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図面 (7)

課題

被介護人などの生体生体信号センサ上に載っているか否かを正確に検出することができる生体検出システムを提供する。

解決手段

生体検出システムBは、圧電シートの一面に第一電極積層一体化され且つ上記圧電シートの他面に第二電極が積層一体化されていると共に、上記第二電極上に圧力によって弾性復元可能に変形す変形層を介して第三電極が積層一体化されている生体信号センサAと、上記第二電極と上記第三電極との間の静電容量を測定する第一測定部2と、上記圧電シートで発生する電位を測定する第二測定部3と、上記第一測定部2及び第二測定部3での測定結果に基づいて生体の有無を判断し出力部5に出力する制御部4とを有する。

概要

背景

病院老人ホームなどでは患者又は入居者(以下「被介護人」という)がベッド上から転落しないように十分な監視を行う必要があり、被介護人がベッド上で就寝しているか又は離床しているかを介護人が定期的に見回りを行っている。

被介護人を絶え間なく見回ることは介護人にとって大変な労力を要することから、遠隔地からでも被介護人を監視することができる装置が提案されており、具体的には、特許文献1に、ベッド床面に載置される感圧部材を備え、該感圧部材から出力される圧力信号に基づいて該ベッド上の患者の存在を検知する患者検知装置であって、前記感圧部材が前記ベッドの幅方向に複数備えられ、該複数の感圧部材から出力される圧力信号に基づいて、前記ベッドの幅方向における前記患者の位置を検出する位置検出手段を含む患者検出装置が提案されている。

概要

被介護人などの生体生体信号センサ上に載っているか否かを正確に検出することができる生体検出システムを提供する。生体検出システムBは、圧電シートの一面に第一電極積層一体化され且つ上記圧電シートの他面に第二電極が積層一体化されていると共に、上記第二電極上に圧力によって弾性復元可能に変形す変形層を介して第三電極が積層一体化されている生体信号センサAと、上記第二電極と上記第三電極との間の静電容量を測定する第一測定部2と、上記圧電シートで発生する電位を測定する第二測定部3と、上記第一測定部2及び第二測定部3での測定結果に基づいて生体の有無を判断し出力部5に出力する制御部4とを有する。

目的

本発明は、上述の誤報や失報を防止しながら、被介護人などの生体が生体信号センサ上に載っているか否かを正確に検出することができる生体検出システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

圧電シートの一面に第一電極積層一体化され且つ上記圧電シートの他面に第二電極が積層一体化されていると共に、上記第二電極上に圧力によって弾性復元可能に変形す変形層を介して第三電極が積層一体化されている生体信号センサと、上記第二電極と上記第三電極との間の静電容量を測定する第一測定部と、上記圧電シートで発生する電位を測定する第二測定部と、上記第一測定部で測定された静電容量が予め定められた静電容量閾値以上又は上記第一測定部で測定された静電容量の変化量が予め定められた静電容量変化閾値以上であり、且つ、上記第二測定部にて生体信号を検出した場合に、上記生体信号センサ上に生体が載っていることを出力部に出力する制御部とを有することを特徴とする生体検出システム

請求項2

生体信号が、体動信号又は周期的な生体信号であることを特徴とする請求項1に記載の生体検出システム。

請求項3

制御部は、第二測定部で測定された電位が予め定められた電位閾値以上となった後に、第一測定部において第二電極と第三電極との間の静電容量の測定を開始することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の生体検出システム。

請求項4

制御部は、第一測定部で測定された静電容量が予め定められた静電容量閾値以上又は上記第一測定部で測定された静電容量の変化量が予め定められた静電容量変化閾値以上となった後の上記第二測定部での上記圧電シートの電位の測定において生体信号を検出した場合に上記生体信号センサ上に生体が載っていることを出力部に出力することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の生体検出システム。

請求項5

制御部は、第一測定部で測定された静電容量が予め定められた静電容量閾値未満で且つ上記第一測定部で測定された静電容量の変化量が予め定められた静電容量変化閾値未満であるか、又は、第二測定部にて生体信号を検出しない場合に、生体信号センサ上に生体が載っていないことを出力部に出力することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の生体検出システム。

請求項6

制御部は、第二測定部での圧電シートの電位の測定において、生体信号を検出した後に生体信号が検出されなくなった場合、生体信号センサ上の生体が上記生体信号センサから離れたことを出力部に出力することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の生体検出システム。

請求項7

圧電シートが発泡シートであることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の生体検出システム。

技術分野

0001

本発明は、生体が載っているか否かを検出することができる生体検出システムに関する。

背景技術

0002

病院老人ホームなどでは患者又は入居者(以下「被介護人」という)がベッド上から転落しないように十分な監視を行う必要があり、被介護人がベッド上で就寝しているか又は離床しているかを介護人が定期的に見回りを行っている。

0003

被介護人を絶え間なく見回ることは介護人にとって大変な労力を要することから、遠隔地からでも被介護人を監視することができる装置が提案されており、具体的には、特許文献1に、ベッド床面に載置される感圧部材を備え、該感圧部材から出力される圧力信号に基づいて該ベッド上の患者の存在を検知する患者検知装置であって、前記感圧部材が前記ベッドの幅方向に複数備えられ、該複数の感圧部材から出力される圧力信号に基づいて、前記ベッドの幅方向における前記患者の位置を検出する位置検出手段を含む患者検出装置が提案されている。

先行技術

0004

特開2003−553号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記患者検出装置は、被介護人の正確な検出が不十分であり、被介護人がベッド上に居るにもかかわらず、被介護人がベッド上から離れたという誤報や、ベッド上に、寝具治療器具などのような重量物が載置されると、被介護人がベッドから離れた場合にあってもその状態を検出できないという失報を招くという問題点を有する。

0006

本発明は、上述の誤報や失報を防止しながら、被介護人などの生体が生体信号センサ上に載っているか否かを正確に検出することができる生体検出システムを提供する。

課題を解決するための手段

0007

本発明の生体検出システムは、圧電シートの一面に第一電極積層一体化され且つ上記圧電シートの他面に第二電極が積層一体化されていると共に、上記第二電極上に圧力によって弾性復元可能に変形す変形層を介して第三電極が積層一体化されている生体信号センサと、
上記第二電極と上記第三電極との間の静電容量を測定する第一測定部と、
上記圧電シートで発生する電位を測定する第二測定部と、
上記第一測定部で測定された静電容量が予め定められた静電容量閾値以上又は上記第一測定部で測定された静電容量の変化量が予め定められた静電容量変化閾値以上であり、且つ、上記第二測定部にて生体信号を検出した場合に、上記生体信号センサ上に生体が載っていることを出力部に出力する制御部とを有することを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明の生体検出システムは、上述の如き構成を有していることから、生体信号センサ上に生体が存在しているか否かを正確に検知し、出力部に出力することができる。

0009

又、生体信号センサは、生体信号センサ上に生体が存在しているか否かを検出するための変形層と、生体信号を測定するための圧電シートとがそれらの厚み方向に積層一体化されているので、生体が存在しているか否かを検出する場所と、生体信号を検出する場所とを合致させることができるので、生体が存在しているか否かを精度良く検出することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の生体信号センサを示した断面図である。
本発明の生体信号センサシステム機能構成を示した図である。
本発明の生体信号センサシステムのハードウエア構成を示した図である。
本発明の生体信号センサシステムの動作を示したフローチャートである。
測定された生体信号の一例を示したグラフである。
本発明の生体信号センサシステムの動作の他の一例を示したフローチャートである。

実施例

0011

本発明の生体信号センサシステムに用いられる生体信号センサの一例を図面を参照しながら説明する。生体信号センサシステムBで用いられている生体信号センサAは、図1に示したように、圧電シート11と、この圧電シート11の一面に積層一体化された第一電極12と、上記圧電シート11の他面に積層一体化された第二電極13と、第二電極13上に積層一体化された変形層14と、変形層14上に積層一体化された第三電極15とを有している。

0012

圧電シート11としては、外力が加えられることによって表面に電荷を発生させることができるシート圧電現象を有するシート)であれば、特に限定されず、例えば、合成樹脂シート合成樹脂発泡シート又は合成樹脂非発泡シート)に分極を付与した圧電シート、無機系圧電材料樹脂に分散させた無機系シートに分極を付与した圧電シート、無機系圧電材料を含む無機系シートに分極を付与した圧電シートが挙げられ、脈波信号などの微弱な生体信号を精度良く検出でき、感度が高く、厚み方向の変形で電荷を発生しやすいことから、合成樹脂シート(合成樹脂発泡シート又は合成樹脂非発泡シート)に分極を付与した圧電シートが好ましく、合成樹脂発泡シートに分極を付与した圧電シートがより好ましい。

0013

合成樹脂シートを構成する合成樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂ポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂ポリフッ化ビニリデンポリ乳酸液晶樹脂などが挙げられる。無機系シートを構成する無機材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛チタン酸鉛ニオブ酸カリウムニオブ酸リチウムタンタル酸リチウムタングステン酸ナトリウム酸化亜鉛リチウムテトラボレート、Ba2NaNb5O5,Pb2KNb5O15などが挙げられる。

0014

合成樹脂シート又は無機系シートに分極を付与する方法としては、特に限定されず、例えば、(1)合成樹脂シート又は無機系シートを一対の平板電極で挟持し、帯電させたい表面に接触させている平板電極を高圧直流電源に接続すると共に他方の平板電極をアースし、合成樹脂シート又は無機系シートに直流又はパルス状の高電圧印加して合成樹脂又は無機材料に電荷を注入して合成樹脂シート又は無機系シートに分極を付与する方法、(2)電子線、X線などの電離性放射線紫外線を合成樹脂シート又は無機系シートの表面に照射して、合成樹脂シート又は無機系シートの近傍部の空気分子イオン化することによって合成樹脂又は無機系シートに分極を付与する方法、(3)合成樹脂シート又は無機系シートの一面に、アースされた平板電極を密着状態に重ね合わせ、合成樹脂シート又は無機系シートの他面側に所定間隔を存して直流の高圧電源電気的に接続された針状電極又はワイヤー電極を配設し、針状電極の先端又はワイヤー電極の表面近傍への電界集中によりコロナ放電を発生させ、空気分子をイオン化させて、針状電極又はワイヤー電極の極性により発生した空気イオンを反発させて合成樹脂又は無機系シートに分極を付与する方法などが挙げられる。

0015

圧電シート11の一面にはその全面を被覆するように固定剤層(図示せず)を介して電気絶縁シート16が積層一体化されている。圧電シート11の他面には固定剤層(図示せず)を介して電気絶縁シート17が積層一体化されている。電気絶縁シート17上には変形層14が積層一体化されていると共に、変形層14上には電気絶縁シート18が積層一体化されている。なお、電気絶縁シート16〜18は、電気絶縁性を有しておれば、特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレートシートポリエチレンナフタレートシートポリ塩化ビニルシートなどが挙げられる。

0016

固定剤層を構成している固定剤は、反応系・溶剤系・水系・ホットメルト系接着剤又は粘着剤から構成されており、圧電シート11の感度を維持する観点から、誘電率の低い固定剤が好ましい。

0017

電気絶縁シート16における圧電シート11側の面16aの全面には第一電極12が一体的に形成され、電気絶縁シート17における圧電シート11側の面17aの全面には第二電極13が一体的に形成されて、電気絶縁シート18における圧電シート11側の面18aには第三電極15が一体的に形成されている。従って、圧電シート11の一面に固定剤層を介して第一電極12が積層一体化されていると共に、圧電シート11の他面に固定剤層を介して第二電極13が積層一体化されており、第二電極13上には変形層14を介して第三電極15が積層一体化されている。

0018

電気絶縁シート上に電極を形成する方法としては、例えば、(1)電気絶縁シート上に、バインダー中に導電性微粒子を含有させてなる導電ペーストを塗布、乾燥させる方法、(2)電気絶縁シート上に蒸着によって電極を形成する方法、(3)電気絶縁シート上に、銅シートなどの金属シートを積層一体化する方法などが挙げられる。

0019

上記変形層14は、生体信号センサA上に加わった荷重によって弾性的に復元可能に変形する材料から形成されている。このような材料としては、発泡シート、不織布、織布、編布などが挙げられるが、弾性復元力に優れ、荷重によって容易に変形し且つ荷重が除かれた時には円滑に元の状態に弾性的に復元することから、発泡シートが好ましい。

0021

生体信号センサA上に荷重が加わると、変形層14が圧縮されて変形し、第二電極13と第三電極15との間の距離が変化する。このように第二電極13と第三電極15との間の距離が変化すると、第二電極13と第三電極15との間の静電容量が変化する。第二電極13と第三電極15との間の静電容量は、圧電シート11で発生する電位を第二測定部3において測定している時以外は、常時、後述する第一測定部で測定されており、第一測定部で測定された測定値に基づいて後述する制御部が生体信号センサA上に何らかの物体が存在していることを検知する。

0022

上記生体信号センサAを用いて生体信号センサシステムBが構成されている。生体信号センサシステムBは、機能的には、図2に示したように、生体信号センサAと、生体信号センサAの第二電極13と第三電極15との間の静電容量を測定する第一測定部2と、圧電シート11で発生する電位を測定する第二測定部3と、制御部4と、出力部5とを有している。又、生体信号センサシステムBは、物理的には、図3に示したように、CPU(Central Processing Unit)61に、生体信号センサAと、CPU(Central Processing Unit)61と、ROM(Read Only Memory)62と、RAM(Random Access Memory)63と、SSD(Solid State Drive)やHDD(Hard Disk Drive)などの補助記憶装置64と、測定装置65(測定部に相当する)と、ディスプレイプリンタなどの出力装置66(出力部に相当する)と、タッチパネルキーボードなどの入力装置67(入力部に相当する)とが電気的に接続して構成されている。測定装置65は、生体信号センサAの第二電極13と第三電極15との間の静電容量を測定するために用いられる第一測定装置651と、生体信号センサAの第二電極13と第三電極15との間の静電容量を測定するために用いられる第二測定装置652とを含む。

0023

ROM62内には、CPU61にて実行される各種プログラム制御プログラムなど)や各種データが格納されている。RAM63には、各種のプログラムに基づいて設定される設定値を一次的に記憶するためのメモリなどが格納されている。

0024

具体的には、ROM62内には、制御部としての制御プログラムが格納されている。制御部は、CPU61やRAM63上に制御プログラムを読み込ませることにより、CPU61の制御のもとで、RAM63や補助記憶装置64におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

0025

生体信号センサAの第二電極13及び第三電極15は、第二電極13と第三電極15との間の静電容量を測定するために、一対として測定装置65に導電線を介して電気的に接続されていると共に、生体信号センサAの第一電極12及び第二電極13は、圧電シート11で発生した電位を測定するために、一対として測定装置65に導電線を介して電気的に接続されている。生体信号センサAの第二電極13と第三電極15との間の静電容量を測定するために電気的に接続されている第一測定装置と、生体信号センサAの圧電シートで発生する電位を測定するために第一電極12及び第二電極13に接続されている第二測定装置とは、同一の測定装置に組み込まれて(備えられて)いても互いに別の測定装置であってもよい。従って、第二電極13は、第二電極13と第三電極15との間の静電容量を測定する第一測定装置と、圧電シート11で発生した電位を測定する第二測定装置との双方に電気的に接続されている場合と、第二電極13と第三電極15との間の静電容量及び圧電シート11で発生した電位の双方を測定することが可能な一の測定装置に電気的に接続されている場合とがある。生体信号センサAの第二電極13と第三電極15との間の静電容量を測定するために用いられる第一測定装置(第一測定部に相当する)としては、例えば、静電容量計LCRメータなどが挙げられる。圧電シート11で発生した電位を測定する第二測定装置(第二測定部に相当する)としては、例えば、電位計などが挙げられる。

0026

なお、第一電極12と第二測定装置652とをそれぞれ接続している導電線を途中で二つに分岐させて、一方の分岐線を第二測定装置652に、他方の分岐線においてアースをとることによって、第一電極12を基準電位として第二電極13の電位を第二測定装置652によって測定することが、第三電極15が外部からの電磁波を遮蔽するためのシールド層として機能し、圧電シート11で発生した電位を第二電極13を通じてより正確に測定することができるので好ましい。又、第一電極12又は第二電極13の何れか一方を基準となる一定の電位に保持し、これを基準電極とする一方、基準電極ではない他方の電極を通じて圧電シート11で発生した電位を測定するように構成してもよい。

0027

生体検出システムBの動作について図4のフローチャートを参照しつつ説明する。生体検出システムBの生体信号センサAは、例えば、被介護人の横臥面着座面上に配設される。先ず、生体信号センサA上に物体が存在しているか否かが検出される。具体的には、生体信号システムの制御プログラムが入力装置67からの入力によって起動される。制御プログラムに従って、第一測定部に相当する第一測定装置621において生体信号センサAの第二電極13と第三電極15との間の静電容量が測定される〔ステップ1(S1)〕。生体信号センサA上に物体が存在していると、生体信号センサAの変形層14が物体の荷重によって弾性復元可能に圧縮変形し、その結果、第二電極13と第三電極15との間の距離が狭くなり、第二電極13と第三電極15との間の静電容量が大きくなる。

0028

制御プログラムに従って、CPU61が第一測定装置651によって測定された静電容量の測定結果を受信し、CPU61において予め定められた静電容量閾値及び静電容量変化閾値と、第一測定部2にて測定された静電容量の測定結果とが比較され、第一測定装置651にて測定された静電容量の測定結果が静電容量閾値以上であった場合、又は、第一測定装置621にて測定された静電容量の変化量(単位時間(例えば、1分)当たりの静電容量の変化量)が静電容量変化閾値以上であった場合には、生体信号センサA上に物体が存在していると判断される。一方、第一測定装置621にて測定された測定結果が、静電容量閾値以上であった場合、及び、第一測定装置651にて測定された静電容量の変化量が静電容量変化閾値以上であった場合の何れでもない場合、即ち、静電容量閾値未満であり且つ第一測定装置651にて測定された静電容量の変化量が静電容量変化閾値未満である場合には、制御プログラムに従ってCPU61によって、生体信号センサA上に物体は存在していないと判断される〔ステップ2(S2)〕。なお、第一測定装置651は、圧電シート11で発生する電位を第二測定装置652において測定している時以外は、常時又は所定の時間間隔毎に、第二電極13と第三電極15との間の静電容量を測定している。

0029

上記静電容量閾値及び静電容量変化閾値は、生体信号センサシステムBを用いて測定しようとする生体の想定される重量に基づいて予め設定されている。例えば、生体信号センサシステムBを用いて生体信号を測定しようとする生体が大人を想定している場合は、子供であると想定している場合に比べて静電容量閾値は大きく設定される。従って、生体信号を測定しようとする生体が大人を想定している場合、子供が生体信号センサA上にのったとしても、制御部4は、子供が生体信号センサA上にのっていないものと判断することから静電容量閾値の設定は、想定している生体の重量範囲を考慮した上で設定する必要がある。

0030

制御プログラムに従ってCPU61によって、生体信号センサA上に物体が存在していないと判断された場合は、第一測定装置651において、第二電極13と第三電極15との間の静電容量が引き続き測定され、制御プログラムに従ってCPU61によって、第一測定装置651で測定された測定値と、予め定められた静電容量閾値及び静電容量変化閾値との大小が継続して比較され続ける。

0031

一方、制御プログラムに従ってCPU61によって、生体信号センサA上に物体が存在していると判断された場合は、第二電極13と第三電極15との間の静電容量の第一測定装置651による測定が中止されると共に、第二測定装置652において、圧電シート11にて発生する電位の測定が開始される〔ステップ3(S3)〕。制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652において測定された電位に基づいて生体信号センサA上にある物体が生体であるか否かが判断される〔ステップ4(S4)〕。

0032

制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652が制御され、圧電シート11にて発生した経時的な電位の変化が取得される。第二測定装置652から得られた電位は、脈、呼吸及び体動などの複数の振動によって生じたものであり、複数の振動の合成波となる。そこで、制御プログラムに従ってCPU61によって、複数の振動の合成波が、フーリエ変換によって、周波数ごとに分離されて分離信号が生成され、この分離信号が逆フーリエ変換によって、それぞれの信号(例えば、脈波信号、呼吸信号体動信号など)が得られる。制御プログラムに従ってCPU61によって、複数の振動の合成波からそれぞれの振動に分離されて得られた振動は、縦軸を電位とし、横軸を時間とすると、例えば、図5に示したようになる。脈波信号及び呼吸信号の場合には、図5に示したように、電位は経時的に周期的に変化する。人の脈は一分間当たり50〜90回であって周期としては0.6〜3Hzとなり、人の呼吸は一分間当たり16〜18回であって周期としては0.1〜1Hzとなり、人の体動は一般的に10Hz以上となるので、これらを目安にして制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652にて測定された電位の変化に生体信号が含まれているかが判断される。周期的な生体信号としては、呼吸信号や脈波信号が挙げられるが、生体であれば必ず発生する脈波信号が好ましい。

0033

制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652から受信した電位の変化に生体信号を含んでいないと判断した場合、生体信号センサA上にのっている物体は生体ではないと判断され、第二測定装置652による生体信号センサAでの測定が中止されて生体信号センサA上には生体が存在していないことが出力装置66に出力される〔ステップ5(S5)〕。例えば、被介護人の横臥面又は着座面に被介護人が横臥又は着座しておらず、荷物などの別の物体が生体信号センサA上に載置されている場合にあっても、上記生体検出システムによれば、被介護人が存在していると判断する誤報が生じるのを防止することができる。上記のように、生体信号センサA上に荷物などの別の物体が載置されている可能性が高く、その後の生体検出の精度を高めるために、介護人は生体信号センサA上を確認し、生体信号センサA上に被介護人以外の別の物体が載置されている場合には、生体信号センサA上の物体が除去されることが好ましい。次に、ステップ1に戻って上記と同様の動作が繰り返し行われる。

0034

一方、制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652から受信した電位の変化に生体信号を含むと判断された場合は、制御プログラムに従ってCPU61によって、生体信号センサA上に生体が存在していることが出力装置66に出力される。更に、第二測定装置652において圧電シートにて発生する電位の測定が継続して行われる〔ステップ6(S6)〕。なお、第二測定装置652にて測定された、生体信号センサAからの生体信号が、必要に応じて、ディスプレイ、プリンタ、又は、補助記憶装置74などの出力装置66に出力され、必要があれば、補助記憶装置64に記憶されてもよい。生体信号センサシステムBの第二測定装置652にて測定される生体信号には、呼吸信号、脈波信号、体動などが含まれる。

0035

第二測定装置652において圧電シートにて発生する電位の測定が継続して行われており、制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652から受信した電位の変化に生体信号が含まれているか否かが判断される〔ステップ7(S7)〕。

0036

制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652から受信した電位の変化に生体信号が含まれていないと判断された場合には、生体信号センサA上に今までのっていた生体が生体信号センサAから離れたと判断され、生体が生体信号センサAから離れたことを出力装置66に出力されると共に第二測定装置652による測定が中止され〔ステップ8(S8)〕、ステップ1に戻る。例えば、被介護人の横臥面又は着座面に被介護人が横臥又は着座していたが、被介護人が横臥面又は着座面から離れた場合が該当し、制御プログラムに従ってCPU61によって、被介護人が横臥面又は着座面から離れたことが出力装置66に出力されると共に、第二測定装置652による測定が中止される。

0037

一方、制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定部3から受信した信号が生体信号を含んでいると判断された場合には、生体信号センサA上に生体が継続して存在していると判断され、第二測定装置652において圧電シート11にて発生する電位の測定が継続して行われ〔ステップ9(S9)〕、その後は、ステップ7に戻って第二測定装置652において圧電シート11にて発生する電位の測定結果に基づいて上記と同様の手順に従って処理を行う。

0038

以上の如く、上記生体信号センサシステムBは、第一測定部から得られる第二電極13と第三電極15との間の静電容量の値に基づいて生体信号センサA上に物体がのっているか否かを判断し、更に、圧電シート11にて発生する電位の変化に生体信号が含まれているか否かによって生体信号センサA上の物体が生体であるか否かを判断しており、生体信号センサA上にのっている物体が生体であるか否か及び生体が存在しているか否かを精度良く検出することができる。

0039

上記生体信号センサシステムは、生体信号センサに荷重が加わると、この荷重によって変形層が変形して第二電極と第三電極との間の距離が変化し、第二電極と第三電極との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を検出することによって生体信号センサ上に何らかの物体が載置されていることを確認している。

0040

即ち、制御プログラムに従ってCPU61によって、第一測定装置651において測定された静電容量と、予め定められた静電容量閾値とが比較され、静電容量が予め定められた静電容量閾値以上である場合、又は、静電容量の変化量が静電容量変化閾値以上である場合には、第二測定装置652にて、生体信号センサの圧電シートで発生する電位の測定が開始され、この測定された電位に基づき呼吸信号、脈波信号、体動などの生体信号が含まれているか否かが判断される。一方、静電容量が予め定められた静電容量閾値以上である場合、及び、静電容量の変化量が静電容量変化閾値以上である場合の何れにも該当しないときは、第二測定装置652において、生体信号センサの圧電シートで発生する電位は測定されない。

0041

制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652で測定された信号に脈波信号、呼吸信号、体動などの生体信号が含まれていると判断された場合には、生体信号センサ上に生体が存在していると判断され、生体信号センサ上に生体が載っていることが出力装置66に出力される。その後も、第二測定装置652にて生体信号センサの圧電シートにおいて発生する電位の測定が継続して行われる。

0042

一方、制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652で測定された信号に生体信号が含まれていないと判断された場合には、生体信号センサ上に存在しているものは生体でない、又は、生体信号センサ上に存在していた生体がいなくなったと判断され、第二測定装置652において行われている、生体信号センサの圧電シートにて発生する電位の測定が停止されると共に、生体信号センサ上に生体が存在していないことが出力装置66に出力され、第一測定装置651において、第二電極と第三電極との間の静電容量の測定が開始される。第一測定装置651において、第二電極と第三電極との間の静電容量の測定が開始された後は、上述と同様の要領で測定が継続して行われる。

0043

上記生体検出システムでは、第二測定装置652によって生体信号センサの圧電シート11で発生する電位が測定されている間以外は、第一測定装置651によって第二電極と第三電極との間の静電容量が測定されていたが、第二測定装置652での省電力化を図るために、第二測定装置652よりも省電力である第一測定装置651によって、先ず、圧電シート11で発生する電位を測定し、この測定された電位が予め定められた電位閾値以上となった後に、第一測定装置651を起動させて、第一測定装置651による静電容量の測定が開始されるようにしてもよい。

0044

即ち、生体信号システムの制御プログラムが入力装置67からの入力によって起動される。図6に示したように、制御プログラムに従ってCPU61によって、第二測定装置652において圧電シート11で発生する電位が測定され〔ステップ10(S10)〕、測定された電位と、予め定められた電位閾値とが比較され〔ステップ11(S11)〕、測定された電位が電位閾値以上である場合に、制御プログラムに従って、第二測定装置651によって第二電極と第三電極との間の静電容量の測定が開始される〔ステップ1(S1)〕。一方、測定された電位が電位閾値未満である場合は、ステップ10に戻り、上記動作が繰り返される。その後の動作は、ステップ5、8において、ステップ1の代わりにステップ10に戻ると共に、第二測定装置652によって圧電シート11で発生する電位が継続して測定されること以外は、図4に示したフローチャートと同様であるので説明を省略する。上記電位閾値は、ノイズにより生じる電位よりも若干高い電位が採用される。このように電位閾値を設定することによって、ノイズによって圧電シート11において電位が発生した場合を除外した上で、第一測定装置651による第二電極と第三電極との間の静電容量の測定を開始することができ、第一測定装置651の省電力化を図ることができる。

0045

2 第一測定部
3 第二測定部
4 制御部
5 出力部
11 第一圧電シート
12 第一電極
13 第二電極
14変形層
15 第三電極
A生体信号センサ
B 生体検出システム

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