健康状態管理装置
【課題】座席に着座したユーザＭの健康状態の変化を管理する。
【解決手段】ユーザＭが着座する座席１０の支持面（Ｓ．Ｔ）の異なる位置に設けられた一対のセンサ電極３０Ａ，３０Ｂ間の静電容量を検出する静電容量センサ４０と、静電容量センサ４０により検出された静電容量に基づいて、体重その他の身体情報ごとに、静電容量及び人間の体脂肪率が予め対応づけられた対応情報５２１を参照して健康状態情報を算出し、健康状態情報の算出結果の履歴からユーザＭの健康状態の変化を管理する管理情報５２１を生成する管理手段５２と、管理手段５２によって生成された管理情報を出力する出力手段５４と、を備える。
【解決手段】ユーザＭが着座する座席１０の支持面（Ｓ．Ｔ）の異なる位置に設けられた一対のセンサ電極３０Ａ，３０Ｂ間の静電容量を検出する静電容量センサ４０と、静電容量センサ４０により検出された静電容量に基づいて、体重その他の身体情報ごとに、静電容量及び人間の体脂肪率が予め対応づけられた対応情報５２１を参照して健康状態情報を算出し、健康状態情報の算出結果の履歴からユーザＭの健康状態の変化を管理する管理情報５２１を生成する管理手段５２と、管理手段５２によって生成された管理情報を出力する出力手段５４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式のセンサを用いた健康状態管理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車輌のシートに電極を埋め込み、電極間の静電容量を測定して乗員の着座を検知する乗員検知システムが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５０７８３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、従来の装置では、静電容量の測定結果を用いて乗員の着座の有無を検出できるものの、乗員の身体の状態を検出することができないという不都合がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、着座した乗員の身体の静電容量を検出し、この静電容量に基づいて健康状態の管理情報を生成する健康状態管理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ユーザが着座する座席の支持面の異なる位置に設けられた一対の電極間の静電容量を検出する静電容量センサと、前記静電容量センサにより検出された静電容量に基づいて健康状態情報を算出し、前記健康状態情報の算出結果の履歴から前記ユーザの健康状態の変化を管理する管理情報を生成する管理手段と、前記管理手段によって生成された管理情報を出力する出力手段と、を備える健康状態管理装置によって、上記課題を解決する。
【０００７】
上記発明において、前記管理手段は、前記ユーザの体重を含む身体情報と前記検出された静電容量とを取得する情報取得手段をさらに有するとともに、前記情報取得手段により取得された前記ユーザの身体情報と静電容量とに基づいて、体重その他の身体情報ごとに、静電容量及び人間の体脂肪率が予め対応づけられた対応情報を参照し、前記ユーザの体脂肪率を健康状態情報として算出することができる。
【０００８】
上記発明において、前記ユーザの体重を検出する重量センサをさらに設け、前記情報取得手段が、前記重量センサにより検出された前記ユーザの体重を取得することを特徴とするように構成することができる。
【０００９】
上記発明において、前記静電容量を検出する電極を、前記座席の支持面の異なる位置に複数設けることができる。
【００１０】
上記発明において、前記座席に前記ユーザが着座しているか否かを検出する着座センサをさらに設け、前記管理手段は、前記着座センサが、前記座席にユーザが着座していると検出した場合に、前記ユーザの健康状態情報の算出を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、座席に着座したユーザの静電容量を検出し、この静電容量に基づいてユーザの健康状態の管理情報を生成するので、ユーザは座席に着座するだけで日々の健康状態の変化を管理する管理情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】座席に設けられた、本発明の実施の一形態に係る健康状態管理装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す座席が車両のドライバシートである場合の態様を示す断面図であり、図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】本実施形態のセンサ電極を示す平面図である。
【図４】静電容量センサの作用を説明するための断面図（図３のVI-VI線に沿う断面に対応する図）である。
【図５】本発明の実施形態に係る健康状態管理装置のブロック構成図である。
【図６】体脂肪率の対応情報の一態様を示す図である。
【図７】管理情報の生成処理の制御手順を示すフローチャート図である。図１の静電容量センサの作用を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両のドライバシートに本発明に係る健康状態管理装置を設けた例を説明する。
【００１４】
図１は、座席１０に装着された、本発明の実施の一形態に係る健康状態管理装置１を示す斜視図であり、図２は、図１に示す座席１が車両のドライバシート１である場合の態様を示す断面図であり、図１のII-II線に沿う座席１の断面図を含む図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、座席１０は、着座するユーザの身体の荷重を受けて支持面として機能する座面Ｓと背もたれ面Ｔとを有する。座面Ｓ及び背もたれ面Ｓのそれぞれには、静電容量を検出するための複数のセンサ電極３０Ａ及び３０Ｂが異なる位置に設けられている。これら複数のセンサ電極極３０Ａ及び３０Ｂは対をなし、センサ電極３０Ａとセンサ電極３０Ｂとの間に存在するユーザＭ（誘電体２０）の静電容量を検出する。
【００１６】
具体的に、静電容量センサ１は、各センサ電極３０Ａ及び３０Ｂから受信した静電容量の検出信号からセンサ電極３０Ａ及び３０Ｂ間に存在するユーザＭの静電容量を検出し、後述する演算装置５０へ出力する。なお、図２に示すように、座席１０は、座面Ｓ及び背もたれ面Ｔを支える構造体１１と、構造体の上に載置されたクッション材６０と、クッション材６０を覆う座席カバー７０とを備えており、静電容量センサ１は、座席カバー７０とクッション材６０との間に配置することができる。
【００１７】
また、座席１０の座面Ｓと背もたれ面Ｔには、重量センサ４１と着座センサ４２とが設けられている。これらについては後述する。
【００１８】
以下、静電容量センサ１のセンサ電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）の構成を詳細に説明する。図３はセンサ電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）を示す平面図、図４は静電容量センサの作用を説明するための断面図（図３のVI-VI線に沿う断面に対応する図）である。なお、一対のセンサ電極３０Ａ，３０Ｂは、電極として同じ構造を有する。
【００１９】
図３及び図４に示すように、本実施形態のセンサ電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）は、絶縁性基材３１と、この絶縁性基材３１の支持面（座面Ｓ，背もたれ面Ｔ）と対向する主面に形成された電極層３２と、この電極層３２を覆う保護層３３とを有している。電極層３２はコネクタ３４を介して静電容量センサ４０と接続している。
【００２０】
図３に示すように、平板状の各センサ電極３０Ａ，３０Ｂは、検出対象となる誘電体２０（ユーザＭ）と対向するように配置されている。また、図４に示すように、一対のセンサ電極３０Ａ，３０Ｂは、誘電体２０（ユーザＭ）の身体の異なる部位にそれぞれ対向するように配置されている。このように、着座したユーザＭの身体は、センサ電極３０Ｂが設けられた座面Ｓとセンサ電極３０Ａが設けられた背もたれ面Ｔに接する。つまり、センサ電極３０Ａ及び３０Ｂの間には誘電体２０であるユーザＭの身体が存在する。したがって、本実施形態の静電容量センサ４０は、一対のセンサ電極３０Ａ及び３０Ｂ間に存在するユーザＭ（誘電体２０）の静電容量を検出することができる。
【００２１】
特に限定されないが、絶縁性基材３１は可撓性を有する厚さ５μm〜２００μm程度のポリイミド、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートやポリエステルなどの樹脂製シート材であり、電極層３２は銅箔層又は導電性ペーストの印刷層である。この電極層３２を覆う保護層３３は、センサ電極３０の歪みや収縮を防止する観点から、絶縁性基材３１と同系の材料で形成されることが望ましい。このように、保護層３３で電極層３２を覆うことにより、電極層３２を保護することができるので、センサ電極３０の耐久性を向上させることができる。
【００２２】
また、静電容量センサ４０の製造方法は特に限定されないが、たとえば、まず、センサ電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）を作製する。具体的に、銅箔が貼り付けられた絶縁性基材３１を準備し、銅箔の所定領域をエッチングすることにより電極層３２を形成する。もちろん、電極層３２を、絶縁性基材３１の主面に銀などの導電材を含む導電性ペーストを印刷することにより形成することもできる。そして、電極層３２を覆う保護層３３を形成する。保護層３３は、カバーコートインクを用いて電極層３２の上にスクリーン印刷することにより形成する。ドライフィルムを電極層３２に接着剤を介して貼り付けて保護層３３を形成することも可能である。
【００２３】
次に、電極層３２（電極層３２が保護層３３に覆われている場合には保護層３３）の面が座面Ｓ又は背もたれ面Ｔ側を向くように座席カバー７０とクッション材６０側との間に接着剤を用いて装着する。つまり、電極層３２を、保護層３３と座席カバー７０を介して着座したユーザＭの身体に面接触する位置に設ける。これらのセンサ電極３０Ａ，３０Ｂは、支持面（Ｓ，Ｔ）の異なる位置に複数設けることが望ましい。このように、センサ電極３０Ａ，３０Ｂを複数設けることにより、ユーザＭの様々な部分の静電容量を検出することができるので、人体の部分ごとに生じる静電容量の偏りを低減し、人体の正確な静電容量を検出することができる。
【００２４】
センサ電極３０Ａ、３０Ｂを装着したら、各センサ電極３０Ａ、３０Ｂから延出する信号線のそれぞれを静電容量センサ４０に接続する。このように、静電容量センサ４０を座席１０に設けることにより、センサ電極３０Ａ、３０Ｂの電極層３２を、シートカバー７０を介して座席１０に着座したユーザＭの腰又は背中などの異なる身体部位と対向させることができる。なお、本発明においてユーザＭが着座する座席の支持面は、ユーザＭの身体と接する面（表面）や座席カバー７０とクッション材６０との間の面に限定されるものではなく、着座したユーザＭの身体と接する面にユーザＭの身体の荷重による押圧力を受ける方向に沿って重なる面（クッション材の内部に形成される面）をも含む。
【００２５】
また、先に説明した図１、図２に示すように、本実施形態の健康状態管理装置１は、重量センサ４１と着座センサ４２とを備えている。座席１０の座面Ｓには、複数の重量センサ４１と複数の着座センサ４２とがそれぞれ異なる位置に設けられている。重量センサ４１は、座席１０に着座するユーザの体重を計測することができ、着座センサ４２は、座席１０にユーザＭが着座しているか否かを検出することができる。重量センサ４１により検出されたユーザＭの体重、着座センサ４２により検出されたユーザＭが着座しているか否かの判断結果は、後述する演算装置５０に向けて送出される。
【００２６】
本実施形態における重量センサ４１としては、荷重と抵抗とが直線的な関係を示す感圧センサモジュールなどの出願時に知られている荷重センサを用いることができる。重量センサ４１は、ユーザＭが座席１０に着座して身体の荷重を座面Ｓに与えたときの抵抗値を検出し、検出された抵抗値に基づいてユーザＭの荷重を検出することができる。また、本実施形態における重量センサ４１は、座席１０の座面Ｓの異なる位置に複数設けることができる。なお、本例では、重量センサ４１を座面Ｓに設けた例を示したが、ユーザＭの足が置かれる場所に配置してもよい。この場合は、ユーザの足から与えられる荷重とユーザの体重とを予め対応づけておき、この対応づけ情報を参照して、ユーザＭの足から与えられる荷重に基づいてユーザＭの体重を算出することができる。
【００２７】
このように、重量センサ４１を設けることにより、健康状態情報を算出する度に身体情報であるユーザＭの体重を自動的に検出することができる。静電容量検出時のユーザＭの体重（身体情報）を用いて健康状態情報を算出できるので、算出される健康状態情報の精度を向上させることができる。また、ユーザＭに体重を一々入力させる手間を求める必要がなく、ユーザＭの利用の便を向上させることができる。
【００２８】
本実施形態における着座センサ４２は、スペーサにより離隔して配置された対向電極が、荷重の印加によって接触し、荷重の印加が解除されることによって離隔することにより、乗員が着座したか否かに対応するオンオフ信号を出力する一般的な感圧センサを用いることができる。もちろん、出願時に知られた他の構成の着座センサを用いてもよい。また、本実施形態における着座センサ４２は、座席１０の座面Ｓの異なる位置に複数設けることができる。図１に示すように、２つの着座センサ４２を座面の左右に設けると、人間が着座したときには両方の着座センサ４２がオンとなり、荷物を座席に置いたときには一方の着座センサ４２のみがオンとなるので、人間(ユーザＭ)が着座したか否かを正確に判断することができる。
【００２９】
ちなみに、本実施形態の着座センサ４２として、別のセンサを新たに設けるのではなく、先述した静電容量センサ４０を用いることができる。この場合は、静電容量センサ４０により検出された静電容量値が人間の誘電率に応じて定義された所定域値内である場合には、ユーザＭが座席に着座していると判断するように構成することができる。
【００３０】
着座センサ４２を設けることにより、ユーザＭの着座のタイミングを自動的に検出することができる。ユーザＭの着座のタイミングが分かれば、ユーザＭの着座を確認してから静電容量の検出処理を開始することができるので、正確な静電容量を検出することができる。
【００３１】
さらに、本実施形態に係る健康状態管理装置１は、入出力装置９０を備えている。入出力装置９０は、情報や命令の入力を受け付ける入力デバイス９１と、モニタ９２と、スピーカ９３を少なくとも備えている。入力デバイス９１は、ユーザＭの体重、ユーザの身長、ユーザのＩＤなどの身体情報や、管理情報の出力命令を受け付けて、演算装置５０へ送出する。
【００３２】
次に、健康状態管理装置１の演算装置５０について図面に基づいて説明する。図５は本発明の実施形態に係る健康状態管理装置のブロック構成図、図６は体脂肪率の対応情報の一態様を示す図、図７は管理情報の生成処理の制御手順を示すフローチャート図である。
【００３３】
本実施形態の健康状態管理装置１に係る演算装置５０は、図示は省略するが、ユーザＭの健康に関する管理情報を生成するプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、健康状態管理装置１を機能させる動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）と、を備えている。
【００３４】
また、本実施形態に係る健康状態管理装置１の演算装置５０は、各種の情報を取得する情報取得機能と、健康状態情報を算出し、健康状態情報からユーザＭの健康状態の変化を管理する管理情報を生成する管理機能と、管理情報を出力する出力機能とを備えている。本実施形態の演算装置５０は、上記機能を実現するためのソフトウェアと、上述したハードウェアの協働により各機能を実行することができる。
【００３５】
上述の各機能を実行するため本実施形態の健康管理演算装置１に係る演算装置１０は、図５に示すように、情報取得機能を実行する情報取得手段５１と、管理機能を実行する管理手段５２と、記憶手段５３と、出力手段５４とを備えている。
【００３６】
まず、情報取得手段５１の機能について説明する。情報取得手段５１は、座席１０に着座するユーザＭの体重を含む身体情報を取得する。本実施形態において、身体情報は、ユーザＭの体重のほか、ユーザＭを特定するための識別情報、ユーザＭの身長情報、ユーザＭの年齢、ユーザＭの性別などのユーザＭの身体に関する情報を含む。この身体情報は、先述した入力デバイス９１から入力してもよいし、車両側のＥＣＵ２００に記憶されたものを読み込んでもよい。また、情報取得手段５１は、先述した重量センサ４１により検出されたユーザＭの体重を身体情報として取得することもできる。ユーザＭの身長、年齢、性別は管理情報の生成処理に必ずしも必要ではないが、これらを身体情報に含ませることにより、身体情報に基づいて算出される健康状態情報の算出結果の精度を高めることができる。
【００３７】
また、情報取得手段５１は、健康状態を管理するユーザＭ（の身体）を特定するため、車両の座席１０に着座するユーザＭの識別情報を身体情報として取得する。上述したように、情報取得手段５１は、入力デバイス９１を介して識別情報を取得することができるが、本実施形態において、情報取得手段５１は、ユーザＭが車両を解錠する際に用いた電子キーから送出される開錠命令に含まれる電子キーのＩＤを、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を介してユーザＭの識別情報として取得することができる。このように、識別情報によってユーザＭを特定するので、算出した健康状態情報及び管理情報をユーザＭごとに管理することができる。
【００３８】
さらに、情報取得手段５１は、静電容量センサ４０、重量センサ４１、着座センサ４２のそれぞれが検出した検出結果を取得する。このとき、情報取得手段５１は、検出結果の取得時刻をタイマＴから取得し、検出結果を取得時刻とともに記憶手段５３（ＲＡＭ）に格納する。情報取得手段５１は、静電容量センサ４０の検出結果を記憶手段５３に格納する際に、検出結果をユーザＭ（識別情報）ごとにタイマＴが備えるカレンダ情報に従い、時系列（検出の日時及び時刻の順で）記憶する。これにより、静電容量の検出結果が時系列で整理された検出履歴が作成される。この検出履歴には、ユーザＭの身長や体重などの含む身体情報を対応づけて記憶させてもよい。なお、検出履歴の時間軸となる取得時刻は、静電容量センサ４０、重量センサ４１、着座センサ４２が備えるタイマの検出時刻であってもよい。
【００３９】
このように、情報取得手段５１は、取得した身体情報や検出結果を記憶手段段５３に記憶し及び／又はこれらの情報を管理手段５２に送出する。
【００４０】
次に、演算装置５０の管理手段５２について説明する。管理手段５２は、静電容量センサ４０により検出され、情報取得手段５１を介して取得した静電容量に基づいて、健康状態情報を算出する。本実施形態の健康状態情報としては、ユーザＭの身体の体脂肪率、水分率、又は筋肉率を例示できる。
【００４１】
ここでは、一例として、ユーザＭの体脂肪率を健康状態情報として算出する手法について説明する。
【００４２】
人体の構成を骨、内臓、筋肉、脂肪、及び水と定義した場合に、人体の静電容量は、各構成（骨、内臓、筋肉、脂肪、水）の各静電容量の和となる。人体の静電容量は、同一人であっても毎日同じ値になるわけではなく、日々の健康状態に応じて変化する。発明者は、静電容量の変化と健康状態との関係に着目し、静電容量の検出値に基づいて、ユーザＭの体脂肪率を算出する手法を提案する。
【００４３】
本実施形態の管理手段５２は、人間の静電容量及び人間の体脂肪率を予め対応づけた対応情報５２１を予め記憶する。対応関係５２１は、上述した人体の各構成の存在率と、体脂肪率と、人体の静電容量との関係に基づき、人体の静電容量と体脂肪率との関係として定義している。つまり、対応情報５２１を参照すれば、人体の静電容量に基づいて、その人体の体脂肪率を求めることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、人体の体重と静電容量との関係にも着目し、対応関係に体重のパラメータを導入する。人体の体重は上述した人体の各構成の存在率に応じて変化するため、体重が異なると検出される静電容量の値域が異なる傾向がある。本実施形態では、体重ごとに人体の静電容量と体脂肪率との関係を分析し、対応情報として定義する。本実施形態の体重と、体脂肪率と、人体の静電容量との関係、つまり、体重ごとの対応情報５２１を参照すれば、人体の静電容量と体重とから、その人体の体脂肪率を求めることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、人体の性別と静電容量との関係にも着目し、対応関係に性別のパラメータを導入する。人体は性別によって上述した人体の各構成の存在率が異なるため、性別が異なると検出される静電容量の値域が異なる傾向がある。本実施形態では、性別ごとに人体の静電容量と体脂肪率との関係を分析し、対応情報として定義する。本実施形態の性別と、体脂肪率と、人体の静電容量との関係、つまり、性別ごとの対応情報５２１を参照すれば、人体の静電容量と性別とから、その人体の体脂肪率を求めることができる。
【００４６】
加えて、本実施形態では、人体の身長と静電容量との関係にも着目し、対応関係に身長のパラメータを導入する。人体の身長によって上述した人体の各構成の存在率が異なるため、身長が異なると検出される静電容量の値域が異なる傾向がある。本実施形態では、身長ごとに人体の静電容量と体脂肪率との関係を分析し、対応情報として定義する。本実施形態の身長と、体脂肪率と、人体の静電容量との関係、つまり、身長ごとの対応情報５２１を参照すれば、人体の静電容量と身長とから、その人体の体脂肪率を求めることができる。
【００４７】
以上、対応情報５２１の追加的なパラメータとして、性別、身長及び体重を例示した。本実施形態では、より正確な健康状態情報を算出する観点から、これら全てのパラメータを考慮した対応情報５２１を定義する。ちなみに、人体の静電容量と体脂肪率との対応関係５２１は、単一のモデル（体重の区別無し、性別無し、身長の区別無し）に基づいて定義することもできるが、体重、性別、身長によって人体の構成の存在比率が異なり、特に他の構成に比べて比誘電率の高い水を多く含む筋肉と脂肪の身体含有比率も異なるため静電容量から正確な体脂肪率を算出するためには、詳細なモデルに基づく対応関係を求める必要がある。
【００４８】
このため、本実施形態の管理手段５２は、図６に示すように、性別、身長及び体重ごとに作成された対応関係５２１を備えている。本実施形態の対応情報５２１は、身長が１７０cmの男性に適用されるものであり、かつ体重別に静電容量と体脂肪率との対応関係が定義されたものである。つまり、同図に示す対応情報５２１は、静電容量(PF)と体重(kg)との組み合わせごとに体脂肪率（％）の値が定義されている。
【００４９】
なお、本実施形態では、身長が１７０cmの男性の体重別の対応情報５２１を一例として示すが、管理手段５２には身長及び性別ごとの体重別の対応情報５２１を予め記憶させておくことが望ましい。もちろん、身長、性別、体重を指定して、ユーザＭ用の対応情報５２１をサーバからダウンロードすることもできる。
【００５０】
このように本実施形態では、性別、身長及び体重ごとに対応情報５２１を準備しているため、検出された静電容量に基づいて正確な体脂肪率を算出することができる。
【００５１】
ちなみに、本実施形態の対応情報５２１は、人間の各構成の存在率に関する既存データを用いて定義してもよいし、サンプルデータを用いてシミュレーション又は統計処理により生成してもよいし、また実際の計測データに基づいて実験的に生成することもできる。特に限定されないが、対応情報５２１は、性別、身長、体重の組み合わせごとに生成されることが好ましい。
【００５２】
上述した対応情報５２１を参照し、本実施形態の管理手段５２は、情報取得手段５１を介して取得した、ユーザＭの身体情報（ユーザの識別情報、ユーザの性別、ユーザの体重、ユーザの身長）と静電容量センサ４０により検出された静電容量値に基づいて、ユーザＭの体脂肪率を健康状態情報として算出する。具体的に、管理手段５２は、ユーザの性別、身長、体重などの身体情報に基づいて参照すべき対応情報５２１を特定し、特定した対応情報５２１を参照し、検出された静電容量に基づいて体脂肪率を算出する。管理手段５２は、算出した体脂肪率を、静電容量値の取得時刻又は算出時刻とともに記憶手段５３に管理情報５３１として記憶させる。
【００５３】
また、本実施形態の管理手段５２は、体脂肪率の経時的変化に基づいて、所定時間経過前後の体脂肪率を比較し、この体脂肪率の変化に基づく管理情報を生成することもできる。例えば、管理手段５２は、昨日、１週間前、先月同日又は昨年同日よりも、体脂肪率が増加又は減少した旨の管理情報を生成することができる。また、管理手段５２は、静電容量の検出履歴や体脂肪率の算出履歴から、ユーザＭの経時的な健康状態の推移を表す管理情報を生成することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、管理手段５２が体脂肪率を算出する例を説明したが、体内の構成要素のうち水の比誘電率が特に大きいという知見から、静電容量と体内の水分率を対応づけた対応情報予め準備し、この対応情報を参照して、管理手段５２が検出された静電容量に基づいて体内水分率を健康状態情報として算出することができる。また、体内において水分は筋肉中に存在する確率が高いという知見から、静電容量と体内の筋肉量とを対応づけた対応情報予め準備し、この対応情報を参照して、管理手段５２が検出された静電容量に基づいて身体の筋肉の存在率を健康状態情報として算出することができる。さらに、体内において水分は筋肉中に存在する確率が相対的に低いという知見から、静電容量と体内の脂肪量とを対応づけた対応情報予め準備し、この対応情報を参照して、管理手段５２が検出された静電容量に基づいて身体の脂肪の存在率を健康状態情報として算出することができる。
【００５５】
最後に出力手段５４について説明する。出力手段５４は、記憶手段５３に格納された管理情報５３１を読み込み、車載のモニタ９２及び／又はスピーカ９３に出力する。管理情報は、テキストやグラフなどの視覚情報であってもよいし、音声情報であってもよい。ユーザＭは、モニタ９２に表示された管理情報５３１及び／又はスピーカ９３から音声出力される管理情報５３１の内容を視聴することができる。
【００５６】
続いて、本実施形態の健康状態管理装置１の制御手順を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００５７】
まず、ステップＳ１０１において、健康状態管理装置１は、着座センサ４２が座席１０にユーザＭが着座している旨の検出結果を、情報取得手段５１を介して取得した場合には、健康状態情報の算出処理を開始する。健康状態情報の算出処理の実行タイミングは、予め定義することができる。例えば、一日に１回測定することを定義した場合には、健康状態管理装置１は、タイマＴの暦を参照し、１日が開始する午前０時、１週間が開始する月曜の午前０時等の所定時刻から最も早い時間に着座したときに健康状態情報の算出処理を実行するように構成することができる。
【００５８】
このように、ユーザＭの静電容量が検出可能な状態となってから健康状態情報を算出するので、ユーザＭの静電容量を正確に検出することができる。この結果、精度の高い健康状態情報を算出することができる。
【００５９】
続く、ステップＳ１０２において、健康状態管理装置１の情報取得手段５１は、ユーザＭの識別情報を入力デバイス９１又はＥＣＵ２００を介して取得する。管理手段５２はユーザＭの識別情報によりユーザＭを識別する。
【００６０】
ステップＳ１０３において、情報取得手段５１は、ユーザＭの性別、身長、体重などの身体情報を取得する。情報取得手段５１は、予め入力され又は記憶されているユーザＭの性別及び身長などの身体情報を記憶手段５３から読み出す。このとき取得する身体情報は、ステップＳ１０２で特定されたユーザＭのものである。
【００６１】
また、情報取得手段５１は、重量センサ４１からユーザＭの体重（身体情報）を取得する。ユーザＭの体重は入力デバイス９１を用いて入力され、記憶手段５３に記憶された値を読み込んで取得することもできる。取得したユーザＭの体重は、管理手段５２へ送出される。
【００６２】
次に、ステップＳ１０４において、静電容量センサ４０は、座席１０に着座したユーザＭの静電容量を検出し、情報取得手段５１へ送出する。ステップＳ１０５において、情報取得手段５１は、得られた静電容量と取得時刻を対応づけて、管理手段５２へ送出する。
【００６３】
そして、ステップＳ１０６において、管理手段５２は、Ｓ１０３で取得した性別、身長及び体重その他の身体情報に基づいて、参照すべき対応情報５２１を特定する。さらに、管理手段５２は、ステップＳ１０４で検出された静電容量に基づいて、特定された対応情報５２１を参照して、ユーザＭの体脂肪率を算出する。
【００６４】
ステップＳ１０７において、算出された体脂肪率は、ステップＳ１０５で受け付けた時刻とともに、記憶手段５３にユーザＭ（識別情報）ごとに管理情報５３１として格納する。
【００６５】
続くステップＳ１１１において、ユーザＭから入力デバイス９１を介して管理情報の出力命令が入力されたら、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２において、管理手段５２は記憶手段５３に記憶された検出履歴、算出履歴を含む管理情報５２１を読み込む。さらに、ステップＳ１１３において、管理手段５２は読み込んだ管理情報５２１に基づいて経時的な変化量を示すグラフなどを編集し、モニタ９２及び／又はスピーカ９３を介して出力する。
【００６６】
以上のように構成され動作する本実施形態の健康状態管理装置１によれば、ユーザＭは座席に着座するだけで、自動的に検出された静電容量に基づく健康状態の変化を管理するための管理情報を得ることができる。特に、本実施形態の健康状態管理装置１を車両に搭載すれば、車両を利用するたびに健康状態情報が算出され、蓄積されるので、ユーザＭの健康状態の観察を経時的に実行することができる。
【００６７】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００６８】
１…健康状態管理装置
１０…座席
３０，３０Ａ，３０Ｂ…センサ電極
３１…絶縁性基材
３２…電極層
３３…保護層
３４…コネクタ
４０…静電容量センサ
４１…体重センサ
４２…着座センサ
５０…演算装置
５１…情報取得手段
５２…管理手段
５２１…対応情報
５３…記憶手段
５３１…管理情報
５４…出力手段
６０…クッション材
７０…座席カバー
９０…入出力装置
９１…コントローラ
９２…モニタ
９３…スピーカ
Ｍ…ユーザ、乗員
Ｓ…座面
Ｔ…背もたれ面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式のセンサを用いた健康状態管理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車輌のシートに電極を埋め込み、電極間の静電容量を測定して乗員の着座を検知する乗員検知システムが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５０７８３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、従来の装置では、静電容量の測定結果を用いて乗員の着座の有無を検出できるものの、乗員の身体の状態を検出することができないという不都合がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、着座した乗員の身体の静電容量を検出し、この静電容量に基づいて健康状態の管理情報を生成する健康状態管理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ユーザが着座する座席の支持面の異なる位置に設けられた一対の電極間の静電容量を検出する静電容量センサと、前記静電容量センサにより検出された静電容量に基づいて健康状態情報を算出し、前記健康状態情報の算出結果の履歴から前記ユーザの健康状態の変化を管理する管理情報を生成する管理手段と、前記管理手段によって生成された管理情報を出力する出力手段と、を備える健康状態管理装置によって、上記課題を解決する。
【０００７】
上記発明において、前記管理手段は、前記ユーザの体重を含む身体情報と前記検出された静電容量とを取得する情報取得手段をさらに有するとともに、前記情報取得手段により取得された前記ユーザの身体情報と静電容量とに基づいて、体重その他の身体情報ごとに、静電容量及び人間の体脂肪率が予め対応づけられた対応情報を参照し、前記ユーザの体脂肪率を健康状態情報として算出することができる。
【０００８】
上記発明において、前記ユーザの体重を検出する重量センサをさらに設け、前記情報取得手段が、前記重量センサにより検出された前記ユーザの体重を取得することを特徴とするように構成することができる。
【０００９】
上記発明において、前記静電容量を検出する電極を、前記座席の支持面の異なる位置に複数設けることができる。
【００１０】
上記発明において、前記座席に前記ユーザが着座しているか否かを検出する着座センサをさらに設け、前記管理手段は、前記着座センサが、前記座席にユーザが着座していると検出した場合に、前記ユーザの健康状態情報の算出を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、座席に着座したユーザの静電容量を検出し、この静電容量に基づいてユーザの健康状態の管理情報を生成するので、ユーザは座席に着座するだけで日々の健康状態の変化を管理する管理情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】座席に設けられた、本発明の実施の一形態に係る健康状態管理装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す座席が車両のドライバシートである場合の態様を示す断面図であり、図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】本実施形態のセンサ電極を示す平面図である。
【図４】静電容量センサの作用を説明するための断面図（図３のVI-VI線に沿う断面に対応する図）である。
【図５】本発明の実施形態に係る健康状態管理装置のブロック構成図である。
【図６】体脂肪率の対応情報の一態様を示す図である。
【図７】管理情報の生成処理の制御手順を示すフローチャート図である。図１の静電容量センサの作用を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両のドライバシートに本発明に係る健康状態管理装置を設けた例を説明する。
【００１４】
図１は、座席１０に装着された、本発明の実施の一形態に係る健康状態管理装置１を示す斜視図であり、図２は、図１に示す座席１が車両のドライバシート１である場合の態様を示す断面図であり、図１のII-II線に沿う座席１の断面図を含む図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、座席１０は、着座するユーザの身体の荷重を受けて支持面として機能する座面Ｓと背もたれ面Ｔとを有する。座面Ｓ及び背もたれ面Ｓのそれぞれには、静電容量を検出するための複数のセンサ電極３０Ａ及び３０Ｂが異なる位置に設けられている。これら複数のセンサ電極極３０Ａ及び３０Ｂは対をなし、センサ電極３０Ａとセンサ電極３０Ｂとの間に存在するユーザＭ（誘電体２０）の静電容量を検出する。
【００１６】
具体的に、静電容量センサ１は、各センサ電極３０Ａ及び３０Ｂから受信した静電容量の検出信号からセンサ電極３０Ａ及び３０Ｂ間に存在するユーザＭの静電容量を検出し、後述する演算装置５０へ出力する。なお、図２に示すように、座席１０は、座面Ｓ及び背もたれ面Ｔを支える構造体１１と、構造体の上に載置されたクッション材６０と、クッション材６０を覆う座席カバー７０とを備えており、静電容量センサ１は、座席カバー７０とクッション材６０との間に配置することができる。
【００１７】
また、座席１０の座面Ｓと背もたれ面Ｔには、重量センサ４１と着座センサ４２とが設けられている。これらについては後述する。
【００１８】
以下、静電容量センサ１のセンサ電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）の構成を詳細に説明する。図３はセンサ電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）を示す平面図、図４は静電容量センサの作用を説明するための断面図（図３のVI-VI線に沿う断面に対応する図）である。なお、一対のセンサ電極３０Ａ，３０Ｂは、電極として同じ構造を有する。
【００１９】
図３及び図４に示すように、本実施形態のセンサ電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）は、絶縁性基材３１と、この絶縁性基材３１の支持面（座面Ｓ，背もたれ面Ｔ）と対向する主面に形成された電極層３２と、この電極層３２を覆う保護層３３とを有している。電極層３２はコネクタ３４を介して静電容量センサ４０と接続している。
【００２０】
図３に示すように、平板状の各センサ電極３０Ａ，３０Ｂは、検出対象となる誘電体２０（ユーザＭ）と対向するように配置されている。また、図４に示すように、一対のセンサ電極３０Ａ，３０Ｂは、誘電体２０（ユーザＭ）の身体の異なる部位にそれぞれ対向するように配置されている。このように、着座したユーザＭの身体は、センサ電極３０Ｂが設けられた座面Ｓとセンサ電極３０Ａが設けられた背もたれ面Ｔに接する。つまり、センサ電極３０Ａ及び３０Ｂの間には誘電体２０であるユーザＭの身体が存在する。したがって、本実施形態の静電容量センサ４０は、一対のセンサ電極３０Ａ及び３０Ｂ間に存在するユーザＭ（誘電体２０）の静電容量を検出することができる。
【００２１】
特に限定されないが、絶縁性基材３１は可撓性を有する厚さ５μm〜２００μm程度のポリイミド、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートやポリエステルなどの樹脂製シート材であり、電極層３２は銅箔層又は導電性ペーストの印刷層である。この電極層３２を覆う保護層３３は、センサ電極３０の歪みや収縮を防止する観点から、絶縁性基材３１と同系の材料で形成されることが望ましい。このように、保護層３３で電極層３２を覆うことにより、電極層３２を保護することができるので、センサ電極３０の耐久性を向上させることができる。
【００２２】
また、静電容量センサ４０の製造方法は特に限定されないが、たとえば、まず、センサ電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）を作製する。具体的に、銅箔が貼り付けられた絶縁性基材３１を準備し、銅箔の所定領域をエッチングすることにより電極層３２を形成する。もちろん、電極層３２を、絶縁性基材３１の主面に銀などの導電材を含む導電性ペーストを印刷することにより形成することもできる。そして、電極層３２を覆う保護層３３を形成する。保護層３３は、カバーコートインクを用いて電極層３２の上にスクリーン印刷することにより形成する。ドライフィルムを電極層３２に接着剤を介して貼り付けて保護層３３を形成することも可能である。
【００２３】
次に、電極層３２（電極層３２が保護層３３に覆われている場合には保護層３３）の面が座面Ｓ又は背もたれ面Ｔ側を向くように座席カバー７０とクッション材６０側との間に接着剤を用いて装着する。つまり、電極層３２を、保護層３３と座席カバー７０を介して着座したユーザＭの身体に面接触する位置に設ける。これらのセンサ電極３０Ａ，３０Ｂは、支持面（Ｓ，Ｔ）の異なる位置に複数設けることが望ましい。このように、センサ電極３０Ａ，３０Ｂを複数設けることにより、ユーザＭの様々な部分の静電容量を検出することができるので、人体の部分ごとに生じる静電容量の偏りを低減し、人体の正確な静電容量を検出することができる。
【００２４】
センサ電極３０Ａ、３０Ｂを装着したら、各センサ電極３０Ａ、３０Ｂから延出する信号線のそれぞれを静電容量センサ４０に接続する。このように、静電容量センサ４０を座席１０に設けることにより、センサ電極３０Ａ、３０Ｂの電極層３２を、シートカバー７０を介して座席１０に着座したユーザＭの腰又は背中などの異なる身体部位と対向させることができる。なお、本発明においてユーザＭが着座する座席の支持面は、ユーザＭの身体と接する面（表面）や座席カバー７０とクッション材６０との間の面に限定されるものではなく、着座したユーザＭの身体と接する面にユーザＭの身体の荷重による押圧力を受ける方向に沿って重なる面（クッション材の内部に形成される面）をも含む。
【００２５】
また、先に説明した図１、図２に示すように、本実施形態の健康状態管理装置１は、重量センサ４１と着座センサ４２とを備えている。座席１０の座面Ｓには、複数の重量センサ４１と複数の着座センサ４２とがそれぞれ異なる位置に設けられている。重量センサ４１は、座席１０に着座するユーザの体重を計測することができ、着座センサ４２は、座席１０にユーザＭが着座しているか否かを検出することができる。重量センサ４１により検出されたユーザＭの体重、着座センサ４２により検出されたユーザＭが着座しているか否かの判断結果は、後述する演算装置５０に向けて送出される。
【００２６】
本実施形態における重量センサ４１としては、荷重と抵抗とが直線的な関係を示す感圧センサモジュールなどの出願時に知られている荷重センサを用いることができる。重量センサ４１は、ユーザＭが座席１０に着座して身体の荷重を座面Ｓに与えたときの抵抗値を検出し、検出された抵抗値に基づいてユーザＭの荷重を検出することができる。また、本実施形態における重量センサ４１は、座席１０の座面Ｓの異なる位置に複数設けることができる。なお、本例では、重量センサ４１を座面Ｓに設けた例を示したが、ユーザＭの足が置かれる場所に配置してもよい。この場合は、ユーザの足から与えられる荷重とユーザの体重とを予め対応づけておき、この対応づけ情報を参照して、ユーザＭの足から与えられる荷重に基づいてユーザＭの体重を算出することができる。
【００２７】
このように、重量センサ４１を設けることにより、健康状態情報を算出する度に身体情報であるユーザＭの体重を自動的に検出することができる。静電容量検出時のユーザＭの体重（身体情報）を用いて健康状態情報を算出できるので、算出される健康状態情報の精度を向上させることができる。また、ユーザＭに体重を一々入力させる手間を求める必要がなく、ユーザＭの利用の便を向上させることができる。
【００２８】
本実施形態における着座センサ４２は、スペーサにより離隔して配置された対向電極が、荷重の印加によって接触し、荷重の印加が解除されることによって離隔することにより、乗員が着座したか否かに対応するオンオフ信号を出力する一般的な感圧センサを用いることができる。もちろん、出願時に知られた他の構成の着座センサを用いてもよい。また、本実施形態における着座センサ４２は、座席１０の座面Ｓの異なる位置に複数設けることができる。図１に示すように、２つの着座センサ４２を座面の左右に設けると、人間が着座したときには両方の着座センサ４２がオンとなり、荷物を座席に置いたときには一方の着座センサ４２のみがオンとなるので、人間(ユーザＭ)が着座したか否かを正確に判断することができる。
【００２９】
ちなみに、本実施形態の着座センサ４２として、別のセンサを新たに設けるのではなく、先述した静電容量センサ４０を用いることができる。この場合は、静電容量センサ４０により検出された静電容量値が人間の誘電率に応じて定義された所定域値内である場合には、ユーザＭが座席に着座していると判断するように構成することができる。
【００３０】
着座センサ４２を設けることにより、ユーザＭの着座のタイミングを自動的に検出することができる。ユーザＭの着座のタイミングが分かれば、ユーザＭの着座を確認してから静電容量の検出処理を開始することができるので、正確な静電容量を検出することができる。
【００３１】
さらに、本実施形態に係る健康状態管理装置１は、入出力装置９０を備えている。入出力装置９０は、情報や命令の入力を受け付ける入力デバイス９１と、モニタ９２と、スピーカ９３を少なくとも備えている。入力デバイス９１は、ユーザＭの体重、ユーザの身長、ユーザのＩＤなどの身体情報や、管理情報の出力命令を受け付けて、演算装置５０へ送出する。
【００３２】
次に、健康状態管理装置１の演算装置５０について図面に基づいて説明する。図５は本発明の実施形態に係る健康状態管理装置のブロック構成図、図６は体脂肪率の対応情報の一態様を示す図、図７は管理情報の生成処理の制御手順を示すフローチャート図である。
【００３３】
本実施形態の健康状態管理装置１に係る演算装置５０は、図示は省略するが、ユーザＭの健康に関する管理情報を生成するプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、健康状態管理装置１を機能させる動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）と、を備えている。
【００３４】
また、本実施形態に係る健康状態管理装置１の演算装置５０は、各種の情報を取得する情報取得機能と、健康状態情報を算出し、健康状態情報からユーザＭの健康状態の変化を管理する管理情報を生成する管理機能と、管理情報を出力する出力機能とを備えている。本実施形態の演算装置５０は、上記機能を実現するためのソフトウェアと、上述したハードウェアの協働により各機能を実行することができる。
【００３５】
上述の各機能を実行するため本実施形態の健康管理演算装置１に係る演算装置１０は、図５に示すように、情報取得機能を実行する情報取得手段５１と、管理機能を実行する管理手段５２と、記憶手段５３と、出力手段５４とを備えている。
【００３６】
まず、情報取得手段５１の機能について説明する。情報取得手段５１は、座席１０に着座するユーザＭの体重を含む身体情報を取得する。本実施形態において、身体情報は、ユーザＭの体重のほか、ユーザＭを特定するための識別情報、ユーザＭの身長情報、ユーザＭの年齢、ユーザＭの性別などのユーザＭの身体に関する情報を含む。この身体情報は、先述した入力デバイス９１から入力してもよいし、車両側のＥＣＵ２００に記憶されたものを読み込んでもよい。また、情報取得手段５１は、先述した重量センサ４１により検出されたユーザＭの体重を身体情報として取得することもできる。ユーザＭの身長、年齢、性別は管理情報の生成処理に必ずしも必要ではないが、これらを身体情報に含ませることにより、身体情報に基づいて算出される健康状態情報の算出結果の精度を高めることができる。
【００３７】
また、情報取得手段５１は、健康状態を管理するユーザＭ（の身体）を特定するため、車両の座席１０に着座するユーザＭの識別情報を身体情報として取得する。上述したように、情報取得手段５１は、入力デバイス９１を介して識別情報を取得することができるが、本実施形態において、情報取得手段５１は、ユーザＭが車両を解錠する際に用いた電子キーから送出される開錠命令に含まれる電子キーのＩＤを、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を介してユーザＭの識別情報として取得することができる。このように、識別情報によってユーザＭを特定するので、算出した健康状態情報及び管理情報をユーザＭごとに管理することができる。
【００３８】
さらに、情報取得手段５１は、静電容量センサ４０、重量センサ４１、着座センサ４２のそれぞれが検出した検出結果を取得する。このとき、情報取得手段５１は、検出結果の取得時刻をタイマＴから取得し、検出結果を取得時刻とともに記憶手段５３（ＲＡＭ）に格納する。情報取得手段５１は、静電容量センサ４０の検出結果を記憶手段５３に格納する際に、検出結果をユーザＭ（識別情報）ごとにタイマＴが備えるカレンダ情報に従い、時系列（検出の日時及び時刻の順で）記憶する。これにより、静電容量の検出結果が時系列で整理された検出履歴が作成される。この検出履歴には、ユーザＭの身長や体重などの含む身体情報を対応づけて記憶させてもよい。なお、検出履歴の時間軸となる取得時刻は、静電容量センサ４０、重量センサ４１、着座センサ４２が備えるタイマの検出時刻であってもよい。
【００３９】
このように、情報取得手段５１は、取得した身体情報や検出結果を記憶手段段５３に記憶し及び／又はこれらの情報を管理手段５２に送出する。
【００４０】
次に、演算装置５０の管理手段５２について説明する。管理手段５２は、静電容量センサ４０により検出され、情報取得手段５１を介して取得した静電容量に基づいて、健康状態情報を算出する。本実施形態の健康状態情報としては、ユーザＭの身体の体脂肪率、水分率、又は筋肉率を例示できる。
【００４１】
ここでは、一例として、ユーザＭの体脂肪率を健康状態情報として算出する手法について説明する。
【００４２】
人体の構成を骨、内臓、筋肉、脂肪、及び水と定義した場合に、人体の静電容量は、各構成（骨、内臓、筋肉、脂肪、水）の各静電容量の和となる。人体の静電容量は、同一人であっても毎日同じ値になるわけではなく、日々の健康状態に応じて変化する。発明者は、静電容量の変化と健康状態との関係に着目し、静電容量の検出値に基づいて、ユーザＭの体脂肪率を算出する手法を提案する。
【００４３】
本実施形態の管理手段５２は、人間の静電容量及び人間の体脂肪率を予め対応づけた対応情報５２１を予め記憶する。対応関係５２１は、上述した人体の各構成の存在率と、体脂肪率と、人体の静電容量との関係に基づき、人体の静電容量と体脂肪率との関係として定義している。つまり、対応情報５２１を参照すれば、人体の静電容量に基づいて、その人体の体脂肪率を求めることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、人体の体重と静電容量との関係にも着目し、対応関係に体重のパラメータを導入する。人体の体重は上述した人体の各構成の存在率に応じて変化するため、体重が異なると検出される静電容量の値域が異なる傾向がある。本実施形態では、体重ごとに人体の静電容量と体脂肪率との関係を分析し、対応情報として定義する。本実施形態の体重と、体脂肪率と、人体の静電容量との関係、つまり、体重ごとの対応情報５２１を参照すれば、人体の静電容量と体重とから、その人体の体脂肪率を求めることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、人体の性別と静電容量との関係にも着目し、対応関係に性別のパラメータを導入する。人体は性別によって上述した人体の各構成の存在率が異なるため、性別が異なると検出される静電容量の値域が異なる傾向がある。本実施形態では、性別ごとに人体の静電容量と体脂肪率との関係を分析し、対応情報として定義する。本実施形態の性別と、体脂肪率と、人体の静電容量との関係、つまり、性別ごとの対応情報５２１を参照すれば、人体の静電容量と性別とから、その人体の体脂肪率を求めることができる。
【００４６】
加えて、本実施形態では、人体の身長と静電容量との関係にも着目し、対応関係に身長のパラメータを導入する。人体の身長によって上述した人体の各構成の存在率が異なるため、身長が異なると検出される静電容量の値域が異なる傾向がある。本実施形態では、身長ごとに人体の静電容量と体脂肪率との関係を分析し、対応情報として定義する。本実施形態の身長と、体脂肪率と、人体の静電容量との関係、つまり、身長ごとの対応情報５２１を参照すれば、人体の静電容量と身長とから、その人体の体脂肪率を求めることができる。
【００４７】
以上、対応情報５２１の追加的なパラメータとして、性別、身長及び体重を例示した。本実施形態では、より正確な健康状態情報を算出する観点から、これら全てのパラメータを考慮した対応情報５２１を定義する。ちなみに、人体の静電容量と体脂肪率との対応関係５２１は、単一のモデル（体重の区別無し、性別無し、身長の区別無し）に基づいて定義することもできるが、体重、性別、身長によって人体の構成の存在比率が異なり、特に他の構成に比べて比誘電率の高い水を多く含む筋肉と脂肪の身体含有比率も異なるため静電容量から正確な体脂肪率を算出するためには、詳細なモデルに基づく対応関係を求める必要がある。
【００４８】
このため、本実施形態の管理手段５２は、図６に示すように、性別、身長及び体重ごとに作成された対応関係５２１を備えている。本実施形態の対応情報５２１は、身長が１７０cmの男性に適用されるものであり、かつ体重別に静電容量と体脂肪率との対応関係が定義されたものである。つまり、同図に示す対応情報５２１は、静電容量(PF)と体重(kg)との組み合わせごとに体脂肪率（％）の値が定義されている。
【００４９】
なお、本実施形態では、身長が１７０cmの男性の体重別の対応情報５２１を一例として示すが、管理手段５２には身長及び性別ごとの体重別の対応情報５２１を予め記憶させておくことが望ましい。もちろん、身長、性別、体重を指定して、ユーザＭ用の対応情報５２１をサーバからダウンロードすることもできる。
【００５０】
このように本実施形態では、性別、身長及び体重ごとに対応情報５２１を準備しているため、検出された静電容量に基づいて正確な体脂肪率を算出することができる。
【００５１】
ちなみに、本実施形態の対応情報５２１は、人間の各構成の存在率に関する既存データを用いて定義してもよいし、サンプルデータを用いてシミュレーション又は統計処理により生成してもよいし、また実際の計測データに基づいて実験的に生成することもできる。特に限定されないが、対応情報５２１は、性別、身長、体重の組み合わせごとに生成されることが好ましい。
【００５２】
上述した対応情報５２１を参照し、本実施形態の管理手段５２は、情報取得手段５１を介して取得した、ユーザＭの身体情報（ユーザの識別情報、ユーザの性別、ユーザの体重、ユーザの身長）と静電容量センサ４０により検出された静電容量値に基づいて、ユーザＭの体脂肪率を健康状態情報として算出する。具体的に、管理手段５２は、ユーザの性別、身長、体重などの身体情報に基づいて参照すべき対応情報５２１を特定し、特定した対応情報５２１を参照し、検出された静電容量に基づいて体脂肪率を算出する。管理手段５２は、算出した体脂肪率を、静電容量値の取得時刻又は算出時刻とともに記憶手段５３に管理情報５３１として記憶させる。
【００５３】
また、本実施形態の管理手段５２は、体脂肪率の経時的変化に基づいて、所定時間経過前後の体脂肪率を比較し、この体脂肪率の変化に基づく管理情報を生成することもできる。例えば、管理手段５２は、昨日、１週間前、先月同日又は昨年同日よりも、体脂肪率が増加又は減少した旨の管理情報を生成することができる。また、管理手段５２は、静電容量の検出履歴や体脂肪率の算出履歴から、ユーザＭの経時的な健康状態の推移を表す管理情報を生成することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、管理手段５２が体脂肪率を算出する例を説明したが、体内の構成要素のうち水の比誘電率が特に大きいという知見から、静電容量と体内の水分率を対応づけた対応情報予め準備し、この対応情報を参照して、管理手段５２が検出された静電容量に基づいて体内水分率を健康状態情報として算出することができる。また、体内において水分は筋肉中に存在する確率が高いという知見から、静電容量と体内の筋肉量とを対応づけた対応情報予め準備し、この対応情報を参照して、管理手段５２が検出された静電容量に基づいて身体の筋肉の存在率を健康状態情報として算出することができる。さらに、体内において水分は筋肉中に存在する確率が相対的に低いという知見から、静電容量と体内の脂肪量とを対応づけた対応情報予め準備し、この対応情報を参照して、管理手段５２が検出された静電容量に基づいて身体の脂肪の存在率を健康状態情報として算出することができる。
【００５５】
最後に出力手段５４について説明する。出力手段５４は、記憶手段５３に格納された管理情報５３１を読み込み、車載のモニタ９２及び／又はスピーカ９３に出力する。管理情報は、テキストやグラフなどの視覚情報であってもよいし、音声情報であってもよい。ユーザＭは、モニタ９２に表示された管理情報５３１及び／又はスピーカ９３から音声出力される管理情報５３１の内容を視聴することができる。
【００５６】
続いて、本実施形態の健康状態管理装置１の制御手順を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００５７】
まず、ステップＳ１０１において、健康状態管理装置１は、着座センサ４２が座席１０にユーザＭが着座している旨の検出結果を、情報取得手段５１を介して取得した場合には、健康状態情報の算出処理を開始する。健康状態情報の算出処理の実行タイミングは、予め定義することができる。例えば、一日に１回測定することを定義した場合には、健康状態管理装置１は、タイマＴの暦を参照し、１日が開始する午前０時、１週間が開始する月曜の午前０時等の所定時刻から最も早い時間に着座したときに健康状態情報の算出処理を実行するように構成することができる。
【００５８】
このように、ユーザＭの静電容量が検出可能な状態となってから健康状態情報を算出するので、ユーザＭの静電容量を正確に検出することができる。この結果、精度の高い健康状態情報を算出することができる。
【００５９】
続く、ステップＳ１０２において、健康状態管理装置１の情報取得手段５１は、ユーザＭの識別情報を入力デバイス９１又はＥＣＵ２００を介して取得する。管理手段５２はユーザＭの識別情報によりユーザＭを識別する。
【００６０】
ステップＳ１０３において、情報取得手段５１は、ユーザＭの性別、身長、体重などの身体情報を取得する。情報取得手段５１は、予め入力され又は記憶されているユーザＭの性別及び身長などの身体情報を記憶手段５３から読み出す。このとき取得する身体情報は、ステップＳ１０２で特定されたユーザＭのものである。
【００６１】
また、情報取得手段５１は、重量センサ４１からユーザＭの体重（身体情報）を取得する。ユーザＭの体重は入力デバイス９１を用いて入力され、記憶手段５３に記憶された値を読み込んで取得することもできる。取得したユーザＭの体重は、管理手段５２へ送出される。
【００６２】
次に、ステップＳ１０４において、静電容量センサ４０は、座席１０に着座したユーザＭの静電容量を検出し、情報取得手段５１へ送出する。ステップＳ１０５において、情報取得手段５１は、得られた静電容量と取得時刻を対応づけて、管理手段５２へ送出する。
【００６３】
そして、ステップＳ１０６において、管理手段５２は、Ｓ１０３で取得した性別、身長及び体重その他の身体情報に基づいて、参照すべき対応情報５２１を特定する。さらに、管理手段５２は、ステップＳ１０４で検出された静電容量に基づいて、特定された対応情報５２１を参照して、ユーザＭの体脂肪率を算出する。
【００６４】
ステップＳ１０７において、算出された体脂肪率は、ステップＳ１０５で受け付けた時刻とともに、記憶手段５３にユーザＭ（識別情報）ごとに管理情報５３１として格納する。
【００６５】
続くステップＳ１１１において、ユーザＭから入力デバイス９１を介して管理情報の出力命令が入力されたら、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２において、管理手段５２は記憶手段５３に記憶された検出履歴、算出履歴を含む管理情報５２１を読み込む。さらに、ステップＳ１１３において、管理手段５２は読み込んだ管理情報５２１に基づいて経時的な変化量を示すグラフなどを編集し、モニタ９２及び／又はスピーカ９３を介して出力する。
【００６６】
以上のように構成され動作する本実施形態の健康状態管理装置１によれば、ユーザＭは座席に着座するだけで、自動的に検出された静電容量に基づく健康状態の変化を管理するための管理情報を得ることができる。特に、本実施形態の健康状態管理装置１を車両に搭載すれば、車両を利用するたびに健康状態情報が算出され、蓄積されるので、ユーザＭの健康状態の観察を経時的に実行することができる。
【００６７】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００６８】
１…健康状態管理装置
１０…座席
３０，３０Ａ，３０Ｂ…センサ電極
３１…絶縁性基材
３２…電極層
３３…保護層
３４…コネクタ
４０…静電容量センサ
４１…体重センサ
４２…着座センサ
５０…演算装置
５１…情報取得手段
５２…管理手段
５２１…対応情報
５３…記憶手段
５３１…管理情報
５４…出力手段
６０…クッション材
７０…座席カバー
９０…入出力装置
９１…コントローラ
９２…モニタ
９３…スピーカ
Ｍ…ユーザ、乗員
Ｓ…座面
Ｔ…背もたれ面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが着座する座席の支持面の異なる位置に設けられた一対の電極間の静電容量を検出する静電容量センサと、
前記静電容量センサにより検出された静電容量に基づいて健康状態情報を算出し、前記健康状態情報の算出結果の履歴から前記ユーザの健康状態の変化を管理する管理情報を生成する管理手段と、
前記管理手段によって生成された管理情報を出力する出力手段と、を備える健康状態管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の健康状態管理装置において、
前記管理手段は、前記ユーザの体重を含む身体情報と前記検出された静電容量とを取得する情報取得手段をさらに有するとともに、前記情報取得手段により取得された前記ユーザの身体情報と静電容量とに基づいて、体重その他の身体情報ごとに、静電容量及び人間の体脂肪率が予め対応づけられた対応情報を参照し、前記ユーザの体脂肪率を健康状態情報として算出することを特徴とする健康状態管理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の健康状態管理装置において、
前記ユーザの体重を検出する重量センサをさらに設け、
前記情報取得手段は、前記重量センサにより検出された前記ユーザの体重を取得することを特徴とする健康状態管理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の健康状態管理装置において、
前記静電容量を検出する電極が、前記座席の支持面の異なる位置に複数設けられていることを特徴とする健康状態管理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の健康状態管理装置において、
前記座席に前記ユーザが着座しているか否かを検出する着座センサをさらに設け、
前記管理手段は、前記着座センサが、前記座席にユーザが着座していると検出した場合に、前記ユーザの健康状態情報の算出を行うことを特徴とする健康状態管理装置。
【請求項１】
ユーザが着座する座席の支持面の異なる位置に設けられた一対の電極間の静電容量を検出する静電容量センサと、
前記静電容量センサにより検出された静電容量に基づいて健康状態情報を算出し、前記健康状態情報の算出結果の履歴から前記ユーザの健康状態の変化を管理する管理情報を生成する管理手段と、
前記管理手段によって生成された管理情報を出力する出力手段と、を備える健康状態管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の健康状態管理装置において、
前記管理手段は、前記ユーザの体重を含む身体情報と前記検出された静電容量とを取得する情報取得手段をさらに有するとともに、前記情報取得手段により取得された前記ユーザの身体情報と静電容量とに基づいて、体重その他の身体情報ごとに、静電容量及び人間の体脂肪率が予め対応づけられた対応情報を参照し、前記ユーザの体脂肪率を健康状態情報として算出することを特徴とする健康状態管理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の健康状態管理装置において、
前記ユーザの体重を検出する重量センサをさらに設け、
前記情報取得手段は、前記重量センサにより検出された前記ユーザの体重を取得することを特徴とする健康状態管理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の健康状態管理装置において、
前記静電容量を検出する電極が、前記座席の支持面の異なる位置に複数設けられていることを特徴とする健康状態管理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の健康状態管理装置において、
前記座席に前記ユーザが着座しているか否かを検出する着座センサをさらに設け、
前記管理手段は、前記着座センサが、前記座席にユーザが着座していると検出した場合に、前記ユーザの健康状態情報の算出を行うことを特徴とする健康状態管理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１２５３７９（Ｐ２０１２−１２５３７９Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８９４２（Ｐ２０１０−２７８９４２）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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