【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者を拘束することなく、被験者の心拍数、呼吸数、体動による荷重変動等の生体情報を検出する生体情報検出機能を有するリクライニング椅子に関する。このような本発明の生体情報検出機能を有するリクライニング椅子は、例えば、健康管理モニタ等の分野に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被験者を拘束することなく、被験者の心拍数、呼吸数、体動等の生体情報を検出する技術としては、例えば特開２００２−３４５７６８公報に記載された技術が知られている。
【０００３】
この技術は、椅子の座面に空気袋を配置し、この空気袋の内圧の変化を圧力検出手段、例えば圧力センサによって検出することで、生体から空気袋に伝わる心拍、呼吸、体動による荷重変動を検出するというものである。この際、空気袋は、着座姿勢となった生体の尾てい骨あるいは坐骨に対応する位置に配置され、空気袋に生体の心拍、呼吸、体動による荷重変動が伝達されるようにしておく。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４５７６８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
生体情報を得ようとする場合、被験者の苦痛を和らげできるだけリラックスした状態で生体情報を得ることが望ましい。このような観点からすると、生体情報検出機能を持たせる椅子としては、リクライニング機能を有する椅子を用いることが望ましい。
【０００６】
図６は、特許文献１に記載された技術をリクライニング椅子に適用した一例を示す斜視図である。つまり、座部１０１とリクライニング可能な背もたれ１０２とを有するリクライニング椅子１０３が設けられ、このリクライニング椅子１０３の座部１０１に生体情報を獲得するための空気袋１０４が配置されている。図６中、空気袋の内圧の変化を検出する圧力センサ、この圧力センサの出力に基づいて生体から空気袋に伝わる心拍、呼吸、体動による荷重変動を検出する手段については、図示を省略してある。
【０００７】
この出願の発明者等は、図６に示すような生体情報検出機能を有する椅子によって生体情報を検出する実験をした。その結果、この出願の発明者等は、背もたれ１０２を起こした場合には、心拍、呼吸、体動による荷重変動を適正に検出することができるのに対して、背もたれ１０２をリクライニングさせた場合には、そのような心拍、呼吸、体動による荷重変動を適正に検出することができないという知見を得た。その原因としては、リクライニング機構を有する例えば図６に例示するようなリクライニング椅子１０３の場合、背もたれ１０２をリクライニングさせて生体の姿勢が変化した場合には、座部１０１への荷重が減ることで空気袋１０４への生体の圧迫が弱くなり、その心拍、呼吸、体動による荷重変動が空気袋１０４に伝わり難くなるためであると推定される。生体の心拍、呼吸、体動による荷重変動が空気袋１０４に伝わり難くなると、空気袋の内圧の変化を検出する圧力センサから出力される信号のＳＮ比が劣化し、例えば心拍の検出が極めて困難となる。
【０００８】
このような推定を裏付ける実験結果を図７（ａ）、（ｂ）に示す。図７（ａ）は、図６に例示するリクライニング椅子１０３の背もたれ１０２のリクライニング角度が浅い状態での生体（心拍）検出信号の電圧レベルを示すグラフ、図７（ｂ）は、図６に例示するリクライニング椅子１０３の背もたれ１０２のリクライニング角度が深い状態での生体（心拍）検出信号の電圧レベルを示すグラフである。図７（ａ）、（ｂ）のいずれにおいても、縦軸は生体（心拍）検出信号の電圧レベルを、横軸は時間の経過を示す。このような図７（ａ）、（ｂ）のグラフを参照すると、リクライニング椅子１０３の背もたれ１０２のリクライニング角度が浅い状態での圧力センサの出力信号を示す図７（ａ）のグラフによれば、心拍動に伴う出力信号の急峻な変化が観察されている。これに対して、リクライニング椅子１０３の背もたれ１０２のリクライニング角度が深い状態での圧力センサの出力信号を示す図７（ｂ）のグラフでは、出力信号のＳＮ比が悪く、心拍動に伴う出力信号の急峻な変化が観察されない結果となっているのが明白である。したがって、図７（ａ）、（ｂ）に示す実験結果は、背もたれ１０２をリクライニングさせて生体の姿勢が変化した場合には、座部１０１への荷重が減ることで空気袋１０４への生体の圧迫が弱くなり、その心拍、呼吸、体動による荷重変動が空気袋１０４に伝わり難くなるという推定を裏付けるものである。
【０００９】
本発明の目的は、リクライニング機能を有する椅子を用い、その背もたれのリクライニング角度に応じて被験者の姿勢がどのように変化しようとも、被験者の生体情報を適正に検出可能とすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生体荷重の変動を空気袋の内部圧力変化として検出する生体情報検出装置をリクライニング椅子に適用したものであり、人間の腰又は背中を支えるリクライニング椅子の背もたれの部位に空気袋を配置し、これによって、背もたれのリクライニング角度に応じて被験者の姿勢がどのように変化しようとも、被験者の生体情報が空気袋に確実に伝達されるようにした。なお、本発明における「椅子」の概念は可能な限り広く解釈すべきであり、例えば、「椅子」は、チェアであるとソファであるとを問わない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、生体情報検出機能を有するリクライニング椅子の斜視図である。図２は、リクライニング椅子のリクライニング機能を示す斜視図であり、（ａ）は背もたれのリクライニング角度が浅い状態、（ｂ）は背もたれのリクライニング角度が深い状態をそれぞれ示す。
【００１３】
本実施の形態のリクライニング椅子１は、脚部２に支持された座部３に背もたれ４がリクライニング可能に取り付けられて構成されている。このようなリクライニング椅子１のリクライニング機能としては、あらゆるリクライニング機能を用いて実現することが可能である。また、リクライニング椅子１には、その背もたれ４の上部にはヘッドレスト５が取り付けられ、座部３の先端部にはオットマン６が折り畳み自在に設けられている。オットマン６は、座部３と略同一高さになるまで回動させて起こすことが可能である（図２参照）。
【００１４】
リクライニング椅子１の背もたれ４は人間の腰又は背中を支える。背もたれ４のリクライニング角度が浅い図２（ａ）に示す状態では、主に腰が支えられ、背もたれ４のリクライニング角度が深い図２（ｂ）に示す状態では、主に背中が支えられる。換言すると、背もたれ４のリクライニング角度が浅い状態から背もたれ４のリクライニング角度が深い状態になると、支えられる部位が腰から背中へと遷移する。そして、支えられる部位が腰から背中へと遷移するということは、リクライニング椅子１に荷重をかける人間の部位が、腰から背中へと遷移することを意味する。
【００１５】
このようなリクライニング椅子１には、生体情報検出装置１１が設けられている。この生体情報検出装置１１は、生体荷重の変動を空気袋としてのエアマット１２の内部圧力変化として検出する。そのための構造として、生体情報検出装置１１は、エアマット１２と、このエアマット１２の内圧変動を検出するマイクロフォンなどの圧力センサ１３と、エアマット１２と圧力センサ１３とを連結してエアマット１２の内部圧力変動を圧力センサ１３に伝達するホース１４と、リード線１５を介して圧力センサ１３の出力信号を受信する受信装置１６とを有している。
【００１６】
エアマット１２は、被験者である生体がリクライニング椅子１に座った際にその生体の腰や背中が接する背もたれ４に配置されている。つまり、エアマット１２は、リクライニング椅子１に荷重をかける生体の部位、すなわち腰や背中が接する背もたれ４に配置されている。この場合、エアマット１２の配置位置としては、背もたれ４の内部であると外部であるとを問わない。もっとも、背もたれ４の内部にエアマット１２を配置する場合には、背もたれ４の表皮にできるだけ近い位置が望ましい。そして、このようなエアマット１２は、気密性を有する柔軟なゴム、プラスチック、ウレタン樹脂等で製作され、生体が乗って生体荷重を受けた場合でも、その上面と下面とが完全に接触することなく、内部に空気が残留するような形状を保つような弾力性と強度とを有する必要がある。
【００１７】
圧力センサ１３は、ホース１４を介して、生体から背もたれ部分４に配置されたエアマット１２に伝わる心拍、呼吸、体動による荷重変動を受ける。このような圧力センサ１３は、エアマット１２の内部の圧力変動を電気信号に変換し、リード線１５を介して受信装置１６に伝送する。
【００１８】
なお、生体がリクライニング椅子１に座った瞬間等に生ずる過大な圧力による圧力センサ１３の飽和を防止する目的で、ホース１４あるいはエアマット１２には微小な穴が設けられている。この微小な穴は、圧力変動に対して超低域にカットオフ周波数を有し、圧力の直流成分をカットする機械的なハイパスフィルタとして作用する。
【００１９】
図３は、生体情報検出機能を実現するための受信装置１６の回路構成を示すブロック図である。受信装置１６は、圧力センサ１３の出力信号を増幅部１７で例えば２００倍程度の増幅率で増幅し、生体信号弁別部１８によって生体信号として検出する。生体信号弁別部１８は、心拍信号弁別部１９、呼吸信号弁別部２０、及び体動信号弁別部２１から構成されている。ここで、心拍信号弁別部１９、呼吸信号弁別部２０、及び体動信号弁別部２１は、それぞれ周波数帯域が異なる心拍信号、呼吸信号、及び体動信号を通過させるフィルタから構成されている。一例として、心拍信号弁別部１９には、遮断周波数０．５Ｈｚのハイパスフィルタが用いられ、呼吸信号弁別部２０には、遮断周波数０．１Ｈｚのハイパスフィルタが用いられる。
【００２０】
ここで、本実施の形態では、空気袋としてエアマット１２を用いたが、別の実施の形態としては、図４に示すように、エアチューブ３１を用いても良い。図４は、別の実施の形態を示す生体情報検出機能を有するリクライニング椅子の斜視図である。
【００２１】
エアチューブ３１は、気密性を有する柔軟なゴム、プラスチック、ウレタン樹脂等からなり、生体が乗って生体荷重を受けた場合でも、完全に潰れることなく、内部に空気が残留するよう弾力性を持たされている。このようなエアチューブ３１は、リクライニング椅子１の背もたれ４にジグザグ状に配置されている。エアチューブ３１にジグザグ状の形態をとらせることで、人間の腰又は背中を支える背もたれ４の部位にエアチューブ３１を配置することが容易となる。つまり、生体情報検出装置１１の空気袋としてエアチューブ３１を用いれば、リクライニング椅子１の背もたれ４の形状に合わせてエアチューブ３１を這い回すことで、生体荷重を受ける部位の実効的な面積を損なうことなく、容易に背もたれ４の必要箇所に空気袋を配置することが可能となる。このことは、空気袋のより自由なレイアウトが可能となることを意味する。
【００２２】
なお、生体情報検出装置１１の空気袋としてエアチューブ３１を用いた場合にも、生体がリクライニング椅子１に座った瞬間等に生ずる過大な圧力による圧力センサ１３の飽和を防止する目的で、ホース１４あるいはエアチューブ３１には微小な穴が設けられている。この微小な穴は、圧力変動に対して超低域にカットオフ周波数を有し、圧力の直流成分をカットする機械的なハイパスフィルタとして作用する。
【００２３】
このような構成において、生体情報の検出について説明する。
【００２４】
生体情報を検出するには、被験者にリクライニング椅子１に座ってもらう。この際、被験者は、その身体が拘束されず、背もたれ４を起こした図２（ａ）に示すような姿勢でも、背もたれ４をリクライニングさせた図２（ｂ）に示すような姿勢でも、好みの体勢をとることができる。
【００２５】
リクライニング椅子１に被験者が座った状態では、その生体荷重の変動がエアマット１２に伝達され、その内部圧力変化として検出される。つまり、エアマット１２の内部圧力変化は、ホース１４を介して圧力センサ１３に伝達され、圧力センサ１３の出力信号を変動させる。そこで、圧力センサ１３の出力信号を受信装置１６でモニタすることで、被験者である生体の心拍信号、呼吸信号、及び体動信号を得ることができる。
【００２６】
ここで、本実施の形態の生体情報検出機能を有するリクライニング椅子によれば、リクライニング椅子１の背もたれ４のリクライニング角度に応じて被験者の姿勢がどのように変化しようとも、被験者の生体情報を適正に検出することが可能である。その理由は、リクライニングした時に、リクライニング椅子１に荷重をかける生体の部位、すなわち腰や背中が接する背もたれ４にエアマット１２が配置されているからである。
【００２７】
この点について考察すると、前述した特許文献１では、被験者の尾てい骨あるいは坐骨から空気袋に伝わってくる骨振動等による空気袋の内圧の変化に基づいて生体情報を検出しているのに対して、本実施の形態では、被験者の背中からエアマット１２やエアチューブ３１に伝わる振動を利用していることになる。つまり、本実施の形態の生体情報検出機能を有するリクライニング椅子では、エアマット１２やエアチューブ３１によって実現させる空気袋に生体情報を伝達する生体の部位として、背中という新たな知見を提案するものといえる。
【００２８】
この出願の発明者等は、本実施の形態の生体情報検出機能を有するリクライニング椅子によれば、リクライニング椅子１の背もたれ４のリクライニング角度に応じて被験者の姿勢がどのように変化しようとも、被験者の生体情報を適正に検出することが可能であることを実験によって確かめた。そこで、その実験及びその結果を、実施例として以下に紹介する。
【００２９】
【実施例】
この実験は、空気袋としてエアマット１２を用いた図１ないし図３に示す生体情報検出機能を有するリクライニング椅子によって行った。エアマット１２は、外皮がポリエチレン製で、大きさが１５０ｍｍ×４００ｍｍ×１０ｍｍである袋状のものを使用し、これをリクライニング椅子の背もたれ部分の生体の腰から背中に掛けた部分に配置した。圧力センサ１３としては、低周波用マイクロフォン（プリモ社製Ｓ１１）を使用し、ホース１４として内径８ｍｍのエアホースを介して圧力センサ１３とエアマット１２とを連結した。受信装置１６としては、心拍信号の周波数帯域を通過させるハイパスフィルタとして遮断周波数０．５Ｈｚのハイパスフィルタを用いた心拍信号弁別部１９を構成した。増幅部１７は、２００倍程度の増幅率を有する回路によって構成した。そして、受信装置１６の出力信号は、図示しない汎用のデータレコーダで収録した。
【００３０】
実験結果を図５に示す。図５は、生体（心拍）検出信号の電圧レベルを縦軸にとり時間の経過を横軸にとるグラフである。したがって、図５中、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は心拍信号弁別部１９による心拍検出信号の電圧レベル（Ｖ）を示している。図５（ａ）は、図２（ａ）に示すようなリクライニング椅子１の背もたれ４を起こした状態での生体（心拍）検出信号を示すグラフである。図５（ｂ）は、図２（ｂ）に示すようなリクライニング椅子１の背もたれ４をリクライニングさせた状態での生体（心拍）検出信号を示すグラフである。
【００３１】
図５のグラフを参照すると、図５（ａ）中、出力信号が急峻に変化している部分は、生体の心拍動に伴う振動を示しており、急峻な変化部分の間隔は心拍間隔に相当することが観察されている。図５（ｂ）においても、同様に、急峻な変化部分が測定され、心拍間隔が観察されていることが確認された。これにより、図７のグラフに示して既に説明したように、従来技術で述べたように座面部分に空気袋を配置した場合は、背もたれのリクライニング角度が変化すると生体信号の検出が困難であったのに対して、本発明では、背もたれ４のリクライニング角度によらず、安定して生体信号を検出できることが実験的に明らかとなった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、人間の腰又は背中を支えるリクライニング椅子の背もたれの部位に空気袋を配置したので、背もたれのリクライニング角度に応じて被験者の姿勢がどのように変化しようとも、被験者の心拍、呼吸、体動といった生体情報を空気袋に確実に伝達され得るようにし、これにより、そのような生体情報をＳＮ比良く安定して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す生体情報検出機能を有するリクライニング椅子の斜視図である。
【図２】リクライニング椅子のリクライニング機能を示す斜視図であり、（ａ）は背もたれのリクライニング角度が浅い状態、（ｂ）は背もたれのリクライニング角度が深い状態をそれぞれ示す。
【図３】生体情報検出機能を実現するための受信装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】別の実施の形態を示す生体情報検出機能を有するリクライニング椅子の斜視図である。
【図５】生体（心拍）検出信号の電圧レベルを縦軸にとり時間の経過を横軸にとるグラフであり、（ａ）は背もたれのリクライニング角度が浅い状態での生体（心拍）検出信号を示すグラフ、（ｂ）は背もたれのリクライニング角度が深い状態での生体（心拍）検出信号を示すグラフである。
【図６】特許文献１に記載された技術をリクライニング椅子に適用した一例を示す斜視図である。
【図７】生体（心拍）検出信号の電圧レベルを縦軸にとり時間の経過を横軸にとるグラフであり、（ａ）は図６に例示する背もたれのリクライニング角度が浅い状態での生体（心拍）検出信号を示すグラフ、（ｂ）は図６に例示する背もたれのリクライニング角度が深い状態での生体（心拍）検出信号を示すグラフである。
【符号の説明】
１ リクライニング椅子
３ 座部
４ 背もたれ
１１ 生体情報検出装置
１２ 空気袋（エアマット態様）
３１ 空気袋（エアチューブ態様）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reclining chair having a biological information detecting function of detecting biological information such as a heart rate, a respiratory rate, and a load variation due to body movement without restraining the subject. Such a reclining chair having the biological information detecting function of the present invention can be applied, for example, to the field of health management monitors and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for detecting biological information such as a heart rate, a respiratory rate, and a body motion of a subject without restraining the subject, a technique described in, for example, JP-A-2002-345768 is known.
[0003]
In this technique, an air bag is arranged on a seat surface of a chair, and a change in the internal pressure of the air bag is detected by a pressure detecting means, for example, a pressure sensor. This is to detect fluctuation. At this time, the air bladder is arranged at a position corresponding to the coccyx or ischia of the living body in the sitting posture, so that the load fluctuation due to the heartbeat, respiration, and body movement of the living body is transmitted to the air bladder.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-345768
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When trying to obtain biological information, it is desirable to obtain the biological information in a state in which the pain of the subject is alleviated and relaxed as much as possible. From such a viewpoint, it is desirable to use a chair having a reclining function as a chair having a biological information detecting function.
[0006]
FIG. 6 is a perspective view showing an example in which the technology described in Patent Document 1 is applied to a reclining chair. That is, a reclining chair 103 having a seat 101 and a reclining backrest 102 is provided, and an air bladder 104 for acquiring biological information is arranged on the seat 101 of the reclining chair 103. In FIG. 6, a pressure sensor for detecting a change in the internal pressure of the air bag, and a means for detecting a load fluctuation due to heartbeat, respiration, and body movement transmitted from the living body to the air bag based on the output of the pressure sensor are not shown. It is.
[0007]
The inventors of this application conducted an experiment for detecting biological information using a chair having a biological information detecting function as shown in FIG. As a result, the inventors of the present application can properly detect load fluctuation due to heartbeat, breathing, and body movement when the backrest 102 is raised, but when the backrest 102 is reclined. Found that it was not possible to properly detect such load fluctuations due to heartbeat, respiration, and body movement. As a cause, for example, in the case of a reclining chair 103 having a reclining mechanism as illustrated in FIG. 6, when the posture of the living body is changed by reclining the backrest 102, the load on the seat portion 101 is reduced and the air is reduced. This is presumed to be because the pressure of the living body on the bag 104 is weakened, and the load fluctuation due to the heartbeat, breathing, and body movement becomes difficult to be transmitted to the air bag 104. When the load fluctuation due to the heartbeat, breathing, and body movement of the living body becomes difficult to be transmitted to the air bladder 104, the SN ratio of the signal output from the pressure sensor that detects the change in the internal pressure of the air bladder deteriorates, and for example, it is extremely difficult to detect the heartbeat. It becomes.
[0008]
Experimental results supporting such estimation are shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). 7A is a graph showing the voltage level of the living body (heartbeat) detection signal when the reclining angle of the backrest 102 of the reclining chair 103 illustrated in FIG. 6 is shallow, and FIG. 7B is illustrated in FIG. 7 is a graph showing a voltage level of a living body (heartbeat) detection signal when the reclining angle of the backrest 102 of the reclining chair 103 is deep. 7A and 7B, the vertical axis represents the voltage level of the living body (heartbeat) detection signal, and the horizontal axis represents the passage of time. Referring to the graphs of FIGS. 7A and 7B, according to the graph of FIG. 7A showing the output signal of the pressure sensor when the reclining angle of the backrest 102 of the reclining chair 103 is shallow, A sharp change in the output signal with a heart beat has been observed. On the other hand, in the graph of FIG. 7B showing the output signal of the pressure sensor when the reclining angle of the backrest 102 of the reclining chair 103 is deep, the SN ratio of the output signal is poor, and the output signal of the It is clear that no sharp change is observed. Therefore, the experimental results shown in FIGS. 7A and 7B show that when the posture of the living body changes due to the reclining of the backrest 102, the load on the seat 101 is reduced, and the living body This supports the presumption that the compression becomes weaker and the load fluctuation due to the heartbeat, breathing, and body movement becomes difficult to be transmitted to the air bladder 104.
[0009]
An object of the present invention is to use a chair having a reclining function, and to be able to appropriately detect the biological information of the subject regardless of how the posture of the subject changes according to the reclining angle of the backrest.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is applied to a reclining chair a living body information detecting device that detects a change in a biological load as a change in internal pressure of an air bag, and arranges an air bag at a portion of a backrest of a reclining chair that supports a human waist or a back. Thus, no matter how the posture of the subject changes according to the reclining angle of the backrest, the biological information of the subject is reliably transmitted to the air bag. Note that the concept of “chair” in the present invention should be interpreted as broadly as possible. For example, “chair” does not matter whether it is a chair or a sofa.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0012]
FIG. 1 is a perspective view of a reclining chair having a biological information detecting function. 2A and 2B are perspective views showing the reclining function of the reclining chair. FIG. 2A shows a state where the reclining angle of the backrest is shallow, and FIG. 2B shows a state where the reclining angle of the backrest is deep.
[0013]
The reclining chair 1 according to the present embodiment is configured such that a backrest 4 is attached to a seat 3 supported by legs 2 so as to be reclined. Such a reclining function of the reclining chair 1 can be realized by using any reclining function. A headrest 5 is attached to the upper part of the backrest 4 of the reclining chair 1, and an ottoman 6 is foldably provided at the tip of the seat 3. The ottoman 6 can be raised by being rotated until the ottoman 6 becomes substantially the same height as the seat 3 (see FIG. 2).
[0014]
The backrest 4 of the reclining chair 1 supports the human waist or back. In the state shown in FIG. 2A where the reclining angle of the backrest 4 is shallow, the waist is mainly supported, and in the state shown in FIG. 2B where the reclining angle of the backrest 4 is deep, the back is mainly supported. In other words, when the reclining angle of the backrest 4 changes from a state where the reclining angle of the backrest 4 is shallow to a state where the reclining angle of the backrest 4 is deep, the supported portion transitions from the waist to the back. The transition of the supported part from the waist to the back means that the part of the human who applies the load to the reclining chair 1 transitions from the waist to the back.
[0015]
Such a reclining chair 1 is provided with a biological information detecting device 11. The biological information detecting device 11 detects a change in a biological load as a change in internal pressure of an air mat 12 serving as an air bag. As a structure therefor, the biological information detecting device 11 includes an air mat 12, a pressure sensor 13 such as a microphone for detecting the internal pressure fluctuation of the air mat 12, and the internal pressure fluctuation of the air mat 12 by connecting the air mat 12 and the pressure sensor 13. And a receiving device 16 for receiving an output signal of the pressure sensor 13 via a lead wire 15.
[0016]
The air mat 12 is disposed on the backrest 4 with which the living body, which is the subject, sits on the reclining chair 1 and the waist and back of the living body come into contact with. That is, the air mat 12 is disposed on a part of the living body that applies a load to the reclining chair 1, that is, the backrest 4 where the waist and the back are in contact. In this case, the arrangement position of the air mat 12 may be either inside the backrest 4 or outside. However, when the air mat 12 is arranged inside the backrest 4, it is desirable that the position be as close as possible to the skin of the backrest 4. And such an air mat 12 is made of airtight flexible rubber, plastic, urethane resin or the like, and even when a living body rides and receives a living body load, the upper surface and the lower surface thereof do not completely contact each other. It is necessary to have elasticity and strength so as to maintain a shape in which air remains inside.
[0017]
The pressure sensor 13 receives a load fluctuation due to heartbeat, respiration, and body movement transmitted from the living body to the air mat 12 disposed on the backrest portion 4 via the hose 14. Such a pressure sensor 13 converts the pressure fluctuation inside the air mat 12 into an electric signal, and transmits the electric signal to the receiving device 16 via the lead wire 15.
[0018]
The hose 14 or the air mat 12 is provided with a small hole for the purpose of preventing saturation of the pressure sensor 13 due to excessive pressure generated at the moment when the living body sits on the reclining chair 1 or the like. These minute holes have a cutoff frequency in a very low frequency range with respect to pressure fluctuation, and act as a mechanical high-pass filter for cutting a DC component of pressure.
[0019]
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the receiving device 16 for realizing the biological information detecting function. The receiving device 16 amplifies the output signal of the pressure sensor 13 with the amplification unit 17 at an amplification factor of, for example, about 200 times, and detects it as a biological signal by the biological signal discrimination unit 18. The biological signal discriminating unit 18 includes a heartbeat signal discriminating unit 19, a respiratory signal discriminating unit 20, and a body motion signal discriminating unit 21. Here, the heartbeat signal discriminating unit 19, the respiratory signal discriminating unit 20, and the body motion signal discriminating unit 21 are each configured by a filter that passes a heartbeat signal, a respiratory signal, and a body motion signal having different frequency bands. As an example, a high-pass filter with a cutoff frequency of 0.5 Hz is used for the heartbeat signal discrimination unit 19, and a high-pass filter with a cutoff frequency of 0.1 Hz is used for the respiration signal discrimination unit 20.
[0020]
Here, in this embodiment, the air mat 12 is used as the air bag, but as another embodiment, an air tube 31 may be used as shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view of a reclining chair having a biological information detecting function according to another embodiment.
[0021]
The air tube 31 is made of an airtight flexible rubber, plastic, urethane resin, or the like, and has elasticity so that air remains inside without being completely crushed even when a living body rides and receives a biological load. Have been. Such an air tube 31 is arranged on the backrest 4 of the reclining chair 1 in a zigzag manner. By making the air tube 31 take a zigzag form, it becomes easy to arrange the air tube 31 at the portion of the backrest 4 that supports the human waist or back. In other words, if the air tube 31 is used as the air bag of the biological information detecting device 11, the effective area of the part receiving the biological load is impaired by crawling the air tube 31 according to the shape of the backrest 4 of the reclining chair 1. Without this, it is possible to easily arrange the air bag in the required portion of the backrest 4. This means that a more flexible layout of the bladders is possible.
[0022]
In addition, even when the air tube 31 is used as an air bag of the living body information detecting device 11, the hose 14 is used for preventing saturation of the pressure sensor 13 due to excessive pressure generated at the moment when the living body sits on the reclining chair 1. Alternatively, a minute hole is provided in the air tube 31. These minute holes have a cutoff frequency in a very low frequency range with respect to pressure fluctuation, and act as a mechanical high-pass filter for cutting a DC component of pressure.
[0023]
Detection of biological information in such a configuration will be described.
[0024]
In order to detect biological information, a subject is asked to sit on a reclining chair 1. At this time, the test subject, regardless of whether the body is restrained and the posture shown in FIG. 2A in which the backrest 4 is raised, or the posture shown in FIG. You can take a position.
[0025]
When the subject is sitting on the reclining chair 1, the fluctuation of the living body load is transmitted to the air mat 12 and detected as a change in the internal pressure. That is, a change in the internal pressure of the air mat 12 is transmitted to the pressure sensor 13 via the hose 14, and changes the output signal of the pressure sensor 13. Therefore, by monitoring the output signal of the pressure sensor 13 with the receiving device 16, it is possible to obtain a heartbeat signal, a respiratory signal, and a body motion signal of a living body as a subject.
[0026]
Here, according to the reclining chair having the biological information detecting function of the present embodiment, no matter how the posture of the subject changes according to the reclining angle of the backrest 4 of the reclining chair 1, the biological information of the subject can be properly adjusted. It is possible to detect. The reason is that the air mat 12 is arranged on a part of the living body that applies a load to the reclining chair 1 when reclining, that is, the backrest 4 where the waist and the back contact.
[0027]
Considering this point, in Patent Document 1 described above, whereas the biological information is detected based on a change in the internal pressure of the air bladder due to bone vibration or the like transmitted from the coccyx or ischial of the subject to the air bladder, In the present embodiment, the vibration transmitted from the back of the subject to the air mat 12 and the air tube 31 is used. In other words, the reclining chair having the biological information detecting function of the present embodiment proposes a new knowledge of the back as a part of the living body that transmits biological information to the air bag realized by the air mat 12 and the air tube 31. .
[0028]
According to the reclining chair having the biological information detecting function of the present embodiment, the inventors of the present application can examine the posture of the subject regardless of how the posture of the subject changes according to the reclining angle of the backrest 4 of the reclining chair 1. Experiments have confirmed that biological information can be properly detected. Then, the experiment and the result are introduced below as examples.
[0029]
【Example】
This experiment was performed using a reclining chair having a biological information detecting function shown in FIGS. 1 to 3 using an air mat 12 as an air bag. The air mat 12 used was a bag-shaped one whose outer skin was made of polyethylene and had a size of 150 mm × 400 mm × 10 mm. The air mat 12 was placed on a portion of the back of the reclining chair which was hung from the waist of the living body to the back. As the pressure sensor 13, a low-frequency microphone (S11 manufactured by Primo Corporation) was used, and the pressure sensor 13 and the air mat 12 were connected via an air hose having an inner diameter of 8 mm as the hose 14. As the receiving device 16, a heartbeat signal discriminating unit 19 using a highpass filter having a cutoff frequency of 0.5 Hz as a highpass filter for passing the frequency band of the heartbeat signal was configured. The amplifying unit 17 was constituted by a circuit having an amplification factor of about 200 times. The output signal of the receiving device 16 was recorded by a general-purpose data recorder (not shown).
[0030]
The experimental results are shown in FIG. FIG. 5 is a graph in which the vertical axis represents the voltage level of the living body (heartbeat) detection signal and the horizontal axis represents the passage of time. Therefore, in FIG. 5, the horizontal axis represents time (sec), and the vertical axis represents the voltage level (V) of the heartbeat detection signal by the heartbeat signal discrimination unit 19. FIG. 5A is a graph showing a living body (heartbeat) detection signal in a state where the backrest 4 of the reclining chair 1 as shown in FIG. 2A is raised. FIG. 5B is a graph showing a living body (heartbeat) detection signal in a state where the backrest 4 of the reclining chair 1 as shown in FIG. 2B is reclined.
[0031]
Referring to the graph of FIG. 5, in FIG. 5A, a portion where the output signal changes sharply indicates a vibration accompanying the heartbeat of the living body, and an interval between the sharp changes corresponds to a heartbeat interval. It has been observed that Similarly, in FIG. 5B, a steeply changing portion was measured, and it was confirmed that the heartbeat interval was observed. Thus, as shown in the graph of FIG. 7 and described above, when the air bag is disposed on the seat surface as described in the related art, if the reclining angle of the backrest changes, it is difficult to detect a biological signal. On the other hand, it has been experimentally revealed that the present invention can stably detect a biological signal regardless of the reclining angle of the backrest 4.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the air bag is arranged at the backrest of the reclining chair that supports the human waist or back, no matter how the posture of the subject changes according to the reclining angle of the backrest, the subject's heartbeat and respiration In this way, biological information such as body movements can be reliably transmitted to the air bag, whereby such biological information can be stably detected with a good SN ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a reclining chair having a biological information detecting function according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are perspective views showing a reclining function of the reclining chair, wherein FIG. 2A shows a state where the reclining angle of the backrest is shallow, and FIG. 2B shows a state where the reclining angle of the backrest is deep.
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of a receiving device for realizing a biological information detecting function.
FIG. 4 is a perspective view of a reclining chair having a biological information detecting function according to another embodiment.
5 is a graph in which the vertical axis indicates the voltage level of the living body (heartbeat) detection signal and the horizontal axis indicates the passage of time, and FIG. 5A shows the living body (heartbeat) detection signal in a state where the reclining angle of the backrest is small. The graph (b) is a graph showing a living body (heartbeat) detection signal when the reclining angle of the backrest is deep.
FIG. 6 is a perspective view showing an example in which the technology described in Patent Document 1 is applied to a reclining chair.
FIG. 7 is a graph in which the vertical axis represents the voltage level of the living body (heartbeat) detection signal and the horizontal axis represents the passage of time, and FIG. 7A illustrates a living body (heartbeat) in a state where the reclining angle of the backrest illustrated in FIG. 6 is shallow; FIG. 6B is a graph showing a detection signal, and FIG. 6B is a graph showing a living body (heartbeat) detection signal when the reclining angle of the backrest illustrated in FIG. 6 is deep.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 reclining chair 3 seat 4 backrest 11 biological information detecting device 12 air bag (air mat mode)
31 air bag (air tube mode)
