(57)【要約】【課題】生体信号検出装置において、生体に負担をかけることなく、センサを直接生体保持部に配設する場合と比較して、より精度良く生体信号を検出する。【解決手段】生体を保持する生体保持部４と、生体保持部４を乗せる基台５と、生体に起因する圧力変化を受ける可撓性を有する圧力伝達部１と、圧力伝達部１に取り付けられ受けた圧力変化を検出するセンサ部２と、センサ部２による出力信号から生体信号を検出する生体信号検出部とを備え、圧力伝達部１は、生体保持部４又は基台５との間に隙間をもって配設される。これにより、生体に起因するセンサ部２の変位が制限されなくなり、生体保持部４から伝播される圧力変化をセンサ部２はより精度良く検出する。【選択図】図１
2007054606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体を保持する生体保持部と、
前記生体保持部を乗せる基台と、
生体に起因する圧力変化を受ける、可撓性を有する圧力伝達部と、
前記圧力伝達部に取り付けられ、該圧力伝達部が受けた圧力変化を検出するセンサ部と、
前記センサ部による出力信号から生体信号を検出する生体信号検出部と、を備え、
前記圧力伝達部は、該圧力伝達部と前記生体保持部又は前記基台との間に隙間をもって配設されていることを特徴とする生体信号検出装置。
【請求項２】
前記圧力伝達部は、板状でその面方向両端に支持部材を備え、この支持部材があることで、該圧力伝達部と前記生体保持部又は基台との間に隙間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の生体信号検出装置。
【請求項３】
前記支持部材は、前記圧力伝達部と一体化されていることを特徴とする請求項２に記載の生体信号検出装置。
【請求項４】
前記圧力伝達部は、前記センサ部を保持すると共に、前記生体保持部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の生体信号検出装置。
【請求項５】
前記圧力伝達部は、その略中央に前記センサ部を保持することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の生体信号検出装置。
【請求項６】
前記圧力伝達部は、その下面側に前記センサ部を保持すると共に、このセンサ部の近傍で前記支持部材の高さより低い第２の支持部材を有し、この第２の支持部材の存在により、前記圧力伝達部に生体による荷重が加わった場合においても前記生体保持部又は前記基台との間の隙間が保たれることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の生体信号検出装置。
【請求項７】
前記圧力伝達部は、生体による過重が加わって最大曲げ応力が生じた場合に破損が生じない材質、形状から構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の生体信号検出装置。
【請求項８】
前記圧力伝達部は、前記基台に対して、生体による過重が加わったときに生じる最大撓み量以上の高さを有して配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の生体信号検出装置。
【請求項９】
前記支持部材は、弾性体から成ることを特徴とする請求項２に記載の生体信号検出装置。
【請求項１０】
前記支持部材は、その両端が弾性体上に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の生体信号検出装置。
【請求項１１】
前記支持部材は、前記弾性体と接触する部分が板状であって、且つ前記圧力伝達部と平行であることを特徴とする請求項１０に記載の生体信号検出装置。
【請求項１２】
前記支持部材は、板状の敷板上に配設されることを特徴とする請求項２、３、６、９、１０、１１のいずれか一項に記載の生体信号検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍、呼吸、体動等の生体信号を検出する生体信号検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、就寝中における生体の各種状態を検出する装置が開発されており、例えば、特許文献１に示されるように、睡眠深度を就寝者を無拘束でかつ高精度に推定することができる睡眠深度推定装置が知られている。この睡眠深度推定装置は、人体の心拍数及び呼吸数を含む生体情報を検出する生体情報センサと、この生体情報センサによって検出された生体情報に所定の処理を施して複数の睡眠深度基礎データを算出する生体情報処理回路と、生体情報処理回路から得られる睡眠深度基礎データに基づいて睡眠深度を推定する睡眠深度推定回路から構成されている。また、例えば、特許文献２に示されるように、被験者の様々な生体情報のうち、特に呼吸情報や脈拍情報等を精度良く計測することができ、更に、市販されているベッドに対して着用することができる生体情報計測用パネル、生体情報計測用マット、生体情報計測装置及び生体情報計測方法や、被験者の様々な生体活動のうち、特に呼吸や脈拍の状況を確実に監視することができる生体情報計測用パネル又は生体情報計測用マットを備えた生体活動監視システムが知られている。
【特許文献１】特開２００３−２６００４０号公報
【特許文献２】特開２００６−４３４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示の睡眠深度推定装置では、圧力センサをマットレス上または掛け蒲団や衣類に取り付けて計測を行っている。マットレス上や衣類に取り付けた場合には生体に負担をかけるという問題点があり、また、掛け布団にセンサを取り付けた場合には就寝中に掛け蒲団をはいでしまう可能性があり、長時間連続した計測には不適である。また、上記特許文献２に開示の生体情報計測用パネルでは、弾性的に撓曲可能な敷板に歪み検出センサを取り付けている。この生体情報計測用パネルでは、敷板部の上下両面のうち少なくとも一方の面に弾性層を設ける、敷板部の他の部位より厚さが薄い薄肉部を設ける、敷板部の上下両面のうち少なくとも一方の面に凹部を設けるなどの構造の工夫がなされているが、ベッドのマットレス上面、畳面、床面、敷布団上面等に配設されて生体による荷重がかかった場合に、センサや敷板が生体やマットレス等に接触して変位が制限され、検出精度の低下が考えられる。
【０００４】
本発明は、上記問題を解消するものであり、生体に起因する圧力変化を検出可能なセンサを可撓性を有する圧力伝達部に取り付け、これを生体保持部に対して隙間をもって配設することで、生体に負担をかけることなく、センサを直接生体保持部に配設する場合と比較して、より精度良く生体信号を検出することが可能な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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、生体を保持する生体保持部と、前記生体保持部を乗せる基台と、生体に起因する圧力変化を受ける、可撓性を有する圧力伝達部と、前記圧力伝達部に取り付けられ該圧力伝達部が受けた圧力変化を検出するセンサ部と、前記センサ部による出力信号から生体信号を検出する生体信号検出部と、を備え、前記圧力伝達部は、該圧力伝達部と前記生体保持部又は前記基台との間に隙間をもって配設されている生体信号検出装置である。
【０００６】
また、前記圧力伝達部は、板状でその面方向両端に支持部材を備え、この支持部材があることで、該圧力伝達部と前記生体保持部又は基台との間に隙間が形成されるものとすればよい。
また、前記支持部材は、前記圧力伝達部と一体化されているものとすればよい。
また、前記圧力伝達部は、前記センサ部を保持すると共に、前記生体保持部に取り付けられているものとすればよい。
また、前記圧力伝達部は、その略中央に前記センサ部を保持するものとすればよい。
前記圧力伝達部は、その下面側に前記センサ部を保持すると共に、このセンサ部の近傍で前記支持部材の高さより低い第２の支持部材を有し、この第２の支持部材の存在により、前記圧力伝達部に生体による荷重が加わった場合においても前記生体保持部又は前記基台との間の隙間が保たれるものとすればよい。
また、前記圧力伝達部は、生体による過重が加わって最大曲げ応力が生じた場合に破損が生じない材質、形状から構成されているものとすればよい。
また、前記圧力伝達部は、前記基台に対して、生体による過重が加わったときに生じる最大撓み量以上の高さを有して配設されているものとすればよい。
また、前記支持部材は、弾性体から成るものとすればよい。
また、前記支持部材は、その両端が弾性体上に配設されているものとすればよい。
また、前記支持部材は、前記弾性体と接触する部分が板状であって、且つ前記圧力伝達部と平行であるものとすればよい。
また、前記支持部材は、板状の敷板上に配設されるものとすればよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の生体信号検出装置によれば、センサ部を取り付けた可撓性を有する圧力伝達部を生体保持部又は前記基台との間に隙間を有して配設しているので、センサ部を直に生体保持部と基台との間に配設した場合に比べて、生体に起因するセンサ部の変位が制限されなくなり、生体保持部から伝播される圧力変化をセンサ部はより精度良く検出することができる。しかも、生体に負担をかけることがなく、精度良く生体信号を検出することが可能となる。
【０００８】
また、圧力伝達部の両端を支持部材で支えることにより、圧力伝達部と基台の間に隙間が保たれ、センサ部の出力電圧が増加し、より精度の良い生体信号検出が可能になる。
また、圧力伝達部とその両端を支持する支持部材を一体化させることで、センサ部の出力電圧が増加し、より精度の良い生体信号検出が可能になると同時に、構造が簡素で取り扱い性が良く単一の材質で圧力伝達部の製作が可能になる。
また、基台と生体保持部の間に隙間を有することで、センサ出力電圧が大きくなり、心拍をも精度良く検出することが可能となる。
また、圧力伝達部の略中央に生体による荷重が加わったときに最も撓みが生じるため、精度良く生体信号を検出可能となる。
また、圧力伝達部に第２の支持部材があることで、生体による過度な荷重が加わった場合でも、圧力伝達部の撓みを一定値以内に留めることができ、圧力伝達部の耐久性が向上する。
また、生体による過重が圧力伝達部に加わったときに生じる曲げ応力が許容曲げ応力以内となる材質、形状を用いることで、圧力伝達部の破損すなわち塑性変形や破断を防ぐことができる。
また、生体による過重が圧力伝達部に加わったときに生じる最大撓み量以上の高さの支持部材を用いることで、生体による荷重が加わったときでも圧力伝達部が撓んで底に接触することがなく、圧力伝達部と生体保持部又は基台との隙間が確保されるため、センサ出力電圧が保たれ、精度の良い生体信号検出が可能となる。
また、弾性体から成る支持部材で圧力伝達部の両端が支持されることで、支持部材で支持されている部分が大きく動き、センサ出力電圧が大きくなり、心拍をも精度良く検出することが可能となる。
また、圧力伝達部と一体化された支持部材の両端が弾性体で支持されることで、弾性体で支持されている部分が大きく動き、センサ出力電圧が大きくなり、心拍をも精度良く検出することが可能となる。また、支持部材の両端を弾性体に圧入すれば、支持を安定させることができる。
また、支持部材の弾性体と接触する部分が板状であって、且つ圧力伝達部と平行であることで、安定した配設が可能となる。
また、支持部材を敷板上に配設することで、クッション等の柔らかい材質の上に配設した場合に、クッションと圧力伝達部が接触することが防がれ、圧力伝達部とクッション等の柔らかい材質との隙間が確保されるため、センサ出力電圧が保たれる。さらには、支持部材の両端が弾性体上に配設されており、支持部材の弾性体と接触する部分が板状であって、且つ圧力伝達部と平行である場合に、敷板への取付けが容易になる。また、クッション等の柔らかい材質の上に配設した場合でも、大きなセンサ出力が得られ、心拍をも精度良く検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る生体信号検出装置について図面を参照して説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１（Ａ）は、生体信号検出装置のセンサ検出部構成を示す。センサ検出部は、生体に起因する圧力変化を受ける板状の可撓性を有する圧力伝達部１と、この圧力伝達部１に取り付けられ該圧力伝達部１が受けた圧力変化を検出するセンサ部２と、圧力伝達部１の面方向両端に設けられた支持部材３とを備える。この支持部材３があることで、圧力伝達部１と生体保持部４又は基台５（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）との間に隙間が形成される。センサ部２は、圧力伝達部１の平面略中央位置に取り付ける。圧力伝達部１としては、例えば鉄板を、センサ部２としては、圧電高分子であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いる。
【００１０】
図１（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ本発明の生体信号検出装置の前提構成と、実施形態構成を示す。生体信号検出装置は、生体ＬＢを保持する生体保持部４と、この生体保持部４を乗せる基台５と、センサ検出部と、センサ検出部による出力信号から生体信号を検出する生体信号検出部（図示なし）とを備える。ここに、生体保持部４は、寝具（スプリングマット）等のマットレスであり、基台５は、ベッド台であり、以下では、これら用語で言い換える。図１（Ｂ）は、センサ検出部のセンサ部２を取り付けた圧力伝達部１（鉄板など）がマットレス４とベッド台５の間に配設され、圧力伝達部１がベッド台５と接触している場合である。
【００１１】
図１（Ｃ）は、圧力伝達部１（鉄板など）が、支持部材３により圧力伝達部１とマットレス４又はベッド台５との間に隙間をもって配設されている。すなわち、マットレス４の下側に圧力伝達部１を配設し、ベッド台５と圧力伝達部１の間に支持部材３（例えば、鉄製）を配設し、圧力伝達部１とベッド台５の間に隙間を有している実施形態である。この例では、マットレス４にセンサ検出部が挿入される凹部４ａを形成している。
【００１２】
図２は実施形態に係る生体信号検出装置の信号伝達系の構成を示す。本装置において、生体ＬＢからその変位による圧力は、生体保持部としてのマットレス４等の寝具、圧力伝達部１を経て、センサ部２に伝達され、センサ検出出力は生体信号検出部２０にて検出される。
【００１３】
図３（Ａ）、（Ｂ）は、上記図１（Ｂ）、（Ｃ）の各々の場合において、被験者（男性、体重６４ｋｇ）がベッド中央で仰臥した場合のセンサ出力波形（上段）と、同時に計測した心電図波形（下段）を示す。図３（Ａ）、（Ｂ）の下側の心電図の波形において、振幅が最も大きいピークは心拍Ｒ波である。上記図１（Ｃ）に示した本実施形態の構成によれば、センサ部２からの出力電圧が大きくなり、心拍Ｒ波に相当する信号成分が明瞭となる。このため、本実施形態においては、図３（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）に比べて、心拍Ｒ波からある時間遅れの後、センサ出力に明瞭なピークが現れ、それが周期的に繰り返し、精度の良い心拍検出ができている。
【００１４】
上記図１（Ｂ）のように、センサ部２を直にマットレス４とベッド台５の間に配設した場合は、生体に起国する圧力の変化によるセンサの変位が制限され、望ましくない。そこで、本実施形態では、上記図１（Ｃ）に示すように、圧力伝達部１の面方向両端に支持部材３が備えられることで、圧力伝達部１とベッド台５との間に隙間を有し、圧力伝達部１としての鉄板は、生体の体重などによる荷重がかかった状態で撓んだ状態においても、鉄板及びセンサ部２がベッド台５に接触しないようにしている。荷重による接触の有無は、鉄板の場合、広さ、厚さ、高さなどの組み合わせによって決まる。例えば、鉄板の広さは一辺が２０ｃｍの正方形、厚みは１ｍｍ、高さ２２ｍｍの鉄製の保持部材を用いればよく、体重１００ｋｇの被験者がマットレス４を介してセンサ部２の真上に乗っても接触しないものとすることが望ましい。センサ部２の取り付けは、圧力伝達部１の上側でも下側でもよい。
【００１５】
センサ部２としては、可携性を有するものとして、ここではＰＶＤＦを用いたが、圧電素子にはＰＶＤＦの他に、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸亜鉛等の圧電セラミックス等が知られており、例えば、略矩形や略円形のシート状のものでも、帯状のものでも、ボタン状のものでも、ケーブル状のものでもよい。ケーブル状の圧電素子は、例えば、長尺な線状の中心電極と、この中心電極を被覆する圧電体と、この圧電体を被覆する外側電極とから成り、ケーブルの何れの部分においても感度があるデバイスが知られている。また、センサ部２として、圧電素子以外にも光ファイバ、歪ゲージ、磁気センサ等を用いることができる。センサ部２の圧力を検出する原理として、光ファイバは圧力付加による伝送特性の変化を検出し、磁気センサは圧力付加による磁気変化を検出する。このように、可携性を有し、生体に起因する圧力の変化を検出することができ、鉄板などの圧力伝達部１に取り付けが可能で、屈曲方向に対して起電力を発生する出力発生原理を持つものであれば、任意に採用できる。
【００１６】
圧力伝達部１の配設構成は、上記のように、マットレス４とベッド台５との間に配設するものに限られない。図４（Ａ）、（Ｂ）は、他の実施形態を示す。図４（Ａ）は、圧力伝達部１をマットレス４上に配設する場合を、図４（Ｂ）は圧力伝達部１をマットレス４内部に配設する場合を示す。
【００１７】
圧力伝達部１とその両端を支持する支持部材３を一体化させてもよい。図５（Ａ）はその実施形態を示し、圧力伝達部６及び支持部材７として、鉄板を折り曲げ形成している。この折り曲げた鉄板の下側にセンサ部２を取り付ける。図５（Ｂ）は圧力伝達部６の配設位置を示す。ここでは、圧力伝達部６として、２０ｃｍ角、１ｍｍ厚、高さ１５ｍｍ、脚部２０ｍｍの構造の鉄板を用いたが、鉄板の形状は、生体の体重などによる荷重がかかった状態でも圧力伝達部６及びセンサ部２がベッド台５に接触しない広さ、厚さ、高さであればよい。また、ここでは、圧力伝達部６の配設位置をマットレス４の下側としたが、マットレス４上でもマットレス４内部でもよい。図６は、図５（Ｂ）の構成において計測したセンサ出力波形と心電図を示す。
【００１８】
図７（Ａ）（Ｂ）は、さらに他の実施形態を示す。いずれの実施形態も、センサ部２を取り付けた鉄板から成る圧力伝達部１をマットレス４下側に取り付け、マットレス４とベッド台５との間に隙間を有する。図７（Ａ）では、マットレス４とベッド台５の間に支持部材３を配設しており、図７（Ｂ）では、マットレス４下側に取り付けた圧力伝達部１をベッド台５の凹所５ａに配設している。ここでは、圧力伝達部１に２０ｃｍ角、１ｍｍ厚の鉄板を用いた。図８は、図７（Ａ）の構成において計測したセンサ出力波形と心電図を示す。
【００１９】
図９（Ａ）（Ｂ）は、圧力伝達部１（鉄板）へのセンサ部２の取り付け構成を示し、いずれも圧力伝達部１が撓んだ状態を示している。図９（Ａ）は、センサ部２を圧力伝達部１の中央部表面に取り付けた例、図９（Ｂ）は、センサ部２を圧力伝達部１の周辺部表面に取り付けた例である。センサ部２は生体信号が検出できる圧力伝達部１の任意の位置に取り付けることができる。
【００２０】
図１０（Ａ）（Ｂ）は、圧力伝達部６（鉄板）のその他の実施形態を示す。いずれも、センサ部２を取り付けた圧力伝達部６の下側に、センサ部２の近傍で両端の支持部材７の高さより低い、弾性部材などで成る第２の支持部材８を配設したものである。これにより、生体の荷重が加わって鉄板が撓んでも、第２の支持部材８があることで、鉄板とベッド台５の間の隙間が保たれる。図１０（Ａ）は、センサ部２の両側に２つ円柱形状の支持部材８を配設したものであるが、支持部材８の数と配設位置は鉄板の下側であれば特に問わない。また、支持部材８の形状と材質は、両端の支持部材７の高さより低く、生体による荷重が加わった時に鉄板の撓みを支持することができればよい。また、支持部材８は鉄板に取り付けても、ベッド台５に取り付けてもよい。図１０（Ｂ）は、圧力伝達部６を成す鉄板の一部を折り曲げて第２の支持部材９を構成したものである。
【００２１】
また、上記各実施形態において、生体による荷重が加わった時の最大曲げ応力が許容曲げ応力を超えないように圧力伝達部１（６）を設計する。これにより、圧力伝達部１（６）の破損すなわち塑性変形や破断を防ぐことができる。圧力伝達部１の材質、形状に関係するパラメータは、奥行きｌ、幅Ｂ、ヤング率Ｅ、板厚ｔがある。生体による荷重Ｐが圧力伝達部１（６）に加わったとき、単位長さ当たりの荷重ω＝Ｐ／Ｂ、断面係数Ｍｍａｘ＝ωｌ２／８、曲げモーメントＺ＝ｌｔ２／６として、最大曲げ応力σｍａｘ＝Ｍｍａｘ／Ｚ＝３ωｌ／４ｔ２と算出される。許容曲げ応力σａｌｌｏｗとすると、σｍａｘ＜σａｌｌｏｗより、ｔ＞（３ωｌ／４σａｌｌｏｗ）１／２として、必要な板厚ｔが算出される。例えば、パラメータをｌ＝１００［ｍｍ］、Ｂ＝１００［ｍｍ］、Ｅ＝２０５８００［ＭＰａ］と固定して必要な板厚ｔを計算する。生体による荷重Ｐ＝３０［ｋｇｆ］がかかった場合、許容曲げ応力σａｌｌｏｗ＝９８［ＭＰａ］であることから、σｍａｘ＜σａｌｌｏｗより、必要な板厚ｔは、ｔ＞１．５［ｍｍ］と算出される。ここでは、奥行きｌ、幅Ｂ、ヤング率Ｅを固定して板厚：ｔを求めたが、他のパラメータを固定して、奥行きｌ、幅Ｂ、ヤング率Ｅ等を求めてもよい。
【００２２】
さらに、上記各実施形態において、生体による荷重が加わった時の最大撓み量以上の高さを有するように支持部材３（７）を設計する。これにより、生体による荷重が加わったときでも圧力伝達部１（６）が撓んで底に接触することがなく、圧力伝達部１（６）と生体保持部４又は基台５との隙間が確保されるため、センサ出力電圧が保たれ、精度の良い生体信号検出が可能となる。生体による荷重Ｐが奥行きｌ、幅Ｂ、ヤング率Ｅ、板厚ｔの圧力伝達部１（６）に加わったとき、単位長さ当たりの荷重ω＝Ｐ／Ｂ、弾性２次モーメントＩ＝ｌｔ２／１２として、最大撓み量ｖｍａｘ＝５ωｌ４／３８４ＥＩ＝５ωｌ３／３２Ｅｔ３と算出される。例えば、Ｐ＝３０［ｋｇｆ］、ｌ＝１００［ｍｍ］、Ｂ＝１００［ｍｍ］、Ｅ＝２０５８００［ＭＰａ］、ｔ＝２［ｍｍ］のとき、必要な支持部材３（７）の高さは、０．２８［ｍｍ］以上と算出される。
【００２３】
図１１は、圧力伝達部１のさらに他の実施形態を示す。センサ部２を取り付けた鉄板から成る圧力伝達部１の両端を弾性体から成る弾性支持部材１０により支持したものである。これにより、弾性支持部材１０で支持されている部分が大きく動き、センサ出力電圧が大きくなり、心拍をも精度良く検出することが可能となる。ここでは、弾性支持部材１０の形状は、生体による荷重が加わった場合に圧力伝達部１が底に接触しない高さを有するものであれば特に問わない。
【００２４】
図１２は、圧力伝達部６のさらに他の実施形態を示す。鉄板から成る圧力伝達部６と一体化された（鉄板の両端を折り曲げて形成された）支持部材７の両端を弾性体から成る弾性支持部材１０上に配設したものである。これにより、弾性支持部材１０で支持されている部分が大きく動き、センサ出力電圧が大きくなり、心拍をも精度良く検出することが可能となる。また、支持部材７の両端を弾性支持部材１０に圧入すれば、支持を安定させることができる。ここでは、弾性支持部材１０の形状は、生体による荷重が加わった場合に圧力伝達部６が底に接触しない高さを有するものであれば特に問わない。
【００２５】
図１３（Ａ）（Ｂ）は、圧力伝達部６のさらに他の実施形態を示す。いずれの実施形態も、鉄板から成る圧力伝達部６の両端を折り曲げてＬ字型の脚部１１（支持部材７）を形成し、その脚部１１を弾性体から成る弾性支持部材１０上に配設したものである。すなわち、圧力伝達部１と一体化された支持部材７の両端を弾性支持部材１０上に配設し、支持部材７の弾性支持部材１０と接触する部分が板状であって、且つ圧力伝達部１と平行であるものである。これにより、安定した配設が可能となる。図１３（Ａ）では、支持部材７を外側に折り曲げたＬ字型の脚部１１を弾性支持部材１０上に配設しており、図１３（Ｂ）では、支持部材７を内側に折り曲げたＬ字型の脚部１１を弾性支持部材１０上に配設している。ここでは、弾性支持部材１０とＬ字型の脚部１１の形状は、生体による荷重が加わった場合に圧力伝達部６が底に接触しない高さを有するものであれば特に問わない。
【００２６】
図１４（Ａ）は、比較例として支持部材３をクッション等の柔らかい素材１２の上に配設した場合を示し、図１４（Ｂ）は支持部材３を敷板１３で支持してクッション等の柔らかい素材１２の上に配設した場合を示す。図１４（Ａ）に示すように、支持部材３をクッション等の柔らかい素材１２の上に配設した場合には、クッション等の柔らかい素材１２が圧力伝達部１に接触して、圧力伝達部１の変位が制限される。これに対し、図１４（Ｂ）に示すように、支持部材３を敷板１３で支持してクッション等の柔らかい素材１２の上に配設した場合には、圧力伝達部１とクッション等の柔らかい素材１２との接触が防がれ、圧力伝達部１とクッション等の柔らかい素材１２との隙間が確保され、これにより、センサ出力電圧が保たれる。圧力伝達部１は、このように支持部材３を敷板１３で支持してクッション等の柔らかい素材１２の上に配設してもよい。敷板１３の材質と形状は、クッション等の柔らかい素材１２の上に配設した場合に、クッション等の柔らかい素材１２に押され撓んで圧力伝達部１や支持部材３に接触することがなければ特に問わない。
【００２７】
図１５（Ａ）（Ｂ）は、圧力伝達部６のさらに他の実施形態を示す。いずれの実施形態も、圧力伝達部６の両端を折り曲げて形成したＬ字型の脚部１１（支持部材７）を敷板１３上に配設し、脚部１１と敷板１３とをネジ止め固定したものである。図１５（Ａ）では、２５ｃｍ角、１．８ｍｍ厚、高さ１ｃｍ、脚部１１を１ｃｍとした鉄板から成る圧力伝達部６と、２５ｃｍ×２７ｃｍ、１．８ｍｍ厚の鉄板から成る敷板１３とを、ナットなどの固定用部材１４及びネジなどの固定用部材１５によりネジ止め固定しており、図１５（Ｂ）では、脚部１１と敷板１３との間に硬度５０、１ｍｍ厚のシリコンゴム（弾性体）から成る弾性支持部材１０を設けている。図１６（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、図１５（Ａ）（Ｂ）の構成において計測したセンサ出力波形と心電図を示す。
【００２８】
センサ部２の生体に対する配設位置は、上記各種実施形態では生体支持部であるマットレス４の場合を示したが、生体に起因する圧力を検出することができれば任意の場所でよく、マットレスがリクライニングする形態や、図１７（Ａ）（Ｂ）に示すように、椅子形機器に適用してもよい。ここに、１６はクッション、１７は椅子であり、センサ部２の配置位置は、椅子１７の背部（生体の胸部に対応）でも座部（生体の尻部に対応）でもよく、また、クッション１６の下側、内部、上側でもよい。
【００２９】
さらに、マットレス４やクッション１６は、スプリング、低反発ウレタンなど生体に起因する圧力変化が圧力伝達部１に到着し、生体信号を検出することができれば材質、構造は問わない。また、マットレス４と基台５は一体でもよく、布団でも構わない。この場合、畳、床などが基台に相当する。
【００３０】
また、センサ部２と圧力伝達部１の数は、１つに限定されるものではなく、例えば、図１８に示すように、マットレス４下の全面に亘ってマトリクス状に配設したものでもよい。心拍については、首から肩にかけた生体部分に、センサ部２の検出部分が重なるように配設すると精度良く検出できる。また、呼吸については、生体部分のいずれでもよいが、特に首から尻にかけた生体部分に重なるように、センサ部２の検出部分を配設するとよい。また、生体の仰臥、横臥、伏臥などの寝姿勢の違いによって、それぞれセンサ部２の出力波形は異なるが、心拍、呼吸、体動等の生体信号の検出が可能である。本発明は、上記実施形態の構成に限られることなく、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態に係る生体信号検出装置におけるセンサ検出部の側面図、（Ｂ）は本発明の前提となる、圧力伝達部が基台と接触している場合の側面図、（Ｃ）は本発明の実施形態に係る、圧力伝達部と基台の間に隙間を有する場合の側面図。
【図２】本発明の実施形態に係る生体情報検出装置の信号伝達系の構成図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１（Ｂ）、（Ｃ）の構成で計測したセンサ出力波形と心電図を示す図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る生体情報検出装置のセンサ検出部とマットレスとベッド台の配置関係を示す側面図。
【図５】（Ａ）はさらに他の実施形態に係る圧力伝達部の斜視図、（Ｂ）は同圧力伝達部を用いた場合のマットレスとベッド台との配置関係を示す図。
【図６】図５（Ｂ）の構成で計測したセンサ出力波形と心電図を示す図。
【図７】（Ａ）はさらに他の実施形態に係る生体保持部と基台の間に支持部材を配設する場合の側面図、（Ｂ）はベッド台の凹所に圧力伝達部を配設する場合の側面図。
【図８】図７（Ａ）の構成で計測したセンサ出力波形と心電図を示す図。
【図９】（Ａ）はセンサ部を圧力伝達部の略中央に取り付けた場合の上面図と側面図、（Ｂ）はセンサ部を圧力伝達部の略中央以外に取り付けた場合の上面図と側面図。
【図１０】（Ａ）は圧力伝達部の下側に支持部材を配設した場合の斜視図、上面図及び側面図（Ｂ）は圧力伝達部を折り曲げた形状の場合の斜視図、上面図及び側面図。
【図１１】さらに他の実施形態に係る圧力伝達部を弾性体から成る支持部材で支持した場合の側面図。
【図１２】さらに他の実施形態に係る圧力伝達部と一体化された支持部材の両端を弾性体上に配設した場合の側面図。
【図１３】（Ａ）はさらに他の実施形態に係る支持部材を外側に折り曲げたＬ字型の脚部を弾性体上に配設した場合の側面図、（Ｂ）は支持部材を内側に折り曲げたＬ字型の脚部を弾性体上に配設した場合の側面図。
【図１４】（Ａ）は比較例として支持部材をクッション等の柔らかい材質の上に配設した場合の側面図、（Ｂ）は支持部材を敷板で支持してクッション等の柔らかい材質の上に配設した場合の側面図。
【図１５】（Ａ）はさらに他の実施形態に係る支持部材を折り曲げた脚部と敷板とをネジ止め固定した場合の側面図、（Ｂ）は支持部材を折り曲げた脚部と敷板との間に弾性体を挟んで、それらをネジ止め固定した場合の側面図。
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１５（Ａ）、（Ｂ）の構成で計測したセンサ出力波形と心電図を示す図。
【図１７】他の実施形態に係る椅子とクッションとセンサ部との配置関係を示し、（Ａ）はセンサ部を背部に配設した場合の側面図、（Ｂ）はセンサ部を座部に配設した場合の側面図。
【図１８】さらに他の実施形態に係るマットレス下の全面にセンサ部と圧力伝達部をマトリクス状に複数個配設した平面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  圧力伝達部
２  センサ部
３  支持部材
４  生体保持部（マットレス）
５  基台（ベッド台）
５ａ  基台凹所
６  一体化させた圧力伝達部
７  支持部材
８  第２の支持部材
９  鉄板の一部を折り曲げた第２の支持部材
１０  弾性体から成る弾性支持部材
１１  Ｌ字型に折り曲げられた脚部
１２  クッション等の柔らかい素材
１３  敷板
１４  ナットなどの固定用部材
１５  ネジなどの固定用部材
１６  クッション
１７  椅子
ＬＢ  生体
【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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