(57)【要約】【課題】被験者の下側に配置される受圧板に下方向の大荷重が加わった場合であっても、被験者の生体情報の計測に用いられる信号を出力するセンサの破損を防止できる生体情報計測用パネルを提供する。【解決手段】パネル1Aは受圧板２と基板３を備える。受圧板２は基板３に対し離間した状態に支持される。基板２の中央部には、下方向に弾性的に曲げ変形可能な片持ち状の板バネ部４が、板バネ部４の固定端部4a側を除く板バネ部４の周囲を包囲するように溝孔５が基板２の厚さ方向に貫通して設けられることにより、形成されている。受圧板２と板バネ部４との間には、受圧板２の下方向の振動動作を受けて板バネ部４を下方向に押圧して曲げ変形させる押圧部材９が配置される。板バネ部４の曲げ変形量の変動は検出センサ10により検出される。検出センサ10からの出力信号は被験者の生体情報の計測に用いられる。【選択図】図１
2013123455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の下側に略水平状に配置される受圧板と、
前記受圧板の下側に受圧板と対向状に配置された基板と、
前記基板と前記受圧板との間に配置されるとともに、前記受圧板を前記基板に対して離間した状態に且つ前記受圧板の少なくとも中央部が被験者の生体活動に伴い上下方向に振動しうるように受圧板を支持する支持部材と、
検出センサと、を備え、
前記基板の中央部には、下方向に弾性的に曲げ変形可能な片持ち状の板バネ部が、板バネ部の固定端部側を除く板バネ部の周囲を包囲するように溝孔が基板の厚さ方向に貫通して設けられることにより、形成されており、
前記受圧板と前記板バネ部との間に、前記受圧板の下方向の振動動作を受けて前記板バネ部を下方向に押圧して曲げ変形させる押圧部材が配置されており、
前記検出センサは、前記板バネ部の曲げ変形量の変動を検出して被験者の生体情報の計測に用いられる信号を出力するものであることを特徴とする生体情報計測用パネル。
【請求項２】
前記押圧部材は、前記板バネ部を押圧する方向に弾性的に圧縮可能なものである請求項１記載の生体情報計測用パネル。
【請求項３】
前記押圧部材は、その内部に空洞部を有するものである請求項１又は２記載の生体情報計測用パネル。
【請求項４】
前記支持部材は、前記受圧板を支持する方向に弾性的に圧縮可能なものである請求項１〜３のいずれかに記載の生体情報計測用パネル。
【請求項５】
前記受圧板は、弾性的に撓曲変形可能なものである請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報計測用パネル。
【請求項６】
前記板バネ部の下側に、板バネ部の下方向への曲げ変形を可能にするための空間部が形成されている請求項１〜５のいずれかに記載の生体情報計測用パネル。
【請求項７】
前記空間部は、前記基板の下面における前記板バネ部の外側位置にスペーサが下方向に突出して設けられることにより、形成されている請求項６記載の生体情報計測用パネル。
【請求項８】
前記空間部は、前記板バネ部の下面の高さ位置が前記基板の下面の高さ位置に対して上側に位置するように前記板バネ部の厚さが前記基板の厚さよりも薄く形成されることにより、形成されている請求項６記載の生体情報計測用パネル。
【請求項９】
前記基板及び前記受圧板は、被験者の頭部の下側に配置されるものであり、
前記基板及び前記受圧板における被験者肩部側の縁辺がそれぞれ平面視で略凸円弧状に形成されている請求項１〜８のいずれかに記載の生体情報計測用パネル。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の生体情報計測用パネルと、
前記パネルの検出センサから出力された信号に基づいて被験者の生体情報を演算する演算手段と、を備えていることを特徴とする生体情報計測装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載の生体情報計測用パネルの検出センサから出力された信号を用いて、被験者の生体情報を計測することを特徴とする生体情報計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の生体情報を計測する際に用いられる生体情報計測用パネル、生体情報計測装置、及び、生体情報計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療施設（例：病院）、老人施設、一般家庭等では、病人、老人、乳幼児、健康人等の被験者の健康状態を把握するため、被験者の主に就寝中の生体情報（例：呼吸情報、心拍動情報、体動情報）を計測することが行われている。
【０００３】
この計測に用いられる装置として、被験者の下側に配置されるパネルを備えた装置が幾つか知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。これらの装置のうち、特開２００９−２２６１９２号公報（特許文献５）に開示された装置に用いられたパネルの構成について簡単に説明すると、以下のとおりである。
【０００４】
すなわち、パネルは、被験者の下側に水平状に配置される感圧板と、感圧板の下側に感圧板と対向状に離間して配置された基板とを備えている。感圧板は被験者（人体）の呼吸運動によって振動するものである。感圧板の下面側には伝達促進部材が感圧板の下面に当接して下方向に突出状に設けられている。伝達促進部材の下端部と基板との間には圧電素子（センサ）が配置されている。圧電素子は、伝達促進部材と基板との間に挟まれることで、感圧板から伝達された伝達促進部材の振動を感知して、被験者の呼吸情報の計測に用いられる信号としての電圧を生成して出力するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５３９５７号公報
【特許文献２】特開２００６−４３４４５号公報
【特許文献３】特開２００８−６７９７９号公報
【特許文献４】特開２００８−９９７４７号公報
【特許文献５】特開２００９−２２６１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、上記構成のパネルでは、感圧板に下方向の大荷重が加わった場合には、伝達促進部材と基板との間に挟まれた圧電素子（センサ）が破損する虞があった。
【０００７】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、被験者の下側に略水平状に配置される板に下方向の大荷重が加わった場合でも、被験者の生体情報の計測に用いられる信号を出力するセンサの破損を防止できる生体情報計測用パネル、当該パネルを備えた生体情報計測装置、及び、当該パネルを用いた生体情報計測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】
本発明は以下の手段を提供する。
【０００９】
［１］  被験者の下側に略水平状に配置される受圧板と、
前記受圧板の下側に受圧板と対向状に配置された基板と、
前記基板と前記受圧板との間に配置されるとともに、前記受圧板を前記基板に対して離間した状態に且つ前記受圧板の少なくとも中央部が被験者の生体活動に伴い上下方向に振動しうるように受圧板を支持する支持部材と、
検出センサと、を備え、
前記基板の中央部には、下方向に弾性的に曲げ変形可能な片持ち状の板バネ部が、板バネ部の固定端部側を除く板バネ部の周囲を包囲するように溝孔が基板の厚さ方向に貫通して設けられることにより、形成されており、
前記受圧板と前記板バネ部との間に、前記受圧板の下方向の振動動作を受けて前記板バネ部を下方向に押圧して曲げ変形させる押圧部材が配置されており、
前記検出センサは、前記板バネ部の曲げ変形量の変動を検出して被験者の生体情報の計測に用いられる信号を出力するものであることを特徴とする生体情報計測用パネル。
【００１０】
［２］  前記押圧部材は、前記板バネ部を押圧する方向に弾性的に圧縮可能なものである前項１記載の生体情報計測用パネル。
【００１１】
［３］前記押圧部材は、その内部に空洞部を有するものである前項１又は２記載の生体情報計測用パネル。
【００１２】
［４］  前記支持部材は、前記受圧板を支持する方向に弾性的に圧縮可能なものである前項１〜３のいずれかに記載の生体情報計測用パネル。
【００１３】
［５］  前記受圧板は、弾性的に撓曲変形可能なものである前項１〜４のいずれかに記載の生体情報計測用パネル。
【００１４】
［６］  前記板バネ部の下側に、板バネ部の下方向への曲げ変形を可能にするための空間部が形成されている前項１〜５のいずれかに記載の生体情報計測用パネル。
【００１５】
［７］  前記空間部は、前記基板の下面における前記板バネ部の外側位置にスペーサが下方向に突出して設けられることにより、形成されている前項６記載の生体情報計測用パネル。
【００１６】
［８］  前記空間部は、前記板バネ部の下面の高さ位置が前記基板の下面の高さ位置に対して上側に位置するように前記板バネ部の厚さが前記基板の厚さよりも薄く形成されることにより、形成されている前項６記載の生体情報計測用パネル。
【００１７】
［９］  前記基板及び前記受圧板は、被験者の頭部の下側に配置されるものであり、
前記基板及び前記受圧板における被験者肩部側の縁辺がそれぞれ平面視で略凸円弧状に形成されている前項１〜８のいずれかに記載の生体情報計測用パネル。
【００１８】
［１０］  前項１〜９のいずれかに記載の生体情報計測用パネルと、
前記パネルの検出センサから出力された信号に基づいて被験者の生体情報を演算する演算手段と、を備えていることを特徴とする生体情報計測装置。
【００１９】
［１１］  前項１〜９のいずれかに記載の生体情報計測用パネルの検出センサから出力された信号を用いて、被験者の生体情報を計測することを特徴とする生体情報計測方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以下の効果を奏する。
【００２１】
［１］の生体情報計測用パネルでは、基板の中央部には、下方向に弾性的に曲げ変形可能な片持ち状の板バネ部が形成されるとともに、受圧板と板バネ部との間に、受圧板の下方向の振動動作を受けて板バネ部を下方向に押圧して曲げ変形させる押圧部材が配置されており、被験者の生体情報の計測に用いられる信号を出力する検出センサは、板バネ部の曲げ変形量の変動を検出するので、受圧板に下方向の大荷重が加わった場合でも当該荷重は検出センサに加わることはない。これにより、検出センサの破損を防止できる。
【００２２】
さらに、板バネ部は、板バネ部の固定端部側を除く板バネ部の周囲を包囲するように溝孔が基板の厚さ方向に貫通して設けられることにより、基板の中央部に形成されたものなので、所望する曲げ弾性特性を有する板バネ部を容易に形成することができる。
【００２３】
［２］のパネルでは、押圧部材は板バネ部を押圧する方向に弾性的に圧縮可能なものであることにより、押圧部材の硬さを適切に設定することにより、板バネ部の曲げ変形量の変動から、被験者の生体活動として鼾（いびき）や心拍動等に起因する高周波成分を取り除いて呼吸数等に起因する低周波成分だけを取り出することができる。
【００２４】
［３］のパネルでは、押圧部材はその内部に空洞部を有するものなので、押圧部材は座屈し易くなっている。そのため、受圧板の下方向の振動動作が大きい場合には、押圧部材が弾性的に座屈変形して板バネ部を適度な押圧力で下方向に押圧することができるし、更に、板バネ部に過度の下方向の押圧力が加わることによる板バネ部の塑性的な曲げ変形を防止することができる。
【００２５】
［４］のパネルでは、支持部材が受け部材を支持する方向に弾性的に圧縮可能なものであることにより、被験者の生体活動に伴って受圧板が確実に上下方向に振動しうるものとなり、これにより、板バネ部の曲げ変形量を確実に変動させることができる。
【００２６】
［５］のパネルでは、受圧板が弾性的に撓曲変形可能なものであることにより、被験者の生体活動に伴って受圧板が確実に上下方向に振動しうるものとなり、これにより、板バネ部の曲げ変形量を確実に変動させることができる。
【００２７】
［６］のパネルでは、板バネ部の下側に、板バネ部の下方向への曲げ変形を可能にするための空間部が形成されているので、板バネ部の下方向の適正な曲げ変形を生じさせることができる。
【００２８】
［７］のパネルでは、空間部を確実に且つ容易に形成することができる。
【００２９】
［８］のパネルでは、空間部を確実に且つ容易に形成することができるし、更に、基板の下面にスペーサを設けることによるパネルの厚さの増加を防止することができる。
【００３０】
［９］のパネルでは、基板及び受圧板における被験者肩部側の縁辺がそれぞれ略凸円弧状に形成されていることにより、被験者が左側や右側へ寝返り動作をした際に、被験者の顔や肩部が基板及び受圧板における被験者肩部側の縁辺の左端部や左端部に当たるのを防止することができる。これにより、被験者の寝心地を向上させることができる。
【００３１】
［１０］の生体情報計測用パネルは、上記［１］〜［９］のいずれかに記載のパネルの効果と同様の効果を奏する。
【００３２】
［１１］の生体情報計測方法は、上記［１］〜［９］のいずれかに記載のパネルの効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る生体情報計測用パネル及び生体情報計測装置をその使用状態で示す平面図である。
【図２】図２は、同パネルをその使用状態で示す側面図である。
【図３】図３は、同パネルの平面図である。
【図４】図４は、同パネルの正面図である。
【図５】図５は、図３中のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】図６は、図３中のＹ−Ｙ線断面図である。
【図７】図７は、同パネルの基板の平面図である。
【図８】図８は、同パネルの基板の底面図である。
【図９】図９は、同パネルの基板の板バネ部及びその近傍を示す拡大断面図である。
【図１０】図１０は、同パネルの基板の板バネ部及びその近傍を、板バネ部が曲げ変形した状態で示す拡大断面図である。
【図１１】図１１は、同計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、同パネルの押圧部材の斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、同パネルの押圧部材の第１変形例の斜視図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、同パネルの押圧部材の第２変形例の斜視図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、同パネルの押圧部材の第３変形例の斜視図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、同パネルの基板の板バネ部及び溝孔の平面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、同パネルの基板の板バネ部及び溝孔の第１変形例の平面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、同パネルの基板の板バネ部及び溝孔の第２変形例の平面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、同パネルの基板の板バネ部及び溝孔の第３変形例の平面図である。
【図１３Ｅ】図１３Ｂは、同パネルの基板の板バネ部及び溝孔の第４変形例の平面図である。
【図１４】図１４は、同パネルの基板の板バネ部の第５変形例を示す、図１０に対応する拡大断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２実施形態に係る生体情報計測用パネル及び生体情報計測装置をその使用状態で示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００３５】
図１〜１１は、本発明の第１実施形態に係る生体情報計測用パネルを説明する図である。なお、図１及び２において、４０はベッド等の寝床である。寝床４０の上面、即ち寝床面４０ａは、マットレスや敷き布団等の弾性マットの上面からなる。
【００３６】
本第１実施形態のパネル１Ａは、図１及び２に示すように、被験者Ｈの主に就寝中の生体情報として、呼吸情報（例：呼吸数情報、鼾情報）、心拍動情報、体動情報（例：寝返り情報）等を計測する生体情報計測装置３０に用いられるものである。
【００３７】
このパネル１Ａは、図１、３〜８に示すように、受圧板２、基板３、複数の支持部材７、押圧部材９、検出センサ１０、ケーブル変換ボックス１５等を備えている。なお、図３〜８にはケーブル変換ボックス１５は図示省略されている。
【００３８】
受圧板２は、図１及び２に示すように、被験者Ｈの被験部位Ｈａとして例えば胸部又は腹部の下側に略水平状に配置されて用いられるものであり、被験者Ｈの被験部位Ｈａの重量を下方向の荷重として受けるものである。図３に示すように、受圧板２の形状は、平面視で略四角形状であり、詳述すると、平面視で被験者Ｈの被験部位Ｈａの幅寸法よりも長く左右方向に延びた略長方形状である（図１参照）。受圧板２の長手方向の長さ、短手方向の長さ及び厚さはそれぞれ限定されるものではなく様々に設定可能である。例えば、受圧板２の長手方向の長さは３００〜１２００ｍｍの範囲内に設定され、受圧板２の短手方向の長さは５０〜５００ｍｍの範囲内に設定され、受圧板２の厚さは０．５〜３ｍｍの範囲内に設定される。
【００３９】
さらに、本第１実施形態では受圧板２はＡＢＳ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂製であり、また受圧板２は弾性的に撓曲変形可能なものである。
【００４０】
基板３は、図４〜６に示すように、受圧板２の下側に受圧板２と対向状に離間して配置されたものである。図７に示すように、基板３の形状は、平面視で受圧板２の形状と略同一形状である。基板３の厚さは限定されるものではなく様々に設定可能であるが、特に０．５〜５ｍｍの範囲内に設定されることが望ましい。基板３と受圧板２との間の隙間の間隔Ｓ（図４参照）は限定されるものではなく様々に設定可能であるが、特に２〜６ｍｍの範囲内に設定されることが望ましい。
【００４１】
さらに、本第１実施形態では基板３はアルミニウム（その合金を含む。以下同じ。）やステンレス鋼等の金属製であり、また基板３は実質的に撓曲変形不能なものであることが特に望ましい。
【００４２】
図７に示すように、基板３の中央部には、片持ち状の板バネ部４が、板バネ部４の固定端部４ａ（即ち板バネ部４の基端部）側を除く板バネ部４の周囲を包囲するように平面視略コ字状の溝孔５が基板３の厚さ方向に貫通して穿設されることにより、形成されている。こうして基板３の中央部に板バネ部４が形成されることによって、この板バネ部４はその固定端部４ａを中心にして下方向に弾性的に曲げ変形可能なものとなっている（図９及び１０参照）。板バネ部４の長さ及び幅はそれぞれ限定されるものではなく、板バネ部４が所望する曲げ弾性特性を有するものとなるように様々に設定可能である。例えば、板バネ部４の長さは５〜５０ｍｍの範囲内に設定され、板バネ部４の幅は５〜５０ｍｍの範囲内に設定される。
【００４３】
また、図４〜６、８及び９に示すように、基板３の下面３ｂにおける板バネ部４の外側近傍位置には、底面視略ロ字枠状のスペーサ１４が板バネ部４の周囲を包囲する態様にして下方向に突出して一体的に設けられている。このスペーサ１４は、板バネ部４の下方向への曲げ変形を可能にするための空間部１３を板バネ部４の下側に形成するためのものであり、スペーサ１４の内側領域が空間部１３に対応している。すなわち、板バネ部４の下側にこの空間部１３がスペーサ１４によって形成されている。スペーサ１４は、合成ゴムや天然ゴム等のゴム製であり、基板３の下面３ｂにおける板バネ部４の外側近傍位置に所定の固定手段（例：接着剤）により固着されている。スペーサ１４の厚さは、板バネ部４が下方向に曲げ変形した際に板バネ部４の自由端部４ｂが寝床面４０ａ（図２参照）に当接することで板バネ部４の下方向への曲げ変形が阻害されることがないような厚さに設定されていれば良く、特に限定されるものではない。例えば、スペーサ１４の厚さは０．５〜３ｍｍに設定される。
【００４４】
複数の支持部材７は、図３〜７に示すように、基板３の上面３ａの外周縁部近傍と受圧板２の下面２ｂの外周縁部近傍との間に配置されるとともに、受圧板２を基板３に対して離間した状態に受圧板２の下側から支持するものである。支持部材７は柱状に形成されており、詳述すると円柱状に形成されている。そして、これらの支持部材７の下端面が基板３の上面３ａの外周縁部近傍に互いに離間して固着されるとともに、これらの支持部材７の上端面が受圧板２の下面２ｂの外周縁部近傍に互いに離間して固着されている。本第１実施形態では詳述すると、支持部材７の個数は４つであり、各支持部材７の下端面が基板３の上面３ａの各角部近傍に所定の固定手段（例：溶接、溶着、ネジ止め、接着剤）により固着されるとともに、各支持部材７の上端面が受圧板２の下面２ｂの各角部近傍に所定の固定手段（例：溶接、溶着、ネジ止め、接着剤）により固着されている。このようにして受圧板２はその下面２ｂの外周縁部近傍でこれらの支持部材７により受圧板２の下側から支持されている。さらに、受圧板２はその少なくとも中央部２ｃが被験者Ｈの生体活動に伴い上下方向に振動しうるようにこれらの支持部材７により支持されている。
【００４５】
さらに、本第１実施形態では支持部材７はアルミニウム等の金属製であり、これにより支持部材７は受圧板２を支持する方向（即ち支持部材７の軸方向）に実質的に圧縮不能なもの、即ち剛体柱からなるものとなされている。
【００４６】
押圧部材９は、図９及び１０に示すように、受圧板２の下方向の振動動作を受けて基板３の板バネ部４だけを下方向に押圧して曲げ変形させるものであり、図４〜６に示すように受圧板２と基板３の板バネ部４との間に配置されている。詳述すると、押圧部材９はその下端部９ａ（即ち先端部）の断面積が受圧板２の上面２ａ及び下面２ｂの面積よりも格段に小さくなっている。さらに、押圧部材９が受圧板２の下面２ｂの中央部に下方向に突出して一体的に設けられている。押圧部材９の下端部９ａは、板バネ部４の上面に当接して又は近接した位置に配置されており、詳述すると板バネ部４の自由端部４ｂ側の上面に当接して又は近接した位置に配置されている。本第１実施形態では押圧部材９の形状は円柱状であり、押圧部材９の上端面が受圧板２の下面２ｂの中央部に所定の固定手段（例：溶接、溶着、ネジ止め、接着剤）により固着されて一体化されている。
【００４７】
さらに、本第１実施形態では押圧部材９は合成ゴム（例：ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム）や天然ゴム等のゴム製であり、これにより押圧部材９は板バネ部４を押圧する方向（即ち押圧部材９の軸方向）に弾性的に圧縮可能なものとなされている。
【００４８】
検出センサ１０は、基板３の板バネ部４の曲げ変形量の変動を検出して当該曲げ変形量の変動に対応する信号を出力するものである。検出センサ１０から出力される信号は、被験者Ｈの生体情報の計測に用いられる。本第１実施形態では、検出センサ１０は圧電素子又は歪みゲージからなるものであり、図６及び９に示すように検出センサ１０が板バネ部４の固定端部４ａ側の上面に固定状態に装着（詳述すると貼着）されている。なお圧電素子はピエゾ素子とも呼ばれている。そして、検出センサ１０は、板バネ部４の曲げ変形量の変動により板バネ部４（詳述すると板バネ部４の固定端部４ａ）に生じた曲げ歪み量の変動を、板バネ部４の曲げ変形量の変動として検出するとともに、検出センサ１０から板バネ部４の曲げ歪み量の変動に対応する電圧の変動信号が出力される。そして、こうして出力された電圧の変動信号は、被験者Ｈの生体情報の計測に用いられる。
【００４９】
ケーブル変換ボックス１５は、検出センサ１０から延びた信号線１１を、後述する演算手段２０から延びた信号ケーブル２７に変換するものであり、図１に示すように基板３の左端又は右端に側方に突出して固定状態に取り付けられている。検出センサ１０から延びた信号線１１はこのケーブル変換ボックス１５を介して演算手段２０から延びた信号ケーブル２７に変換されている。
【００５０】
本第１実施形態に係る生体情報計測装置３０は、上記第１実施形態のパネル１Ａ、演算手段２０等を備えている。
【００５１】
演算手段２０は、図１１に示すように、パネル１Ａの検出センサ１０から出力された信号に基づいて被験者Ｈの生体情報を演算するものであり、増幅部２１、フィルタ部２２、Ａ／Ｄ変換部２３、中央演算処理部２４、通信部２５、表示部２６等を備えている。中央演算処理部２４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を有するコンピュータからなる。表示部２６は液晶ディスプレイ等からなる。
【００５２】
この演算手段２０では、検出センサ１０から出力された信号（詳述すると電圧の変動信号）が増幅部２１で増幅されたのち、増幅された信号から所定の信号（例：ノイズ信号）がフィルタ部２２で除去され、次いでＡ／Ｄ変換部２３でアナログ信号からデジタル信号へ変換される。そして、このデジタル信号に基づいて中央演算処理部２４で所定のプラグラムに従って被験者Ｈの生体情報についての演算が行われる。この演算は、公知の方法により行われ、例えばＦＴＴ法による周波数解析により行われる。中央演算処理部２４で演算された被験者Ｈの生体情報は、表示部２６で表示されるとともに、通信部２５によってＬＡＮ回線、電話回線、インターネット回線等の通信網を介して所定の装置（図示せず）に送信される。
【００５３】
さらに、演算手段２０は、中央演算処理部２４で演算された被験者Ｈの生体情報を記憶するＳＤカード等を有する記憶部（図示せず）、演算手段２０にその動作電力を供給し且つ検出センサ１０にその動作電力を信号ケーブル２７を介して供給する乾電池等からなる給電部（図示せず）、被験者Ｈを介護（介助を含む）する介護者（例：看護師）等の計測者が演算手段２０に所定の指示を送るための指示ボタンを有する指示部（図示せず）、所定の場合に点灯するランプ（図示せず）等を備えている。
【００５４】
次に、本第１実施形態のパネル１Ａ及び計測装置３０の動作について以下に説明する。
【００５５】
パネル１Ａは、図１及び２に示すように、寝床面４０ａの上側であって且つ被験者Ｈの被験部位Ｈａとしての胸部又は腹部の下側に略水平状に配置される。パネル１Ａの受圧板２が被験者Ｈの被験部位Ｈａの重量を受けていない場合には、図９に示すように、押圧部材９は基板３の板バネ部４を押圧しないで押圧部材９の下端部９ａが板バネ部４の自由端部４ｂ側の上面に当接して又は近接した位置に配置されている。受圧板２が被験者Ｈの被験部位Ｈａの重量を受けると、受圧板２の中央部２ｃが弾性的に下方向に若干撓曲変形する。この下方向の撓曲変形動作によって押圧部材９は板バネ部４を下方向に押圧する。これにより、図１０に示すように、板バネ部４はその固定端部４ａを中心にして弾性的に下方向に若干撓曲変形する。
【００５６】
さらに、受圧板２は、被験者Ｈの例えば就寝中の生体活動（例：呼吸、心拍動、体動）に伴ってその中央部２ｃが上下方向に振動する。この場合において、受圧板２の中央部２ｃが下方向に振動動作すると、押圧部材９は、この下方向の振動動作によって板バネ部４を下方向に押圧する。これにより、板バネ部４はその固定端部４ａを中心にして弾性的に下方向に曲げ変形する。受圧板２が上方向に振動動作すると、押圧部材９は、受圧板２と一緒に上方向に移動し、これにより当該押圧部材９による板バネ部４への押圧力が弱められる。その結果、板バネ部４の曲げ変形量が減少する。したがって、受圧板２が上下方向に振動するのに伴って板バネ部４の曲げ変形量は変動する。
【００５７】
このような板バネ部４の曲げ変形量の変動は、検出センサ１０によって、板バネ部４に生じた曲げ歪み量の変動として検出されて、検出センサ１０から曲げ歪み量の変動に対応する電圧の変動信号が出力される。そして、この信号が信号線１１、ケーブル変換ボックス１５及び信号ケーブル２７を介して演算手段２０に送信される。演算手段２０はこうして送信された信号に基づいて被験者Ｈの生体情報を演算する。
【００５８】
本実施形態のパネル１Ａには次の利点がある。
【００５９】
基板３の中央部には、下方向に弾性的に曲げ変形可能な片持ち状の板バネ部４が形成されるとともに、受圧板２と板バネ部４との間に、受圧板２の下方向の振動動作を受けて板バネ部４を下方向に押圧して曲げ変形させる押圧部材９が配置されており、被験者Ｈの生体情報の計測に用いられる信号を出力する検出センサ１０は、板バネ部４の曲げ変形量の変動を検出するので、受圧板２に下方向の大荷重が加わった場合でも当該荷重は検出センサ１０に直接的に加わることはない。これにより、検出センサ１０の破損を防止できる。
【００６０】
さらに、板バネ部４は、板バネ部４の固定端部４ａ側を除く板バネ部４の周囲を包囲するように平面視略コ字状の溝孔５が基板３の厚さ方向に貫通して穿設されることにより、基板３の中央部に形成されたものなので、所望する曲げ弾性特性（例：曲げ弾性率）を有する板バネ部４を容易に形成することができる。板バネ部４の形状の幾つかの変形例については後述する。
【００６１】
さらに、押圧部材９は板バネ部４を押圧する方向に弾性的に圧縮可能なものなので、押圧部材９の硬さ（圧縮弾性率）を適切に設定することにより、板バネ部４の曲げ歪み量の変動（板バネ部４の曲げ変形量の変動）から、被験者Ｈの生体活動として鼾や心拍動等に起因する高周波成分を取り除いて呼吸数等に起因する低周波成分だけを取り出することができる。ここで、押圧部材９が板バネ部４を押圧する方向（即ち押圧部材９の軸方向）における押圧部材９の硬さは、ＪＩＳ（日本工業規格）  Ｋ  ６２５３−１９９７に準拠したデュプロメータ（タイプＡ）で測定された硬さで４０〜７０の範囲内に設定されることが特に望ましい。押圧部材９の硬さがこの範囲に設定されることにより、板バネ部４の曲げ歪み量の変動から鼾や心拍動等に起因する高周波成分を取り除いて呼吸数に起因する低周波成分（即ち１Ｈｚ以下の周波数成分）だけを確実に取り出すことができる。したがって、このように押圧部材９の硬さを適切に設定することにより、被験者Ｈの様々な生体情報のうち呼吸数等の所望する生体情報を演算手段２０で確実に演算することができる。
【００６２】
さらに、受圧板２が弾性的に撓曲変形可能なものであるから、被験者Ｈの生体活動に伴って受圧板２の少なくとも中央部２ｃが確実に上下方向に振動しうるものとなり、これにより、板バネ部４の曲げ変形量を確実に変動させることができる。
【００６３】
さらに、板バネ部４の下側に、板バネ部４の下方向への曲げ変形を可能にするための空間部１３が形成されているので、板バネ部４の下方向の適正な曲げ変形を生じさせることができる。
【００６４】
さらに、この空間部１３がスペーサ１４により形成されているので、空間部１３を確実に且つ容易に形成することができる。
【００６５】
上記第１実施形態のパネル１Ａでは、上述したように、受圧板２は弾性的に撓曲変形可能なものであり、且つ、支持部材７は受圧板２を支持する方向に実質的に圧縮不能なものである。しかるに、本発明に係るパネルでは、受圧板２と支持部材７はこのような特性を有するものであることに限定されず、様々に変更可能である。
【００６６】
例えば、本発明に係るパネルでは、受圧板２が実質的に撓曲変形しないもの（例：剛性板）であり、且つ、支持部材７が受圧板２を支持する方向に弾性的に圧縮可能なものであっても良い。この場合には、受圧板２は例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属製であり、支持部材７は例えばゴム製である。受圧板２は支持部材７によって受圧板２の下側から弾性的に支持される。受圧板２が被験者Ｈの被験部位Ｈａの重量を受けると、支持部材７が弾性的に若干圧縮されて受圧板２の全体が下方向に若干移動する。そして、被験者Ｈの生体活動に伴い支持部材７が弾性的に伸縮し、これに伴い受圧板２の全体が上下方向に振動する。支持部材７が受圧板２を支持する方向（即ち支持部材７の軸方向）における支持部材７の硬さは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３−１９９７に準拠したデュプロメータ（タイプＡ）で測定された硬さで４０〜７０の範囲内に設定されることが特に望ましい。このように、支持部材７が受圧板２を支持する方向に弾性的に圧縮可能なものであることにより、被験者Ｈの生体活動に伴って受圧板２が確実に上下方向に振動しうるものとなり、これにより、板バネ部４の曲げ変形量を確実に変動させることができる。
【００６７】
さらに、本発明に係るパネルでは、受圧板２が弾性的に撓曲変形可能なものであり、且つ、支持部材７が受圧板２を支持する方向に弾性的に圧縮可能なものものであっても良い。この場合には、受圧板２は支持部材７によって受圧板２の下側から弾性的に支持される。受圧板２が被験者Ｈの被験部位の重量を受けると、受圧板２の中央部２ｃが弾性的に下方向に若干撓曲変形するとともに、支持部材７が弾性的に若干圧縮されて受圧板２の全体が下方向に若干移動する。そして、被験者Ｈの生体活動に伴い、受圧板２の中央部２ｃは上下方向に振動するとともに受圧板２の全体は上下方向に振動する。したがって、受圧板２はこれらの振動が合わさった状態で上下方向に振動する。支持部材７が受圧板２を支持する方向（即ち支持部材７の軸方向）における支持部材７の硬さは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３−１９９７に準拠したデュプロメータ（タイプＡ）で測定された硬さで４０〜７０の範囲内に設定されることが特に望ましい。さらに、支持部材７の硬さは、押圧部材９の硬さと同じか又は押圧部材９の硬さよりも硬い方が望ましい。さらに、受圧板２の弾性撓曲変形特性については、受圧板２が被験者Ｈの被験部位Ｈａの重量を受けたときに、受圧板２の中央部２ｃの下方向への撓曲変形量が押圧部材９の軸方向の圧縮量よりも小さくなるように、受圧板２の弾性撓曲変形特性が設定されていることが特に望ましい。
【００６８】
上記第１実施形態のパネル１Ａでは、押圧部材９の形状は上述したように円柱状である。しかるに、本発明に係るパネルでは、押圧部材９の形状は円柱状であることに限定されず、様々に変更可能である。
【００６９】
図１２Ａには、上記第１実施形態のパネル１Ａで採用された円柱状の押圧部材９が図示されている。図１２Ｂ〜１２Ｄには、それぞれ上記第１実施形態のパネル１Ａの押圧部材９についての変形例が図示されている。
【００７０】
図１２Ｂの押圧部材９の形状は角柱状である。
【００７１】
図１２Ｃの押圧部材９の形状は円筒状であり、すなわちこの押圧部材９はその内部にその軸方向に貫通した空洞部９ｃを有するものであり、これにより押圧部材９は座屈し易くなっている。そのため、この押圧部材９によれば、受圧板２の下方向の振動動作が大きい場合には、押圧部材９が弾性的に座屈変形して板バネ部４を適度な押圧力で下方向に押圧することができるし、板バネ部４に過度の下方向の押圧力が加わることによる板バネ部４の塑性的な曲げ変形を防止することができる。
【００７２】
図１２Ｄの押圧部材９の形状は、下端部９ａが球状に形成された円柱状である。
【００７３】
さらに、本発明に係るパネルでは、押圧部材９はこれらの図に示されたものに限定されるものではなく様々に変更可能であり、例えば、図１２Ｂや図１２Ｄの押圧部材９はその内部にその軸方向に貫通した空洞部を有するものであっても良いし、また押圧部材９は逆円錐状や逆角錐状のもの等であっても良い。
【００７４】
上記第１実施形態のパネル１Ａでは、基板３の板バネ部４は、上述したように平面視略コ字状の溝孔５が基板３の厚さ方向に貫通して穿設されることにより、基板３の中央部に形成されたものである。図１３Ａには、上記第１実施形態のパネル１Ａで採用された板バネ部４及び溝孔５が図示されている。しかるに、本発明に係るパネルでは、板バネ部４を形成する溝孔５の形状は、平面視略コ字状であることに限定されず、板バネ部４が所望する曲げ弾性特性を有するものとなるように様々に変更可能である。その他に例えば、溝孔５の形状は、図１３Ｂ〜図１３Ｅに示すように、平面視略Ｕ字状、略Ω状等であっても良い。
【００７５】
上記第１実施形態のパネル１Ａでは、板バネ部４の下方向への曲げ変形を可能にするための空間部１３は、スペーサ１４が基板３の下面３ｂにおける所定位置に下方向に突出して一体的に設けられることにより、形成されている。しかるに、本発明に係るパネルでは、この空間部１３は、その他に例えば、図１４に示すように、板バネ部４の下面４ｃの高さ位置が基板３の下面３ｂの高さ位置に対して上側に位置するように板バネ部４の厚さが基板３の厚さよりも薄く形成されることにより、形成されていても良い。この場合には、空間部１３を確実に且つ容易に形成することができるし、更に、基板３の下面３ｂにスペーサ１４を設けることによるパネル１Ａの厚さの増加を防止することができる。
【００７６】
図１５は、本発明の第２実施形態に係る生体情報計測用パネル及び計測装置を説明する図である。同図には、上記第１実施形態のパネル１Ａ及び計測装置３０に対応する要素に同一の符号が付されている。
【００７７】
本第２実施形態のパネル１Ｂは、寝床面４０ａの上側であって且つ被験者Ｈの被験部位Ｈａとしての頭部の下側に配置された枕４１の下側に略水平状に配置されている。このパネル１Ｂでは、基板３における被験者Ｈ肩部側の縁辺３ｚと受圧板２における被験者Ｈ側の縁辺２ｚとは、それぞれ、その全長さ領域に亘って平面視で被験者Ｈ肩部側に突出した略凸円弧状に形成されている。これにより、被験者Ｈが左側や右側へ寝返り動作をした際に被験者Ｈの顔や肩部が基板３及び受圧板２における被験者Ｈ肩部側の縁辺３ｚ、２ｚの左端部や左端部に当たるのを防止することができる。これにより、被験者Ｈの寝心地を向上させることができる。
【００７８】
このパネル１Ｂのその他の構成は、上記第１実施形態のパネル１Ｂと同じである。
【００７９】
以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、様々に変更可能である。
【００８０】
例えば、上記第１実施形態のパネル１Ａでは、検出センサ１０は圧電素子や歪みゲージからなるものであるが、本発明に係るパネルでは、検出センサ１０は、その他に、加速度センサ（例：半導体式加速度センサ）、距離センサ等であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、被験者の生体情報を計測する際に用いられる生体情報計測用パネル、生体情報計測装置、及び、生体情報計測方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１Ａ、１Ｂ：生体情報計測用パネル
２：受圧板
３：基板
４：板バネ部
５：溝孔
７：支持部材
９：押圧部材
９ｃ：押圧部材の空洞部
１０：検出センサ
１３：空間部
１４：スペーサ
２０：演算手段
３０：生体情報計測装置
Ｈ：被験者
【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】
2013123455.tif 000012
【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2013123455.tif 000015
【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
2013123455.tif 000017
【図１３Ａ】
2013123455.tif 000018
【図１３Ｂ】
2013123455.tif 000019
【図１３Ｃ】
2013123455.tif 000020
【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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【図１５】
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