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JP2012019847A - Biological signal detecting device - Google Patents

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JP2012019847A
JP2012019847A JP2010158378A JP2010158378A JP2012019847A JP 2012019847 A JP2012019847 A JP 2012019847A JP 2010158378 A JP2010158378 A JP 2010158378A JP 2010158378 A JP2010158378 A JP 2010158378A JP 2012019847 A JP2012019847 A JP 2012019847A
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Japan
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piezoelectric
piezoelectric element
biological signal
piezoelectric body
signal detection
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JP2010158378A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Koga
政男 古閑
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CASCOM KK
Original Assignee
CASCOM KK
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Publication date
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological signal detecting device capable of accurately detecting biological signals of a user's heart beating, body motion, respiration, etc. with simple configuration.SOLUTION: A rod-like vibration transmission pin 19 is fitted to a metal sheet 11 in a state of projecting in the radial direction of a piezoelectric element 2. Vertical force applied to the vibration transmission pin 19 can be transmitted to a piezoelectric body 12 of the piezoelectric element 2 and amplified by the elastic force of the vibration transmission pin 19, and electric charge converted according to the force applied to the piezoelectric body 12 can be made larger. The voltage change generated between the metal sheet 11 and a metal film 13 of the piezoelectric element 2 can be made larger. By signal-processing this voltage change in a signal processing circuit 17, the detection of biological signals based on the voltage change can be made further accurate.

Description

本発明は、利用者の心拍、体動および呼吸の少なくともいずれかの生体信号を検出するための生体信号検出装置に関する。   The present invention relates to a biological signal detection apparatus for detecting a biological signal of at least one of a user's heartbeat, body movement, and respiration.

従来、この種の生体信号検出装置としては、例えば下記特許文献1に記載のように、利用者の生体活動により生じる体表面の音や圧変化を検出するセンサパッドを、生体を横切るように複数配置するとともに、これらセンサパッド内の空気圧の変化を感知するセンサを各々のセンサパッドに接続し、このセンサからの出力信号を複数のA/D変換回路でA/D変換し、このA/D変換結果を加算手段でリアルタイム加算し、この加算結果を用いて周期算出手段で周期を算出して、この算出周期をそのまま外部へとデータ出力し、単位時間当たりの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎに変換するものが知られている。   Conventionally, as this type of biological signal detection device, as described in Patent Document 1 below, for example, a plurality of sensor pads that detect sound and pressure changes on the body surface caused by a user's biological activity are crossed across the living body. These sensors are connected to each sensor pad, and an output signal from the sensor is A / D converted by a plurality of A / D conversion circuits. The conversion result is added in real time by the addition means, the period is calculated by the period calculation means using the addition result, and the calculation period is directly output to the outside as data, and the heart rate / respiration rate / body movement per unit time is output. What is converted to numbers and fluctuations is known.

また、この種の生体信号を抽出する方法としては、例えば下記特許文献2に記載のように、心拍呼吸生体信号などの時系列信号(アナログ信号)をA/D変換手段によりデジタル信号に変換し、信号レベル値が同一で変化傾向(上昇傾向または下降傾向)が同一であり、かつ、時間軸上で一番近い二つの点(同位相点)を同位相点検出手段で検出し、この二つの同位相点の距離(同位相点ランニング距離)を同位相点ランニング距離検出手段により検出した後、同位相点ランニング距離検出手段が検出した情報を統計処理手段により統計処理し、統計処理手段の情報を発生回数測定手段により解析し同一ランニング距離の発生回数を測定し、発生回数測定手段の測定結果を解析し発生回数の一番多いランニング距離を主要周期出力手段によって主要周期として出力することで、心拍や呼吸等の生体信号を検出するものが知られている。   As a method for extracting this type of biological signal, for example, as described in Patent Document 2 below, a time series signal (analog signal) such as a heartbeat respiratory biological signal is converted into a digital signal by an A / D conversion means. The two signal points having the same signal level value and the same change tendency (upward tendency or downward tendency) and the two closest points (in-phase point) on the time axis are detected by the in-phase point detection means. After detecting the distance of two in-phase points (in-phase point running distance) by the in-phase point running distance detecting means, the information detected by the in-phase point running distance detecting means is statistically processed by the statistical processing means, and the statistical processing means The information is analyzed by the occurrence count measurement means, the occurrence count of the same running distance is measured, the measurement result of the occurrence count measurement means is analyzed, and the running distance with the highest occurrence count is obtained by the main period output means. By outputting as the main cycle, it is known which detects a biological signal of the heart beat and respiration, and the like.

さらに、例えば下記特許文献3ないし5に記載のように、使用者の体表面から発生した振動加速度を検出する圧電センサとして、高分子圧電材料を薄膜状にし両側に電極を付着させたものを用い、体動に伴う振動成分だけを抽出し体動信号を時系列データとして出力したり、ベッドへの入床、離床、寝返りなどに伴う大きな体動があるか心拍や呼吸などに伴う微小震動があるのかを大別したり、着床した人の心臓の活動や呼吸活動により発生した寝具を伝搬する微小な振動を検出して人体の位置を特定したりするものが知られている。   Further, for example, as described in Patent Documents 3 to 5 below, as a piezoelectric sensor for detecting vibration acceleration generated from a user's body surface, a polymer piezoelectric material having a thin film shape and electrodes attached to both sides is used. Extracting only vibration components associated with body movements and outputting body movement signals as time-series data, large body movements associated with bed entry, getting out of bed, turning over, etc. It is known to classify whether there is a person or to determine the position of the human body by detecting minute vibrations propagating through the bedding generated by the activity of the person's heart or breathing.

特許第4423481号公報Japanese Patent No. 4234481 特許第4122003号公報Japanese Patent No. 412.2003 特開平8−080285号公報JP-A-8-080285 特開平7−204166号公報JP-A-7-204166 特開平6−165770号公報JP-A-6-165770

しかしながら、上記特許文献1にかかる従来技術によれば、利用者の生体活動により生じる体表面の音や圧変化を検知するセンサパッド内の空気圧の変化に基づいて、利用者の単位時間当たりの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎを検知するものであるため、これら心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎ等について正確に測定できるものの、これらセンサパッド内の空気圧の変化を正確に検出する必要があるため、これらセンサパッド内の空気圧の変化を感知するセンサの精度を高める必要があるとともに、これらセンサからの出力信号をA/D変換してリアルタイム加算し、この加算結果を用いて周期を算出し、この算出周期をそのまま外部へとデータ出力しなければならず、生体信号検出装置の構成が複雑であり、簡略化が容易ではない。   However, according to the prior art according to Patent Document 1, the heart rate per unit time of the user is based on the change in air pressure in the sensor pad that detects the change in the sound and pressure on the body surface caused by the user's life activity. It can detect the heart rate, respiratory rate, body motion, fluctuation, etc. accurately, but it can accurately detect changes in the air pressure in these sensor pads. Therefore, it is necessary to improve the accuracy of the sensors that detect changes in air pressure in the sensor pads, and the output signals from these sensors are A / D converted and added in real time. The period must be calculated, and the calculated period must be output to the outside as it is. The configuration of the biological signal detection apparatus is complicated, and simplification is not easy.

また、上記特許文献2にかかる従来技術においては、心拍呼吸生体信号などの時系列信号(アナログ信号)をデジタル信号に変換し、信号レベル値が同一で変化傾向が同一であり、かつ、時間軸上で一番近い二つの点(同位相点)を検出し、この二つの同位相点の距離(同位相点ランニング距離)を検出して統計処理して解析し、発生回数の一番多いランニング距離を主要周期として出力することによって、心拍や呼吸等の生体信号を検出するものであるから、これら心拍や呼吸等の生体信号を正確に検出することが可能であるものの、これら心拍や呼吸等の生体信号の検出をするための制御が容易でない。   In the prior art according to Patent Document 2, a time series signal (analog signal) such as a heartbeat respiratory biological signal is converted into a digital signal, the signal level value is the same, the change tendency is the same, and the time axis The two points closest to each other (in-phase point) are detected, and the distance between these two in-phase points (in-phase point running distance) is detected and analyzed with statistical processing. By outputting the distance as the main period, biological signals such as heartbeat and respiration can be detected, so it is possible to accurately detect biological signals such as heartbeat and respiration. It is not easy to control for detecting the biological signal.

さらに、上記特許文献3ないし5に係る従来技術によれば、高分子圧電材料を薄膜状にし両側に電極を付着させた圧電センサを用いて、体動に伴う振動成分だけを抽出し体動信号を時系列データとして出力したり、ベッドへの入床、離床、寝返りなどに伴う大きな体動があるか心拍や呼吸などに伴う微小震動があるのかを大別したり、着床した人の心臓の活動や呼吸活動により発生した寝具を伝搬する微小な振動を検出して人体の位置を特定したりしており、大型のものを用いなければ、圧電センサの感度を向上させることが容易でなく、生体信号を正確に検知することが容易ではない。   Further, according to the prior arts disclosed in Patent Documents 3 to 5, only a vibration component associated with body motion is extracted by using a piezoelectric sensor in which a polymer piezoelectric material is formed into a thin film and electrodes are attached to both sides. As time-series data, or whether there is a large body movement associated with entering the bed, getting out of bed, turning over, etc., or whether there is a minute vibration associated with heartbeat or breathing, or the heart of the person who has landed The position of the human body is identified by detecting minute vibrations propagating through the bedding generated by the activity and breathing activity, and it is not easy to improve the sensitivity of the piezoelectric sensor unless a large one is used It is not easy to accurately detect a biological signal.

そこで本発明は、従来技術における上記問題を解決し、簡単な構成で生体信号を正確に検出できる生体信号検出装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems in the prior art and provide a biological signal detection apparatus capable of accurately detecting a biological signal with a simple configuration.

この課題を解決するため、請求項1にかかる本発明は、利用者の心拍、体動および呼吸の少なくともいずれかの生体信号を検出するための生体信号検出装置であって、一対の電極、およびこれら一対の電極間に設けられた圧電体を有し、この圧電体に加わる力を電荷に変換して前記一対の電極に電圧変化を生じさせる板状の圧電素子と、この圧電素子の面方向に沿って突出して設けられ前記圧電体にて変換される電荷を増幅させる弾性を有する棒状の圧力伝達手段と、前記圧電素子の一対の電極間の電圧変化を検知し、この電圧変化に基づいて前記生体信号を検出する検出部と、を具備した、ことを特徴とした生体信号検出装置である。   In order to solve this problem, the present invention according to claim 1 is a biological signal detection device for detecting a biological signal of at least one of a user's heartbeat, body motion, and respiration, comprising a pair of electrodes, and A plate-like piezoelectric element having a piezoelectric body provided between the pair of electrodes, converting a force applied to the piezoelectric body into an electric charge to cause a voltage change in the pair of electrodes, and a surface direction of the piezoelectric element A voltage change between a pair of electrodes of the piezoelectric element and a rod-shaped pressure transmission means that protrudes along the line and has elasticity to amplify charges converted by the piezoelectric body, and based on this voltage change A biological signal detection apparatus comprising: a detection unit that detects the biological signal.

請求項2は、請求項1の生体信号検出装置において、圧電素子は、圧電体が厚さ方向に分極された円板状に形成され、この圧電体の両面に電極が設けられ、これら電極の周方向に離間されて複数の圧力伝達手段が取り付けられている、ことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the biological signal detection device according to the first aspect, the piezoelectric element is formed in a disk shape in which the piezoelectric body is polarized in the thickness direction, and electrodes are provided on both surfaces of the piezoelectric body. A plurality of pressure transmission means are attached so as to be spaced apart in the circumferential direction.

請求項3は、請求項2の生体信号検出装置において、圧力伝達手段は、圧電体の周方向に等間隔に離間された位置に、この圧電体の径方向に突出して取り付けられている、ことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the biological signal detection device according to the second aspect, the pressure transmitting means is attached to protrude in the radial direction of the piezoelectric body at positions spaced at equal intervals in the circumferential direction of the piezoelectric body. It is characterized by.

請求項4は、請求項1ないし3いずれかの生体信号検出装置において、複数の圧電素子を具備し、これら複数の圧電素子の一方の電極は、圧力伝達手段である線状の導電線にて電気的に直列接続されている、ことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the biological signal detection device according to any one of the first to third aspects, the piezoelectric device includes a plurality of piezoelectric elements, and one electrode of the plurality of piezoelectric elements is a linear conductive wire that is a pressure transmission means. It is electrically connected in series.

請求項5は、請求項1ないし4いずれかの生体信号検出装置において、圧電素子は、一方の電極が平板状に形成され、この一方の電極の両面に圧電体がそれぞれ設けられ、これら各圧電体の表面に他方の電極がそれぞれ設けられている、ことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the biological signal detection device according to any one of the first to fourth aspects, the piezoelectric element has one electrode formed in a flat plate shape, and a piezoelectric body is provided on both surfaces of the one electrode. The other electrode is provided on the surface of the body, respectively.

請求項6は、請求項1ないし4いずれかの生体信号検出装置において、一対の圧電素子を具備し、これら一対の圧電素子は、一方の電極が平板状に形成され、この電極の一面に圧電体が設けられ、この圧電体の表面に他方の電極が設けられ、これら一対の圧電素子の圧電体が設けられている側を相対させた状態で重ねられて設置されている、ことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the biological signal detection device according to any one of the first to fourth aspects, the pair of piezoelectric elements includes a pair of piezoelectric elements, and one electrode is formed in a flat plate shape. The other electrode is provided on the surface of the piezoelectric body, and the piezoelectric elements of the pair of piezoelectric elements are disposed so as to be opposed to each other. To do.

請求項7は、請求項1ないし6いずれかの生体信号検出装置において、圧力伝達手段の少なくとも先端部を外部に突出させた状態で、この圧力伝達手段を介して圧電体に加わる力が電荷に変換可能となるように圧電素子を覆って保護するカバー部材を具備した、ことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the biological signal detection device according to any one of the first to sixth aspects, a force applied to the piezoelectric body via the pressure transmission means is applied to the charge in a state where at least the tip of the pressure transmission means protrudes to the outside. A cover member for covering and protecting the piezoelectric element so as to be convertible is provided.

本発明によれば、圧電素子の面方向に沿って突出して設けられた棒状の圧力伝達手段によって、この圧力伝達手段に加わった力が圧電素子に伝達されるため、この圧電素子の圧電体に加わる力を増幅でき、この圧電体にて変換される電荷を大きくできるから、この圧電素子の一対の電極間の電圧変化を検出することによって、この電圧変化に基づく生体信号の検出をより正確にできる。特に、圧電素子に棒状の圧力伝達手段を取り付けた構成であるため、例えば空気圧の変化を感知して生体信号を検出する場合等に比べ、簡単な構成でより正確に生体信号を検出できる。   According to the present invention, the force applied to the pressure transmitting means is transmitted to the piezoelectric element by the rod-shaped pressure transmitting means provided so as to protrude along the surface direction of the piezoelectric element. The applied force can be amplified and the electric charge converted by this piezoelectric body can be increased. Therefore, by detecting the voltage change between the pair of electrodes of this piezoelectric element, the detection of the biological signal based on this voltage change can be performed more accurately. it can. In particular, since the rod-shaped pressure transmission means is attached to the piezoelectric element, the biological signal can be detected more accurately with a simple configuration than when, for example, a biological signal is detected by sensing a change in air pressure.

また、円板状の圧電体の周方向に離間されて複数の圧力伝達手段が取り付けられているため、これら複数の圧力伝達手段によって圧電素子による電圧変化をより効率良く確実に増幅でき、この圧電素子の一対の電極間の電圧変化に基づく利用者の生体信号の検出をより正確にできる。   In addition, since a plurality of pressure transmission means are attached to be separated from each other in the circumferential direction of the disk-shaped piezoelectric body, a voltage change due to the piezoelectric element can be amplified more efficiently and reliably by the plurality of pressure transmission means. It is possible to more accurately detect the user's biological signal based on the voltage change between the pair of electrodes of the element.

特に、これら複数の圧力伝達手段を、圧電体の周方向に等間隔に離間された位置に、この圧電体の径方向に向けて取り付けることにより、これら圧力伝達手段を介した圧電素子の一対の電極間の電圧変化を、圧電体の周方向に亘ってより均等に増幅できるから、この圧電素子の一対の電極間の電圧変化に基づく利用者の生体信号の検出を簡単な構成でより正確にできる。   In particular, by attaching the plurality of pressure transmission means at positions spaced apart at equal intervals in the circumferential direction of the piezoelectric body toward the radial direction of the piezoelectric body, a pair of piezoelectric elements via these pressure transmission means Since the voltage change between the electrodes can be amplified more evenly in the circumferential direction of the piezoelectric body, the detection of the user's biological signal based on the voltage change between the pair of electrodes of this piezoelectric element can be performed more accurately with a simple configuration. it can.

さらに、複数の圧電素子の一方の電極のそれぞれを、圧力伝達手段である直線状の導電線にて電気的に直列接続させることにより、この導電線にて各圧電素子の間隔を保持できるとともに、この導電線をグラウンド線として用いることができ、この導電線にて圧電体に加わる力を増幅できるから、簡単な構成で、圧電素子の一対の電極間の電圧変化に基づく利用者の生体信号の検出をより正確にできる。   Furthermore, by electrically connecting each of the electrodes of the plurality of piezoelectric elements in series with a linear conductive wire that is a pressure transmission means, the distance between the piezoelectric elements can be maintained with this conductive wire, Since this conductive line can be used as a ground line, and the force applied to the piezoelectric body by this conductive line can be amplified, the user's biological signal based on the voltage change between the pair of electrodes of the piezoelectric element can be amplified with a simple configuration. More accurate detection.

また、平板状の一方の電極の両面に圧電体がそれぞれ設けられ、これら各圧電体の表面に他方の電極がそれぞれ設けられた圧電素子とし、この圧電素子の一方の圧電体と他方の圧電体とを交流接続することにより、これら一方の圧電体にて生じる電圧変化と、他方の圧電体にて生じる電圧変化とが逆転して生じ、これら圧電体から生じるノイズを打ち消し合わせて小さくできるから、この圧電素子の電圧変化に基づく利用者の生体信号の検出をより正確にできる。   Also, a piezoelectric element is provided with a piezoelectric body provided on both surfaces of one flat electrode, and the other electrode is provided on the surface of each piezoelectric body. One piezoelectric body and the other piezoelectric body of this piezoelectric element. And the voltage change generated in one of the piezoelectric bodies and the voltage change generated in the other piezoelectric body are reversed, and noise generated from these piezoelectric bodies can be canceled and reduced. It is possible to more accurately detect the user's biological signal based on the voltage change of the piezoelectric element.

同様に、平板状の一方の電極の一面に圧電体が設けられ、この圧電体の表面に他方の電極が設けられた一対の圧電素子の圧電体が設けられている側を相対させた状態で重ねて設置し、これら一対の圧電素子それぞれの圧電体を交流接続することにより、これら一方の圧電素子の圧電体にて生じる電圧変化と、他方の圧電素子の圧電体にて生じる電圧変化とが逆転して生じ、これら圧電素子の各圧電体にて生じる電圧変化のノイズを打ち消し合わせて小さくできるため、これら圧電素子の電圧変化に基づく利用者の生体信号の検出をより正確にできる。   Similarly, a piezoelectric body is provided on one surface of a flat plate-like electrode, and the piezoelectric element side of a pair of piezoelectric elements in which the other electrode is provided on the surface of the piezoelectric body is opposed to each other. When the piezoelectric bodies of the pair of piezoelectric elements are AC connected, the voltage change generated in the piezoelectric body of one of the piezoelectric elements and the voltage change generated in the piezoelectric body of the other piezoelectric element are The noise of the voltage change that occurs in the reverse direction and that occurs in each piezoelectric body of these piezoelectric elements can be canceled and reduced, so that the detection of the user's biological signal based on the voltage change of these piezoelectric elements can be made more accurate.

さらに、圧電素子の圧力伝達手段の少なくとも先端部を外部に突出させた状態で、この圧力伝達手段を介して圧電体に加えられた力が電荷に変換可能となるようにカバー部材にて圧電素子を覆って保護することにより、これら圧力伝達手段を介した圧電体への力の伝達を抑制することなく圧電素子を保護できるため、この圧電素子による生体信号の検出精度を維持しつつ、この圧電素子の耐久性を向上できる。   Further, in a state where at least the tip of the pressure transmission means of the piezoelectric element protrudes to the outside, the piezoelectric element is formed by the cover member so that the force applied to the piezoelectric body through the pressure transmission means can be converted into electric charges. By covering and protecting the piezoelectric element, it is possible to protect the piezoelectric element without suppressing the transmission of force to the piezoelectric body via these pressure transmission means. The durability of the element can be improved.

本発明の第1の実施の形態による生体信号検出装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the biosignal detection apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 上記生体信号検出装置の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of said biological signal detection apparatus. 上記生体信号検出装置の圧電素子を示す底面図である。It is a bottom view which shows the piezoelectric element of the said biosignal detection apparatus. 上記生体信号検出装置の設置状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the installation state of the said biosignal detection apparatus. 本発明の第2の実施の形態による生体信号検出装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the biosignal detection apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態による生体信号検出装置の一部を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of biological signal detection apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施に形態による生体信号検出装置の一部を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of biological signal detection apparatus by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態による生体信号検出装置の圧電素子の概要を示す正面図である。It is a front view which shows the outline | summary of the piezoelectric element of the biosignal detection apparatus by the 5th Embodiment of this invention. 上記圧電素子の概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline | summary of the said piezoelectric element. 本発明の第6の実施の形態による生体信号検出装置の概略図であり、(a)は平面図で、(b)正面図である。It is the schematic of the biological signal detection apparatus by the 6th Embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) It is a front view.

本発明の第1の実施の形態による生体信号検出装置について図1ないし図4を参照して説明する。   A biological signal detection apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

この生体信号検出装置1は、例えば利用者(検体)の心拍、脈拍、呼吸、体動、ゆらぎ等の生体信号に加え、利用者の有無等を、利用者に非装着かつ非拘束な状態で検出するためのベッドセンサーである。具体的に、この生体信号検出装置1は、例えば、利用者のベッドaのベッドマットbとシーツcとの間に設置され、このベッドaを利用する利用者の生体信号を検出するものである。なお、この生体信号検出装置1としては、図4に示す一般的な成人用のベッドaの他、ベビーベッド、布団、毛布、マットレス、椅子、便座、カーペット、浴槽、自動車の座席等に取り付けて用いることもできる。   The biological signal detection apparatus 1 is configured so that, for example, the presence / absence of a user is not attached to the user and is not restrained in addition to biological signals such as heartbeat, pulse, respiration, body movement, and fluctuation of the user (specimen). It is a bed sensor for detection. Specifically, the biological signal detection apparatus 1 is installed between, for example, a bed mat b and a sheet c of a user's bed a, and detects a biological signal of the user who uses the bed a. . In addition to the general adult bed a shown in FIG. 4, the biological signal detection apparatus 1 is attached to a baby bed, a futon, a blanket, a mattress, a chair, a toilet seat, a carpet, a bathtub, an automobile seat, and the like. It can also be used.

そして、この生体信号検出装置1は、図1に示すように、複数、例えば3個の略円板状の可撓性を有する圧電素子(ピエゾ素子)2を備えている。これら圧電素子2は、振動にて変形して圧電効果によって電荷を生じ電極間に電圧変化を生じさせるものであり、電気的に直列接続された状態で、細長矩形平板状の弾性シート3上に設置されて保護されている。この弾性シート3は、図2に示すように、この弾性シート3が収容可能な平面視細長矩形状であるセンサ収容ケースとしての中空なスポンジ状マット4内に収容されており、例えば敷布団やベッドマット等の幅寸法より若干小さい程度の長さ寸法のセンサマット5として構成されている。   As shown in FIG. 1, the biological signal detection device 1 includes a plurality of, for example, three substantially disk-shaped flexible piezoelectric elements (piezo elements) 2. These piezoelectric elements 2 are deformed by vibration and generate electric charges due to the piezoelectric effect to cause a voltage change between the electrodes. The piezoelectric elements 2 are electrically connected in series on the elastic sheet 3 having an elongated rectangular flat plate shape. Installed and protected. As shown in FIG. 2, the elastic sheet 3 is accommodated in a hollow sponge-like mat 4 as a sensor accommodating case having a long and narrow rectangular shape in plan view that can accommodate the elastic sheet 3, for example, a mattress or a bed. The sensor mat 5 has a length that is slightly smaller than the width of the mat or the like.

具体的に、圧電素子2は、例えばユニモルフ(Unimorph)型のピエゾ電気を発生させるピエゾ電気素子としての圧電センサであって、導電性および可撓性を有する金属製の薄い円板状に形成された一方の電極としての弾性板である金属薄板11を備えている。この金属薄板11は、例えば3cm〜5cm程度の直径寸法を有しており、この金属薄板11の一面である表面には、厚さ方向に分極された円板状の圧電体12が同心状に設けられている。この圧電体12は、金属薄板11の径寸法より小さな、例えば2分の1程度の径寸法に形成されている。また、この圧電体12は、例えばポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride:PVDF)等の高分子電圧材料を薄膜化したものが用いられて形成されており、この圧電体12に少なくとも上下方向の成分を有する力が加わると、この圧電体22を構成する材料のひずみによってイオンの相対位置が変化することに基づいて、その力に比例した電荷が生じるように構成されている。さらに、この圧電体12の表面には、他方の電極となる導電性を有する金属薄膜13が積層されて設けられており、この圧電体12にて生じた電荷を金属薄板11と金属薄膜13との間に生じさせ電圧変化を生じさせる。ここで、この金属薄膜13としては、例えば銀ペースト等を圧電体12の表面に塗布等して形成されている。   Specifically, the piezoelectric element 2 is a piezoelectric sensor as a piezoelectric element that generates, for example, a unimorph type piezoelectric element, and is formed in a thin disk shape made of metal having conductivity and flexibility. Further, a thin metal plate 11 that is an elastic plate as one electrode is provided. The metal thin plate 11 has a diameter of, for example, about 3 cm to 5 cm, and a disk-shaped piezoelectric body 12 polarized in the thickness direction is concentrically formed on the surface which is one surface of the metal thin plate 11. Is provided. The piezoelectric body 12 is formed to have a diameter smaller than the diameter of the metal thin plate 11, for example, about one half. The piezoelectric body 12 is formed by using a thin film of a polymer voltage material such as polyvinylidene fluoride (PVDF), and the piezoelectric body 12 has at least a vertical component. When a force is applied, a charge proportional to the force is generated based on the fact that the relative position of ions changes due to the strain of the material constituting the piezoelectric body 22. Further, a conductive metal thin film 13 serving as the other electrode is laminated on the surface of the piezoelectric body 12, and electric charges generated in the piezoelectric body 12 are transferred to the metal thin plate 11, the metal thin film 13, and the like. To cause a voltage change. Here, the metal thin film 13 is formed by, for example, applying a silver paste or the like to the surface of the piezoelectric body 12.

そして、これら圧電素子2が設置されている弾性シート3は、例えば合成樹脂やゴム等の弾性を有する平面視細長矩形状のシート体にて形成されており、この弾性シート3の表面上に、例えば3つの圧電素子2a,2b,2cが直線状に並べられて設置されている。これら圧電素子2a,2b,2cは、図1に示すように、弾性シート3の長手方向に沿って並べられており、この弾性シート3の幅方向の中央に位置するように、これら各圧電素子2a,2b,2cの圧電体12が設けられている側を弾性シート3の表面側に向けた状態で設置されている。   And the elastic sheet 3 in which these piezoelectric elements 2 are installed is formed of a sheet body having an elongated rectangular shape in plan view having elasticity such as synthetic resin or rubber, and on the surface of the elastic sheet 3, For example, three piezoelectric elements 2a, 2b, 2c are arranged in a straight line. These piezoelectric elements 2a, 2b, 2c are arranged along the longitudinal direction of the elastic sheet 3, as shown in FIG. 1, and each of these piezoelectric elements is positioned at the center in the width direction of the elastic sheet 3. 2a, 2b, 2c are installed in a state where the side on which the piezoelectric body 12 is provided faces the surface side of the elastic sheet 3.

具体的に、弾性シート3の長手方向の一端寄りに位置する圧電素子2aは、この弾性シート3の長手方向の一端縁から所定距離ほど他端側に離間させた位置に設置されており、この圧電素子2aの金属薄板11には、この圧電素子2aの取り付け位置を保持するための保持手段としての位置決めフック14が取り付けられている。この位置決めフック14は、導電性を有する金属製の薄板にて形成され、圧電素子2aの金属薄板11の裏面の縁部に溶接等されて接続されており、先端側が凹弧状に湾曲されてフック部15が設けられている。そして、この位置決めフック14は、この位置決めフック14のフック部15を弾性シート3の長手方向の一端縁に引掛けて位置決めされた状態として取り付けられている。   Specifically, the piezoelectric element 2a located near one end in the longitudinal direction of the elastic sheet 3 is installed at a position separated from the one end edge in the longitudinal direction of the elastic sheet 3 to the other end side by a predetermined distance. A positioning hook 14 as a holding means for holding the mounting position of the piezoelectric element 2a is attached to the metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2a. The positioning hook 14 is formed of a conductive metal thin plate, and is connected to the edge of the back surface of the metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2a by welding or the like. A portion 15 is provided. The positioning hook 14 is attached in a state of being positioned by hooking the hook portion 15 of the positioning hook 14 to one end edge in the longitudinal direction of the elastic sheet 3.

さらに、各圧電素子2a,2b,2cのそれぞれは、弾性シート3の長手方向に沿って配線された導電性を有する導電線としてのグラウンド線16にて直列接続されている。このグラウンド線16は、各圧電素子2a,2b,2cの金属薄板11の裏面の中心位置を通過するように配線されており、圧電素子2aにおいては、この圧電素子2aの金属薄板11の裏面における位置決めフック14が取り付けられている位置とは反対側の縁部に、このグラウンド線16の先端部が半田付け等されて取り付けられて電気的に接続されている。また、この圧電素子2aを除く、弾性シート3の長手方向の略中間に位置する圧電素子2bおよび、弾性シート3の長手方向の他端寄りに位置する圧電素子2cのそれぞれは、これら圧電素子2b,2cの各金属薄板11の裏面の中央位置においてグラウンド線16が半田付け等されて取り付けられて電気的に接続されている。   Further, each of the piezoelectric elements 2 a, 2 b, 2 c is connected in series with a ground line 16 as a conductive line having conductivity wired along the longitudinal direction of the elastic sheet 3. The ground line 16 is wired so as to pass through the center position of the back surface of the thin metal plate 11 of each piezoelectric element 2a, 2b, 2c. In the piezoelectric element 2a, the back surface of the thin metal plate 11 of the piezoelectric element 2a is provided. The tip of the ground wire 16 is attached by soldering or the like to the edge opposite to the position where the positioning hook 14 is attached, and is electrically connected. Further, the piezoelectric element 2b positioned substantially in the middle of the elastic sheet 3 in the longitudinal direction and the piezoelectric element 2c positioned near the other end in the longitudinal direction of the elastic sheet 3 excluding the piezoelectric element 2a , 2c, the ground wire 16 is attached by soldering or the like at the center position of the back surface of each thin metal plate 11 and is electrically connected.

そして、このグラウンド線16の他端部には、検出部としての信号処理回路17に電気的に接続されている。この信号処理回路17は、アンプ(図示せず)が内蔵されており、各圧電素子2a,2b,2cの金属薄板11と金属薄膜13との間の電圧変化を検知し、この電圧変化に基づいて、利用者の心拍、脈拍、体動、呼吸、体動、ゆらぎ等の生体信号や、利用者の有無等を検出し、例えばこの信号処理回路17に接続された通報装置または安否確認通報装置等の緊急管理装置(図示せず)を介して、利用者の生体信号に関する情報や、例えば利用者の生体信号が所定時間、例えば30分間感知できない場合に発信される安否情報等の、安否に関する情報が電話や電子メール等の伝達手段を介して、予め登録した相手先に送信されるように構成されている。   The other end of the ground line 16 is electrically connected to a signal processing circuit 17 serving as a detection unit. The signal processing circuit 17 includes an amplifier (not shown), detects a voltage change between the metal thin plate 11 and the metal thin film 13 of each piezoelectric element 2a, 2b, 2c, and based on this voltage change. Thus, a biosignal such as a user's heartbeat, pulse, body motion, respiration, body motion, fluctuation, etc., the presence / absence of the user, etc. are detected, for example, a notification device or a safety confirmation notification device connected to this signal processing circuit 17 Information related to the user's biological signal, for example, safety information transmitted when the user's biological signal cannot be sensed for a predetermined time, for example, 30 minutes, via an emergency management device (not shown) such as The information is configured to be transmitted to a pre-registered partner via a communication means such as a telephone or electronic mail.

また、この信号処理回路17には、ACアダプタ(図示せず)が接続されており、このACアダプタを介して信号処理回路17へ電力が供給されるように構成されている。ここで、この信号処理装置17の内部に電池等を内蔵させて、ACアダプタを不要にすることもできる。また、この信号処理装置17をワイヤレスの構成とし、この信号処理装置17と緊急管理装置とをワイヤレス接続とすることもできる。   In addition, an AC adapter (not shown) is connected to the signal processing circuit 17, and power is supplied to the signal processing circuit 17 through the AC adapter. Here, a battery or the like can be built in the signal processing device 17 to eliminate the need for an AC adapter. In addition, the signal processing device 17 may be configured to be wireless, and the signal processing device 17 and the emergency management device may be wirelessly connected.

さらに、各圧電素子2a,2b,2cの金属薄板11には、図1および図3に示すように、別個の検出配線としてのリード線18の一端部が半田付け等されて取り付けられて電気的に接続されている。すなわち、これら圧電素子2a,2b,2cは、これら圧電素子2a,2b,2cそれぞれの金属薄板11の裏面の外周縁に、対応するリード線18a,18b,18cの一端部が接続されている。さらに、これら各リード線18a,18b,18cそれぞれの他端部は、信号処理回路17に電気的に接続されて取り付けられている。そして、この信号処理回路17は、弾性シート3の長手方向の他端部に設置されており、この弾性シート3および各圧電素子2a,2b,2cとともにスポンジ状マット4内に収容されて取り付けられている。   Furthermore, as shown in FIGS. 1 and 3, one end of a lead wire 18 as a separate detection wiring is attached to the metal thin plate 11 of each piezoelectric element 2a, 2b, 2c by soldering or the like. It is connected to the. That is, the piezoelectric elements 2a, 2b, and 2c are connected to one end portions of the corresponding lead wires 18a, 18b, and 18c on the outer peripheral edges of the back surfaces of the thin metal plates 11 of the piezoelectric elements 2a, 2b, and 2c, respectively. Further, the other end of each of the lead wires 18a, 18b, 18c is electrically connected to and attached to the signal processing circuit 17. The signal processing circuit 17 is installed at the other end in the longitudinal direction of the elastic sheet 3, and is housed and attached in the sponge mat 4 together with the elastic sheet 3 and the piezoelectric elements 2a, 2b, 2c. ing.

一方、これら各圧電素子2a,2b,2cの金属薄板11の裏面の縁部には、振動をピックアップして伝達するための圧力伝達手段としての細長棒状の可撓性を有する振動伝達ピン19がそれぞれ、複数、例えば2本ずつ取り付けられている。これら振動伝達ピン19は、例えばギター線やピアノ線等の柔軟性および復元力を有する素材にて形成されており、生体信号検出装置1上に載った利用者の人体の生体信号を増幅させて精度良く検出可能にするために取り付けられている。そして、これら振動伝達ピン19は、各圧電素子2a,2b,2cの金属薄板11の直径寸法に略等しい長さ寸法を有しており、これら各圧電素子2a,2b,2cの金属薄板11の中心を通過する径方向に沿って対向させて取り付けられている。すなわち、これら振動伝達ピン19は、グラウンド線16の長手方向に直交する径方向に向けて取り付けられており、各圧電素子2a,2b,2cの金属薄板11の面方向に沿って突出させて取り付けられている。言い換えると、これら振動伝達ピン19は、弾性シート3の幅方向に沿って突出しており、これら振動伝達ピン19の先端部が、弾性シート3の幅方向の両側縁近傍に位置する程度の長さ寸法に形成されている。さらに、これら振動伝達ピン19は、各圧電素子2a,2b,2cの周方向に等間隔に離間された位置に、これら圧電素子2a,2b,2cの径方向に向けて取り付けられている。   On the other hand, on the edge of the back surface of the thin metal plate 11 of each of the piezoelectric elements 2a, 2b, 2c, a vibration transmission pin 19 having a long and thin bar shape as a pressure transmission means for picking up and transmitting vibration is provided. Each is attached in plural, for example two. These vibration transmission pins 19 are formed of a material having flexibility and restoring force, such as a guitar wire or a piano wire, and amplifies a biological signal of the user's human body placed on the biological signal detection device 1. It is attached to enable detection with high accuracy. These vibration transmission pins 19 have a length dimension substantially equal to the diameter dimension of the thin metal plate 11 of each piezoelectric element 2a, 2b, 2c, and the thin metal plate 11 of each piezoelectric element 2a, 2b, 2c. It is attached to face along the radial direction passing through the center. That is, these vibration transmission pins 19 are attached in the radial direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground wire 16 and are attached by projecting along the surface direction of the metal thin plate 11 of each piezoelectric element 2a, 2b, 2c. It has been. In other words, the vibration transmission pins 19 protrude along the width direction of the elastic sheet 3, and the length of the vibration transmission pins 19 is such that the front ends of the vibration transmission pins 19 are located near both side edges in the width direction of the elastic sheet 3. Dimension is formed. Further, these vibration transmission pins 19 are attached at positions spaced at equal intervals in the circumferential direction of the piezoelectric elements 2a, 2b, 2c toward the radial direction of the piezoelectric elements 2a, 2b, 2c.

そして、これら各振動伝達ピン19は、これら振動伝達ピン19自体にて感知する振動を圧電素子2の金属薄板11に伝達するものである。具体的に、これら振動伝達ピン19は、これら振動伝達ピン19が設けられていることによって、これら振動伝達ピン19が設けられていない場合に比べ、これら振動伝達ピンに加わる力を金属薄板11に伝達して金属薄板11をより大きく振動させて変形させ、これら振動伝達ピン19が取り付けられた圧電素子の圧電体12により大きな力を加えさせ、この圧電体12にて変換される電荷をより大きくするものであり、例えば金属線材等の弾性を有する素材にて構成されている。ここで、各圧電素子2に接続されているグラウンド線16もまた、振動伝達ピン19と同様に圧力伝達手段として機能するように構成されている。すなわち、このグラウンド線16もまた、このグラウンド線16自体にて感知する振動を圧電素子2の金属薄板11に伝達し、このグラウンド線16が設けられていない場合に比べ、金属薄板11をより大きく変形させ、このグラウンド線16が接続された圧電素子2の圧電体12にて変換される電荷を大きくし、金属薄板11と金属薄膜13との間の電圧変化を増幅させる。   Each of these vibration transmission pins 19 transmits vibration sensed by the vibration transmission pins 19 themselves to the metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2. Specifically, these vibration transmission pins 19 are provided with the vibration transmission pins 19 so that the force applied to the vibration transmission pins is applied to the thin metal plate 11 as compared with the case where the vibration transmission pins 19 are not provided. The metal thin plate 11 is vibrated and deformed more greatly, and a large force is applied to the piezoelectric body 12 of the piezoelectric element to which the vibration transmitting pins 19 are attached, and the electric charge converted by the piezoelectric body 12 is increased. For example, it is made of an elastic material such as a metal wire. Here, the ground wire 16 connected to each piezoelectric element 2 is also configured to function as a pressure transmission means, similarly to the vibration transmission pin 19. That is, the ground wire 16 also transmits vibration sensed by the ground wire 16 itself to the metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2, and the metal thin plate 11 is made larger than when the ground wire 16 is not provided. The electric charge converted by the piezoelectric body 12 of the piezoelectric element 2 to which the ground line 16 is connected is increased and the voltage change between the metal thin plate 11 and the metal thin film 13 is amplified.

次に、上記生体信号検出装置1の作用について説明する。   Next, the operation of the biological signal detection device 1 will be described.

<設置>
例えば、利用者のベッドaの幅方向に、生体信号検出装置1のセンサマット5の長手方向を沿わせ、この状態で、利用者のベッドaのベッドマットbとシーツcとの間に生体信号処理装置1を設置してセットする。
<Installation>
For example, the longitudinal direction of the sensor mat 5 of the biological signal detection device 1 is aligned with the width direction of the user's bed a, and in this state, the biological signal is placed between the bed mat b and the sheet c of the user's bed a. The processing apparatus 1 is installed and set.

次いで、必要に応じ、この生体信号検出装置1の信号処理回路17に、緊急管理装置を接続し、この緊急管理装置を電話回線またはインターネット回線に接続するとともに、この緊急管理装置から発信される種々の情報や、電話番号または電子メールアドレス等の送信先等を適宜設定する。   Next, if necessary, an emergency management device is connected to the signal processing circuit 17 of the biological signal detection device 1, and the emergency management device is connected to a telephone line or an Internet line, and various kinds of information transmitted from the emergency management device are transmitted. Information, a destination such as a telephone number or an e-mail address, etc. are appropriately set.

さらに、この生体信号検出装置1の信号処理回路17にACアダプタを接続し、このACアダプタを介して信号処理回路17へ電力を供給する。   Further, an AC adapter is connected to the signal processing circuit 17 of the biological signal detection apparatus 1, and power is supplied to the signal processing circuit 17 through the AC adapter.

<動作>
この状態で、生体信号検出装置1が設置されたベッドaに利用者が載る等して、この生体信号検出装置1の少なくともいずれか一つの圧電素子2の金属薄板11、振動伝達ピン19またはグラウンド線16のいずれかに、少なくとも上下方向の力成分を有する圧力が加わると、これら金属薄板11、振動伝達ピン19またはグラウンド線16に加わった力が圧電素子2の圧電体12へ伝達し、この圧電体12に力が加わって変形する。
<Operation>
In this state, when the user is placed on the bed a where the biological signal detection device 1 is installed, the metal thin plate 11, the vibration transmission pin 19, or the ground of at least one piezoelectric element 2 of the biological signal detection device 1. When a pressure having a force component at least in the vertical direction is applied to any of the lines 16, the force applied to the metal thin plate 11, the vibration transmission pin 19, or the ground line 16 is transmitted to the piezoelectric body 12 of the piezoelectric element 2. A force is applied to the piezoelectric body 12 to deform it.

このとき、この圧電素子2の金属薄板11に直接力が加わった場合には、この金属薄板11の厚さ方向の変形によって、圧電体12が厚さ方向に変形する。また、この圧電素子2に取り付けられているいずれかの振動伝達ピン19に力が加わった場合には、この振動伝達ピン19が変形し、この振動伝達ピン19の変形が振動として金属薄板11へと伝わり、この金属薄板11を厚さ方向に変形させ、この金属薄板11を介して圧電体12を厚さ方向に変形させる。さらに、グラウンド線16に力が加わった場合には、このグラウンド線16が変形し、このグラウンド線16の変形が、このグラウンド線16に力が加わった位置に近接して位置する圧電素子2の金属薄板11へ振動として伝わり、この金属薄板11を厚さ方向に変形させ、この金属薄板11を介して圧電体12を厚さ方向に変形させる。   At this time, when a force is directly applied to the metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2, the piezoelectric body 12 is deformed in the thickness direction by deformation of the metal thin plate 11 in the thickness direction. Further, when a force is applied to any vibration transmission pin 19 attached to the piezoelectric element 2, the vibration transmission pin 19 is deformed, and the deformation of the vibration transmission pin 19 is vibrated to the thin metal plate 11. The thin metal plate 11 is deformed in the thickness direction, and the piezoelectric body 12 is deformed in the thickness direction via the thin metal plate 11. Further, when a force is applied to the ground line 16, the ground line 16 is deformed, and the deformation of the ground line 16 is caused by the deformation of the piezoelectric element 2 positioned close to the position where the force is applied to the ground line 16. The vibration is transmitted to the metal thin plate 11, the metal thin plate 11 is deformed in the thickness direction, and the piezoelectric body 12 is deformed in the thickness direction via the metal thin plate 11.

すなわち、これら振動伝達ピン19およびグラウンド線16が、圧電素子2の径方向に突出している構成としたことにより、これら振動伝達ピン19およびグラウンド線16の可撓性、すなわち弾性変形によって、圧電素子2自体に掛る力がある程度小さい場合であっても、これら振動伝達ピン19およびグラウンド線17に加わる力が振動として金属薄板11に伝達されて増幅され、これら振動伝達ピン19およびグラウンド線16が接続されている圧電素子2の金属薄板11を大きく弾性変形させ、この金属薄板11の弾性変形を介して圧電体12に大きな力が加わって変形させる。そして、この圧電体22を構成する材料のひずみによってイオンの相対位置が変化し、その力に比例した電荷が生じて、この圧電体12を挟んで位置する金属薄板11と金属薄膜13との間に比較的大きな電圧変化が生じる。   That is, since the vibration transmission pin 19 and the ground wire 16 protrude in the radial direction of the piezoelectric element 2, the piezoelectric element is caused by the flexibility of the vibration transmission pin 19 and the ground wire 16, that is, elastic deformation. Even if the force applied to 2 itself is small to some extent, the force applied to the vibration transmission pin 19 and the ground wire 17 is transmitted to the metal thin plate 11 as vibration and amplified, and the vibration transmission pin 19 and the ground wire 16 are connected. The thin metal plate 11 of the piezoelectric element 2 is greatly elastically deformed, and a large force is applied to the piezoelectric body 12 via the elastic deformation of the thin metal plate 11 to deform it. Then, the relative position of the ions changes due to the strain of the material constituting the piezoelectric body 22, and an electric charge proportional to the force is generated, and between the metal thin plate 11 and the metal thin film 13 positioned with the piezoelectric body 12 interposed therebetween. A relatively large voltage change occurs.

そして、これら金属薄板11と金属薄膜13との間の電圧変化が、リード線18を介して信号処理回路17へ伝達され、生体信号処理装置1上に載った利用者の心拍、脈拍、呼吸、体動、ゆらぎ等の生体信号や、利用者の有無等が信号処理回路17での信号処理によって検出される。   Then, the voltage change between the metal thin plate 11 and the metal thin film 13 is transmitted to the signal processing circuit 17 through the lead wire 18, and the heartbeat, pulse, respiration, A biological signal such as body movement and fluctuation, the presence or absence of a user, and the like are detected by signal processing in the signal processing circuit 17.

さらに、必要に応じ、この信号処理回路17に接続された緊急管理装置を介して、利用者の生体信号に関する情報や、例えば利用者の生体信号が所定時間、例えば30分間感知できない場合に発信される安否情報等の安否に関する情報が、電話または電子メール等によって電話回線またはインターネット回線を介して、予め登録した電話番号または電子メールアドレス等に送信される。   Further, if necessary, it is transmitted via the emergency management device connected to the signal processing circuit 17 when information on the user's biological signal, for example, the user's biological signal cannot be sensed for a predetermined time, for example, 30 minutes. Safety information such as safety information is transmitted to a telephone number or an e-mail address registered in advance via a telephone line or an Internet line by telephone or e-mail.

前述のように、生体信号検出装置1上に利用者が載る等して、この生体信号検出装置1のいずれかの圧電素子2の面方向に沿って突出して設けられた棒状の振動伝達ピン19に、少なくとも上下方向の成分を含む力が加わると、この振動伝達ピン19の変形が振動として金属薄板11へ伝達され、この振動が金属薄板11から圧電体12へ伝達される。   As described above, the rod-shaped vibration transmission pin 19 provided so as to protrude along the surface direction of one of the piezoelectric elements 2 of the biological signal detection device 1 when the user is placed on the biological signal detection device 1 or the like. In addition, when a force including at least a component in the vertical direction is applied, the deformation of the vibration transmission pin 19 is transmitted as vibration to the metal thin plate 11, and this vibration is transmitted from the metal thin plate 11 to the piezoelectric body 12.

したがって、この振動伝達ピン19が圧電素子2の径方向に突出して設けられているため、これら振動伝達ピン19が設けられていない場合に比べ、この圧電素子2の圧電体12に加わる力をより大きく増幅でき、この圧電体12に加わった力に応じて変換される電荷をより大きくできる。よって、これら電圧素子2の金属薄板11と金属薄膜13との間に生じる電圧変化を大きくでき、この電圧変化を信号処理回路17にて信号処理することによって、この電圧変化に基づく生体信号の検出をより正確にできる。   Therefore, since the vibration transmission pin 19 is provided so as to protrude in the radial direction of the piezoelectric element 2, more force is applied to the piezoelectric body 12 of the piezoelectric element 2 than when the vibration transmission pin 19 is not provided. The electric charge that can be greatly amplified and converted according to the force applied to the piezoelectric body 12 can be increased. Therefore, the voltage change generated between the metal thin plate 11 and the metal thin film 13 of these voltage elements 2 can be increased, and this voltage change is signal-processed by the signal processing circuit 17 to detect a biological signal based on this voltage change. Can be more accurate.

このため、生体信号検出装置1をベッドマットbとシーツcとの間に介在させて設置して利用者の検知信号が小さくなり、浮遊雑音が大きくなり誤作動を起こす可能性がある場合であっても、この生体信号検出装置1の圧電素子2にて利用者の生体信号を増幅させて検出できるため、利用者の生体信号の検出を正確にできる。   For this reason, the biological signal detection device 1 is installed between the bed mat b and the sheet c, and the detection signal of the user is reduced, stray noise is increased, and malfunction may occur. However, since the user's biological signal can be amplified and detected by the piezoelectric element 2 of the biological signal detection device 1, the user's biological signal can be detected accurately.

すなわち、比較的安価な径寸法の小さい小型の圧電素子2を用いた場合であっても、この小型の圧電素子2の金属薄板11に振動伝達ピン19を取り付けることによって、この小型の圧電素子2の振動伝達ピン19を含んだ見掛け上の径方向の大きさを大きくでき、これら振動伝達ピン19に掛った力を金属薄板11に伝達して増幅できるため、結果として、この圧電素子2の感度を向上できる。したがって、これら振動伝達ピン19を圧電素子2に取り付けるという簡単な構成で、この圧電素子2の感度を向上できるため、感度の良い生体信号検出装置1を安価に製造可能となり、生産性を向上できる。   That is, even when the small piezoelectric element 2 having a relatively small diameter is used, the small piezoelectric element 2 can be obtained by attaching the vibration transmission pin 19 to the metal thin plate 11 of the small piezoelectric element 2. The apparent radial size including the vibration transmission pin 19 can be increased, and the force applied to the vibration transmission pin 19 can be transmitted to the metal thin plate 11 to be amplified. As a result, the sensitivity of the piezoelectric element 2 can be increased. Can be improved. Therefore, since the sensitivity of the piezoelectric element 2 can be improved with a simple configuration in which these vibration transmission pins 19 are attached to the piezoelectric element 2, the sensitive biological signal detection device 1 can be manufactured at low cost, and productivity can be improved. .

特に、各圧電素子2の金属薄板11に棒状の振動伝達ピン19を取り付けた構成としたため、例えば空気圧の変化を感知して生体信号を検出する場合等に比べ、簡単な構成でより正確に利用者の生体信号を検出できるとともに、呼吸と脈拍との相関関係から得られる様々な症状を予見することが可能となる。すなわち、無呼吸症候群や熟睡状態の把握、認知症発症等の予見が可能になる。   In particular, since the rod-shaped vibration transmission pin 19 is attached to the thin metal plate 11 of each piezoelectric element 2, it can be used more accurately with a simple configuration than when, for example, detecting a change in air pressure to detect a biological signal. A person's biological signal can be detected, and various symptoms obtained from the correlation between respiration and pulse can be predicted. That is, it becomes possible to predict apnea syndrome and deep sleep, and predict the onset of dementia.

また、圧電素子2の円板状の金属薄板11の周方向に離間させて、互いに相対する方向に複数の振動伝達ピン19を突出させて取り付けたことにより、これら複数の振動伝達ピン19の少なくともいずれか1つに力が加わるだけで、この振動伝達ピン19に加わった力を金属薄板11に伝達して増幅でき、この増幅させた力を金属薄板11から圧電体12に伝達できる。したがって、この圧電体12にて生じる電荷を効率良く確実に増幅できるため、各圧電素子2の金属薄板11と金属薄膜13との間の電圧変化に基づいた信号処理回路17による、利用者の生体信号の検出をより正確にできる。   In addition, the plurality of vibration transmission pins 19 are attached at a distance from each other in the circumferential direction of the disk-shaped thin metal plate 11 of the piezoelectric element 2 so as to protrude in opposite directions. By simply applying a force to any one of them, the force applied to the vibration transmission pin 19 can be transmitted and amplified to the thin metal plate 11, and the amplified force can be transmitted from the thin metal plate 11 to the piezoelectric body 12. Therefore, since the electric charges generated in the piezoelectric body 12 can be amplified efficiently and reliably, the living body of the user by the signal processing circuit 17 based on the voltage change between the metal thin plate 11 and the metal thin film 13 of each piezoelectric element 2 is obtained. The signal can be detected more accurately.

特に、これら振動伝達ピン19を圧電素子2の金属薄板11の周方向に等間隔に180°離間させた位置に、この金属薄板21の径方向に向けて突出させて取り付け、さらに、これら振動伝達ピン19を弾性シート3の幅方向に沿わせた状態で、これら圧電素子2のそれぞれを弾性シード3上に設置した構成としたことにより、これら圧電素子2の振動伝達ピン19によって、弾性シート3の両側域に加わる力も検知でき、かつ、これら振動伝達ピン19を介した圧電素子2の圧電体12への力の伝達、及び金属薄板11と金属薄膜13との間の電圧変化を、この圧電素子2の周方向に亘ってより均等に増幅できるから、この圧電素子2の金属薄板11と金属薄膜13との間の電圧変化に基づく利用者の生体信号の検出を簡単な構成でより正確かつ確実にできる。   In particular, these vibration transmission pins 19 are attached by projecting in the radial direction of the thin metal plate 21 at positions spaced apart by 180 ° in the circumferential direction of the thin metal plate 11 of the piezoelectric element 2. By arranging the piezoelectric elements 2 on the elastic seed 3 in a state where the pins 19 are along the width direction of the elastic sheet 3, the elastic sheet 3 is provided by the vibration transmission pins 19 of the piezoelectric elements 2. The force applied to both sides of the piezoelectric element 2 can be detected, and the transmission of the force to the piezoelectric body 12 of the piezoelectric element 2 via these vibration transmission pins 19 and the voltage change between the thin metal plate 11 and the thin metal film 13 are detected by this piezoelectric element. Since the amplification can be performed more evenly in the circumferential direction of the element 2, the detection of the user's biological signal based on the voltage change between the metal thin plate 11 and the metal thin film 13 of the piezoelectric element 2 can be more accurately performed with a simple configuration. And it can be securely.

さらに、複数の圧電素子2a,2b,2cそれぞれの金属薄膜11を、振動伝達ピン19と同様の振動伝達機能を有するグラウンド線16にて直線状に電気的に直列接続させたため、これら各圧電素子2a,2b,2cの間隔がグラウンド線16によって確実に保持され、これら各圧電素子2a,2b,2cのずれを確実に防止できると同時に、このグラウンド線16にて各圧電素子2a,2b,2cのそれぞれをグラウンドしてノイズを少なくできるとともに、振動伝達ピン19と同様に、このグラウンド線19に加わる力を振動として金属薄板11へ伝達して増幅できるため、簡単な構成で、圧電素子2の圧電体12を挟んで位置する金属薄板11と金属薄膜13との間の電圧変化に基づく利用者の生体信号の検出をより正確かつ確実にできる。   Further, since the metal thin film 11 of each of the plurality of piezoelectric elements 2a, 2b, and 2c is electrically connected in series linearly with a ground line 16 having a vibration transmission function similar to that of the vibration transmission pin 19, each of these piezoelectric elements The distance between 2a, 2b, and 2c is reliably held by the ground line 16, and the displacement of each of the piezoelectric elements 2a, 2b, and 2c can be surely prevented. Since the force applied to the ground wire 19 can be transmitted to the metal thin plate 11 as a vibration and amplified similarly to the vibration transmission pin 19, the piezoelectric element 2 can be grounded with a simple configuration. More accurately and reliably detecting a user's biological signal based on a voltage change between the thin metal plate 11 and the thin metal film 13 positioned with the piezoelectric body 12 interposed therebetween. Kill.

以上のように、ベッドaに寝転んだ利用者の生体信号を正確かつ確実に検出できるため、独居老人や自宅非介護者等の睡眠状態をチェックしてベッドaへの着床および離床を正確に把握することが可能となる。このため、生体信号検出装置1をアパートやマンションの各部屋に設置して一元管理等することによって、独居老人や非介護者の入居が促進できるとともに、孤独死や無縁死などを防止できる。また、生体信号検出装置1の信号処理回路17を、医療機関や介護ステーション等に接続して遠隔モニタしたり、社会福祉ネットワークへ接続したりできる可能性があるため、社会福祉に特に有効である。   As described above, since the biological signal of the user who lies on the bed a can be accurately and reliably detected, the sleeping state of an elderly person living alone or a non-caregiver at home, etc., can be checked to accurately land and leave the bed a. It becomes possible to grasp. For this reason, by installing the biological signal detection device 1 in each room of an apartment or a condominium and managing it centrally, etc., it is possible to promote the residence of elderly people who are living alone or non-caregivers, and it is possible to prevent lonely death and unrelated death. In addition, since the signal processing circuit 17 of the biological signal detection apparatus 1 may be connected to a medical institution or a care station for remote monitoring or connected to a social welfare network, it is particularly effective for social welfare. .

なお、上記第1の実施の形態では、図1に示すように、各圧電素子2の振動伝達ピン19を、弾性シート3の幅方向に沿った、相対する方向に突出させた構成としたが、図5に示す本発明の第2の実施の形態のように、各圧電素子2の金属薄板11に、例えば4本の振動伝達ピン19を取り付け、これら4本の振動伝達ピン19を金属薄板11の表面に周方向に向けて90°間隔の等間隔で取り付けた構成とすることもできる。   In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the vibration transmission pin 19 of each piezoelectric element 2 is configured to protrude in the opposite direction along the width direction of the elastic sheet 3. 5, for example, four vibration transmission pins 19 are attached to the thin metal plate 11 of each piezoelectric element 2, and these four vibration transmission pins 19 are attached to the thin metal plate, as in the second embodiment of the present invention shown in FIG. It can also be set as the structure attached to the surface of 11 at equal intervals of 90 degrees toward the circumferential direction.

具体的に、これら各圧電素子2は、弾性シート3の長手方向に沿って計4個の圧電素子2a,2b,2c,2dが等間隔に並べられて設置されており、これら圧電素子2a,2b,2c,2dの金属薄板11のそれぞれがグラウンド線16に電気的に接続されて直列接続されている。さらに、これら圧電素子2a,2b,2c,2dの金属薄膜11には、それぞれリード線18a,18b,18c,18dが接続されており、これらリード線18a,18b,18c,18dのそれぞれは、信号処理回路17に電気的に接続されている。   Specifically, each of these piezoelectric elements 2 is arranged with a total of four piezoelectric elements 2a, 2b, 2c, 2d arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the elastic sheet 3, and these piezoelectric elements 2a, Each of the thin metal plates 11 of 2b, 2c, and 2d is electrically connected to the ground line 16 and connected in series. Furthermore, lead wires 18a, 18b, 18c, and 18d are connected to the metal thin films 11 of the piezoelectric elements 2a, 2b, 2c, and 2d, and each of the lead wires 18a, 18b, 18c, and 18d is a signal. It is electrically connected to the processing circuit 17.

そして、これら各圧電素子2a,2b,2c,2dの振動伝達ピン19は、弾性シートの3長手方向に対してそれぞれ45°の角度をなして設置されており、これら各圧電素子2a,2b,2c,2dの金属薄板11の裏面の中心上を通過するようにグラウンド線16が配線され、これら各圧電素子2a,2b,2c,2dの金属薄板11の裏面の中心位置とグラウンド線16とが半田付け等されて電気的に接続されて直列接続されている。   The vibration transmission pins 19 of the piezoelectric elements 2a, 2b, 2c, and 2d are installed at an angle of 45 ° with respect to the three longitudinal directions of the elastic sheet, and the piezoelectric elements 2a, 2b, A ground line 16 is wired so as to pass over the center of the back surface of the thin metal plate 11 of 2c, 2d, and the center position of the back surface of the thin metal plate 11 of each of the piezoelectric elements 2a, 2b, 2c, 2d and the ground line 16 are arranged. They are connected by soldering or the like and electrically connected in series.

したがって、前述のように、各圧電素子2に取り付ける振動伝達ピン19の数を2本から4本に増やし、これら4本の振動伝達ピン19を金属薄板11の周方向に向けてバランスよく等間隔に設置することにより、これら4本の振動伝達ピン19のいずれか1つに加わる力であっても、このいずれか1つの振動伝達ピン19から圧電素子2の金属薄板11へ振動を伝達して増幅させて、圧電体12を変形でき、この圧電体12を挟んで位置する金属薄板11と金属薄膜13との間に確実に電圧変化を生じさせることができる。すなわち、センサマット5上のより広範囲に亘る力を振動伝達ピン19を介して圧電素子2にて感知できるようになるため、これら圧電素子2による利用者の生体信号の検出を簡単な構成でより感度良く正確にできる。   Therefore, as described above, the number of vibration transmission pins 19 attached to each piezoelectric element 2 is increased from two to four, and these four vibration transmission pins 19 are equally spaced with a good balance toward the circumferential direction of the thin metal plate 11. Even if the force is applied to any one of these four vibration transmission pins 19, the vibration is transmitted from any one of these vibration transmission pins 19 to the metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2. By amplifying, the piezoelectric body 12 can be deformed, and a voltage change can be surely generated between the metal thin plate 11 and the metal thin film 13 positioned with the piezoelectric body 12 interposed therebetween. That is, since a force over a wider range on the sensor mat 5 can be sensed by the piezoelectric element 2 via the vibration transmission pin 19, detection of a user's biological signal by the piezoelectric element 2 can be performed with a simple configuration. Sensitive and accurate.

さらに、図6に示す本発明の第3の実施の形態のように、金属薄板11の両面に圧電体12a,12bをそれぞれ設け、これら圧電体12a,12bそれぞれの表面に金属薄膜13a,13bを積層させたバイモルフ(Bimorph)型の圧電素子2Aを用いることもできる。この圧電素子2Aは、耐ノイズ性に優れた平衡(バランス)型のピアゾ電気素子であって、圧電体12a,12bのそれぞれは、同一材料および同一材質にて形成され、同一の特性を有するように構成されている。すなわち、この圧電素子2Aは、金属薄板11の両面に設けられている圧電体12a,12bにて生じる電荷の変位が対称的になるように構成されている。   Further, as in the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the piezoelectric members 12a and 12b are provided on both surfaces of the thin metal plate 11, respectively, and the metal thin films 13a and 13b are provided on the surfaces of the piezoelectric members 12a and 12b, respectively. A laminated bimorph type piezoelectric element 2A can also be used. The piezoelectric element 2A is a balanced piazzo electric element having excellent noise resistance, and the piezoelectric bodies 12a and 12b are made of the same material and the same material and have the same characteristics. It is configured. That is, the piezoelectric element 2A is configured such that the displacement of charges generated in the piezoelectric bodies 12a and 12b provided on both surfaces of the thin metal plate 11 is symmetric.

そして、この圧電素子2Aは、金属薄膜13a,13bのそれぞれに、リード線18d,18eの一端部が半田付け等されて電気的に接続されており、この圧電素子2Aの金属薄板11にグラウンド線16の一端部が半田付け等されて電気的に接続されている。そして、これらリード線18d,18eおよびグラウンド線16の他端部が信号処理回路17に電気的に接続されており、これらリード線18dおよびグラウンド線16の間の電圧変化と、リード線18eおよびグラウンド線16の間の電圧変化とのそれぞれが、信号処理回路17にてそれぞれ信号処理され、利用者の生体信号が検出される。このとき、これらリード線18d,18eおよびグラウンド線16としては、三芯シールド線等を用いることができる。   In the piezoelectric element 2A, one end portions of lead wires 18d and 18e are electrically connected to the metal thin films 13a and 13b by soldering or the like. The ground wire is connected to the metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2A. One end of 16 is electrically connected by soldering or the like. The other ends of the lead wires 18d and 18e and the ground wire 16 are electrically connected to the signal processing circuit 17, and the voltage change between the lead wire 18d and the ground wire 16, the lead wire 18e and the ground wire 16 are grounded. Each of the voltage changes between the lines 16 is signal-processed by the signal processing circuit 17, and a biological signal of the user is detected. At this time, as the lead wires 18d and 18e and the ground wire 16, a three-core shielded wire or the like can be used.

このとき、この圧電素子2Aは、例えば金属薄板11が、図6に示す凹弧状に湾曲した状態Aにおいては、この圧電素子2Aの圧電体12a側の金属薄膜13aがプラス(+)に帯電し、金属薄板11がマイナス(−)に帯電すると同時に、この圧電素子2Aの圧電体12b側の金属薄膜13bがマイナス(−)に帯電し、金属薄板11がプラス(+)に帯電して、これら金属薄膜13a,13bと金属薄板11との間に逆転した電界、すなわち電圧変化を生じさせる。この逆に、例えば金属薄板11が、図6に示す凸弧状に湾曲した状態Bにおいては、この圧電素子2Aの圧電体12a側の金属薄膜がマイナス(−)に帯電し、金属薄板11がプラス(+)に帯電すると同時に、この圧電素子2Aの圧電体12b側の金属薄膜13bがプラス(+)に帯電し、金属薄板11がマイナス(−)に帯電して、これら金属薄膜13a,13bと金属薄板11との間に逆転した電界、すなわち電圧変化を生じさせる。   At this time, in the piezoelectric element 2A, for example, in the state A in which the metal thin plate 11 is curved in a concave arc shape shown in FIG. 6, the metal thin film 13a on the piezoelectric body 12a side of the piezoelectric element 2A is charged positively (+). At the same time as the metal thin plate 11 is negatively charged (−), the metal thin film 13b on the piezoelectric body 12b side of the piezoelectric element 2A is negatively charged (−), and the metal thin plate 11 is charged positively (+). An inverted electric field, that is, a voltage change is generated between the metal thin films 13a and 13b and the metal thin plate 11. On the contrary, for example, in the state B in which the metal thin plate 11 is curved in a convex arc shape shown in FIG. 6, the metal thin film on the piezoelectric body 12a side of the piezoelectric element 2A is negatively charged (−), and the metal thin plate 11 is positive. At the same time as charging to (+), the metal thin film 13b on the piezoelectric body 12b side of the piezoelectric element 2A is charged to plus (+), the metal thin plate 11 is charged to minus (-), and these metal thin films 13a and 13b An inverted electric field, that is, a voltage change is generated between the thin metal plate 11.

したがって、この圧電素子2Aの一方の圧電体12aを挟んで位置する金属薄膜13aおよび金属薄板11の間の電圧変化と、この圧電素子2の他方の圧電体12bを挟んで位置する金属薄膜13bおよび金属薄板11の間の電圧変化とが、逆転した平衡な状態で生じる。よって、この圧電素子2Aの一方の圧電体12aと他方の圧電体12bとを交流接続することにより、これら一方の圧電体12aにて生じる電圧変化と、他方の圧電体12bにて生じる電圧変化とが逆転して逆相として現れ、これら各圧電体12a,12bに電荷が生成される際に生じるノイズ(浮遊雑音)が同相として現れて打ち消し合ってキャンセルされて小さくでき、雑音を低減できる。このため、圧電素子2AのSN比を大きくでき、この圧電素子2Aの雑音特性を向上できるから、この圧電素子2Aの電圧変化に基づく利用者の生体信号の検出をより精度良く正確にできる。   Therefore, the voltage change between the metal thin film 13a and the metal thin plate 11 located between the one piezoelectric body 12a of the piezoelectric element 2A, the metal thin film 13b located between the other piezoelectric body 12b of the piezoelectric element 2 and The voltage change between the thin metal plates 11 occurs in an inverted and balanced state. Therefore, when one piezoelectric body 12a and the other piezoelectric body 12b of the piezoelectric element 2A are AC-connected, a voltage change generated in the one piezoelectric body 12a and a voltage change generated in the other piezoelectric body 12b Are reversed and appear as opposite phases, and noise (floating noise) generated when charges are generated in each of the piezoelectric bodies 12a and 12b appear as in-phase, cancel each other, can be reduced, and noise can be reduced. For this reason, since the SN ratio of the piezoelectric element 2A can be increased and the noise characteristics of the piezoelectric element 2A can be improved, the detection of the user's biological signal based on the voltage change of the piezoelectric element 2A can be performed more accurately and accurately.

また、図7に示す本発明の第4の実施の形態のように、上記第3の実施の形態の圧電素子2Aの代わりに、上記第1の実施の形態のユニモルフ型の圧電素子2a,2bの金属薄板11a,11b側を重ね合わせ、両面に圧電体12a,12bが設けられた態様の圧電素子としての圧電装置21を用いることもできる。この圧電装置21は、各圧電素子2a,2bの圧電体12a,12bのそれぞれが、同一材料および同一材質にて形成されており、同一の特性を有するように構成されている。また、これら圧電素子2a,2bの金属薄板11a,11bは、圧電体12a,12bが設けられていない側である裏面同士を対向させて位置させた状態、すなわち圧電体12a,12bが設けられている側を相対させた状態で、これら圧電体12a,12bにて生じる電荷の変化が対称的になるように構成されている。この場合も、上記第3の実施の形態と同様に、各圧電素子2a,2bの圧電体12a,12bを覆う各金属薄膜13a,13bにリード線18d,18eを接続し、これら圧電素子2a,2bの各金属薄板11a,11bにグラウンド線16を接続することによって、一方の圧電素子2aの圧電体12aを挟んで位置する金属薄膜13aおよび金属薄板11aの間の電圧変化と、他方の圧電素子2bの圧電体12bを挟んで位置する金属薄膜13bおよび金属薄板11bの間の電圧変化とが、逆転した平衡な状態で生じる。   Further, as in the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 7, the unimorph piezoelectric elements 2a and 2b of the first embodiment are used instead of the piezoelectric element 2A of the third embodiment. It is also possible to use the piezoelectric device 21 as a piezoelectric element in which the metal thin plates 11a and 11b are overlapped and the piezoelectric bodies 12a and 12b are provided on both surfaces. The piezoelectric device 21 is configured such that the piezoelectric bodies 12a and 12b of the piezoelectric elements 2a and 2b are made of the same material and the same material and have the same characteristics. In addition, the thin metal plates 11a and 11b of the piezoelectric elements 2a and 2b are disposed in a state where the back surfaces on the side where the piezoelectric bodies 12a and 12b are not provided are opposed to each other, that is, the piezoelectric bodies 12a and 12b are provided. In this state, the change in the electric charges generated in the piezoelectric bodies 12a and 12b is symmetrical. In this case as well, as in the third embodiment, lead wires 18d and 18e are connected to the metal thin films 13a and 13b covering the piezoelectric bodies 12a and 12b of the piezoelectric elements 2a and 2b, respectively. By connecting a ground wire 16 to each of the thin metal plates 11a and 11b of 2b, a voltage change between the thin metal plate 13a and the thin metal plate 11a located across the piezoelectric body 12a of the one piezoelectric element 2a, and the other piezoelectric element The voltage change between the metal thin film 13b and the metal thin plate 11b positioned with the 2b piezoelectric body 12b interposed therebetween occurs in an inverted and balanced state.

したがって、この圧電装置21の各圧電素子2a,2bの金属薄膜13a,13b間を交流接続することにより、一方の圧電素子2aの圧電体12aにて生じる電圧変化と、他方の圧電素子2bの圧電体12bにて生じる電圧変化とが逆転して現れ、これら各圧電素子2a,2bの圧電体12a,12bに電荷が生成される際に生じるノイズを打ち消し合わせて小さくできるから、上記第3の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、一般的なユニモルフ型の圧電素子2a,2bを重ね合わせて設置しただけの構成であるから、信号処理回路17での利用者の生体信号の検出を簡単な構成でより精度良く正確にできる。   Accordingly, by connecting the thin metal films 13a and 13b of the piezoelectric elements 2a and 2b of the piezoelectric device 21 with an alternating current, a voltage change generated in the piezoelectric body 12a of the one piezoelectric element 2a and a piezoelectricity of the other piezoelectric element 2b. Since the voltage change generated in the body 12b appears to be reversed and noise generated when charges are generated in the piezoelectric bodies 12a and 12b of the piezoelectric elements 2a and 2b can be canceled and reduced, the third embodiment described above. In addition to having the same operational effects as those of the above-described embodiment, the general unimorph type piezoelectric elements 2a and 2b are simply installed in an overlapping manner. Detection can be performed with higher accuracy and accuracy with a simple configuration.

さらに、この圧電装置21の各圧電素子2a,2bの金属薄膜13a,13bに接続されたリード線18d,18eとしては、二芯シールド線を用いることができ、これらリード線18d,18eと信号処理回路17との間には、これらリード線18d,18e間に生じるノイズを遮断するためのノイズ遮断手段としてのバランスアンプ22を電気的に取り付けることもできる。このバランスアンプ22は、演算増幅器であるオペアンプ23を備えており、このオペアンプ23のプラス(+)端子である非反転入力端子24が、一方の圧電素子2bの金属薄膜13b電気的に接続されており、この金属薄膜13bと非反転入力端子24との間に抵抗R1が電気的に直列接続されている。また、このオペアンプ23のマイナス(−)端子である反転入力端子25は、他方の圧電素子2aの金属薄膜13aに電気的に接続されており、この金属薄膜13aと反転入力端子25との間に抵抗R2が電気的に直列接続されている。さらに、この抵抗R2および反転入力端子25の間と、オペアンプ23の出力端子26との間には、抵抗R3が電気的に並列接続されている。   Furthermore, as the lead wires 18d and 18e connected to the metal thin films 13a and 13b of the piezoelectric elements 2a and 2b of the piezoelectric device 21, a two-core shielded wire can be used, and these lead wires 18d and 18e and signal processing are used. A balance amplifier 22 as a noise blocking means for blocking noise generated between the lead wires 18d and 18e can be electrically attached between the circuit 17 and the circuit 17. The balance amplifier 22 includes an operational amplifier 23 that is an operational amplifier. A non-inverting input terminal 24 that is a plus (+) terminal of the operational amplifier 23 is electrically connected to the metal thin film 13b of one piezoelectric element 2b. A resistor R1 is electrically connected in series between the metal thin film 13b and the non-inverting input terminal 24. Further, the inverting input terminal 25 which is a minus (−) terminal of the operational amplifier 23 is electrically connected to the metal thin film 13 a of the other piezoelectric element 2 a, and between the metal thin film 13 a and the inverting input terminal 25. A resistor R2 is electrically connected in series. Further, a resistor R3 is electrically connected in parallel between the resistor R2 and the inverting input terminal 25 and between the output terminal 26 of the operational amplifier 23.

よって、圧電装置21の各圧電素子2a,2bの金属薄膜13a,13b間にバランスアンプ22を接続することによって、これら圧電素子2a,2bの金属薄板11a,11bと金属薄膜13a,13bとの間に生じる電圧変化に伴のノイズをさらに抑制できるから、これら圧電素子2a,2bの電圧変化に基づく圧電装置21を用いた利用者の生体信号の検出をより精度良く正確にできる。   Therefore, by connecting the balance amplifier 22 between the metal thin films 13a and 13b of the piezoelectric elements 2a and 2b of the piezoelectric device 21, between the metal thin plates 11a and 11b of the piezoelectric elements 2a and 2b and the metal thin films 13a and 13b. Therefore, the detection of the user's biological signal using the piezoelectric device 21 based on the voltage change of the piezoelectric elements 2a and 2b can be performed more accurately and accurately.

さらに、図8および図9に示す本発明の第5の実施の形態のように、生体信号検出装置1の各圧電素子2を、この圧電素子2の破損等を防止するカバー部材としての保護ケース31にて覆って収容した状態で、弾性シート3上に設置することもできる。この保護ケース31は、例えばアルミニウム等の金属にて形成されており、一対の平面視正方形板状の下ケース32と上ケース33とで構成されている。これら下ケース32および上ケース33は、同じ大きさの矩形平板状に形成されており、圧電素子2の金属薄板11の幅寸法より大きく、この圧電素子2から相対する方向に突出している振動伝達ピン19の先端間の長さ寸法より小さな大きさに形成されている。   Further, as in the fifth embodiment of the present invention shown in FIGS. 8 and 9, each of the piezoelectric elements 2 of the biological signal detecting device 1 is protected as a cover member that prevents the piezoelectric elements 2 from being damaged. It can also be installed on the elastic sheet 3 while being covered and accommodated by 31. The protective case 31 is made of, for example, a metal such as aluminum, and includes a pair of a lower case 32 and an upper case 33 that are square plates in plan view. The lower case 32 and the upper case 33 are formed in a rectangular flat plate shape having the same size, and are larger than the width dimension of the thin metal plate 11 of the piezoelectric element 2 and transmit vibrations projecting in a direction opposite to the piezoelectric element 2. The pin 19 is formed in a size smaller than the length between the tips.

具体的に、下ケース32は、上面および下面のそれぞれが平坦な面とされており、この下ケース32の各角部に、厚さ方向に貫通したねじ挿通孔34が設けられている。この下ケース32のねじ挿通孔34が設けられている位置の下面側には、これらねじ挿通孔34に挿通されるねじ41の頭部42、またはこのねじの軸部43にねじ止めされるねじ止め部材としてのナット44が嵌合される嵌合凹部35がそれぞれ設けられている。   Specifically, the upper case and the lower surface of the lower case 32 are flat surfaces, and screw insertion holes 34 penetrating in the thickness direction are provided at the respective corners of the lower case 32. On the lower surface side of the position where the screw insertion hole 34 of the lower case 32 is provided, a screw 42 screwed to the head portion 42 of the screw 41 inserted into the screw insertion hole 34 or the shaft portion 43 of the screw. A fitting recess 35 into which a nut 44 as a stop member is fitted is provided.

次いで、上ケース33は、表面が平坦な面とされており、この上ケース33の下面中央部には、圧電素子2が嵌合されて位置決め保持される平面視円形状かつ側面視凹状の収容凹部36が設けられている。この収容凹部36は、圧電素子2の金属薄板11の外径寸法より大きな内径寸法を有しており、この圧電素子2の最も厚い、金属薄板11上に圧電体12および金属薄膜13が積層されている中心位置の厚さ寸法より大きな深さ寸法に形成されている。すなわち、この収容凹部36は、下ケース32上に設置された圧電素子2の金属薄板11、圧電体12および金属薄膜13のいずれもが接触しない、無変形の状態、すなわち圧電体12に電荷が生じない状態で、この圧電素子11を収容凹部36内に収容できるように構成されている。   Next, the upper case 33 has a flat surface, and the upper case 33 has a circular shape in a plan view and a concave shape in a side view in which the piezoelectric element 2 is fitted and positioned and held at the center of the lower surface. A recess 36 is provided. The housing recess 36 has an inner diameter larger than the outer diameter of the metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2, and the piezoelectric body 12 and the metal thin film 13 are laminated on the thickest metal thin plate 11 of the piezoelectric element 2. The depth is larger than the thickness of the center position. That is, the accommodation recess 36 is in an undeformed state in which none of the metal thin plate 11, the piezoelectric body 12, and the metal thin film 13 of the piezoelectric element 2 installed on the lower case 32 is in contact, that is, the piezoelectric body 12 is charged. The piezoelectric element 11 can be accommodated in the accommodating recess 36 in a state where it does not occur.

さらに、この上ケース33の各角部には、この上ケース33を下ケース32に重ねた状態で、この下ケース32のねじ挿通孔34に連通するねじ挿通孔37が、厚さ方向に貫通して設けられている。そして、この上ケース33のねじ挿通孔37が設けられている位置の上面側にもまた、これらねじ挿通孔37に挿通されるねじ41の頭部42またはナット44が嵌合される嵌合凹部38がそれぞれ設けられている。   Further, at each corner of the upper case 33, screw insertion holes 37 communicating with the screw insertion holes 34 of the lower case 32 are penetrated in the thickness direction in a state where the upper case 33 is overlapped with the lower case 32. Is provided. A fitting recess into which the head portion 42 or the nut 44 of the screw 41 inserted into the screw insertion hole 37 is also fitted on the upper surface side of the position where the screw insertion hole 37 of the upper case 33 is provided. 38 are provided.

そして、これら上ケース33および下ケース32は、この上ケース32の収容凹部36に圧電素子2が収容され、この圧電素子2に取り付けられている各振動伝達ピン19が、これら上ケース33と下ケース32との間を通って、これら上ケース33および下ケース32の縁部から外側に突出するように圧電素子2が設置されて取り付けられている。さらに、これら上ケース33および下ケース32の連通したねじ挿通孔34,37間にねじ41がそれぞれ挿入されてナット44にてそれぞれねじ止めされて、このねじ41の頭部42およびナット44のそれぞれが上ケース33または下ケース32のいずれかの嵌合凹部34,37内に収容されて、これら上ケース33の上面または下ケース32の下面から突出していない状態とされて取り付けられている。   In the upper case 33 and the lower case 32, the piezoelectric element 2 is accommodated in the accommodating recess 36 of the upper case 32, and the vibration transmission pins 19 attached to the piezoelectric element 2 are connected to the upper case 33 and the lower case 32. The piezoelectric element 2 is installed and attached so as to project outward from the edges of the upper case 33 and the lower case 32 through the space between the cases 32. Further, screws 41 are respectively inserted between the screw insertion holes 34 and 37 communicating with the upper case 33 and the lower case 32, and are respectively screwed with nuts 44. Are accommodated in the fitting recesses 34, 37 of either the upper case 33 or the lower case 32, and are attached so as not to protrude from the upper surface of the upper case 33 or the lower surface of the lower case 32.

このとき、これらねじ41とナット44とによって、上ケース33の収容凹部36から、これら上ケース33の下面と下ケース32の上面との間を通過して外部へ突出している振動伝達ピン19に、いずれの力も掛らないようにするため、これら振動伝達ピン19の厚さ寸法、すなわち外径寸法より大きくなるように、上ケース33の下面と下ケース32の上面との間の間隔が位置決め保持されている。さらに、これら振動伝達ピン19は、上ケース33および下ケース32のいずれかの辺に長手方向を沿わせた状態で、これら上ケース33および下ケース32の一辺の中間位置から垂直に突出するように取り付けられている。   At this time, the screw 41 and the nut 44 allow the vibration transmitting pin 19 that passes between the lower surface of the upper case 33 and the upper surface of the lower case 32 to protrude to the outside from the housing recess 36 of the upper case 33. In order not to apply any force, the distance between the lower surface of the upper case 33 and the upper surface of the lower case 32 is positioned so as to be larger than the thickness dimension of these vibration transmission pins 19, that is, the outer diameter dimension. Is retained. Further, these vibration transmission pins 19 project vertically from an intermediate position of one side of the upper case 33 and the lower case 32 in a state where the longitudinal direction is along one of the upper case 33 and the lower case 32. Is attached.

以上から、生体信号検出装置1の弾性シート3上に設置されてスポンジ状マット4に収容される各圧電素子2の振動伝達ピン19の先端部を外部に突出させつつ、この圧電素子2の金属薄板11、圧電体12および金属薄膜13のそれぞれに圧力が直接掛らないように、この圧電素子2を上ケース33の収容凹部36に収容させた状態で、この生体信号検出装置1のセンサマット5のいずれかの位置に加わった力を、振動伝達ピン19を介して金属薄板11から圧電体12に加えられ、この力が圧電体12にて電荷に変換されて、金属薄板11と金属薄膜13との間に電圧変化が生じるように、各圧電素子2を保護ケース31に収容させて保護することとした。   As described above, the metal of the piezoelectric element 2 is protruded outside while projecting the tip of the vibration transmitting pin 19 of each piezoelectric element 2 installed on the elastic sheet 3 of the biological signal detecting device 1 and accommodated in the sponge mat 4. The sensor mat of the biological signal detection device 1 in a state where the piezoelectric element 2 is accommodated in the accommodation recess 36 of the upper case 33 so that the pressure is not directly applied to each of the thin plate 11, the piezoelectric body 12 and the metal thin film 13. 5 is applied from the metal thin plate 11 to the piezoelectric body 12 via the vibration transmission pin 19, and this force is converted into electric charge by the piezoelectric body 12, and the metal thin plate 11 and the metal thin film Each of the piezoelectric elements 2 is accommodated in a protective case 31 to be protected so that a voltage change occurs between them.

この結果、この保護ケース31の上ケース33と下ケース32とによるサンドイッチ構造によって、圧電素子2が外部からの力を直接受けないフリーな状態となって保護されるから、各圧電素子2の振動伝達ピン19を介した圧電体12への力の伝達を抑制することなく、この圧電素子2の金属薄板11、圧電体12および金属薄膜13そのものへの力の付加を保護ケース31にて防止でき、これら金属薄板11、圧電体12および金属薄膜13への過度の加圧や弾性変形、すなわち機械的なストレスの付加を防止できるから、これら金属薄板11、圧電体12および金属薄膜13を確実に保護できる。したがって、この保護ケース31に圧電素子2を収容させて保護することによって、この圧電素子2へのノイズバランスを向上でき、この圧電素子2による利用者の生体信号の検出精度を維持しつつ、この圧電素子2の耐久性を向上できるから、生体信号検出装置1の耐久性を向上でき、使用者の使い勝手を向上できる。   As a result, the sandwich structure of the upper case 33 and the lower case 32 of the protective case 31 protects the piezoelectric element 2 in a free state in which it does not receive external force directly. Without suppressing the transmission of force to the piezoelectric body 12 via the transmission pin 19, it is possible to prevent the application of force to the metal thin plate 11, the piezoelectric body 12 and the metal thin film 13 itself of the piezoelectric element 2 with the protective case 31. Since it is possible to prevent excessive pressurization and elastic deformation of the metal thin plate 11, the piezoelectric body 12 and the metal thin film 13, that is, addition of mechanical stress, the metal thin plate 11, the piezoelectric body 12 and the metal thin film 13 can be securely attached. Can protect. Therefore, by accommodating the piezoelectric element 2 in the protective case 31 and protecting it, the noise balance to the piezoelectric element 2 can be improved, and the detection accuracy of the user's biological signal by the piezoelectric element 2 can be maintained, while this Since the durability of the piezoelectric element 2 can be improved, the durability of the biological signal detection device 1 can be improved, and the user-friendliness can be improved.

さらに、図10(a)および図10(b)に示す本発明の第6の実施の形態のように、生体信号検出装置1の圧電素子2を1個のみとし、この生体信号検出装置1の信号処理回路17を無線方式にすることもできる。この信号処理回路17には、電波送信手段としての微弱電流送信機51が取り付けられており、この微弱電流送信機51に送信アンテナ52が取り付けられている。さらに、信号処理回路17には、この信号処理回路17を駆動させるための電源となる電池53が取り付けられており、これら信号処理回路17、微弱電流送信機51および電池52のそれぞれは、ケース体としての本体ケース54内に収容されている。この本体ケース54は、例えばプラスチック等の合成樹脂にて構成されており、スポンジ状マット4の上面側を盛り上げさせて取り付けられている。   Furthermore, as in the sixth embodiment of the present invention shown in FIGS. 10A and 10B, only one piezoelectric element 2 of the biological signal detection device 1 is provided, and the biological signal detection device 1 The signal processing circuit 17 can be wireless. The signal processing circuit 17 is provided with a weak current transmitter 51 as radio wave transmitting means, and a transmission antenna 52 is attached to the weak current transmitter 51. Further, a battery 53 serving as a power source for driving the signal processing circuit 17 is attached to the signal processing circuit 17, and each of the signal processing circuit 17, the weak current transmitter 51, and the battery 52 is a case body. Is housed in a main body case 54. The main body case 54 is made of, for example, a synthetic resin such as plastic, and is attached by raising the upper surface side of the sponge mat 4.

また、このスポンジ状マット4内には、一つの圧電素子2が収容されており、この圧電素子2は、平衡型のセンサーとして構成されている。この圧電素子2は、リード線である信号線55を介して信号処理回路17に接続されており、スポンジ状マット4の長手方向および幅方向のそれぞれにおける中心位置に設置されている。そして、この圧電素子2の各振動伝達ピン19は、スポンジ状マット4の各角部に向けて突出して設けられている。   Further, one piezoelectric element 2 is accommodated in the sponge-like mat 4, and this piezoelectric element 2 is configured as a balanced sensor. The piezoelectric element 2 is connected to the signal processing circuit 17 via a signal line 55 that is a lead wire, and is installed at the center position in the longitudinal direction and the width direction of the sponge mat 4. Each vibration transmission pin 19 of the piezoelectric element 2 is provided so as to protrude toward each corner of the sponge mat 4.

この結果、生体信号検出装置1に微弱電流送信機51および送信アンテナ52を取り付けるとともに電池53を取り付けることによって、この生体信号検出装置1を、例えば通報装置または安否確認通報装置等の緊急管理装置に無線接続することが可能となり、商用電源等に接続する必要がなくなるから、この生体信号検出装置1を有線接続する場合等に比べ、この生体信号検出装置1自体のの使い勝手を向上できる。   As a result, by attaching the weak current transmitter 51 and the transmission antenna 52 to the biological signal detection device 1 and the battery 53, the biological signal detection device 1 can be used as an emergency management device such as a notification device or a safety confirmation notification device. Since the wireless connection is possible and it is not necessary to connect to a commercial power source or the like, the usability of the biological signal detection device 1 itself can be improved as compared with the case where the biological signal detection device 1 is connected by wire.

なお、上記各実施の形態においては、圧電素子2に2本または4本の振動伝達ピン19を取り付けた構成としたが、これら振動伝達ピン19は、必要に応じ圧電素子2に何本取り付けても良い。また、振動伝達ピン19と同様に作用するグラウンド線16を用いたが、このグラウンド線16として弾性および可撓性を有さない電線等を用いて単なるグラウンド用とし、振動伝達ピン19と同様の作用を生じない構成とすることもできる。   In each of the above embodiments, two or four vibration transmission pins 19 are attached to the piezoelectric element 2. However, as many vibration transmission pins 19 are attached to the piezoelectric element 2 as necessary. Also good. Moreover, although the ground wire 16 that acts in the same manner as the vibration transmission pin 19 is used, the ground wire 16 is simply used for ground using an electric wire or the like that does not have elasticity and flexibility, and is similar to the vibration transmission pin 19. It can also be set as the structure which does not produce an effect | action.

また、圧電素子2の圧電体12としては、例えば水晶、ロッシェル塩、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウム等の様々な結晶や圧電セラミックスを用いて構成することもでき、厚さ方向に分極された圧電体12の他、径方向に分極されたものを用いることもできる。また、この圧電素子2としては、上述したユニモルフ型およびバイモルフ型のほか、単板型、積層型、ムーニ型、シンバル型、モノモルフ(Monomorph)型、マルチモルフ(Multimorph)型等のいずれのタイプのピエゾ電気素子であっても、対応させて用いることができる。   In addition, the piezoelectric body 12 of the piezoelectric element 2 can be configured by using various crystals such as quartz, Rochelle salt, barium titanate, lithium niobate, and piezoelectric ceramics, and piezoelectrics polarized in the thickness direction. In addition to the body 12, a material polarized in the radial direction can also be used. In addition to the above-described unimorph type and bimorph type, the piezoelectric element 2 includes any type of piezo such as a single plate type, a laminated type, a Mooni type, a cymbal type, a monomorph type, a multimorph type, and the like. Even an electric element can be used correspondingly.

さらに、上記第6の実施の形態において、生体信号検出装置1の信号処理回路を無線接続としたが、この信号処理回路に、外部と電話回線接続可能な端末回路やLAN接続可能な端末回路を組み込んだ一体的な構成とすることもできる。   Further, in the sixth embodiment, the signal processing circuit of the biological signal detection apparatus 1 is wirelessly connected. However, a terminal circuit that can be connected to the outside with a telephone line or a terminal circuit that can be connected to a LAN is connected to the signal processing circuit. It can also be an integrated structure.

1 生体信号検出装置
2,2a,2b,2c,2d,2A 圧電素子
3 弾性シート
4 スポンジ状マット
5 センサマット
11 金属薄板(電極)
12,12a,12b 圧電体
13,13a,13b 金属薄膜(電極)
14 位置決めフック
15 フック部
16 グラウンド線
17 信号処理回路(検出部)
18,18a,18b,18c,18d,18e リード線
19 振動伝達ピン(圧力伝達手段)
21 圧電装置(圧電素子)
22 バランスアンプ
23 オペアンプ
24 非反転入力端子
25 反転入力端子
26 出力端子
31 保護ケース(カバー部材)
32 下ケース
33 上ケース
34 ねじ挿通孔
35 嵌合凹部
36 収容凹部
37 ねじ挿通孔
38 嵌合凹部
41 ねじ
42 頭部
43 軸部
44 ナット
51 微弱電流送信機
52 送信アンテナ
53 電池
54 本体ケース
55 信号線
a ベッド
b ベッドマット
c シーツ
A 凹弧状に湾曲した状態
B 凸弧状に湾曲した状態
R1,R2,R3 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biosignal detection apparatus 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2A Piezoelectric element 3 Elastic sheet 4 Sponge-like mat 5 Sensor mat 11 Metal thin plate (electrode)
12, 12a, 12b Piezoelectric bodies 13, 13a, 13b Metal thin films (electrodes)
14 Positioning hook 15 Hook part 16 Ground line 17 Signal processing circuit (detection part)
18, 18a, 18b, 18c, 18d, 18e Lead wire 19 Vibration transmission pin (pressure transmission means)
21 Piezoelectric devices (piezoelectric elements)
22 Balance amplifier 23 Operational amplifier 24 Non-inverting input terminal 25 Inverting input terminal 26 Output terminal 31 Protective case (cover member)
32 Lower case 33 Upper case 34 Screw insertion hole 35 Fitting recess 36 Housing recess 37 Screw insertion hole 38 Fitting recess 41 Screw 42 Head 43 Shaft 44 Nut 51 Weak current transmitter 52 Transmitting antenna 53 Battery 54 Main body case 55 Signal Line a Bed b Bed mat c Sheet A Curved in a concave arc B Curved in a convex arc R1, R2, R3 Resistance

Claims (7)

利用者の心拍、体動および呼吸の少なくともいずれかの生体信号を検出するための生体信号検出装置であって、
一対の電極、およびこれら一対の電極間に設けられた圧電体を有し、この圧電体に加わる力を電荷に変換して前記一対の電極に電圧変化を生じさせる板状の圧電素子と、
この圧電素子の面方向に沿って突出して設けられ前記圧電体にて変換される電荷を増幅させる弾性を有する棒状の圧力伝達手段と、
前記圧電素子の一対の電極間の電圧変化を検知し、この電圧変化に基づいて前記生体信号を検出する検出部と、
を具備したことを特徴とした生体信号検出装置。
A biological signal detection device for detecting a biological signal of at least one of a user's heartbeat, body movement and respiration,
A plate-like piezoelectric element having a pair of electrodes and a piezoelectric body provided between the pair of electrodes, and converting a force applied to the piezoelectric body into an electric charge to cause a voltage change in the pair of electrodes;
A rod-shaped pressure transmission means that has elasticity to amplify the electric charge that is provided along the surface direction of the piezoelectric element and is converted by the piezoelectric body;
Detecting a voltage change between a pair of electrodes of the piezoelectric element, and detecting the biological signal based on the voltage change;
A biological signal detection device comprising:
圧電素子は、圧電体が厚さ方向に分極された円板状に形成され、この圧電体の両面に電極が設けられ、前記圧電体の周方向に離間されて複数の圧力伝達手段が取り付けられている
ことを特徴とした請求項1記載の生体信号検出装置。
The piezoelectric element is formed in a disk shape in which a piezoelectric body is polarized in the thickness direction, electrodes are provided on both surfaces of the piezoelectric body, and a plurality of pressure transmission means are attached in a circumferential direction of the piezoelectric body. The biological signal detection device according to claim 1, wherein
圧力伝達手段は、圧電体の周方向に等間隔に離間された位置に、この圧電体の径方向に突出して取り付けられている
ことを特徴とした請求項2記載の生体信号検出装置。
The biological signal detection device according to claim 2, wherein the pressure transmission means is attached so as to protrude in the radial direction of the piezoelectric body at positions spaced apart at equal intervals in the circumferential direction of the piezoelectric body.
複数の圧電素子を具備し、
これら複数の圧電素子の一方の電極は、圧力伝達手段である線状の導電線にて電気的に直列接続されている
ことを特徴とした請求項1ないし3いずれかに記載の生体信号検出装置。
Comprising a plurality of piezoelectric elements,
4. The biological signal detection device according to claim 1, wherein one electrode of the plurality of piezoelectric elements is electrically connected in series with a linear conductive wire as pressure transmission means. 5. .
圧電素子は、一方の電極が平板状に形成され、この一方の電極の両面に圧電体がそれぞれ設けられ、これら各圧電体の表面に他方の電極がそれぞれ設けられている
ことを特徴とした請求項1ないし4いずれかに記載の生体信号検出装置。
The piezoelectric element is characterized in that one electrode is formed in a flat plate shape, a piezoelectric body is provided on both surfaces of the one electrode, and the other electrode is provided on the surface of each piezoelectric body. Item 5. The biological signal detection device according to any one of Items 1 to 4.
一対の圧電素子を具備し、
これら一対の圧電素子は、一方の電極が平板状に形成され、この電極の一面に圧電体が設けられ、この圧電体の表面に他方の電極が設けられ、これら一対の圧電素子の圧電体が設けられている側を相対させた状態で重ねられて設置されている
ことを特徴とした請求項1ないし4いずれかに記載の生体信号検出装置。
Comprising a pair of piezoelectric elements;
In these pair of piezoelectric elements, one electrode is formed in a flat plate shape, a piezoelectric body is provided on one surface of the electrode, the other electrode is provided on the surface of the piezoelectric body, and the piezoelectric body of the pair of piezoelectric elements is The biological signal detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the biological signal detection device is installed so as to be overlapped with the provided sides being opposed to each other.
圧力伝達手段の少なくとも先端部を外部に突出させた状態で、この圧力伝達手段を介して圧電体に加わる力が電荷に変換可能となるように圧電素子を覆って保護するカバー部材を具備した
ことを特徴とした請求項1ないし6いずれかに記載の生体信号検出装置。
A cover member that covers and protects the piezoelectric element so that the force applied to the piezoelectric body via the pressure transmission means can be converted into electric charges with at least the tip of the pressure transmission means projecting to the outside. The biological signal detection device according to claim 1, wherein:
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JP2024500724A (en) * 2020-12-16 2024-01-10 イーエヌデータクト ゲーエムベーハー Measuring device and corresponding method for non-invasively detecting intracranial pressure in a patient

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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