生体情報収集装置
【課題】被験対象からの微小振動でなる生体情報を収集しようとする。
【解決手段】載置構造体の脚部２から伝達されて来る被験対象及び載置構造体の重量荷重を荷重支持用弾性部材２５によってベース部材２１に支持すると共に、脚部２から伝達されて来る微小振動を振動伝達弾性部材３２を介してベース部材に振動自在に設けられた圧電素子板３１に伝達するようにしたことにより、大きな重量荷重に含まれて伝達されて来る微小な振動に基づく生体情報を、圧電素子板３１から鮮明にかつ確実に収集することができる。
【解決手段】載置構造体の脚部２から伝達されて来る被験対象及び載置構造体の重量荷重を荷重支持用弾性部材２５によってベース部材２１に支持すると共に、脚部２から伝達されて来る微小振動を振動伝達弾性部材３２を介してベース部材に振動自在に設けられた圧電素子板３１に伝達するようにしたことにより、大きな重量荷重に含まれて伝達されて来る微小な振動に基づく生体情報を、圧電素子板３１から鮮明にかつ確実に収集することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生成情報収集装置に関し、特にベッド又は椅子などを使用している被験対象の心拍数や、呼吸数や、咳及びいびきなどの体動を表す生体情報を収集する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
病院や、介護施設などでベッドで寝起きしたり、椅子などに座ったり載ったりしている人及びその他の動物（これを被験対象と言う）を観察する手法として、従来特許文献１〜４に記載された生体情報収集装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２４２６３１号公報
【特許文献２】特許第３３６４４７４号公報
【特許文献３】特許第４１０１７６５号公報
【特許文献４】特許第４４１１５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のものは、空気袋を用いたものであるが、被験者の体が空気袋から外れたり、横になった場合には検知できないと問題がある。
【０００５】
この問題を解決する手段として、特許文献２及び３には、ベッドの足下に配置した密閉型の空気式生体センサが提案されているが、空気気密状態を維持しなければならないことや、センサの原信号レベルがセンサ部の投影面積に依存するために小型化が困難なことや、キャスタなどが付属されたベッドに使用することが困難な問題がある。
【０００６】
また特許文献４のものは、ベッド及び被験者の重量荷重を高い弾性係数を有する弾性材によって支持しなければならないために、呼吸などの極く低い周波数の振動成分を検知することが困難な問題がある。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、被験者の生体情報を広い周波数範囲に亘って確実に収集できるようにした生体情報収集装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明においては、ベース部材２１とベース部材２１に装着され、被験対象を載せた載置構造部の脚部２の下端部から、当該脚部２を伝達して来る被験対象及び載置構造部の重量荷重並びに被験対象が発生する微小振動を受けて、重量荷重をベース部材２１との間に支持する荷重支持用弾性部材２８と、脚部２の下端部から微小振動を受けて、ベース部材２１に振動自在に設けられた圧電素子板３１に伝達する振動伝達部材３２とを具え、圧電素子板３１から微小振動に応じた生体情報信号を送出するようにする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、載置構造部の脚部から伝達されて来る被験対象及び載置構造部の重量荷重を荷重支持用弾性部材によってベース部材に支持すると共に、脚部から伝達されて来る微小振動を振動伝達部材を介してベース部材に振動自在に設けられた圧電素子板に伝達するようにしたことにより、大きな重量荷重に含まれて伝達されて来る微小な振動に基づく生体情報を、圧電素子板から鮮明にかつ確実に収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】キャスタ付きのベッド脚に適用した場合の生体情報収集装置を示す側面図である。
【図２】図１の情報処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図１の生体情報収集構造部の詳細構成を示す縦断面図である。
【図４】収集された生体情報を示す信号波形図である。
【図５】荷重支持用弾性部材２８の歪特性を示す特性曲線図である。
【図６】第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】第３の実施の形態を示す縦断面図である。
【図８】第４の実施の形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１２】
（１）第１の実施の形態
図１において、１は生体情報収集装置を示し、ベッドのフレームに設けられているベッド脚２及びキャスタ３間を連結する中間保持部材４内に設けられている。
【００１３】
この実施の形態の場合、ベッドのフレームに設けられている４本のベッド脚のうちの１本に、生体情報収集装置１が設けられ、これにより当該１本のベッド脚２から伝達されて来る被験対象（すなわちベッドを使用している人）の生体情報を収集する。
【００１４】
中間保持部材４は、円板状の中心板部４Ａから上方に延長する円筒状連結管部４Ｂをパイプ状ベッド脚２の中心孔に摺動自在に挿入して取付ボルト５によってベッド脚２に対して上下方向に摺動できるように係止されている。
【００１５】
また中心板部４Ａから下方に円筒状の連結管部４Ｃが延長しており、その中心孔に下方からキャスタ３のキャスタ軸３Ａを摺動自在に挿入した状態において、取付ボルト６によって上下方向に摺動できるように係止されている。
【００１６】
かくして中間保持部材４は、ベッド脚２の中心軸線Ｌ１上において、ベッド脚２に対してキャスタ軸３Ａを上下方向に揺動自在に連結することにより、そのベッド脚２が取り付けられているベッド全体の重量荷重を、生体情報収集装置１を介してキャスタ軸３Ａに伝達することにより、当該ベッド脚２から与えられる重量荷重に含まれている生体情報を生体情報収集装置１において収集するようになされている。
【００１７】
この実施の形態の場合、中間保持部材４の内周面には、キャスタ軸３Ａの外表面と対向するように、ゲル状シリコン材料（又はゴム材料）でなる円筒状の緩衝部材８が設けられている。
【００１８】
この緩衝部材８は、中心軸線Ｌ１上に配設されているキャスタ軸３Ａの下端部に対してキャスタ３が偏心した位置に取り付けられていることにより、ベッド軸２とキャスタ軸３Ａとの間に生ずる傾きに基づいてキャスタ軸３Ａから中間保持部材４に対して側圧が生ずるのに対して、当該側圧を緩衝するように支持することによってベッド脚２から圧電素子板３１への微小振動の伝達を確保する。
【００１９】
生体情報収集装置１は、図２に示すように、生体情報処理回路１１を搭載する回路基板からなる情報処理部１Ｂを有し、当該情報処理部１Ｂから生体情報Ｓ１を外部に送出する。
【００２０】
生体情報収集装置１は、図３に示す生体情報収集構造部１Ａを有し、中間保持部材４の中心板部４Ａの直下の連結管部４Ｃに嵌め込まれる鋼性をもつ金属材料でなる円柱状のベース部材２１を有する。
【００２１】
ベース部材２１の上端部には、大きい直径の円形空間でなる第１の弾性材収納室２２が形成されていると共に、その直下に、直径が少しずつ小さくなる２段の円形空間でなる第２の弾性材収納部２３及び２４が順次連接するように形成される。
【００２２】
かくして第１の弾性材収納室２２並びに第２の弾性材収納室２３及び２４の境界位置に円環状の段部２５が形成されると共に、第２の弾性材収納室２３及び２４の円形空間の境界位置に円環状の段部２６が形成される。
【００２３】
第１の弾性材収納室２２における段部２５上には、円環状の上側座金２７が嵌め込まれていると共に、当該座金２７の上面に皿ばねでなる荷重支持用弾性部材２８が配設されている。
【００２４】
荷重支持用弾性部材２８は大きいばね定数を有し、これにより中心板部４Ａに対してベッド脚２から大きい重量荷重が与えられたとき、当該大きい重量荷重を支持しながら座金２７からベース部材２１に伝達するようになされている。
【００２５】
段部２６上には、銅板でなる台板３１Ａの下面にピエゾ素子３１Ｂを設けてなる圧電素子板３１が設けられ、中心軸線Ｌ１を中心とする位置に円環状の振動伝達弾性部材３２が設けられている。
【００２６】
振動伝達弾性部材３２上の中心線Ｌ１の位置には、下方突出部を中心孔に嵌め込むように、半球状の鋼体でなる上側接触子３３が設けられ、当該上側接触子３３の上端面が中間保持部材４の中心板部４Ａの下面に接触する状態に保持されている。
【００２７】
振動伝達弾性部材３２は、小さいばね定数を有するシリコンゴム材料でなるクッション材で構成され、これによりベッド脚２から中心板部４Ａに被験対象の生体情報を含む振動が伝達して来たとき、この生体情報振動を、中心板部４Ａの下面から上側接触子３３を介して振動伝達弾性部材３２の上面に伝達することにより、当該振動伝達弾性部材３２の伝達特性に応じた振動成分を圧電素子板３１に伝達する。
【００２８】
この結果圧電素子板３１のピエゾ素子３１Ｂに得られる圧電変換出力は、情報処理部１Ｂの生体情報処理回路１１（図２）に導出される。
【００２９】
ベース部材２１の第２の弾性材収納室２４の直下には、当該円形空間の直径に対して順次直径が大きくなる連結円形空間４１及び４２が穿設され、かくしてベース部材２１の下端面に形成された円形空間４２に下方から嵌め込まれた下側座金４３とキャスタ軸３Ａとの間に鋼体でなる下側接触子４４が配設されている。
【００３０】
かくして、荷重支持用弾性部材２８及び上側座金２７を介してベース部材３１の段部２５に与えられたベッド脚２０からの重量荷重が、下側座金４３及び下側接触子４４を介してキャスタ軸３Ａに伝達し、その結果ベッド脚２が取り付けられたベッドフレームの重量荷重をキャスタ軸３Ａを介してキャスタ３によって支持するようになされている。
【００３１】
図３の生体情報収集構造部１Ａの構成によれば、被験対象を載せる載置構造部となるベッドフレーム上の被験対象の挙動を含めて、ベッド脚２に与えられる重量負荷及び振動が、ベッド脚２とキャスタ軸３Ａとの間に上下方向に揺動自在に介挿された中間保持部材４に伝達される。
【００３２】
伝達して来た重量負荷及び振動のうち、大きな値をもつ重量負荷は中間保持部材４の中心板部４Ａから荷重支持用弾性部材２８、上側座金２７、ベース部材２１、下側座金４３及び下側接触子４４を介してキャスタ軸３Ａに伝達される。
【００３３】
これに対して当該重量荷重に含まれて伝達して来た被験対象者の生体情報、すなわち体動情報、呼吸情報及び心拍情報を表す微小振動は、中心板部４Ａ、上側接触子３３、振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１に伝達される。
【００３４】
このとき圧電素子板３１に伝達される微小振動成分は、振動伝達子３２のばね定数に基づく伝達特性に基づいて、微小振動のうちでも、被験対象の体動に基づく体動振動、被験対象の呼吸に基づく呼吸振動成分及び被験対象の心拍に基づく心拍情報が抽出されて圧電素子板３１に伝達される。
【００３５】
かくして圧電素子板３１の振動に基づいてピエゾ素子３１Ｂに得られた図４（Ａ）に示すような生体情報信号Ｓ１１が、いわゆる生体信号として、生体情報処理部１Ｂの生体情報処理回路１１に取り込まれる（図２）。
【００３６】
この生体情報信号Ｓ１１は、前段増幅回路５１において増幅されてローパスフィルタ５２に与えられて、生体情報信号Ｓ１１に含まれている低周波数成分Ｓ１２が抽出される。
【００３７】
この低周波数成分Ｓ１２の信号成分は、被験対象のゆっくりした体動を表す周波数成分を含んでおり、体動有無判別回路５３は被験対象の体動に基づく信号成分の有無を判別して、体動有無判別信号Ｓ２１を情報処理部１Ｂの生体情報Ｓ３１として送出する。
【００３８】
また低周波数成分Ｓ１２には、１〔Ｈｚ〕程度の呼吸振動成分が含まれており、その信号成分をピーク検出回路５４において波形整形処理をすることにより、図４（Ｂ）に示すような呼吸成分信号Ｓ１３を抽出して呼吸回数判別回路５５に与える。
【００３９】
呼吸回数判別回路５５は、呼吸成分信号Ｓ１３に基づいて単位時間当たりの呼吸回数を判別して呼吸回数判別信号Ｓ２２を情報処理部１Ｂの生体情報Ｓ３１として送出する。
【００４０】
前段増幅回路５１から得られる生体情報信号Ｓ１１はバンドパスフィルタ５６に与えられて、バンドパス周波数成分Ｓ１４を抽出する。
【００４１】
このバンドパスフィルタ５６は、生体情報信号Ｓ１１（図４（Ａ））に含まれる振動成分のうち、図４（Ｃ）に示すように、被験対象の心拍（６．６〔Ｈｚ〕程度）をバンドパス周波数信号Ｓ１４として抽出してピーク検出回路５７に与える。
【００４２】
ピーク検出回路５７は、このバンドパス周波数成分Ｓ１４を波形整形処理をすることにより、図４（Ｄ）に示すように、パルス化した心拍成分信号Ｓ１５に変換して心拍回数判別回路５８に与える。
【００４３】
心拍回数判別回路５８は、心拍成分信号Ｓ１５に基づいて単位時間当たりの心拍数をカウントして、心拍回数判別信号Ｓ２３を情報処理部１Ｂの生体情報Ｓ３１として送出する。
【００４４】
以上の構成によれば、ベッドフレームから被験対象の挙動に基づいて、体動や、咳及びいびきなどの呼吸及び心拍に基づいて生ずる微小振動をベッド脚２を通ってキャスタ３に伝達して来るのをその間に設けた生体情報収集装置１によって検出することができる。
【００４５】
かくするにつき、生体情報収集構造部として、ばね定数が大きい荷重支持用弾性部材２８によってベッド脚２に付与された大きな重量荷重（被験対象及びそれが載っている載置構造部の重量荷重）をキャスタ軸３Ａに伝達するのに対して、当該重量荷重に含まれている微小振動を上側接触子３３及び振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１に伝達させるように、振動伝達弾性部材３２の伝達特性を生体情報の微小振動に適合するように選定することにより、ベッド脚２に微小振動として伝達されて来る生体情報を鮮明かつ確実に収集することができる。
【００４６】
（２）弾性特性の実施例
荷重支持用弾性部材２８は、皿ばね上面にあるベッド脚２から伝達される重量荷重をキャスタ軸３Ａに伝達すると共に、ベッド脚２から伝達される微小振動を振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１に伝達するため、次のような防振動作をするように構成されている。
【００４７】
荷重支持用弾性部材２８の弾性体としての第１の機能は、ベッド脚２に伝達される重量荷重として、ベッドの重量及び被験対象の全体重量の和の１／４相当の支持力をもつことが必要で（４本のベッド脚で支持する場合）、この支持力としては、概ね４０〜５０〔ｋｇ〕（最大でも８０〔ｋｇ〕）程度は必要である。
【００４８】
従って荷重支持用弾性部材２８を構成する皿ばねは、図５に示すように、この支持力の範囲で線形のばね定数を呈する高鋼性のばねによって構成される。
【００４９】
荷重支持用弾性部材２８の第２の機能は、防振の際に、振動伝達弾性部材３２に伝達すべき周波数成分として、心拍に含まれる調和周波数（３０〔Ｈｚ〕）の半分以下に共振周波数を設定し、これによりベッド脚２を伝達して来る振動成分を圧電素子板３１に、減衰させることなく、変位量を伝えるために必要である。
【００５０】
そこで、荷重支持用弾性部材２８の固有振動数ｆｎを次式、
【００５１】
【数１】
【００５２】
によって求める。（１）式において、ばね定数Ｋ′を次式、
【００５３】
【数２】
【００５４】
のように、最大８０〔ｋｇ〕の重量荷重に基づいて設定する。
【００５５】
これに加えて荷重支持用弾性部材２８にかかるばね上の重量Ｗとして、
【００５６】
【数３】
【００５７】
のように、〔ｋｇｆ〕を支持力として設定する。
【００５８】
かかる設定による荷重支持用弾性部材２８の共振周波数ｆｎは次式
【００５９】
【数４】
【００６０】
のように、ほぼ心拍周波数６．６〔Ｈｚ〕になる。
【００６１】
この結果、荷重支持用弾性部材２８はベッド脚２から伝達して来る振動の中でも、微小で収集し難い心拍周波数周辺の振動を特定して振動伝達部材３２に伝達することができる。
【００６２】
これに対して、振動伝達弾性部材３２に求められる弾性体としての機能は、第１に、荷重支持用弾性部材２８から伝達される荷重が直接に圧電素子板３１に印加されることを防ぐ弾性係数をもつことである。
【００６３】
また第２に、荷重支持用弾性部材２８のひずみ量と、振動伝達弾性部材３２の寸法校差との和と、振動伝達弾性部材３２の圧縮量とによる圧電素子板３１への印加圧力が圧力限界値４００〔ｇ・ｃｍ２〕になるような弾性係数に設定する。
【００６４】
この圧力限界値４００〔ｇ・ｃｍ２〕の値は、セラミックスで構成されるピエゾ素子３１Ｂを破壊させないための圧力限界値である。
【００６５】
実験によれば、硬度が４０〜５０度以下のシリコンゴムが、この条件に好適であることを確認できた。
【００６６】
（３）第２の実施の形態
図６は第２の実施の形態を示すもので、図３との対応部分に同一符号を付して示すように、この実施の形態の生体情報収集装置１のベース部材２１は、上側接触子３３、振動伝達弾性部材３２及び圧電素子板３１を設けた第１の弾性材収納室２２並びに第２の弾性材収納室２３及び２４のキャスタ軸３Ａ側において、ベース部材２１の底面２１Ａとの間に、並びに第２の弾性材収納室２４より小さい直径を有する円形空間６０を形成している。
【００６７】
この実施の形態の場合、ベース部材２１の底面２１Ａは床面６２上に配設するのに対して、荷重支持用弾性部材２８及び上側接触子３３の上面に直接に接触させるように、ベッド脚６１の底面６１Ａを載置する。
【００６８】
図６の構成において、ベッド脚６１の底面６１Ａに与えられる重量荷重は、荷重支持用弾性部材２８、上側座金２７及びベース部材２１を順次介して床面６２によって支持される。
【００６９】
このときベッド脚６１から伝達される微小振動は、上側接触子３３及び振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１に伝達されて生体情報Ｓ３１として導出される。
【００７０】
かくして床面６２上に生体情報収集装置１を設置して、これにベッド脚６１に載せることにより、ベッド上の被験対象からベッドフレームに伝達された微小振動でなる生体情報を鮮明かつ確実に収集することができる。
【００７１】
（４）第３の実施の形態
図７は第３の実施の形態の生体情報収集装置１Ｙを示すもので、図３との対応部分に同一符号を付して示すように、生体情報収集構造部１ＹＡは、ベッド脚６５と床面６６との間に設けられる。
【００７２】
この実施の形態の場合、荷重支持用弾性部材２８は、ベース部材２１に形成された大きい直径の第１の弾性材収納室２２内に、その直下に連接される小さい直径の第２の弾性材収納室２３との間に形成される段部２５上に直接に（上側座金２７を介さずに）配設されている。
【００７３】
また第２の弾性材収納室２３及び２４に形成された段部２６上に配設された圧電素子板３１上には、円柱形状の振動伝達弾性部材３２が設けられ、その上方端が皿ばねでなる荷重支持用弾性部材２８の中心孔２８Ａから僅かに突出するようになされている。
【００７４】
この実施の形態の場合、皿ばねでなる荷重支持用弾性部材２８の上端面及び振動伝達弾性部材３２の上端面を覆うように、ハット状キャップ部材６７が設けられ、その鍔部６７Ａがベース部材２１の円環状上半部と対向しながら上下動できるように配設されている。
【００７５】
かくしてキャップ部材６７の天板部６７Ｂの下面６７Ｃが荷重支持用弾性部材２８及び振動伝達弾性部材３２の上面に接触しながら上下動できることにより、キャップ部材６７の天板部６７Ｂの上面にベッド脚６５の底面６５Ａを直接に載せることにより、ベッド脚６５に伝達されて来る重量負荷と当該重量荷重に含まれて伝達されて来る微小振動でなる生体情報をキャップ部材６７に付与できるようになされている。
【００７６】
以上の構成において、ベッド脚６５から伝達される重量荷重及び微小振動がキャップ部材６７に付与されたとき、キャップ部材６７の天板部６７Ｂが荷重支持用弾性部材２８及びベース部材２１を介して重量荷重を床面６６に伝達することにより支持する。
【００７７】
かかる重量荷重の支持状態において、ベッド脚６５から伝達される微小振動でなる生体情報は、キャップ部材６７の天板部６７Ｂ、振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１の台板３１Ａに伝達し、当該微小振動に対応する生体情報をピエゾ素子３１Ｂから外部に導出することができる。
【００７８】
図７の構成によれば、ベッド脚６５から伝達される大きな重量荷重を、キャップ部材６７、荷重支持用弾性部材２８及びベース部材２１でなる簡易な構造によって支持できると共に、ベッド脚６５から伝達されて来る微小振動をキャップ部材６７及び振動伝達弾性部材３２を通る簡易な構成によって圧電素子板３１に与えることができる。
【００７９】
かくして全体として偏平な生体情報収集構造部１ＹＡを構成することができることにより、単純に生体情報収集構造部１ＹＡを床面６６に配設した状態でその上にベッド脚６５を載せるだけの簡易な操作によって、ベッドフレーム上の被験対象の生体情報を鮮明かつ確実に収集することができる。
【００８０】
（５）第４の実施の形態
図８は第４の実施の形態の生体情報収集装置１Ｚを示すもので、図７との対応部分に同一符号を付して示す。
【００８１】
この場合の生体情報収集構造部１ＺＡは、ベース部材２１について、図７において皿ばねでなる荷重支持用弾性部材２８を収納していた円形空間でなる第１の弾性材収納室２２が省略され、これに代え、ベース部材２１の第２の弾性材収納室２３の外周縁部に円環状切欠７０を形成した構成を有する。
【００８２】
この場合、キャップ部材６７の鍔部６７Ａの下面部内周縁には、ベース部材２１の円環状切欠７０と対向するように円環状切欠７１が穿設されたおり、この円環状切欠７０及び７１によって形成される円環状空間に、Ｏリング形状でかつ大きいばね定数を有する弾性材料でなる円環状の荷重支持用弾性部材６７Ｚが挿入されている。
【００８３】
図８の構成において、ベッド脚６５から伝達されて来る重量荷重は、キャップ部材６７、荷重支持用弾性部材６７Ｚ及びベース部材２１を順次介して床面６６によって支持される。
【００８４】
従ってベッド脚６５からキャップ部材６７に伝達された微小振動でなる生体情報は、大きな重量荷重の影響を受けずにキャップ部材６７の下面６７Ｃから振動伝達弾性部材３２に伝達されることにより、圧電素子板３１のピエゾ素子３７Ｂから微小振動に対応する生体情報を外部に導出することができる。
【００８５】
かくするにつき、荷重支持用弾性部材６７Ｚとして、皿ばね構造に代えてＯリング構造のものを用いることによって、その直径方向の弾性特性を利用してベッド脚６５から伝達される大きな重量荷重の影響を圧電素子板３１に付与させないようにした生体情報収集装置を得ることができる。
【００８６】
（６）他の実施の形態
（６−１）上述の実施の形態においては、ベッド脚から伝達されて来る重量荷重及び微小振動に基づいて当該微小振動による生体情報を生成するようにしたが、生体情報の収集対象としては、ベッド脚に限らず、椅子などに座った被験対象など、要するに、被験対象が載ったり、腰かけたりすることにより、被験対象の重量がかかった状態で、被験対象の心拍、呼吸、並びに咳及びいびきなどの体動を表す微小振動が伝達されるような構造体（これを載置構造体と呼ぶ）から、当該微小な振動に基づく生体情報を収集するような場合に、広く適用できる。
【００８７】
（６−２）上述の実施の形態においては、被験対象がベッドに載った人の場合について述べたが、被験対象はこれに限らず、人以外の動物であっても、上述の場合と同様にして、微小振動に基づく生体情報の収集をすることができる。
【００８８】
（６−３）上述の実施の形態においては、微小振動を伝達する振動伝達弾性部材として、硬度が４０〜５０度以下のシリコンゴムを適用した場合について述べたが、同程度のばね特性をもつものであれば、その他の弾性材料を用いても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
病院などの施設又は自宅において被験者の生体情報を収集する場合に利用できる。
【符号の説明】
【００９０】
１、１Ｘ、１Ｙ、１Ｚ……生体情報収集装置、１Ａ、１ＹＡ、１ＺＡ……生体情報収集構造部、１Ｂ……情報処理部、２……ベッド脚、３……キャスタ、３Ａ……キャスタ軸、４……中間保持部材、５、６……取付ボルト孔、２１……ベース部材、２２〜２４……円形空間、２５、２６……段部、２７……内側座金、２８……荷重支持用弾性部材、３１……圧電素子板、３１Ａ……台板、３１Ｂ……ピエゾ素子、３２……振動伝達弾性部材、３３……上側接触子、４１、４２……円形空間、４３……下側座金、４４……下側接触子、５１……前段増幅回路、５２……ローパスフィルタ、５３……体動有無判別回路、５４……ピーク検出回路、５５……呼吸回数判別回路、５６……バンドパスフィルタ、５７……ピーク回路、５８……心拍回数判別回路、６１、６５……ベッド脚、６１Ａ、６５Ａ……底面、６２、６６……床面、６７……キャップ部材、６７Ａ……鍔部、６７Ｂ……天板部、６７Ｃ……下面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は生成情報収集装置に関し、特にベッド又は椅子などを使用している被験対象の心拍数や、呼吸数や、咳及びいびきなどの体動を表す生体情報を収集する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
病院や、介護施設などでベッドで寝起きしたり、椅子などに座ったり載ったりしている人及びその他の動物（これを被験対象と言う）を観察する手法として、従来特許文献１〜４に記載された生体情報収集装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２４２６３１号公報
【特許文献２】特許第３３６４４７４号公報
【特許文献３】特許第４１０１７６５号公報
【特許文献４】特許第４４１１５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のものは、空気袋を用いたものであるが、被験者の体が空気袋から外れたり、横になった場合には検知できないと問題がある。
【０００５】
この問題を解決する手段として、特許文献２及び３には、ベッドの足下に配置した密閉型の空気式生体センサが提案されているが、空気気密状態を維持しなければならないことや、センサの原信号レベルがセンサ部の投影面積に依存するために小型化が困難なことや、キャスタなどが付属されたベッドに使用することが困難な問題がある。
【０００６】
また特許文献４のものは、ベッド及び被験者の重量荷重を高い弾性係数を有する弾性材によって支持しなければならないために、呼吸などの極く低い周波数の振動成分を検知することが困難な問題がある。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、被験者の生体情報を広い周波数範囲に亘って確実に収集できるようにした生体情報収集装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明においては、ベース部材２１とベース部材２１に装着され、被験対象を載せた載置構造部の脚部２の下端部から、当該脚部２を伝達して来る被験対象及び載置構造部の重量荷重並びに被験対象が発生する微小振動を受けて、重量荷重をベース部材２１との間に支持する荷重支持用弾性部材２８と、脚部２の下端部から微小振動を受けて、ベース部材２１に振動自在に設けられた圧電素子板３１に伝達する振動伝達部材３２とを具え、圧電素子板３１から微小振動に応じた生体情報信号を送出するようにする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、載置構造部の脚部から伝達されて来る被験対象及び載置構造部の重量荷重を荷重支持用弾性部材によってベース部材に支持すると共に、脚部から伝達されて来る微小振動を振動伝達部材を介してベース部材に振動自在に設けられた圧電素子板に伝達するようにしたことにより、大きな重量荷重に含まれて伝達されて来る微小な振動に基づく生体情報を、圧電素子板から鮮明にかつ確実に収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】キャスタ付きのベッド脚に適用した場合の生体情報収集装置を示す側面図である。
【図２】図１の情報処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図１の生体情報収集構造部の詳細構成を示す縦断面図である。
【図４】収集された生体情報を示す信号波形図である。
【図５】荷重支持用弾性部材２８の歪特性を示す特性曲線図である。
【図６】第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】第３の実施の形態を示す縦断面図である。
【図８】第４の実施の形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１２】
（１）第１の実施の形態
図１において、１は生体情報収集装置を示し、ベッドのフレームに設けられているベッド脚２及びキャスタ３間を連結する中間保持部材４内に設けられている。
【００１３】
この実施の形態の場合、ベッドのフレームに設けられている４本のベッド脚のうちの１本に、生体情報収集装置１が設けられ、これにより当該１本のベッド脚２から伝達されて来る被験対象（すなわちベッドを使用している人）の生体情報を収集する。
【００１４】
中間保持部材４は、円板状の中心板部４Ａから上方に延長する円筒状連結管部４Ｂをパイプ状ベッド脚２の中心孔に摺動自在に挿入して取付ボルト５によってベッド脚２に対して上下方向に摺動できるように係止されている。
【００１５】
また中心板部４Ａから下方に円筒状の連結管部４Ｃが延長しており、その中心孔に下方からキャスタ３のキャスタ軸３Ａを摺動自在に挿入した状態において、取付ボルト６によって上下方向に摺動できるように係止されている。
【００１６】
かくして中間保持部材４は、ベッド脚２の中心軸線Ｌ１上において、ベッド脚２に対してキャスタ軸３Ａを上下方向に揺動自在に連結することにより、そのベッド脚２が取り付けられているベッド全体の重量荷重を、生体情報収集装置１を介してキャスタ軸３Ａに伝達することにより、当該ベッド脚２から与えられる重量荷重に含まれている生体情報を生体情報収集装置１において収集するようになされている。
【００１７】
この実施の形態の場合、中間保持部材４の内周面には、キャスタ軸３Ａの外表面と対向するように、ゲル状シリコン材料（又はゴム材料）でなる円筒状の緩衝部材８が設けられている。
【００１８】
この緩衝部材８は、中心軸線Ｌ１上に配設されているキャスタ軸３Ａの下端部に対してキャスタ３が偏心した位置に取り付けられていることにより、ベッド軸２とキャスタ軸３Ａとの間に生ずる傾きに基づいてキャスタ軸３Ａから中間保持部材４に対して側圧が生ずるのに対して、当該側圧を緩衝するように支持することによってベッド脚２から圧電素子板３１への微小振動の伝達を確保する。
【００１９】
生体情報収集装置１は、図２に示すように、生体情報処理回路１１を搭載する回路基板からなる情報処理部１Ｂを有し、当該情報処理部１Ｂから生体情報Ｓ１を外部に送出する。
【００２０】
生体情報収集装置１は、図３に示す生体情報収集構造部１Ａを有し、中間保持部材４の中心板部４Ａの直下の連結管部４Ｃに嵌め込まれる鋼性をもつ金属材料でなる円柱状のベース部材２１を有する。
【００２１】
ベース部材２１の上端部には、大きい直径の円形空間でなる第１の弾性材収納室２２が形成されていると共に、その直下に、直径が少しずつ小さくなる２段の円形空間でなる第２の弾性材収納部２３及び２４が順次連接するように形成される。
【００２２】
かくして第１の弾性材収納室２２並びに第２の弾性材収納室２３及び２４の境界位置に円環状の段部２５が形成されると共に、第２の弾性材収納室２３及び２４の円形空間の境界位置に円環状の段部２６が形成される。
【００２３】
第１の弾性材収納室２２における段部２５上には、円環状の上側座金２７が嵌め込まれていると共に、当該座金２７の上面に皿ばねでなる荷重支持用弾性部材２８が配設されている。
【００２４】
荷重支持用弾性部材２８は大きいばね定数を有し、これにより中心板部４Ａに対してベッド脚２から大きい重量荷重が与えられたとき、当該大きい重量荷重を支持しながら座金２７からベース部材２１に伝達するようになされている。
【００２５】
段部２６上には、銅板でなる台板３１Ａの下面にピエゾ素子３１Ｂを設けてなる圧電素子板３１が設けられ、中心軸線Ｌ１を中心とする位置に円環状の振動伝達弾性部材３２が設けられている。
【００２６】
振動伝達弾性部材３２上の中心線Ｌ１の位置には、下方突出部を中心孔に嵌め込むように、半球状の鋼体でなる上側接触子３３が設けられ、当該上側接触子３３の上端面が中間保持部材４の中心板部４Ａの下面に接触する状態に保持されている。
【００２７】
振動伝達弾性部材３２は、小さいばね定数を有するシリコンゴム材料でなるクッション材で構成され、これによりベッド脚２から中心板部４Ａに被験対象の生体情報を含む振動が伝達して来たとき、この生体情報振動を、中心板部４Ａの下面から上側接触子３３を介して振動伝達弾性部材３２の上面に伝達することにより、当該振動伝達弾性部材３２の伝達特性に応じた振動成分を圧電素子板３１に伝達する。
【００２８】
この結果圧電素子板３１のピエゾ素子３１Ｂに得られる圧電変換出力は、情報処理部１Ｂの生体情報処理回路１１（図２）に導出される。
【００２９】
ベース部材２１の第２の弾性材収納室２４の直下には、当該円形空間の直径に対して順次直径が大きくなる連結円形空間４１及び４２が穿設され、かくしてベース部材２１の下端面に形成された円形空間４２に下方から嵌め込まれた下側座金４３とキャスタ軸３Ａとの間に鋼体でなる下側接触子４４が配設されている。
【００３０】
かくして、荷重支持用弾性部材２８及び上側座金２７を介してベース部材３１の段部２５に与えられたベッド脚２０からの重量荷重が、下側座金４３及び下側接触子４４を介してキャスタ軸３Ａに伝達し、その結果ベッド脚２が取り付けられたベッドフレームの重量荷重をキャスタ軸３Ａを介してキャスタ３によって支持するようになされている。
【００３１】
図３の生体情報収集構造部１Ａの構成によれば、被験対象を載せる載置構造部となるベッドフレーム上の被験対象の挙動を含めて、ベッド脚２に与えられる重量負荷及び振動が、ベッド脚２とキャスタ軸３Ａとの間に上下方向に揺動自在に介挿された中間保持部材４に伝達される。
【００３２】
伝達して来た重量負荷及び振動のうち、大きな値をもつ重量負荷は中間保持部材４の中心板部４Ａから荷重支持用弾性部材２８、上側座金２７、ベース部材２１、下側座金４３及び下側接触子４４を介してキャスタ軸３Ａに伝達される。
【００３３】
これに対して当該重量荷重に含まれて伝達して来た被験対象者の生体情報、すなわち体動情報、呼吸情報及び心拍情報を表す微小振動は、中心板部４Ａ、上側接触子３３、振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１に伝達される。
【００３４】
このとき圧電素子板３１に伝達される微小振動成分は、振動伝達子３２のばね定数に基づく伝達特性に基づいて、微小振動のうちでも、被験対象の体動に基づく体動振動、被験対象の呼吸に基づく呼吸振動成分及び被験対象の心拍に基づく心拍情報が抽出されて圧電素子板３１に伝達される。
【００３５】
かくして圧電素子板３１の振動に基づいてピエゾ素子３１Ｂに得られた図４（Ａ）に示すような生体情報信号Ｓ１１が、いわゆる生体信号として、生体情報処理部１Ｂの生体情報処理回路１１に取り込まれる（図２）。
【００３６】
この生体情報信号Ｓ１１は、前段増幅回路５１において増幅されてローパスフィルタ５２に与えられて、生体情報信号Ｓ１１に含まれている低周波数成分Ｓ１２が抽出される。
【００３７】
この低周波数成分Ｓ１２の信号成分は、被験対象のゆっくりした体動を表す周波数成分を含んでおり、体動有無判別回路５３は被験対象の体動に基づく信号成分の有無を判別して、体動有無判別信号Ｓ２１を情報処理部１Ｂの生体情報Ｓ３１として送出する。
【００３８】
また低周波数成分Ｓ１２には、１〔Ｈｚ〕程度の呼吸振動成分が含まれており、その信号成分をピーク検出回路５４において波形整形処理をすることにより、図４（Ｂ）に示すような呼吸成分信号Ｓ１３を抽出して呼吸回数判別回路５５に与える。
【００３９】
呼吸回数判別回路５５は、呼吸成分信号Ｓ１３に基づいて単位時間当たりの呼吸回数を判別して呼吸回数判別信号Ｓ２２を情報処理部１Ｂの生体情報Ｓ３１として送出する。
【００４０】
前段増幅回路５１から得られる生体情報信号Ｓ１１はバンドパスフィルタ５６に与えられて、バンドパス周波数成分Ｓ１４を抽出する。
【００４１】
このバンドパスフィルタ５６は、生体情報信号Ｓ１１（図４（Ａ））に含まれる振動成分のうち、図４（Ｃ）に示すように、被験対象の心拍（６．６〔Ｈｚ〕程度）をバンドパス周波数信号Ｓ１４として抽出してピーク検出回路５７に与える。
【００４２】
ピーク検出回路５７は、このバンドパス周波数成分Ｓ１４を波形整形処理をすることにより、図４（Ｄ）に示すように、パルス化した心拍成分信号Ｓ１５に変換して心拍回数判別回路５８に与える。
【００４３】
心拍回数判別回路５８は、心拍成分信号Ｓ１５に基づいて単位時間当たりの心拍数をカウントして、心拍回数判別信号Ｓ２３を情報処理部１Ｂの生体情報Ｓ３１として送出する。
【００４４】
以上の構成によれば、ベッドフレームから被験対象の挙動に基づいて、体動や、咳及びいびきなどの呼吸及び心拍に基づいて生ずる微小振動をベッド脚２を通ってキャスタ３に伝達して来るのをその間に設けた生体情報収集装置１によって検出することができる。
【００４５】
かくするにつき、生体情報収集構造部として、ばね定数が大きい荷重支持用弾性部材２８によってベッド脚２に付与された大きな重量荷重（被験対象及びそれが載っている載置構造部の重量荷重）をキャスタ軸３Ａに伝達するのに対して、当該重量荷重に含まれている微小振動を上側接触子３３及び振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１に伝達させるように、振動伝達弾性部材３２の伝達特性を生体情報の微小振動に適合するように選定することにより、ベッド脚２に微小振動として伝達されて来る生体情報を鮮明かつ確実に収集することができる。
【００４６】
（２）弾性特性の実施例
荷重支持用弾性部材２８は、皿ばね上面にあるベッド脚２から伝達される重量荷重をキャスタ軸３Ａに伝達すると共に、ベッド脚２から伝達される微小振動を振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１に伝達するため、次のような防振動作をするように構成されている。
【００４７】
荷重支持用弾性部材２８の弾性体としての第１の機能は、ベッド脚２に伝達される重量荷重として、ベッドの重量及び被験対象の全体重量の和の１／４相当の支持力をもつことが必要で（４本のベッド脚で支持する場合）、この支持力としては、概ね４０〜５０〔ｋｇ〕（最大でも８０〔ｋｇ〕）程度は必要である。
【００４８】
従って荷重支持用弾性部材２８を構成する皿ばねは、図５に示すように、この支持力の範囲で線形のばね定数を呈する高鋼性のばねによって構成される。
【００４９】
荷重支持用弾性部材２８の第２の機能は、防振の際に、振動伝達弾性部材３２に伝達すべき周波数成分として、心拍に含まれる調和周波数（３０〔Ｈｚ〕）の半分以下に共振周波数を設定し、これによりベッド脚２を伝達して来る振動成分を圧電素子板３１に、減衰させることなく、変位量を伝えるために必要である。
【００５０】
そこで、荷重支持用弾性部材２８の固有振動数ｆｎを次式、
【００５１】
【数１】
【００５２】
によって求める。（１）式において、ばね定数Ｋ′を次式、
【００５３】
【数２】
【００５４】
のように、最大８０〔ｋｇ〕の重量荷重に基づいて設定する。
【００５５】
これに加えて荷重支持用弾性部材２８にかかるばね上の重量Ｗとして、
【００５６】
【数３】
【００５７】
のように、〔ｋｇｆ〕を支持力として設定する。
【００５８】
かかる設定による荷重支持用弾性部材２８の共振周波数ｆｎは次式
【００５９】
【数４】
【００６０】
のように、ほぼ心拍周波数６．６〔Ｈｚ〕になる。
【００６１】
この結果、荷重支持用弾性部材２８はベッド脚２から伝達して来る振動の中でも、微小で収集し難い心拍周波数周辺の振動を特定して振動伝達部材３２に伝達することができる。
【００６２】
これに対して、振動伝達弾性部材３２に求められる弾性体としての機能は、第１に、荷重支持用弾性部材２８から伝達される荷重が直接に圧電素子板３１に印加されることを防ぐ弾性係数をもつことである。
【００６３】
また第２に、荷重支持用弾性部材２８のひずみ量と、振動伝達弾性部材３２の寸法校差との和と、振動伝達弾性部材３２の圧縮量とによる圧電素子板３１への印加圧力が圧力限界値４００〔ｇ・ｃｍ２〕になるような弾性係数に設定する。
【００６４】
この圧力限界値４００〔ｇ・ｃｍ２〕の値は、セラミックスで構成されるピエゾ素子３１Ｂを破壊させないための圧力限界値である。
【００６５】
実験によれば、硬度が４０〜５０度以下のシリコンゴムが、この条件に好適であることを確認できた。
【００６６】
（３）第２の実施の形態
図６は第２の実施の形態を示すもので、図３との対応部分に同一符号を付して示すように、この実施の形態の生体情報収集装置１のベース部材２１は、上側接触子３３、振動伝達弾性部材３２及び圧電素子板３１を設けた第１の弾性材収納室２２並びに第２の弾性材収納室２３及び２４のキャスタ軸３Ａ側において、ベース部材２１の底面２１Ａとの間に、並びに第２の弾性材収納室２４より小さい直径を有する円形空間６０を形成している。
【００６７】
この実施の形態の場合、ベース部材２１の底面２１Ａは床面６２上に配設するのに対して、荷重支持用弾性部材２８及び上側接触子３３の上面に直接に接触させるように、ベッド脚６１の底面６１Ａを載置する。
【００６８】
図６の構成において、ベッド脚６１の底面６１Ａに与えられる重量荷重は、荷重支持用弾性部材２８、上側座金２７及びベース部材２１を順次介して床面６２によって支持される。
【００６９】
このときベッド脚６１から伝達される微小振動は、上側接触子３３及び振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１に伝達されて生体情報Ｓ３１として導出される。
【００７０】
かくして床面６２上に生体情報収集装置１を設置して、これにベッド脚６１に載せることにより、ベッド上の被験対象からベッドフレームに伝達された微小振動でなる生体情報を鮮明かつ確実に収集することができる。
【００７１】
（４）第３の実施の形態
図７は第３の実施の形態の生体情報収集装置１Ｙを示すもので、図３との対応部分に同一符号を付して示すように、生体情報収集構造部１ＹＡは、ベッド脚６５と床面６６との間に設けられる。
【００７２】
この実施の形態の場合、荷重支持用弾性部材２８は、ベース部材２１に形成された大きい直径の第１の弾性材収納室２２内に、その直下に連接される小さい直径の第２の弾性材収納室２３との間に形成される段部２５上に直接に（上側座金２７を介さずに）配設されている。
【００７３】
また第２の弾性材収納室２３及び２４に形成された段部２６上に配設された圧電素子板３１上には、円柱形状の振動伝達弾性部材３２が設けられ、その上方端が皿ばねでなる荷重支持用弾性部材２８の中心孔２８Ａから僅かに突出するようになされている。
【００７４】
この実施の形態の場合、皿ばねでなる荷重支持用弾性部材２８の上端面及び振動伝達弾性部材３２の上端面を覆うように、ハット状キャップ部材６７が設けられ、その鍔部６７Ａがベース部材２１の円環状上半部と対向しながら上下動できるように配設されている。
【００７５】
かくしてキャップ部材６７の天板部６７Ｂの下面６７Ｃが荷重支持用弾性部材２８及び振動伝達弾性部材３２の上面に接触しながら上下動できることにより、キャップ部材６７の天板部６７Ｂの上面にベッド脚６５の底面６５Ａを直接に載せることにより、ベッド脚６５に伝達されて来る重量負荷と当該重量荷重に含まれて伝達されて来る微小振動でなる生体情報をキャップ部材６７に付与できるようになされている。
【００７６】
以上の構成において、ベッド脚６５から伝達される重量荷重及び微小振動がキャップ部材６７に付与されたとき、キャップ部材６７の天板部６７Ｂが荷重支持用弾性部材２８及びベース部材２１を介して重量荷重を床面６６に伝達することにより支持する。
【００７７】
かかる重量荷重の支持状態において、ベッド脚６５から伝達される微小振動でなる生体情報は、キャップ部材６７の天板部６７Ｂ、振動伝達弾性部材３２を介して圧電素子板３１の台板３１Ａに伝達し、当該微小振動に対応する生体情報をピエゾ素子３１Ｂから外部に導出することができる。
【００７８】
図７の構成によれば、ベッド脚６５から伝達される大きな重量荷重を、キャップ部材６７、荷重支持用弾性部材２８及びベース部材２１でなる簡易な構造によって支持できると共に、ベッド脚６５から伝達されて来る微小振動をキャップ部材６７及び振動伝達弾性部材３２を通る簡易な構成によって圧電素子板３１に与えることができる。
【００７９】
かくして全体として偏平な生体情報収集構造部１ＹＡを構成することができることにより、単純に生体情報収集構造部１ＹＡを床面６６に配設した状態でその上にベッド脚６５を載せるだけの簡易な操作によって、ベッドフレーム上の被験対象の生体情報を鮮明かつ確実に収集することができる。
【００８０】
（５）第４の実施の形態
図８は第４の実施の形態の生体情報収集装置１Ｚを示すもので、図７との対応部分に同一符号を付して示す。
【００８１】
この場合の生体情報収集構造部１ＺＡは、ベース部材２１について、図７において皿ばねでなる荷重支持用弾性部材２８を収納していた円形空間でなる第１の弾性材収納室２２が省略され、これに代え、ベース部材２１の第２の弾性材収納室２３の外周縁部に円環状切欠７０を形成した構成を有する。
【００８２】
この場合、キャップ部材６７の鍔部６７Ａの下面部内周縁には、ベース部材２１の円環状切欠７０と対向するように円環状切欠７１が穿設されたおり、この円環状切欠７０及び７１によって形成される円環状空間に、Ｏリング形状でかつ大きいばね定数を有する弾性材料でなる円環状の荷重支持用弾性部材６７Ｚが挿入されている。
【００８３】
図８の構成において、ベッド脚６５から伝達されて来る重量荷重は、キャップ部材６７、荷重支持用弾性部材６７Ｚ及びベース部材２１を順次介して床面６６によって支持される。
【００８４】
従ってベッド脚６５からキャップ部材６７に伝達された微小振動でなる生体情報は、大きな重量荷重の影響を受けずにキャップ部材６７の下面６７Ｃから振動伝達弾性部材３２に伝達されることにより、圧電素子板３１のピエゾ素子３７Ｂから微小振動に対応する生体情報を外部に導出することができる。
【００８５】
かくするにつき、荷重支持用弾性部材６７Ｚとして、皿ばね構造に代えてＯリング構造のものを用いることによって、その直径方向の弾性特性を利用してベッド脚６５から伝達される大きな重量荷重の影響を圧電素子板３１に付与させないようにした生体情報収集装置を得ることができる。
【００８６】
（６）他の実施の形態
（６−１）上述の実施の形態においては、ベッド脚から伝達されて来る重量荷重及び微小振動に基づいて当該微小振動による生体情報を生成するようにしたが、生体情報の収集対象としては、ベッド脚に限らず、椅子などに座った被験対象など、要するに、被験対象が載ったり、腰かけたりすることにより、被験対象の重量がかかった状態で、被験対象の心拍、呼吸、並びに咳及びいびきなどの体動を表す微小振動が伝達されるような構造体（これを載置構造体と呼ぶ）から、当該微小な振動に基づく生体情報を収集するような場合に、広く適用できる。
【００８７】
（６−２）上述の実施の形態においては、被験対象がベッドに載った人の場合について述べたが、被験対象はこれに限らず、人以外の動物であっても、上述の場合と同様にして、微小振動に基づく生体情報の収集をすることができる。
【００８８】
（６−３）上述の実施の形態においては、微小振動を伝達する振動伝達弾性部材として、硬度が４０〜５０度以下のシリコンゴムを適用した場合について述べたが、同程度のばね特性をもつものであれば、その他の弾性材料を用いても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
病院などの施設又は自宅において被験者の生体情報を収集する場合に利用できる。
【符号の説明】
【００９０】
１、１Ｘ、１Ｙ、１Ｚ……生体情報収集装置、１Ａ、１ＹＡ、１ＺＡ……生体情報収集構造部、１Ｂ……情報処理部、２……ベッド脚、３……キャスタ、３Ａ……キャスタ軸、４……中間保持部材、５、６……取付ボルト孔、２１……ベース部材、２２〜２４……円形空間、２５、２６……段部、２７……内側座金、２８……荷重支持用弾性部材、３１……圧電素子板、３１Ａ……台板、３１Ｂ……ピエゾ素子、３２……振動伝達弾性部材、３３……上側接触子、４１、４２……円形空間、４３……下側座金、４４……下側接触子、５１……前段増幅回路、５２……ローパスフィルタ、５３……体動有無判別回路、５４……ピーク検出回路、５５……呼吸回数判別回路、５６……バンドパスフィルタ、５７……ピーク回路、５８……心拍回数判別回路、６１、６５……ベッド脚、６１Ａ、６５Ａ……底面、６２、６６……床面、６７……キャップ部材、６７Ａ……鍔部、６７Ｂ……天板部、６７Ｃ……下面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
上記ベース部材に装着され、被験対象を載せた載置構造体の脚部の下端部から、当該脚部を伝達して来る上記被験対象及び上記載置構造体の重量荷重並びに上記被験対象が発生する微小振動を受けて、上記重量荷重を上記ベース部材との間に支持する荷重支持用弾性部材と、
上記脚部の下端部から上記微小振動を受けて、上記ベース部材に振動自在に設けられた圧電素子板に伝達する振動伝達弾性部材と
を具え、上記圧電素子板から上記微小振動に応じた生体情報信号を送出する生体情報収集装置。
【請求項２】
上記荷重支持用弾性部材は、上記振動伝達弾性部材より大きい弾性係数と、上記微小振動の振動周波数に相当する共振周波数とを有する
請求項１に記載の生体情報収集装置。
【請求項３】
上記載置構造体はベッド又は椅子で構成され、当該ベッド又は椅子を支持する脚部に組み込まれた
請求項１に記載の生体情報収集装置。
【請求項４】
上記載置構造体の脚部の下端部に対して、上記ベース部材と、回転軸を有するキャスタとを、上下方向に揺動自在に順次重ねるように装着した
請求項１に記載の生体情報収集装置。
【請求項５】
上記キャスタの回転軸は、円筒状中間保持部材の内周面に配設された円筒状緩衝部材内に配設されている
請求項４に記載の生体情報収集装置。
【請求項１】
ベース部材と、
上記ベース部材に装着され、被験対象を載せた載置構造体の脚部の下端部から、当該脚部を伝達して来る上記被験対象及び上記載置構造体の重量荷重並びに上記被験対象が発生する微小振動を受けて、上記重量荷重を上記ベース部材との間に支持する荷重支持用弾性部材と、
上記脚部の下端部から上記微小振動を受けて、上記ベース部材に振動自在に設けられた圧電素子板に伝達する振動伝達弾性部材と
を具え、上記圧電素子板から上記微小振動に応じた生体情報信号を送出する生体情報収集装置。
【請求項２】
上記荷重支持用弾性部材は、上記振動伝達弾性部材より大きい弾性係数と、上記微小振動の振動周波数に相当する共振周波数とを有する
請求項１に記載の生体情報収集装置。
【請求項３】
上記載置構造体はベッド又は椅子で構成され、当該ベッド又は椅子を支持する脚部に組み込まれた
請求項１に記載の生体情報収集装置。
【請求項４】
上記載置構造体の脚部の下端部に対して、上記ベース部材と、回転軸を有するキャスタとを、上下方向に揺動自在に順次重ねるように装着した
請求項１に記載の生体情報収集装置。
【請求項５】
上記キャスタの回転軸は、円筒状中間保持部材の内周面に配設された円筒状緩衝部材内に配設されている
請求項４に記載の生体情報収集装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６５７１７（Ｐ２０１２−６５７１７Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１０１９（Ｐ２０１０−２１１０１９）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（５０７３９８３４９）株式会社リアルデザイン (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（５０７３９８３４９）株式会社リアルデザイン (7)
【Ｆターム（参考）】
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