JP2008206908A - Biological signal detector and electric appliance using the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological signal detector, surely discriminating a person. <P>SOLUTION: This detector comprises a pressure sensing means 1 which detects pressure fluctuation generated from a biological body, a commercial power supply socket 5, and a switch, in which opening and closing control of the switch is performed in response to output of the pressure sensing means 1. Therefore, since a human body 11 with a motion such as breathing, heartbeat or fluctuation of center of gravity can be discriminated from matter having mass but no load fluctuation, the biological body can be surely discriminated from a heating element such as a heater. Since power is automatically supplied to an electric appliance 6 connected to the socket 5 only when the human body 11 is detected by the pressure sensing means 1, convenience and energy saving performance can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、体動などの信号を検出する生体信号検出装置及びそれを用いた電気機器に関するものである。   The present invention relates to a biological signal detection device that detects a signal such as body movement, and an electrical device using the same.

従来、この種の生体信号検出装置は、電気カーペットなどの採暖機器などに設置し、生体信号検出装置の出力の有無により熱源への電力供給を制御するものがある。   Conventionally, this type of biological signal detection device is installed in a warming device such as an electric carpet and controls the power supply to the heat source depending on the presence or absence of the output of the biological signal detection device.

図１０で具体的構成を説明すると、カーペット状の採暖具１０１に生体信号を検出する赤外線センサなどからなる生体信号検出装置１０２を制御部１０３に搭載し、採暖具１０１の上の人１０４を検出する構成としている(例えば、特許文献１参照)。
特開２００２−３９５６１号公報 A specific configuration will be described with reference to FIG. 10. A biological signal detection device 102 including an infrared sensor or the like that detects a biological signal is mounted on the carpet-like warming tool 101 in the control unit 103 to detect a person 104 above the warming tool 101. (For example, refer patent document 1).
JP 2002-39561 A

しかしながら、前記従来の構成では、赤外線センサのような生体信号検出装置１０２では発熱体の有無しか分からないという課題がある。例えば、生体信号検出装置１０２の視野（破線Ａ―Ａ’の範囲）の中に他の採暖具、例えば石油ファンヒーター、ストーブなどがあった場合に誤検知する場合がある。   However, the conventional configuration has a problem that the biological signal detection device 102 such as an infrared sensor can only know the presence or absence of a heating element. For example, a false detection may occur when there is another warming tool such as an oil fan heater or a stove in the field of view of the biological signal detection apparatus 102 (the range of the broken line A-A ′).

さらに、採暖具１０１上から外れた場所であって、視野の延長線上に人１０５が居る場合もやはり誤検知する可能性があるという課題があった。   Furthermore, there is a problem that a false detection may still occur even when a person 105 is located on the extended line of view in a place that is off the warming tool 101.

前記従来の課題を解決するために、本発明の生体信号検出装置は、生体の発生した圧力変動を検知する感圧手段と、商用電源供給ソケットと、開閉器とを有し、前記感圧手段の出力を受けて前記開閉器の開閉制御を行うようにしたものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the biological signal detection apparatus of the present invention includes pressure-sensitive means for detecting pressure fluctuations generated by a living body, a commercial power supply socket, and a switch, and the pressure-sensitive means. In response to the output of the switch, the switch is controlled to be opened and closed.

本発明の生体信号検出装置は、感圧手段として圧電センサを用いることで、重心動揺、心拍、体動などのある人と、質量はあるが荷重変動のない物とを見分け、人の有無を検出し電源供給を制御するため、暖房機などの発熱体と人とを確実に判別することができ、また利便性の向上と無駄な電力消費を抑制し省エネルギーを達成することができる生体信号検出装置及びそれを用いた電気機器を提供することを目的とする。   The biological signal detection apparatus of the present invention uses a piezoelectric sensor as a pressure-sensitive means, and distinguishes between a person with a center of gravity fluctuation, a heartbeat, a body movement, and the like from an object with mass but no load fluctuation. Because it detects and controls power supply, it is possible to reliably distinguish between a heating element such as a heater and a person, and to improve the convenience and suppress wasteful power consumption and achieve energy saving. It is an object of the present invention to provide a device and an electric device using the device.

第１の発明は、生体の発生した圧力変動を検知する感圧手段と、商用電源供給ソケットと開閉器を有し、前記感圧手段の出力を受けて前記開閉器の開閉制御をする構成としたので、重心動揺、心拍、体動などのある生体と、質量はあるが荷重変動のない物とを見分けるため、暖房機などの発熱体と生体とを確実に判別することができ、生体の有無を検出し電源供給を制御するため、人が逐一電気機器の電源を入り切りする必要のない利便性の高いものとなる。また人の居るときだけ通電するので無駄な電力消費を抑制し省エネルギーを達成することができる生体信号検出装置を提供することができる。   1st invention has the structure which has a pressure-sensitive means to detect the pressure fluctuation which the biological body generate | occur | produced, a commercial power supply socket, and a switch, receives the output of the said pressure-sensitive means, and controls the opening / closing of the said switch. Therefore, in order to distinguish a living body with center of gravity fluctuation, heartbeat, body movement, etc. from an object with mass but no load fluctuation, it is possible to reliably distinguish between a heating element such as a heater and a living body. Since the presence / absence is detected and the power supply is controlled, it is highly convenient that a person does not need to turn on / off the power of each electric device. In addition, since a current is energized only when there is a person, it is possible to provide a biological signal detection device that can suppress wasteful power consumption and achieve energy saving.

第２の発明は、生体の発生した圧力変動を検知する感圧手段と、前期感圧手段の出力を受け情報を送信する送信手段と、前記送信手段からの信号を受ける受信手段と商用電源供給ソケットと開閉器を有し、前記商用電源供給ソケットと前記開閉器は受信手段に設置さ
れ、感圧手段の出力を受けて前記開閉器の開閉制御をするよう前記送信手段から信号を送信する構成としたので、生体信号検出装置と電源を制御したい電気機器が離れた場所にあっても使い勝手のよい生体信号検出装置を提供することができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided pressure sensing means for detecting pressure fluctuations generated by a living body, transmission means for receiving information from the pressure sensing means in the previous period, transmitting information, receiving means for receiving a signal from the transmission means, and commercial power supply. A configuration having a socket and a switch, wherein the commercial power supply socket and the switch are installed in a receiving unit, and a signal is transmitted from the transmitting unit so as to control the switching of the switch in response to an output of a pressure-sensitive unit Therefore, it is possible to provide a biological signal detection device that is easy to use even if the biological signal detection device and the electrical device whose power source is desired to be controlled are located away from each other.

第３の発明は、特に第２の発明において、送信手段と受信手段は無線により信号を送受信する構成としたので、生体信号検出装置と電源を制御したい電気機器が離れた場所にあっても接続の手間や配線の引き回しなどが必要なく使い勝手のよい生体信号検出装置を提供することができる。   In the third aspect of the invention, particularly in the second aspect of the invention, the transmission means and the reception means are configured to transmit and receive signals wirelessly, so that the biological signal detection device and the electrical device whose power supply is to be controlled are connected even if they are separated from each other. Therefore, it is possible to provide an easy-to-use biological signal detection device that does not require any labor and wiring.

第４の発明は、特に第１または第２の発明において、シート状部材に感圧手段を配置したので、感圧手段とともに生体信号検出装置を丸めたり畳んだりしてコンパクトに収納できる生体信号検出装置を提供することができる。   In the fourth aspect of the invention, in particular, in the first or second aspect of the invention, since the pressure-sensitive means is arranged on the sheet-like member, the biological signal detection that can be stored compactly by rolling or folding the biological signal detection device together with the pressure-sensitive means. An apparatus can be provided.

第５の発明は、特に第１または第２の発明において、感圧手段として可撓制を持つケーブル状圧電センサを用いたので、検出した生体信号を伝達する中心電極に対し外部電極がシールドの役を果たし外来電磁波ノイズの影響を受けにくい物となる。よって、生体信号の収集や処理のために近くで電子機器を用いたり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしてもノイズが重畳することの少ない信頼性と精度の高い生体信号検出装置を提供することができる。   In the fifth aspect of the invention, in particular, in the first or second aspect of the invention, the cable-shaped piezoelectric sensor having flexibility is used as the pressure sensing means. It plays a role and is not easily affected by external electromagnetic noise. Therefore, even if electronic devices are used nearby for the collection and processing of biological signals, or communication devices such as mobile phones are used nearby, highly reliable and highly accurate biological signals with little noise superimposed A detection device can be provided.

第６の発明は、特に第１または第２の発明において、圧電センサを押圧部材で狭持する構成としたので、押圧部材の部分で感圧手段に大きな曲げ変形が加わるため、感圧手段からの大きな出力信号が得られるので、感度の高い生体信号検出装置を提供することができる。   In the sixth aspect of the invention, particularly in the first or second aspect, the piezoelectric sensor is sandwiched by the pressing member, so that a large bending deformation is applied to the pressure sensitive means at the portion of the pressing member. Therefore, a highly sensitive biological signal detection device can be provided.

第７の発明は、特に第６の発明において、押圧部材を複数の棒により構成し、前記押圧部材は互いに平行に配置し感圧手段と交差するよう構成したので、棒の部分で感圧手段に大きな曲げ変形が加わるため、より大きな出力信号が得られるので、感度の高い生体信号検出装置を提供することができる。   In the seventh invention, in particular, in the sixth invention, the pressing member is constituted by a plurality of bars, and the pressing members are arranged in parallel with each other so as to intersect the pressure-sensitive means. Since a large bending deformation is applied to the sensor, a larger output signal can be obtained. Therefore, a highly sensitive biological signal detection device can be provided.

第８の発明は、特に第６の発明において、感圧手段を重ねて配置し、単一もしくは複数の前記感圧手段同士を交差させるよう構成したので、感圧手段の特にその交点において、交差する感圧手段の断面形状に沿って曲げ作用が加わり大きな信号出力が発生するので、感度の高い生体信号検出装置を提供することができる。また、感圧手段は可撓制を持つためどの方向にも丸めたりたたんだりすることが可能となり、より利便性が向上する。   In the eighth aspect of the invention, in particular, in the sixth aspect of the invention, the pressure-sensitive means are arranged so as to overlap each other, and the single or plural pressure-sensitive means intersect each other. Since the bending action is added along the cross-sectional shape of the pressure sensing means to generate a large signal output, a highly sensitive biological signal detection device can be provided. Further, the pressure sensitive means it is possible to fold or rounded in any direction to have a flexible system, more convenience is improved.

第９の発明は、特に第６の発明において、感圧手段を、前記感圧手段と交差するよう配置された複数の凹凸を有する複数の板状部材で狭持する構成としたので、凹凸の断面形状に沿って感圧手段に大きな曲げ作用が加わり、また凹凸を有する板状部材そのものが撓み変形するため、より大きな変形を得ることが出来るのでより感度の高い生体信号検出装置を提供することができる。   In the ninth aspect of the invention, particularly in the sixth aspect of the invention, the pressure sensitive means is sandwiched by a plurality of plate-like members having a plurality of concave and convex portions arranged to intersect the pressure sensitive means. To provide a biological signal detection device with higher sensitivity because a large bending action is applied to the pressure-sensitive means along the cross-sectional shape, and the plate-like member itself having unevenness is bent and deformed, so that a larger deformation can be obtained. Can do.

第１０の発明は、第１から第９のいずれか１つの発明において、生体信号検出装置と、前記生体信号検出装置から送信される信号を受ける受信手段を有し、前記生体信号検出装置の信号受けて制御される電気機器としたので、人が逐一電気機器の電源を入り切りする必要のない利便性の高い電気機器となる。また人の居るときだけ通電するので省エネルギーを達成できる電気機器を提供することができる。   According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the biological signal detection device and reception means for receiving a signal transmitted from the biological signal detection device are provided. Since the electric device is received and controlled, it becomes a highly convenient electric device that does not require a person to turn on / off the electric device one by one. In addition, since electric power is supplied only when there is a person, an electric device that can achieve energy saving can be provided.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

（実施の形態１）
図１において、圧電センサなどからなる感圧手段１は、例えばカーペット２内部に蛇行配置されており、このカーペット２の生体信号検出装置としている。 (Embodiment 1)
In FIG. 1, pressure-sensitive means 1 composed of a piezoelectric sensor or the like is arranged in a meandering manner in a carpet 2, for example, and serves as a biological signal detection device for the carpet 2.

感圧手段１の出力は制御部３に入力処理される。制御部３は商用電源に接続するプラグ４と、このプラグ４から供給される商用電源を出力するソット５を備えており、そのソケット５には電気ヒータなどの電気機器６のプラグ７を接続している。   The output of the pressure sensing means 1 is input to the control unit 3. The control unit 3 includes a plug 4 connected to a commercial power source and a socket 5 that outputs the commercial power supplied from the plug 4, and a plug 7 of an electric device 6 such as an electric heater is connected to the socket 5. ing.

制御部３の中には開閉器を内蔵しており、感圧手段１の出力を受け、ソケット５に接続された電気機器６に供給する商用電源を開閉する。   The control unit 3 has a built-in switch, receives the output of the pressure sensing means 1, and opens and closes a commercial power supply supplied to the electrical device 6 connected to the socket 5.

図２（ａ）において、カーペット２は、内部に配置された感圧手段１と、この感圧手段１に交差するように複数配置された棒７と、シート状部材であるスポンジ８おとにより構成され、感圧手段１と７及びスポンジ８は防水性の袋状部材９の中に収容され、表面には織物製カバー１０が配されている。   In FIG. 2 (a), the carpet 2 is composed of pressure-sensitive means 1 arranged inside, a plurality of rods 7 arranged so as to cross the pressure-sensitive means 1, and a sponge 8 which is a sheet-like member. The pressure sensitive means 1 and 7 and the sponge 8 are accommodated in a waterproof bag-like member 9, and a fabric cover 10 is disposed on the surface.

そして、感圧手段１は棒７により押圧力を受ける構成としている。図２（ａ）ではカーペット２上に人１１が居ないため荷重かかかっておらず、感圧手段１は変形していない状態を示している。   The pressure sensing means 1 is configured to receive a pressing force by the rod 7. FIG. 2A shows a state in which no load is applied because there is no person 11 on the carpet 2 and the pressure-sensitive means 1 is not deformed.

以下にその動作作用を説明する。図１のように、感圧手段１を配置したカーペット２の上に生体である人１１が居る場合（人１１は立っていても座っていてもかまわない）、人１１からの心拍や呼吸などの生体信号に起因する振動、または重心動揺などの振動が感圧手段１に伝わる。   The operation and operation will be described below. As shown in FIG. 1, when there is a living person 11 on the carpet 2 on which the pressure-sensitive means 1 is arranged (the person 11 may be standing or sitting), the heartbeat or breathing from the person 11, etc. The vibration due to the biological signal or the vibration such as the sway of the center of gravity is transmitted to the pressure sensitive means 1.

そのとき、感圧手段１は棒７に沿って前記感圧手段１とともにスポンジ８を撓ませながら変形し、圧電効果により感圧手段１の変形の加速度に応じた信号が出力される。   At that time, the pressure sensing means 1 is deformed while bending the sponge 8 along with the pressure sensing means 1 along the rod 7, and a signal corresponding to the deformation acceleration of the pressure sensing means 1 is output by the piezoelectric effect.

そのため、変動の無い家具や荷物などの物体による圧力等は検出されず変動のある振動成分のみが検出され、動揺や心拍などの体の動きを検出する。   For this reason, pressure and the like due to objects such as furniture and luggage that do not change are not detected, and only vibration components that vary are detected, and body movements such as shaking and heartbeats are detected.

ここで、特に、棒７の部分で感圧手段１の大きな曲げ変形が加わるため、より大きな出力信号が得られる。   Here, in particular, since a large bending deformation of the pressure-sensitive means 1 is applied at the portion of the rod 7, a larger output signal can be obtained.

実験において、直径約２．５ｍｍの感圧手段１を用い、棒７としてアルミ製の直径６ｍｍの丸状のものを５０〜１００ｍｍ間隔で複数配置することで、良好な結果を得ることができた。   In the experiment, by using the pressure-sensitive means 1 having a diameter of about 2.5 mm and arranging a plurality of aluminum round rods having a diameter of 6 mm as the rods 7 at intervals of 50 to 100 mm, good results could be obtained. .

この場合、商用電源の信号が感圧手段１の出力に影響を与えてノイズとならないように適宜フィルタを設け、５０Ｈｚや６０Ｈｚの信号を抑制してもよい。例えば本実施の形態では３０Ｈｚ程度のローパスフィルタを用いている。   In this case, a filter may be provided as appropriate so that the signal of the commercial power supply does not affect the output of the pressure-sensitive means 1 and become noise, thereby suppressing the 50 Hz or 60 Hz signal. For example, in this embodiment, a low pass filter of about 30 Hz is used.

生体１１の信号、例えば心拍などは１Ｈｚ前後、呼吸などは０.１Ｈｚ前後、体動などは数Ｈｚの範囲なので、感圧手段１の信号に影響を与えずに検出することができる。   Since the signal of the living body 11, for example, heartbeat is in the range of about 1 Hz, breathing is in the range of about 0.1 Hz, and body movement is in the range of several Hz, it can be detected without affecting the signal of the pressure sensing means 1.

そして、人１１を検出すると制御部３に内蔵されている開閉器を制御し通電状態にする。そうすることでプラグ４から供給された商用電源がソケット５に供給されることになり、ソケット５に接続された電気機器６に通電される。   And if the person 11 is detected, the switch built in the control part 3 will be controlled, and it will be in an energized state. By doing so, the commercial power supplied from the plug 4 is supplied to the socket 5, and the electric device 6 connected to the socket 5 is energized.

逆に、感圧手段１が配置されているカーペット２の上から人１１が離れると感圧手段１は振動がなくなるので信号出力がなくなる。そして、制御部３は開閉器を制御し、非通電状態にする。そうすることで、ソケット５に接続されている電気機器６への通電が停止される。   Conversely, when the person 11 moves away from the carpet 2 on which the pressure-sensitive means 1 is disposed, the pressure-sensitive means 1 ceases to vibrate and therefore no signal is output. And the control part 3 controls a switch, and makes it a non-energized state. By doing so, the energization to the electric equipment 6 connected to the socket 5 is stopped.

従って、配置されたカーペット２上に人１１が居るときのみ電気機器６に電源を供給し、人１１が居ないときには自動的に電源が遮断され停止するので、人は逐一電気機器６の電源を入り切りする必要のない利便性の高いものとすることができる。   Therefore, power is supplied to the electric device 6 only when the person 11 is on the arranged carpet 2, and when the person 11 is not present, the power is automatically shut off and stopped. It can be highly convenient and does not need to be turned on and off.

また、人１１の居ないときに電気機器の電源が切れるため無駄な電力消費も抑制することができる。   Moreover, since the electric device is turned off when the person 11 is not present, wasteful power consumption can be suppressed.

感圧手段１は可撓制を持つため、棒７と直行する方向に丸めてコンパクトに収納することができる。   Since the pressure-sensitive means 1 has flexibility, it can be rolled up in a direction perpendicular to the rod 7 and stored compactly.

尚、生体信号検出装置の形態に関しては本実施の形態のようなカーペット２に限られることは無く、座布団や椅子座面または布団などでもかまわない。   In addition, regarding the form of a biological signal detection apparatus, it is not restricted to the carpet 2 like this Embodiment, A seat cushion, a chair seat surface, or a comforter may be used.

また、シート状の生体信号検出装置を座布団のしたいすの座面の上布団の下やベッドマットレスの下に設置しても同様の作用効果が期待できる。   Moreover, the same effect can be expected even if the sheet-like biological signal detection device is installed under the upper comforter or under the bed mattress of the seat surface of the seat cushion.

また、棒７の直径や配置間隔も限定されるものではない。   Further, the diameter and arrangement interval of the rods 7 are not limited.

また、感圧手段１をカーペット２や座布団などに内蔵せず、感圧手段１及び棒８をシート状部材に配置して、その上に適宜カーペットや布団を敷いて使用しても同様の作用効果が得られる。   Further, the pressure-sensitive means 1 is not built in the carpet 2 or the cushion, and the pressure-sensitive means 1 and the rod 8 are arranged on the sheet-like member, and the carpet or the futon is appropriately laid on the pressure-sensitive means 1 and the cushion. An effect is obtained.

次に、感圧手段１を圧電センサとした場合について説明する。   Next, a case where the pressure sensitive means 1 is a piezoelectric sensor will be described.

図４において、圧電センサの感圧手段１は、導体からなる内側電極１２、感圧部材である圧電体層１３、導体からなる外側電極１４、弾性体からなる被覆層１５を備えている。   In FIG. 4, the pressure-sensitive means 1 of the piezoelectric sensor includes an inner electrode 12 made of a conductor, a piezoelectric layer 13 that is a pressure-sensitive member, an outer electrode 14 made of a conductor, and a coating layer 15 made of an elastic body.

圧電体層１３はポリフッ化ビニリデン等の樹脂系の高分子圧電体や、特定の樹脂基材中に圧電セラミックスの粉体を混合した複合圧電体を用いることができる。外側電極１４は内側電極１２と圧電体層１３を囲うように配置されている。   The piezoelectric layer 13 may be a resin-based polymer piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride or a composite piezoelectric material in which a piezoelectric resin powder is mixed in a specific resin base material. The outer electrode 14 is disposed so as to surround the inner electrode 12 and the piezoelectric layer 13.

このように、感圧手段１は同軸ケーブル状となるため信号を伝達する内側電極１２に対し外部電極１４がシールドの役を果たし、外来電磁波ノイズの影響を受けにくいものとなっている。よって、生体信号の収集や処理するために電子機器を近くで使用したり、携帯電話などの通信機器等を近くで使用したりしても感圧手段１にノイズが重畳することの少ない信頼性の高い生体信号検出装置を提供することができる。   Thus, since the pressure-sensitive means 1 has a coaxial cable shape, the external electrode 14 serves as a shield with respect to the inner electrode 12 that transmits a signal, and is hardly affected by external electromagnetic noise. Therefore, even when an electronic device is used nearby to collect and process biological signals or a communication device such as a mobile phone is used nearby, the pressure-sensitive means 1 is less susceptible to noise being superimposed. It is possible to provide a biological signal detection device with high accuracy.

尚、同軸ケーブル状の感圧手段１を例として示したが、本発明はこれに限られることは無く、中心導体が複数あるケーブル、中心導体が外側電極の中心から偏心しているケーブル、断面形状が円形ではないケーブルなどを用いても同様の効果がある。   In addition, although the coaxial cable-shaped pressure sensing means 1 was shown as an example, the present invention is not limited to this, a cable having a plurality of center conductors, a cable in which the center conductor is eccentric from the center of the outer electrode, and a cross-sectional shape The same effect can be obtained by using a cable that is not circular.

尚、図５に示すように、カーペット２と制御部３は離れた箇所に設置し感圧手段１でそれらを接続してもかまわない。   In addition, as shown in FIG. 5, the carpet 2 and the control part 3 may be installed in the distant place, and they may be connected by the pressure-sensitive means 1. FIG.

また、接続する電気機器６は電気ヒータに限られず、アイロン、扇風機、テレビ、オー
ディオ、照明器具などでもよい。 Further, the electric device 6 to be connected is not limited to an electric heater, and may be an iron, a fan, a television, an audio, a lighting fixture, or the like.

また、電気機器としてＩＨクッキングヒータや電気コンロなどの電気調理器でもかまわない。その場合は、調理する人の敷物となるキッチンマットなに感圧手段１を配置するようにする。   Moreover, an electric cooker such as an IH cooking heater or an electric stove may be used as the electric device. In that case, the pressure-sensitive means 1 is arranged on a kitchen mat that serves as a rug for a cook.

（実施の形態２）
図６は感圧手段の配置を実施の形態２として示すもので、実施の形態１と同作用を行う構成については同一符号を付し、その具体的な説明は実施の形態１のものを援用する。 (Embodiment 2)
FIG. 6 shows the arrangement of the pressure-sensitive means as the second embodiment. The same reference numerals are given to the components that perform the same operations as those in the first embodiment, and the specific description is the same as in the first embodiment. To do.

本実施の形態において、感圧手段１は布１６に蛇行状に配設されている。さらに述べると、図６（ａ）のように、折り曲げ部Ｂ−Ｂ’を境に下半分は感圧手段１を横方向に蛇行させ、上半分は縦方向に蛇行させて配設している。このように配設することによりＢ−Ｂ’で折り曲げたときに図６（ｂ）のように感圧手段１は複数の点で交差する。   In the present embodiment, the pressure sensitive means 1 is arranged in a meandering manner on the cloth 16. More specifically, as shown in FIG. 6 (a), the lower half has the pressure-sensitive means 1 meandering in the horizontal direction and the upper half meandered in the vertical direction with the bent portion BB ′ as a boundary. . With this arrangement, the pressure-sensitive means 1 intersects at a plurality of points as shown in FIG. 6B when bent at B-B '.

このとき、感圧手段１には、特にその交点において、交差する感圧手段１の断面形状に沿って曲げ作用が加わり、大きな信号出力が発生する。その結果、全体で感度のよい生体信号の検出が可能となる。   At this time, a bending action is applied to the pressure-sensitive means 1 along the cross-sectional shape of the intersecting pressure-sensitive means 1, particularly at the intersection thereof, and a large signal output is generated. As a result, it is possible to detect a biological signal with high sensitivity as a whole.

また、感度向上のための硬質の棒がないため、どの方向にも丸めたりたたんだりすることが可能となり、より利便性が向上する。   Further, since there is no hard bar for improving the sensitivity, it is possible to roll or fold in any direction, and the convenience is further improved.

（実施の形態３）
図７は実施の形態３を示し、実施の形態１と同作用を行う構成については同一符号を付し、その具体的な説明は実施の形態１のものを援用する。 (Embodiment 3)
FIG. 7 shows the third embodiment, and the same reference numerals are given to the components that perform the same operations as those in the first embodiment, and the specific descriptions thereof are the same as those in the first embodiment.

実施の形態２，３との違いは、押圧部材として複数の凹凸１７を持つ同一形状の２枚の押圧板１８ａ、１８ｂにより感圧手段１を狭持した構成である。   The difference from the second and third embodiments is a configuration in which the pressure-sensitive means 1 is held between two pressing plates 18a and 18b having the same shape and having a plurality of projections and depressions 17 as pressing members.

前記凹凸１７は、例えばプレス加工などにより金属板を曲げることで形成されている。そのため、押圧板１８ａ、１８ｂの下面の凹凸１７は、上面から見ても凹凸１７を有することとなる。そして、押圧板１８ａ、１９８、の凹凸１７は感圧手段１をスポンジ８と共に狭持して重ねて設置したときに、同じ位置になるように配置されている。   The unevenness 17 is formed by bending a metal plate by, for example, pressing. Therefore, the unevenness 17 on the lower surface of the pressing plates 18a and 18b has the unevenness 17 when viewed from the upper surface. And the unevenness | corrugation 17 of the press plates 18a and 198 is arrange | positioned so that it may become the same position, when the pressure-sensitive means 1 is pinched | interposed with the sponge 8 and installed.

カーペット２の上に人１１が居るときに、スポンジ８とともにその下面に設置されている凹凸１７の窪みに入り込むことで感圧手段１に大きな曲げ作用が加わり、大きな信号出力が発生する。   When a person 11 is present on the carpet 2, the pressure sensing means 1 is subjected to a large bending action by entering into the depressions of the unevenness 17 installed on the lower surface thereof together with the sponge 8, and a large signal output is generated.

また、荷重や振動がない場合は、スポンジ８や押圧板１８ａ、１８ｂの弾性による復元力のため、感圧手段１とともに元の形状に復元する。また凹凸１７を有する押圧板１８ａ、１８ｂそのものが撓み変形するため、より大きな変形を得ることができる。   When there is no load or vibration, the original shape is restored together with the pressure sensitive means 1 due to the restoring force due to the elasticity of the sponge 8 and the pressing plates 18a and 18b. Further, since the pressing plates 18a and 18b having the irregularities 17 are bent and deformed, a larger deformation can be obtained.

実験において、直径約２．５ｍｍの感圧手段１を用い、押圧板１８ａ、１８ｂとして厚さ０．８ｍｍの金属板に高さ約１０ｍｍの凹凸１７を３０〜１００ｍｍ間隔で複数配置することで、良好な結果を得ることができた。   In the experiment, by using the pressure-sensitive means 1 having a diameter of about 2.5 mm and arranging a plurality of irregularities 17 having a height of about 10 mm on the metal plate having a thickness of 0.8 mm as the pressing plates 18 a and 18 b, at intervals of 30 to 100 mm, Good results could be obtained.

（実施の形態４）
８図は実施の形態４を示し、実施の形態１と同作用を行う構成については同一符号を付し、その具体的な説明は実施の形態１のものを援用する。 (Embodiment 4)
FIG. 8 shows the fourth embodiment, and the same reference numerals are given to the same functions as those in the first embodiment, and the specific description thereof is the same as that in the first embodiment.

第１、第２および第３の実施の形態との違いは、感圧手段１の出力信号を受けて制御される開閉器とソケット５が離れたところに設置され、無線通信により開閉制御される点である。   The difference from the first, second, and third embodiments is that the switch that is controlled by receiving the output signal of the pressure sensing means 1 and the socket 5 are installed at a distance from each other, and the switching is controlled by wireless communication. Is a point.

図８に示すように、感圧手段１の出力を受ける制御部３は送信アンテナ１９を有し、また、離れた所に設置された第２の制御部２０が設置され、受信アンテナ２１、商用電源に接続するプラグ２２、開閉器、プラグ２２から供給される商用電源を出力するソケット５を備えており、そのソケット５にはエアコンディショナなどの電気機器６のプラグ２３を接続している。   As shown in FIG. 8, the control unit 3 that receives the output of the pressure-sensitive means 1 has a transmission antenna 19, and a second control unit 20 that is installed at a remote location, a reception antenna 21, a commercial antenna A plug 22 connected to a power source, a switch, and a socket 5 for outputting commercial power supplied from the plug 22 are provided, and a plug 23 of an electrical device 6 such as an air conditioner is connected to the socket 5.

カーペット２上に人４が居るときに、制御部３は感圧手段１の信号を受けると送信アンテナ１９から信号を送信する。その信号を第２の制御部２０の受信アンテナ２２１が受けると、第２の制御部２０に内蔵された開閉器を制御し通電状態にする。そうすることでプラグ２２から供給された商用電源がソケット５に供給されることになり、このソケット５に接続されたエアコンディショナなどの電気器具６に通電され、電源スイッチを入れることが可能になる。   When the person 4 is present on the carpet 2, the control unit 3 transmits a signal from the transmission antenna 19 when receiving a signal from the pressure sensing means 1. When the reception antenna 221 of the second control unit 20 receives the signal, the switch built in the second control unit 20 is controlled to be energized. By doing so, the commercial power supplied from the plug 22 is supplied to the socket 5, and the electric appliance 6 such as an air conditioner connected to the socket 5 is energized and can be turned on. Become.

逆に、感圧手段１が配置されているカーペット２の上から人１１が離れると感圧手段１は振動がなくなるので信号出力がなくなる。そして、制御部３はその中の開閉器を制御し非通電状態にする。   Conversely, when the person 11 moves away from the carpet 2 on which the pressure-sensitive means 1 is disposed, the pressure-sensitive means 1 ceases to vibrate and therefore no signal is output. And the control part 3 controls the switch in it, and makes it a non-energized state.

こうすることによって、プラグ２２から供給されている商用電源からソケット５への供給が止まり、結果としてソケット５に接続されている電気器具６は停止する。   By doing so, supply from the commercial power source supplied from the plug 22 to the socket 5 is stopped, and as a result, the electric appliance 6 connected to the socket 5 is stopped.

従って、感圧手段１の配置されたカーペット２上に人１１が居るときのみ電気機器６に電源を供給し、人１１が居ないときには自動的に電源が遮断され停止するので、人は逐一電気機器の電源を入り切りする必要のない利便性の高いものとすることができる。また、人１１の居ないときに電気機器６の電源が切れるため無駄な電力消費も抑制し省エネルギーを達成することができる。   Accordingly, power is supplied to the electric device 6 only when the person 11 is on the carpet 2 on which the pressure-sensitive means 1 is arranged, and when the person 11 is not present, the power is automatically shut off and stopped. It is possible to provide a highly convenient device that does not need to be turned on and off. Moreover, since the electric device 6 is turned off when the person 11 is not present, wasteful power consumption can be suppressed and energy saving can be achieved.

また、無線で信号を送受信するため、カーペット２のような生体信号検出装置と電源を制御したい電気機器６が離れた場所にあっても接続の手間や配線の引き回しなどが必要なく使い勝手のよい生体信号検出装置とすることができる。   In addition, since signals are transmitted and received wirelessly, even when the biological signal detection device such as the carpet 2 and the electrical device 6 whose power is to be controlled are located away from each other, there is no need for connection or wiring, and the biological body is easy to use. It can be set as a signal detection apparatus.

尚、無線による通信手段としては、電波を用いても赤外線のような光を用いてもかまわない。   As a wireless communication means, radio waves or light such as infrared rays may be used.

（実施の形態５）
図９は実施の形態５を示し、実施の形態１と同作用を行う構成については同一符号を付し、その具体的な説明は実施の形態１のものを援用する。 (Embodiment 5)
FIG. 9 shows the fifth embodiment, and the same reference numerals are given to the components that perform the same operations as those in the first embodiment, and the specific description thereof is the same as that in the first embodiment.

これまでの実施の形態との違いは、感圧手段１の出力信号を受けて、離れたところに設置された電気機器を無線通信により直接制御する点である。   The difference from the previous embodiments is that an electric signal installed at a remote location is directly controlled by wireless communication in response to the output signal of the pressure sensitive means 1.

すなわち、感圧手段１の出力を受ける制御部３は、送信アンテナ１９を有する。また、離れた所に設置された扇風機のような電気機器６は、送信アンテナ１９からの信号を受信する受信アンテナ２１を有している。   That is, the control unit 3 that receives the output of the pressure-sensitive means 1 has a transmission antenna 19. The electric device 6 such as a fan installed at a remote location has a receiving antenna 21 that receives a signal from the transmitting antenna 19.

感圧手段１を配置したカーペット２上に人１１が居るときに、制御部３は感圧手段１の信号を受けると送信アンテナ１９から信号を送信する。その信号を電気機器６の受信アン
テナ２１が受けると、電気機器６自身が制御し通電状態にする、そうすることで電気機器６の電源スイッチを入れることが可能になる。逆に、感圧手段１が配置されているカーペット２の上から人１１が離れると感圧手段１は振動がなくなるので信号出力がなくなる。そして電気機器６は非通電状態に制御され扇風機２６は停止する。 When the person 11 is on the carpet 2 on which the pressure-sensitive means 1 is arranged, the control unit 3 transmits a signal from the transmission antenna 19 when receiving a signal from the pressure-sensitive means 1. When the reception antenna 21 of the electric device 6 receives the signal, the electric device 6 itself controls and puts it in an energized state, so that the power switch of the electric device 6 can be turned on. Conversely, when the person 11 moves away from the carpet 2 on which the pressure-sensitive means 1 is disposed, the pressure-sensitive means 1 ceases to vibrate and therefore no signal is output. And the electric equipment 6 is controlled to a non-energized state, and the electric fan 26 stops.

従って、感圧手段１の配置されたカーペット２上に人１１が居るときのみ電気機器６に電源を供給し、人１１が居ないときには自動的に電源が遮断され停止するので、人は逐一電気機器６の電源を入り切りする必要のない利便性の高いものとすることができる。また、人１１の居ないときに電気機器６の電源が切れるため無駄な電力消費も抑制することができる。   Accordingly, power is supplied to the electric device 6 only when the person 11 is on the carpet 2 on which the pressure-sensitive means 1 is arranged, and when the person 11 is not present, the power is automatically shut off and stopped. It is possible to make the apparatus 6 highly convenient without having to turn on and off the power of the apparatus 6. Moreover, since the electric device 6 is turned off when the person 11 is not present, wasteful power consumption can be suppressed.

そして、受信アンテナ２１を電気機器６に内蔵し直接電源を制御することで、特に実施の形態４のような、別の制御機器を取り付ける手間がなく利便性の高い電気機器とすることができる。   And by incorporating the receiving antenna 21 in the electric device 6 and directly controlling the power supply, it is possible to make a highly convenient electric device without the trouble of attaching another control device, particularly as in the fourth embodiment.

また、無線で信号を送受信するため、カーペット２のような生体信号検出装置と電源を制御したい電気機器６が離れた場所にあっても接続の手間や配線の引き回しなどが必要なく使い勝手のよい生体信号検出装置とすることができる。   In addition, since signals are transmitted and received wirelessly, even when the biological signal detection device such as the carpet 2 and the electrical device 6 whose power is to be controlled are located away from each other, there is no need for connection or wiring, and the biological body is easy to use. It can be set as a signal detection apparatus.

尚、電気機器６の制御方法としては、実施の形態に示した商用電源の入り切りのみではなく、出力の高低を制御してもかまわない。例えば、人１１がカーペット２上に居るときには高い出力つまり強風作動し、人１１が居ないときには低い出力つまり微風で作動するような制御としてもよい。   In addition, as a control method of the electric equipment 6, not only on / off of the commercial power source shown in the embodiment but also the output level may be controlled. For example, the control may be such that when the person 11 is on the carpet 2, it operates with a high output, that is, a strong wind, and when the person 11 is not, it operates with a low output, that is, with a slight wind.

また、電気機器６は扇風機に限られることはなく、電気ヒータ、アイロン、エアコンディショナ、テレビ、オーディオ、照明器具などでもよい。   Further, the electric device 6 is not limited to the electric fan, and may be an electric heater, an iron, an air conditioner, a television, an audio, a lighting fixture, or the like.

また、実施の形態１から５では感圧手段としてケーブル状の感圧手段１を用いたが、他の形態の感圧手段でもよく、例えばＰＶＤＦ薄膜の両面を電極で挟んだフィルム状またはリボン状のセンサを用いても同様の効果が得られる。   In the first to fifth embodiments, the cable-like pressure-sensitive means 1 is used as the pressure-sensitive means, but other forms of pressure-sensitive means may be used, for example, a film or ribbon having both sides of a PVDF thin film sandwiched between electrodes. The same effect can be obtained even if this sensor is used.

さらに、実施の形態１から５では感圧手段として圧電センサを用いた構成であったが、感圧手段に、押圧変形に感応して透過光が変調する特性を持つ光ファイバを用いても同様の効果がある。   Furthermore, in the first to fifth embodiments, the piezoelectric sensor is used as the pressure-sensitive means. However, the same applies even if an optical fiber having a characteristic that the transmitted light is modulated in response to the pressure deformation is used as the pressure-sensitive means. There is an effect.

以上のように、本発明にかかる生体信号検出装置は、感圧手段として圧電センサを用いることで、重心動揺、心拍、体動などのある生体と、質量はあるが荷重変動のない物とを見分けることができるため、暖房機などの発熱体と生体とを確実に判別することができるので、上記のようにカーペット状のものに設置して生体信号を取得し電気機器の制御に活用できるとともに、例えば、自動車用座席に設置して、人の居る所にだけエアコンディショナを送風するシステムシステムとしても適用できる。また、人体に限らず、ペット用マット等、動物の生体信号を検出してペット用の暖房機などの電気機器を制御する用途にも応用可能である。   As described above, the biological signal detection apparatus according to the present invention uses a piezoelectric sensor as a pressure-sensitive means, and thus, a living body having a center of gravity fluctuation, a heartbeat, a body movement, and the like, and an object having a mass but no load fluctuation. Because it can be distinguished, it is possible to reliably distinguish between a heating element such as a heater and a living body, so that it can be installed on a carpet-like object as described above to acquire a biological signal and use it to control electrical equipment For example, it can be applied to a system system that is installed in a car seat and blows an air conditioner only in a place where a person is present. Further, the present invention can be applied not only to the human body but also to an application for controlling an electrical device such as a pet heater by detecting a biological signal of an animal such as a pet mat.

本発明の実施の形態１における生体信号検出装置の構成図Configuration diagram of a biological signal detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における生体信号検出装置の要部平面断面図Cross-sectional plan view of main parts of the biological signal detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における生体信号検出装置の要部構成図Main part block diagram of biological signal detection apparatus in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態１における感圧手段の断面図Sectional drawing of the pressure-sensitive means in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１における別の形態の生体信号検出装置の構成図The block diagram of the biosignal detection apparatus of another form in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態２における生体信号検出装置の要部構成図Main part block diagram of biological signal detection apparatus in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態３における生体信号検出装置の断面図Sectional drawing of the biosignal detection apparatus in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４における生体信号検出装置の構成図Configuration diagram of biological signal detection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施の形態５における生体信号検出装置の構成図Configuration diagram of biological signal detection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention 従来の生体信号検出装置の構成図Configuration diagram of conventional biological signal detection device

符号の説明Explanation of symbols

１ 感圧手段
２ カーペット
５ ソケット（商用電源供給ソケット）
６ 電気機器
７ 棒（押圧部材）
８ スポンジ（シート状部材）
１７ 凹凸（押圧部材）
１８ａ、１８ｂ 押圧版（複数の凹凸を有する板状部材）
１９ 送信アンテナ（送信手段）
２１ 受信アンテナ（受信手段） 1 Pressure sensing means 2 Carpet 5 Socket (commercial power supply socket)
6 Electrical equipment 7 Bar (Pressing member)
8 Sponge (sheet-like member)
17 Concavity and convexity (pressing member)
18a, 18b Press plate (plate member having a plurality of irregularities)
19 Transmitting antenna (transmitting means)
21 Receiving antenna (receiving means)

Claims (10)

生体の発生した圧力変動を検知する感圧手段と、商用電源供給ソケットと開閉器を有し、前記感圧手段の出力を受けて前記開閉器の開閉制御を行うようにした生体信号検出装置。 A biological signal detection apparatus comprising pressure-sensitive means for detecting pressure fluctuations generated by a living body, a commercial power supply socket and a switch, and performing opening / closing control of the switch in response to an output of the pressure-sensitive means. 生体の発生した圧力変動を検知する感圧手段と、前記感圧手段の出力を受け情報を送信する送信手段と、前記送信手段からの信号を受ける受信手段と商用電源供給ソケットと開閉器を有し、前記商用電源供給ソケットと前記開閉器は受信手段に設置され、感圧手段の出力を受けて前記開閉器の開閉制御をするよう前記送信手段から信号を送信する構成とした生体信号検出装置。 A pressure sensing means for detecting pressure fluctuations generated by the living body; a transmission means for receiving the output of the pressure sensing means; transmitting information; a receiving means for receiving a signal from the transmission means; a commercial power supply socket; and a switch. The commercial power supply socket and the switch are installed in the receiving means, and the biological signal detecting device is configured to transmit a signal from the transmitting means so as to control the opening and closing of the switch in response to the output of the pressure sensing means. . 送信手段と受信手段は無線により信号を送受信する構成とした請求項２記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection apparatus according to claim 2, wherein the transmission unit and the reception unit transmit and receive signals wirelessly. シート状部材に感圧手段を配置した請求項１または２記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device according to claim 1 or 2, wherein pressure sensitive means is arranged on the sheet-like member. 感圧手段として可撓制を持つケーブル状圧電センサを用いた請求項１または２記載の生体信号検出装置。 3. The biological signal detection device according to claim 1, wherein a cable-like piezoelectric sensor having flexibility is used as the pressure sensitive means. 感圧手段を押圧部材で狭持する構成とした請求項１または２記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device according to claim 1, wherein the pressure-sensitive means is configured to be held between pressing members. 押圧部材を複数の棒により構成するとともに、互いに平行に配置して感圧手段と交差するよう構成した請求項６記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device according to claim 6, wherein the pressing member is constituted by a plurality of rods, and is arranged in parallel with each other so as to intersect with the pressure-sensitive means. 感圧手段を重ねて配置し、単一もしくは複数の前記感圧手段同士を交差させるよう構成した請求項６記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection apparatus according to claim 6, wherein pressure sensitive means are arranged in an overlapping manner so that one or a plurality of the pressure sensitive means intersect each other. 感圧手段と交差するよう配置された複数の凹凸を有する複数の板状部材で前記感圧手段を狭持する構成とした請求項６記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device according to claim 6, wherein the pressure-sensitive means is sandwiched by a plurality of plate-like members having a plurality of irregularities arranged so as to intersect with the pressure-sensitive means. 請求項１〜９いずれか１項記載の生体信号検出装置から送信される信号を受信手段を介して受け、その受信信号をもとに制御される電気機器。 An electrical device that receives a signal transmitted from the biological signal detection device according to any one of claims 1 to 9 via a receiving means and is controlled based on the received signal.

Images