(57)【要約】【課題】過大な振動入力により、感圧手段の凹凸部材との接触部に過大な応力がかかり感圧手段の劣化が早まるのを防止することを目的とする。【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４と、この感圧手段４と交差するよう配置された複数の凹凸２を有する複数の押圧部材３ａ、３ｂと、ストッパ７とを有し、押圧部材３ａ、３ｂは感圧手段４をはさむように重ねて配置することで凹凸２により押圧変形され、また、ストッパ７は押圧部材３ａ、３ｂに配置されて押圧を制限する構成としたことで、生体信号検出装置１に過大な振動が加わったときに、過大振動が感圧手段４に加わることを抑制し、高い信頼性を実現する。【選択図】図５
2008200240.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、複数の凹凸を有する複数の押圧部材と、ストッパとを具備し、前記感圧手段は前記押圧部材ではさむように配置することでその凹凸により押圧変形し、前記ストッパは前記押圧部材の押圧を制限するよう構成した生体信号検出装置。
【請求項２】
可動ストッパと、前記可動ストッパを駆動する駆動手段と、過大振動検出手段とを有し、前記過大振動判定手段の信号により前記駆動手段を作動させ、前記可動ストッパを前記押圧部材の押圧を制限するよう駆動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】
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可動凹凸部を有する複数の押圧部材と、前記可動凹凸部を駆動する駆動手段と過大振動判定手段とを具備し、前記感圧手段が前記押圧部材の可動凹凸部により押圧変形されるように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、過大振動判定手段の信号により前記駆動手段を作動させ、前記可動凹凸部を押圧部材に収容し押圧動作を制限するよう駆動する構成とした生体信号検出装置。
【請求項４】
過大振動判定手段は、感圧手段の出力を受けて過大振動を判定する構成とした請求項２または請求項３記載の生体信号検出装置。
【請求項５】
感圧手段の出力信号を複数の増幅手段で増幅し、前記複数の増幅手段の内の一つの出力を受けて過大振動を判定する構成とした請求項４記載の生体信号検出装置。
【請求項６】
第２の感圧手段を有し、前記第２の感圧手段により過大振動を検出する構成とした請求項１から４のいずれか１項記載の生体信号検出装置。
【請求項７】
過大振動判定手段が過大振動を検出したときに通知手段により過大振動があることを通知する構成とした請求項１から６のいずれか１項記載の生体信号検出装置。
【請求項８】
感圧手段としてケーブル状圧電センサを用いた請求項１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】
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を装備した就寝装置。
【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され、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、就寝装置など生体の荷重のか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。
【０００３】
図１６、図１７に示す従来の生体信号検出装置１０１は、表面に凹凸を設けた板１０２の上に感圧手段を配置し、それを就寝装置であるベッドの床板１０３とマットレス１０４の間に配置し、生体１０５からの振動が加わったときに板１０２の凹凸に沿うように感圧手段１０６を変形させて生体信号を得るようにしていた(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
また、別の例の生体信号検出装置では、感圧手段の信号を増幅する増幅器の出力が飽和するような過大な信号を寝返であるとして検知するものもあった(例えば、特許文献２参照)。
【特許文献１】特開平５−２００００１号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、心拍に起因する体動のような微小振動を検出するために感度を向上させているため、幼少の子供などがベッドの上で飛び跳ねることなどによる過大な振動入力により、感圧手段と凹凸部との接触部に過大な応力がかかり、検出装置、特に感圧手段の劣化が早まるという課題があった。
【０００６】
また、上記のような微小振動を検出するために、この種の生体信号検出装置においては増幅器の増幅率を高く調整していることが多いため、寝返りと飛び跳ねでは、どちらも増幅器の出力が飽和し、判別が困難であるという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、生体信号検出装置に過大な振動信号が加わったときに確実に過大振動を検出し、過大振動が感圧手段に加わるのを抑制して高い信頼性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】
【０００８】
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、複数の凹凸を有する複数の押圧部材と、ストッパとを具備し、前記感圧手段は前記押圧部材ではさむように配置することでその凹凸により押圧変形し、前記ストッパは前記押圧部材の押圧を制限するよう構成した。
【０００９】
そのため、生体信号検出装置の設置された就寝装置上で飛び跳ねることなどによる過大な振動を受けたとき、ストッパにより押圧部材の振動が制限されるため、感圧手段に過大な圧力や振動が加わらないため、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ものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の生体信号検出装置は、過大振動による過大な圧力や振動が感圧手段に加わらない、信頼性の高い生態振動検出装置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】
【００１１】
第１の発明は、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、複数の凹凸を有する複数の押圧部材と、ストッパとを具備し、前記感圧手段は前記押圧部材ではさむように配置することでその凹凸により押圧変形し、前記ストッパは前記押圧部材の押圧を制限するよう構成としたので、生体信号検出装置の設置された就寝装置上で飛び跳ねることなどによる過大な振動を受けたとき、ストッパにより押圧部材の振動が制限されるため感圧手段に過大な圧力や振動が加わらないため、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。
【００１２】
第２の発明は、特に第１の発明において、可動ストッパと前記可動ストッパを駆動する駆動手段と過大振動検出手段を有し、前記過大振動判定手段の信号により前記駆動手段を作動させ、前記可動ストッパを前記押圧部材の押圧を制限するよう駆動する構成としたので、可動ストッパにより押圧部材の振動が制限されるため、過大振動が印加されている最中は感圧手段に圧力や振動が加わらないため、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。
【００１３】
第３の発明は、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可動凹凸部を有する複数の押圧部材と前記可動凹凸部を駆動する駆動手段と過大振動判定手段を有し、前期感圧手段は前記押圧部材の凹凸により押圧変形されるように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、過大振動判定手段の信号により前記駆動手段を作動させ、前記可動凹凸部を押圧部材に収容し押圧動作を制限するよう駆動する構成としたので、過大振動が印加されている最中は感圧手段に圧力や振動が加わらないため、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。
【００１４】
第４の発明は、特に第２または第３の発明において、過大振動判定手段は、感圧手段の出力を受けて過大振動を判定する構成としたので、感圧手段の出力はスイッチと異なりオンオフ信号ではないアナログ信号を検出できるので心拍のような微小信号や寝返りのような体動と飛び跳ねのような過大振動を判別することができ、確実に過大信号を検出する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。
【００１５】
第５の発明は、特に第４の発明において、感圧手段の出力信号を複数の増幅手段で増幅し、過大信号検出手段は前記複数の増幅手段のうちの一つの出力を受けて判定する構成としたので、寝返り等の体動を受けても飛び跳ねのような過大振動を受けても出力が飽和しない信号を受けることができるため、明確に寝返り等の体動と飛び跳ねのような過大振動を判別することができ誤判定することのない生体信号検出装置を提供することができる。
【００１６】
第６の発明は、特に第１から第４のいずれか１つの発明において、第２の感圧手段を有し、前記第２の感圧手段により過大振動を検出する構成としたので、可動ストッパが突出している最中や可動凹凸部が収容されている最中も、過大信号の検出が可能であり、過大振動が連続する間、感圧手段に過大な圧力や振動を受けるのを抑えることができる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７の発明は、特に第１から第６のいずれか１つの発明において、過大振動判定手段が過大振動を検出したときに通知手段により過大振動があることを通知する構成としたのでベッド上の飛び跳ねなどの行為を抑制することができるためより信頼性の高さを持続する
ことができる生体信号検出装置を提供することができる。
【００１８】
第８の発明は、特に第１から第７のいずれか１つの発明において、感圧手段としてケーブル状圧電センサを用いたので、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が少ないのでノイズと過大振動を混同して誤動作することの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９の発明は、特に第１から第８のいずれか１つの生体信号検出装置を装備した就寝装置である。
【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及び図２において、生体信号検出装置１は、複数の凹凸２を平行で、しかもほぼ等間隔に配列した金属板よりなる２枚の押圧部材３ａ、３ｂと、可撓性を有する感圧手段としてのケーブル状の圧電センサなどからなる感圧手段４と、この感圧手段４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５と、押圧部材３ａ、３ｂを両端で支持する金属柱などの連結部材６と、下側の押圧版３ｂ上に設置されたストッパ７とからなる。
【００２２】
連結部材６は押圧部材３ａ、３ｂの凹凸２のない部位に設置され、例えば、図２に示すように押圧部材３ａ、３ｂの両端部に設置してある。ストッパ７は、連結部材６よりも高さの低い金属の円柱状部材からなる。
【００２３】
図１では生体信号検出装置１には荷重がかかっていないので、感圧手段４は変形していない。またストッパ７も上側の押圧部材３ｂには接触していない。
【００２４】
感圧手段４は図２に示すように押圧部材板３ａ、３ｂの間に蛇行配置される。ここで、感圧手段４が移動しないように支持体５には溝が形成してある。すなわち、その溝にはめ込むことにより感圧手段４が保持される。
【００２５】
押圧部材３ａ、３ｂの凹凸２は、例えば金属板をプレス加工などにより曲げることで形成されている。
【００２６】
そして、押圧部材３ａ、３ｂの凹凸２は生体信号検出装置１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。
【００２７】
凹凸２と感圧手段４とは複数の点で交差するように約９０度の角度をおいて配列されている。また、凹凸２は生体が就寝した際に、その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。感圧手段４の一端にはそれからの出力信号を処理する制御ユニット８が接続されている。
【００２８】
以下、生体信号検出装置１の動作作用を説明する。
【００２９】
図３、図４は、ベッドの床板９の上に生体信号検出装置１が配置され、その上にマットレス１０を配し、さらに、その上に生体である人体１１が就寝している状態を示す。
【００３０】
人体１１からの心拍や呼吸などの生体信号に起因する振動はマットレス１０介して生体
信号検出装置１に達する。感圧手段４は押圧部材３ａの凹凸２の断面形状に沿って支持体５とともにその下面に設置されている押圧板３ｂの凹凸２の窪みに入り込むことで大きな曲げ作用が加わり、大きな信号出力が発生する。
【００３１】
荷重や振動がない場合は、支持体５の弾性による復元力のため感圧手段４とともに元の形状に復元する。凹凸２は板状の押圧部材３ａ、３ｂに配されているのでそれ自体が撓み変形を起こし、例えばマットレス１０の中央の荷重や振動によって、マットレス１０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。
【００３２】
このように人体１１が就寝している場合には、ストッパ７は押圧版３ｂ以外には接触しないような高さとしている。
【００３３】
ベッドの上で人が飛び跳ねた場合は、図５のように局所的に過大な荷重と振動がマットレス１０よびその下に設置された生体信号検出装置１に加わる。マットレス１０は大きく窪み変形し、それに伴い生体信号検出装置１の上側の押圧板３ａも大きく変形しようとする。
【００３４】
しかしながら、下側の押圧版３ｂに設置されたストッパ７により変形が制限されるため、過度な変形が抑えられる。従って、押圧版３ａに押圧される感圧手段４の変形もストッパ７によって過大な変形が抑制される。
【００３５】
そのため、感圧手段４は過大な圧力や振動を受けず、信頼性の高い生態振動検出装置１とすることができる。
【００３６】
生体信号検出装置１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１１の肩幅より大きく床板９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９上の位置に設置される。
【００３７】
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１は人体１１の就寝位置が寝返りなどでずれても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１１から発生する生体信号を検知することができる。
【００３８】
具体的には、感圧手段４として直径約２．５ｍｍの圧電センサを用い、押圧板３ａ、３ｂとして厚さ０．８ｍｍの金属板に高さ約１０ｍｍの凹凸２を３０〜１００ｍｍ間隔で複数配置することで、良好な実験結果を得ることができた。
【００３９】
また、生体信号検出装置１は、床板９とマットレス１０の間に設置するため、生体信号検出装置１と人体１１の間にはマットレス１０が介在していて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。
【００４０】
もちろん、生体信号検出装置１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し、その他、椅子や座布団などに設置して用いてもかまわない。
【００４１】
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。
【００４２】
支持体５と感圧手段４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。
【００４３】
また、凹凸２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２は就寝した生体１１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、その場合は感圧手段４もそれにあわせて凹凸８２直交するように配置される。
【００４４】
また、押圧部材３ａ、３ｂをブロック状とすることも考えられるもので、同様の作用効果が得られる。
【００４５】
以下、生体信号検出装置１に用いる感圧手段４に圧電センサを用いた場合について説明する。
【００４６】
図６において、圧電センサからなる感圧手段４は、内側電極として導体からなる中心電極１２、感圧部材である圧電体層１３、導体からなる外側電極１４、弾性体からなる被覆層１５を備えている。
【００４７】
圧電体層１３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１４は中心電極１２と圧電体層１３を囲うように配置されており、つまり、同軸ケーブル状となるため信号を伝達する中心電極１２に対し外部電極１４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ものとなる。
【００４８】
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を提供することができる。特に、押圧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。
【００４９】
なお、感圧手段として同軸ケーブル状の圧電センサを例として示したが、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。
【００５０】
次に、圧電センサからなる感圧手段４の出力信号の処理例と、人体からの生体信号の検出作用を説明する。
【００５１】
図７において、制御ユニット８は、検出手段１６、判定手段１７、報知手段１８を備えている。検出手段１６は、感圧手段４からの出力信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段１９と、この増幅手段１９の出力を所定の濾波特性で濾波するフィルタ部２０と、このフィルタ部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。
【００５２】
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。
【００５３】
以上のように構成された生体信号検出装置について、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８に基づいて説明する。
【００５４】
図８は人体５の心拍に由来する振動が加わったときの感圧手段４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であって、まず、図４のように、マットレス１０の上に人体１１が横たわると、体重などの圧力や心拍等の振動等がマットレス１１を介して感圧手段４に印加される。
【００５５】
このとき感圧手段４は変形し、圧電センサの場合にはその圧電効果により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、例えば寝返りなどの体動や呼吸、心拍信号等を検出する。このとき特に押圧板３ａ、３ｂの凹凸２の部分で感圧手段４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。
【００５６】
そして、感圧手段４の出力信号は、フィルタ部２０により心拍などの人体１１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。
【００５７】
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２０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と判定し、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。
【００５８】
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１７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１８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。
【００５９】
（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を図９〜図１１に示す。なお、実施の形態１と動作用を行う構成については便宜上同一符号を付し、その具体的説明は実施の形態１のものを援用する。
【００６０】
実施の形態１との違いは、生体信号検出装置１のストッパとして、可動ストッパとそれを駆動する駆動手段からなり、また、感圧手段４の出力に応じて可動ストッパを駆動させる構成とし、また、感圧手段４への過大な振動を判定する過大振動判定手段をと複数の増幅手段を有している点である。
【００６１】
図９に示すように、可動ストッパおよびその駆動手段はソレノイド２２を用い、可動ストッパとして機能するソレノイドの軸２３は、通常、ソレノイド２２内部に収容されている。そして、図１０のように過大な荷重や振動が加わるとそれを検出し、ソレノイド２２を駆動してソレノイドの軸２３を突出させ上側の押圧部材３ａの過大な変形を抑制する。
【００６２】
次に、ベッドの上で人が飛び跳ねた場合の感圧手段４の出力信号の処理例を図１１、図１２で説明する。
【００６３】
実施の形態１との違いは、検出手段１６に２つの増幅手段を直列に配置し、第１の増幅手段２４の出力信号を第２の増幅手段２５でさらに増幅し、その出力をフィルタ部２０とコンパレータ部２１で処理して心拍などに起因する生体信号を検出する。
【００６４】
ここで、第１の増幅手段２４の増幅率と第２の増幅手段２５の増幅率をあわせたものが実施の形態１に記載された増幅手段１９の増幅率と同一になるように設定している。
【００６５】
そして、第１の増幅手段２４の出力は２つに分岐されて過大振動判定手段２６にも入力
される。
【００６６】
過大振動判定手段２６に入力される第１の増幅手段２４の出力には、Ｖに基準電位Ｖ０より大きな信号成分が現れる。過大振動判定手段２６は、ＶのＶ０からの振幅｜Ｖ−Ｖ０｜がＤ1より大ならば過大信号を検出したと判定しソレノイド２２を作動させてソレノイドの軸２３を突出させる。
【００６７】
また、第１の増幅手段と第２の増幅手段を掛け合わせた増幅率は、心拍などの微小な振動を検出するために大きな増幅率になるよう設定されているため、第２の増幅手段の出力は寝返りなどの振動が加わっても、飛び跳ねのような過大振動が加わっても振幅は飽和してしまう。従って、寝返りと飛び跳ねを明確に区別することが困難であるが、増幅率が低い信号を用いて過大振動を判別することでこの問題は解決され、例えば、心拍に起因する信号Ａや寝返りなどの体動に起因する信号Ｂに対して、ベッド上の飛び跳ねＣの信号は十分大きいため、所定のＤ1を設定することで過大な振動の判別が可能となる。その結果、明確に寝返り等の体動と飛び跳ねのような過大振動を判別することができる。
【００６８】
また、ソレノイドの軸２３を突出させることによって押圧部材３ａの押圧変形動作を制限することにより過大振動の信号の検出もできなくなり、過大振動が連続している場合に過大振動の途中でソレノイドの軸２３が収容されるが、過大振動が連続する限りまたソレノイド２２が動作しソレノイドの軸３２が突出し過大振動による押圧部材３ａの変形を抑えるため、感圧手段４は過大な圧力や振動を受け続けることがなく信頼性の高い生体信号検出装置１とすることができる。
【００６９】
尚、駆動手段としてソレノイド２２を用いる例を説明したがこれに限られず、油圧シリンダーや空気圧シリンダーなどを用いストッパを突出させる構成としても同様の効果が得られる。また、駆動手段としてモータと歯車を組み合わせてストッパを突出させる構成としてもよい。また、駆動手段として圧電アクチュエータを用いてもよい。
【００７０】
さらに、２つの増幅手段を直列に接続する例を説明したが、増幅率の異なる２つの増幅手段を並列に接続し、高い増幅率の増幅手段の出力を用いて生体信号を検出し、低い増幅率の増幅手段の出力を過大振動判定手段に入力しても同様の効果が得られる。また、複数の増幅手段の数は３つ以上でもかまわない。
【００７１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における生体信号検出装置について図１３から図１６を用いて説明する。
【００７２】
実施の形態１，２との違いは、過大振動を検出するための第２の感圧手段を有し、また、押圧部材に配される複数の凹凸が可動するように構成されている点である。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、具体的説明はそれら実施の形態１，２のものを援用する。
【００７３】
図１３に示すように、生体信号を検出するための感圧手段４とは別に、過大振動を検出するため第２の感圧手段２７を配置している。第２の感圧手段２７は、第１の感圧手段４と同様にケーブル状圧電センサを用いており、押圧部材３ａ、３ｂに固定されている第２の凹凸２８により押圧変形をされる。
【００７４】
この第２の凹凸２８は可動せず常に第２の感圧手段２７に押圧変形を加える。だだし、心拍に起因する振動のような微小な信号を検出するものではないため、大きな変形の必要なく、第２の凹凸２８は対して小さくまた数も少なく設定している。
【００７５】
図１４に示すように、上部の押圧部材３ａには複数の可動凹凸部２９と、この可動凹凸部２９を駆動する凹凸駆動手段３０を有している。心拍に起因する振動のような生体信号を検出する場合には可動凹凸部２９は上部の押圧部材３ａから突出しており、実施の形態１，２と同様に生体信号を検出する。
【００７６】
しかし図１５に示すように、ベッド上で人が飛び跳ねた場合には、第２の感圧手段２７の検出信号により可動凹凸部２９の凹凸駆動手段３０が動作し、可動凹凸部２９は上部の押圧部材３ａ内に収容されることにより、可動凹凸部２９による第１の感圧手段４への曲げ作用は抑制される。
【００７７】
そのため、第１の感圧手段４は過大な圧力や振動を受けず、信頼性の高い生態振動検出装置とすることができる。
【００７８】
また、生体信号を検出する第１の感圧手段４とは別に、過大振動を検出する第２の感圧手段２７を用いているため、可動凹凸部２９が収容されている最中も過大振動の検出が可能であり、過大振動が連続する間、第１の感圧手段４は過大な圧力や振動を受けるのを抑えることができる。
【００７９】
そして、過大振動判定手段２６が過大振動を判定したときに可動凹凸部２９を収容すると同時にスピーカーなどの通知手段１８によりあらかじめ記憶された音声により過大振動の停止を求めることで、生体信号検出装置１への過大な振動を早期に抑制することができ、さらに信頼性を高めることができる。このとき、ベッドの上に枕などの寝具を載せたり、ベッドに倒れこむように寝たりする場合、その都度通知されると使用者の利便性が損なわれるため、過大振動が一定周期で数秒間から数十秒間継続するなどの判定基準を適宜設けることで、ふざけてベッドの上で飛び跳ねることなどを的確に判定することができる。
【００８０】
尚、通知手段は音声だけではなく、ブザー音や光などによるものでもよい。
【００８１】
また、本実施の形態で上部の押圧部材３ａとして、可動凹凸部２９を収容可能とするために金属板ではなくブロック状の部材を用いることとなり、金属板と比較して押圧部材３ａの撓み変形が小さいため、連結部材として両端をバネ３１で連結支持し、押圧部材３ａが可動凹凸２９とともに可動する構成とした。
【００８２】
しかし、ブロック状の部材でも、撓み変形する材質を選択することで、実施の形態１または２に示す連結部材を用いてもかまわない。
【００８３】
また、第２の感圧手段２７として同軸ケーブル状の圧電ケーブルセンサを用いているため、電磁ノイズが重畳しにくいため、過大振動と電磁ノイズを誤判定する誤動作を防止でき、信頼性の高い生体信号検出装置１とすることができる。
【００８４】
また、可動凹凸の駆動手段としては、例えばソレノイド、油圧シリンダー、空気圧シリンダー、モータなどを用いて構成することができる。
【００８５】
また、実施の形態１から３では感圧手段としてケーブル状の圧電センサを用いたが、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。
【００８６】
また、実施の形態１から３では感圧手段として圧電センサ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】
【００８７】
以上のように、本発明にかかる生体信号検出装置は、ストッパを設けることで圧電センサに過大振動が加わることを抑制したので、高い信頼性を実現する生体信号検出装置を提供することが出来、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】
【００８８】
【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上で人が飛び跳ねている状態の断面図
【図６】本発明の実施の形態１における感圧手段の断面図
【図７】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８】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９】本発明の実施の形態２における生体信号検出装置を設置したベッドの断面図
【図１０】本発明の実施の形態２における生体信号検出装置を配置したベッドの上で人が飛び跳ねている状態の断面図
【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ブロック図
【図１２】本発明の実施の形態２における生体信号検出装置で、過大な振動を受けたときの増幅手段の出力信号Ｖの経時変化を示す特性図
【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平面断面図
【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断面図
【図１５】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上で人が飛び跳ねている状態の断面図
【図１６】従来の生体信号検出装置の構成図
【図１７】従来の生体信号検出装置を設置した就寝装置の断面図
【符号の説明】
【００８９】
１  生体信号検出装置
２  凹凸
３ａ、３ｂ  押圧板（複数の凹凸を有する押圧部材）
４  感圧手段
７  ストッパ
２２  可動ストッパの駆動手段
２３  可動ストッパ
２６  過大振動判定手段
２７  第２の感圧手段
２９  可動凹凸部
３０  凹凸駆動手段
【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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