズが重畳することの少ない信頼性の高い生体信号検出装置４を提供することができる。
【００３１】
また、本発明の生体信号検出装置４は、ベッド床板１３とマットレス１４の間に設置するため、生体信号検出装置４と人体１５の間にはマットレス１４が介在し、直接接する事が無いため、就寝を阻害しない物とすることができる。
【００３２】
尚、生体信号検出装置４の配置場所に関しては本実施の形態に限られることは無く、床もしくは畳と敷布団の間でもかまわない。
【００３３】
また尚、この例ではベッドなどの就寝具に生体信号検出装置４を設置する例を説明したが、これに限られることは無く、椅子や座布団などに設置して用いてもかまわない。すなわち、人体荷重を継続的に受ける生活用品であれば、本実施の形態のよう生体信号を検出することが可能となる。その場合、本実施の形態の生体信号検出装置４を、例えば椅子の座面とクッションの間、畳と座布団の間に設置する。
【００３４】
また、支持体９と圧電センサ８は、はめ込みによる固定としたが、接着剤や粘着テープにより固定しても良い。
【００３５】
また、凹凸５の高さや配置間隔もこの例は１例であり発明の効果がこれに限定されるものではない。さらに、本実施の形態では凹凸５は、就寝した生体１５の身長方向に平行になる方向に配置したが、身長方向と直交する方向としてもよく、その場合は圧電センサ８もそれにあわせて凹凸５と直交するように配置される。
【００３６】
また尚、押圧部材６ａ、６ｂの支持部材としてコイルスプリング１０を使用する例を示したがこれに限られず、板バネ、ゴム、スポンジまたは導電性ゴムなどを用いても同様の作用効果がある。
【００３７】
また、コイルスプリング１０の設置位置も押圧板６ａ、６ｂの四隅に限られず、中央部などに設置してもよい。
【００３８】
また、押圧部材として押圧板６ａ、６ｂを使用する例を示したがこれに限られず、図６の様にブロック状の押圧ブロック１６ａ、１６ｂを用いても同様の作用効果が得られる。
【００３９】
以下に本発明の生体信号検出装置４に用いる圧電センサ８について説明する。
【００４０】
図７において、圧電センサ８は内側電極として導体からなる中心電極８０１、感圧部材である圧電体層８０２、導体からなる外側電極８０３、弾性体からなる被覆層８０４を備えている。圧電体層８０２はポリフッ化ビニリデン等の樹脂系の高分子圧電体や、特定の樹脂基材中に圧電セラミックスの粉体を混合した複合圧電体を用いることができる。そして外側電極８０３は内側電極８０１と圧電体層８０２を囲うように配置されており、圧電センサ８は同軸ケーブル状となるため信号を伝達する中心電極８０１に対し外部電極８０３がシールドの役を果たし外来電磁波ノイズの影響を受けにくい物となる。よって、生体信号の収集や処理するために電子機器を近くで使用したり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしても圧電センサ１にノイズが重畳することの少ない信頼性の高い生体信号検出装置４を提供することができる。特に、押圧部材６ａ、６ｂ及びコイルスプリング１０などの支持部材が導電性のない部材で構成された場合により大きな効果を発揮する。
【００４１】
尚、内側電極と外側電極を持つケーブル状の感圧手段として同軸ケーブル状の圧電センサ１を例として示したが、本発明はこれに限られることは無く、中心導体が複数あるケーブル、中心導体が外側電極の中心から偏心しているケーブル、断面形状が円形ではないケーブルなどを用いても同様の効果がある。
【００４２】
次に、圧電センサ８出力信号の処理例と、人体１５からの生体信号の検出作用を説明する。図８は本発明の第１の実施の形態における生体信号検出装置４のブロック図である。図６において、制御ユニット１１は、検出手段１７、判定手段１８、報知手段１９を備えている。検出手段１７は、圧電センサ８からの出力信号を所定の濾波特性で濾波し、かつ、所定の増幅度で増幅を行うフィルタ部２０と、フィルタ部２０の出力信号を予め設定された設定値と比較を行うコンパレータ部２１とを備えている。フィルタ部２０の濾波特性としては、例えばノイズとして信号に重畳しやすい商用電源周波数は５０Ｈｚおよび６０Ｈｚであるが、生体１５の信号、例えば心拍などは１Ｈｚ前後、呼吸などは０．１Ｈｚ前後、体動などは数Ｈｚの範囲なので、濾波特性としては例えば、０．０５Ｈｚ〜２０Ｈｚの信号成分を通過させるバンドパスフィルタとする。
【００４３】
以上のように構成された生体信号検出装置４について、以下その動作、作用を特に心拍を検出する場合について図９に基づいて説明する。図９は人体１５の心拍に由来する振動が圧電センサ８に加わったときの圧電センサ８の出力に対応するフィルタ部２０の出力信号Ｖとコンパレータ部２１の出力信号Ｊの経時変化を示す特性図である。
【００４４】
まず、図４のように、ベッドの上に人体１５が横たわると、人体１５からの体重などの圧力や心拍等の振動等がマットレス１４を介して圧電センサ８に印加される。このとき圧電センサ８は変形し、圧電効果により圧電センサ８の変形の加速度に応じた信号が出力される。そのため、変動の無い体重による圧力等は検出されず変動のある振動成分のみが検出され、例えば体の動きや呼吸、心拍信号等を検出する。このとき特に押圧板６ａ、６ｂの凹凸５の部分で圧電センサ８の曲げ変形が大きくなり、より大きな出力信号が得られる。そして、圧電センサ８の出力信号は、フィルタ部２０により心拍などの人体１５からの振動の接触時の周波数帯域である０．０５〜２０Ｈｚの信号を通過させ、他の周波数帯の信号は除去される。心拍振動の検出時には、Ｖに基準電位Ｖ０より大きな信号成分が現れる。そして変形量の２次微分値である加速度も大きくなり、結果として圧電センサの出力信号も大きくなる。コンパレータ部２１はＶのＶ０からの振幅｜Ｖ−Ｖ０｜がＤ０より大ならば心拍振動を検出した判定し、時刻ｔ１で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ→Ｌｏのバルス信号を出力する。
【００４５】
上述したように、コンパレータ部２１から出力された信号が判定手段１８に入力され例えば心拍信号の周期Δｔより心拍周期つまり心拍数がわかり、報知手段１９により心拍数を表示したり音声により報知したりすることができる。
【００４６】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における生体信号検出装置について図１０から図１２を用いて説明する。図１０は生体信号検出装置の側面図、図１１は平面図、図１２は生体信号検出装置を設置したベッドの側面断面図である。
【００４７】
第１の実施の形態との違いは、生体信号検出装置４の２枚の押圧板６ａ、６ｂが、連結部材として蝶番を用いて連結支持されている点である。実施の形態１と同一符号の物は同様の動作、作用、効果を示し説明を省略する。
【００４８】
図１０に示すように上下の押圧板６ａ、６ｂは一端を蝶番２２とＬ字金具２３を用いてコの字型に連結することで、蝶番２２を支点にして他端が矢印Ａのように自由に可動する。また他端にはコイルスプリング２４のような弾性部材を配して押圧板６ａ、６ｂに加わった荷重や振動の圧縮する力に対して復元する。蝶番２２を配置する箇所は図１１に示すように、押圧板６ａ、６ｂに配された凹凸５と交差する端部に配置しており、この生体信号検出装置を図１２に示すように蝶番２２側を人体１５の頭側、可動する端部を脚側になるように配置する。図１１では、蝶番２２は凹凸５のない左右端部の２箇所に設置する例を示しているが、これに限られることは無く複数並んだ凹凸５の間の２ヶ所以上に設置してもよい。
【００４９】
この生体信号検出装置４に荷重や心拍などに起因する振動が印加された場合、押圧板６ａ、６ｂは蝶番２２を支点にして上下に振動し押圧板６ａ、６ｂに挟まれた圧電センサ８を変形させ信号を出力する。これは、生体信号検出装置４の中央でも端部でも同様である。
【００５０】
従って、人体１５がベッド１２中央に就寝してもベッド１２端部に就寝しても、就寝位置によらず同様な高い検出感度を得ることが出来る。
【００５１】
また、蝶番２２のない可動する端部を人体１５の脚側になるよう配置することで人体１５の肩から胸部が生体信号検出装置４の可動する端面上に位置するため、より大きな圧電センサ８の出力を得ることが出来る。
【００５２】
尚、圧電センサ８の支持体９に充分な弾性と復元力があればコイルスプリング１０の無い構成としても良い。
【００５３】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態における生体信号検出装置について図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は生体信号検出装置の側面図、図１４は生体信号検出装置を設置したベッドの側面断面図である。
【００５４】
第１および第２の実施の形態との違いは、２枚の押圧板を、押圧板端部の中央で連結支持した点である。実施の形態１および２と同一符号の物は同様の動作、作用、効果を示し説明を省略する。
【００５５】
図１３に示すように上下２枚の押圧板６ａ、６ｂは、左右両端の中央部で継手２５（連結部材）により連結されており、継手２５は、軸２６と、軸２６を中心に回転する２つのアーム２７ａ、２７ｂからなる。これにより押圧板６ａは継手２５を軸にして矢印Ｂのように可動するので、生体信号検出装置４に荷重や心拍などに起因する振動が印加された場合、押圧板６ａ、６ｂに挟まれた圧電センサ８を変形させ信号を出力する。また、圧電センサ８の支持体９の弾性により荷重や振動の圧縮する力に対して復元する。
【００５６】
このように、押圧板６ａ、６ｂの中央が支点になるように継手２５を配置したので、図１４に示すように、どちらを人体１５の脚側に設置しても対称形状になり、設置間違いによる感度の違いが発生せず信頼性が高く、使い勝手の良い生体信号検出装置４を提供することができる。
【００５７】
尚、押圧板６ａ、６ｂの四隅にスプリングを配して押圧に対して復元力を得るような構成としても良い。
【００５８】
また尚、図１５のように連結部材として軸の無い円柱状部材２８を用いてもよい。その場合、押圧板６ａが撓むことにより押圧板６ａの両端が可動し同様の効果が得られる。
【００５９】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態における生体信号検出装置について図１６を用いて説明する。図１６は、生体信号検出装置の要部断面図である。
【００６０】
第１から第３の実施の形態との違いは、押圧ブロック２９ａ、２９ｂ（押圧部材）が横方向に可動するような構成とした点である。
【００６１】
図１６（ａ）に示すように、下側の押圧ブロック２９ｂの端部には軸受け３０と軸受け３０内で回転するローラー３１（連結部材）が固定されており、そのローラー３１上に上側の押圧板２９ａが配置され、矢印Ｃ方向に可動する。上側の押圧ブロック２９ａにはストッパー３２が配置されており可動する上側の押圧ブロック２９ａが過剰に移動して外れないように移動量を規制している。そして図１６（ｂ）に示すように生体信号検出装置４に心拍などに起因する振動が印加された場合、ローラー３１上を移動した上側の押圧ブロック２９ａの凹凸５は圧電センサ８を下側の押圧板２９ｂの凹凸５に横方向に押しつけるように変形させ高い感度で信号を出力することが出来る。一般的に人体は、心臓の拍動による振動成分と供に、心臓から動脈へ拍出される血流の反作用などによる振動成分を持っ
ているためマットレス及び生体信号検出装置４には縦方向のみならず横方向の振動成分も加わるためこのような構成で生体信号を検出することが可能である。またこのような構成とすることでベッドの中央に就寝した場合でもベッドの端部に就寝した場合でも同様に押圧ブロック２９ａが動くので、就寝位置によらず高い感度で生体信号を検出可能することができる。
【００６２】
生体信号検出装置４の大きさは実施の形態第１から第３と同様でも良いが、図１７に示すようにマットレス１４と同程度の大きさにしてマットレス１４と床板１２との摩擦により押圧ブロック２９ａの横方向の動きが抑制されないようにした方がより高い感度で生体信号が検出可能となる。
【００６３】
尚、本実施の形態では押圧部材として押圧ブロック２９ａ、２９ｂを用いる例を示したが、実施の形態１から３のように押圧板でも同様の作用効果が得られる。
【００６４】
また尚、ローラー３１の形状は、円柱状でも球体でもよい。
【００６５】
また尚、連結部材として、ローラー３１と軸受け３０等の回転部材に代わり、極めて摩擦係数の低い材質例えばフッ素樹脂のブロック等を押圧ブロック２９ａ、２９ｂに相対向するように設置することで押圧ブロック２９ａを押圧ブロック２９ｂ上で摺動させる構成としても良い。
【００６６】
尚、実施の形態１から４では感圧手段としてケーブル状の圧電センサ８を用いたが、他の形態の圧電センサでもよく感圧手段として例えば第４の実施の形態で用いたＰＶＤＦ薄膜の両面を電極で挟んだフィルム状またはリボン状の圧電センサを用いても同様の効果が得られる。
【００６７】
尚、実施の形態１から４では感圧手段として圧電センサ８を用いた構成であったが、感圧手段に、押圧変形に感応して透過光が変調する特性を持つ光ファイバを用いても同様の効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明にかかる生体信号検出装置は、圧電センサに複数の凸部を有する板状部材を配置したので、感度よく生体信号を検出することが出来、上記のように簡単にベッドに設置して生体信号の取得に活用できるとともに、例えば、マッサージチェアのようなリラクゼーション機器、自動車用座席、娯楽施設の座席等に設置して、生体信号を検出するシステムとしても適用できる。また、ペット用マット等人体に限らず動物の生体信号を検出する用途にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置の側面断面図
【図２】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置の平面断面図
【図３】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置を配置したベッドの構成図
【図４】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置を配置したベッドの断面図
【図５】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置を配置したベッドの端部就寝状態の断面図
【図６】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置を配置したベッドの別形態の断面図
【図７】本発明の実施の形態１における圧電センサの断面図
【図８】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置で、人体からの生体信号を受けたときのフィルタ部の出力信号Ｖとコンパレータ部の出力信号Ｊの経時変化を示す特性図
【図１０】本発明の実施の形態２における生体信号検出装置の側面図
【図１１】本発明の実施の形態２における生体信号検出装置の平面断面図
【図１２】本発明の実施の形態２におけ生体信号検出装置を配置したベッドの側面断面図
【図１３】本発明の実施の形態３における生体信号検出装置の側面図
【図１４】本発明の実施の形態３における生体信号検出装置を配置したベッドの側面断面図
【図１５】本発明の実施の形態３の別形態における生体信号検出装置の側面図
【図１６】（ａ）本発明の実施の形態４における生体信号検出装置の側面図（ｂ）本発明の実施の形態４における生体信号検出装置の側面図
【図１７】本発明の実施の形態４における生体信号検出装置を配置したベッドの側面断面図
【図１８】従来の生体信号検出装置の構成図
【符号の説明】
【００７０】
４  生体信号検出装置
５  凹凸（押圧部材が有する複数の凹凸）
６ａ、６ｂ  押圧板（複数の凹凸を有する押圧部材）
８  圧電センサ（可撓性を持つ感圧手段）
９  支持体（感圧手段を支持する弾性部材）
１０  コイルスプリング（連結部材）
１６ａ、１６ｂ  押圧ブロック（複数の凹凸を有する押圧部材）
２２  蝶番（連結部材）
２５  継手（連結部材）
２８  円柱状部材（連結部材）
２９ａ、２９ｂ  押圧ブロック（複数の凹凸を有する押圧部材）
３０  軸受け（連結部材）
３１  ローラー（連結部材）
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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