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JP7831773B2 - Biological information detection device - Google Patents
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JP7831773B2 - Biological information detection device - Google Patents

Biological information detection device

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JP7831773B2
JP7831773B2 JP2022176637A JP2022176637A JP7831773B2 JP 7831773 B2 JP7831773 B2 JP 7831773B2 JP 2022176637 A JP2022176637 A JP 2022176637A JP 2022176637 A JP2022176637 A JP 2022176637A JP 7831773 B2 JP7831773 B2 JP 7831773B2
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Description

本開示は、着席者の生体情報を検出する生体情報検出装置に関する。なお、生体情報とは、例えば、呼吸数や心拍数等の生体が発する情報をいう。 This disclosure relates to a biometric information detection device for detecting the biometric information of a seated person. Biometric information refers to information emitted by the body, such as respiratory rate and heart rate.

例えば、特許文献1に記載の発明では、生体情報センサと、外来振動を検出する加速度センサを有している。そして、当該発明では、加速度センサの検出値を利用してノイズ成分を推定した後、生体情報センサの検出値から当該ノイズ成分を除去することにより、生体情報を検出している。 For example, the invention described in Patent Document 1 includes a bio-information sensor and an acceleration sensor for detecting external vibrations. In this invention, after estimating noise components using the values detected by the acceleration sensor, bio-information is detected by removing these noise components from the values detected by the bio-information sensor.

特開2016-136989号公報Japanese Patent Publication No. 2016-136989

特許文献1に記載の発明では、加速度センサの検出値からノイズ成分を推定するために、複雑な処理工程が必要となるので、当該処理を実行するための演算装置が必要である。
本開示は、上記点に鑑み、複雑な処理工程を実行することなく、生体情報を検出可能な生体情報検出装置の一例を開示する。
In the invention described in Patent Document 1, a complex processing step is required to estimate the noise component from the detected value of the acceleration sensor, and therefore a computing device is necessary to perform this processing.
In view of the above, this disclosure discloses an example of a biological information detection device capable of detecting biological information without performing complex processing steps.

シート(1)に着席している着席者の生体情報を取得可能な生体情報検出装置は、例えば、以下の構成要件のうち少なくとも1つを備えることが望ましい。
すなわち、当該構成要件は、シートに設けられた第1センサ(11)であって、生体情報を検出するための第1センサ(11)と、シート(1)の振動を検出するための第2センサ(12)と、第1センサ(11)の出力値と第2センサ(12)の出力を実数倍した値との差分、又は第1センサ(11)の出力値を実数にて除算した値と第2センサ(12)の出力値との差分を利用して生体情報を出力する生体情報演算部(13)とを備え、第2センサ(12)は、第1センサ(11)より逆向き側にずれた位置であって、かつ、シートのクッション材(32、52)より逆向き側にずれた位置に配置されていることである。
A biometric information detection device capable of acquiring biometric information of a person seated in seat (1) is preferably equipped with at least one of the following configuration requirements.
In other words, the configuration requirements include a first sensor (11) provided on the sheet, comprising: a first sensor (11) for detecting biological information; a second sensor (12) for detecting vibrations of the sheet (1); and a biological information calculation unit (13) that outputs biological information using the difference between the output value of the first sensor (11) and the output of the second sensor (12) multiplied by a real number, or the difference between the output value of the first sensor (11) divided by a real number and the output value of the second sensor (12), wherein the second sensor (12) is positioned in the opposite direction to the first sensor (11) and in the opposite direction to the cushioning material (32, 52) of the sheet.

なお、「逆向き」とは、入力方向において、シートの表面から当該シートの裏面に向かう向きをいう。入力方向とは、第1センサ(11)が配置された部位を通り、シートの表面と略直交する仮想線(Lo)と平行な方向をいう。 Furthermore, "reverse direction" refers to the direction from the surface of the sheet toward the back of the sheet in the input direction. The input direction refers to the direction parallel to the imaginary line (Lo) that passes through the area where the first sensor (11) is located and is approximately perpendicular to the surface of the sheet.

そして、第2センサ(12)がシートのクッション材(32、52)より逆向き側にずれた位置に配置されているので、呼吸数や心拍数等の生体が発する振動がクッション材(32、52)等により吸収・遮断される。このため、第2センサ(12)は、主に、シートに入力する外来振動を検出し、生体情報に起因するシートの振動を検出しない。 Furthermore, since the second sensor (12) is positioned offset from the cushioning material (32, 52) of the seat, vibrations emitted by the body, such as respiratory rate and heart rate, are absorbed and blocked by the cushioning material (32, 52). Therefore, the second sensor (12) primarily detects external vibrations input to the seat and does not detect seat vibrations caused by biological information.

このため、第1センサ(11)の出力値と第2センサ(12)の出力を実数倍した値との差分、又は第1センサ(11)の出力値を実数にて除算した値と第2センサ(12)の出力値との差分の絶対値は、概ね呼吸数や心拍数等の生体が発する振動、つまり生体情報となる。 Therefore, the absolute value of the difference between the output value of the first sensor (11) and the output value of the second sensor (12) multiplied by a real number, or the difference between the output value of the first sensor (11) divided by a real number and the output value of the second sensor (12), generally represents vibrations emitted by the body, such as respiratory rate and heart rate, i.e., biological information.

また、外来振動は、概ね、入力方向に沿ってシートの裏面から当該シートの表面に向かって伝達されていく。そして、当該生体情報検出装置では、第2センサ(12)が第1センサ(11)に対して入力方向にずれている。 Furthermore, external vibrations are generally transmitted from the back of the sheet towards the front of the sheet, along the direction of input. In this bio-information detection device, the second sensor (12) is offset relative to the first sensor (11) in the direction of input.

このため、第1センサ(11)が検出する外来振動と第2センサ(12)が検出する外来振動との位相差が小さくなる。したがって、当該生体情報検出装置では、複雑な処理工程を実行することなく、生体情報を検出することが可能となる。 Therefore, the phase difference between the external vibration detected by the first sensor (11) and the external vibration detected by the second sensor (12) becomes smaller. Consequently, this biological information detection device can detect biological information without performing complex processing steps.

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されない。 Incidentally, the symbols within the parentheses above are examples illustrating the correspondence with the specific configurations described in the embodiments below, and this disclosure is not limited to the specific configurations indicated by the symbols within the parentheses above.

第1実施形態に係る乗物用シートを示す図である。This figure shows a vehicle seat according to the first embodiment. 第1センサ及び第2センサの配置関係を示す図である。This diagram shows the arrangement of the first and second sensors. 第1実施形態に係る生体情報検出装置のブロック図である。This is a block diagram of a biological information detection device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る第2センサの分解図である。This is an exploded view of the second sensor according to the first embodiment. 第1検出値を示すグラフである。This is a graph showing the first detected value. 第2検出値を示すグラフである。This is a graph showing the second detection value. 第1検出値と第2検出値とを重ね合わせたグラフである。This is a graph that overlays the first and second detection values.

以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されない。 The following "Embodiments of the Invention" are examples of embodiments that fall within the technical scope of this disclosure. In other words, the features defining the invention as described in the claims are not limited to the specific configurations and structures shown in the embodiments below.

本実施形態は、車両等の乗物に搭載されるシート(以下、乗物用シートという。)に本開示に係る生体情報検出装置が適用された例である。各図に付された方向を示す矢印及び斜線等は、各図相互の関係及び部材又は部位の形状等を理解し易くするために記載されたものである。 This embodiment is an example in which the biometric information detection device according to this disclosure is applied to a seat installed in a vehicle or other vehicle (hereinafter referred to as a "vehicle seat"). The directional arrows and diagonal lines in each figure are included to facilitate understanding of the relationships between the figures and the shapes of the components or parts.

したがって、当該生体情報検出装置は、各図に付された方向に限定されない。各図に示された方向は、本実施形態に係る乗物用シートが車両に組み付けられた状態における方向である。 Therefore, the biometric information detection device is not limited to the directions shown in each figure. The directions shown in each figure are those of the vehicle seat according to this embodiment when it is installed in a vehicle.

少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「1つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも1つ設けられている。本開示に示された生体情報検出装置は、少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位等の構成要素、並びに図示された構造部位のうち少なくとも1つを備える。 Unless otherwise specified, such as "one," at least one of the components or parts described with reference numerals is provided. The biometric information detection device shown in this disclosure comprises at least one of the components, such as those described with reference numerals, and at least one of the illustrated structural parts.

(第1実施形態)
<1.乗物用シートの概要>
乗物用シート1は、図1に示されるように、シートクッション3及びシートバック5等を少なくとも備える。シートクッション3は着席者の臀部を支持するための部位である。シートバック5は着席者の背部を支持するための部位である。
(First Embodiment)
<1. Overview of Vehicle Seats>
As shown in Figure 1, the vehicle seat 1 includes at least a seat cushion 3 and a seat back 5. The seat cushion 3 is the part that supports the seated person's buttocks. The seat back 5 is the part that supports the seated person's back.

シートクッション3及びシートバック5それぞれは、フレーム31、51及びクッション材32、52等を少なくとも有する。フレーム31、51は骨格を構成する強度部材である。本実施形態に係るフレーム31、51は、SPCCやSPHC等の鋼板製である。 Each of the seat cushion 3 and seat back 5 has at least frames 31 and 51 and cushioning materials 32 and 52, etc. The frames 31 and 51 are structural members that constitute the frame. In this embodiment, the frames 31 and 51 are made of steel plates such as SPCC or SPHC.

クッション材32、52は、弾性的に変形可能な部材である。具体的には、当該クッション材32、52は、発泡ウレタン等の発泡樹脂製である。シートクッション3のクッション材32は、例えば、複数のSばね33(図2参照)により支持されている。 The cushioning materials 32 and 52 are elastically deformable components. Specifically, the cushioning materials 32 and 52 are made of foamed resin such as foamed urethane. The cushioning material 32 of the seat cushion 3 is supported, for example, by multiple S-springs 33 (see Figure 2).

各Sばね33は、波状に形成されたばねである。そして、各Sばね33は、フレーム31に保持されている。なお、図2は、シートクッション3をシート前後方向と直交する断面を示す。 Each S-spring 33 is a spring formed in a wave shape. Each S-spring 33 is held by the frame 31. Figure 2 shows a cross-section of the seat cushion 3 perpendicular to the seat's front-to-back direction.

<2.生体情報検出装置>
<2.1 生体情報検出装置の構成>
生体情報検出装置10は、図3に示されるように、第1センサ11、第2センサ12及び生体情報演算部13等を少なくとも備える。
<2. Biological Information Detection Device>
<2.1 Configuration of the Biological Information Detection Device>
As shown in Figure 3, the biological information detection device 10 includes at least a first sensor 11, a second sensor 12, and a biological information calculation unit 13.

<第1センサ>
第1センサ11は、乗物用シート1、つまりシートクッション3又はシートバック5(本実施形態では、シートクッション3)に設けられ(図2参照)、生体情報を検出するためのセンサである。
<First Sensor>
The first sensor 11 is provided on the vehicle seat 1, that is, the seat cushion 3 or seat back 5 (in this embodiment, the seat cushion 3) (see Figure 2), and is a sensor for detecting biological information.

本実施形態に係る第1センサ11は、圧電効果を利用した薄膜状の圧力センサにて構成されている。当該第1センサ11は、図2に示された仮想線Loと平行な方向(以下、入力方向という。)の圧力を主に検出する。 The first sensor 11 in this embodiment is a thin-film pressure sensor utilizing the piezoelectric effect. This first sensor 11 primarily detects pressure in the direction parallel to the virtual line Lo shown in Figure 2 (hereinafter referred to as the input direction).

つまり、第1センサ11は、薄膜状の膜面と略直交する方向(以下、主検出方向という。)が入力方向と一致するようにシートクッション3に配置されている。なお、仮想線Loは、第1センサ11が配置された部位を通り、シート表面と略直交する仮想の線である。 In other words, the first sensor 11 is positioned on the seat cushion 3 such that its direction approximately perpendicular to the thin film surface (hereinafter referred to as the main detection direction) coincides with the input direction. The virtual line Lo is a virtual line that passes through the area where the first sensor 11 is positioned and is approximately perpendicular to the sheet surface.

第1センサ11は、着席者の自重によって発生する圧力の方向が主検出方向と略一致する部位に配置されている。このため、圧力の方向が主検出方向と略一致していれば、第1センサ11は、シート表皮(図示せず。)の表面もしくは裏面、又はクッション材32の中であってもよい。 The first sensor 11 is positioned in a location where the direction of pressure generated by the seated person's weight substantially coincides with the main detection direction. Therefore, as long as the direction of pressure substantially coincides with the main detection direction, the first sensor 11 may be located on the surface or back of the seat upholstery (not shown), or within the cushioning material 32.

そして、呼吸数や心拍数等に起因する圧力振動、つまり生体情報が第1センサ11に入力されると、第1センサ11は、当該圧力振動に応じた値(本実施形態では、電圧)を出力する。つまり、この出力電圧の変化が生体情報として第1センサ11から出力される。 When pressure fluctuations, such as those caused by respiratory rate or heart rate, are input to the first sensor 11—that is, biological information—the first sensor 11 outputs a value (voltage in this embodiment) corresponding to the pressure fluctuations. In other words, this change in output voltage is output from the first sensor 11 as biological information.

<第2センサ>
第2センサ12は、乗物用シート1の振動、つまり車体から乗物用シート1に入力される振動(以下、入力振動という。)を検出するためのセンサである。本実施形態に係る第2センサ12は、第1センサ11に用いられた薄膜状の圧力センサにて構成されている。
<Second Sensor>
The second sensor 12 is a sensor for detecting vibrations of the vehicle seat 1, that is, vibrations input from the vehicle body to the vehicle seat 1 (hereinafter referred to as input vibrations). In this embodiment, the second sensor 12 is composed of a thin-film pressure sensor, similar to the one used in the first sensor 11.

具体的には、図4に示されるように、第2センサ12は、薄膜状の圧力センサ12A、錘12B、スラブ12C及びケース部材12D、12E等を少なくとも有する。錘12Bは、着席者の質量に比べて十分に小さい(例えば、20g)質量を有するものである。 Specifically, as shown in Figure 4, the second sensor 12 comprises at least a thin-film pressure sensor 12A, a weight 12B, a slab 12C, and case members 12D, 12E, etc. The weight 12B has a mass that is sufficiently small compared to the mass of a seated person (for example, 20 g).

そして、錘12Bに主検出方向の加速度が作用すると、錘12Bは、その加速度に比例する慣性力を圧力センサ12Aに作用させる。つまり、第2センサ12は、入力振動に応じた値(本実施形態では、電圧)を出力する。 Then, when acceleration in the main detection direction acts on the weight 12B, the weight 12B exerts an inertial force proportional to that acceleration on the pressure sensor 12A. In other words, the second sensor 12 outputs a value (voltage in this embodiment) corresponding to the input vibration.

圧力センサ12Aは、圧力センサ12Aの主検出方向が第1センサ11の主検出方向と平行となるように配置されている。換言すれば、圧力センサ12Aは、圧力センサ12Aの主検出方向と入力方向とが一致するように配置されている。 The pressure sensor 12A is positioned such that its primary detection direction is parallel to the primary detection direction of the first sensor 11. In other words, the pressure sensor 12A is positioned so that its primary detection direction and input direction coincide.

このため、錘12Bは、主に主検出方向に変位し、主検出方向と交差する方向に変位することが規制されている。具体的には、ケース部材12Dに錘12Bの変位方向を案内する案内部(図示せず。)が設けられている。 Therefore, the weight 12B is primarily displaced in the main detection direction, and its displacement in directions intersecting the main detection direction is restricted. Specifically, the case member 12D is provided with a guide portion (not shown) that guides the displacement direction of the weight 12B.

スラブ12Cは、錘12Bを変位可能に支持する弾性部材である。具体的には、スラブ12Cは、発泡樹脂にて構成されている。ケース部材12D、12Eは、圧力センサ12A、錘12B及びスラブ12Cを収納する。 The slab 12C is an elastic member that supports the weight 12B in a displaceable manner. Specifically, the slab 12C is made of foamed resin. The case members 12D and 12E house the pressure sensor 12A, the weight 12B, and the slab 12C.

なお、スラブ12Cは、ケース部材12Eにより変位が規制された状態で、当該ケース部材12Eに保持されている。ケース部材12Dとケース部材12Eとは、接着又はネジ等にて一体化されている。 Furthermore, the slab 12C is held by the case member 12E, with its displacement restricted by the case member 12E. The case member 12D and the case member 12E are integrated by adhesive or screws.

<生体情報演算部>
生体情報演算部13は、少なくとも第1センサ11の出力値(以下、第1出力値ともいう。)と第2センサ12の出力を実数倍した値(以下、第2出力値ともいう。)との差分を利用して生体情報を演算する演算ユニットである。
<Biological Information Processing Unit>
The bio-information calculation unit 13 is a calculation unit that calculates bio-information by utilizing the difference between at least the output value of the first sensor 11 (hereinafter also referred to as the first output value) and the value obtained by multiplying the output of the second sensor 12 by a real number (hereinafter also referred to as the second output value).

なお、第2出力値は、「第2センサ12の出力を実数倍した値」と相関関係がある値である。具体的には、当該第2出力値は、(1)第2センサ12の出力値をそのまま実数倍した値、(2)第2センサ12の出力値をそのままを実数倍した値にバンドパス処理を施した値、又は(3)第2センサ12の出力値にバンドパス処理を施した後、その処理後の値を実数倍した値等である。 Furthermore, the second output value is a value that correlates with "the value obtained by multiplying the output of the second sensor 12 by a real number." Specifically, this second output value is (1) the value obtained by directly multiplying the output value of the second sensor 12 by a real number, (2) the value obtained by applying bandpass processing to the value obtained by directly multiplying the output value of the second sensor 12 by a real number, or (3) the value obtained by applying bandpass processing to the output value of the second sensor 12 and then multiplying the processed value by a real number.

そして、生体情報演算部13は、第1出力値から第2出力値を減算した値を生体情報として出力する。なお、本実施形態では、出力された生体情報は、車両の運転支援のためのパラメータとして利用される。 The biometric information processing unit 13 then outputs a value obtained by subtracting the second output value from the first output value as biometric information. In this embodiment, the output biometric information is used as a parameter for vehicle driving assistance.

本実施形態に係る「実数」は、試験や大型計算機による数値シミレーション等により決定される値である。因みに、第2出力値として、第2センサ12の出力値が実数倍された値が採用されている理由は、以下の通りである。 In this embodiment, the "real number" is a value determined by testing, numerical simulations using a large computer, etc. Incidentally, the reason why the output value of the second sensor 12 is used as the second output value is that it is a real number multiplied by the output value of the second sensor 12 is as follows:

すなわち、入力振動に起因して第1センサ11に作用する力は、着席者を質量とする慣性力である。これに対して、入力振動に起因して圧力センサ12Aに作用する力は、錘12Bを質量とする慣性力である。 In other words, the force acting on the first sensor 11 due to input vibration is an inertial force with the seated person as its mass. In contrast, the force acting on the pressure sensor 12A due to input vibration is an inertial force with the weight 12B as its mass.

そして、錘12Bの質量は、着席者の質量に比べて十分に小さい。このため、第2センサ12の出力値そのままの絶対値は、第1センサ11の出力の絶対値に比べて小さく、入力振動を十分に相殺することができないからである。 Furthermore, the mass of weight 12B is sufficiently small compared to the mass of the seated person. Therefore, the absolute value of the output of the second sensor 12 is smaller than the absolute value of the output of the first sensor 11, and thus cannot sufficiently cancel out the input vibration.

<2.2 第1センサと第2センサとの配置関係(図2参照)>
第1センサ11は、着席者の自重によって発生する圧力を検出可能な部位に配置されている。具体的には、本実施形態に係る第1センサ11は、例えば、シートクッション3のシート表皮の裏面、つまりシート表皮とクッション材32との間に配置されている。
<2.2 Arrangement relationship between the first and second sensors (see Figure 2)>
The first sensor 11 is positioned in a location capable of detecting the pressure generated by the weight of the seated person. Specifically, in this embodiment, the first sensor 11 is positioned, for example, on the back surface of the seat surface of the seat cushion 3, that is, between the seat surface and the cushioning material 32.

第2センサ12は、第1センサ11より逆向き側にずれた位置であって、かつ、クッション材32より逆向き側にずれた位置に配置されている。なお、「逆向き」とは、入力方向において、シートの表面から当該シートの裏面に向かう向きをいう。 The second sensor 12 is positioned in a direction opposite to that of the first sensor 11, and also in a direction opposite to that of the cushioning material 32. "Opposite direction" refers to the direction from the surface of the sheet toward the back of the sheet in the input direction.

具体的には、第2センサ12は、第1センサ11より下側にずれた位置であって、かつ、クッション材32より下側にずれた位置に配置されている。つまり、図2においては、入力方向が上下方向と一致するため、「逆向き」とは、「下向き」と一致する。 Specifically, the second sensor 12 is positioned below the first sensor 11 and also below the cushioning material 32. In other words, in Figure 2, since the input direction coincides with the vertical direction, "reverse direction" corresponds to "downward direction."

なお、本実施形態では、第2センサ12は、Sばね33に固定された樹脂板34に装着されている。このため、第2センサ12、つまり圧力センサ12Aは、クッション材32から離間した位置であって、当該クッション材32を挟んで第1センサ11と反対側に配置されている。 In this embodiment, the second sensor 12 is mounted on a resin plate 34 fixed to the S-spring 33. Therefore, the second sensor 12, or pressure sensor 12A, is positioned at a distance from the cushioning material 32 and on the opposite side of the cushioning material 32 from the first sensor 11.

<3.本実施形態に係る生体情報検出装置の特徴>
本実施形態に係る生体情報検出装置10では、第2センサ12がクッション材32より逆向き側にずれた位置に配置されている。これにより、呼吸数や心拍数等の生体が発する振動は、クッション材32等により吸収・遮断され得る。
<3. Features of the biological information detection device according to this embodiment>
In the biological information detection device 10 according to this embodiment, the second sensor 12 is positioned offset from the cushioning material 32 in the opposite direction. As a result, vibrations emitted by the body, such as respiratory rate and heart rate, can be absorbed and blocked by the cushioning material 32, etc.

なお、クッション材32等とは、例えば、クッション材32、Sばね33、樹脂板34、及びクッション材32と第2センサ12との空隙をいう。したがって、当該位置に配置された第2センサ12は、主に、入力振動を検出し、生体情報に起因する振動を検出しない。 The cushioning material 32, etc., refers, for example, to the cushioning material 32, the S-spring 33, the resin plate 34, and the gap between the cushioning material 32 and the second sensor 12. Therefore, the second sensor 12 positioned in this location primarily detects input vibrations and does not detect vibrations caused by biological information.

すなわち、図5は、入力振動が0、つまり車両が停止しているときの第1出力値の変化を示す実験値である。したがって、図5のグラフは、生体情報及び電磁ノイズを示す。図6は、入力振動が0、つまり車両が停止しているときの第2出力値の変化を示す実験値である。したがって、図6のグラフは電磁ノイズを示す。 Specifically, Figure 5 shows experimental values illustrating the change in the first output value when the input vibration is zero, i.e., when the vehicle is stationary. Therefore, the graph in Figure 5 represents biological information and electromagnetic noise. Figure 6 shows experimental values illustrating the change in the second output value when the input vibration is zero, i.e., when the vehicle is stationary. Therefore, the graph in Figure 6 represents electromagnetic noise.

電磁ノイズの影響が除去された状態で図5と図6とを比較すると、第2出力値には、第1出力値、つまり生体情報の影響が殆ど観測されない。したがって、上記位置に配置された第2センサ12は、主に、入力振動を検出し、生体情報に起因する振動を検出しない。 Comparing Figure 5 and Figure 6 with the effects of electromagnetic noise removed, the second output value shows almost no influence from the first output value, i.e., biological information. Therefore, the second sensor 12 positioned as described above primarily detects input vibrations and does not detect vibrations caused by biological information.

また、入力振動は、概ね、入力方向に沿ってシートの裏面から当該シートの表面に向かって伝達されていく。そして、本実施形態に係る第2センサ12は、第1センサ11に対して入力方向にずれている。 Furthermore, the input vibration is generally transmitted from the back surface of the sheet towards the front surface of the sheet, along the direction of input. In this embodiment, the second sensor 12 is offset in the input direction relative to the first sensor 11.

このため、図7に示されるように、第1センサ11が検出する入力振動と第2センサ12が検出する入力振動との位相差が小さくなる、なお、図7に示された第1出力値及び第2出力値は、バンドパス処理後の値を示している。 Therefore, as shown in Figure 7, the phase difference between the input vibration detected by the first sensor 11 and the input vibration detected by the second sensor 12 becomes smaller. Note that the first and second output values shown in Figure 7 are the values after bandpass processing.

以上により、第1センサ11の出力値と第2センサ12の出力を実数倍した値との差分の絶対値は、概ね呼吸数や心拍数等の生体が発する振動、つまり生体情報となる。したがって、当該生体情報検出装置10では、複雑な処理工程を実行することなく、生体情報を検出することが可能となる。 Therefore, the absolute value of the difference between the output value of the first sensor 11 and the output value of the second sensor 12 multiplied by a real number generally represents vibrations emitted by the body, such as respiratory rate and heart rate, i.e., biological information. Consequently, the biological information detection device 10 can detect biological information without performing complex processing steps.

(その他の実施形態)
上述の実施形態に係る生体情報演算部13は、第1センサ11の出力値と第2センサ12の出力を実数倍した値との差分を利用して生体情報を演算した。しかし、本開示はこれに限定されない。
(Other embodiments)
The bio-information calculation unit 13 according to the above embodiment calculated bio-information using the difference between the output value of the first sensor 11 and the value obtained by multiplying the output of the second sensor 12 by a real number. However, the disclosure is not limited thereto.

すなわち、当該開示は、例えば、生体情報演算部13は、第1センサ11の出力値を実数にて除算した値と第2センサ12の出力値との差分を利用して生体情報を演算する構成であってもよい。 In other words, the disclosure may, for example, mean that the bio-information calculation unit 13 calculates bio-information using the difference between the output value of the first sensor 11 divided by a real number and the output value of the second sensor 12.

なお、第1出力値は、第1センサ11の出力値そのままを実数にて除算した値、第1センサ11の出力値そのままを実数にて除算した値にバンドパス処理を施した値、又は第1センサ11の出力値にバンドパス処理を施した後、その処理後の値を実数にて除算した値等の「第1センサ11の出力を実数にて除算した値」と相関関係がある値であればよい。 Furthermore, the first output value can be any value that correlates with the "value obtained by dividing the output of the first sensor 11 by a real number," such as the value obtained by dividing the output of the first sensor 11 by a real number, the value obtained by applying bandpass processing to the value obtained by dividing the output of the first sensor 11 by a real number, or the value obtained by applying bandpass processing to the output of the first sensor 11 and then dividing the processed value by a real number.

上述の実施形態では、第1センサ11と第2センサ12とが、概ね仮想線Lo上に位置するように配置されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、主検出方向が入力方向と一致した状態で、第1センサ11と第2センサ12とが入力方向にずれていれば十分である。 In the above-described embodiment, the first sensor 11 and the second sensor 12 were arranged to be approximately located on the virtual line Lo. However, this disclosure is not limited to this. That is, in this disclosure, for example, it is sufficient if the first sensor 11 and the second sensor 12 are offset in the input direction, while the main detection direction coincides with the input direction.

つまり、(1)入力方向及び主検出方向と直交する仮想平面に投影された第1センサ11と当該仮想平面に投影された第2センサ12とが重なる場合、(2)当該投影された第1センサ11と当該投影された第2センサ12とが重ならない場合のいずれであってもよい。 In other words, either (1) the first sensor 11 projected onto a virtual plane orthogonal to the input direction and the main detection direction overlaps with the second sensor 12 projected onto the said virtual plane, or (2) the projected first sensor 11 and the projected second sensor 12 do not overlap.

上述の実施形態では、1つの第1センサ11及び1つの第2センサ12を備えていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、第1センサ11及び第2センサ12のうち少なくとも一方のセンサが複数であってもよい。 In the embodiment described above, one first sensor 11 and one second sensor 12 were provided. However, this disclosure is not limited thereto. That is, the disclosure may include, for example, multiple sensors, at least one of the first sensor 11 and the second sensor 12.

上述の実施形態では、第1センサ11及び第2センサ12がシートクッション3に配置されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、第1センサ11のシートバック5の表面に配置され、第2センサ12がシートバック5の裏面側に配置されていてもよい。なお、当該構成における入力方向は、シート前後方向に対して傾いた方向となる。 In the above-described embodiment, the first sensor 11 and the second sensor 12 were arranged on the seat cushion 3. However, this disclosure is not limited to this. That is, in this disclosure, for example, the first sensor 11 may be arranged on the surface of the seat back 5, and the second sensor 12 may be arranged on the back side of the seat back 5. In this configuration, the input direction is inclined with respect to the front-to-back direction of the seat.

上述の実施形態に係る第2センサ12は、Sばね33に固定された樹脂板34に装着されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、フレーム31や車体に装着された構成であってもよい。 The second sensor 12 in the above-described embodiment was mounted on a resin plate 34 fixed to an S-spring 33. However, this disclosure is not limited to this. That is, the disclosure may also be configured to be mounted on, for example, a frame 31 or a vehicle body.

上述の実施形態に係る第1センサ11及び第2センサ12は、圧電効果を利用した圧力センサにて構成されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、その他の方式の圧力センサ又は加速度センサにて構成されていてもよい。 The first sensor 11 and second sensor 12 in the above-described embodiment were constructed as pressure sensors utilizing the piezoelectric effect. However, this disclosure is not limited thereto. That is, the disclosure may also be constructed using other types of pressure sensors or acceleration sensors.

上述の実施形態では、車両に本開示に係る乗物用シートを適用した。しかし、本明細書に開示された発明の適用はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、鉄道車両、船舶及び航空機等の乗物に用いられるシート、並びに劇場や家庭用等に用いられる据え置き型シートにも適用できる。 In the embodiments described above, the vehicle seat according to this disclosure was applied to a vehicle. However, the application of the invention disclosed herein is not limited to this. That is, the disclosure can also be applied, for example, to seats used in vehicles such as railway cars, ships, and aircraft, as well as to stationary seats used in theaters, homes, etc.

さらに、本開示は、上述の実施形態に記載された開示の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも2つの実施形態が組み合わせられた構成、又は上述の実施形態において、図示された構成要件もしくは符号を付して説明された構成要件のうちいずれかが廃止された構成であってもよい。 Furthermore, this disclosure is not limited to the embodiments described above, but is sufficient to be consistent with the intent of the disclosures described in the embodiments described above. Therefore, it may also include configurations combining at least two of the embodiments described above, or configurations in which any of the illustrated or reference-referenced components described in the embodiments described above are omitted.

1… 乗物用シート
3… シートクッション
5… シートバック
10… 生体情報検出装置
11… 第1センサ
12… 第2センサ
13… 生体情報演算部
31… フレーム
32… クッション材
33… Sばね
34… 樹脂板
1... Vehicle seat 3... Seat cushion 5... Seat back 10... Biometric information detection device 11... First sensor 12... Second sensor 13... Biometric information calculation unit 31... Frame 32... Cushioning material 33... S-spring 34... Resin plate

Claims (3)

フレーム及びクッション材を有するシートに適用され、当該シートに着席している着席者の生体情報を取得可能な生体情報検出装置において、
前記シートに設けられ、生体情報を検出するための第1センサであって、圧電効果を利用した薄膜状の圧力センサにて構成された第1センサと、
前記シートの振動を検出するための第2センサであって、着席者の質量に比べて十分に小さい質量の錘、当該錘を変位可能に支持する弾性部材、及び当該錘に作用する慣性力を検出する圧電効果を利用した薄膜状の圧力センサを有して構成された第2センサと、
前記第1センサの出力値と前記第2センサの出力を実数倍した値との差分を利用して生体情報を出力する生体情報演算部とを備え、
前記第1センサが配置された部位を通り、前記シートの表面と略直交する仮想線と平行な方向を入力方向とし、当該入力方向において、前記シートの表面から当該シートの裏面に向かう向きを「逆向き」としたとき、
前記第1センサの膜面と略直交する方向と前記第2センサの膜面と略直交する方向とが互いに一致し、かつ、それらの方向が前記入力方向と一致しており、
さらに、前記第2センサは、前記第1センサより逆向き側にずれた位置であって、かつ、前記入力方向において記クッション材より逆向き側にずれた位置に配置されている生体情報検出装置。
A biometric information detection device applied to a seat having a frame and cushioning material, capable of acquiring biometric information of a person seated in the seat,
A first sensor provided on the sheet for detecting biological information , the first sensor being a thin-film pressure sensor utilizing the piezoelectric effect ,
A second sensor for detecting vibrations of the seat , comprising a weight with a mass sufficiently small compared to the mass of the person sitting, an elastic member that supports the weight so as to be displaceable, and a thin-film pressure sensor that utilizes the piezoelectric effect to detect the inertial force acting on the weight ,
The system includes a bio-information processing unit that outputs bio-information using the difference between the output value of the first sensor and the output value of the second sensor multiplied by a real number,
When the input direction is defined as the direction parallel to a virtual line passing through the area where the first sensor is located and substantially perpendicular to the surface of the sheet, and the direction from the surface of the sheet toward the back of the sheet in that input direction is defined as the "reverse direction",
The direction substantially perpendicular to the membrane surface of the first sensor and the direction substantially perpendicular to the membrane surface of the second sensor coincide with each other, and these directions coincide with the input direction .
Furthermore, the bio-information detection device is positioned such that the second sensor is offset in the opposite direction from the first sensor and is also offset in the opposite direction from the cushioning material in the input direction .
前記クッション材を支持するSばねを備え、The cushioning material is supported by an S-spring,
前記第2センサは、前記Sばねに固定された樹脂板に装着されている請求項1に記載の生体情報検出装置。The biological information detection device according to claim 1, wherein the second sensor is mounted on a resin plate fixed to the S spring.
前記第2センサは、前記第1センサの膜面と略直交する仮想線上に配置されている請求項1又は2に記載の生体情報検出装置。The biological information detection device according to claim 1 or 2, wherein the second sensor is arranged on a virtual line substantially perpendicular to the membrane surface of the first sensor.
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