(57)【要約】【課題】従来の生体信号検出装置の構成では、ベッド上の就寝位置に寄らず信号を検出可能にするために寝具と同程度の大きさにする必要があり、ベッドの幅や長さの違いに対応しにくいという課題があった。【解決手段】可撓性を持つケーブル状の圧電センサ１と、圧電センサ１に交差して重なる複数の棒状部材９と、弾性部材８を有し、ベッドフレーム１２とベッド床板１３の間に配置する構成としたものである。これによって、ベッドの幅や長さによらず生体信号検出装置１０を設置することができるので、非常に設置性の良い生体信号検出装置１０を提供することができる。【選択図】図３
2007061468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の発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して配置するとともに、互いに間隔を有して配置された複数の圧力変動伝達部材と、前記圧力変動伝達部材とで前記感圧手段を挟み込むように設け、前記圧力変動を伝える弾性部材とを備え、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部に、前記圧力変動伝達部材または弾性部材を対向させて配置し、生体の発した圧力変動を前記感圧手段に伝える構成とした生体信号検出装置。
【請求項２】
生体の発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して配置するとともに、互いに間隔を有して配置された複数の圧力変動伝達部材と、前記圧力変動伝達部材とで前記感圧手段を挟み込むように設け、かつ前記圧力変動伝達部材と重ならないように互いに間隔を有して配置した複数の第２の圧力変動伝達部材とを備え、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部に、前記圧力変動伝達部材または第２の圧力変動伝達部材を対向させて配置し、生体の発した圧力変動を前記感圧手段に伝える構成とした生体信号検出装置。
【請求項３】
生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部は、前記器具の前記面部材の外周の一部である請求項１または２記載の生体信号検出装置。
【請求項４】
生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材の前記器具に受け止められる裏面の一部であって、感圧手段の設置されていない側に、前記面部材の高さを調整するスペーサを設けた請求項３記載の生体信号検出装置。
【請求項５】
複数の弾性部材を有し、複数の弾性部材は互いに分離して圧力変動伝達部材と対向して感圧手段を挟み込み、かつフィルム部材に一体に配置した請求項１記載の生体信号検出装置。
【請求項６】
感圧手段は、内側電極と、前記内側電極に周設された感圧部材と、前記感圧部材に周設した外側電極とを有してケーブル状に構成した請求項１から５のいずれか１項記載の生体信号検出装置。
【請求項７】
ベッドまたは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、娯楽施設、その他椅子等の座席に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体信号検出装置を設置した生体信号検出機能付器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド等の寝具に設置し、心拍などの信号を検出する生体信号検出装置とそれを備えた器具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、および特許文献２参照)。
【０００３】
図１２は、特許文献１に記載された従来の生体信号検出装置の構成図で、図１３は、同文献に記載された生体信号検出装置の要部断面図である。図１２において、感圧手段１は硬質部材２の上に設置され、その硬質部材２には穴３ａ〜３ｄが空いており、これをベッド床板４の全面とマットレス５の間に設置する。ベッドの上に就寝する生体からの振動により、図１２の穴３ａ〜３ｃの縁、例えば点３１で感圧手段１に大きな曲げ変形が加えられるため大きな信号が得られる。
【０００４】
また、図１４は特許文献２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１４において、従来の生体信号検出装置は、信号を検出する光ファイバー６(本発明の感圧手段に相当する)を凹凸部材７ａ、７ｂにはさみ、生体からの振動が加わった時に光ファイバー６を大きく屈曲させて大きな信号を得る構成である。
【特許文献１】特開２００５−１３２５９号公報
【特許文献２】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】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、硬質部材２及びその上に設置する感圧手段１は、ベッド上の就寝位置に寄らず信号を検出可能にするために寝具と同程度の大きさにする必要があり、ベッドの幅や長さの違いに対応しにくいという課題があった。
【０００６】
例えば、シングルサイズ、セミダブルサイズ等ベッドの幅の違いや、ベッドの長さの違いに対応するためには、それぞれのベッドに応じた大きさの生体信号検出装置を複数種類作る必要があった。一方、購入、設置する側では、設置するベッドに合うサイズの物を選択しなければならず、必ずしも設置性の良いものとはいえなかった。
【０００７】
前記従来の課題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、設置性の良い生体信号検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記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して配置するとともに、互いに間隔を有して配置された複数の圧力変動伝達部材と、前記圧力変動伝達部材とで前記感圧手段を挟み込むように設け、前記圧力変動を伝える弾性部材とを備え、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部に、前記圧力変動伝達部材または弾性部材を対向させて配置し、生体の発した圧力変動を前記感圧手段に伝える構成としたものである。
【０００９】
この構成により、器具の幅、長さ等によらず、共通の生体信号検出装置が使えるため設
置性の良い物とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の生体信号検出装置は、設置する種々の大きさの器具に対応することができる設置性の良い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】
【００１１】
第１の発明は、生体の発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して配置するとともに、互いに間隔を有して配置された複数の圧力変動伝達部材と、前記圧力変動伝達部材とで前記感圧手段を挟み込むように設け、前記圧力変動を伝える弾性部材とを備え、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部に、前記圧力変動伝達部材または弾性部材を対向させて配置し、生体の発した圧力変動を前記感圧手段に伝える構成とした生体信号検出装置である。
【００１２】
これにより、生体信号検出装置は生体の発した圧力変動を受ける面部材の器具に受け止められた裏面の一部に配置した圧力変動伝達部材または弾性部材を介して生体信号を検出できるので、器具の幅、長さ等によらず、共通の生体信号検出装置が使えるため設置性の良い物とすることができる。
【００１３】
例えば、器具であるベッドの面部材の器具に受け止められる裏面の一部であるベッド床板とこれの左右の一方の端部を受けるベッドフレームの床板受部との間に生体信号検出装置を設置するため、ベッドの幅によらず共通の生体信号検出装置が使えるため設置性の良い物とすることができる。
【００１４】
また、弾性部材とで感圧手段を挟み込んだ複数の圧力変動伝達部材は、前記感圧手段と交差して配置するとともに、互いに間隔を有して配置し、さらに感圧手段が可撓性を持つので、生体信号検出装置は複数の圧力変動伝達部材と交差する方向へ容易に曲げることができることになり、長さに対する自由度が得られ、ベッドの長さの違いにも対応できる。つまり、生体信号検出装置がベッドより長かった場合、余った長さ部分はベッド床板とベッドフレームの床板受部との間から外し曲げて設置するだけでよく、ベッドの長さによらず共通の生体信号検出装置が使えるため設置性の良い物とすることができる。
【００１５】
また、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部に、圧力変動伝達部材または弾性部材のいずれかを対向させて生体信号検出装置を設置しても、つまり、生体側とその反対側を逆に配置しても感圧手段には圧力変動伝達部材の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するため、高感度に生体信号を検出することができるとともに、裏表を考慮しなくても良い使い勝手の良い生体信号検出装置を提供することができる。
【００１６】
第２の発明は、生体の発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して配置するとともに、互いに間隔を有して配置された複数の圧力変動伝達部材と、前記圧力変動伝達部材とで前記感圧手段を挟み込むように設け、かつ前記圧力変動伝達部材と重ならないように互いに間隔を有して配置した複数の第２の圧力変動伝達部材とを備え、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部に、前記圧力変動伝達部材または第２の圧力変動伝達部材を対向させて配置し、生体の発した圧力変動を前記感圧手段に伝える構成とした生体信号検出装置である。
【００１７】
これにより、第１の発明と同等の作用効果を得ることができる。すなわち、生体信号検
出装置は、生体の発した圧力変動を受ける面部材の器具に受け止められた裏面の一部に配置した圧力変動伝達部材または第２の圧力変動伝達部材を介して生体信号を検出できるので、器具の幅、長さ等によらず、共通の生体信号検出装置が使えるため設置性の良い物とすることができる。
【００１８】
例えば、器具であるベッドの面部材の器具に受け止められた裏面の一部であるベッド床板とこれの左右の一方の端部を受けるベッドフレームの床板受部との間に生体信号検出装置を設置するため、ベッドの幅によらず共通の生体信号検出装置が使えるため設置性の良い物とすることができる。
【００１９】
また、感圧手段を挟み込んだ複数の圧力変動伝達部材と複数の第２の圧力変動伝達部材は、前記感圧手段と交差して配置するとともに、それぞれが互いに間隔を有して配置し、かつ圧力変動伝達部材と複数の第２の圧力変動伝達部材が重ならないように配置され、さらに感圧手段が可撓性を持つので、生体信号検出装置は圧力変動伝達部材と複数の第２の圧力変動伝達部材と交差する方向へ容易に曲げることができることになり、長さに対する自由度が得られ、ベッドの長さの違いにも対応できる。つまり、生体信号検出装置がベッドより長かった場合、余った長さ部分はベッド床板とベッドフレームの床板受け部との間から外し曲げて設置するだけでよく、ベッドの長さによらず共通の生体信号検出装置が使えるため設置性の良い物とすることができる。
【００２０】
また、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部に、圧力変動伝達部材または第２の圧力変動伝達部材のいずれかを対向させて生体信号検出装置を設置しても、つまり、生体側とその反対側を逆に配置しても感圧手段には圧力変動伝達部材と第２の圧力変動伝達部材の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するため、高感度に生体信号を検出することができるとともに、裏表を考慮しなくても良い使い勝手の良い生体信号検出装置を提供することができる。
【００２１】
第３の発明は、特に第１または第２の発明において、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部は、前記器具の前記面部材の外周の一部なので、設置が容易になり設置性が向上する。例えば、ベッドフレームの床板受部とベッド床板の間の左右少なくともいずれか一方に配置するので、左右双方に設置する場合と比較して半分の作業で済むため設置が容易になり設置性が向上する。
【００２２】
第４の発明は、特に第３の発明において、生体の発した圧力変動を受ける面部材を有する器具の前記面部材で前記器具に受け止められる裏面の一部であって、感圧手段の設置されていない側に、前記面部材の高さを調整するスペーサを設けたので、器具本来の快適性を保ちながら、確実に信号を検出することが可能となる。例えば、ベッド床板の左右の傾斜をなくし就寝時の違和感を小さくすることができ、快適性を保ちながら、ベッドに設置して、確実に信号を検出することが可能となる。
【００２３】
第５の発明は、特に第１の発明において、複数の弾性部材を有し、複数の弾性部材は互いに分離して圧力変動伝達部材と対向して感圧手段を挟み込み、かつフィルム部材に一体に配置したことで、感圧手段が可撓性を持っており、なおかつ複数の弾性部材が分離しているため弾性部材および圧力変動伝達部材と交差する方向に生体信号検出装置を曲げたり丸めたりすることが容易になり、設置性が向上する。
【００２４】
第６の発明は、特に第１から５のいずれかの発明において感圧手段は、内側電極と、前記内側電極に周設された感圧部材と、前記感圧部材に周設した外側電極とを備えてケーブル状に構成することで、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。従って、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、携帯電話等の通信機器等を近くで使用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。
【００２５】
第７の発明は、第１から６のいずれかの発明における生体信号検出装置を、ベッドまたは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、娯楽施設、その他椅子等の座席に設置した生体信号検出機能付器具にすることにより、第１から６のいずれかの発明と同等の作用効果が得られるとともに、設置のしやすい器具を提供できる。
【００２６】
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。また、本実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。
【００２７】
（実施の形態１）
図１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の構成図で、図２は同生体信号検出装置を設置したベッドの要部を切り欠いた構成図で、図３は同生体信号検出装置を設置したベッドの設置部の構成図で、図４は同生体信号検出装置の感圧手段部分の断面図で、図５は同生体信号検出装置を設置したベッドの概略断面図で、図６は同生体信号検出装置の感圧手段の断面図で、図７は同生体信号検出装置の制御ブロック図である。
【００２８】
図１において、生体信号検出装置１０は、ケーブル状の圧電センサ１、帯状の弾性部材８、複数の棒状部材９で構成されている。弾性部材８は、外部より加わった加圧、例えば人体の荷重により変形し、かつ荷重がなければ復元する程度の帯状のスポンジで形成され、その表面に感圧手段としての可撓性を有したケーブル状の圧電センサ１が直線状に設けられている。複数の棒状部材９は、外部より加わった加圧により変形することなく、圧力変動として圧電センサ１に伝える硬質の圧力変動伝達部材であって、アルミニウム製の丸棒で形成し、ほぼ等間隔に互いに並行に、かつ圧電センサ１と直角に交差する方向に配置して、圧電センサ１を弾性部材８とともに挟み込んで圧力変動を圧電センサ１に伝える構成としたものである。
【００２９】
圧電センサ１と弾性部材８、及び棒状部材９との一体にする方法としては、例えば弾性を有する接着剤等で互いに固着するが、これに限られることではない。また、圧電センサ１の一端には圧電センサ１からの電気的な出力信号を処理する制御ユニット１１が接続されている。
【００３０】
図２及び図３において、図１に示す生体信号検出装置１０を設置する器具であるベッドと、このベッドへの設置に関して説明する。一般的なベッドは、ベッドフレーム１２にベッド床板１３を受けるための床板受部１４がベッドの左右の長手方向についており、本発明の生体信号検出装置１０は、床板受部１４に受け止められるベッド床板１３の左右の一方の端部の裏面に対向して床板受部１４の上面に沿って弾性部材８を下にして配置される。
【００３１】
床板受部１４の寸法は、ベッドによって異なるが、例えば幅２０mm、長さ１８００mm程度の物がある。これに対して生体信号検出装置１０の幅は、幅１０ｍｍから２０mm前後、長さは２０００mm前後としている。床板受部１４に対して生体信号検出装置１０の方が長く若干のあまりが発生するが、余った部分１０ａは図３に示すように生体信号検出装置１０の柔軟性を利用し、ベッドの内側に曲げて設置すればよい。そのため、ベッドの大きさに柔軟に対応できる設置性の良い物となる。また、生体信号検出装置１０に対してベッドおよび床板受部１４が短い場合は問題なく設置可能であるが、より人体の心臓に近いベッ
ド上半身側に配置することが望ましい。
【００３２】
そして、図４に示すように器具であるベッドの面部材の器具に受け止められる裏面の一部、すなわちベッド床板１３とこれの左右の一方の端部を受けるベッドフレームの床板受部１４との間である、ベッドフレーム１２とベッド床板１３の間となる床板受部１４の上に生体信号検出装置１０が配置され、その上にマットレス（図示せず）を配し、さらにその上に生体である人体（図示せず）が就寝している。
【００３３】
この形態で、人体からの振動はマットレス５及びベッド床板１３を介して伝わり生体信号検出装置１０に達するとともに、その時、弾性部材８は歪みを生じる。そして、棒状部材９は人体の体重程度では歪まないため、押圧により窪み変形を起こす弾性部材８に圧電センサ１は硬い棒状部材９とともに弾性部材８に陥入する形となる。
【００３４】
そして、圧電センサ１は棒状部材９の断面形状に沿って曲げ作用が加わり、大きな信号出力が発生する。弾性部材８の硬さは、人体の体重やマットレス５やベッド床板１３の重量によって変形するが、潰れてしまわない程度の硬さを持つものが望ましく、例えばマットレス５程度の硬さの物が使用できる。そして、人体からの荷重と振動はこの床板受部１４で全て受けているので荷重が集中し、効率よく生体信号を検出することができる。
【００３５】
また、図５に示すように本実施の形態では、生体信号検出装置１０はベッドフレーム１２の長手方向の左右にある床板受部１４のうちの片側、例えばヘッドボード側から見て右側に設置しており、床板受部１４のもう一方、本例の左側には生体振動検出装置１０とほぼ同じ厚さのスペーサ２０を配置している。生体信号検出装置１０はその高さが、１０ｍｍから２０ｍｍ程度になったので、スペーサ２０も１０ｍｍから２０ｍｍ程度の物を設置した。
【００３６】
これにより、ベッド床板１３の左右の傾斜をなくし、就寝時の違和感を小さくすることができる。また、人体からの荷重と振動はこの床板受部１４で全て受けているので、荷重が集中するため片側でも充分な信号が得られることを確認した。実験において、直径約２．５mmの圧電センサ１を用い、アルミニウム製の直径６ｍｍの丸棒の棒状部材９を５０〜１００ｍｍ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。
【００３７】
また、ベッド床板１３の下である裏面に設置するため、生体信号検出装置１０が人体に直接接する事が無いため、生体信号検出装置１０を設置することによる違和感は無く、就寝を阻害しない物とすることができ、ベッド本来の機能を損なうことがない。
【００３８】
また、硬質の棒状部材９としては、アルミニウム等金属の丸棒を用いたが、生体の重量や振動により圧縮変形しない硬度を持つ他の金属や、樹脂の丸棒などでも同様の効果が期待できる。また、硬質の棒状部材９の形状も、丸断面に限られるものではなく長円形状、楕円形状、多角形でも良い。ただ、多角形の場合は圧電センサ１を傷つけないよう角部分が面取り等されていることが望ましい。
【００３９】
続いて、本発明の生体信号検出装置１０に用いた圧電センサ１について説明する。図６において、圧電センサ１は内側電極として導体からなる中心電極１０１、感圧部材である圧電体層１０２、導体からなる外側電極１０３、弾性体からなる被覆層１０４を備えている。圧電体層１０２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。
【００４０】
そして、外側電極１０３は内側電極１０１と圧電体層１０２を囲うように配置されており、圧電センサ１は同軸ケーブル状となるため信号を伝達する中心電極１０１に対し外部
電極１０３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１０を提供することができる。
【００４１】
なお、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１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。図７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１０の制御ブロック図である。図７において、制御ユニット１１は、検出手段１５、判定手段１６、報知手段１７を備えている。検出手段１５は、圧電センサ１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１８と、フィルタ部１８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１９とを備えている。
【００４３】
フィルタ部１８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。
【００４４】
以上のように構成された生体信号検出装置１０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。図８は、人体の心拍に由来する振動が圧電センサ１に加わったときの圧電センサ１の出力に対応するフィルタ部１８の出力信号Ｖとコンパレータ部１９の出力信号Ｊの経時変化を示す特性図である。
【００４５】
まず、ベッドの上に人体が横たわると、人体からの体重などの圧力や心拍等の振動等がマットレス５とベッド床板１３を介して圧電センサ１に印加される。この時、圧電センサ１は変形し、圧電効果により圧電センサ１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。
【００４６】
この時、特に硬質の棒状部材９の部分で圧電センサ１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１の出力信号は、フィルタ部１８により心拍などの人体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。
【００４７】
図８にフィルタ部１８の出力信号Ｖを示す。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１９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。
【００４８】
上述したように、コンパレータ部１９から出力された信号が判定手段１６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１７により心拍数を表示したり音声により報知したりできる。
【００４９】
（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９を用いて説明する。
本実施の形態において、実施の形態１との違いは、図９のように生体信号検出装置１０を上下逆に配置した点であり、それ以外の同一構成で同じ作用効果を奏するところには同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【００５０】
生体信号検出装置１０は、弾性部材８を上側にしてベッド床板１３の左右の一方の端部裏面に相対向させ、棒状部材９を下側にして床板受部１４上に配置して設置する。すなわち、実施の形態１で説明した設置形態と表裏を逆にして設置したことになる。この場合、棒状部材９を床板受部１４側、弾性部材８をベッド床板１３側に配置することになるが、弾性部材８側から掛かった人体からの振動により弾性部材８と圧電センサ１は棒状部材９に押し付けられ、その結果、弾性部材８は歪みを生じ、押圧により窪み変形を起こす弾性部材８に圧電センサ１は棒状部材９とともに弾性部材８に陥入する形となる。そして、圧電センサ１は棒状部材９の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生し、マットレス５に横たわる人体からの信号を感度よく検出することができる。
【００５１】
（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１０を用いて説明する。本実施の形態において、実施の形態１および実施の形態２との違いは、生体信号検出装置１０に複数の棒状スポンジのような弾性部材２１を有し、この弾性部材２１を互いに平行で、かつ間隔を有して棒状部材９と相対向するように配設した点で、圧電センサ１を角断面の弾性部材２１と棒状部材９で挟み込んで配置している。そして、この例では弾性部材２１が床板受部４側になり、棒状部材９がマットレス５を載せているベッド床板１３側になるように設置してある。
【００５２】
また、複数の棒状部材９と複数の弾性部材２１を互いに位置決めするためにフィルム部材としての布のような柔軟なテープ状シート２２に接着して設けている。そして、圧電センサ１が可撓性を持っており、なおかつ複数の弾性部材２１が分離しているため、棒状部材９と弾性部材２１と直行する方向に生体信号検出装置１０を曲げたり丸めたりすることがさらに容易になり、設置性のよい生体信号検出装置を提供することができる。もちろん、この構成の生体信号検出装置の設置においても、実施の形態２で説明したと同じように棒状部材９と弾性部材２１を、上下逆に配置して設置しても、本実施の形態と同等の作用効果を期待できるものである。
【００５３】
（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１１を用いて説明する。本実施の形態において、実施の形態１から実施の形態３との違いは、生体信号検出装置１０に第１の棒状部材である複数の棒状部材９と、複数のアルミニウムの丸棒で形成した第２の複数の棒状部材２３により圧電センサ１を挟み込むように配設した点で、第１の棒状部材９と第２の棒状部材２３は、それぞれが平行で間隔を有して配置し、さらに第１の棒状部材９と第２の棒状部材２３が重ならないように配置している。
【００５４】
この例では、棒状部材９と第２の棒状部材２３とを互いに並行に配置し、さらに棒状部材９が第２の棒状部材２０の間になるように配置している。また、棒状部材９と第２の棒状部材２３を互いに位置決めするために布のような柔軟なテープ状シート２２に接着している。
【００５５】
この構成において、第２の棒状部材２３を上側、棒状部材９を下側にして実施の形態１で説明したと同じように図１１で示す如く生体信号検出装置１０を設置する。そして、マットレス５に横たわる人体からの振動により棒状部材９と第２の棒状部材２３とに挟み込まれた圧電センサ１は、棒状部材９と第２の棒状部材２３の断面形状に沿って曲げ作用が加わり、大きな信号出力が発生する。
【００５６】
また、生体信号検出装置１０は実施の形態２で説明したと同じように棒状部材９と第２の棒状部材２３を、上下逆に配置して設置しても、同じように第２の棒状部材２３と棒状部材９の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するため、裏表を考慮に入れずに設置できる使い勝手の良い生体信号検出装置１０とすることができる。
【００５７】
本実施の形態では、隣り合う棒状部材９の中間位置に第２の棒状部材２３を配置するようにしているので、第２の棒状部材２３の右側に隣接する第１の棒状部材９との間と、左側に隣接する第１の棒状部材９との間の双方で、圧電センサ１に曲げ作用が発生するため効率よく生体信号を検出できる。
【００５８】
なお、これに限られること無く第２の棒状部材２３が、隣接する第１の棒状部材９の中間位置よりずれた位置に配置されていても、若干の効率の低下はあっても生体信号は検出可能である。
【００５９】
またなお、第１の複数の棒状部材９と第２の複数の棒状部材２３は、丸棒に限られる物ではなく、長円形状、楕円形状、矩形でも良く、ただ、矩形の場合は圧電センサ１を傷つけないよう角部分が面取り等されていることが望ましい。さらに、第１の棒状部材９と第２の棒状部材２３の形状が異なっていても同様の効果が期待できることは言うまでも無い。そしてさらに、棒状部材９および第２の棒状部材２３と直行する方向に生体信号検出装置１０を曲げたり丸めたりすることができ、設置性のよい生体信号検出装置を提供することができる。
【００６０】
なお、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を用いたが、他の形態の圧電センサでもよく、例えば感圧手段として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。但し、センサ自体を導電性シートで包みシールドするなどの電磁波ノイズ対策は適宜行うものとする。そして、実施の形態１から４では感圧手段として圧電センサ１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】
【００６１】
以上のように、本発明にかかる生体信号検出装置は、圧電センサに交差するように感度を増加させるための複数の棒状部材を備えることで容易に曲げることができるため、従来のような設置の手間がなく、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、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】
【００６２】
【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構成図
【図２】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置を設置したベッドの構成図
【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設置したベッドの要部構成図
【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設置したベッドの要部断面図
【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設置したベッドの断面図
【図６】本発明の実施の形態１における生体信号検出装置の圧電センサの断面図
【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制御ブロック図
【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時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要部断面図
【図１０】本発明の実施の形態３における生体信号検出装置を設置したベッドの要部断面図
【図１１】本発明の実施の形態４における生体信号検出装置を設置したベッドの要部断面図
【図１２】従来の第１例の生体信号検出装置の構成図
【図１３】図１２に示す生体信号検出装置をベッドに設置した時の要部断面図
【図１４】従来の第２例の生体信号検出装置の構成図
【符号の説明】
【００６３】
１    圧電センサ（感圧手段）
４    床板（構造体）
８、２１  弾性部材
９    複数の棒状部材（圧力変動伝達部材）
１０  生体信号検出装置
１２  ベッドフレーム
１３  ベッド床板（面部材）
１４  床板受部
２０  スペーサ
２３  第２の棒状部材（第２の圧力変動伝達部材）
１０１  中心電極（内側電極）
１０２  圧電体層（感圧部材）
１０３  外側電極
【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１４】
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【図１３】
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