(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022106237
(43)【公開日】2022-07-19
(54)【発明の名称】検出装置
(51)【国際特許分類】
G01L 5/00 20060101AFI20220711BHJP
【ＦＩ】
G01L5/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021001112
(22)【出願日】2021-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】000204284
【氏名又は名称】太陽誘電株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(72)【発明者】
【氏名】松田 勲
(72)【発明者】
【氏名】青木 洋一
(72)【発明者】
【氏名】堀内 裕城
【テーマコード（参考）】
2F051
【Ｆターム（参考）】
2F051AA17
2F051AB02
2F051BA07
(57)【要約】
【課題】検出精度を向上させる検出装置を提供する。
【解決手段】検出装置は気体が充填される袋状の第１部材１４と、前記第１部材上に接続し、気体が充填される袋状の第２部材１２と、振動を前記第１部材の下面に伝達する第３部材１８と、振動を前記第２部材の上面に伝達する第４部材１６と、前記第１部材内の気体圧力と前記第２部材内の気体圧力との差を検出する検出器と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】検出装置は気体が充填される袋状の第１部材１４と、前記第１部材上に接続し、気体が充填される袋状の第２部材１２と、振動を前記第１部材の下面に伝達する第３部材１８と、振動を前記第２部材の上面に伝達する第４部材１６と、前記第１部材内の気体圧力と前記第２部材内の気体圧力との差を検出する検出器と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
気体が充填される袋状の第１部材と、
前記第１部材上に接続し、気体が充填される袋状の第２部材と、
振動を前記第１部材の下面に伝達する第３部材と、
振動を前記第２部材の上面に伝達する第４部材と、
前記第１部材内の気体圧力と前記第２部材内の気体圧力との差を検出する検出器と、
を備える検出装置。
前記第１部材上に接続し、気体が充填される袋状の第２部材と、
振動を前記第１部材の下面に伝達する第３部材と、
振動を前記第２部材の上面に伝達する第４部材と、
前記第１部材内の気体圧力と前記第２部材内の気体圧力との差を検出する検出器と、
を備える検出装置。
【請求項2】
平面視において、前記第４部材は前記第２部材より大きい請求項１に記載の検出装置。
【請求項3】
前記第４部材の上方から被験者のバイタルの振動が伝わり、
前記第４部材が前記第２部材の上面に接する面積は前記第２部材の平面視の面積より小さい請求項１または２に記載の検出装置。
前記第４部材が前記第２部材の上面に接する面積は前記第２部材の平面視の面積より小さい請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項4】
前記第４部材の上方から被験者のバイタルの振動が伝わり、
前記第４部材が前記第２部材に接する面積は前記第２部材の平面視の面積の１／２以下である請求項１または２に記載の検出装置。
前記第４部材が前記第２部材に接する面積は前記第２部材の平面視の面積の１／２以下である請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項5】
前記第３部材が前記第１部材の下面に接する面積は前記第４部材が前記第２部材に接する面積以上である請求項３または４に記載の検出装置。
【請求項6】
前記第４部材が前記第２部材の上面に接する領域は前記第２部材の平面視における中心を含む請求項３から５のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項7】
平面視において、前記第３部材は前記第１部材より大きく、前記第４部材は前記第２部材より大きく、
平面視において前記第１部材および前記第２部材を囲む一部における前記第３部材と前記第４部材との間に設けられ、前記第３部材と前記第４部材を接続する支持部材を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の検出装置。
平面視において前記第１部材および前記第２部材を囲む一部における前記第３部材と前記第４部材との間に設けられ、前記第３部材と前記第４部材を接続する支持部材を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項8】
前記第４部材は、第１平板と前記第１平板から前記第２部材の方向に突出し先端が前記第２部材の上面に接する突出部とを備える請求項１から７のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項9】
前記第４部材は、上方から被験者のバイタルの振動が伝わる第１平板と前記第１平板から前記第２部材の方向に突出し先端が前記第２部材の上面に接する突出部とを備え、
前記突出部が前記第２部材の上面に接する領域は前記第２部材の平面視における中心を含み、前記突出部が前記第２部材の上面に接する面積は前記第２部材の平面視の面積の１／２以下である請求項１から７のいずれか一項に記載の検出装置。
前記突出部が前記第２部材の上面に接する領域は前記第２部材の平面視における中心を含み、前記突出部が前記第２部材の上面に接する面積は前記第２部材の平面視の面積の１／２以下である請求項１から７のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項10】
前記第３部材は前記第１部材下に設けられ、平面視において前記第１部材以上の大きさを有する第２平板を含む請求項８または９に記載の検出装置。
【請求項11】
平面視において、前記第３部材は前記第１部材より大きく、前記第４部材は前記第２部材より大きく、
平面視において前記第１部材および前記第２部材を囲む領域において、前記第１部材と前記第２部材とは空隙を介し対向する請求項１から１０のいずれか一項に記載の検出装置。
平面視において前記第１部材および前記第２部材を囲む領域において、前記第１部材と前記第２部材とは空隙を介し対向する請求項１から１０のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項12】
前記第１部材と前記第２部材は、前記第２部材に被験者の荷重がかかる人体部位に重なるように設けられる請求項１から１１のいずれか一項に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検出装置に関し、例えば、バイタルの振動を検出する検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
被験者の脈波や呼吸などのバイタル等の振動を検出する検出装置が知られている（例えば特許文献１～６）。バイタル等の振動の検出に、空気が入った袋状部材を用い、袋状部材内の空気の圧力を検出することでバイタル等の振動を検出することが知られている（例えば特許文献４および５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－２１９３４１号公報
【特許文献2】特開２００６－２１８０６８号公報
【特許文献3】特開２００６－４２９０４号公報
【特許文献4】特開２０１８－４７８６２号公報
【特許文献5】特開２００９－８２５８５号公報
【特許文献6】特開２００９－１０４５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、高感度な振動検出器は外乱振動の影響を受けやすい。例えば、バイタル等の振動の周波数成分と同じ帯域の大きい外乱振動が含まれる環境においてはバイタル等の振動を検出することが難しい。例えば、車両内ではドライブノイズ等の振動が生じる。ドライブノイズには、バイタル情報の周波数成分と同じ帯域の大きな外乱振動が含まれる。このため、検出される信号が飽和し、バイタル等の振動を検出できなくなる。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、検出精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、気体が充填される袋状の第１部材と、前記第１部材上に接続し、気体が充填される袋状の第２部材と、振動を前記第１部材の下面に伝達する第３部材と、振動を前記第２部材の上面に伝達する第４部材と、前記第１部材内の気体圧力と前記第２部材内の気体圧力との差を検出する検出器と、を備える検出装置である。
【0007】
上記構成において、平面視において、前記第４部材は前記第２部材より大きい構成とすることができる。
【0008】
上記構成において、前記第４部材の上方から被験者のバイタルの振動が伝わり、前記第４部材が前記第２部材の上面に接する面積は前記第２部材の平面視の面積より小さい構成とすることができる。
【0009】
上記構成において、前記第４部材の上方から被験者のバイタルの振動が伝わり、前記第４部材が前記第２部材に接する面積は前記第２部材の平面視の面積の１／２以下である構成とすることができる。
【0010】
上記構成において、前記第３部材が前記第１部材の下面に接する面積は前記第４部材が前記第２部材に接する面積以上である構成とすることができる。
【0011】
上記構成において、前記第４部材が前記第２部材の上面に接する領域は前記第２部材の平面視における中心を含む構成とすることができる。
【0012】
上記構成において、平面視において、前記第３部材は前記第１部材より大きく、前記第４部材は前記第２部材より大きく、平面視において前記第１部材および前記第２部材を囲む一部における前記第３部材と前記第４部材との間に設けられ、前記第３部材と前記第４部材を接続する支持部材を備える構成とすることができる。
【0013】
上記構成において、前記第４部材は、第１平板と前記第１平板から前記第２部材の方向に突出し先端が前記第２部材の上面に接する突出部とを備える構成とすることができる。
【0014】
上記構成において、前記第４部材は、上方から被験者のバイタルの振動が伝わる第１平板と前記第１平板から前記第２部材の方向に突出し先端が前記第２部材の上面に接する突出部とを備え、前記突出部が前記第２部材の上面に接する領域は前記第２部材の平面視における中心を含み、前記突出部が前記第２部材の上面に接する面積は前記第２部材の平面視の面積の１／２以下である構成とすることができる。
【0015】
上記構成において、前記第３部材は前記第１部材下に設けられ、平面視において前記第１部材以上の大きさを有する第２平板を含む構成とすることができる。
【0016】
上記構成において、平面視において、前記第３部材は前記第１部材より大きく、前記第４部材は前記第２部材より大きく、平面視において前記第１部材および前記第２部材を囲む領域において、前記第１部材と前記第２部材とは空隙を介し対向する構成とすることができる。
【0017】
上記構成において、前記第１部材と前記第２部材は、前記第２部材に被験者の荷重がかかる人体部位に重なるように設けられる構成とすることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照し実施例について説明する。
【実施例0021】
図１は、実施例１における振動検出部および差圧センサを示す概略図である。図１に示すように、振動検出部１０は、パッド１２（第２部材）およびパッド１４（第１部材）を備えている。パッド１４上にパッド１２が重なり、パッド１４と１２との間には振動が伝わる。パッド１２と１４とは、振動が伝わるように接続されていれば、接していなくてもよい。パッド１２および１４は、内部に空気等の気体が充填された空間１１および１３を有する袋状の部材であり、可撓性を有する樹脂等からなる。差圧センサ２０は、筐体２２、振動膜２４および圧電素子２５を備えている。筐体２２は剛体であり、筐体２２内には空間２１および２３が設けられている。空間２１と２３の形状および大きさは例えばほとんど同じである。
【0022】
なお、ここでパッド１２および１４は、可撓性を有するとしたが、以下のような硬さを有してもよい。ここで、パッド１２および１４の材質は、例えば、ポリエチレンである。パッド１２および１４の幅は、例えば、４０ｍｍである。つまり、差圧センサ２０では、圧電素子２５に圧力が加わることでパッド１２および１４に伝達される振動が検出される。パッド１２および１４に伝達された振動による空間１１および１３の圧力の変化が空間２１および２３の圧力の変化に伝わり、その結果、振動膜２４が変形する。圧電素子２５は振動膜２４の変形による圧力を検出する。よって、パッド１２および１４の材料は、パッド１２および１４に伝達された振動が空間１１および１３の圧力の変化となり、圧電素子２５が振動を検出できるものであればよい。例えば、パッド１２および１４は、ポリカーボネード等のやや硬質な材料でもよい。
【0023】
筐体２２の形状は、例えば筒状または箱体であり、筐体２２は、金属または樹脂を主材料として構成されている。図１の筐体２２は、例えば円形の上面、円形の下面、その間をつなぐ側面からなる円筒形である。なお、パッド１２と１４の外形は、厚みの薄い直方体、例えばエアーマットや座布団を小さくしたような形状、または平面視で円形や楕円の食用のパイ（ｐｉｅ）生地のような形状であり、パッド１２および１４は中空構造の袋状の形状を有しているものである。また空間１１および１３は被検者の体重でつぶれない程度の圧力に保たれている。そして図１では、パッド１２の下面とパッド１４の上面は、当接している。なお、被験者の体重がかかると、パッド１２および１４が変形し、パッド１２と１４との当接面の面積が増加する。
【0024】
振動膜２４は空間２１と２３とを仕切るように設けられている。すなわち、空間２１を画定する内壁の下面は振動膜２４の上面であり、空間２３を画定する内壁の上面は振動膜２４の下面である。筐体２２の側壁に対応する内壁には、全周に渡り、内側に突出する突出部２２ａが設けられている。突出部２２ａの上面に振動膜２４の周縁が接合されている。振動膜２４の周縁全体は突出部２２ａに固定されている。なお、振動膜２４は、突出部２２ａの下面に設けてもよい。また筐体２２の側壁には、空間２１と２３に対応して、接続用のパイプが設けられている。このパイプをここでは、接続部２８および２９とよぶ。この接続部２８および２９は、チューブ２６および２７を接続するために設けられている。よって、空間２１は接続部２８およびチューブ２６を介しパッド１２内の空間１１と繋がっている。空間２３は接続部２９およびチューブ２７を介しパッド１４内の空間１３と繋がっている。空間２１および２３中には空気等の気体または液体などの流体が充填されている。振動膜２４の上面には圧電素子２５が設けられている。振動膜２４で、パッド１２および１４からの振動（例えば圧力の振動）を一旦受けて圧電素子２５に伝えるため、圧電素子２５は、突出部２２ａに重ならないように設けられている。
【0025】
パッド１２および１４に振動が加わる際、前述したようにパッド１２および１４に圧力が加わり、パッド１２および１４が変形する。その結果、空間１１および１３内の気体の圧力が変化する。気体の圧力の変化は空間２１および２３に伝わる。センサは差圧型であるので、パッド１２と１４に加わる振動が同じ位相および振幅のとき振動膜２４はほとんど振動しない。振動膜２４には、パッド１２と１４とに加わる振動の差分に相当する振動が伝わる。圧電素子２５は、この振動膜２４の振動（例えば圧力の振動）を検出し、検出信号を信号処理装置３０（例えば回路）に出力する。空間２１と２３との圧力の差を検出する検出器としては、圧電素子等の圧電センサ以外に、静電容量センサ、ピエゾ抵抗センサまたは差動トランス等を用いてもよい。このように、差圧センサ２０は、パッド１２内の気体圧力（すなわち空間１１に充填された気体の圧力）とパッド１４内の気体圧力（すなわち空間１３に充填された気体の圧力）との差を検出する。
【0026】
図２（ａ）は、実施例１における振動検出部の平面図、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、それぞれ図２（ａ）のＡ－Ａ断面図およびＢ－Ｂ断面図である。パッド１２および１４の重なる方向をＺ方向、パッド１２および１４の辺の延伸方向をＸ方向およびＹ方向とする。図２（ａ）から図２（ｃ）に示すように、図１で説明した振動検出部１０は、パッド１２（第２部材）、１４（第１部材）、伝達部材１６（第４部材）、１８（第３部材）および支持部材１５を備える。パッド１２と１４は重なりかつ面で接して設けられており、互に振動を伝達する。伝達部材１６は、平板１６ａ（第１平板）と軸心１６ｂを備え、伝達部材１８は、平板１８ａ（第２平板）と軸心１８ｂを備えている。伝達部材１６および１８は、パッド１２の上面およびパッド１４の下面に振動を伝達する部材であり、パッド１２および１４より硬い材料からなる。伝達部材１６および１８で使用する材料は、例えば、塩化ビニルである。平板１６ａと軸心１６ｂとは別の部材でもよく、ここでは、同一材料で一体に成形されている。平板１８ａと軸心１８ｂとは別の部材でもよく、ここでは、同一材料で一体に成形されている。平板１６ａと１８ａとの間におけるパッド１２、１４、支持部材１５および軸心１６ｂおよび１８ｂ以外は空隙（例えば空気）である。また、支持部材１５を設けず、平板１６ａおよび１８ａがパッド１２および１４よりも小さくてもよい。
【0027】
軸心１６ｂの下面はパッド１２の上面に接し、軸心１８ｂの上面はパッド１４の下面に接する。平面視において軸心１６ｂおよび１８ｂは、パッド１２および１４の中心１２ａおよび１４ａと重なって設けられている。支持部材１５はパッド１２および１４を囲むように設けられ、伝達部材１６と１８を支持する。伝達部材１６および１８の平面形状は一例として矩形であり、支持部材１５は、例えば４隅に設けられている。支持部材１５は伝達部材１６および１８を支持する部材であり、パッド１２および１４より硬い材料からなる。支持部材１５により、伝達部材１６または１８に大きな力が加わって、パッド１２または１４が破壊される力がパッド１２および１４に加わらないようにしている。なお、支持部材１５は、平面視で円形でもよく、さらに、支持部材１５は、平面視で三点以上において伝達部材１６および１８を支持してもよい。
【0028】
以下、各部材の寸法の好ましい範囲を記載する。
パッド１２および１４
Ｗ２ａｘおよびＷ２ｂｘ:１０ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｗ２ａｙおよびＷ２ｂｙ：１０ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｈ２ａおよびＨ２ｂ：３ｍｍ～２０ｍｍ
厚さＨ３：０．５ｍｍ～２ｍｍ
平板１６ａ
Ｗ１ａｘ:３ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｗ１ａｙ：３ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｈ１ａ：０．５ｍｍ～５ｍｍ
平板１８ａ
Ｗ１ｂｘ:１０ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｗ１ｂｙ：１０ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｈ１ｂ：３ｍｍ～５ｍｍ
軸心１６ｂおよび１８ｂ
Ｗ３ａｘおよびＷ３ｂｘ:３ｍｍ～７５ｍｍ
Ｗ３ａｙおよびＷ３ｂｙ：３ｍｍ～７５ｍｍ
Ｈ３ａおよびＨ３ｂ：０．５ｍｍ～２０ｍｍ
支持部材１５
Ｗ４ｘ：３ｍｍ～３０ｍｍ
Ｗ４ｙ：３ｍｍ～３０ｍｍ
高さ：７ｍｍ～８０ｍｍ
パッド１２および１４
Ｗ２ａｘおよびＷ２ｂｘ:１０ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｗ２ａｙおよびＷ２ｂｙ：１０ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｈ２ａおよびＨ２ｂ：３ｍｍ～２０ｍｍ
厚さＨ３：０．５ｍｍ～２ｍｍ
平板１６ａ
Ｗ１ａｘ:３ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｗ１ａｙ：３ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｈ１ａ：０．５ｍｍ～５ｍｍ
平板１８ａ
Ｗ１ｂｘ:１０ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｗ１ｂｙ：１０ｍｍ～１５０ｍｍ
Ｈ１ｂ：３ｍｍ～５ｍｍ
軸心１６ｂおよび１８ｂ
Ｗ３ａｘおよびＷ３ｂｘ:３ｍｍ～７５ｍｍ
Ｗ３ａｙおよびＷ３ｂｙ：３ｍｍ～７５ｍｍ
Ｈ３ａおよびＨ３ｂ：０．５ｍｍ～２０ｍｍ
支持部材１５
Ｗ４ｘ：３ｍｍ～３０ｍｍ
Ｗ４ｙ：３ｍｍ～３０ｍｍ
高さ：７ｍｍ～８０ｍｍ
【0029】
各部材の弾性率の好ましい範囲を記載する。
パッド１２および１４
弾性率：０．１Ｍｐａ～２０００ＭＰａ
伝達部材１６、１８および支持部材１５
弾性率：５０Ｍｐａ～４０００ＭＰａ
伝達部材１６、１８および支持部材１５の弾性率はパッド１２および１４の弾性率より大きいことが好ましく、１０倍以上がより好ましい。
パッド１２および１４
弾性率：０．１Ｍｐａ～２０００ＭＰａ
伝達部材１６、１８および支持部材１５
弾性率：５０Ｍｐａ～４０００ＭＰａ
伝達部材１６、１８および支持部材１５の弾性率はパッド１２および１４の弾性率より大きいことが好ましく、１０倍以上がより好ましい。
【0030】
図３は、実施例１における振動検出部１０が座席シートに配置される例を示す図である。図４は、図３のＡ－Ａ断面図である。被験者４８がカーシート４１に着座したとき、右方向を＋Ｘ方向側、前方向を＋Ｙ方向側および上方向を＋Ｚ方向側とする。図３および図４に示すように、４輪車両内のカーシート４１として、台座４２、シートクッション４４およびシートバック４６が設けられている。台座４２は例えば金属部材である。シートクッション４４には、図４に示す運転者等の被験者４８の大腿部および臀部が接触し、シートバック４６には被験者４８の頸部、背部および腰部が接触する。シートクッション４４内に図１および図４に示す振動検出部１０が設けられている。シートクッション４４はシートクロス４３に覆われている。シートクッション４４は、柔らかな樹脂からなり、例えばウレタン等の発泡樹脂である。被験者４８がカーシート４１に着座すると、被験者４８の右臀部４８ａが振動検出部１０に重なるように位置する。被験者４８のバイタル等の振動はシートクッション４４を介し振動検出部１０に伝わる。振動検出部１０を左臀部４８ｂに重なるように配置してもよく、大腿部に重なるように配置してもよい。なお、振動検出部１０をシートバック４６に配置し、頸部、背部または腰部に重なるようにしてもよい。振動検出部１０は、自転車のサドル、デスクチェア、ベッド、マットおよびブレスレッドなどに設けてもよい。
【0031】
図５は、実施例１における検出装置を示すブロック図である。図５に示すように、検出装置１００は、振動検出部１０とセンサユニット３１を備えている。差圧センサ２０は回路部品３５に検出信号を出力する。回路部品３５は、例えばプリアンプ（アナログアンプ）を含んでおり、検出信号を増幅する。差圧センサ２０の筐体２２内にプリント基板を設け、回路部品３５は、このプリント基板に設けられていてもよいし、筐体２２外に設けられていてもよい。また、プリアンプは、１チップまたは１パッケージとして用意され、振動膜２４の表面、または裏面に設けてもよい。
【0032】
回路部品３５が処理した信号は信号処理装置３０に出力される。信号処理装置３０は、増幅器３２、処理部３４、メモリ３６および出力部３８等を備えている。増幅器３２は回路部品３５の出力信号を増幅する。増幅器３２の利得は可変である。処理部３４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであり、増幅された信号をＡＤ（Analog Digital）変換し、変換されたデジタル信号をデジタル処理し、呼吸および脈波等のバイタル情報を演算（または算出）する。メモリ３６は、揮発性メモリまたは不揮発性メモリであり、処理部３４が実行するプログラムおよび処理中のデータを格納する。出力部３８は処理部３４が算出したバイタル情報を外部装置に出力する。バイタル情報の出力には例えば無線通信または有線通信を用いる。
【0033】
［シミュレーション］
比較例１として、パッド１２および１４を重ねクッション部材内に埋め込んだ。そして、クッション部材の上面を点押しした場合と面押しした場合とに分け、パッド１２および１４内の空気の減少率を、ＡＮＳＹＳを用い２次元シミュレーションした。図６は、シミュレーションにおけるモデルを示す図である。図６に示すようにクッション部材５０内にパッド１２および１４を配置した。直線６４において対称であると仮定し、直線６４に対し左右対称とした。点押しでは、クッション部材５０の上面のうち領域６０を一定の力Ｆ６０で押圧した。面押しでは、クッション部材５０の上面のうち領域６２を一定の力Ｆ６２で押圧した。
比較例１として、パッド１２および１４を重ねクッション部材内に埋め込んだ。そして、クッション部材の上面を点押しした場合と面押しした場合とに分け、パッド１２および１４内の空気の減少率を、ＡＮＳＹＳを用い２次元シミュレーションした。図６は、シミュレーションにおけるモデルを示す図である。図６に示すようにクッション部材５０内にパッド１２および１４を配置した。直線６４において対称であると仮定し、直線６４に対し左右対称とした。点押しでは、クッション部材５０の上面のうち領域６０を一定の力Ｆ６０で押圧した。面押しでは、クッション部材５０の上面のうち領域６２を一定の力Ｆ６２で押圧した。
【0034】
以下、シミュレーション条件を示す。２次元シミュレーションのため奥行きの寸法はない。
クッション部材５０の幅Ｗ１１：８４ｍｍ
クッション部材５０の高さＨ１１：４２ｍｍ
パッド１２、１４の幅Ｗ１２：２０ｍｍ
パッド１２、１４の合計の高さＨ１２：１０．５ｍｍ
パッド１２、１４の厚さＨ１３：１．５ｍｍ
空間１１、１３の高さＨ１４：３ｍｍ
領域６０の幅Ｗ６０：３ｍｍ
領域６２の幅Ｗ６２：６４ｍｍ
点押しの力Ｆ６０：４Ｎ
面押しの力Ｆ６２：１３０Ｎ
クッション部材５０の材料：発泡ウレタン
パッド１２、１４の材料：ポリエチレン
空間１１、１３：空気
なお、高さＨ１２はパッド１２と１４を重ねたときのパッド１４の下面からパッド１２の上面までの高さである。
クッション部材５０の幅Ｗ１１：８４ｍｍ
クッション部材５０の高さＨ１１：４２ｍｍ
パッド１２、１４の幅Ｗ１２：２０ｍｍ
パッド１２、１４の合計の高さＨ１２：１０．５ｍｍ
パッド１２、１４の厚さＨ１３：１．５ｍｍ
空間１１、１３の高さＨ１４：３ｍｍ
領域６０の幅Ｗ６０：３ｍｍ
領域６２の幅Ｗ６２：６４ｍｍ
点押しの力Ｆ６０：４Ｎ
面押しの力Ｆ６２：１３０Ｎ
クッション部材５０の材料：発泡ウレタン
パッド１２、１４の材料：ポリエチレン
空間１１、１３：空気
なお、高さＨ１２はパッド１２と１４を重ねたときのパッド１４の下面からパッド１２の上面までの高さである。
【0035】
ここで、点押しと面押しについて若干の説明をする。面押しはパッド１２および１４の幅以上の幅の板状部材を用い、点押しはパッド幅の２５％以下の幅の四角柱などの部材を用い、パッド１２および１４を押した場合を想定した。パッド１２および１４を押す部材の幅がパッド１２および１４の幅の２５％以上であっても、パッド１２および１４を押す部材の幅がパッド１２および１４の幅の２５％以下のときと実質的に同様な効果が得られれば点押しと定義してもよい。領域６０および６２に力Ｆ６０およびＦ６２を加える前の空間１１および１３の面積をＳ０、領域６０および６２に力Ｆ６０およびＦ６２を加えたとき空間１１および１３の面積をＳ１とする。このとき、体積減少率は、（Ｓ０－Ｓ１）／Ｓ１［％］である。なお、２次元シミュレーションのため面積の減少率を体積減少率としている。
【0036】
バイタル等の振動の振動源は被験者の身体の一部（例えば臀部の一部）である。このため、点押しはバイタル等の振動に相当する。ドライブノイズのような外乱振動は、クッション部材５０全体に伝わる。このため、面押しはドライブノイズのような外乱振動に相当する。
【0037】
図７は、シミュレーションの結果で、点押しおよび面押しの空間１１および１３のそれぞれ体積減少率１１ａおよび１３ａを示す図である。図７に示すように、点押しでは、下の空間１３の体積減少率１３ａは上の空間１１の体積減少率１１ａより小さい。一方、面押しでは下の空間１３と上の空間１１の体積減少率１１ａおよび１３ａはほぼ同じである。このように、外乱振動に相当する面押しの振動による体積減少率は空間１１と１３でほぼ同じである。これにより、外乱振動、例えばドライブノイズなどの大きな振動は、差圧センサ２０においてキャンセルされる。一方、バイタルの振動に相当する点押しの振動による空間１１の体積減少率１１ａは空間１３の体積減少率１３ａより大きい。つまり、上のパッド１２は、その点押しの振動を下のパッド１４の倍以上大きく受信可能である。これにより、バイタル等の振動がパッド１２に伝達された場合には、差圧センサ２０において、空間２１と２３と（すなわち空間１１と１３と）の圧力の差分が大きくなる。このため、バイタル等の振動は差圧センサ２０に検出され易い。
【0038】
［実験１］
クッション部材５０内にパッド１２および１４を埋め込んだ比較例１において、クッション部材５０上面に点押しの振動および面押しの振動を加え、差圧センサ２０の検出信号を測定した。図８（ａ）は、実験１における点押し実験装置の配置およびその構造を示す断面図、図８（ｂ）から図８（ｄ）は平面図である。図８（ａ）に示すように、剛体の台５１上にクッション部材５０を配置する。クッション部材５０内にパッド１２および１４が埋め込まれている。クッション部材５０の上面に金属板５２を配置する。その金属板５２上に金属リング５７を配置し、その上にスピーカである加振器５４を配置する。加振器５４内には振動を発生する振動部５５が設けられており、加振器５４上に質量が１ｋｇの錘５６を配置する。振動部５５の下面には点押し治具５８が接しており、この点押し治具５８は、金属リング５７および金属板５２の開口５９を介しクッション部材５０の上面に接する。図８（ｂ）は、金属板５２の平面図であり、金属板５２には円形の開口５９が形成されている。図８（ｃ）は、金属リング５７の平面図であり、金属リング５７は円筒状である。図８（ａ）～図８（ｄ）に示すように、加振器５４、振動部５５、点押し治具５８、金属リング５７および開口５９の中心Ｃはほぼ一致している。
クッション部材５０内にパッド１２および１４を埋め込んだ比較例１において、クッション部材５０上面に点押しの振動および面押しの振動を加え、差圧センサ２０の検出信号を測定した。図８（ａ）は、実験１における点押し実験装置の配置およびその構造を示す断面図、図８（ｂ）から図８（ｄ）は平面図である。図８（ａ）に示すように、剛体の台５１上にクッション部材５０を配置する。クッション部材５０内にパッド１２および１４が埋め込まれている。クッション部材５０の上面に金属板５２を配置する。その金属板５２上に金属リング５７を配置し、その上にスピーカである加振器５４を配置する。加振器５４内には振動を発生する振動部５５が設けられており、加振器５４上に質量が１ｋｇの錘５６を配置する。振動部５５の下面には点押し治具５８が接しており、この点押し治具５８は、金属リング５７および金属板５２の開口５９を介しクッション部材５０の上面に接する。図８（ｂ）は、金属板５２の平面図であり、金属板５２には円形の開口５９が形成されている。図８（ｃ）は、金属リング５７の平面図であり、金属リング５７は円筒状である。図８（ａ）～図８（ｄ）に示すように、加振器５４、振動部５５、点押し治具５８、金属リング５７および開口５９の中心Ｃはほぼ一致している。
【0039】
図９は、面押し実験装置の配置を示す断面図である。図９に示すように、面押し実験装置では、金属板５２に開口は設けられておらず、金属板５２上に直接加振器５４が配置されている。加振器５４上に１ｋｇの錘が配置されている。その他の構成は図８（ａ）の点押し実験装置と同じであり説明を省略する。
【0040】
以下、実験条件を示す。
クッション部材５０の幅Ｗ２１：３００ｍｍ
クッション部材５０の高さＨ２１：６０ｍｍ
パッド１２、１４の幅Ｗ２２
パッドＡ：４０ｍｍ×４０ｍｍ
パッドＢ：１６０ｍｍ×４０ｍｍ
パッド１２、１４の高さＨ２２：８ｍｍ
金属板５２の幅Ｗ２３：３００ｍｍ
点押し治具５８の幅Ｗ２４：１０ｍｍ
振動部５５の振動：１０Ｈｚの正弦波
クッション部材５０の材料：発泡ウレタン
パッド１２、１４の材料：ポリエチレン
空間１１、１３：空気
クッション部材５０の幅Ｗ２１：３００ｍｍ
クッション部材５０の高さＨ２１：６０ｍｍ
パッド１２、１４の幅Ｗ２２
パッドＡ：４０ｍｍ×４０ｍｍ
パッドＢ：１６０ｍｍ×４０ｍｍ
パッド１２、１４の高さＨ２２：８ｍｍ
金属板５２の幅Ｗ２３：３００ｍｍ
点押し治具５８の幅Ｗ２４：１０ｍｍ
振動部５５の振動：１０Ｈｚの正弦波
クッション部材５０の材料：発泡ウレタン
パッド１２、１４の材料：ポリエチレン
空間１１、１３：空気
【0041】
表１は、前述の小さいパッドＡおよび大きいパッドＢにおいて、パッドＡおよびＢの中心と点押し治具５８および金属板５２の中心をほぼ一致させたときの差圧センサ２０の出力値を示す表である。
【表1】
【0042】
差圧センサ２０の出力値ｍＶｐｐは、プラス側ピークからマイナス側ピークまでの電圧差を示している。「差圧」は、差圧センサ２０の検出結果である。サイズの異なるパッドＡおよびパッドＢを採用し、それぞれ図８（ａ）～図８（ｄ）の点押し、図９の面押しの加振器５４で測定したものである。なお、どちらとも１ｋｇの錘５６が配置されている。また、「空間１１」は、空間１１（すなわち図１の空間２１）の圧力による差圧センサ２０の検出結果であり、空間２３は空間１３（パッド１４）には接続されず開放されている。つまり、図８（ａ）～図８（ｄ）および図９の点押しと面押しを採用し、チューブ２７に栓をし、パッド１４の圧力はパッド１２と同じ圧力で維持される。空間２３は、チューブ２７と接続せずに、開放されている。よってパッド１２に加わる振動だけが、差圧センサ２０に加わる。「空間１３」は、空間１３（すなわち図１の空間２３）の圧力による差圧センサ２０の検出結果であり、空間２１は空間１１には接続されず開放されている。同様に、図８（ａ）～図８（ｄ）および図９の点押しと面押しを採用し、チューブ２６に栓をし、パッド１２の圧力は、パッド１４と同じ圧力で維持される。空間２１は、チューブ２６と接続せずに、開放させている。よってパッド１４に加わる振動だけが、差圧センサ２０に加わる。「空間１１－空間１３」は、「空間１１」の出力値と「空間１３」の出力値との差である。
【0043】
表１に示すように、差圧センサ２０の出力値「差圧」の欄の数値と「空間１１－空間１３」の欄の数値とはほぼ一致している。点押しは、面押しより差圧センサ２０の出力値「差圧」が大きい。大きいサイズのパッドＢでは、点押しの「差圧」は、サイズの小さいパッドＡより小さい。大きいサイズのパッドＢは、面押しの「差圧」は、パッドＡより大きい。このように、点押しの方が面押しよりも出力を大きく取れる。さらにはパッドのサイズが小さいほど点押しは面押しより差圧センサ２０の出力値が大きくなる。
【0044】
以上の説明から、面押しよりも点押しの機構の方が差圧センサ２０の出力を大きく取れることがわかった。では、点押しの機構である伝達部材１６の位置がずれるとどうなるのか、その実験を行った。パッド（１２および１４）の中心（１２ａおよび１４ａ）から図８（ａ）～図８（ｄ）に示す点押し治具５８の中心Ｃの位置をシフトさせ、点押しにおける差圧センサ２０の出力値を測定した。
【0045】
図１０は、実験１における点押し治具の位置に対する差圧センサ２０の出力値を示す図である。横軸に示す位置は、パッド（１２および１４）の中心（１２ａおよび１４ａ）からの点押し治具５８の中心Ｃまでの位置を示す。位置が０ｍｍのとき、パッド（１２および１４）の中心（１２ａおよび１４ａ）と点押し治具５８の中心Ｃとが一致している。パッドＡでは位置が２０ｍｍのとき、パッドＢでは位置が８０ｍｍのときが、パッド（１２および１４）の端に一致する。
【0046】
図１０に示すように、位置が０ｍｍのとき、サイズの小さいパッドＡの出力値はパッドＢの出力値より大きい。これは表１の結果と一致している。このパッドＡでは、位置がずれるにつれて出力値は急激に小さくなり、位置が２０ｍｍのとき出力値はほぼ０ｍＶｐｐとなる。サイズの大きいパッドＢでは、位置が４０ｍｍ以下での出力値は、パッドＡの位置０ｍｍの出力値より小さいものの、位置によらずほとんど変わらない。位置が４０ｍｍより大きくなると出力値は徐々に小さくなり、位置が８０ｍｍのとき出力値はほぼ０ｍＶｐｐとなる。
【0047】
実験１をまとめると、表１のように、
１．パッドの平面形状が大きくなると、点押しの出力値が小さくなり、面押しの出力値が大きくなる。
２．点押しがバイタル等の振動の成分に相当し、面押しが外乱振動に相当すると仮定すると、パッドの平面形状は小さい方がよい。
３．図１０のように、点押し位置をパッドの中心とすることで、出力値を大きくとれる。
４．パッドの平面形状が大きいと中心を点押ししたときの出力値は小さいが、点押し位置が中心からずれても出力値はあまり変化しない。
このように、パッドは小さい方がバイタル等の振動の検出精度は高くなるが、位置ずれによる許容範囲が狭くなってしまう。被験者のバイタル等の振動の振動源の面積は小さいため、被験者の振動源がパッドの中心に重ならないと、検出精度が低くなる。
１．パッドの平面形状が大きくなると、点押しの出力値が小さくなり、面押しの出力値が大きくなる。
２．点押しがバイタル等の振動の成分に相当し、面押しが外乱振動に相当すると仮定すると、パッドの平面形状は小さい方がよい。
３．図１０のように、点押し位置をパッドの中心とすることで、出力値を大きくとれる。
４．パッドの平面形状が大きいと中心を点押ししたときの出力値は小さいが、点押し位置が中心からずれても出力値はあまり変化しない。
このように、パッドは小さい方がバイタル等の振動の検出精度は高くなるが、位置ずれによる許容範囲が狭くなってしまう。被験者のバイタル等の振動の振動源の面積は小さいため、被験者の振動源がパッドの中心に重ならないと、検出精度が低くなる。
【0048】
さらに整理して説明する。つまり、バイタル等の振動を検出するには、人体（例えば臀部）の血管の位置とパッド１２の中心が一致して、さらには点押し機構を採用し、その点押しの中心も一致させることで、パッド１２の体積の変化率を最大化でき、センサ（ここでは差圧センサ）の出力も最大化ができる。しかし、人体は、例えば運転者であり、運転者が座席シートに座る位置は、変化する。そのため、運転者の血管の位置とパッド１２の中心を一致させることは、かなり難しい。一方、図２（ａ）～図２（ｃ）の構成をとれば、前述した問題が解決される。図２（ａ）～図２（ｃ）を見ると、上のパッド１２と下のパッド１４に、伝達部材１６および１８がそれぞれ設けられている。具体的には伝達部材１６である平板１６ａに軸心１６ｂが設けられている。上の構造で説明すれば、平板１６ａと一体で軸心１６ｂが設けられている。この軸心１６ｂがパッド１２を点押ししている。つまりこの軸心１６ｂの中心とパッド１２の中心１２ａとが大きくずれない限り、センサの出力が大きく取れる。
【0049】
一方、運転者が座席シートに座るときの、血管の位置ずれは、平板１６ａのサイズがパッド１２より大きいことで解決される。この平板１６ａ上のクッション部材に、人体の臀部の一部が当接すれば、血管からのバイタル等の振動は、上方から平板１６ａに伝達される。その結果、平板１６ａから軸心１６ｂおよび軸心１６ｂからパッド１２の上面にその振動が伝わる。軸心１６ｂの中心がパッド１２の中心と一致していることで、センサの出力は大きく取れることになる。下の平板１８ａ、軸心１８ｂおよびパッド１４の位置関係および効果も同じであり説明を省略する。なお、軸心１６ｂおよび１８ｂは、それぞれ平板１６ａおよび１８ａと同一材料で一体でなくてもよい。また軸心１６ｂおよび１８ｂの中心とパッド１２および１４の中心１２ａおよび１４ａとのずれは、ある程度許容される。
【0050】
バイタル等の振動は、ドライブノイズ等の外乱振動から比べると小さい。その振動は、上の平板１６ａおよび軸心１６ｂを介しパッド１２に伝わる。下の平板１８ａからパッド１４へのバイタル等の振動の伝達はほとんどないとみなせる。一方ドライブノイズなどの外乱振動は、バイタル等の振動から比べるとかなり大きい。このため、外乱振動は、上の平板１６ａと下の平板１８ａに、ほぼ同じレベルで伝達する。よって、差圧センサ２０では、この外乱振動はキャンセルされて、バイタル等の振動が抽出できる。なお、図１～図２（ｃ）に示すように、実施例１は、積層された二つのパッド１２および１４と一つの差圧センサ２０で構成されている。しかし図２（ｂ）において、パッドを一つにしてもよい。この場合、この一つのパッドの上と下には平板１６ａおよび１８ａが設けられ、少なくとも一方の平板とパッドの間に軸心が設けられた形でもその効果は大である。その際、センサは差圧型でなくてもよい。
【0051】
外乱振動に起因する空間１１および１３内の気体圧力の振動振幅をほぼ同じにするため、パッド１２と１４の平面形状は略同じであり、体積は略同じであることが好ましい。伝達部材１６と１８（軸心１６ｂと１８ｂ）の平面形状は略同じであることが好ましい。
【0052】
［実験２］
伝達部材１６および１８の軸心１６ｂおよび１８ｂの平面形状の大きさを変えバイタルの振動と外乱振動のＳ／Ｎ（Signal/Noise）比を測定した。実施例１の検出装置を図３および図４のようにカーシート４１に設置した。被験者４８がカーシート４１に着座した。これにより、バイタルの振動は被験者の臀部から検出装置に伝わる。外乱振動として、カーシート４１下に加振器を設置した。加振器は周波数が２０Ｈｚで振幅が２０００ｍＶの正弦波振動をカーシート４１に加えた。
伝達部材１６および１８の軸心１６ｂおよび１８ｂの平面形状の大きさを変えバイタルの振動と外乱振動のＳ／Ｎ（Signal/Noise）比を測定した。実施例１の検出装置を図３および図４のようにカーシート４１に設置した。被験者４８がカーシート４１に着座した。これにより、バイタルの振動は被験者の臀部から検出装置に伝わる。外乱振動として、カーシート４１下に加振器を設置した。加振器は周波数が２０Ｈｚで振幅が２０００ｍＶの正弦波振動をカーシート４１に加えた。
【0053】
その他の実験条件は以下である（各寸法については図２（ａ）～図２（ｃ）参照）。
クッション部材５０の幅Ｗ２１：３００ｍｍ
クッション部材５０の高さＨ２１：６０ｍｍ
パッド１２
平面形状：正方形
幅Ｗ２ａ：Ｗ２ａｘ＝Ｗ２ａｙ＝４０ｍｍ
高さＨ２ａ：８ｍｍ
パッド１４
平面形状：正方形
幅Ｗ２ｂ：Ｗ２ｂｘ＝Ｗ２ｂｙ＝４０ｍｍ
高さＨ２ｂ：８ｍｍ
平板１６ａ
平面形状：正方形
幅Ｗ１ａ：Ｗ１ａｘ＝幅Ｗ１ａｙ＝９０ｍｍ
高さＨ１ａ：２ｍｍ
平板１８ａ
平面形状：正方形
幅Ｗ１ｂ：Ｗ１ｂｘ＝Ｗ１ｂｙ＝１１０ｍｍ
高さＨ１b：２ｍｍ
軸心１６ｂ
平面形状：円形
幅Ｗ３ａ：Ｗ３ａｘ＝Ｗ３ａｙ
高さＨ３ａ：２ｍｍ
軸心１８ｂ
平面形状：円形
幅Ｗ３ｂ：Ｗ３ｂｘ＝Ｗ３ｂｙ
高さＨ３ｂ：２ｍｍ
支持部材１５
平面形状：正方形
幅Ｗ４：Ｗ４ｘ＝Ｗ４ｙ＝１５ｍｍ
高さ：Ｈ２ａ＋Ｈ２ｂ＋Ｈ３ａ＋Ｈ３ｂ＝２０ｍｍ
クッション部材５０の材料：発泡ウレタン
パッド１２、１４の材料：ポリエチレン
伝達部材１６、１８の材料：塩化ビニル
支持部材１５の材料：塩化ビニル
空間１１、１３：空気
クッション部材５０の幅Ｗ２１：３００ｍｍ
クッション部材５０の高さＨ２１：６０ｍｍ
パッド１２
平面形状：正方形
幅Ｗ２ａ：Ｗ２ａｘ＝Ｗ２ａｙ＝４０ｍｍ
高さＨ２ａ：８ｍｍ
パッド１４
平面形状：正方形
幅Ｗ２ｂ：Ｗ２ｂｘ＝Ｗ２ｂｙ＝４０ｍｍ
高さＨ２ｂ：８ｍｍ
平板１６ａ
平面形状：正方形
幅Ｗ１ａ：Ｗ１ａｘ＝幅Ｗ１ａｙ＝９０ｍｍ
高さＨ１ａ：２ｍｍ
平板１８ａ
平面形状：正方形
幅Ｗ１ｂ：Ｗ１ｂｘ＝Ｗ１ｂｙ＝１１０ｍｍ
高さＨ１b：２ｍｍ
軸心１６ｂ
平面形状：円形
幅Ｗ３ａ：Ｗ３ａｘ＝Ｗ３ａｙ
高さＨ３ａ：２ｍｍ
軸心１８ｂ
平面形状：円形
幅Ｗ３ｂ：Ｗ３ｂｘ＝Ｗ３ｂｙ
高さＨ３ｂ：２ｍｍ
支持部材１５
平面形状：正方形
幅Ｗ４：Ｗ４ｘ＝Ｗ４ｙ＝１５ｍｍ
高さ：Ｈ２ａ＋Ｈ２ｂ＋Ｈ３ａ＋Ｈ３ｂ＝２０ｍｍ
クッション部材５０の材料：発泡ウレタン
パッド１２、１４の材料：ポリエチレン
伝達部材１６、１８の材料：塩化ビニル
支持部材１５の材料：塩化ビニル
空間１１、１３：空気
【0054】
軸心（１６ｂおよび１８ｂ）の幅（直径）を変えＳ／Ｎ比を測定した。軸心（１６ｂおよび１８ｂ）の中心はパッド（１２および１４）の中心（１２ａおよび１４ａ）に一致させた。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、実験２におけるＳ／Ｎ比を示す図である。Ｓ／Ｎ比はｄＢ表示であり、大きい方（０に近い方）が外乱振動に対するバイタルの振動が大きく、検出精度が高いことを示している。なお、後述する図１４（ａ）～図１４（ｄ）に示すように、軸心は、平面視で円形の円筒を想定しているが、円形以外の多角形などでもよい。
【0055】
図１１（ａ）では、軸心（１６ｂおよび１８ｂ）の幅（Ｗ３ａとＷ３ｂ）を同じにした。パッド（１２および１４）の平面視の幅（Ｗ２ａおよびＷ２ｂ）は４０ｍｍ×４０ｍｍであり、Ｗ３ａ＝Ｗ３ｂ＝５０ｍｍでは軸心（１６ｂおよび１８ｂ）がパッド（１２および１４）より大きい。このとき、Ｓ／Ｎ比は約－５０ｄＢであり、最も低い。パッドの幅より小さい軸心の幅が、２０ｍｍや３０ｍｍでは、Ｓ／Ｎ比は大きくなるが、１０ｍｍではＳ／Ｎ比はやや悪くなる。
【0056】
図１１（ｂ）では、軸心１６ｂの幅Ｗ３ａを軸心１８ｂの幅Ｗ３ｂより小さくしている。Ｗ３ａが１０ｍｍおよびＷ３ｂが５０ｍｍではＳ／Ｎ比は最も大きい。Ｗ３ａが３０ｍｍになるとＳ／Ｎ比が小さくなる。Ｗ３ｂが３０ｍｍとなってもＳ／Ｎ比は小さくなる。図１１（ｃ）では、軸心１６ｂの幅Ｗ３ａを軸心１８ｂの幅Ｗ３ｂより大きくしている。Ｗ３ａが５０ｍｍおよびＷ３ｂが１０ｍｍではＳ／Ｎ比は約－５０ｄＢであり、Ｗ３ａおよびＷ３ｂが５０ｍｍのときと変わらない。Ｗ３ｂが３０ｍｍになるとＳ／Ｎ比が大きくなる。Ｗ３ａが３０ｍｍとなってもＳ／Ｎ比は大きくなる。要するに、図１１（ｂ）で示したように、Ｗ３ａ＝１０ｍｍ、Ｗ３ｂ＝５０ｍｍのときが最もＳ／Ｎ比が大きくなり、バイタルの振動を検出しやすい組み合わせと言える。一方で、図１１（ｃ）で示したように、Ｗ３ａ＝５０ｍｍ、Ｗ３ｂ＝１０ｍｍのときが最もＳ／Ｎ比が小さく、バイタル測定しにくい組み合わせと言える。
【0057】
実験２における軸心１６ｂがパッド１２の上面に接する面積を算出する。パッド１２の平面視の面積は４０ｍｍ×４０ｍｍ＝１６００ｍｍ２である。幅Ｗ３ａが５０ｍｍのとき、パッド１２の４隅以外のパッド１２の上面は軸心１６ｂに接している。すなわち、パッド１２の平面視の面積と軸心１６ｂがパッド１２の上面に接する面積はほぼ同じである。幅Ｗ３ａが１０ｍｍ、２０ｍｍおよび３０ｍｍのとき、軸心１６ｂがパッド１２の上面に接する面積は、それぞれ７９ｍｍ２、３１４ｍｍ２、７０７ｍｍ２であり、いずれもパッド１２の平面視の面積より小さい。
【0058】
図１１（ａ）から図１１（ｃ）のように、軸心１６ｂの幅Ｗ３ａが１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍのとき、軸心１６ｂの幅Ｗ３ａが５０ｍｍのときよりＳ／Ｎ比が大きい。すなわち、被験者のバイタルの振動が上方から伝わるとき、軸心１６ｂがパッド１２の上面に接する面積をパッド１２の平面視の面積より小さくすることにより、Ｓ／Ｎ比を大きくできる。軸心１６ｂがパッド１２の上面に接する面積は、パッド１２の平面視の面積の１／２以下が好ましく、１／３以下がより好ましく、１／４以下がさらに好ましい。
【0059】
図１１（ａ）における幅Ｗ３ａが１０ｍｍおよび３０ｍｍのときと、図１１（ｂ）における幅Ｗ３ａが１０ｍｍおよび３０ｍｍのときを比較すると、軸心１８ｂがパッド１４の下面に接する面積を軸心１６ｂがパッド１４に接する面積より大きくすることにより、Ｓ／Ｎ比を大きくできる。軸心１８ｂがパッド１４の下面に接する面積は軸心１６ｂがパッド１４に接する面積の２倍以上が好ましく、４倍以上がより好ましい。
【0060】
実験１の図８（ａ）から図８（ｄ）と同様の点押しの実験装置を用い、クッション部材５０内に実施例１の検出装置を配置し、パッド１２および１４の中心１２ａおよび１４ａから点押し治具５８の中心Ｃ位置をシフトさせ、点押しにおける差圧センサ２０の出力値を測定した。図１２は、実験１および２における点押し治具の位置に対する差圧センサ２０の出力値を示す図である。実験１のパッドＡは、実験１の図１０のパッドＡと同じデータである。実験２は、軸心１６ｂおよび１８ｂの幅Ｗ３ａおよびＷ３ｂがそれぞれ１０ｍｍおよび３０ｍｍのときの測定結果である。ドットは測定点を示し、線はドットをつなぐ直線である。
【0061】
図１２に示すように、実験２では、実験１のパッドＡとパッド１２および１４の大きさは同じであるが、点押し位置が中心１２ａおよび１４ａからずれても出力値は低下しない。このように、被験者のバイタル等の振動の振動源の位置に対する許容値が実験２では実験１のパッドＡより大きい。このように、実施例１では、伝達部材１６および１８を設けることで、差圧センサ２０の出力値が最大となるパッド１２の中心に振動を伝えることができ、かつ、振動検出部１０のクッション部材への過度な沈み込みを防ぐため、被験者のバイタル等の振動源の位置が変わってもバイタル等の振動のＳ／Ｎ比を向上できる。
【0062】
図１３（ａ）から図１３（ｃ）は、実施例１における伝達部材の例を示す振動検出装置の断面図である。図１３（ａ）に示すように、下の伝達部材１８は平板により形成され軸心を含まなくてもよい。図１３（ｂ）に示すように、下の軸心１８ｂの幅Ｗ３ｂは、上の軸心１６ｂの幅Ｗ３ａより大きくてもよい。図１３（ｃ）に示すように、軸心（１６ｂおよび１８ｂ）がパッド（１２および１４）に接する領域は、軸心１６ｂおよび１８ｂが平板１６ａおよび１８ａに接する領域より小さくてもよい。この構造であれば、平板の振動を軸心に効率よく収束できる。
【0063】
実験２の図１１（ａ）から図１１（ｃ）の結果から、図１３（ａ）のように、伝達部材１８は軸心１８ｂを含まない、または図１３（ｂ）のように、幅Ｗ３ｂは幅Ｗ３ａより大きいことが好ましい。図１３（ｃ）のように、軸心１６ｂおよび１８ｂを錐台形状としてもよい。これにより平板１６ａおよび１８ａに加わった振動がパッド１２および１４に効率よく伝わる。
【0064】
伝達部材１６はパッド１２上に平板１６ａを備える。これにより、被験者のバイタル等の振動を平板１６ａで受けることができる。平板１６ａと被験者との間には、発泡樹脂等のクッション部材が設けられている。伝達部材１６は平板１６ａからパッド１２の方向に突出し先端がパッド１２に接する軸心１６ｂ（突出部）を備える。これにより、平板１６ａが受けた振動をパッド１２に伝達することができる。また、伝達部材１６がパッド１２に接する面積を小さくできるため、図１１（ａ）～図１１（ｃ）のように、Ｓ／Ｎ比を向上できる。このとき、被験者の臀部をパッド１２の中心１２ａに重なるように合わせなくともよい。軸心１６ｂはパッド１２の中心１２ａにほぼ一致して設けられている。このため、平板１６ａのどの部分に被験者の臀部が当たっていたとしても、軸心１６ｂが存在することにより、パッド１２の中心１２ａにバイタル等の振動を伝えることができる。よって、バイタル等の振動検出精度が向上する。なお、伝達部材１６における平板と突出部とは、一体として形成されていてもよいし、別の部材でもよい。
【0065】
伝達部材１８はパッド１４下に平板１８ａを備える。これにより、ドライブノイズ等の外乱振動をパッド１４および１２に伝達することができる。また、振動検出部１０がクッション部材等に沈み込むことを抑制できる。伝達部材１８は平板１８ａからパッド１４の方向に突出し先端がパッド１４に接する軸心１８ｂ（突出部）を備えてもよい。なお、平板１６ａおよび１８ａは、平面視においてパッド１２および１４と重なる領域およびパッド１２および１４を囲む領域が平板状であればよい。例えば平板１６ａおよび１８ａの周縁部が上または下に湾曲していてもよい。
【0066】
平面視においてパッド１２および１４を囲む領域において、伝達部材１６と１８とは空気等の空隙を介し対向することが好ましい。これにより、伝達部材１６および１８が受けた振動は、伝達部材１６および１８のみを介しパッド１２および１４に伝達される。よって、バイタル等の振動のＳ／Ｎ比を向上できる。
【0067】
図１４（ａ）から図１４（ｆ）は、実施例１における軸心の例を示す平面図である。図１４（ａ）に示すように、軸心１６ｂおよび１８ｂの平面形状は、図２（ａ）のような円形でなくとも正方形、長方形等の四角形、または四角形以外の多角形でもよい。図１４（ｂ）に示すように、軸心１６ｂおよび１８ｂの平面形状は楕円形、長円形または卵型のように、外周が曲線でもよい。軸心１６ｂおよび１８ｂが多角形の場合、外周の頂点においてパッド１２および１４に応力が集中して加わる可能性がある。軸心１６ｂおよび１８ｂの平面形状の外周が曲線の場合、パッド１２および１４に加わる応力の集中が抑制できる。
【0068】
図１４（ｃ）および図１４（ｄ）は、図１３（ｄ）の軸心１６ｂおよび１８ｂに相当する。図１４（ｃ）では、軸心１６ｂおよび１８ｂの平面形状は楕円であり、図１４（ｄ）では、軸心１６ｂおよび１８ｂの平面形状は四角形である。領域１６ｄおよび１８ｄは軸心１６ｂおよび１８ｂがパッド１２および１４に接する領域である。図１４（ａ）から図１４（ｄ）のように、軸心１６ｂおよび１８ｂの平面形状は適宜設定できる。軸心１６ｂおよび１８ｂの立体形状は円柱または多角形柱のような柱状形状でもよいし、錐台形状でもよい。軸心１６ｂと１８ｂとの平面形状および立体形状は同じでもよいし、異なっていてもよい。
【0069】
軸心１６ｂおよび１８ｂがパッド１２の上面およびパッド１４の下面にそれぞれ接する領域は、パッド１２の平面視における中心１２ａおよびパッド１４の平面視における中心１４ａを含む。これにより、実験２の図１２のように、伝達部材１６も振動は効率よくパッド１２に伝わる。軸心１６ｂおよび１８ｂがパッド１２の上面およびパッド１４の下面にそれぞれ接する領域の中心は中心１２ａおよび１４ａと略一致することが好ましい。
【0070】
図１４（ｅ）に示すように、軸心１６ｂおよび１８ｂは各々２個設けられている。軸心１６ｂおよび１８ｂはパッド１２および１４の中心１２ａおよび１４ａを挟むように中心１２ａおよび１４ａに略対称に設けられている。これにより、軸心１６ｂおよび１８ｂの重心は中心１２ａおよび１４ａと略一致する。よって、伝達部材１６および１８の振動を効率よくパッド１２および１４に伝えることができる。
【0071】
図１４（ｆ）に示すように、軸心１６ｂおよび１８ｂは各々４個設けられている。軸心１６ｂおよび１８ｂはパッド１２および１４の中心１２ａおよび１４ａを囲むように中心１２ａおよび１４ａに略対称に設けられている。これにより、軸心１６ｂおよび１８ｂの重心は中心１２ａおよび１４ａとほぼ一致する。よって、伝達部材１６および１８の振動を効率よくパッド１２および１４に伝えることができる。軸心１６ｂの個数と軸心１８ｂの個数とは同じでもよいし、異なっていてもよい。
【0072】
図１５（ａ）から図１５（ｆ）は、実施例１における伝達部材およびパッドの例を示す平面図である。図１５（ａ）に示すように、伝達部材１６および１８の平面形状は、図２（ａ）のような長方形でなく、正方形でもよい。図１５（ｂ）に示すように、伝達部材１６および１８の平面形状は円形、楕円形、長円形または卵型のように、外周が曲線でもよい。図１５（ｃ）に示すように、伝達部材１６および１８の平面形状は、＋型、Ｘ型または星形でもよい。例えば伝達部材１６および１８の平面形状を＋型とすると、被験者が前方に姿勢を崩して着座、被験者がシートバック側に重心をかけて着座、および被験者が右側または左側にずれて着座しても、被験者のバイタル等の振動の振動源の振動をパッド１２および１４に効率よく伝えることができる。さらに、シートクッション４４内のクッション部材５０を除去する体積を小さくできるため、シートクッション４４の強度を確保できる。伝達部材１６と１８との平面形状および大きさは同じもよいし、異なっていてもよい。
【0073】
図１５（ｄ）に示すように、パッド１２および１４の平面形状は、図２（ａ）のような略正方形でなく、略長方形でもよく、４角形以外の多角形状でもよい。図１５（ｅ）に示すように、パッド１２および１４の平面形状は略円形でもよい。図１５（ｆ）に示すように、パッド１２および１４の平面形状は略楕円形、長円形状または卵型でもよい。このように、パッド１２および１４の平面形状は外周が曲線でもよい。パッド１２と１４の平面形状は同じでもよいし異なっていてもよい。
【0074】
図１６（ａ）から図１６（ｆ）は、実施例１における支持部材の配置の例を示す平面図である。図１６（ａ）に示すように、支持部材１５は伝達部材１６および１８の四隅に２個ずつ設けられている。このように、伝達部材１６および１８の４隅に各々複数の支持部材１５が設けられていてもよい。図１６（ｂ）に示すように、支持部材１５は、伝達部材１６および１８の４辺の中央付近に設けられていてもよい。伝達部材１６および１８の４辺の中央付近に各々複数個の支持部材１５が設けられていてもよい。図１６（ｃ）に示すように、支持部材１５は伝達部材１６および１８の対向する２辺のうち一方の辺の両端部と２辺の他方の辺の中央付近に設けられている。
【0075】
図１６（ｄ）に示すように、支持部材１５は伝達部材１６および１８の対向する２辺に沿って設けられている。図１６（ｅ）に示すように、支持部材１５は伝達部材１６および１８の対向する２辺のうち両端部を除く領域に設けられている。図１６（ｆ）に示すように、支持部材１５は伝達部材１６および１８の対向する２辺のうち一方の辺に沿って設けられ、２辺のうち他方の辺の中央部に設けられている。
【0076】
支持部材１５が伝達部材１６と１８との間に設けられ、伝達部材１６と１８を接続することで、被験者が着座して体重が振動検出部１０に加わっても振動検出部１０の耐久性を高めることができ、振動検出部１０の破損を抑制することができる。支持部材１５が平面視においてパッド１２および１４を囲むように設けられることで、振動検出部１０の耐久性を高めることができる。パッド１２および１４を３６０°囲むように支持部材１５が設けられると、伝達部材１６および１８の振動が妨げられてしまう。そこで、支持部材１５は、平面視においてパッド１２および１４を囲む一部に設けられ、一部に設けられていないことが好ましい。例えば、パッド１２および１４の中心に対し支持部材１５を対称に設けることが好ましい。
【0077】
バイタル等の振動は、例えば呼吸または脈拍等の振動である。ドライブノイズは、例えば、エアコンの風、エンジン音、人体の体動およびロードノイズ（道路からのノイズ）の少なくとも１つを含む。体動とは、運転操作などの乗車中の運転手の動きのことである。車椅子および移動式ベッドが移動すると、車両と同様のドライブノイズが生じるため被験者のバイタル等の振動を検出することが難しくなる。よって、車椅子などの座席シートに座った被験者からのバイタル等の振動の検出、または移動式ベッドに横たわる被験者からのバイタル等の振動の検出に実施例１を用いてもよい。
【0078】
被験者がシートに着席する場合、バイタル等の振動源としては臀部が最もふさわしい。そこで、図４のように、パッド１２および１４は被験者の臀部など荷重がかかる人体部位に（例えば右臀部４８ａまたは左臀部４８ｂ）に重なるように設けられることが好ましい。パッド１２および１４は、被験者の大腿部等のバイタル等の振動源に重なるように設けられていればよい。
【0079】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0080】
１０ 振動検出部
１１、１３、２１、２３ 空間
１２、１４ パッド
１２ａ、１４ａ 中心
１５ 支持部材
１６、１８ 伝達部材
１６ａ、１８ａ 平板
１６ｂ、１８ｂ 軸心
２０ 差圧センサ
２２ 筐体
２４ 振動膜
２５ 圧電素子
１１、１３、２１、２３ 空間
１２、１４ パッド
１２ａ、１４ａ 中心
１５ 支持部材
１６、１８ 伝達部材
１６ａ、１８ａ 平板
１６ｂ、１８ｂ 軸心
２０ 差圧センサ
２２ 筐体
２４ 振動膜
２５ 圧電素子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】