JP3562024B2

JP3562024B2 - 生体信号検出装置

Info

Publication number: JP3562024B2
Application number: JP09554595A
Authority: JP
Inventors: 九州男岩永; 浩行井邊; 泉三原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JPH08584A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は生体の心拍や呼吸や体動等を非拘束で検出する生体信号検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の生体信号を検出するにあたり、生体にセンサー部を装着するタイプのものは、生体の動きを拘束する上に、この拘束が生体にストレスを与えてしまうためにリラックス状態での生体信号の検出が困難であり、特に電極を皮膚に貼り付けたりするものでは、皮膚が荒れたり炎症を起こしたりすることがあるために、非拘束タイプのものが望まれている。
【０００３】
そして、非拘束タイプとして、圧電素子や静電容量センサーを用いたものが提案されている。これらは生体を受けるベッドのような生体支持部に圧電素子や静電容量センサーを配置して、これらによって生体支持部にかかる生体荷重が生体の体動や呼吸に伴ってわずかに変化することを検知して生体信号を検出するものであるが、体動や呼吸について検出することができても、心拍まで検出することができるだけの感度を有していない。また、非拘束では生体支持部のどこに生体荷重がかかるかを特定できないために、圧電素子や静電容量センサーを生体支持部の広い部分にわたって配置しなくてはならないが、この点に対応することは感度のこともあって困難である上に、生体への刺激が無いように配置することも困難である。
【０００４】
ここにおいて、上記圧電素子や静電容量センサーに代えて、一端が発光部に、他端が受光部に接続された柔軟性を有する光ファイバーを用いて、生体を受ける生体支持部にその生体支持面に添って光ファイバーを配置したものが特開平６−３０９１４号公報に示されている。光ファイバーによって発光部から受光部へと導かれる光の量を、生体荷重の変動に伴う光ファイバーの撓みによって変化させることで、荷重変動を捕らえ、ここから生体信号を検出しようというものである。
【０００５】
この場合、配置面積を広くすることに困難がない上に、柔軟な光ファイバーを用いることで生体に刺激のないものとすることができ、更に電磁気的な影響を生体に与えてしまうこともないといった利点を有している。また、生体信号のうち、心拍も検出することができる感度を期待することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、心拍を捕らえる場合を考えると、十分なＳ／Ｎ比を確保することができるだけの感度を得られておらず、検出精度の点で不満があるのが実状であり、更に感度の高いものが求められている。
本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その目的とするところは非拘束ながらも体動や呼吸、心拍といった生体信号を感度よく検出することができる生体信号検出装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明に係る生体信号検出装置は、生体９を受ける生体支持部２に配設されるとともに発光部からの光を受光部へと導く光ファイバー１と、上記受光部出力から生体信号を検出する検出部３２とを備えている生体信号検出装置において、光ファイバー１は生体９の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つ状態で屈曲していることに主たる特徴を有している。
【０００８】
【作用】
本発明によれば、生体９の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つように光ファイバー１を屈曲させているために、光ファイバー１における屈曲部は、生体９から加わる荷重（圧力）の変動に伴って、受光部に到達する光量を大きく変化させることになる曲率域において曲率を変化させるものであり、従って心拍によるところのわずかな荷重変化も感度よく捕らえることができる。
【０００９】
すなわち、光ファイバー１は、コアとこのコアを囲むクラッドより構成され、発光部からの光はコアとクラッドとの境界面における全反射によって受光部へと導くものであり、光ファイバー１に撓みが生じた時、境界面ですべての光が全反射せずに一部の光がクラッドを透過してしまうのであるが、屈曲の曲率がわずかであるために殆どの光に対して全反射角を保つことができる曲率域においては、光ファイバー１が撓んでも受光部に到達する光の量の変化はわずかである。しかし、微小な撓みを起こしただけでも多くの光に対して全反射角を保つことができなくなるような曲率域においては、撓みに伴って受光部に到達する光の量が大きく変化するものであり、しかも光ファイバー１が生体９の荷重がかかる方向において上記曲率を持つ時、微小な荷重変動に対しても光ファイバー１の撓みが確実に生じるために、受光部に到達する光の量が確実に大きく変化することになり、このために高い感度を得ることができるものである。
【００１０】
従って、光ファイバー１の屈曲部の荷重がかかる方向における曲率は、その光ファイバー１におけるコアとクラッドの材質によって決定される全反射角との関係で、荷重変化に伴うわずかな曲率半径の変化によってコアから漏れる光量が大きく変化するように設定する。また光ファイバー１のコアとクラッドの材質や径は、荷重変動に伴う曲率変化が大きいばね性が発揮されるように設定することが好ましい。弾性を有する芯材５の周囲に光ファイバー１を巻き付ける場合のように、ばね性として他の部材の弾性も利用することができる場合には、この他の部材の弾性を考慮して光ファイバー１のばね性を設定する。また、屈曲させた部分をあまり多くとると、受光部に達する光量が少なくなり過ぎて、受光部における光量変化の検出が困難となることから、受光部の特性も含めたこの点も考慮して光ファイバー１の屈曲部を設定することが望ましい。
【００１２】
生体荷重が加わっていない時にはほぼ直線状を保ち、生体荷重がかかった時にのみ、屈曲して上記曲率を持つものとなるようにすることを妨げない。これは生体荷重によって光ファイバー１を屈曲させる凹凸面上もしくは凹凸面下に光ファイバー１を配置することによって実現することができ、この場合、凹凸面を光ファイバー１の長手方向において複数の凹凸部７０を有するものとすることで、必要とする屈曲部の数を確保することができる。
【００１３】
また、上記凹凸面に光ファイバー１を配置する際に、光ファイバー１が屈曲点からずれてしまい、十分な屈曲量が得られず、検出できない場合が考えられるため、凸部７０ａの先端側に光ファイバー１を固定するための溝１０を設けるのが好ましい。また、凸部７０ａの押圧力で光ファイバー１が損傷するのを防止するために、凸部７０ａの端部７０ｃを光ファイバー１の屈曲方向に沿って円弧状に曲成するのが好ましい。また、生体の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つ状態で屈曲する光ファイバー１が破壊するほど大きく撓まないようにするために、光ファイバー１が生体荷重によって光ファイバー１を屈曲させる凹凸部７０を有する部材７ａ，７ｂの間に配されると共に、光ファイバーの屈曲量を制限するストッパを上記凹凸部７０を有する部材７ａ，７ｂから突設させるのが好ましい。また、光ファイバー１を折り返して使用する場合、光ファイバー１の折り返し部１２の中を通過する光の量が損失しないようにするために、一本の光ファイバー１を凹凸面と平行な面上でループ状に複数回巻回し、各ループの折り返し部１２を凹凸面の外側に夫々配設し、各ループの中間部１３を同一の凹凸面上もしくは凹凸面下に並べて配設するのが好ましい。また、凹凸面の外側に配される光ファイバー１の折り返し部１２の屈曲による振動等を防止するために、光ファイバー１の折り返し部１２を曲率の大きい円弧状の保護チューブ１４で保持するのが好ましい。
【００１４】
更に、光ファイバー１は、生体支持部２における生体９の躯体部及び頭部を受ける部分に配することが、生体９の呼吸や心臓の動きの検出にとって好ましく、殊に生体９の脇下よりも頭部側を受ける部分に配した場合、呼吸による変動が少なくなるために、心拍を的確に検出することができるものとなる。枕に配設した時には、ベッドそのものに光ファイバー１を配設する場合よりも配設面積を小さくすることができる。
【００１５】
【実施例】
以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、本発明においては、一端に発光ダイオードのような発光素子３ａが、他端に受光素子３ｂが接続された光ファイバー１を生体９を受ける生体支持部２（図１に示す場合は椅子の背もたれ）に配置するにあたり、生体９の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つように光ファイバー１を屈曲させておく。受光素子３ｂにはその電流出力を電圧に変換する変換部３０と増幅部３１とを介して、ローパスフィルターやコンパレータ等からなる弁別部３３を有して体動や呼吸、あるいは心拍等の生体信号を検出する検出部３２を接続してある。
【００１６】
そして、光ファイバー１を上記方向に曲率を持つ屈曲状態とするにあたっては、図２に示すように光ファイバー１をコイル状に巻回したものを用いて、コイル軸の方向が生体支持部２における生体支持面と平行となるように生体支持部２に配設している。コイル状としているのは、光ファイバー１に所要の曲率を持たせておくことが容易となるためである。また、光ファイバー１がコイル状態を保つように、図２（ａ）では接着剤からなる保持材４でコイル部の一部同士を連結している。光ファイバー１にかかる荷重変動に伴う撓みを阻害しないのであれば、コイル部全体に対して保持材４を使用することで、過度の圧力に対する形状保持や折損防止を図ることができる。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、コイルの軸方向に添う細幅の帯板状のアクリル樹脂等からなる保持材４をコイル部に接着固定することで形状保持を図ってもよい。この場合、コイル部の一部にかかる荷重を、コイル軸方向に並ぶ他の部分にも保持材４で伝えることができるものとなるために、つまりコイル部全体に荷重変動が伝わるために、安定した生体信号の検出を行うことができるものとなる。このものにおいても、前述の理由で接着剤はコイル部全体に対して使用してもよい。
【００１８】
コイル形状の維持は、図３や図４に示すように、芯材５の周囲に光ファイバー１を巻き付けることで行ってもよい。芯材５が柔軟性を有しないものである場合には、芯材５の角を光ファイバー１に傷を付けない程度の面取りを施すだけとし、屈曲部での光ファイバー１の撓み変形を阻害しないように、芯材５が光ファイバー１の屈曲部の内側に当たらないようにしておく。芯材５が発泡ポリウレタンや発泡ポリエステル、エアーセル等の柔軟性を有するものからなる場合には、芯材５が光ファイバー１の屈曲部の内側に当たっていてもよく、また柔軟性を持つ芯材５は、生体９が感じる違和感を抑えることになる。いずれにしても、芯材５の周囲に光ファイバー１を巻回することで光ファイバー１をコイル状とする時には、光ファイバー１に所要の曲率を持たせることが更に容易となるとなる上に、過度の荷重が光ファイバー１に加わっても、芯材５の厚みが光ファイバー１の異常変形による破損を防止する。
【００１９】
芯材５の形状は、生体支持部２への配設位置等にもよるが、図３に示すような板状のものよりも、図４に示すような細い棒状のものの方が、荷重変動に対する光ファイバー１の屈強部の撓み部分が多くなるために、感度を高くすることができる。また、芯材５を図５に示すような形状に変形させることも可能となるために、生体支持部２への設置が容易となる。図６に示す例は、ゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等からなるチューブ状の芯材５を用い、この芯材５の外周に光ファイバー１を巻き付けてコイル状とした場合を示している。芯材５を断面円形の棒状やチューブ状とした場合、光ファイバー１を一定曲率で螺旋を描くものとすることができるために、生体支持部２に配設するにあたって方向性が問題となることがなくなるとともに、角がある場合のような生体９が感じる違和感を低減することができる。
【００２０】
なお、光ファイバー１をコイル状とするにあたっては、図６からも明らかなように、光ファイバー１の直径よりもコイルのピッチを大きくして、コイル部分において光ファイバー１同士が接触しない状態としておくことが望ましい。つまり、隣接する光ファイバー１同士が接触する状態では光ファイバー１の撓みが光ファイバー１自体の隣接部によって制限されてしまうが、このようなことが無くなり、感度を高く保つことができるからである。
【００２１】
光ファイバー１は、光ファイバー１を屈曲状態に保つ保持材（芯材５を含む）４の中に埋め込んでしまってもよい。図７は一体成形によってチューブ状の芯材５内に光ファイバー１を埋め込んだ場合を示している。このように光ファイバー１を埋め込めば、光ファイバー１の損傷をより確実に防ぐことができる。
光ファイバー１を波状に屈曲させる場合には、図８に示すような格子材６の格子間に光ファイバー１を上下に交互に通せばよい。これによって光ファイバー１を波状に屈曲した状態に保つことができる。この場合、格子材６の格子ピッチは、光ファイバー１の屈曲部に与えたい曲率に応じて設定しておく。格子材６が柔軟性を持つことを妨げないが、光ファイバー１を屈曲させておくことができないものであってはならない。
【００２２】
図９に示すものは、通常時は光ファイバー１が直線状を保つものの、荷重がかかった時に所要の曲率を持つようにしたもので、上面に凹凸部７０を備えた部材７ａと、下面が凹凸部７０を備えた部材７ｂとの間に光ファイバー１を通すとともに、部材７ｂを部材７ａから浮かしておき、生体９の荷重がかかって部材７ｂが下降した時、凹凸部７０，７０によって光ファイバー１が屈曲状態となるようにしている。この場合の光ファイバー１の屈曲部の数と曲率は、図１０に示すように、光ファイバー１の長手方向に複数の凹凸部７０を設けることと、凹凸部７０の間隔ｄや高さｈ等によって設定することができる。
【００２３】
ところで、上記凹凸部７０に光ファイバー１を配置する際に、光ファイバー１が屈曲点からずれてしまい、十分な屈曲量が得られず、検出できない場合も予想される。図１１及び図１２（ａ）に示すものは、各凸部７０ａの先端側に光ファイバー１を固定するための溝１０を夫々設けるようにしたもので、光ファイバー１の長手方向から見て部材７ａ側の各溝１０は逆Ｕ字状に形成され、部材７ｂ側の各溝１０はＵ字状に形成され、夫々の溝１０は光ファイバー１の外径よりもやや大きい巾と深さとを有している。このように、光ファイバー１を凹凸面に対して固定するためのガイドとなる溝１０を設けることによって、光ファイバー１が屈曲点からずれたり、十分な屈曲量が得られなかったりする現象を防ぐことができ、従って、体振動を確実に屈曲量の変動に変換することができ、検出の精度及び再現性を向上させることができるという利点がある。尚、上記溝１０はすべての凸部７０に夫々設けられてもよいが、一部の凸部７０のみに設けられてもよい。
【００２４】
また、上記ガイドとなる溝１０を形成する場合において、図１２（ａ）のように各凸部７０ａの端部が角を持つように加工すると、光ファイバー１に対してせん断力が生じ、光ファイバー１を損傷させてしまい、検出不良を起こす可能性が考えられる。図１２（ｂ）は、各凸部７０ａの端部７０ｃを光ファイバー１の屈曲方向に沿って円弧状となるように夫々加工するようにしたもので、光ファイバー１の屈曲時において、円弧状となった端部７０ｃに沿って光ファイバー１が屈曲できるので、光ファイバー１に対して上記せん断力が生じなくなり、光ファイバー１を保護して、実際の使用上でのセンサーとしての耐久性を向上させることができるものである。
【００２５】
図１３（ｂ）は、同（ａ）に示す凹凸部７０を有する部材７ａに、光ファイバー１の屈曲量を制限するためのストッパ１１を凹凸部７０とは別に設けたものを示している。このストッパ１１は光ファイバー１の撓み時に光ファイバー１が破壊してしまう撓み量以上撓まないようにするためのもので、光ファイバー１がある程度撓むことができる範囲内で凹凸部７０による押圧を制限できる高さで部材７ａ（部材７ｂであってもよい）の下面から突設している。このストッパ１１によって光ファイバー１を破壊から保護でき、信号検出を安定させることができるので、実際の使用上でのセンサーとしての耐久性の向上を図ることができる。
【００２６】
また図１３（ｃ）は、同（ｂ）に示すストッパ１１に代えて、ガイドとなる溝１０の深さを調整することで、溝１０にストッパとしての役割を持たせるようにしたものであり、光ファイバー１を固定するための溝１０を利用して光ファイバー１が破壊してしまう撓み量以上撓まないようにすることができ、光ファイバー１を破壊から保護して、信号検出を安定させることができるものである。
【００２７】
図１４（ａ）は同一の凹凸面に光ファイバー１を波形に折り返して設置する際の一般的な配置を示しており、また図１４（ｂ）は一本の光ファイバー１を凹凸面と平行な面上でループ状に複数回（本実施例では３回）巻回し、各ループの折り返し部１２を凹凸面の外側に夫々配設し、各ループの中間部１３を同一の凹凸面上もしくは凹凸面下に並べて配設した場合を示している。ここで、図１４（ａ）のように同一の凹凸面に対して一本の光ファイバー１を複数回設置する場合、光ファイバー１を波型に折り返すと、折り返し部１２の曲率が小さくなり、光ファイバー１内を通過する光を損失してしまうことがある。そこで、図１４（ｂ）のように、一本の光ファイバー１を図１４（ｂ）の実線矢印Ａで示す円弧状に折り返して１つ目のループを形成し、さらに破線矢印Ｂで示す円弧状に折り返して２つ目のループを形成し、さらに一点鎖線矢印Ｃで示す円弧状に折り返して３つ目のループ状を形成し、これらループが折り返し部１２のみで重なるように配置すると共に、各ループの中間部１３を凹凸面に間隔をあけて配置することにより、折り返し部１２の曲率ができる限り大きくなるように一本の光ファイバー１を設置できるようになり、図１４（ａ）の場合と比較して、各折り返し部１２の曲率が夫々大きくなって光の損失を最小に抑えることができるようになる。従って、光ファイバー１内を通過する光の量ができる限り多くなるように保たれるので、検出回路におけるＳ／Ｎ比を向上させることができ、信号検出能力を高めることが可能となる。
【００２８】
図１５は凹凸面の外側に光ファイバー１の折り返し部１２を配し、この折り返し部１２を曲率の大きい円弧状の保護チューブ１４で保持したものを示しており、保護チューブ１４は例えば樹脂から成り、折り返し部１２の曲率の固定や、雑音（雑振動）からの保護を可能とし、安定した検出を行う役割を果たすものであり、また保護チューブ１４を最大曲率の円弧状に形成することで、光ファイバー１の折り返し部１０もまた最大曲率で保持されるようになり、生体信号を含まない振動による屈曲を防ぐことができ、この結果、光ファイバー１内を通過する光の量ができる限り多くなるように保たれ、検出回路におけるＳ／Ｎ比を向上させることができ、信号検出能力を高めることができるものである。尚、図１５の実施例では一本の光ファイバー１を１回円弧状に折り返した場合を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば図１４（ｂ）のような複数の折り返し部１２をこの保護チューブ１４を用いて各々別々に保持することもできる。
【００２９】
さて、生体の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つ光ファイバー１からなるセンサー部Ｓは、図１では椅子の背もたれである生体支持部２に配したが、図１６に示すように、椅子の座面に配してもよい。また背もたれ内や座部内に配するほか、背もたれ面や座面に配するクッション内に配してもよい。生体支持部２が図１７に示すようにベッドであったり、図１８に示すように布団であったりしてもよい。これらの場合においても、生体９の微小な荷重変動を検出することができる位置であれば、その配置位置を問うものではない。図１９に示すように、生体支持部２が浴槽であってもよい。また、生体支持部２が浴槽である場合、浴槽自体が生体の振動をよく伝えることから、浴槽の外面にセンサー部Ｓを接触させて配置することも可能である。水回りにおいて、光センサー１であるセンサー部Ｓを用いることは、電気的安全性の確保が容易であるという利点もある。
【００３０】
センサー部Ｓによって生体９のどの部分の荷重変動を検出するかという点については、生体９の呼吸や心拍に伴う荷重変動の検出には、図２０に示すように、生体支持部２における生体９の躯体部及び頭部を受ける部分に配置することが好ましい。特に心拍の検出を主目的とする場合には、図２１に示すように、生体支持部２における生体９の脇下よりも頭部側を受ける部分、例えば枕にセンサー部Ｓを配置することが好ましい。
【００３１】
実験結果からわかったことであるが、この位置にセンサー部Ｓを配置すると、呼吸の影響を受けにくく、結果的に心拍波形を感度よく検出することができるものとなる。枕にセンサー部Ｓを配置することは、枕によって荷重変動が吸収されてしまって感度が落ちたりすることがないという点で利点を有するほかに、センサー部Ｓの配設範囲を限定して配設面積を小さくすることができるという利点がある。なお、枕にセンサー部Ｓを配置する場合は、枕が上下逆に使用されることもあるために、両面にセンサー部Ｓを設けることが好ましい。
【００３２】
参考までにセンサー部Ｓの配置位置によってセンサー部Ｓの（受光素子３ｂの）出力がどのように異なってくるかを図２２に示す。図２２（ａ）は生体９の頭部の荷重変動を検出した時、図２２（ｂ）は首から肩にかけての部分の荷重変動を検出した時、図２２（ｃ）は胸部の荷重変動を検出した時、図２２（ｄ）は腹部の荷重変動を検出した時である。頭部付近の荷重変動に心拍が明瞭に現れていることがわかる。
【００３３】
更に、図２３は、直径１８ｍｍのシリコンチューブである芯材に光ファイバー１を巻き付けたものを用いて検出した生体信号を示しており、図２４はシリコン製の角柱である芯材に光ファイバー１を巻き付けるとともに、アクリル樹脂製の保持材を光ファイバー１のコイル部の外面に貼り付けたものを用いて検出した生体信号を示している。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明では、生体の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つように光ファイバーを屈曲させているために、光ファイバーは心拍に伴うような微小な荷重変動に対してもその曲率を変化させることで受光部へと導く光の量を大きく変化させるものであり、このために心拍も高感度で捕らえることができて、良好な検出精度を得られるものである。
【００３７】
生体荷重がかかった時にのみ、屈曲して上記曲率を持つものとなるようにしても、所要の目的は達成することができる。
また、複数の凹凸部のうち、各凸部の先端側に光ファイバーを固定するための溝を設けた場合には、光ファイバーが屈曲点からずれたり、十分な屈曲量が得られなかったりする事態を防止でき、結果として、体振動を確実に屈曲量の変動に変換することができ、光ファイバーの検出の精度及び再現性を向上させることができる。
【００３８】
また、各凸部の端部を光ファイバーの屈曲方向に沿って円弧状に曲成した場合には、光ファイバーに対してせん断力が生じなくなり、各凸部の端部で光ファイバーが損傷するのを防止でき、検出不良を無くして実際の使用上でのセンサーとしての耐久性を向上させることができる。
また、生体の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つ状態で屈曲する光ファイバーが、生体荷重によって光ファイバーを屈曲させる凹凸部を有する部材の間に配されると共に、光ファイバーが破壊してしまう撓み量以上に撓まないように光ファイバーの屈曲量を制限するストッパを上記凹凸部を有する部材から突設させたので、光ファイバーが破壊してしまう撓み量以上撓まないように、光ファイバーを破壊から保護して、信号検出を安定させることができるので、実際の使用上でのセンサーとしての耐久性を向上させることができる。
【００３９】
一本の光ファイバーを凹凸面と平行な面上でループ状に複数回巻回し、各ループの折り返し部を凹凸面の外側に夫々配設し、各ループの中間部を同一の凹凸面上もしくは凹凸面下に並べて配設した場合には、折り返し部の曲率が大きくなって光の損失を最小に抑えることができ、光ファイバー内を通過する光の量ができる限り多くなるように保たれ、検出回路におけるＳ／Ｎ比を向上させて、信号検出能力を高めることが可能となる。
【００４０】
また、凹凸面の外側に光ファイバーの折り返し部を配し、この折り返し部を曲率の大きい円弧状の保護チューブで保持することにより、光ファイバーの折り返し部の曲率の固定や、雑音（雑振動）からの保護が可能となり、従って、光ファイバー内を通過する光の量ができる限り多くなるように保たれ、検出回路におけるＳ／Ｎ比を向上させて、信号検出能力を高めることが可能となる。
【００４１】
光ファイバーは、生体支持部における生体の躯体部及び頭部を受ける部分に配することが、生体の呼吸や心臓の動きの検出にとって好ましい。心拍の検出を主目的とする場合には、生体の脇下よりも頭部側を受ける部分に配すると、呼吸による変動が少なくなるために、心拍波形の検出感度の向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブロック回路図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は共に光ファイバーの形状の一例を示す正面図である。
【図３】芯材を用いた場合の一例を示す斜視図である。
【図４】芯材を用いた場合の他例を示す斜視図である。
【図５】芯材を用いた場合の更に他例を示す斜視図である。
【図６】芯材を用いた場合の別の例を示す斜視図である。
【図７】芯材を用いた場合の更に別の例を示す斜視図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は共に格子材を用いて光ファイバーを波状に屈曲させた場合の例を示す斜視図である。
【図９】凹凸面を有する部材を用いた場合を示しており、（ａ）は無負荷時の断面図、（ｂ）は荷重を加えた時の断面図である。
【図１０】凹凸面を有する部材を用いた場合の他例を示しており、（ａ）は無負荷時の断面図、（ｂ）は荷重を加えた時の断面図である。
【図１１】各凸部の先端に光ファイバーをガイドする溝を設けた場合を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）は各凸部の端部に角度を付けた場合を示す断面図、（ｂ）は各凸部の端部を円弧状に加工した場合を示す断面図である。
【図１３】凹凸面を有する部材を用いた場合の他例を示しており、（ａ）はストッパが設けられていない場合の側面図、（ｂ）はストッパが設けられている場合の側面図、（ｃ）は溝の深さを調整してストッパとして機能を持たせた場合の側面図である。
【図１４】一本の光ファイバーの配置例を示しており、（ａ）は光ファイバーを波形に折り返した場合の配置図、（ｂ）は光ファイバーをループ状に折り返した場合の配置図である。
【図１５】光ファイバーの折り返し部を保護チューブで保持した場合の平面図である。
【図１６】光ファイバーからなるセンサー部の配置例を示す説明図である。
【図１７】センサー部の他の配置例を示す説明図である。
【図１８】センサー部の更に他の配置例を示す説明図である。
【図１９】センサー部の別の配置例を示す説明図である。
【図２０】センサー部の配置位置の一例を示す平面図である。
【図２１】センサー部の配置位置の他例を示す平面図である。
【図２２】（ａ）〜（ｄ）は夫々頭部、首部、胸部、腹部での検出信号波形図である。
【図２３】他の検出信号波形図である。
【図２４】別の検出信号波形図である。
【符号の説明】
１光ファイバー
２生体支持部
３ａ発光素子
３ｂ受光素子
１０溝
１１ストッパ
１２折り返し部
１３中間部
１４保護チューブ
３２検出部

Claims

生体を受ける生体支持部に配設されるとともに発光部からの光を受光部へと導く光ファイバーと、上記受光部出力から生体信号を検出する検出部とを備えている生体信号検出装置において、生体の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つ状態で屈曲する光ファイバーが、生体荷重によって光ファイバーを屈曲させる凹凸面上もしくは凹凸面下に配され、凹凸面が光ファイバーの長手方向において複数の凹凸部を有していると共に、凸部の先端側に光ファイバーを固定するための溝が設けられていることを特徴とする生体信号検出装置。
生体を受ける生体支持部に配設されるとともに発光部からの光を受光部へと導く光ファイバーと、上記受光部出力から生体信号を検出する検出部とを備えている生体信号検出装置において、生体の荷重がかかる方向において所要の曲率を持つ状態で屈曲する光ファイバーが、生体荷重によって光ファイバーを屈曲させる凹凸部を有する部材の間に配されると共に、光ファイバーが破壊してしまう撓み量以上に撓まないように光ファイバーの屈曲量を制限するストッパを上記凹凸部を有する部材から突設させたことを特徴とする生体信号検出装置。
凸部の端部が光ファイバーの屈曲方向に沿って円弧状に曲成されていることを特徴とする請求項１記載の生体信号検出装置。
一本の光ファイバーを凹凸面と平行な面上でループ状に複数回巻回し、各ループの折り返し部を凹凸面の外側に夫々配設し、各ループの中間部を同一の凹凸面上もしくは凹凸面下に並べて配設したことを特徴とする請求項１記載の生体信号検出装置。
凹凸面の外側に光ファイバーの折り返し部を配し、この折り返し部を曲率の大きい円弧状の保護チューブで保持したことを特徴とする請求項１または４記載の生体信号検出装置。
光ファイバーは、生体支持部における生体の躯体部及び頭部を受ける部分に配されていることを特徴とする請求項１または２記載の生体信号検出装置。
光ファイバーは、生体支持部における生体の脇下よりも頭部側を受ける部分に配されていることを特徴とする請求項１または２記載の生体信号検出装置。
光ファイバーは、生体支持部である枕に配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の生体信号検出装置。