コントローラと、これを用いた生体情報システム
【課題】ユーザが身体を動かしている際にも、安定して生体情報を検出可能なコントローラの実現。
【解決手段】本願のコントローラは、手で保持して利用されるコントローラ本体と、身体に保持して利用されると共に、コントローラ本体に接続された第１ストラップと、コントローラ本体または第１ストラップに配置された生体情報処理部と、第１ストラップに配置された第１生体情報検出部とを有し、第１生体情報検出部と生体情報処理部とは第１ストラップに配置された第１信号線を介して電気的に接続されている。
【解決手段】本願のコントローラは、手で保持して利用されるコントローラ本体と、身体に保持して利用されると共に、コントローラ本体に接続された第１ストラップと、コントローラ本体または第１ストラップに配置された生体情報処理部と、第１ストラップに配置された第１生体情報検出部とを有し、第１生体情報検出部と生体情報処理部とは第１ストラップに配置された第１信号線を介して電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、家庭用ゲーム機に用いられる生体情報を検出可能なコントローラと、このようなコントローラを用いた家庭用ゲーム機本体（システム本体）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用ゲーム機で用いることを想定した生体情報を検出可能なコントローラは、図１６に示すようなものが考えられていた。図１６において、コントローラ１０１は、ユーザによって入力操作が行われる操作キー１１１、１１２、１１３ａ〜１１３ｄ、１１４と、操作キーの操作番号を出力する操作信号発生手段１２２と、信号ラインや電源ライン等を含むケーブル１０２と、このコントローラ１０１をゲーム機本体（図示せず）に接続する為のコネクタ１０３とを有している。
【０００３】
更に、コントローラ１０１は、ユーザの心身機能を計測する心身機能計測手段として、心拍数を測定する心拍測定計１０５、血圧を測定する血圧測定計１０６、発汗状態を測定する発汗センサ１０７、体脂肪率を測定する体脂肪率計１０８を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、昨今、コントローラにモーションセンサが搭載され、ユーザがコントローラを保持して身体を動かす事により、ゲーム機に自分の意志を入力するコントローラ形態が主流となってきている。このような形態のコントローラの場合、図１６に示したコントローラ１０１では、ユーザがコントローラを保持して身体を動かす間に、心身機能計測手段（例えば、体脂肪率計１０８）の電極上に置かれていた手が容易に離れてしまい、生体情報を検出する事が不可能となってしまう。また、左利きと右利きの人でコントローラの持ち方が変化する為、手・指が接触するコントローラの表面部位は左利きと右利きの人で異なる事となる。そのため、コントローラの表面に多数の心身機能計測手段の電極を配置する必要が生じてしまう。
【０００６】
そこで、本願のコントローラは、簡易な構造で安定して生体情報を検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本願のコントローラは、手で保持して利用されるコントローラ本体と、身体に保持して利用されると共に、コントローラ本体に接続された第１ストラップと、コントローラ本体または第１ストラップに配置された生体情報処理部と、第１ストラップに配置された第１生体情報検出部とを有し、第１生体情報検出部と生体情報処理部とは第１ストラップに配置された第１信号線を介して電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、本願のコントローラは、ユーザの身体（例えば、手首や上腕等）に保持して利用される第１ストラップを有しており、ユーザが手でコントローラを保持して、コントローラを振り回すような動作をしたとしても、例えば第１ストラップがユーザの手首に固定されている為、第１ストラップに配置された第１生体情報検出部がユーザの身体（例えば、手首や上腕等）から容易に離れない。このため、ユーザが手でコントローラを保持して、コントローラを振り回すような動作をしたとしても、比較的に安定して生体情報を検出する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図２】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図３】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図４】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図５】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図６】実施の形態２におけるコントローラを示す図
【図７】実施の形態２におけるコントローラのブロック図
【図８】実施の形態２における生体情報検出回路図
【図９】実施の形態２における生体情報検出回路図
【図１０】実施の形態２におけるコントローラを示す図
【図１１】実施の形態２における生体情報検出回路図
【図１２】実施の形態２におけるコントローラのブロック図
【図１３】実施の形態２におけるコントローラを示す図
【図１４】実施の形態３におけるコントローラを示す図
【図１５】実施の形態４におけるコントローラを示す図
【図１６】従来のコントローラを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る本発明のコントローラについて、図１（Ａ）と図１（Ｂ）を用いて説明する。
【００１１】
図１（Ａ）に示すようにコントローラ１は、コントローラ本体２と、コントローラ本体２に接続された第１信号線５と、第１信号線５と接続された第１ストラップ３とを有している。また、第１ストラップ３には第１生体情報検出部４が配置され、第１生体情報検出部４が検出した生体情報は、第１信号線５を介して生体情報処理部６へ入力される。よって、第１生体情報検出部４と第１信号線５と生体情報処理部６とは電気的に接続されている。
【００１２】
図１（Ｂ）を用いて、コントローラ１の使用状態について説明する。コントローラ１に第１信号線５を介して接続された第１ストラップ３は身体の一部に保持されて使用される。例えば、第１ストラップ３を首に巻き付けて保持してもよいし、胸部や腹部、足等に巻き付けて保持しても良い。また、図１（Ｂ）に示すように、コントローラ本体２を握る手の手首に保持して利用することもできる。以下、図１（Ｂ）に示す状態でコントローラ１を使用した場合を用いて説明する。
【００１３】
人の身体に保持されて使用される第１ストラップ３には第１生体情報検出部４が配置されており、第１生体情報検出部４で生体情報が検出される。検出される生体情報としては、脈拍や心拍、体温、脈波、呼吸状態、発汗状態、血圧、血中飽和酸素濃度、筋電等の生体情報に関するものなら測定対象である。以下、便宜上、検出される生体情報が脈拍信号であるとして説明する。
【００１４】
第１生体情報検出部４において計測された脈拍信号（脈波波形）は、第１信号線５を介して生体情報処理部６に入力される。生体情報処理部６は、入力される生体情報を分析し、脈拍数や体温などのバイタルデータを抽出する。本実施の形態においては、生体情報処理部６は、入力される脈拍信号（脈波波形）を分析し、脈拍数等のバイタルデータを導出する。尚、第１生体情報検出部４や生体情報処理部６は、第１信号線５等を介して、コントローラ本体２内の電源装置から電力が供給される構成としてもよい。また、第１生体情報検出部４は、生体情報処理部６からの命令（制御信号）を受けて、生体情報の検出動作を行う。
【００１５】
生体情報処理部６において抽出されたバイタルデータは、コントローラ本体２に配置された無線部（図示せず）からゲーム機本体（システム本体、図示せず）へ無線伝送され、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）はコントローラ１から得られたバイタルデータをゲーム内容に反映し、ゲームのエンターテイメント性を向上させるものである。
【００１６】
本願のコントローラ１は、身体に密着して保持される第１ストラップ３に第１生体情報検出部４が配置されているため、ユーザが手でコントローラ１を保持して、コントローラ１を振り回すような動作をしたとしても、第１ストラップ３がユーザの手首に固定されている為、第１ストラップ３に配置された第１生体情報検出部４がユーザの手首から容易に離れない。このため、ユーザが手でコントローラ１を保持して、コントローラ１を振り回すような動作をしたとしても、比較的に安定して生体情報を検出する事が可能となる。また、利き手に関わらず、生体情報を検出することができるため、生体情報を検知する電極をコントローラ本体２の表面に多数に配置する必要はなくなり、右手でも、左手でもどちらの手で保持しても、生体情報は検出可能である。
【００１７】
尚、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、生体情報処理部６はコントローラ本体２の内部に配置された基板２０に実装されてもよい。これによりコントローラ１の製造が容易となり、安価なコントローラを実現する事が可能となる。
【００１８】
また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、生体情報処理部６は第１ストラップ３に配置されてもよい。これにより、第１生体情報検出部４において検出された生体信号が第１信号線５等を伝送中に減衰したり、ノイズが混入することを回避できる。
【００１９】
尚、モーションセンサ（図示せず）がコントローラ本体２に配置された構成としてもよい。この場合、コントローラ本体２に配置されたモーションセンサ（図示せず）は、コントローラ１を保持するユーザがコントローラ本体２を空間的に動かした時の動作量を検出し、検知した動作量を無線部（図示せず）からゲーム機本体（システム本体、図示せず）へ無線伝送することにより、人の動きをゲームに反映させる。この場合、コントローラ本体２はユーザの手に握られた状態で空間的に振り回される事が予想され、ユーザの不注意によりユーザの手からコントローラ本体が遠くへ飛んでいく危険がある。しかし、本発明のコントローラ１は、第１信号線５を介してコントローラ本体２に接続された第１ストラップ３を有しており、第１ストラップ３はユーザの身体に固定されているため、コントローラ１を振り回して使用する中で、誤ってコントローラ本体２が手から離れてしまったとしても、コントローラ本体２が遠くへ飛んでいく事故を防止でき、安全である。
【００２０】
さらに、図４に示すようにコントローラ本体２を保持する手と異なる手の手首に第１ストラップ３を固定している場合について説明する。
【００２１】
図４においては、モーションセンサ（図示せず）が内蔵されたコントローラ本体２をユーザが空間的に手で移動させ、その移動の方向、量をモーションセンサで検知し、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）に検知内容を送信することでゲーム機本体（システム本体、図示せず）を制御する様子を示している。この場合、コントローラ本体２を保持している手の手首も同時に激しく動く。一方、コントローラ本体２を握る手の手首とは異なる手首に第１ストラップ３を固定すると、コントローラ本体２を握る手と比較して、第１ストラップ３が固定された手の動きは緩やかである為、アーティファクトの発生頻度および強度を低く抑えることができる。
【００２２】
さらに、コントローラ本体２に第１モーションセンサ７が配置され、第１ストラップ３に第２モーションセンサ８が配置された構成について図５を用いて説明する。
【００２３】
図５において、第１ストラップ３は、コントローラ本体２を保持する手と異なる手の手首に固定されている。このため、第１モーションセンサ７と第２モーションセンサ８とをそれぞれの手又は手首に配置する事ができ、結果、両手の空間的な動作を同時に観測することができる。これにより、ユーザの動作の検出精度を向上させることができる。
【００２４】
また、ユーザが動作を行うと、第１ストラップ３に配置された第１生体情報検出部４の検知する生体情報には体動アーティファクトが発生しやすいが、第２モーションセンサ８の検出結果から発生する体動アーティファクトを推定し、その結果を基に第１生体情報検出部４の検出を補正する事により体動アーティファクトによる影響を軽減することができる。
【００２５】
尚、第１ストラップを保持する部位として、手首で説明を行ったが、胸、前腕、上腕、首、肩、脚など身体で保持できる箇所ならどこでもよい。
【００２６】
尚、生体情報の計測方式としては周知のものが使用され、その方式に有利となるように、第１生体情報検出部４を第１ストラップ３の表面（第１ストラップ３を身体に固定する際、身体に密着される面）または裏面（第１ストラップ３を身体に固定する際、身体に密着されない面）のどちらに配置するかが選択されてもよい。
【００２７】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る本発明のコントローラについて、図６（Ａ）と図６（Ｂ）を用いて説明する。図６（Ａ）に示すコントローラ１は、実施の形態１に係る図１（Ａ）に、更に、生体情報処理部６に電気的に接続された第２信号線１１と、第２信号線１１と接続された第２ストラップ１０と、第２ストラップ１０に配置されると共に第２信号線１１と電気的に接続された第２生体情報検出部９とを備えた構成となっている。
【００２８】
図６（Ｂ）に、図６（Ａ）のコントローラ１を身体で保持して使用したときの一例を示す。また、図７には、コントローラ１のブロック図を示す。尚、本実施の形態２において、第１生体情報検出部４と第２生体情報検出部９は心電方式で心拍を検出しているとして説明する。
【００２９】
図６（Ｂ）において、コントローラ本体２を握る手の手首には第１ストラップ３が固定されており、またコントローラ本体２を握っていない手の手首には第２ストラップ１０が固定されている。心電方式により脈拍検出を行う第１生体情報検出部４および第２生体情報検出部９は導電体よりなる電極により構成されることが多く、不分極性の高い銀塩化銀などが用いられる。そして、これら電極は、身体と電気的に結合している。故に、第１生体情報検出部４および第２生体情報検出部９においては、身体を伝搬してきた心電位波形が検出される。第１生体情報検出部４および第２生体情報検出部９において検出された心電位波形は、それぞれ生体情報処理部６へ入力される。そして生体情報処理部６において、両手首間の電位差を差動増幅器２１（あるいは計装アンプ）で検出する。両手首間の電位差を検出することで得られた信号はフィルタ２２で濾波された後、ＡＤ変換器２３においてデジタル情報に変換される。ＡＤ変換器２３から出力されたデジタル情報はＣＰＵ２４へ入力され、生体情報（例えば心拍数）が抽出された後、無線部２５を介してゲーム機本体（システム本体、図示せず）へ無線送信される。尚、生体情報処理部６は水晶発振器２６をクロック信号として動作するＣＰＵ２４から制御信号を受信し、動作するものである（図７参照）。
【００３０】
図８に差動増幅器２１の回路例を示す。ボルテージ・フォロアにより、生体インピーダンスの影響を抑制し、後段の増幅器により２点間の電位差を差動増幅するものである。差動増幅器２１の代わりに、図９に示す計装アンプを用いてもよい。図９に示す計装アンプは入力インピーダンスが１ＧΩ以上と生体インピーダンスに対して十分大きく、コモンモードノイズを除去する機能が大きいため、検出精度を向上することができる。
【００３１】
実施の形態２に係るコントローラ１は、図６（Ｂ）に示す状態で心電位計測を行うため、得られる心電位は２点（両手首）の電位の差分をとることになり、コモンモードノイズが低減されることとなる。この結果、身体を伝搬し、第１生体情報検出部４または第２生体情報検出部９において検出されてしまう商用電源ノイズ等のコモンモードノイズを低減でき、検出される生体情報のＳＮＲを向上させることができる。
【００３２】
また、第１信号線５に重畳される商用電源ノイズ等のノイズ低減のために、第１ストラップ３上にグランド電極１２を配置する構造について図１０（Ａ）に示す。図１０（Ａ）に示すコントローラ１は、図６（Ａ）の第１ストラップ３にグランド電極１２が配置されると共に、グランド電極１２と生体情報処理部６のグランドとを電気的に接続するグランド線１３とが付加された以外は、図６（Ａ）のコントローラ１と同様の構成となっている。図１０（Ｂ）を用いて、図１０（Ａ）のコントローラ１の使用状態を説明する。図１０（Ｂ）において、第１ストラップ３はコントローラ本体２を握っている手の手首に装着され、第２ストラップ１０はコントローラ本体２を握っていない方の手の手首に装着される。グランド電極１２は導電性の金属板で形成されており、身体と電気的に結合している。グランド線１３と生体情報処理部６に内蔵されている差動増幅器２１のグランドとが電気的に接続されている為、第１信号線５に重畳される商用電源ノイズ等を低減する事ができる。尚、第１信号線５の長さとグランド線１３の線路長をほぼ同一長とし、第１信号線５とグランド線１３とを近接させて配置する構成としてもよい。これにより、第１信号線５とグランド線１３とにそれぞれ重畳されるノイズをほぼ同一のものとすることができ、結果、差動増幅器２１において第１信号線５に重畳されるノイズの低減効果を向上させられる。図１０においては、第１ストラップ３にグランド電極１２を配置したが、第２ストラップ１０にグランド電極１２を配置した構成としてもよい。第１信号線５と第２信号線１１とを比較した場合、第２信号線１１の線路長の方が長くなる為、商用電源ノイズ等が重畳し易い。このため、第２ストラップ１０側にグランド電極１２を設け、グランド線１３を生体情報処理部６のグランドと電気的に接続する事で、差動増幅器２１において、第２信号線１１に重畳されたノイズを低減する事が可能となる。更に、第２信号線１１とグランド線１３の線路長をほぼ同一長とし、第２信号線１１とグランド線１３とを近接させて配置する構成としてもよい。これにより、第２信号線１１とグランド線１３とにそれぞれ重畳されるノイズをほぼ同一のものとすることができ、結果、差動増幅器２１において第２信号線１１に重畳されるノイズの低減効果を向上させられる。また、コントローラ本体２が大地と電気的に接続されていない場合、人体に電流が流れる危険もなく、簡易な構成で検出精度を向上させることができる。
【００３３】
また、ノイズ低減のために、図１０（Ａ）に示すコントローラ１は、図６（Ａ）の第１ストラップ３にグランド電極１２が配置されると共に、グランド電極１２と生体情報処理部６に内臓されたＤＲＬ（Ｄｅｇｉｔａｌ Ｒｉｇｈｔ Ｌｅｇ）回路の出力を電気的に接続するグランド線１３とが付加された構成としてもよい（それ以外は、図６（Ａ）のコントローラ１と同様の構成となる）。図１１、及び、図１２に回路図とブロック図を示し、説明する。第１生体情報検出部４、及び、第２生体情報検出部９における検出電位は、それぞれ第１信号線５、及び、第２信号線１１を介して差動増幅器２１に入力され 差動増幅器２１においてそれらの電位差が検出される。心電位波形は１ｍＶ前後で検出されるのに対し、商用電源ノイズは周囲の環境にも依存するが、数Ｖの電位で検出される。さらに、第１生体情報検出部４と身体との接触インピーダンス、及び、第２生体情報検出部９と身体との接触インピーダンスは、共に、数百ｋΩであり、時間的にその値は、それぞれ独立して変動している。差動増幅器２１の同相信号除去比は少なくとも８０ｄＢ〜９０ｄＢは必要であり、測定環境によってはそれ以上の性能が求められる。差動増幅器２１の同相信号除去が十分でない場合、商用電源ノイズが無視できず、ＳＮＲが劣化する。これを解決するために考えられたのがＤＲＬ回路であり、差動増幅器２１の入力端子部において、２点間のコモンモード電圧を検出し、反転増幅器により逆相のコモンモード電圧を、グランド線１３を介し、グランド電極１２から人体に供給するものである。この電圧を人体に印加することにより、商用電源ノイズはキャンセルすることができ、差動増幅器２１から出力されるコモンモードノイズを低減することができるのである。
【００３４】
さらに、図１３に示すように、第２ストラップ１０に第２モーションセンサ８が配置されていてもよい。これにより、第２ストラップ１０が固定されている方の手の動きを検知する事ができ、その情報を第２信号線１１及び生体情報処理部６等を介してコントローラ本体２に配置された無線部（図示せず）からゲーム機本体（システム本体、図示せず）へ無線送信し、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）を制御することができる。
【００３５】
第２ストラップ１０において、生体情報は生体情報検出部９から、また身体の動きは第２モーションセンサ８から、それぞれ同時に検出することができる。ここで、検出される生体情報には身体の動きによる体動アーティファクトが発生するが、第２モーションセンサ８を利用することで、体動アーティファクトによる影響を低減でき、高精度に生体情報を検出することができる。
【００３６】
尚、心拍の検出において、第１生体情報検出部４と第２生体情報検出部９の固定部位は、胸、前腕、上腕、首、肩、脚など身体で保持できる箇所ならどこでもよく、右手首と左手首の組み合わせに限らず、右手首／左上腕、右手首／左脚、右肩／左前腕等の組み合わせでもよい。
【００３７】
尚、図６〜１３においては、コントローラ１の生体情報処理部６がコントローラ本体２の外部に配置された構成で説明したが、生体情報処理部６をコントローラ本体２の内部に配置した構成としても良い。これによりコントローラ１の構造を簡略化でき、製造効率を向上させることができる。
【００３８】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３に係る本発明のコントローラについて、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。実施の形態３に係るコントローラは、図１（Ａ）に示すコントローラ１に、更に、固定バンド１４（図１４（Ａ）参照）と、固定バンド１４に配置された第２生体情報検出部９と、一端が第２生体情報検出部９に電気的に接続されると共に、他端が生体情報処理部６内の差動増幅器に電気的に接続された第２信号線１１とを付加した構成を有している。
【００３９】
図１４（Ｃ）に示すように、コントローラ本体２を保持する手の手首とは異なる方の手首に第１ストラップ３は保持される。固定バンド１４は、一定の幅を備え、柔軟性を有すると共に、図１４（Ｂ）に図示するように、コントローラ本体２の手で保持する部位に巻きつけて固定される（図１４（Ｃ）では、手で握っている部位から少しずれた場所に固定バンド１４が配置されているが、図示して示し易いように、便宜上、そのように記載しているだけであり、理想的には、手のひらの触れる部位に巻き付けて固定される）。固定方法としては、例えば、マジックテープ（登録商標）等を利用することが考えられる。固定バンド１４には柔軟性を有した第２生体情報検出部９が配置されているため、図１４（Ｃ）のように固定バンド１４を包みこむように手で握ると、手と第２生体情報検出部９とが近接し、結果、電気的に結合する。尚、この電気的な結合の度合いを大きくする為に、第２生体情報検出部９を固定バンド１４のコントローラ本体２に面していない側に配置してもよい。また、生体情報として心電を検出する場合、固定バンドの材料を柔軟性を持った導電布で実現し、導電布自体を第２生体情報検出部９として利用してもよい。更に、第２生体情報検出部９の長さをコントローラ本体の外周より長くしておけば、コントローラ本体２に巻きつけて固定した時に、コントローラ本体２の外周全体に第２生体情報検出部９が配置された状態となり、ユーザがコントローラ本体２を振り回して使用する場合においても完全にユーザの手が生体情報検出部の電極から離れてしまうことを低減でき、測定精度を向上させることができる。
【００４０】
実施の形態３に係るコントローラ１を図１４（Ｃ）に示した方法で使用した場合、コントローラ本体２を握る手の電位と、コントローラ本体２を握っていない方の手の手首の電位を検出でき、それらの電位の電位差を生体情報処理部６の差動増幅器で導出することでユーザの心電位波形を精度良く検出する事が可能となる。
【００４１】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４に係る本発明のコントローラについて、図１５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。実施の形態４に係るコントローラは、図１（Ａ）のコントローラ１の第１ストラップ３に、更に、第２生体情報検出部９を配置し（図１５（Ａ）参照）、第２生体情報検出部９と生体情報処理部６内の差動増幅器とを第２信号線１１を介して電気的に接続したものである。
【００４２】
図１５（Ａ）において、第１ストラップ３は柔軟性のある一定の幅を備えた素材よりなり、第１生体情報検出部４は第１ストラップ３の一方面側に配置され、第２生体情報検出部９は第１ストラップ３の他方面側に配置されている。
【００４３】
図１５（Ｂ）を用いて、実施の形態４に係るコントローラ１の使用方法を示す。第１ストラップ３は、コントローラ本体２を握っている方の手の手首に装着される。そして、コントローラ本体２を握っていない方の手の指で、手首に巻かれている第１ストラップ３の表面側（身体に接していない側）に配置されている生体情報検出部（図１５（Ｂ）においては、第２生体情報検出部９）に触れる。これにより、コントローラ本体２を握っている手の手首の電位とコントローラ本体２を握っていない方の手の指の電位とを検出でき、生体情報処理部６の差動増幅器において、それらの電位の電位差を算出できることから、ユーザの心電位波形を精度良く検出する事が可能となる。
【００４４】
尚、コントローラ本体２を振り回すなど激しい身体の動きが伴うゲームをユーザが行う場合、第１生体情報検出部４及び第２生体情報検出部９と身体との近接状態が大きく変動し、例えば、心電位波形出力の基線レベルが変動したり、心拍波形が大きく変動する等が想定される。これを軽減する為、本実施の形態１から４に係るコントローラ１を用いた生体情報システムが、生体情報処理部６の得た生体情報をコントローラ１から受信するゲーム機本体（システム本体、図示せず）と、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）と接続されたテレビ等の表示部（図示せず）とを備えており、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）は、表示部（図示せず）を介してコントローラ本体２を保持しているユーザに所定動作の指示を出すシステム構成としてもよい。ゲーム機本体（システム本体、図示せず）がユーザに指示する所定動作内容は、ユーザの動作が緩慢となるよう促すものであり、具体的には、深呼吸をさせたり、安静行動を指示したり、数秒間静止行動をとらせたり、直立不動の姿勢をとらせるというものである。これにより、ユーザの動作状況が緩慢となり、生体情報を検出精度が高い状況(体動アーティファクトの発生が少ない状況)を作ることができる。ゲーム機本体（システム本体、図示せず）が、表示部（図示せず）を介してコントローラ本体２を保持しているユーザに所定動作の指示を出した後、第１生体情報検出部４及び第２生体情報検出部９が検出した生体情報を、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）がコントローラ１から受信することにより、高い精度の生体情報を得る事ができる生体情報システムを実現できる。
【００４５】
尚、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）が、表示部（図示せず）を介してコントローラ本体２を保持しているユーザに指示する所定動作が、図１５（Ｂ）に示す姿勢であってもよい。これにより、ユーザの姿勢が体動アーティファクトの発生しにくい図１５（Ｂ）に示す姿勢となり、ユーザの激しい動作を抑制することができる。
【００４６】
このように、生体情報の測定精度が低いゲーム中に、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）側からユーザに指示を送ることで、生体情報の検出精度を向上させることができる。
【００４７】
尚、本願におけるコントローラとは、システムの操作をするためのデバイスあるいは操作回りを司るモジュールの事である。
【００４８】
また、本願の図面においては便宜上記載しなかったが、生体情報処理部６のグランドと、コントローラ本体２に内蔵されている基板に配置されたグランドとは電気的に接続されて、直流的に同電位となっている。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明の生体情報を検出可能なコントローラは、ユーザが身体を動かしながら利用したとしても、比較的安定して生体情報を検出することができるため、コントローラから得られた生体情報を利用して、例えば、ゲーム機のソフトウェアの幅を拡張し、ゲーム等のエンターテイメント性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ コントローラ
２ コントローラ本体
３ 第１ストラップ
４ 第１生体情報検出部
５ 第１信号線
６ 生体情報処理部
７ 第１モーションセンサ
８ 第２モーションセンサ
９ 第２生体情報検出部
１０ 第２ストラップ
１１ 第２信号線
１２ グランド電極
１３ グランド線
１４ 固定バンド
２０ 基板
２１ 差動増幅器
２２ フィルタ
２３ ＡＤ変換器
２４ ＣＰＵ
２５ 無線部
２６ 水晶発振器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、家庭用ゲーム機に用いられる生体情報を検出可能なコントローラと、このようなコントローラを用いた家庭用ゲーム機本体（システム本体）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用ゲーム機で用いることを想定した生体情報を検出可能なコントローラは、図１６に示すようなものが考えられていた。図１６において、コントローラ１０１は、ユーザによって入力操作が行われる操作キー１１１、１１２、１１３ａ〜１１３ｄ、１１４と、操作キーの操作番号を出力する操作信号発生手段１２２と、信号ラインや電源ライン等を含むケーブル１０２と、このコントローラ１０１をゲーム機本体（図示せず）に接続する為のコネクタ１０３とを有している。
【０００３】
更に、コントローラ１０１は、ユーザの心身機能を計測する心身機能計測手段として、心拍数を測定する心拍測定計１０５、血圧を測定する血圧測定計１０６、発汗状態を測定する発汗センサ１０７、体脂肪率を測定する体脂肪率計１０８を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、昨今、コントローラにモーションセンサが搭載され、ユーザがコントローラを保持して身体を動かす事により、ゲーム機に自分の意志を入力するコントローラ形態が主流となってきている。このような形態のコントローラの場合、図１６に示したコントローラ１０１では、ユーザがコントローラを保持して身体を動かす間に、心身機能計測手段（例えば、体脂肪率計１０８）の電極上に置かれていた手が容易に離れてしまい、生体情報を検出する事が不可能となってしまう。また、左利きと右利きの人でコントローラの持ち方が変化する為、手・指が接触するコントローラの表面部位は左利きと右利きの人で異なる事となる。そのため、コントローラの表面に多数の心身機能計測手段の電極を配置する必要が生じてしまう。
【０００６】
そこで、本願のコントローラは、簡易な構造で安定して生体情報を検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本願のコントローラは、手で保持して利用されるコントローラ本体と、身体に保持して利用されると共に、コントローラ本体に接続された第１ストラップと、コントローラ本体または第１ストラップに配置された生体情報処理部と、第１ストラップに配置された第１生体情報検出部とを有し、第１生体情報検出部と生体情報処理部とは第１ストラップに配置された第１信号線を介して電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、本願のコントローラは、ユーザの身体（例えば、手首や上腕等）に保持して利用される第１ストラップを有しており、ユーザが手でコントローラを保持して、コントローラを振り回すような動作をしたとしても、例えば第１ストラップがユーザの手首に固定されている為、第１ストラップに配置された第１生体情報検出部がユーザの身体（例えば、手首や上腕等）から容易に離れない。このため、ユーザが手でコントローラを保持して、コントローラを振り回すような動作をしたとしても、比較的に安定して生体情報を検出する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図２】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図３】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図４】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図５】実施の形態１におけるコントローラを示す図
【図６】実施の形態２におけるコントローラを示す図
【図７】実施の形態２におけるコントローラのブロック図
【図８】実施の形態２における生体情報検出回路図
【図９】実施の形態２における生体情報検出回路図
【図１０】実施の形態２におけるコントローラを示す図
【図１１】実施の形態２における生体情報検出回路図
【図１２】実施の形態２におけるコントローラのブロック図
【図１３】実施の形態２におけるコントローラを示す図
【図１４】実施の形態３におけるコントローラを示す図
【図１５】実施の形態４におけるコントローラを示す図
【図１６】従来のコントローラを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る本発明のコントローラについて、図１（Ａ）と図１（Ｂ）を用いて説明する。
【００１１】
図１（Ａ）に示すようにコントローラ１は、コントローラ本体２と、コントローラ本体２に接続された第１信号線５と、第１信号線５と接続された第１ストラップ３とを有している。また、第１ストラップ３には第１生体情報検出部４が配置され、第１生体情報検出部４が検出した生体情報は、第１信号線５を介して生体情報処理部６へ入力される。よって、第１生体情報検出部４と第１信号線５と生体情報処理部６とは電気的に接続されている。
【００１２】
図１（Ｂ）を用いて、コントローラ１の使用状態について説明する。コントローラ１に第１信号線５を介して接続された第１ストラップ３は身体の一部に保持されて使用される。例えば、第１ストラップ３を首に巻き付けて保持してもよいし、胸部や腹部、足等に巻き付けて保持しても良い。また、図１（Ｂ）に示すように、コントローラ本体２を握る手の手首に保持して利用することもできる。以下、図１（Ｂ）に示す状態でコントローラ１を使用した場合を用いて説明する。
【００１３】
人の身体に保持されて使用される第１ストラップ３には第１生体情報検出部４が配置されており、第１生体情報検出部４で生体情報が検出される。検出される生体情報としては、脈拍や心拍、体温、脈波、呼吸状態、発汗状態、血圧、血中飽和酸素濃度、筋電等の生体情報に関するものなら測定対象である。以下、便宜上、検出される生体情報が脈拍信号であるとして説明する。
【００１４】
第１生体情報検出部４において計測された脈拍信号（脈波波形）は、第１信号線５を介して生体情報処理部６に入力される。生体情報処理部６は、入力される生体情報を分析し、脈拍数や体温などのバイタルデータを抽出する。本実施の形態においては、生体情報処理部６は、入力される脈拍信号（脈波波形）を分析し、脈拍数等のバイタルデータを導出する。尚、第１生体情報検出部４や生体情報処理部６は、第１信号線５等を介して、コントローラ本体２内の電源装置から電力が供給される構成としてもよい。また、第１生体情報検出部４は、生体情報処理部６からの命令（制御信号）を受けて、生体情報の検出動作を行う。
【００１５】
生体情報処理部６において抽出されたバイタルデータは、コントローラ本体２に配置された無線部（図示せず）からゲーム機本体（システム本体、図示せず）へ無線伝送され、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）はコントローラ１から得られたバイタルデータをゲーム内容に反映し、ゲームのエンターテイメント性を向上させるものである。
【００１６】
本願のコントローラ１は、身体に密着して保持される第１ストラップ３に第１生体情報検出部４が配置されているため、ユーザが手でコントローラ１を保持して、コントローラ１を振り回すような動作をしたとしても、第１ストラップ３がユーザの手首に固定されている為、第１ストラップ３に配置された第１生体情報検出部４がユーザの手首から容易に離れない。このため、ユーザが手でコントローラ１を保持して、コントローラ１を振り回すような動作をしたとしても、比較的に安定して生体情報を検出する事が可能となる。また、利き手に関わらず、生体情報を検出することができるため、生体情報を検知する電極をコントローラ本体２の表面に多数に配置する必要はなくなり、右手でも、左手でもどちらの手で保持しても、生体情報は検出可能である。
【００１７】
尚、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、生体情報処理部６はコントローラ本体２の内部に配置された基板２０に実装されてもよい。これによりコントローラ１の製造が容易となり、安価なコントローラを実現する事が可能となる。
【００１８】
また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、生体情報処理部６は第１ストラップ３に配置されてもよい。これにより、第１生体情報検出部４において検出された生体信号が第１信号線５等を伝送中に減衰したり、ノイズが混入することを回避できる。
【００１９】
尚、モーションセンサ（図示せず）がコントローラ本体２に配置された構成としてもよい。この場合、コントローラ本体２に配置されたモーションセンサ（図示せず）は、コントローラ１を保持するユーザがコントローラ本体２を空間的に動かした時の動作量を検出し、検知した動作量を無線部（図示せず）からゲーム機本体（システム本体、図示せず）へ無線伝送することにより、人の動きをゲームに反映させる。この場合、コントローラ本体２はユーザの手に握られた状態で空間的に振り回される事が予想され、ユーザの不注意によりユーザの手からコントローラ本体が遠くへ飛んでいく危険がある。しかし、本発明のコントローラ１は、第１信号線５を介してコントローラ本体２に接続された第１ストラップ３を有しており、第１ストラップ３はユーザの身体に固定されているため、コントローラ１を振り回して使用する中で、誤ってコントローラ本体２が手から離れてしまったとしても、コントローラ本体２が遠くへ飛んでいく事故を防止でき、安全である。
【００２０】
さらに、図４に示すようにコントローラ本体２を保持する手と異なる手の手首に第１ストラップ３を固定している場合について説明する。
【００２１】
図４においては、モーションセンサ（図示せず）が内蔵されたコントローラ本体２をユーザが空間的に手で移動させ、その移動の方向、量をモーションセンサで検知し、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）に検知内容を送信することでゲーム機本体（システム本体、図示せず）を制御する様子を示している。この場合、コントローラ本体２を保持している手の手首も同時に激しく動く。一方、コントローラ本体２を握る手の手首とは異なる手首に第１ストラップ３を固定すると、コントローラ本体２を握る手と比較して、第１ストラップ３が固定された手の動きは緩やかである為、アーティファクトの発生頻度および強度を低く抑えることができる。
【００２２】
さらに、コントローラ本体２に第１モーションセンサ７が配置され、第１ストラップ３に第２モーションセンサ８が配置された構成について図５を用いて説明する。
【００２３】
図５において、第１ストラップ３は、コントローラ本体２を保持する手と異なる手の手首に固定されている。このため、第１モーションセンサ７と第２モーションセンサ８とをそれぞれの手又は手首に配置する事ができ、結果、両手の空間的な動作を同時に観測することができる。これにより、ユーザの動作の検出精度を向上させることができる。
【００２４】
また、ユーザが動作を行うと、第１ストラップ３に配置された第１生体情報検出部４の検知する生体情報には体動アーティファクトが発生しやすいが、第２モーションセンサ８の検出結果から発生する体動アーティファクトを推定し、その結果を基に第１生体情報検出部４の検出を補正する事により体動アーティファクトによる影響を軽減することができる。
【００２５】
尚、第１ストラップを保持する部位として、手首で説明を行ったが、胸、前腕、上腕、首、肩、脚など身体で保持できる箇所ならどこでもよい。
【００２６】
尚、生体情報の計測方式としては周知のものが使用され、その方式に有利となるように、第１生体情報検出部４を第１ストラップ３の表面（第１ストラップ３を身体に固定する際、身体に密着される面）または裏面（第１ストラップ３を身体に固定する際、身体に密着されない面）のどちらに配置するかが選択されてもよい。
【００２７】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る本発明のコントローラについて、図６（Ａ）と図６（Ｂ）を用いて説明する。図６（Ａ）に示すコントローラ１は、実施の形態１に係る図１（Ａ）に、更に、生体情報処理部６に電気的に接続された第２信号線１１と、第２信号線１１と接続された第２ストラップ１０と、第２ストラップ１０に配置されると共に第２信号線１１と電気的に接続された第２生体情報検出部９とを備えた構成となっている。
【００２８】
図６（Ｂ）に、図６（Ａ）のコントローラ１を身体で保持して使用したときの一例を示す。また、図７には、コントローラ１のブロック図を示す。尚、本実施の形態２において、第１生体情報検出部４と第２生体情報検出部９は心電方式で心拍を検出しているとして説明する。
【００２９】
図６（Ｂ）において、コントローラ本体２を握る手の手首には第１ストラップ３が固定されており、またコントローラ本体２を握っていない手の手首には第２ストラップ１０が固定されている。心電方式により脈拍検出を行う第１生体情報検出部４および第２生体情報検出部９は導電体よりなる電極により構成されることが多く、不分極性の高い銀塩化銀などが用いられる。そして、これら電極は、身体と電気的に結合している。故に、第１生体情報検出部４および第２生体情報検出部９においては、身体を伝搬してきた心電位波形が検出される。第１生体情報検出部４および第２生体情報検出部９において検出された心電位波形は、それぞれ生体情報処理部６へ入力される。そして生体情報処理部６において、両手首間の電位差を差動増幅器２１（あるいは計装アンプ）で検出する。両手首間の電位差を検出することで得られた信号はフィルタ２２で濾波された後、ＡＤ変換器２３においてデジタル情報に変換される。ＡＤ変換器２３から出力されたデジタル情報はＣＰＵ２４へ入力され、生体情報（例えば心拍数）が抽出された後、無線部２５を介してゲーム機本体（システム本体、図示せず）へ無線送信される。尚、生体情報処理部６は水晶発振器２６をクロック信号として動作するＣＰＵ２４から制御信号を受信し、動作するものである（図７参照）。
【００３０】
図８に差動増幅器２１の回路例を示す。ボルテージ・フォロアにより、生体インピーダンスの影響を抑制し、後段の増幅器により２点間の電位差を差動増幅するものである。差動増幅器２１の代わりに、図９に示す計装アンプを用いてもよい。図９に示す計装アンプは入力インピーダンスが１ＧΩ以上と生体インピーダンスに対して十分大きく、コモンモードノイズを除去する機能が大きいため、検出精度を向上することができる。
【００３１】
実施の形態２に係るコントローラ１は、図６（Ｂ）に示す状態で心電位計測を行うため、得られる心電位は２点（両手首）の電位の差分をとることになり、コモンモードノイズが低減されることとなる。この結果、身体を伝搬し、第１生体情報検出部４または第２生体情報検出部９において検出されてしまう商用電源ノイズ等のコモンモードノイズを低減でき、検出される生体情報のＳＮＲを向上させることができる。
【００３２】
また、第１信号線５に重畳される商用電源ノイズ等のノイズ低減のために、第１ストラップ３上にグランド電極１２を配置する構造について図１０（Ａ）に示す。図１０（Ａ）に示すコントローラ１は、図６（Ａ）の第１ストラップ３にグランド電極１２が配置されると共に、グランド電極１２と生体情報処理部６のグランドとを電気的に接続するグランド線１３とが付加された以外は、図６（Ａ）のコントローラ１と同様の構成となっている。図１０（Ｂ）を用いて、図１０（Ａ）のコントローラ１の使用状態を説明する。図１０（Ｂ）において、第１ストラップ３はコントローラ本体２を握っている手の手首に装着され、第２ストラップ１０はコントローラ本体２を握っていない方の手の手首に装着される。グランド電極１２は導電性の金属板で形成されており、身体と電気的に結合している。グランド線１３と生体情報処理部６に内蔵されている差動増幅器２１のグランドとが電気的に接続されている為、第１信号線５に重畳される商用電源ノイズ等を低減する事ができる。尚、第１信号線５の長さとグランド線１３の線路長をほぼ同一長とし、第１信号線５とグランド線１３とを近接させて配置する構成としてもよい。これにより、第１信号線５とグランド線１３とにそれぞれ重畳されるノイズをほぼ同一のものとすることができ、結果、差動増幅器２１において第１信号線５に重畳されるノイズの低減効果を向上させられる。図１０においては、第１ストラップ３にグランド電極１２を配置したが、第２ストラップ１０にグランド電極１２を配置した構成としてもよい。第１信号線５と第２信号線１１とを比較した場合、第２信号線１１の線路長の方が長くなる為、商用電源ノイズ等が重畳し易い。このため、第２ストラップ１０側にグランド電極１２を設け、グランド線１３を生体情報処理部６のグランドと電気的に接続する事で、差動増幅器２１において、第２信号線１１に重畳されたノイズを低減する事が可能となる。更に、第２信号線１１とグランド線１３の線路長をほぼ同一長とし、第２信号線１１とグランド線１３とを近接させて配置する構成としてもよい。これにより、第２信号線１１とグランド線１３とにそれぞれ重畳されるノイズをほぼ同一のものとすることができ、結果、差動増幅器２１において第２信号線１１に重畳されるノイズの低減効果を向上させられる。また、コントローラ本体２が大地と電気的に接続されていない場合、人体に電流が流れる危険もなく、簡易な構成で検出精度を向上させることができる。
【００３３】
また、ノイズ低減のために、図１０（Ａ）に示すコントローラ１は、図６（Ａ）の第１ストラップ３にグランド電極１２が配置されると共に、グランド電極１２と生体情報処理部６に内臓されたＤＲＬ（Ｄｅｇｉｔａｌ Ｒｉｇｈｔ Ｌｅｇ）回路の出力を電気的に接続するグランド線１３とが付加された構成としてもよい（それ以外は、図６（Ａ）のコントローラ１と同様の構成となる）。図１１、及び、図１２に回路図とブロック図を示し、説明する。第１生体情報検出部４、及び、第２生体情報検出部９における検出電位は、それぞれ第１信号線５、及び、第２信号線１１を介して差動増幅器２１に入力され 差動増幅器２１においてそれらの電位差が検出される。心電位波形は１ｍＶ前後で検出されるのに対し、商用電源ノイズは周囲の環境にも依存するが、数Ｖの電位で検出される。さらに、第１生体情報検出部４と身体との接触インピーダンス、及び、第２生体情報検出部９と身体との接触インピーダンスは、共に、数百ｋΩであり、時間的にその値は、それぞれ独立して変動している。差動増幅器２１の同相信号除去比は少なくとも８０ｄＢ〜９０ｄＢは必要であり、測定環境によってはそれ以上の性能が求められる。差動増幅器２１の同相信号除去が十分でない場合、商用電源ノイズが無視できず、ＳＮＲが劣化する。これを解決するために考えられたのがＤＲＬ回路であり、差動増幅器２１の入力端子部において、２点間のコモンモード電圧を検出し、反転増幅器により逆相のコモンモード電圧を、グランド線１３を介し、グランド電極１２から人体に供給するものである。この電圧を人体に印加することにより、商用電源ノイズはキャンセルすることができ、差動増幅器２１から出力されるコモンモードノイズを低減することができるのである。
【００３４】
さらに、図１３に示すように、第２ストラップ１０に第２モーションセンサ８が配置されていてもよい。これにより、第２ストラップ１０が固定されている方の手の動きを検知する事ができ、その情報を第２信号線１１及び生体情報処理部６等を介してコントローラ本体２に配置された無線部（図示せず）からゲーム機本体（システム本体、図示せず）へ無線送信し、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）を制御することができる。
【００３５】
第２ストラップ１０において、生体情報は生体情報検出部９から、また身体の動きは第２モーションセンサ８から、それぞれ同時に検出することができる。ここで、検出される生体情報には身体の動きによる体動アーティファクトが発生するが、第２モーションセンサ８を利用することで、体動アーティファクトによる影響を低減でき、高精度に生体情報を検出することができる。
【００３６】
尚、心拍の検出において、第１生体情報検出部４と第２生体情報検出部９の固定部位は、胸、前腕、上腕、首、肩、脚など身体で保持できる箇所ならどこでもよく、右手首と左手首の組み合わせに限らず、右手首／左上腕、右手首／左脚、右肩／左前腕等の組み合わせでもよい。
【００３７】
尚、図６〜１３においては、コントローラ１の生体情報処理部６がコントローラ本体２の外部に配置された構成で説明したが、生体情報処理部６をコントローラ本体２の内部に配置した構成としても良い。これによりコントローラ１の構造を簡略化でき、製造効率を向上させることができる。
【００３８】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３に係る本発明のコントローラについて、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。実施の形態３に係るコントローラは、図１（Ａ）に示すコントローラ１に、更に、固定バンド１４（図１４（Ａ）参照）と、固定バンド１４に配置された第２生体情報検出部９と、一端が第２生体情報検出部９に電気的に接続されると共に、他端が生体情報処理部６内の差動増幅器に電気的に接続された第２信号線１１とを付加した構成を有している。
【００３９】
図１４（Ｃ）に示すように、コントローラ本体２を保持する手の手首とは異なる方の手首に第１ストラップ３は保持される。固定バンド１４は、一定の幅を備え、柔軟性を有すると共に、図１４（Ｂ）に図示するように、コントローラ本体２の手で保持する部位に巻きつけて固定される（図１４（Ｃ）では、手で握っている部位から少しずれた場所に固定バンド１４が配置されているが、図示して示し易いように、便宜上、そのように記載しているだけであり、理想的には、手のひらの触れる部位に巻き付けて固定される）。固定方法としては、例えば、マジックテープ（登録商標）等を利用することが考えられる。固定バンド１４には柔軟性を有した第２生体情報検出部９が配置されているため、図１４（Ｃ）のように固定バンド１４を包みこむように手で握ると、手と第２生体情報検出部９とが近接し、結果、電気的に結合する。尚、この電気的な結合の度合いを大きくする為に、第２生体情報検出部９を固定バンド１４のコントローラ本体２に面していない側に配置してもよい。また、生体情報として心電を検出する場合、固定バンドの材料を柔軟性を持った導電布で実現し、導電布自体を第２生体情報検出部９として利用してもよい。更に、第２生体情報検出部９の長さをコントローラ本体の外周より長くしておけば、コントローラ本体２に巻きつけて固定した時に、コントローラ本体２の外周全体に第２生体情報検出部９が配置された状態となり、ユーザがコントローラ本体２を振り回して使用する場合においても完全にユーザの手が生体情報検出部の電極から離れてしまうことを低減でき、測定精度を向上させることができる。
【００４０】
実施の形態３に係るコントローラ１を図１４（Ｃ）に示した方法で使用した場合、コントローラ本体２を握る手の電位と、コントローラ本体２を握っていない方の手の手首の電位を検出でき、それらの電位の電位差を生体情報処理部６の差動増幅器で導出することでユーザの心電位波形を精度良く検出する事が可能となる。
【００４１】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４に係る本発明のコントローラについて、図１５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。実施の形態４に係るコントローラは、図１（Ａ）のコントローラ１の第１ストラップ３に、更に、第２生体情報検出部９を配置し（図１５（Ａ）参照）、第２生体情報検出部９と生体情報処理部６内の差動増幅器とを第２信号線１１を介して電気的に接続したものである。
【００４２】
図１５（Ａ）において、第１ストラップ３は柔軟性のある一定の幅を備えた素材よりなり、第１生体情報検出部４は第１ストラップ３の一方面側に配置され、第２生体情報検出部９は第１ストラップ３の他方面側に配置されている。
【００４３】
図１５（Ｂ）を用いて、実施の形態４に係るコントローラ１の使用方法を示す。第１ストラップ３は、コントローラ本体２を握っている方の手の手首に装着される。そして、コントローラ本体２を握っていない方の手の指で、手首に巻かれている第１ストラップ３の表面側（身体に接していない側）に配置されている生体情報検出部（図１５（Ｂ）においては、第２生体情報検出部９）に触れる。これにより、コントローラ本体２を握っている手の手首の電位とコントローラ本体２を握っていない方の手の指の電位とを検出でき、生体情報処理部６の差動増幅器において、それらの電位の電位差を算出できることから、ユーザの心電位波形を精度良く検出する事が可能となる。
【００４４】
尚、コントローラ本体２を振り回すなど激しい身体の動きが伴うゲームをユーザが行う場合、第１生体情報検出部４及び第２生体情報検出部９と身体との近接状態が大きく変動し、例えば、心電位波形出力の基線レベルが変動したり、心拍波形が大きく変動する等が想定される。これを軽減する為、本実施の形態１から４に係るコントローラ１を用いた生体情報システムが、生体情報処理部６の得た生体情報をコントローラ１から受信するゲーム機本体（システム本体、図示せず）と、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）と接続されたテレビ等の表示部（図示せず）とを備えており、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）は、表示部（図示せず）を介してコントローラ本体２を保持しているユーザに所定動作の指示を出すシステム構成としてもよい。ゲーム機本体（システム本体、図示せず）がユーザに指示する所定動作内容は、ユーザの動作が緩慢となるよう促すものであり、具体的には、深呼吸をさせたり、安静行動を指示したり、数秒間静止行動をとらせたり、直立不動の姿勢をとらせるというものである。これにより、ユーザの動作状況が緩慢となり、生体情報を検出精度が高い状況(体動アーティファクトの発生が少ない状況)を作ることができる。ゲーム機本体（システム本体、図示せず）が、表示部（図示せず）を介してコントローラ本体２を保持しているユーザに所定動作の指示を出した後、第１生体情報検出部４及び第２生体情報検出部９が検出した生体情報を、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）がコントローラ１から受信することにより、高い精度の生体情報を得る事ができる生体情報システムを実現できる。
【００４５】
尚、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）が、表示部（図示せず）を介してコントローラ本体２を保持しているユーザに指示する所定動作が、図１５（Ｂ）に示す姿勢であってもよい。これにより、ユーザの姿勢が体動アーティファクトの発生しにくい図１５（Ｂ）に示す姿勢となり、ユーザの激しい動作を抑制することができる。
【００４６】
このように、生体情報の測定精度が低いゲーム中に、ゲーム機本体（システム本体、図示せず）側からユーザに指示を送ることで、生体情報の検出精度を向上させることができる。
【００４７】
尚、本願におけるコントローラとは、システムの操作をするためのデバイスあるいは操作回りを司るモジュールの事である。
【００４８】
また、本願の図面においては便宜上記載しなかったが、生体情報処理部６のグランドと、コントローラ本体２に内蔵されている基板に配置されたグランドとは電気的に接続されて、直流的に同電位となっている。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明の生体情報を検出可能なコントローラは、ユーザが身体を動かしながら利用したとしても、比較的安定して生体情報を検出することができるため、コントローラから得られた生体情報を利用して、例えば、ゲーム機のソフトウェアの幅を拡張し、ゲーム等のエンターテイメント性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ コントローラ
２ コントローラ本体
３ 第１ストラップ
４ 第１生体情報検出部
５ 第１信号線
６ 生体情報処理部
７ 第１モーションセンサ
８ 第２モーションセンサ
９ 第２生体情報検出部
１０ 第２ストラップ
１１ 第２信号線
１２ グランド電極
１３ グランド線
１４ 固定バンド
２０ 基板
２１ 差動増幅器
２２ フィルタ
２３ ＡＤ変換器
２４ ＣＰＵ
２５ 無線部
２６ 水晶発振器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手で保持して利用されるコントローラ本体と、
身体に保持して利用されると共に、前記コントローラ本体に接続された第１ストラップと、
前記コントローラ本体または前記第１ストラップに配置された生体情報処理部と、
前記第１ストラップに配置された第１生体情報検出部とを有し、
前記第１生体情報検出部と前記生体情報処理部とは前記第１ストラップに配置された第１信号線を介して電気的に接続されたコントローラ。
【請求項２】
前記第１ストラップが保持される身体と異なる部位に保持して利用されると共に、前記コントローラ本体に接続された第２ストラップと、
前記第２ストラップに配置された第２生体情報検出部とを有し、
前記第２生体情報検出部と前記生体情報処理部とは前記第２ストラップに配置された第２信号線を介して電気的に接続された請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
手首に保持して利用される前記第１ストラップと、
前記第１ストラップが保持される手首と異なる方の手首に保持して利用される前記第２ストラップとを有する請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記コントローラ本体を保持する手の手首とは異なる方の手首に保持して利用される前記第１ストラップと、
一定の幅を備え、柔軟性を有すると共に、前記コントローラ本体の手で保持する部位に巻きつけて固定される固定バンドとを有し、
前記固定バンドには第２生体情報検出部が配置され、
前記第２生体情報検出部と前記生体情報処理部とは前記固定バンドに配置された第２信号線を介して電気的に接続された請求項１に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記第１ストラップには、更に、第２生体情報検出部が配置されており、
前記第１ストラップは柔軟性のある一定の幅を備えた素材よりなり、
前記第１生体情報検出部は前記第１ストラップの一方面側に配置され、
前記第２生体情報検出部は前記第１ストラップの他方面側に配置された請求項１に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記コントローラ本体に配置された第１モーションセンサを有する請求項１に記載のコントローラ。
【請求項７】
前記第１ストラップに配置された第２モーションセンサを有する請求項１に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記第２ストラップに配置された第２モーションセンサを有する請求項２に記載のコントローラ。
【請求項９】
手で保持して利用されるコントローラ本体と、
身体に保持して利用されると共に、前記コントローラ本体に接続された第１ストラップと、
前記コントローラ本体または前記第１ストラップに配置された生体情報処理部と、
前記第１ストラップに配置された第１生体情報検出部とを有し、
前記第１生体情報検出部と前記生体情報処理部とは前記第１ストラップに配置された第１信号線を介して電気的に接続されたコントローラと、
前記生体情報処理部が得た生体情報を前記コントローラから受信するシステム本体と、
前記システム本体と接続された表示部とを備え、
前記システム本体は、前記表示部を介して前記コントローラを保持しているユーザに所定動作の指示を出した後、前記コントローラからの生体情報を受信する生体情報システム。
【請求項１０】
前記第１ストラップには、更に、第２生体情報検出部が配置されており、
前記第１ストラップは柔軟性のある一定の幅を備えた素材よりなり、
前記第１生体情報検出部は前記第１ストラップの一方面側に配置され、
前記第２生体情報検出部は前記第１ストラップの他方面側に配置された請求項９に記載の生体情報システム。
【請求項１】
手で保持して利用されるコントローラ本体と、
身体に保持して利用されると共に、前記コントローラ本体に接続された第１ストラップと、
前記コントローラ本体または前記第１ストラップに配置された生体情報処理部と、
前記第１ストラップに配置された第１生体情報検出部とを有し、
前記第１生体情報検出部と前記生体情報処理部とは前記第１ストラップに配置された第１信号線を介して電気的に接続されたコントローラ。
【請求項２】
前記第１ストラップが保持される身体と異なる部位に保持して利用されると共に、前記コントローラ本体に接続された第２ストラップと、
前記第２ストラップに配置された第２生体情報検出部とを有し、
前記第２生体情報検出部と前記生体情報処理部とは前記第２ストラップに配置された第２信号線を介して電気的に接続された請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
手首に保持して利用される前記第１ストラップと、
前記第１ストラップが保持される手首と異なる方の手首に保持して利用される前記第２ストラップとを有する請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記コントローラ本体を保持する手の手首とは異なる方の手首に保持して利用される前記第１ストラップと、
一定の幅を備え、柔軟性を有すると共に、前記コントローラ本体の手で保持する部位に巻きつけて固定される固定バンドとを有し、
前記固定バンドには第２生体情報検出部が配置され、
前記第２生体情報検出部と前記生体情報処理部とは前記固定バンドに配置された第２信号線を介して電気的に接続された請求項１に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記第１ストラップには、更に、第２生体情報検出部が配置されており、
前記第１ストラップは柔軟性のある一定の幅を備えた素材よりなり、
前記第１生体情報検出部は前記第１ストラップの一方面側に配置され、
前記第２生体情報検出部は前記第１ストラップの他方面側に配置された請求項１に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記コントローラ本体に配置された第１モーションセンサを有する請求項１に記載のコントローラ。
【請求項７】
前記第１ストラップに配置された第２モーションセンサを有する請求項１に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記第２ストラップに配置された第２モーションセンサを有する請求項２に記載のコントローラ。
【請求項９】
手で保持して利用されるコントローラ本体と、
身体に保持して利用されると共に、前記コントローラ本体に接続された第１ストラップと、
前記コントローラ本体または前記第１ストラップに配置された生体情報処理部と、
前記第１ストラップに配置された第１生体情報検出部とを有し、
前記第１生体情報検出部と前記生体情報処理部とは前記第１ストラップに配置された第１信号線を介して電気的に接続されたコントローラと、
前記生体情報処理部が得た生体情報を前記コントローラから受信するシステム本体と、
前記システム本体と接続された表示部とを備え、
前記システム本体は、前記表示部を介して前記コントローラを保持しているユーザに所定動作の指示を出した後、前記コントローラからの生体情報を受信する生体情報システム。
【請求項１０】
前記第１ストラップには、更に、第２生体情報検出部が配置されており、
前記第１ストラップは柔軟性のある一定の幅を備えた素材よりなり、
前記第１生体情報検出部は前記第１ストラップの一方面側に配置され、
前記第２生体情報検出部は前記第１ストラップの他方面側に配置された請求項９に記載の生体情報システム。
【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】
【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】
【公開番号】特開２０１２−２９８４５（Ｐ２０１２−２９８４５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７１６４１（Ｐ２０１０−１７１６４１）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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