JPH1080410A

JPH1080410A - 生体信号検出装置

Info

Publication number: JPH1080410A
Application number: JP8240665A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Saito; 義明齊藤; Yuichi Ubunai; 雄一生内
Original assignee: Alps Electric Co Ltd; Niigata University NUC
Current assignee: Niigata University NUC; Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-11
Also published as: JP3511030B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被測定者５の微動を検出測定する場合、測定
の前後に被測定者５に対して何等の操作を行う必要がな
く、かつ、被測定者５に対して殆んど負担を与えない生
体信号検出装置を提供する。【解決手段】静磁場中に配置され、被測定者５を載置
可能な鉄系、鉄／ニッケル系、コバルト系合金等のアモ
ルファス合金からなる高透磁率シート部材１と、高透磁
率シート部材１の近傍に配置され、被測定者５の微動を
高透磁率シート部材１の変形により検出する磁気センサ
３、４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体信号検出装置
に係わり、特に、呼吸や心拍（脈拍）等の人体あるいは
動物の微動を、その微動に伴う静磁界の変化として磁気
センサで検出する生体信号検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、人体等の呼吸や心拍（脈拍）等
を検出測定する場合には、心電計が用いられている。

【０００３】そして、心電計によって人体の呼吸や心拍
（脈拍）等を検出測定する場合は、測定を行う直前に、
心電計から導出されている複数の電極を、人体の所定の
個所にテープで貼り付けるかまたはクリップで挾んで取
り付け、その後に心電計を動作させ、それらの電極を介
して呼吸や心拍（脈拍）等の検出測定を行い、検出結果
を心電図としてグラフ上に一覧表示させ、測定が終了す
ると、前に取り付けた複数の電極を人体から外すように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記既知の
心電計は、呼吸や心拍（脈拍）等の人体の微動を検出測
定する場合に、必ず、複数の電極を人体の所定の個所に
取り付けたり、人体から取り外したりしなければなら
ず、心電計による呼吸や心拍（脈拍）等の実測時間に比
べて、複数の電極の取り付け及び取り外しのための時間
が長くなり、複数の電極の着脱にわずらわしさがあると
いう問題を有している。

【０００５】また、前記既知の心電計は、複数の電極と
心電計との間がコードで接続されていることから、患者
の所定の個所に複数の電極を取り付けた場合、患者の動
きが大幅に規制され、患者に身体上及び精神上の負担を
強いるという問題を有しており、特に、睡眠中の検出ま
たは在宅治療等の長時間にわたる検出時には、患者が寝
返りすることができない、トイレに行けない等の問題を
有している。

【０００６】本発明は、前記問題点を解決するもので、
その目的は、被測定体の微動を検出測定する場合、測定
の前後に被測定体に対して何等の操作を行う必要がな
く、かつ、被測定体に対して殆んど負担を与えない生体
信号検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の生体信号検出装置は、被測定体が載置され
る、鉄系、鉄／ニッケル系、コバルト系合金等のアモル
ファス合金からなるシート状などの変形可能な高透磁率
部材を用いているもので、被測定体の微動による高透磁
率部材の変形を静磁場の変化として磁気センサによって
検出測定する手段、及び、被測定体が載置される、被測
定体の肩幅よりも広い部分を有するシート状などの変形
可能な高透磁率部材を用いているもので、被測定体の微
動による高透磁率部材の変形を静磁場の変化として磁気
センサによって検出測定する手段、それに、被測定体が
載置されるシート状などの変形可能な高透磁率部材とそ
の下側に配置される高透磁率部材の変形を補助する変形
補助部材と、を用いているもので、被測定体の微動によ
る高透磁率部材の変形を静磁場の変化として磁気センサ
によって検出測定する手段をそれぞれ具備している。

【０００８】これらの手段によれば、被測定体が高透磁
率部材上に乗った状態で、被測定体の微動が高透磁率部
材に伝達され、高透磁率部材を微小変形させるので、そ
の微小変形に伴う静磁場の変化を高透磁率部材の近傍に
配置された磁気センサによって検出測定することによ
り、被測定体の微動を簡単に検出測定することが可能に
なる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１の形態におい
て、生体信号検出装置は、静磁場中に配置され、被測定
体を載置可能な鉄系、鉄／ニッケル系、コバルト系合金
等のアモルファス合金からなるシート状などの変形可能
な高透磁率部材と、高透磁率部材の近傍（接する位置も
含む）に配置され、被測定体の微動を高透磁率部材の変
形により検出する磁気センサとを備えるものである。

【００１０】また、本発明の実施の第２の形態におい
て、生体信号検出装置は、静磁場中に配置され、被測定
体を載置可能であって、被測定体の肩幅よりも広い部分
を有するシート状などの変形可能な高透磁率部材と、高
透磁率部材の近傍（接する位置も含む）に配置され、被
測定体の微動を高透磁率部材の変形により検出する磁気
センサとを備えるものである。

【００１１】さらに、本発明の実施の第３の形態におい
て、生体信号検出装置は、静磁場中に配置され、被測定
体を載置可能なシート状などの変形可能な高透磁率部材
と、高透磁率部材の下側に配置され、高透磁率部材の変
形を補助する変形補助部材と、高透磁率部材の近傍（接
する位置も含む）に配置され、被測定体の微動を高透磁
率部材の変形により検出する磁気センサとを備えるもの
である。

【００１２】これらの実施の形態によれば、被測定体の
一部または全部が高透磁率部材上に乗れば、被測定体の
微動が変形可能な高透磁率部材に伝達され、その際に高
透磁率部材が微動によって微小変形し、この高透磁率部
材の微小変形に伴う静磁場の変化が高透磁率部材の近傍
に配置された磁気センサによって検出測定されるように
なる。

【００１３】この場合、被測定体は、高透磁率部材上に
乗るだけで、動きを制限するものが何等存在しないの
で、測定の前後に、被測定体に対して何等の操作も必要
でなく、しかも、被測定体に殆んど負担を与えることが
ない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１５】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明による生体
信号検出装置の第１の実施例を示す構成図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。なお、図１
（ａ）において、ベッド６は図示を省略している。

【００１６】図１に示されるように、本実施例の生体信
号検出装置は、鉄系、鉄／ニッケル系、コバルト系合金
等のアモルファス合金からなる直方形状の高透磁率シー
ト部材１と、高透磁率シート部材１の下部に配置され、
高透磁率シート部材１とほぼ同じ外形を有する変形補助
部材２と、高透磁率シート部材１の周縁部の直下に配置
された第１磁気センサ３と、高透磁率シート部材１から
離れた位置に配置された第２磁気センサ（他の磁気セン
サ）４とからなっている。

【００１７】そして、高透磁率シート部材１及び変形補
助部材２は、ベッド６上に重ねて配置され、高透磁率シ
ート部材１及び変形補助部材２上に被測定者５が頭を東
側に向けて寝た状態で乗ることができるもので、いずれ
も幅｛図１（ａ）の上下方向、すなわち南北方向におけ
る寸法｝が被測定者５の肩幅よりも幅広であり、長さ
｛図１（ａ）の左右方向、すなわち東西方向における寸
法｝が被測定者５の胸部全域及び腹部の一部をカバーす
る程度の寸法に選ばれている。また、第１磁気センサ３
は、高透磁率シート部材１の幅方向の一方、すなわち南
側における周縁部の直下に当たるベッド６の下部に配置
され、第２磁気センサ４は、第１磁気センサ３と同じ幅
方向位置の高透磁率シート部材１から離れた位置のベッ
ド６の下部に配置されている。さらに、第１磁気センサ
３と第２磁気センサ４とは、床から同じ距離だけ離し、
向きを揃えて配置されており、両磁気センサ３、４の特
性は同じものを用いている。

【００１８】この場合、高透磁率シート部材１は、純鉄
よりも透磁率が高い高透磁率材料、例えば、比透磁率が
８０００程度またはそれ以上の鉄系、鉄／ニッケル系、
コバルト系合金等からなるアモルファス合金、または、
鉄／ニッケル合金で、ニッケルの含有比率（重量比率）
が３５乃至８０％のパーマロイ等が選ばれる。前記アモ
ルファス合金には、鉄、ニッケル、コバルトを主成分と
し、ボロン（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）、カーボン（Ｃ）等を若干量含有している市販のも
のが含まれる。このようなアモルファス合金は、透磁率
が高く、シート状に形成する際に、比較的薄くできるた
め、外部からの力によって変形し易くできるという特徴
を有している。一方、パーマロイは、透磁率が純鉄に比
べて高いものの、シート状に形成する際の薄膜化が制限
されることから、柔軟性や外部からの力による変形の度
合の点でアモルファス合金よりも劣っているが、コスト
面でアモルファス合金に比べて有利である。

【００１９】また、高透磁率シート部材１の厚さは、そ
の上に乗る被測定者５の微動に対応して変形または変位
することが必要であるため、実用上、０．２ｍｍまたは
それ以下の厚さであればよい。そして、高透磁率シート
部材１の寸法は、その上に乗る被測定者５が測定前また
は測定中に動く場合を考慮すれば、被測定者５の肩幅よ
りも幅広のもの、好ましくは、長時間の測定を考慮し、
被測定者５が寝返りした場合でも測定が続行できるよう
に、被測定者５の肩幅の２倍程度またはそれ以上のもの
を選び、少なくとも被測定者５の胸部（心臓部）全域を
カバーできる長さのもの、好ましくは、被測定者５の身
長の差異、乗る位置のバラツキ等を見て、標準的な被測
定者５の胸部全域及び腹部の一部をカバーできる長さの
ものを選ぶ。なお、本実施例においては、高透磁率シー
ト部材１を被測定者５の肩幅方向に長い長方形状とした
が、これ以外の形状、例えば、長さ方向を延ばし、長さ
方向よりも肩幅方向が短い長方形状や円形状または楕円
形状のものでもよい。

【００２０】さらに、高透磁率シート部材１は、１枚の
連続したシートからなるものだけでなく、複数枚のシー
トを組み合わせて実質上１枚のシートにしたもの、リボ
ン状の素材を編んで１枚のシート状体にしたもの、線形
０．２ｍｍ以下の細線を編んで１枚のシート状体にした
ものでもよく、特に、編んで構成したシート状体のもの
は、被測定者５の微動に対して変形または変位し易いと
いう利点がある。

【００２１】なお、図１に図示されていないが、高透磁
率シート部材１上にシーツ等の薄い布を敷き、被測定者
５がその上に乗って測定を行ってもよい。

【００２２】次に、変形補助部材２は、高透磁率シート
部材１上に乗った被測定者５の微動によって高透磁率シ
ート部材１が変形または変位し易いように、高透磁率シ
ート部材１の下部に付設するもので、高透磁率シート部
材１よりも柔軟性に富んだ非強磁性体材料、例えば、発
泡ウレタン等の発泡体からなるスポンジ、シリコンゴム
等のエラストマー部材等の弾性を有するクッション部材
等が用いられる。そして、変形補助部材２の寸法は、高
透磁率シート部材１の変形または変位を補助するもので
あることから、高透磁率シート部材１の寸法と同じまた
はそれよりも若干大きな寸法になるように選び、変形補
助部材２の厚さは、構成材料によって異なるが、概して
３ｍｍ乃至１００ｍｍの範囲内のものが選ばれる。この
他に、ベッド６に変形補助部材２の機能を持たせ、変形
補助部材２たるベッド６上に高透磁率シート部材１を配
置するようにしてもよく、更には敷布団等を変形補助部
材２の代用として用いてもよい。

【００２３】次いで、第１及び第２磁気センサ３、４
は、地磁気のような弱い静磁界を検出する必要があるこ
とから、高感度磁気センサ、例えば、トロイダルコアに
１次コイル（トロイダルコイル）及び２次コイル（出力
コイル）を捲回したフラックスゲート方式の磁気センサ
（以下、これをＦＧＳという）が用いられる。

【００２４】図２（ａ）、（ｂ）は、かかるＦＧＳの構
成の一例を示す構成図であって、（ａ）はその分解斜視
図、（ｂ）はその動作原理を示す説明図である。

【００２５】図２（ａ）に示されるように、ＦＧＳは、
複数枚のパーマロイリングを積層してトロイダルコアＣ
を形成し、トロイダルコアＣに沿って１次コイル（トロ
イダルコイル）Ｌ₁をほぼ均一に捲回し、トロイダルコ
アＣの径方向に方向性をもたせて２次コイル（出力コイ
ル）Ｌ₂を捲回した構造のものである。なお、図２
（ａ）に示したＦＧＳは、２次コイルとしてＸコイルと
Ｙコイルを備え、直交する２軸方向の磁界を検出できる
ものであるが、ＦＧＳはこれに限られず、少なくとも１
軸方向の磁界が検出できるものであればよい。

【００２６】図２（ｂ）に示されるように、地磁気がト
ロイダルコアＣを通っているとき、１次コイルＬ₁に供
給する電流量を増加させると、電流はトロイダルコアＣ
が磁気飽和するまで増加するが、地磁気の影響により、
トロイダルコアＣ上の領域ａの方が領域ｂに比べて一瞬
早く磁気飽和するようになる。この時点に、２次コイル
Ｌ₂内の上向きの磁束と下向きの磁束との増加のバラン
スが崩れ、見掛け上、２次コイルＬ₂を通る磁束が変化
したことになり、２次コイルＬ₂からパルス電圧が出力
される。このパルス電圧の大きさは、トロイダルコアＣ
を通る地磁気の強さに依存することから、パルス電圧の
大きさを見ることによって、地磁気を検出することがで
きるものである。

【００２７】ＦＧＳの検出感度は、トロイダルコアＣの
材質やその寸法、１次コイルＬ₁や２次コイルＬ₂の捲
回数に依存する。そこで、トロイダルコアＣの材質に
は、透磁率が高く、高域側の周波数特性（周波数が高く
なっても透磁率が低下しにくいもの）が良好で、角形比
が高く、保磁力が小さいものを選んでおり、通常、パー
マロイ（ＰＡ、ＰＣ級）、スーパーマロイ等のアモルフ
ァスに比べて低コストの材質、または、鉄系合金アモル
ファス、鉄／ニッケル系合金アモルファス、コバルト系
合金アモルファス等の透磁率がより高く、小型化が可能
な材質、もしくは、パーマロイよりも低コストのフェラ
イト等の材質が用いられる。また、２次コイルＬ₂は、
その捲回数を増やせば、大きなパルス電圧を出力させる
ことができ、ＦＧＳはホール素子等の他の磁気センサよ
りも高い検出感度が得られる。

【００２８】なお、第１磁気センサ３及び第２磁気セン
サ４は、ＦＧＳを用いたものに限られるものでなく、磁
気インピーダンス素子（ＭＩ素子）、ホール素子、磁気
抵抗素子（ＭＲ素子）等を用いてもよい。そして、第１
磁気センサ３及び第２磁気センサ４として、検出感度の
比較的低いホール素子等を採用する場合には、検出感度
を補うために、高透磁率材料からなる、例えば逆円錐形
状の集磁素子をホール素子等に近接配置した磁気センサ
が用いられる。

【００２９】次に、図３は、図１に図示の実施例におい
て、第１磁気センサ３及び第２磁気センサ４で得られた
微動をアナログ処理する処理回路の一例を示すブロック
構成図であり、図４は、図３に図示の処理回路における
各部の信号状態を示す信号波形図である。

【００３０】図３に示されるように、処理回路は、第１
磁気センサ３と、第２磁気センサ４と、増幅回路７、８
と、検波回路９、１０と、積分回路１１、１２と、ロー
パスフィルタ１３、１４と、抵抗分配回路１５と、ＦＧ
Ｓ駆動回路１６と、クロック発生回路１７と、減算回路
１８とからなっており、これらの構成要素３乃至４、７
乃至１８は図３に示されるように互いに接続されてい
る。そして、第１磁気センサ３及び第２磁気センサ４
は、ともに同じ特性のＦＧＳからなるもので、図１に示
されるように、第１磁気センサ３が高透磁率シート部材
１の周縁部の直下に配置され、第２磁気センサ４が高透
磁率シート部材１から離れた位置に配置されている。な
お、ここでは、簡単のために２次コイル（出力コイル）
が１軸方向のみの磁界を検出するもので説明するが、直
交する２軸あるいは３軸方向を検出する場合も同様の処
理回路で磁気センサからの信号を処理することができ
る。

【００３１】前記構成による処理回路は、次のように動
作する。

【００３２】クロック発生回路１７は、図４の１段目の
信号波形ａに示すような３．８ＫＨｚの方形波駆動タイ
ミング信号と、図４の２段目の信号波形ｂに示すような
７．６ＫＨｚの方形波検波タイミング信号を発生し、駆
動タイミング信号をＦＧＳ駆動回路１６に供給し、検波
タイミング信号を２つの検波回路９、１０に供給する。
ＦＧＳ駆動回路１６は、供給された駆動タイミング信号
に応答して、交流駆動信号（矩形波の交流電圧）を発生
する。抵抗分配回路１５は、交流駆動信号を分配し、こ
れにより正方向及び負方向に対してそれぞれ電流の大き
さが順次増大する駆動電流が第１磁気センサ３の１次コ
イル（トロイダルコイル）と第２磁気センサ４の１次コ
イル（トロイダルコイル）にそれぞれ流れる。

【００３３】第１磁気センサ３及び第２磁気センサ４
は、供給された駆動電流によって、トロイダルコアが磁
気非飽和状態から磁束の一方向の磁気飽和状態に達し、
その後、駆動電流の極性の反転で、磁気飽和状態から磁
気非飽和状態を経て磁束の他方向の磁気飽和状態にな
る。このように、第１磁気センサ３及び第２磁気センサ
４は、トロイダルコアが磁気非飽和、一方向の磁気飽
和、磁気非飽和、他方向の磁気飽和、磁気非飽和の各状
態を順次繰返すもので、第１磁気センサ３及び第２磁気
センサ４の１次コイル（トロイダルコイル）の端子間電
圧は、図４の３段目の信号波形ｃに示すように、電流極
性が反転してからトロイダルコアが磁気飽和するまでの
間大きな値を示し、トロイダルコアが磁気飽和する瞬間
に小さい値を示す。

【００３４】第１磁気センサ３及び第２磁気センサ４
は、地上空間に存在する地磁気の影響を受ける。ここ
で、図２（ｂ）を用いて前述したようにトロイダルコア
の一方の領域（領域ａに相当する領域）と他方の領域
（領域ｂに相当する領域）との間に磁気非飽和から磁気
飽和になる時間及び磁気飽和から磁気非飽和になる時間
のそれぞれに僅かのずれが生じる。このとき、第１磁気
センサ３及び第２磁気センサ４のそれぞれの２次コイル
（出力コイル）内で、軸線方向における一方の向き（例
えば、図３で上向き）の磁束と他方の向き（例えば、図
３で下向き）の磁束との増加または減少のバランスが崩
れ、見掛け上、２次コイル（出力コイル）を通る磁束が
変化したことになり、２次コイル（出力コイル）から、
図４の４段目の信号波形ｄに示すようなパルス電圧が出
力される。すなわち、駆動電流の極性が反転した瞬間
（コアの飽和から非飽和への移行）と、同じ方向に駆動
電流が印加され続け、これにより非飽和から飽和へと移
行する瞬間にパルス電圧が生じる。

【００３５】増幅回路７は、第１磁気センサ３の２次コ
イル（出力コイル）から出力されたパルス電圧を増幅
し、図４の５段目の信号波形ｅに示すような増幅パルス
電圧を発生する。また、増幅回路８は、第２磁気センサ
４の２次コイル（出力コイル）から出力されたパルス電
圧を増幅し、同様に増幅パルス電圧を発生する。

【００３６】検波回路９は、利得が１の反転増幅器また
は利得が１の非反転増幅器として働くアナログバッファ
を構成しているもので、供給される検波タイミング信号
の２値極性（ハイ、ロー）に対応して極性の反転、非反
転が制御され、入力される増幅パルス電圧を、図４の６
段目の信号波形ｆに示すような１極性パルス電圧に変換
する。即ち、増幅パルス電圧は、磁気飽和から磁気非飽
和に移行する時点に出力される第１パルスと、磁気非飽
和から磁気飽和に移行する時点に出力される第２パルス
の極性が異なっているため、検波回路９に負極性の第１
パルスが供給される時点に、検波回路９を反転増幅器と
して働かせ、検波回路９の出力において第１及び第２パ
ルスの極性がともに正極性になるようにしている。な
お、２つの第１パルスの時間的な中間位置で第２パルス
が発生するように、２つの磁気センサ３、４の特性に合
わせて前記駆動タイミング信号の周波数や抵抗分配回路
１５の各抵抗値を選んでおり、これによりクロック発生
回路１７の簡略化を図ることができる。また、検波回路
１０も、検波回路９と同様の動作が行われ、１極性パル
ス電圧を得ている。

【００３７】積分回路１１は、検波回路９が出力した１
極性パルス電圧を積分し、１極性パルス電圧中に含まれ
ている駆動タイミング信号及び検波タイミング信号成分
を除去している。また、積分回路１２も、積分回路１１
と同様な動作が行われる。

【００３８】ローパスフィルタ１３は、約２０Ｈｚのカ
ットオフ周波数を有するもので、積分回路１１の積分出
力中に含まれる商用電源周波数成分を除去している。ち
なみに、被測定者５（人体）の心拍数は、１乃至２Ｈｚ
程度であるので、ローパスフィルタ１３で除去されるこ
とがなく、ローパスフィルタ１３の出力から、図４の７
段目の信号波形ｇに示すように、被測定者５の呼吸や心
拍を含んだ信号が得られるが、この信号中には被測定者
５の呼吸や心拍に関係のない外来磁界等のノイズ成分が
含まれている。また、ローパスフィルタ１４も、ローパ
スフィルタ１３と同じ構成を有し、かつ、同じ働きをす
るものであるが、ローパスフィルタ１４の出力は、図４
の８段目の信号波形ｈに示すように、被測定者５の呼吸
や心拍を殆んど含まない外来磁界等のノイズ成分が主な
ものとなっている。

【００３９】減算回路１８は、ローパスフィルタ１３の
出力信号とローパスフィルタ１４の出力信号とを減算す
るもので、この減算によって外来磁界等のノイズ成分の
大部分が相殺され、図４の９段目の信号波形ｉに示すよ
うに、ローパスフィルタ１３の出力信号中に含まれる被
測定者５の呼吸や心拍のみを主に含んだ信号が得られ
る。

【００４０】なお、図４に示される各信号波形ａ乃至ｉ
において、横軸はそれぞれ時間を示すものであるが、信
号波形ａ乃至ｆの時間に比べて、信号波形ｇ乃至ｉの時
間は圧縮されている。

【００４１】ここで、図７は、本実施例の生体信号検出
装置によって得られた人体の微動を示す波形図である。

【００４２】図７に示される波形は、通常の状態のと
き、及び、呼吸を停止した状態のときの測定結果を示す
もので、前半部分（イの部分）は、主として、大きなう
ねりからなる呼吸状態（心拍が重畳されている）が支配
的であり、後半部分（ロの部分）は、専ら細かい波から
なる心拍状態が示されている。

【００４３】次いで、図５は、図１に図示の実施例にお
いて、第１磁気センサ３及び第２磁気センサ４で得られ
た微動をデジタル処理する処理回路の一例を示すブロッ
ク構成図であり、図６は、図５に図示の処理回路におけ
る各部の信号状態を示す信号波形図である。

【００４４】なお、図５において、図３に示された構成
要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。

【００４５】図５に示されるように、この処理回路（以
下、これをデジタル処理回路という）と図３に図示され
た処理回路（以下、これをアナログ処理回路という）と
の構成上の違いを比較すると、アナログ処理回路がクロ
ック発生回路１７及び減算回路１８を具備しているのに
対し、デジタル処理回路が２つのアナログ−デジタル
（ＡＤ）コンバータ１９、２０及びマイクロコンピュー
タ２１を具備している点だけであって、その他に、デジ
タル処理回路とアナログ処理回路との間に構成上の違い
はない。

【００４６】また、デジタル処理回路の動作は、ＦＧＳ
駆動回路１６に供給される駆動タイミング信号及び２つ
の検波回路９、１０に供給されるされる検波タイミング
信号がマイクロコンピュータ２１で形成される点、ロー
パスフィルタ１３の出力信号波形ｇがＡＤコンバータ１
９で、ローパスフィルタ１４の出力信号波形ｈがＡＤコ
ンバータ２０でそれぞれデジタル化された後、マイクロ
コンピュータ２１においてデジタル的に減算されたデジ
タルデータとして出力される点が、前述のアナログ処理
回路の動作と異なるだけで、その他の動作は、いずれ
も、前述のアナログ処理回路の動作と同じである。

【００４７】このため、デジタル処理回路の動作につい
ては、これ以上の詳しい説明を省略する。

【００４８】次に、図８（ａ）、（ｂ）は、本発明によ
る生体信号検出装置の第２の実施例を示す構成図であっ
て、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。なお、図
８（ａ）において、ベッド６は図示していない。

【００４９】図８に示されるように、第２の実施例によ
る生体信号検出装置は、第１の実施例で示したアモルフ
ァス合金からなる南北方向（被測定者５の肩幅方向）に
長い長方形状の高透磁率シート部材１と、この高透磁率
シート部材１の下部に配置される変形補助部材２と、こ
の変形補助部材２に設けた穴２２に収納された第１磁気
センサ３と、高透磁率シート部材１から離れた位置に配
置された他の磁気センサである第２磁気センサ４とを備
え、高透磁率シート部材１及び変形補助部材２は、第１
の実施例と同様にベッド６上に重ねて配置されている。
なお、図８（ｂ）では、ベッド６、変形補助部材２、高
透磁率シート部材１及び被測定者５は互いに少し離して
図示しているが、これは図面を理解しやすくするためで
あり、実際には、当然これらは接触している。この点
は、第１の実施例の図１（ｂ）でも同様である。

【００５０】この第２の実施例における第１の実施例と
の最大の相違点は、第１磁気センサ３の配置位置であ
る。すなわち、被測定者５が頭を例えば東側に向け、仰
向けに変形補助部材２及び高透磁率シート部材１上に横
たわったときに、被測定者５の体の動き（体動）が大き
い胸部（より好ましくは心臓部）が位置する部位におけ
る高透磁率シート部材１の真下に第１磁気センサ３を配
置可能にするために、弾性を有するクッション部材等か
らなる変形補助部材２に第１磁気センサ３を収納するた
めの穴２２を形成している。この穴２２は変形補助部材
２を貫通していても、貫通していない有底の穴でもよ
い。ここで、変形補助部材２は、第１磁気センサ３を収
納するために、ある程度の厚さが必要であり、５ｍｍ乃
至１００ｍｍの範囲内のものが選ばれる。そして、この
変形補助部材２の厚さと同じか薄い厚さを有するＦＧＳ
からなる第１磁気センサ３が、そのトロイダルコアの水
平面が高透磁率シート部材１の平面と平行になり、か
つ、第１磁気センサ３の２次コイルの軸線方向が南北を
向き、さらに、第１磁気センサ３と高透磁率シート部材
１とが接触する状態で、前記穴２２内に納められてい
る。なお、第１磁気センサ３は必ずしも高透磁率シート
部材１と接触している必要はないが、高透磁率シート部
材１に近いほど大きな生体信号を検出できる。

【００５１】前記第２磁気センサ４は、第１磁気センサ
３との差動信号を得るためのものであり、よって、その
特性は第１磁気センサ３と同じものを用い、かつ、その
向きも第１磁気センサ３と一致させている。そして、第
２磁気センサ４の配置位置は、高透磁率シート部材１の
変形による磁束の変化の影響を受けないように、この高
透磁率シート部材１から離れた第１磁気センサ３の西側
の延長方向であって、第１磁気センサ３の高さと同じ高
さとなる位置としている。

【００５２】なお、前記変形補助部材２は、図８より明
らかなように、高透磁率シート部材１とほぼ同じ幅を有
し、被測定者５がベッド６に横たわったときに、被測定
者５の頭部から脚もとまで達する以上の長さを備えた東
西方向に長い長方形状をしている。これは前述したよう
に、変形補助部材２が第１磁気センサ３を収納するため
にある程度（５ｍｍ乃至１００ｍｍ）の厚さが必要であ
り、この変形補助部材２の寸法を第１の実施例で示した
ように、高透磁率シート部材１と同程度の寸法とした場
合には、被測定者５は、肩から腹部の一部だけが変形補
助部材２の厚さ分押し上げられた体勢となり、被測定者
５に負担を与えることになるが、前述のように、変形補
助部材２が被測定者５の身長以上の長さを備えていれ
ば、そのような負担をなくすことができる。厳密には、
高透磁率シート部材１の厚さも加えられるが、これは、
０．２ｍｍ以下と変形補助部材２の厚さに比べて薄いた
め無視することができる。

【００５３】なお、ＦＧＳには、トロイダルコアに銅線
を巻いたものではなく、多層プリント配線技術を用いて
ＦＧＳを構成した厚さ１．５ｍｍ乃至２ｍｍ程度の薄い
ものもあり、このような薄いＦＧＳを用いれば、変形補
助部材２も薄くすることができ、この場合には、第１の
実施例のように高透磁率シート部材１とほぼ同寸法の外
形を有する変形補助部材２を用いても、それほど被測定
者５には負担を与えない。

【００５４】この第２の実施例による生体信号検出装置
の信号処理回路及びその動作は、基本的に、前述の第１
の実施例の生体信号検出装置と同じであるため、それら
の説明は省略する。

【００５５】かかる第２の実施例においても、第１磁気
センサ３と第２磁気センサ４との検出出力の差出力（差
動信号）を得るようにしているため、外来磁界等のノイ
ズ成分を除去することができ、被測定者５の微動による
生体信号を正確に検出することができる。

【００５６】また、この第２の実施例においては、第１
磁気センサ３を高透磁率シート部材１に接触する状態で
配置しているため、被測定者５の微動に伴う第１磁気セ
ンサ３の配置位置における磁界分布の変化は大きなもの
となり、被測定者５の生体信号を大きな信号として確実
に検出することができる。

【００５７】さらに、第１磁気センサ３の配置位置は、
被測定者５の胸部（心臓部）が位置する部位すなわち体
動の大きな部位としているため、この第１磁気センサ３
の配置位置においては、被測定者５の微動に伴って高透
磁率シート部材１が大きく変形するので、この変形によ
り磁界分布の変化も大きくなり、よって、第１磁気セン
サ３によって大きな生体信号を検出することができる。

【００５８】なお、第１磁気センサ３の向きは、前述し
た第２の実施例のものに限られず、トロイダルコアの水
平面と高透磁率シート部材１の平面とが垂直あるいはそ
れ以下（９０度以下）の角度をなして交わるように配置
してもよく、また、２次コイルの軸線方向が南北以外の
向きを向くようになっていてもよい。これは、第１磁気
センサ３を前述したように、体動の大きな部位における
高透磁率シート部材１の真下に、かつ、高透磁率シート
部材１と接触するように配置したため、第１磁気センサ
３の配置位置では、被測定者５の微動に伴う磁界分布の
変化が極めて大きくなり、第１磁気センサ３の向きをど
のようにしたとしても、この磁界分布の変化のなかに第
１磁気センサ３の２次コイルと鎖交する成分が含まれる
ためである。

【００５９】また、前述した第２の実施例では、変形補
助部材２をベッド６上に載置しているが、ベッド６に変
形補助部材２の機能を持たせ、変形補助部材２となるベ
ッド６に第１磁気センサ３を埋設することも可能であ
る。

【００６０】さらに、第２の実施例の変形例として、変
形補助部材２に多数の穴を分散させて形成し、各穴に第
１磁気センサ３を収納し、それぞれの第１磁気センサ３
と第２磁気センサ４との差動信号を取るようにすること
もできる。このように構成すれば、被測定者５の身長が
異なったり、被測定者５が寝返りを打って、高透磁率シ
ート部材１上における体動の大きな位置が変わったとし
ても、いずれかの第１磁気センサ３からは大きな出力が
得られ、その大きな出力を生体信号として採用すること
により、被測定者５の身長や寝返りの有無に関係なく、
常に生体信号を確実に検出ことが可能となる。

【００６１】続いて、図９は、本発明による生体信号検
出装置の第３の実施例を示す構成図である。

【００６２】図９に示されるように、第３の実施例によ
る生体信号検出装置は、高透磁率シート部材１と、高透
磁率シート部材１の下部に配置される変形補助部材２
（図示なし）と、高透磁率シート部材１の４つのコーナ
部のうち南側のコーナ部の直下にそれぞれ配置された２
つの第１磁気センサ３（１）、３（２）と、北側のコー
ナ部にそれぞれ配置された２つの第１磁気センサ３
（３）、３（４）と、高透磁率シート部材１から離れた
位置の南側と北側にそれぞれ配置された他の磁気センサ
である２つの第２磁気センサ４（１）、４（２）とを備
えており、各磁気センサの向き及び特性は同じになるよ
うにしている。なお、高透磁率シート部材１及び変形補
助部材２は、第１の実施例と同様にベッド６（図示な
し）上に重ねて配置されている。

【００６３】第３の実施例の生体信号検出装置の動作
は、基本的に、前述の第１の実施例の生体信号検出装置
の動作と同じであるので、その動作説明は省略する。

【００６４】かかる第３の実施例は、高透磁率シート部
材１の同じ幅方向にある２つの第１磁気センサ３
（１）、３（２）の検出出力を用いて、それらの検出出
力のそれぞれについて第２磁気センサ４（１）の検出出
力との差出力（第１差出力と第２差出力）を発生させ、
同じように２つの第１磁気センサ３（３）、３（４）の
検出出力のそれぞれと第２磁気センサ４（２）の検出出
力との差出力（第３差出力と第４差出力）を発生させ
る。このように複数の差出力を得るようにし、第１乃至
第４差出力のうち最大レベルのものを生体信号として採
用するようにすれば、仮に、被測定者５が動いて大きな
信号が得られる第１磁気センサが、例えば、３（１）か
ら３（４）というように変化したとしても、被測定者５
の微動を見逃しにくくなり、生体信号の検出をより確実
に行うことができる。

【００６５】また、このように多くの差出力を得るよう
にすれば、例えば、ベッド６の一方側、例えば第１磁気
センサ３（１）、３（２）及び第２磁気センサ４（１）
側（南側）の近くに鉄骨等の入った壁があって、それに
より地磁気が歪んでいたとしても、ベッド６の他方側
（北側）、第１磁気センサ３（３）、３（４）及び第２
磁気センサ４（２）側で得られた検出出力を用いるよう
にすれば、被測定者５のより正確な微動を検出すること
が可能になる。

【００６６】また、第３の実施例の１つの変形例とし
て、２つの第２磁気センサ４（１）、４（２）を用い
ず、１つの第２磁気センサ４だけを他の磁気センサとし
て用い、この第２磁気センサ４を２つの第２磁気センサ
４（１）、４（２）の配置点の中間部分に配置（被測定
者５の脚の先端に配置）し、前記第１磁気センサ３
（１）、３（２）、３（３）、３（４）の検出出力のそ
れぞれとこの第２磁気センサ４の検出出力との差出力を
とって前記第１乃至第４差出力を得るようにしてもよ
い。

【００６７】さらに、第３の実施例の他の変形例とし
て、第２磁気センサ４、４（１）、４（２）を用いず
に、２つの第１磁気センサ３（１）、３（３）の検出出
力の差出力（第５差出力）または２つの第１磁気センサ
３（２）、３（４）の検出出力の差出力（第６差出力）
のみを用いても、比較的大きな検出出力を得ることがで
きるとともに、外来磁界によるノイズ成分の除去を行う
ことができる。これは、地磁気による磁束が南北方向を
向いており、南側の２つの第１磁気センサ３（１）、３
（２）の配置個所と北側の２つの第１磁気センサ３
（３）、３（４）の配置個所とでは、磁束の粗密が逆に
なると考えられるので、２つの第１磁気センサ３
（１）、３（２）でそれぞれ得られる２つの検出信号と
２つの第１磁気センサ３（３）、３（４）でそれぞれ得
られる２つの検出信号とが互いに逆相になるのに対し、
外来磁束によるノイズ成分が同相であるので、第５差出
力または第６差出力においては、ノイズ成分の殆んどが
相殺され、検出信号が加算されるためである。すなわ
ち、第１磁気センサ３（３）は第１磁気センサ３（１）
に対する他の磁気センサとなり、同様に第１磁気センサ
３（４）は第１磁気センサ３（２）に対する他の磁気セ
ンサとして機能する。

【００６８】次いで、図１０は、本発明による生体信号
検出装置の第４の実施例を示す構成図である。

【００６９】図１０に示されるように、第４の実施例に
よる生体信号検出装置は、高透磁率シート部材１と、高
透磁率シート部材１の下部に配置される変形補助部材２
（図示なし）と、高透磁率シート部材１の幅方向の一方
の南側となる周縁部の直下に配置された１つの第１磁気
センサ３とを備えており、第１の実施例と同じようにベ
ッド６（図示なし）の上に高透磁率シート部材１及び変
形補助部材２が重ねて配置されている。

【００７０】第４の実施例の生体信号検出装置の動作
は、第１磁気センサ３の検出出力のみを用いている点、
すなわち、第２磁気センサ４の検出出力との差動信号を
とっていない点で、前述の第１の実施例の生体信号検出
装置の動作と異なっているが、基本的な点で、前述の第
１の実施例の生体信号検出装置の動作と一致しているの
で、その動作説明は省略する。

【００７１】かかる第４の実施例は、外来磁束によるノ
イズ成分の除去を行っていないため、その分、検出出力
の精度が低下するが、ノイズ成分に比べて検出出力のレ
ベルが大きいことから、大きな支障は生じなく、特に、
呼吸による微動を検出する場合には全く問題はない。

【００７２】また、第４の実施例の変形例として、高透
磁率シート部材１の幅方向の一方の例えば南側となる周
縁部の直下及び同方（南側）の周縁部の直上のそれぞれ
に特性が同じ第１磁気センサ３、３を向きを一致させて
配置し、好ましくは、直下の第１磁気センサ３と高透磁
率シート部材１との距離及び直上の第１磁気センサ３と
高透磁率シート部材１との距離を同じにし、平面的に真
上から見たときに、両第１磁気センサ３、３が重なるよ
うに配置し、これら２つの第１磁気センサ３、３の検出
出力の差出力を用いるようにしてもよい。このようにす
れば、比較的大きな検出出力を得ることができるととも
に、外来磁界によるノイズ成分の除去を行うことができ
る。これは、２つの第１磁気センサ３、３の配置個所、
すなわち、高透磁率シート部材１の同じ側における上側
と下側において、磁束の粗密が逆になると考えられるた
め、２つの第１磁気センサ３、３で得られる検出信号が
互いに逆相になるのに対し、外来磁界によるノイズ成分
が同相であるので、前記差出力においては、ノイズ成分
の殆んどが相殺され、検出信号が加算されるためであ
る。すなわち、２つの第１磁気センサ３、３の内の一方
（例えば、高透磁率シート部材１の上側に配置された第
１磁気センサ３）が他の磁気センサとして機能する。な
お、この変形例においては、高透磁率シート部材１の上
側に位置する第１磁気センサ３が被測定者５の邪魔にな
らないように配置する。

【００７３】なお、第１乃至第４の実施例を通して、少
なくとも第１磁気センサ３、３（１）乃至３（４）の配
置個所は、できるだけ高透磁率シート部材１に近接して
いることが好ましく、より好ましくは、第２の実施例の
ように高透磁率シート部材１と接する位置であるが、変
形補助部材２やベッド６を介在させる場合には、離間距
離が２０乃至４０ｃｍ程度であれば、実用的に問題がな
い。そして、もし、第１磁気センサ３、３（１）乃至３
（４）の検出感度が低いときには、ＦＧＳを構成する２
次コイル（出力コイル）の捲回数を増やすようにすれば
よく、複数の第１磁気センサ３、３（１）乃至３（４）
を配置する際には、高透磁率シート部材１からの距離を
ほぼ同じにすることが好ましい。さらに、第２磁気セン
サ４、４（１）、４（２）を配置する場合には、これら
第２磁気センサ４、４（１）、４（２）の床からの距離
と前記第１磁気センサ３、３（１）乃至３（４）の床か
らの距離をほぼ同じにし、少なくとも差出力をとる磁気
センサの向きはほぼ一致させるのがよい。

【００７４】なお、前述した第１、第３及び第４の実施
例では、いずれも第１磁気センサを高透磁率シート部材
１の周縁部（コーナー部）の真下に配置したが、必ずし
も周縁部の真下である必要はなく、高透磁率シート部材
１の変形を検出できる位置にあれば、この高透磁率シー
ト部材１の周縁部から若干（例えば、１０乃至２０ｃｍ
程度）離してもよく、逆に、周縁部から高透磁率シート
部材１の内側に入ってもよい。そして、高透磁率シート
部材１の周縁部の内側に第１磁気センサを配置する場合
には、第２の実施例で説明したように、被測定者５の体
動が大きい胸部（心臓部）が位置する部位における高透
磁率シート部材１の真下が好ましい。

【００７５】また、第１磁気センサ３及び第２磁気セン
サ４としてＦＧＳを用いる場合は、１軸方向にのみ２次
コイル（出力コイル）を捲回したものに限られず、図２
（ａ）に示されるように、２軸方向に２次コイル（出力
コイル）を捲回したものまたは３軸方向の磁界を検出で
きるものを用いてもよい。

【００７６】この場合、１軸方向だけに２次コイル（出
力コイル）を捲回したＦＧＳは、配置する場合に、トロ
イダルコアの水平面が高透磁率シート部材１に対してほ
ぼ垂直になるように、かつ、２次コイル（出力コイル）
の軸線方向が東西を向かないように配置すれば、確実に
地磁気との鎖交が達成され、生体信号の検出が確実なも
のとなる。このため、第１、第３、第４の各実施例にお
いては、ＦＧＳをこのような向きとしているが、ＦＧＳ
の向きがこれに限定されるものではないのは第２の実施
例で説明した通りである。なお、図１、図８乃至図１０
に図示した第１磁気センサ３、３（１）乃至３（４）及
び第２磁気センサ４、４（１）、４（２）は、単に各磁
気センサの配置位置を示しているだけである。

【００７７】これに対し、２軸方向または３軸方向を検
出するＦＧＳは、配置状態に何等の制限がなく、何れか
の軸方向の２次コイル（出力コイル）から検出出力が得
られる。

【００７８】なお、前記各実施例において、被測定者５
がベッド６に横たわったとき、被測定者５の頭が東側を
向き、脚が西側を向くようにベッド６を配置している
が、ベッド６の配置はこれに限られず、被測定者５の頭
が西側や南側あるいは南東等いずれの方向を向くように
してもよい。

【００７９】また、高透磁率シート部材１は被測定者５
の肩幅方向（被測定者５が仰向けに横たわったときの左
肩と右肩とを結ぶ線方向）に長く、この幅方向が南北を
向くように高透磁率シート部材１を配置しているが、こ
の配置方向もこれに限られるものではない。

【００８０】さらに、第１、第３、第４の各実施例にお
いて、第１磁気センサ３、３（１）、３（２）及び第２
磁気センサ４、４（１）を高透磁率シート部材１の南側
となる周縁部及びその延長方向の下側に配置し、第１磁
気センサ３（３）、３（４）及び第２磁気センサ４
（２）を高透磁率シート部材１の北側となる周縁部及び
その延長方向の下側に配置しているが、この磁気センサ
の配置個所（方向）もこれに限られるものではなく、高
透磁率シート部材１の南東側とか西北西等における周縁
部近傍でもよく、さらには、第２の実施例で示したよう
に、高透磁率シート部材１の中央付近の下側であって
も、被測定者５の微動に伴う磁界分布の変化を検出する
ことは可能である。

【００８１】しかしながら、静磁場として地磁気を利用
し、第１磁気センサを高透磁率シート部材１の周縁部近
傍に配置する場合における第１磁気センサの好ましい配
置個所は、第１、第３及び第４の実施例に示したように
高透磁率シート部材１の南北方向の少なくとも一方の周
縁部近傍、すなわち北側の端部近傍か南側の端部近傍で
ある。これは、地磁気による磁束が南北に通っており
（地球の自転軸と磁北とが一致していないため、正確に
は地域によって数度の偏角を有している）、高透磁率シ
ート部材１によりこの磁束が曲げられ、高透磁率シート
部材１に磁束が集中するため、磁束の出入口となる高透
磁率シート部材１の南北方向における周縁部近傍におい
て、被測定者５の微動による磁束の変化（磁界分布の変
化）が大きくなると考えられるためである。このような
理由により、第１磁気センサを高透磁率シート部材１の
周縁部近傍に配置する場合には、ベッド６の配置や高透
磁率シート部材１の形状及び配置方向に関係なく、第１
磁気センサの配置個所としては、高透磁率シート部材１
の南北方向の少なくとも一方の周縁部近傍とすることが
望ましい。また、第２磁気センサの好ましい配置個所
は、第１磁気センサと外来磁界によるノイズ成分が同じ
ようにのっている位置であり、一般的には、第１磁気セ
ンサと同じ高さで、側壁等から同じ距離離れている個所
である。

【００８２】また、磁気センサを高透磁率シート部材１
の下側に配置したのは、被測定者５の動きが磁気センサ
により制限を受けないようにするためであるが、第１ま
たは第４の実施例のように磁気センサが被測定者５の一
方側だけに配置され、高透磁率シート部材１の幅寸法が
肩幅に比べて大きければ、磁気センサを高透磁率シート
部材１の上側に配置したとしても、被測定者５の動きは
それほど制限されない。

【００８３】なお、前記各実施例においては、高透磁率
シート部材１の下側に変形補助部材２を配置した例を挙
げて説明したが、本発明による生体信号検出装置はかか
る構成のものに限られるものでなく、適宜省略してもよ
く、ベッド６に変形補助部材の機能を持たせ、ベッド６
を変形補助部材としてもよい。また、ベッド６について
も同様である。

【００８４】また、本発明における被測定体は、被測定
者５すなわち人体に限られるものではなく、犬や猫等の
動物であってもよい。

【００８５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被測定
体が変形可能な高透磁率部材上に乗れば、被測定体の微
動が高透磁率部材に伝達され、その際に高透磁率部材が
微動によって微小変形し、この高透磁率部材の微小変形
に伴う静磁場（地磁気）の変化が高透磁率部材の近傍に
配置された磁気センサによって検出測定されるものであ
る。

【００８６】このように、被測定体は、変形可能な高透
磁率部材上に乗るだけで、その動きを制限するコードが
接続された電極のようなものが何等存在しないので、測
定の前後に、被測定体に対して何等の操作を行う必要が
なく、しかも、被測定体に殆んど負担を与えることがな
いという効果がある。

【００８７】そして、高透磁率部材として、鉄系、鉄／
ニッケル系、コバルト系合金等のアモルファス合金を用
いた場合には、透磁率が高く、シート状に薄く形成でき
るので、被測定体の微動に対して変形し易いものとな
り、これにより磁界分布の変化も大きくなるため、その
近傍に配置された磁気センサから大きな検出信号（生体
信号）を得ることができる。また、高透磁率部材が薄く
できることにより、柔軟性に富み、被測定体に違和感を
与えず、高透磁率部材の存在を感じさせにくくすること
もできる。

【００８８】また、被測定体（被測定者）の肩幅よりも
広い部分を有する高透磁率部材を用いた場合には、高透
磁率部材の範囲内で被測定体の動きが許容されるので、
被測定体の負担をいっそう軽減することができる。

【００８９】さらに、高透磁率部材の下側に、この高透
磁率部材の変形を補助する変形補助部材を配置した場合
には、被測定体の微動に対して高透磁率部材がより変形
しやすくなり、よって、この変形に伴う磁界分布の変化
も大きくなるため、高透磁率部材の近傍に配置された磁
気センサにより大きな検出信号を得ることができる。

【００９０】また、磁気センサを高透磁率部材あるいは
変形補助部材の下側に配置すれば、磁気センサが被測定
体の動きや位置を規制することはないので、被測定体の
動きの自由度が増し、被測定体に与える負担をさらに軽
減することができる。

【００９１】また、磁束は透磁率の高い物質の中を通り
易いことから、シート状高透磁率部材の周縁部近傍では
静磁場による磁束が集中している。このため、この周縁
部近傍においては、被測定体の微動に伴う磁界分布が大
きく変化し、よって、そこに磁気センサを配置すれば、
磁気センサからは大きな検出信号が得られ、生体信号の
検出がより確実に行われる。

【００９２】さらに、生体への磁気の影響が未だ不明で
あり、生体（人体）への長期間に及ぶ強い磁界の印加は
副作用を与える心配があるが、自然界に存在する安全な
磁界である地磁気を静磁場として利用すれば、副作用を
与える心配がなく、安全面において大きな利点がある。

【００９３】また、静磁場を地磁気によるものとし、シ
ート状高透磁率部材の南北方向の少なくとも一方におけ
る高透磁率部材の周縁部近傍に、磁気センサを配置すれ
ば、地磁気による磁束が南北方向を向いており、この磁
束がシート状高透磁率部材の南北方向における周縁部近
傍で集中するため、この周縁部近傍での被測定体の微動
に伴う磁束の変化（磁界分布の変化）は大きなものとな
り、よって、周縁部近傍に配置された磁気センサからは
大きな検出信号を得ることができる。

【００９４】さらに、高透磁率部材の近傍に配置された
磁気センサとは異なる位置、例えば、高透磁率部材の変
形による静磁場の変化の影響を受けない位置に配置され
たノイズ成分除去用の他の磁気センサを備え、２つの磁
気センサの差動信号を得るようにすれば、外来磁界等に
よるノイズ成分の一部あるいはほとんど全てを除去でき
るため、外来磁界等の影響を低減でき、よって、より正
確な生体信号の検出を行うことができる。

【００９５】また、磁気センサと他の磁気センサをとも
に高透磁率部材の近傍に配置し、さらに、これら２つの
磁気センサの一方（例えば、他の磁気センサ）を、高透
磁率部材の変形による静磁場の変化極性が２つの磁気セ
ンサの他方（例えば、磁気センサ）の配置位置における
静磁場の変化極性と逆になる位置に配置した場合には、
外来磁界等によるノイズ成分の一部あるいはほとんど全
てを除去できるとともに、有効な検出信号を大きくする
ことができるため、いわゆるＳ／Ｎ比（信号対ノイズ
比）が高くなり、生体信号をよりいっそう正確に検出す
ることができる。

【００９６】さらに、磁気センサをフラックスゲート方
式のものとすれば、その検出感度がホール素子等の他の
磁気センサに比べて高いため、静磁場が地磁気のような
弱い磁界であってもその変化を確実に検出することがで
き、仮に、検出感度が不足する場合には、２次コイルの
捲回数を増やすという簡単な方法で検出感度を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による生体信号検出装置の第１の実施例
を示す構成図である。

【図２】フラックスゲート方式の磁気センサ（ＦＧＳ）
の構成の一例を示す構成図である。

【図３】図１に図示の実施例において、第１磁気センサ
及び第２磁気センサで得られた微動をアナログ処理する
処理回路の一例を示すブロック構成図である。

【図４】図３に図示の処理回路における各部の信号状態
を示す信号波形図である。

【図５】図１に図示の実施例において、第１磁気センサ
及び第２磁気センサで得られた微動をデジタル処理する
処理回路の一例を示すブロック構成図である。

【図６】図５に図示の処理回路における各部の信号状態
を示す信号波形図である。

【図７】図１に図示の実施例によって得られた人体の微
動を示す波形図である。

【図８】本発明による生体信号検出装置の第２の実施例
を示す構成図である。

【図９】本発明による生体信号検出装置の第３の実施例
を示す構成図である。

【図１０】本発明による生体信号検出装置の第４の実施
例を示す構成図である。

【符号の説明】

１高透磁率シート部材（高透磁率部材）２変形補助部材３第１磁気センサ４第２磁気センサ（他の磁気センサ）５被測定者（被測定体）６ベッド７、８増幅回路９、１０検波回路１１、１２積分回路１３、１４ローパスフィルタ１５抵抗分離回路１６ＦＧＳ駆動回路１７クロック発生回路１８減算回路１９、２０アナログ−デジタル（ＡＤ）コンバータ２１マイクロコンピュータ２２穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静磁場中に配置され、被測定体を載置可
能な鉄系、鉄／ニッケル系、コバルト系合金等のアモル
ファス合金からなるシート状などの変形可能な高透磁率
部材と、前記高透磁率部材の近傍に配置され、前記被測
定体の微動を前記高透磁率部材の変形により検出する磁
気センサとを備えることを特徴とする生体信号検出装
置。
【請求項２】静磁場中に配置され、被測定体を載置可
能であって、前記被測定体の肩幅よりも広い部分を有す
るシート状などの変形可能な高透磁率部材と、前記高透
磁率部材の近傍に配置され、前記被測定体の微動を前記
高透磁率部材の変形により検出する磁気センサとを備え
ることを特徴とする生体信号検出装置。
【請求項３】静磁場中に配置され、被測定体を載置可
能なシート状などの変形可能な高透磁率部材と、前記高
透磁率部材の下側に配置され、前記高透磁率部材の変形
を補助する変形補助部材と、前記高透磁率部材の近傍に
配置され、前記被測定体の微動を前記高透磁率部材の変
形により検出する磁気センサとを備えることを特徴とす
る生体信号検出装置。
【請求項４】前記高透磁率部材の下側に、前記高透磁
率部材の変形を補助する変形補助部材を配置したことを
特徴とする請求項１または２に記載の生体信号検出装
置。
【請求項５】前記被測定体は、人体であって、前記高
透磁率部材が前記人体の肩幅よりも広い部分を有してい
ることを特徴とする請求項１または３に記載の生体信号
検出装置。
【請求項６】前記高透磁率部材は、鉄系、鉄／ニッケ
ル系、コバルト系合金等のアモルファス合金であること
を特徴とする請求項２または３に記載の生体信号検出装
置。
【請求項７】前記磁気センサは、前記高透磁率部材の
下側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の生体信号検出装置。
【請求項８】前記磁気センサは、前記変形補助部材の
下側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載
の生体信号検出装置。
【請求項９】前記高透磁率部材は、シート状であり、
前記磁気センサは、前記シート状高透磁率部材の周縁部
近傍に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の生体信号検出装置。
【請求項１０】前記静磁場は、地磁気であって、前記
磁気センサは、前記シート状高透磁率部材の南北方向の
少なくとも一方の、前記シート状高透磁率部材の周縁部
近傍に配置されていることを特徴とする請求項９に記載
の生体信号検出装置。
【請求項１１】前記磁気センサとは異なる位置に配置
されたノイズ成分除去用の他の磁気センサをさらに備え
ており、前記２つの磁気センサの差動検出信号を得るこ
とによりノイズ成分を除去することを特徴とする請求項
１乃至１０のいずれかに記載の生体信号検出装置。
【請求項１２】前記他の磁気センサは、前記高透磁率
部材の変形による静磁場の変化の影響を受けない位置に
配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の生
体信号検出装置。
【請求項１３】前記他の磁気センサを前記高透磁率部
材の近傍に配置し、さらに、前記２つの磁気センサの一
方は、前記高透磁率部材の変形による静磁場の変化極性
が前記２つの磁気センサの他方の配置位置における変化
極性と逆になる位置に配置されていることを特徴とする
請求項１１に記載の生体信号検出装置。
【請求項１４】前記磁気センサは、フラックスゲート
方式のものであることを特徴とする請求項１乃至１３の
いずれかに記載の生体信号検出装置。