生体情報検出システム
【課題】生体情報検出システムの電力消費量を低減し、電池交換等の煩わしさを軽減すること。
【解決手段】本発明の生体情報検出システムは、被験者の腕に装着される表示装置と、被験者の体に近接して配置されるセンサ装置とを備え、表示装置は表示部とモーションセンサと第１通信部とを有していると共に、センサ装置はバイタルセンサと第２通信部とを有し、モーションセンサが被験者の表示部を注視する姿勢を検出した後、第１通信部は第２通信部に対して制御信号を送信し、制御信号を第２通信部により受信したセンサ装置は、バイタルセンサで検出された生体情報を第２通信部により第１通信部へ送信する。
【解決手段】本発明の生体情報検出システムは、被験者の腕に装着される表示装置と、被験者の体に近接して配置されるセンサ装置とを備え、表示装置は表示部とモーションセンサと第１通信部とを有していると共に、センサ装置はバイタルセンサと第２通信部とを有し、モーションセンサが被験者の表示部を注視する姿勢を検出した後、第１通信部は第２通信部に対して制御信号を送信し、制御信号を第２通信部により受信したセンサ装置は、バイタルセンサで検出された生体情報を第２通信部により第１通信部へ送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の生体情報を検出する生体情報検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の被験者の生体情報を検出するための生体情報検出システムについて、図１３、図１４に示す。図１３に示した生体情報検出システムは、被験者の運動中の心拍数をモニタリングするものである。
【０００３】
図１３に示した従来の生体情報検出システムは、被験者１０２の心拍を検出するために被験者１０２の胸部上に配置されたセンサ装置１００と、被験者１０２の手首に装着されると共に、センサ装置１００にて検出された被験者１０２の心拍情報を表示する表示装置１０１とを有している。
【０００４】
図１３に示した生体情報検出システムの具体的な動作について、図１４のブロック図を用いて説明する。図１４において、表示装置１０１は、センサ装置１００から送信された心拍情報を受信する第１通信部１０３と、受信した心拍情報を被験者へ表示する表示部１０４と、第１通信部１０３の動作内容と表示部１０４の動作内容とを制御する第１制御部１０５とを有している。また、センサ装置１００は、被験者１０２の心拍情報を検出するバイタルセンサ１０６と、検出された心拍情報を第１通信部１０３へ送信する第２通信部１０７と、バイタルセンサ１０６において検出された心拍情報を処理すると共に、バイタルセンサ１０６の動作内容と第２通信部１０７の動作内容とを制御する第２制御部１０８とを有している。
【０００５】
ここで、第２通信部１０７は第１通信部１０３へ常時または一定間隔で心拍情報を送信するように第２制御部１０８により制御されており、また、表示部１０４は、常時、心拍情報を表示するように第１制御部１０５により制御されている。
【０００６】
尚、センサ装置１００と表示装置１０１とは、共に、電池にて駆動されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１６８６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来の生体情報検出システムにおいては、第２通信部１０７が第１通信部１０３へ常時または一定間隔で心拍情報を送信しており、更に、表示部１０４は、常時、心拍情報を表示しているため、センサ装置１００及び表示装置１０１共に消費電力が大きく、頻繁に電池交換を行う必要があった。
【０００９】
そこで、本発明の生体情報検出システムは、電力消費量を低減し、電池交換等の煩わしさを軽減する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の生体情報検出システムは、被験者の腕に装着される表示装置と、被験者の体に近接して配置されるセンサ装置とを備え、表示装置は表示部とモーションセンサと第１通信部とを有していると共に、センサ装置はバイタルセンサと第２通信部とを有し、モーションセンサが被験者の表示部を注視する姿勢を検出した後、第１通信部は第２通信部に対して制御信号を送信し、制御信号を第２通信部により受信したセンサ装置は、バイタルセンサで検出された生体情報を第２通信部により第１通信部へ送信する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の生体情報検出システムは、被験者が自分の生体情報を確認するために、被験者の腕に装着された表示部を注視した時に、センサ装置から表示装置に生体情報が送信される。つまり、生体情報が必要なタイミングにおいて、センサ装置から表示装置に生体情報が送信されるため、常時、または、一定間隔で生体情報を送信し続け、受信し続ける必要がない。このため、センサ装置及び表示装置の消費電力を低減する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る生体情報検出システムを装着した様子を示す図
【図２】本発明に係る生体情報検出システムのブロック図
【図３】被験者の腕の概略図
【図４】角速度センサの検出軸を表わす概念図
【図５】被験者の腕の外観図
【図６】被験者の腕の外観図
【図７】被験者の下膊の断面図
【図８】被験者の下膊の断面図
【図９】本発明に係る生体情報検出システムのブロック図
【図１０】表示部を注視した際の実際のモーションセンサの検出結果例を示す図
【図１１】表示部を注視した際の実際のモーションセンサの検出結果例を示す図
【図１２】モーションセンサの検出結果例を示す図
【図１３】従来の生体情報検出システムを装着した様子を示す図
【図１４】従来の生体情報検出システムのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る本発明の生体情報検出システム１について、図１〜８を用いて説明する。
【００１４】
図１に示した生体情報検出システム１は、被験者１３の心拍を検出するために被験者１３の胸部上に配置されたセンサ装置３と、被験者１３の手首に装着されると共に、センサ装置３にて検出された被験者１３の心拍情報を表示する表示装置２とを有している。
【００１５】
図１に示した生体情報検出システム１の具体的な動作について、図２のブロック図を用いて説明する。図２において、生体情報検出システム１は、被験者１３の手首に装着された表示装置２と、被験者１３の胸部に装着されたセンサ装置３からなる。そして、表示装置２は、センサ装置３から送信された心拍情報を受信する第１通信部７と、被験者１３の動作を検出するモーションセンサ５と、モーションセンサ５により検出された被験者１３の動作に関する生体情報と、センサ装置３から受信した生体情報（本実施の形態の場合、心拍情報）とが記録される第１メモリ８とを有している。更に、表示装置２は、モーションセンサ５により検出された被験者１３の動作に関する生体情報と、センサ装置３から受信した生体情報とを被験者１３へ表示して知らせる表示部４と、第１通信部７と表示部４とモーションセンサ５と第１メモリ８のそれぞれの動作内容を制御する第１制御部６とを有している。
【００１６】
また、センサ装置３は、被験者１３の心拍情報を検出するバイタルセンサ１０と、バイタルセンサ１０において検出された心拍情報が記録される第２メモリ１１と、第２メモリ１１に記録されている生体情報を第１通信部７へ送信する第２通信部９と、バイタルセンサ１０と第２通信部９と第２メモリ１１のそれぞれの動作内容を制御する第２制御部１２とを有している。なお、本実施の形態では生体情報を心拍情報としているが、生体情報とは身体の状態を数値という客観的な指標で示した情報を意味しており、例えば体温、脈拍、血圧、呼吸などの情報でも構わない。また、センサ装置３は、常時、被験者１３の身体に装着されている必要はなく、例えば、エアロバイクのペダル上にセンサ装置３を配置し、被験者１３がペダル上に足を置いて使用するような形態でも良い。
【００１７】
本発明の生体情報検出システム１の特長の１つは、バイタルセンサ１０において検出された生体情報が、常時または一定間隔でセンサ装置３から表示装置２へ送信されない点である。つまり、被験者１３がバイタルセンサ１０で検出された生体情報を確認するために、被験者１３の手首に装着された表示装置２の表示部４を注視した時に、センサ装置３から表示装置２へ生体情報が送信される。要するに、生体情報が必要なタイミングにおいて、センサ装置３から表示装置２に生体情報が送信されるため、常時、または、一定間隔でセンサ装置３が生体情報を送信し続け、表示装置２が生体情報を受信し続ける必要がない。このため、センサ装置３及び表示装置２の消費電力を低減する事が可能となる。
【００１８】
尚、モーションセンサ５において検出された生体情報およびバイタルセンサ１０で検出されて第２通信部９を介して送信された生体情報は第１メモリ８に記録され、例えば数日間の生体情報が第１メモリ８に記録された後、外部機器（例えば、携帯電話等）に無線又は有線にて出力される。この際、第１通信部７を介して、外部機器に生体情報を出力しても良い。同様に、バイタルセンサ１０において検出された生体情報は第２メモリ１１に記録され、例えば数日間の生体情報が第２メモリ１１に記録された後、外部機器（例えば、携帯電話等）に無線又は有線にて出力される。この際、第２通信部９を介して、外部機器に生体情報を出力しても良い。
【００１９】
更に、第１メモリ８又は第２メモリ１１に記録された生体情報のデータ量が所定量を超えた場合には、表示部４を介して被験者１３にその旨を伝え、第１メモリ８又は第２メモリ１１に記録された生体情報を外部機器に出力するように促しても良いし、自動的に第１メモリ８又は第２メモリ１１に記録された生体情報を外部機器に出力する構成としても良いし、さらに自動的に第１メモリ８又は第２メモリに記録された生体情報を自動的に古いデータから削除しても良い。
【００２０】
更にモーションセンサ５において検出される被験者１３の動きが所定期間以上、検出されない場合にはバイタルセンサ１０で検出される生体情報を第２通信部９で送信せずに強制的に第２メモリ１１に記録し続ける構成としても良い。本構成により例えば被験者１３が睡眠時の場合には、表示装置２を被験者１３が確認することがなくなるため、無駄な消費電力を削減することが出来る。
【００２１】
被験者１３が被験者１３の手首に装着された表示装置２の表示部４を注視しているか否かを判定する方法としては、モーションセンサ５の検出結果を用いる方法が考えられる。
【００２２】
複数の加速度センサ、または、複数の角速度センサ、または、少なくとも１つの加速度センサと少なくとも１つの角速度センサによりモーションセンサ５を実現し、これらの複数のセンサの検出結果を基にして判定を行う。具体的には、予め、複数の被験者に表示装置２を装着（例えば、各被験者の手首に）してもらい、各被験者に表示装置２の表示部４を注視する動作をしてもらい、その一連動作（被験者が表示部４を注視する動作を開始する前から、表示部４を注視する動作へ移行し、実際に表示部４を注視する動作を行い、それを一定期間継続するといった一連動作）の間の上記複数センサの出力値を記録する。そして、これら統計データから、被験者が表示部４を注視する動作を行う際に現れるモーションセンサ５の検出結果の一般的特徴を抽出する。そして、この抽出されたモーションセンサ５の検出結果の一般的特徴をリファレンスとし、判定基準を策定しておく。
【００２３】
判定基準としては、複数のセンサ出力値に対し所定の閾値を設け、この閾値を基準に判定しても良いし、複数のセンサ出力値の時間的変化量に対して所定の閾値を設け、この閾値を基準に判定しても良いし、更に、それら２つの閾値を併用して判定を行っても良い。
【００２４】
具体的には、被験者１３が表示部４を注視している期間においては、被験者１３は、表示装置２の位置を表示部４が視認できる領域に維持しようと心掛ける。このため、表示装置２が備えるモーションセンサ５の検出結果は、被験者１３が表示部４を注視している期間において、大きな時間的変化を生じないことが予想される。故に、被験者１３が表示部４を注視している期間と、それ以外の期間では、モーションセンサ５の検出結果が大きく異なった特徴を有してくる。図１０は、被験者１３が表示部４を注視した際の実際のモーションセンサ５の検出結果例である。本結果は、被験者１３が歩行している期間と表示部４を注視している期間とにおける加速度センサの出力結果を示しており、横軸は時間、縦軸は加速度センサの出力レベルを表している。本結果より表示部４を注視している期間においては加速度センサの時間的変化が少なく、歩行している期間に比べて特徴のある加速度センサ検出結果が得られることが分かる。本発明は、被験者１３のこの動作的特徴に気付き、それを利用する事で、低消費電力化が可能な新規な生体情報検出システム１を実現した。
【００２５】
尚、表示装置２が被験者１３のどちらの腕に装着されているかに応じて、判定基準として用いる所定の閾値が切替えられる構成としてもよい。具体的には、モーションセンサ５が少なくとも１つの加速度センサを有しており、この加速度センサの検出結果から表示装置２が被験者１３のどちらの腕に装着されているかを判定し、この判定結果に基づいて、モーションセンサ５が被験者１３の表示部４を注視する姿勢を検出する際に用いられる閾値を切替える構成である。このような構成を採用することにより、判定基準の精度を向上させることが可能となり、被験者１３の注視姿勢の検出精度を更に向上させることができる。
【００２６】
尚、モーションセンサ５を構成する加速度センサにより、表示装置２がどちらの腕に装着されているかを判定する方法の一例を、以下、示す。
【００２７】
被験者１３は、表示部４の画面の上下方向を考慮して腕に表示装置２を装着する。このため、被験者１３が立った姿勢で両腕を下方に垂らした状態においては、表示装置２を左腕に装着した場合と、右腕に装着した場合とで、下方を向いている表示装置２の面が異なってくる。故に、下方を向いている表示装置２の面を加速度センサにより検出することで、どちらの腕に表示装置２が装着されているかを判定できる。尚、被験者１３が両腕を上方に上げた状態も考えられるが、統計的には両腕を下方に垂らした状態でいる時間が最も長いため、一定期間における加速度センサの検出結果を分析することで、どちらの腕に表示装置２が装着されているかを判定してもよい。図１２（ａ）は被験者１３が表示装置２を左腕に装着した場合であり、図１２（ｂ）は被験者１３が表示装置２を右腕に装着した場合の実際のモーションセンサ５の検出結果例である。本結果から、左腕に装着した場合と右腕に装着した場合とで加速度センサの少なくとも１軸の検出結果の極性が大きく変化するため、どちらの腕に表示装置２が装着されているか判定することが出来る。
【００２８】
上記の事例では、複数の被験者から得られたモーションセンサ５の検出結果を統計処理することで判定基準を決定したが、これに限る必要はなく、生体情報検出システム１を装着して使用する被験者１３が、使用前に、表示部４を注視する一連動作を行い、この際に出力されたモーションセンサ５の出力結果を基に、被験者１３が表示部４を注視する姿勢をしているか否かを判定する基準を決定しても良い。これにより、各被験者が持っている独特の動作特徴をも踏まえた判定基準を得る事ができる。
【００２９】
更には、例えば、モーションセンサ５を１つの角速度センサにより実現し、この角速度センサの検出軸が、表示装置２を装着している被験者の下膊の軸と概ね平行となるように、表示装置２に角速度センサが配置されても良い。ここで、「被験者１３の下膊の軸」と「角速度センサの検出軸」とについて、図３及び図４を用いて説明する。
【００３０】
図３において、被験者１３の腕は、手首から肘までの下膊１４（手首も含む）と、肩から肘までの上膊１５とで構成されている。ここで「被験者１３の下膊１４の軸」とは、下膊内部の骨１６と概ね平行な軸を指している。本発明において、「腕の軸」とは、表示装置２が下膊１４に装着されている場合には、下膊内部の骨１６と概ね平行な軸を指しており、また、表示装置２が上膊１５に装着されている場合には、上膊内部の骨１７に概ね平行な軸を指している。
【００３１】
図４において、「角速度センサの検出軸」とは、角速度センサが検出する回転運動の円１９の中心点を通り、円１９の存在する面に対して垂直な軸１８を指している。
【００３２】
つまり、図４の角速度センサの検出軸１８が、図３の下膊１４の軸（下膊内部の骨１６と概ね平行な軸）と概ね平行となるように、被験者１３の手首に装着される表示装置２（図３中では便宜上表記せず）にモーションセンサ５（図３中では便宜上表記せず）を配置する。このような構成を採用することにより、被験者１３が下膊１４の軸（下膊内部の骨１６と概ね平行な軸）を中心とした回転動作２０をしたときの角速度センサの検出値を大きくする事が可能となる。被験者１３が手首に装着された表示装置２の表示部４を視認しようとする際、被験者１３は図３に示した下膊１４の軸を中心とした回転動作２０を行う可能性が極めて高い。本発明は、被験者１３のこの動作特徴に着目し、回転動作２０の検出を少数の角速度センサを用いて精度良く行うことで、消費電力の少ない生体情報検出システムを実現できる。図１１は、被験者１３が表示部４を注視した際の実際のモーションセンサ５の検出結果例である。本結果は被験者１３が歩行している期間と表示部４を注視している期間における、角速度センサの出力結果を示しており横軸は時間、縦軸はセンサ出力レベルを表している。本結果より表示部４を注視している期間の前後において角速度センサの少なくとも１軸（下膊１４の軸）において急峻な変化が確認出来る。
【００３３】
尚、上記においては、モーションセンサ５を１つの角速度センサにて実現した場合について説明したが、複数の角速度センサにてモーションセンサ５を実現し、複数の角速度センサの検出結果から被験者１３の回転動作２０を検出し、被験者１３が表示部４を注視しているか否かを判断しても良い。
【００３４】
また、表示装置２は、下膊内面の上方、又は、下膊外面の上方に配置される表示部を有していてもよい。本発明において、「下膊内面」とは、概ね、図５に示す領域２１を指しており、概ね下膊１４の掌２４に接した面を指している。また、本発明において、「下膊外面」とは、概ね、図６に示す領域２２を指しており、概ね下膊１４の手の甲２５に接した面を指している。尚、図５及び図６においては、便宜上、手首に装着された表示装置２は記載していない。
【００３５】
次に、本発明における「下膊内面の上方」および「下膊外面の上方」について、図７、図８を用いて具体的に示す。
【００３６】
図７は、図６中の線２３における下膊１４の断面図であり、表面の平坦な面２６に掌２４と下膊１４を押し当てた状態を示している。下膊外面側には表示装置２が装着されており、表示装置２の下膊１４に接していない面には、表示部４が配置されている。図７においては、便宜上、図示していないが、表示装置２は下膊１４に対してバンド等により固定される。
【００３７】
次に、図８を用いて、本発明における「下膊内面の上方」および「下膊外面の上方」の記載の定義について説明する。図８は、図７と同様に、図６中の線２３における下膊の断面図であり、表面の平坦な面２６に掌２４と下膊１４を押し当てた状態を示している。
【００３８】
直線２７は、面２６に垂直な直線であるとともに、図８において、下膊１４の左側面に接する直線でもある。また、直線２８は、面２６に垂直な直線であるとともに、図８において、下膊１４の右側面に接する直線でもある。
【００３９】
本発明における「下膊内面の上方」とは、図８中の領域２９を指しており、直線２７と直線２８と図８における下膊１４の下面に接する斜線領域を指している。
【００４０】
本発明における「下膊外面の上方」とは、図８中の領域３０を指しており、直線２７と直線２８と図８における下膊１４の上面に接する斜線領域を指している。
【００４１】
つまり、本発明における「下膊内面」とは、図８中の領域２９に接している下膊１４の表面を指しており、更に、本発明における「下膊外面」とは、図８中の領域３０に接している下膊１４の表面を指している。
【００４２】
本発明において、「表示装置２は、下膊内面の上方、又は、下膊外面の上方に配置される表示部を有する」とは、図８における領域２９または領域３０の中に表示部４の少なくとも一部が存在することを指している。このような構成を採用することにより、被験者１３が表示部４を視認しようとする際には、必ず、図３に示した下膊１４の回転運動２０を行うため、回転運動２０の状態をモーションセンサ５で検出することにより、被験者１３が表示部４を注視しているか否かを判定することが容易となる。つまり、腕を胴体の側面に自然に垂らした状態、及び、腕を身体の前方に自然に置いた状態等においては、人の身体の構造上、下膊１４の側面（図８において、直線２７または直線２８に接した下膊１４の側面付近）が見え、下膊内面の全体又は下膊外面の全体を見ることは困難である。ゆえに、図８に示すように、表示装置２が、下膊内面の上方、又は、下膊外面の上方に配置される表示部を有している場合には、被験者１３は必ず、下膊１４に対して図３に示した回転運動２０を行い、表示部４を見え易くなる方向に向けることとなる。本発明は、人の身体の構造上の特徴に着目することで、表示部４の注視姿勢の検出精度を向上させることができ、結果、確実に低消費電力化を実現できる生体情報検出システムを実現した。
【００４３】
上記においては、下膊１４に表示装置２が装着された事例を示したが、上膊１５に表示装置２が装着される場合にも、被験者１３が腕の軸を中心とした回転運動２０を行わないと表示部４を視認できない（又は、視認しにくい）位置に表示部４が配置された表示装置２を用いてもよい。このような構成を採用することにより、上膊１５に表示装置２が装着される場合にも、モーションセンサ５により上膊１５の回転運動２０を検出することにより、容易に被験者１３の注視姿勢の検出精度を向上させることができる。結果として、確実に低消費電力化を実現できる生体情報検出システムを実現した。
【００４４】
上記の方法により被験者１３が表示部４を注視していることを検出した後、図２における第１制御部６は、第１通信部７を介してセンサ装置３に生体情報を要求する制御信号を送信する。この制御信号を第２通信部９を介して受信したセンサ装置３の第２制御部１２は、第２メモリ１１に記録されている生体情報の一部又は全部を第２通信部９を介して表示装置２へ送信する。センサ装置３から送信されたこの生体情報は、第１通信部７を介して第１メモリ８へ、一時、記録された後、表示部４へ表示される。
【００４５】
このようなシステム構成とすることにより、被験者１３が自分の生体情報を視認したいと思った時に、必要な生体情報がセンサ装置３から表示装置２へ送信されるので、従来のシステムように常時または一定期間毎にセンサ装置３と表示装置２の間の通信を行う必要がなく、大幅な低消費電力化を実現することができる。
【００４６】
尚、被験者１３が表示部４を注視する姿勢をとった後、第２メモリ１１に記録されている生体情報のすべてを送信せず、最新の生体情報のみを送信し、表示部４に最新の生体情報を表示する形態としてもよい。これによりセンサ装置３から表示装置２へ送信されるデータ量を減らす事ができ、消費電力を低減できる。また、第１メモリ８のメモリサイズを小さくでき、小型な生体情報検出システムが実現できる。更に、第１メモリ８に記録されたバイタルセンサ１０の生体情報は、一定時間経過後（または、表示部４の表示が消去された後）には消去されても良い。これにより第１メモリ８の空き容量を大きくできる。
【００４７】
また、モーションセンサ５が被験者１３の表示部４を注視する姿勢を検出した後、表示装置２は表示部４にバイタルセンサ１０により検出された生体情報、又は、モーションセンサ５により検出された生体情報を表示し、モーションセンサ５が被験者１３の表示部４を注視する姿勢以外を検出した後、表示装置２は表示部４の表示の少なくとも一部を消去する構成を採用しても良い。このような構成を採用することにより、被験者１３が表示部４を注視していない期間の大半において、表示部４の表示の少なくとも一部を消去できるため、表示部４の表示に消費される電力を大幅に低減できる。これにより生体情報検出システムの低消費電力化を測ることができる。尚、本構成における被験者１３が表示部４を注視しているか否かの判定も、これまで説明してきた手法を採用することにより、高精度化することが可能である。また、本実施の形態においては、被験者１３が表示部４を注視した際に、センサ装置３と表示装置２との間で通信のやり取りがなされる構成を説明したが、この構成とは異なり、常時、又は、一定間隔毎に、センサ装置３と表示装置２との間で通信のやり取りが行われるようなシステムにおいても、被験者１３の表示部４を注視する姿勢をしている間だけ、表示部４に生体情報を表示する構成は有効であり、消費電力の少ない生体情報検出システムを実現することが可能となる。
【００４８】
また、夜間等の暗闇の中で、被験者１３が表示部４を注視している際に、図３の回転運動２０を所定回数行うと、表示部４のバックライトが点灯する構成としても良い（回転運動２０の回数とそれに対応した制御内容を予め決めておく）。これにより、本発明にとって検知精度の高い回転運動２０を用い、簡易に表示装置２の動作を制御できる。更には、表示装置２の動作の制御だけでなく、センサ装置３の動作内容（例えばモーションセンサ５の動作内容等）や表示装置２とセンサ装置３との通信のやり取り等を、回転運動２０の回数により制御しても良い。
【００４９】
尚、被験者１３が表示部４を注視する姿勢から表示部４を注視しない姿勢へ移行したか否かは、モーションセンサ５の検出値の時間的変化の大きさ等を基に判定する。つまり、被験者１３が表示部４を注視している間は、表示装置２が装着されている被験者部位の時間的な変位は比較的緩やかであるため、人のこの特徴を利用して判定を行ってもよい。
【００５０】
モーションセンサ５を構成する角速度センサまたは加速度センサにより検出された情報は、モーションセンサ５において処理し、アナログ量からデジタル量に変換した後、第１メモリ８に記録してもよい。これによりモーションセンサ５により検出された生体情報の情報量を圧縮でき、第１メモリ８のメモリ容量を減らす事が可能となる。同様に、バイタルセンサ１０において検出された生体情報は、バイタルセンサ１０において処理し、アナログ量からデジタル量に変換した後（本実施の形態の場合には、心臓の近傍である胸部に取り付けられたバイタルセンサ１０にて検出される心電波形（アナログ量）をバイタルセンサ１０にて処理し、心拍数（デジタル量）を導出する事を指している）、第２メモリ１１へ記録してもよい。これにより、バイタルセンサ１０により検出された生体情報の情報量を圧縮でき、第２メモリ１１のメモリ容量を減らす事が可能となると共に、第２通信部９から第１通信部７へ送信される情報量を減らす事ができる。
【００５１】
尚、表示装置２は、例えば、時計の機能を有していてもよい。この場合も、上記同様に、被験者１３が表示部４を注視している間のみ時刻の表示を行い、それ以外の期間の大半は時刻の表示を消去してもよい。
【００５２】
本発明において、表示装置２は腕または手にのみ装着されるが、センサ装置３は被験者１３の体であればどこに装着されてもよい。つまり、本実施の形態においては、バイタルセンサ１０が心拍を検出するため、心臓に近接した胸部に装着したが、これに限る必要はなく、例えば腕や足や頭部等に装着されてもよい。要は、取得したい生体情報を検出しやすい部位に装着されればよい。しかし、表示装置２は腕に装着される。被験者１３が表示部４を注視することが容易なためである。なお、センサ装置３は複数個あっても問題ない。センサ装置３を被験者１３の体に複数個装着することにより、体の部位ごとに異なる細かい生体情報を検出することが可能となる。また、表示装置２は、必ずモーションセンサ５を有している。これは、被験者１３は、腕に装着された表示装置２を視認可能な領域に移動させた後、表示部４を注視するためであり、被験者１３が表示部４を注視しているか否かを判定する上で、表示装置２にモーションセンサ５を配置することが有効なためである。
【００５３】
本実施の形態では、モーションセンサ５を用いて被験者１３が表示部４を注視しているか否かを判断しているが、他の機能としてモーションセンサ５から被験者の運動消費カロリー、歩数、歩行距離などの算出に用いても良い。さらにモーションセンサ５はバイタルセンサ１０で検出された生体情報を補正するために用いても良い。これにより、被験者１３の体動によりバイタルセンサ１０の検出結果に生じるノイズの一部をキャンセルすることが可能となる。
【００５４】
また、表示装置２とセンサ装置３の間の通信は、無線であっても有線であっても問題ない。
【００５５】
尚、本実施の形態においては、バイタルセンサ１０は所定間隔で生体情報を検出する構成となっているが、これに限る必要もなく、被験者１３が表示部４を注視する姿勢をとった直後、または直後だけ、バイタルセンサ１０が生体情報を検出し、第２通信部９を介して表示装置２にこの生体情報を送信し、表示部４にこの生体情報を表示する構成としても良い。このような構成をとる事により、被験者１３が自分の生体情報を知りたいと思ったときの生体情報を取得できるシステムを実現でき、生体情報検出システムの省電力化を図ることが可能となる。この場合、バイタルセンサ１０で検出された生体情報を第１メモリ８に記録し保持する形態としてもよい。この構成を採用することにより、第２メモリ１１のメモリ容量を小さくすることができ、センサ装置３の小型化を図ることが可能となる。
【００５６】
また、モーションセンサ５が複数の角速度センサを有しており、モーションセンサ５が被験者１３の表示部４を注視する姿勢を検出した後、検出軸１８が被験者１３の腕の軸と概ね平行となるように配置されていない角速度センサでの検出を停止し、検出軸が被験者１３の腕の軸と概ね平行となるように配置されている角速度センサでのみ検出を行う構成としても良い。被験者１３が表示部４を注視している間は、表示装置２の時間的変位が少なくなるように被験者１３が意識するため、モーションセンサ５により被験者１３の生体情報を検出することが困難となる。このため、図３中の回転運動２０を検出することが困難な角速度センサの検出動作を停止させることで、生体情報検出システムの消費電力を低減できる。ここで、被験者１３が表示部４を注視している間、検出軸が被験者１３の腕の軸と概ね平行となるように配置されている角速度センサの検出動作を停止させないのは、図３の回転運動２０を用いることで、表示部４を注視しながら被験者１３が生体情報検出システムを簡易に制御できるためである。
【００５７】
尚、この場合に、被験者１３が表示部４を注視する姿勢から表示部４を注視しない姿勢に移行したことを判定するためには、検出軸が被験者１３の腕の軸と概ね平行となるように配置されている角速度センサ（被験者１３が表示部４を注視している間も検出動作を続けている角速度センサ）の検出結果の時間変化の大きさをモニタすれば可能である。
【００５８】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る本発明の生体情報検出システム３１について、図９を用いて説明する。図９は、実施の形態１において示した表示装置２にバイタルセンサ１０が配置された構成となっている。
【００５９】
そして、バイタルセンサ１０とモーションセンサ５によって検出された生体情報は第１メモリ８に蓄積される。そして、第１制御部６は、被験者１３が表示部４を注視している期間において、第１メモリ８に記録された生体情報の一部または全部を表示部４に表示するように第１メモリ８と表示部４とを制御する。このような構成とすることにより、表示部４の表示のために消費される電力を低減する事が可能となり、低消費電力の生体情報検出システムを実現する事ができる。
【００６０】
尚、第１通信部７は、センサ装置（図９においては図示せず）または外部機器（例えば、携帯電話等が該当）と信号の送受を行う際に利用される。また、被験者１３が表示部４を注視しているか否かは、実施の形態１に記載した方法で判定すると共に、実施の形態１において説明した構成・工夫を適用する事により、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明の生体情報検出システムは消費電力を少なくする事が可能となる為、人体等に装着される電池駆動の小型ヘルスケア製品や、医療機器等に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１ 生体情報検出システム
２ 表示装置
３ センサ装置
４ 表示部
５ モーションセンサ
６ 第１制御部
７ 第１通信部
８ 第１メモリ
９ 第２通信部
１０ バイタルセンサ
１１ 第２メモリ
１２ 第２制御部
１３ 被験者
１４ 下膊
１５ 上膊
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の生体情報を検出する生体情報検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の被験者の生体情報を検出するための生体情報検出システムについて、図１３、図１４に示す。図１３に示した生体情報検出システムは、被験者の運動中の心拍数をモニタリングするものである。
【０００３】
図１３に示した従来の生体情報検出システムは、被験者１０２の心拍を検出するために被験者１０２の胸部上に配置されたセンサ装置１００と、被験者１０２の手首に装着されると共に、センサ装置１００にて検出された被験者１０２の心拍情報を表示する表示装置１０１とを有している。
【０００４】
図１３に示した生体情報検出システムの具体的な動作について、図１４のブロック図を用いて説明する。図１４において、表示装置１０１は、センサ装置１００から送信された心拍情報を受信する第１通信部１０３と、受信した心拍情報を被験者へ表示する表示部１０４と、第１通信部１０３の動作内容と表示部１０４の動作内容とを制御する第１制御部１０５とを有している。また、センサ装置１００は、被験者１０２の心拍情報を検出するバイタルセンサ１０６と、検出された心拍情報を第１通信部１０３へ送信する第２通信部１０７と、バイタルセンサ１０６において検出された心拍情報を処理すると共に、バイタルセンサ１０６の動作内容と第２通信部１０７の動作内容とを制御する第２制御部１０８とを有している。
【０００５】
ここで、第２通信部１０７は第１通信部１０３へ常時または一定間隔で心拍情報を送信するように第２制御部１０８により制御されており、また、表示部１０４は、常時、心拍情報を表示するように第１制御部１０５により制御されている。
【０００６】
尚、センサ装置１００と表示装置１０１とは、共に、電池にて駆動されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１６８６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来の生体情報検出システムにおいては、第２通信部１０７が第１通信部１０３へ常時または一定間隔で心拍情報を送信しており、更に、表示部１０４は、常時、心拍情報を表示しているため、センサ装置１００及び表示装置１０１共に消費電力が大きく、頻繁に電池交換を行う必要があった。
【０００９】
そこで、本発明の生体情報検出システムは、電力消費量を低減し、電池交換等の煩わしさを軽減する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の生体情報検出システムは、被験者の腕に装着される表示装置と、被験者の体に近接して配置されるセンサ装置とを備え、表示装置は表示部とモーションセンサと第１通信部とを有していると共に、センサ装置はバイタルセンサと第２通信部とを有し、モーションセンサが被験者の表示部を注視する姿勢を検出した後、第１通信部は第２通信部に対して制御信号を送信し、制御信号を第２通信部により受信したセンサ装置は、バイタルセンサで検出された生体情報を第２通信部により第１通信部へ送信する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の生体情報検出システムは、被験者が自分の生体情報を確認するために、被験者の腕に装着された表示部を注視した時に、センサ装置から表示装置に生体情報が送信される。つまり、生体情報が必要なタイミングにおいて、センサ装置から表示装置に生体情報が送信されるため、常時、または、一定間隔で生体情報を送信し続け、受信し続ける必要がない。このため、センサ装置及び表示装置の消費電力を低減する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る生体情報検出システムを装着した様子を示す図
【図２】本発明に係る生体情報検出システムのブロック図
【図３】被験者の腕の概略図
【図４】角速度センサの検出軸を表わす概念図
【図５】被験者の腕の外観図
【図６】被験者の腕の外観図
【図７】被験者の下膊の断面図
【図８】被験者の下膊の断面図
【図９】本発明に係る生体情報検出システムのブロック図
【図１０】表示部を注視した際の実際のモーションセンサの検出結果例を示す図
【図１１】表示部を注視した際の実際のモーションセンサの検出結果例を示す図
【図１２】モーションセンサの検出結果例を示す図
【図１３】従来の生体情報検出システムを装着した様子を示す図
【図１４】従来の生体情報検出システムのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る本発明の生体情報検出システム１について、図１〜８を用いて説明する。
【００１４】
図１に示した生体情報検出システム１は、被験者１３の心拍を検出するために被験者１３の胸部上に配置されたセンサ装置３と、被験者１３の手首に装着されると共に、センサ装置３にて検出された被験者１３の心拍情報を表示する表示装置２とを有している。
【００１５】
図１に示した生体情報検出システム１の具体的な動作について、図２のブロック図を用いて説明する。図２において、生体情報検出システム１は、被験者１３の手首に装着された表示装置２と、被験者１３の胸部に装着されたセンサ装置３からなる。そして、表示装置２は、センサ装置３から送信された心拍情報を受信する第１通信部７と、被験者１３の動作を検出するモーションセンサ５と、モーションセンサ５により検出された被験者１３の動作に関する生体情報と、センサ装置３から受信した生体情報（本実施の形態の場合、心拍情報）とが記録される第１メモリ８とを有している。更に、表示装置２は、モーションセンサ５により検出された被験者１３の動作に関する生体情報と、センサ装置３から受信した生体情報とを被験者１３へ表示して知らせる表示部４と、第１通信部７と表示部４とモーションセンサ５と第１メモリ８のそれぞれの動作内容を制御する第１制御部６とを有している。
【００１６】
また、センサ装置３は、被験者１３の心拍情報を検出するバイタルセンサ１０と、バイタルセンサ１０において検出された心拍情報が記録される第２メモリ１１と、第２メモリ１１に記録されている生体情報を第１通信部７へ送信する第２通信部９と、バイタルセンサ１０と第２通信部９と第２メモリ１１のそれぞれの動作内容を制御する第２制御部１２とを有している。なお、本実施の形態では生体情報を心拍情報としているが、生体情報とは身体の状態を数値という客観的な指標で示した情報を意味しており、例えば体温、脈拍、血圧、呼吸などの情報でも構わない。また、センサ装置３は、常時、被験者１３の身体に装着されている必要はなく、例えば、エアロバイクのペダル上にセンサ装置３を配置し、被験者１３がペダル上に足を置いて使用するような形態でも良い。
【００１７】
本発明の生体情報検出システム１の特長の１つは、バイタルセンサ１０において検出された生体情報が、常時または一定間隔でセンサ装置３から表示装置２へ送信されない点である。つまり、被験者１３がバイタルセンサ１０で検出された生体情報を確認するために、被験者１３の手首に装着された表示装置２の表示部４を注視した時に、センサ装置３から表示装置２へ生体情報が送信される。要するに、生体情報が必要なタイミングにおいて、センサ装置３から表示装置２に生体情報が送信されるため、常時、または、一定間隔でセンサ装置３が生体情報を送信し続け、表示装置２が生体情報を受信し続ける必要がない。このため、センサ装置３及び表示装置２の消費電力を低減する事が可能となる。
【００１８】
尚、モーションセンサ５において検出された生体情報およびバイタルセンサ１０で検出されて第２通信部９を介して送信された生体情報は第１メモリ８に記録され、例えば数日間の生体情報が第１メモリ８に記録された後、外部機器（例えば、携帯電話等）に無線又は有線にて出力される。この際、第１通信部７を介して、外部機器に生体情報を出力しても良い。同様に、バイタルセンサ１０において検出された生体情報は第２メモリ１１に記録され、例えば数日間の生体情報が第２メモリ１１に記録された後、外部機器（例えば、携帯電話等）に無線又は有線にて出力される。この際、第２通信部９を介して、外部機器に生体情報を出力しても良い。
【００１９】
更に、第１メモリ８又は第２メモリ１１に記録された生体情報のデータ量が所定量を超えた場合には、表示部４を介して被験者１３にその旨を伝え、第１メモリ８又は第２メモリ１１に記録された生体情報を外部機器に出力するように促しても良いし、自動的に第１メモリ８又は第２メモリ１１に記録された生体情報を外部機器に出力する構成としても良いし、さらに自動的に第１メモリ８又は第２メモリに記録された生体情報を自動的に古いデータから削除しても良い。
【００２０】
更にモーションセンサ５において検出される被験者１３の動きが所定期間以上、検出されない場合にはバイタルセンサ１０で検出される生体情報を第２通信部９で送信せずに強制的に第２メモリ１１に記録し続ける構成としても良い。本構成により例えば被験者１３が睡眠時の場合には、表示装置２を被験者１３が確認することがなくなるため、無駄な消費電力を削減することが出来る。
【００２１】
被験者１３が被験者１３の手首に装着された表示装置２の表示部４を注視しているか否かを判定する方法としては、モーションセンサ５の検出結果を用いる方法が考えられる。
【００２２】
複数の加速度センサ、または、複数の角速度センサ、または、少なくとも１つの加速度センサと少なくとも１つの角速度センサによりモーションセンサ５を実現し、これらの複数のセンサの検出結果を基にして判定を行う。具体的には、予め、複数の被験者に表示装置２を装着（例えば、各被験者の手首に）してもらい、各被験者に表示装置２の表示部４を注視する動作をしてもらい、その一連動作（被験者が表示部４を注視する動作を開始する前から、表示部４を注視する動作へ移行し、実際に表示部４を注視する動作を行い、それを一定期間継続するといった一連動作）の間の上記複数センサの出力値を記録する。そして、これら統計データから、被験者が表示部４を注視する動作を行う際に現れるモーションセンサ５の検出結果の一般的特徴を抽出する。そして、この抽出されたモーションセンサ５の検出結果の一般的特徴をリファレンスとし、判定基準を策定しておく。
【００２３】
判定基準としては、複数のセンサ出力値に対し所定の閾値を設け、この閾値を基準に判定しても良いし、複数のセンサ出力値の時間的変化量に対して所定の閾値を設け、この閾値を基準に判定しても良いし、更に、それら２つの閾値を併用して判定を行っても良い。
【００２４】
具体的には、被験者１３が表示部４を注視している期間においては、被験者１３は、表示装置２の位置を表示部４が視認できる領域に維持しようと心掛ける。このため、表示装置２が備えるモーションセンサ５の検出結果は、被験者１３が表示部４を注視している期間において、大きな時間的変化を生じないことが予想される。故に、被験者１３が表示部４を注視している期間と、それ以外の期間では、モーションセンサ５の検出結果が大きく異なった特徴を有してくる。図１０は、被験者１３が表示部４を注視した際の実際のモーションセンサ５の検出結果例である。本結果は、被験者１３が歩行している期間と表示部４を注視している期間とにおける加速度センサの出力結果を示しており、横軸は時間、縦軸は加速度センサの出力レベルを表している。本結果より表示部４を注視している期間においては加速度センサの時間的変化が少なく、歩行している期間に比べて特徴のある加速度センサ検出結果が得られることが分かる。本発明は、被験者１３のこの動作的特徴に気付き、それを利用する事で、低消費電力化が可能な新規な生体情報検出システム１を実現した。
【００２５】
尚、表示装置２が被験者１３のどちらの腕に装着されているかに応じて、判定基準として用いる所定の閾値が切替えられる構成としてもよい。具体的には、モーションセンサ５が少なくとも１つの加速度センサを有しており、この加速度センサの検出結果から表示装置２が被験者１３のどちらの腕に装着されているかを判定し、この判定結果に基づいて、モーションセンサ５が被験者１３の表示部４を注視する姿勢を検出する際に用いられる閾値を切替える構成である。このような構成を採用することにより、判定基準の精度を向上させることが可能となり、被験者１３の注視姿勢の検出精度を更に向上させることができる。
【００２６】
尚、モーションセンサ５を構成する加速度センサにより、表示装置２がどちらの腕に装着されているかを判定する方法の一例を、以下、示す。
【００２７】
被験者１３は、表示部４の画面の上下方向を考慮して腕に表示装置２を装着する。このため、被験者１３が立った姿勢で両腕を下方に垂らした状態においては、表示装置２を左腕に装着した場合と、右腕に装着した場合とで、下方を向いている表示装置２の面が異なってくる。故に、下方を向いている表示装置２の面を加速度センサにより検出することで、どちらの腕に表示装置２が装着されているかを判定できる。尚、被験者１３が両腕を上方に上げた状態も考えられるが、統計的には両腕を下方に垂らした状態でいる時間が最も長いため、一定期間における加速度センサの検出結果を分析することで、どちらの腕に表示装置２が装着されているかを判定してもよい。図１２（ａ）は被験者１３が表示装置２を左腕に装着した場合であり、図１２（ｂ）は被験者１３が表示装置２を右腕に装着した場合の実際のモーションセンサ５の検出結果例である。本結果から、左腕に装着した場合と右腕に装着した場合とで加速度センサの少なくとも１軸の検出結果の極性が大きく変化するため、どちらの腕に表示装置２が装着されているか判定することが出来る。
【００２８】
上記の事例では、複数の被験者から得られたモーションセンサ５の検出結果を統計処理することで判定基準を決定したが、これに限る必要はなく、生体情報検出システム１を装着して使用する被験者１３が、使用前に、表示部４を注視する一連動作を行い、この際に出力されたモーションセンサ５の出力結果を基に、被験者１３が表示部４を注視する姿勢をしているか否かを判定する基準を決定しても良い。これにより、各被験者が持っている独特の動作特徴をも踏まえた判定基準を得る事ができる。
【００２９】
更には、例えば、モーションセンサ５を１つの角速度センサにより実現し、この角速度センサの検出軸が、表示装置２を装着している被験者の下膊の軸と概ね平行となるように、表示装置２に角速度センサが配置されても良い。ここで、「被験者１３の下膊の軸」と「角速度センサの検出軸」とについて、図３及び図４を用いて説明する。
【００３０】
図３において、被験者１３の腕は、手首から肘までの下膊１４（手首も含む）と、肩から肘までの上膊１５とで構成されている。ここで「被験者１３の下膊１４の軸」とは、下膊内部の骨１６と概ね平行な軸を指している。本発明において、「腕の軸」とは、表示装置２が下膊１４に装着されている場合には、下膊内部の骨１６と概ね平行な軸を指しており、また、表示装置２が上膊１５に装着されている場合には、上膊内部の骨１７に概ね平行な軸を指している。
【００３１】
図４において、「角速度センサの検出軸」とは、角速度センサが検出する回転運動の円１９の中心点を通り、円１９の存在する面に対して垂直な軸１８を指している。
【００３２】
つまり、図４の角速度センサの検出軸１８が、図３の下膊１４の軸（下膊内部の骨１６と概ね平行な軸）と概ね平行となるように、被験者１３の手首に装着される表示装置２（図３中では便宜上表記せず）にモーションセンサ５（図３中では便宜上表記せず）を配置する。このような構成を採用することにより、被験者１３が下膊１４の軸（下膊内部の骨１６と概ね平行な軸）を中心とした回転動作２０をしたときの角速度センサの検出値を大きくする事が可能となる。被験者１３が手首に装着された表示装置２の表示部４を視認しようとする際、被験者１３は図３に示した下膊１４の軸を中心とした回転動作２０を行う可能性が極めて高い。本発明は、被験者１３のこの動作特徴に着目し、回転動作２０の検出を少数の角速度センサを用いて精度良く行うことで、消費電力の少ない生体情報検出システムを実現できる。図１１は、被験者１３が表示部４を注視した際の実際のモーションセンサ５の検出結果例である。本結果は被験者１３が歩行している期間と表示部４を注視している期間における、角速度センサの出力結果を示しており横軸は時間、縦軸はセンサ出力レベルを表している。本結果より表示部４を注視している期間の前後において角速度センサの少なくとも１軸（下膊１４の軸）において急峻な変化が確認出来る。
【００３３】
尚、上記においては、モーションセンサ５を１つの角速度センサにて実現した場合について説明したが、複数の角速度センサにてモーションセンサ５を実現し、複数の角速度センサの検出結果から被験者１３の回転動作２０を検出し、被験者１３が表示部４を注視しているか否かを判断しても良い。
【００３４】
また、表示装置２は、下膊内面の上方、又は、下膊外面の上方に配置される表示部を有していてもよい。本発明において、「下膊内面」とは、概ね、図５に示す領域２１を指しており、概ね下膊１４の掌２４に接した面を指している。また、本発明において、「下膊外面」とは、概ね、図６に示す領域２２を指しており、概ね下膊１４の手の甲２５に接した面を指している。尚、図５及び図６においては、便宜上、手首に装着された表示装置２は記載していない。
【００３５】
次に、本発明における「下膊内面の上方」および「下膊外面の上方」について、図７、図８を用いて具体的に示す。
【００３６】
図７は、図６中の線２３における下膊１４の断面図であり、表面の平坦な面２６に掌２４と下膊１４を押し当てた状態を示している。下膊外面側には表示装置２が装着されており、表示装置２の下膊１４に接していない面には、表示部４が配置されている。図７においては、便宜上、図示していないが、表示装置２は下膊１４に対してバンド等により固定される。
【００３７】
次に、図８を用いて、本発明における「下膊内面の上方」および「下膊外面の上方」の記載の定義について説明する。図８は、図７と同様に、図６中の線２３における下膊の断面図であり、表面の平坦な面２６に掌２４と下膊１４を押し当てた状態を示している。
【００３８】
直線２７は、面２６に垂直な直線であるとともに、図８において、下膊１４の左側面に接する直線でもある。また、直線２８は、面２６に垂直な直線であるとともに、図８において、下膊１４の右側面に接する直線でもある。
【００３９】
本発明における「下膊内面の上方」とは、図８中の領域２９を指しており、直線２７と直線２８と図８における下膊１４の下面に接する斜線領域を指している。
【００４０】
本発明における「下膊外面の上方」とは、図８中の領域３０を指しており、直線２７と直線２８と図８における下膊１４の上面に接する斜線領域を指している。
【００４１】
つまり、本発明における「下膊内面」とは、図８中の領域２９に接している下膊１４の表面を指しており、更に、本発明における「下膊外面」とは、図８中の領域３０に接している下膊１４の表面を指している。
【００４２】
本発明において、「表示装置２は、下膊内面の上方、又は、下膊外面の上方に配置される表示部を有する」とは、図８における領域２９または領域３０の中に表示部４の少なくとも一部が存在することを指している。このような構成を採用することにより、被験者１３が表示部４を視認しようとする際には、必ず、図３に示した下膊１４の回転運動２０を行うため、回転運動２０の状態をモーションセンサ５で検出することにより、被験者１３が表示部４を注視しているか否かを判定することが容易となる。つまり、腕を胴体の側面に自然に垂らした状態、及び、腕を身体の前方に自然に置いた状態等においては、人の身体の構造上、下膊１４の側面（図８において、直線２７または直線２８に接した下膊１４の側面付近）が見え、下膊内面の全体又は下膊外面の全体を見ることは困難である。ゆえに、図８に示すように、表示装置２が、下膊内面の上方、又は、下膊外面の上方に配置される表示部を有している場合には、被験者１３は必ず、下膊１４に対して図３に示した回転運動２０を行い、表示部４を見え易くなる方向に向けることとなる。本発明は、人の身体の構造上の特徴に着目することで、表示部４の注視姿勢の検出精度を向上させることができ、結果、確実に低消費電力化を実現できる生体情報検出システムを実現した。
【００４３】
上記においては、下膊１４に表示装置２が装着された事例を示したが、上膊１５に表示装置２が装着される場合にも、被験者１３が腕の軸を中心とした回転運動２０を行わないと表示部４を視認できない（又は、視認しにくい）位置に表示部４が配置された表示装置２を用いてもよい。このような構成を採用することにより、上膊１５に表示装置２が装着される場合にも、モーションセンサ５により上膊１５の回転運動２０を検出することにより、容易に被験者１３の注視姿勢の検出精度を向上させることができる。結果として、確実に低消費電力化を実現できる生体情報検出システムを実現した。
【００４４】
上記の方法により被験者１３が表示部４を注視していることを検出した後、図２における第１制御部６は、第１通信部７を介してセンサ装置３に生体情報を要求する制御信号を送信する。この制御信号を第２通信部９を介して受信したセンサ装置３の第２制御部１２は、第２メモリ１１に記録されている生体情報の一部又は全部を第２通信部９を介して表示装置２へ送信する。センサ装置３から送信されたこの生体情報は、第１通信部７を介して第１メモリ８へ、一時、記録された後、表示部４へ表示される。
【００４５】
このようなシステム構成とすることにより、被験者１３が自分の生体情報を視認したいと思った時に、必要な生体情報がセンサ装置３から表示装置２へ送信されるので、従来のシステムように常時または一定期間毎にセンサ装置３と表示装置２の間の通信を行う必要がなく、大幅な低消費電力化を実現することができる。
【００４６】
尚、被験者１３が表示部４を注視する姿勢をとった後、第２メモリ１１に記録されている生体情報のすべてを送信せず、最新の生体情報のみを送信し、表示部４に最新の生体情報を表示する形態としてもよい。これによりセンサ装置３から表示装置２へ送信されるデータ量を減らす事ができ、消費電力を低減できる。また、第１メモリ８のメモリサイズを小さくでき、小型な生体情報検出システムが実現できる。更に、第１メモリ８に記録されたバイタルセンサ１０の生体情報は、一定時間経過後（または、表示部４の表示が消去された後）には消去されても良い。これにより第１メモリ８の空き容量を大きくできる。
【００４７】
また、モーションセンサ５が被験者１３の表示部４を注視する姿勢を検出した後、表示装置２は表示部４にバイタルセンサ１０により検出された生体情報、又は、モーションセンサ５により検出された生体情報を表示し、モーションセンサ５が被験者１３の表示部４を注視する姿勢以外を検出した後、表示装置２は表示部４の表示の少なくとも一部を消去する構成を採用しても良い。このような構成を採用することにより、被験者１３が表示部４を注視していない期間の大半において、表示部４の表示の少なくとも一部を消去できるため、表示部４の表示に消費される電力を大幅に低減できる。これにより生体情報検出システムの低消費電力化を測ることができる。尚、本構成における被験者１３が表示部４を注視しているか否かの判定も、これまで説明してきた手法を採用することにより、高精度化することが可能である。また、本実施の形態においては、被験者１３が表示部４を注視した際に、センサ装置３と表示装置２との間で通信のやり取りがなされる構成を説明したが、この構成とは異なり、常時、又は、一定間隔毎に、センサ装置３と表示装置２との間で通信のやり取りが行われるようなシステムにおいても、被験者１３の表示部４を注視する姿勢をしている間だけ、表示部４に生体情報を表示する構成は有効であり、消費電力の少ない生体情報検出システムを実現することが可能となる。
【００４８】
また、夜間等の暗闇の中で、被験者１３が表示部４を注視している際に、図３の回転運動２０を所定回数行うと、表示部４のバックライトが点灯する構成としても良い（回転運動２０の回数とそれに対応した制御内容を予め決めておく）。これにより、本発明にとって検知精度の高い回転運動２０を用い、簡易に表示装置２の動作を制御できる。更には、表示装置２の動作の制御だけでなく、センサ装置３の動作内容（例えばモーションセンサ５の動作内容等）や表示装置２とセンサ装置３との通信のやり取り等を、回転運動２０の回数により制御しても良い。
【００４９】
尚、被験者１３が表示部４を注視する姿勢から表示部４を注視しない姿勢へ移行したか否かは、モーションセンサ５の検出値の時間的変化の大きさ等を基に判定する。つまり、被験者１３が表示部４を注視している間は、表示装置２が装着されている被験者部位の時間的な変位は比較的緩やかであるため、人のこの特徴を利用して判定を行ってもよい。
【００５０】
モーションセンサ５を構成する角速度センサまたは加速度センサにより検出された情報は、モーションセンサ５において処理し、アナログ量からデジタル量に変換した後、第１メモリ８に記録してもよい。これによりモーションセンサ５により検出された生体情報の情報量を圧縮でき、第１メモリ８のメモリ容量を減らす事が可能となる。同様に、バイタルセンサ１０において検出された生体情報は、バイタルセンサ１０において処理し、アナログ量からデジタル量に変換した後（本実施の形態の場合には、心臓の近傍である胸部に取り付けられたバイタルセンサ１０にて検出される心電波形（アナログ量）をバイタルセンサ１０にて処理し、心拍数（デジタル量）を導出する事を指している）、第２メモリ１１へ記録してもよい。これにより、バイタルセンサ１０により検出された生体情報の情報量を圧縮でき、第２メモリ１１のメモリ容量を減らす事が可能となると共に、第２通信部９から第１通信部７へ送信される情報量を減らす事ができる。
【００５１】
尚、表示装置２は、例えば、時計の機能を有していてもよい。この場合も、上記同様に、被験者１３が表示部４を注視している間のみ時刻の表示を行い、それ以外の期間の大半は時刻の表示を消去してもよい。
【００５２】
本発明において、表示装置２は腕または手にのみ装着されるが、センサ装置３は被験者１３の体であればどこに装着されてもよい。つまり、本実施の形態においては、バイタルセンサ１０が心拍を検出するため、心臓に近接した胸部に装着したが、これに限る必要はなく、例えば腕や足や頭部等に装着されてもよい。要は、取得したい生体情報を検出しやすい部位に装着されればよい。しかし、表示装置２は腕に装着される。被験者１３が表示部４を注視することが容易なためである。なお、センサ装置３は複数個あっても問題ない。センサ装置３を被験者１３の体に複数個装着することにより、体の部位ごとに異なる細かい生体情報を検出することが可能となる。また、表示装置２は、必ずモーションセンサ５を有している。これは、被験者１３は、腕に装着された表示装置２を視認可能な領域に移動させた後、表示部４を注視するためであり、被験者１３が表示部４を注視しているか否かを判定する上で、表示装置２にモーションセンサ５を配置することが有効なためである。
【００５３】
本実施の形態では、モーションセンサ５を用いて被験者１３が表示部４を注視しているか否かを判断しているが、他の機能としてモーションセンサ５から被験者の運動消費カロリー、歩数、歩行距離などの算出に用いても良い。さらにモーションセンサ５はバイタルセンサ１０で検出された生体情報を補正するために用いても良い。これにより、被験者１３の体動によりバイタルセンサ１０の検出結果に生じるノイズの一部をキャンセルすることが可能となる。
【００５４】
また、表示装置２とセンサ装置３の間の通信は、無線であっても有線であっても問題ない。
【００５５】
尚、本実施の形態においては、バイタルセンサ１０は所定間隔で生体情報を検出する構成となっているが、これに限る必要もなく、被験者１３が表示部４を注視する姿勢をとった直後、または直後だけ、バイタルセンサ１０が生体情報を検出し、第２通信部９を介して表示装置２にこの生体情報を送信し、表示部４にこの生体情報を表示する構成としても良い。このような構成をとる事により、被験者１３が自分の生体情報を知りたいと思ったときの生体情報を取得できるシステムを実現でき、生体情報検出システムの省電力化を図ることが可能となる。この場合、バイタルセンサ１０で検出された生体情報を第１メモリ８に記録し保持する形態としてもよい。この構成を採用することにより、第２メモリ１１のメモリ容量を小さくすることができ、センサ装置３の小型化を図ることが可能となる。
【００５６】
また、モーションセンサ５が複数の角速度センサを有しており、モーションセンサ５が被験者１３の表示部４を注視する姿勢を検出した後、検出軸１８が被験者１３の腕の軸と概ね平行となるように配置されていない角速度センサでの検出を停止し、検出軸が被験者１３の腕の軸と概ね平行となるように配置されている角速度センサでのみ検出を行う構成としても良い。被験者１３が表示部４を注視している間は、表示装置２の時間的変位が少なくなるように被験者１３が意識するため、モーションセンサ５により被験者１３の生体情報を検出することが困難となる。このため、図３中の回転運動２０を検出することが困難な角速度センサの検出動作を停止させることで、生体情報検出システムの消費電力を低減できる。ここで、被験者１３が表示部４を注視している間、検出軸が被験者１３の腕の軸と概ね平行となるように配置されている角速度センサの検出動作を停止させないのは、図３の回転運動２０を用いることで、表示部４を注視しながら被験者１３が生体情報検出システムを簡易に制御できるためである。
【００５７】
尚、この場合に、被験者１３が表示部４を注視する姿勢から表示部４を注視しない姿勢に移行したことを判定するためには、検出軸が被験者１３の腕の軸と概ね平行となるように配置されている角速度センサ（被験者１３が表示部４を注視している間も検出動作を続けている角速度センサ）の検出結果の時間変化の大きさをモニタすれば可能である。
【００５８】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る本発明の生体情報検出システム３１について、図９を用いて説明する。図９は、実施の形態１において示した表示装置２にバイタルセンサ１０が配置された構成となっている。
【００５９】
そして、バイタルセンサ１０とモーションセンサ５によって検出された生体情報は第１メモリ８に蓄積される。そして、第１制御部６は、被験者１３が表示部４を注視している期間において、第１メモリ８に記録された生体情報の一部または全部を表示部４に表示するように第１メモリ８と表示部４とを制御する。このような構成とすることにより、表示部４の表示のために消費される電力を低減する事が可能となり、低消費電力の生体情報検出システムを実現する事ができる。
【００６０】
尚、第１通信部７は、センサ装置（図９においては図示せず）または外部機器（例えば、携帯電話等が該当）と信号の送受を行う際に利用される。また、被験者１３が表示部４を注視しているか否かは、実施の形態１に記載した方法で判定すると共に、実施の形態１において説明した構成・工夫を適用する事により、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明の生体情報検出システムは消費電力を少なくする事が可能となる為、人体等に装着される電池駆動の小型ヘルスケア製品や、医療機器等に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１ 生体情報検出システム
２ 表示装置
３ センサ装置
４ 表示部
５ モーションセンサ
６ 第１制御部
７ 第１通信部
８ 第１メモリ
９ 第２通信部
１０ バイタルセンサ
１１ 第２メモリ
１２ 第２制御部
１３ 被験者
１４ 下膊
１５ 上膊
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の腕に装着される表示装置と、
前記被験者の体に近接して配置されるセンサ装置とを備え、
前記表示装置は表示部とモーションセンサと第１通信部とを有していると共に、
前記センサ装置はバイタルセンサと第２通信部とを有し、
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出した後、
前記第１通信部は前記第２通信部に対して制御信号を送信し、
前記制御信号を前記第２通信部により受信した前記センサ装置は、前記バイタルセンサで検出された生体情報を前記第２通信部により前記第１通信部へ送信する
生体情報検出システム。
【請求項２】
被験者の腕に装着される表示装置と、
前記被験者の体に近接して配置されるバイタルセンサとを備え、
前記表示装置は表示部とモーションセンサとを有し、
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出した後、
前記表示装置は前記表示部に前記バイタルセンサ又は前記モーションセンサにより検出された生体情報を表示し、
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢以外を検出した後、
前記表示装置は前記表示部の表示の少なくとも一部を消去する
生体情報検出システム。
【請求項３】
前記モーションセンサは加速度センサを有している請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項４】
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出した後、
前記バイタルセンサは前記被験者の生体情報を検出する請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項５】
前記表示装置は、下膊内面の上方、又は、下膊外面の上方に配置される前記表示部を有し、
前記モーションセンサは、前記表示装置が装着される前記被験者の下膊の軸を中心とした前記被験者の回転動作を検出することにより前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出する請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項６】
前記加速度センサの検出結果から前記表示装置が前記被験者のどちらの腕に装着されているかを判定し、この判定結果に基づいて、前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出する際に用いられる閾値を切替える請求項３に記載の生体情報検出システム。
【請求項７】
前記モーションセンサは少なくとも１つの角速度センサを有しており、
前記角速度センサの検出軸は前記被験者の腕の軸と概ね平行となるように配置されている請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項８】
前記モーションセンサは複数の角速度センサを有しており、
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出した後、
検出軸が前記被験者の腕の軸と概ね平行となるように配置されていない前記角速度センサでの検出を停止し、
検出軸が前記被験者の腕の軸と概ね平行となるように配置されている前記角速度センサでのみ検出を行う請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項１】
被験者の腕に装着される表示装置と、
前記被験者の体に近接して配置されるセンサ装置とを備え、
前記表示装置は表示部とモーションセンサと第１通信部とを有していると共に、
前記センサ装置はバイタルセンサと第２通信部とを有し、
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出した後、
前記第１通信部は前記第２通信部に対して制御信号を送信し、
前記制御信号を前記第２通信部により受信した前記センサ装置は、前記バイタルセンサで検出された生体情報を前記第２通信部により前記第１通信部へ送信する
生体情報検出システム。
【請求項２】
被験者の腕に装着される表示装置と、
前記被験者の体に近接して配置されるバイタルセンサとを備え、
前記表示装置は表示部とモーションセンサとを有し、
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出した後、
前記表示装置は前記表示部に前記バイタルセンサ又は前記モーションセンサにより検出された生体情報を表示し、
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢以外を検出した後、
前記表示装置は前記表示部の表示の少なくとも一部を消去する
生体情報検出システム。
【請求項３】
前記モーションセンサは加速度センサを有している請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項４】
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出した後、
前記バイタルセンサは前記被験者の生体情報を検出する請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項５】
前記表示装置は、下膊内面の上方、又は、下膊外面の上方に配置される前記表示部を有し、
前記モーションセンサは、前記表示装置が装着される前記被験者の下膊の軸を中心とした前記被験者の回転動作を検出することにより前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出する請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項６】
前記加速度センサの検出結果から前記表示装置が前記被験者のどちらの腕に装着されているかを判定し、この判定結果に基づいて、前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出する際に用いられる閾値を切替える請求項３に記載の生体情報検出システム。
【請求項７】
前記モーションセンサは少なくとも１つの角速度センサを有しており、
前記角速度センサの検出軸は前記被験者の腕の軸と概ね平行となるように配置されている請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【請求項８】
前記モーションセンサは複数の角速度センサを有しており、
前記モーションセンサが前記被験者の前記表示部を注視する姿勢を検出した後、
検出軸が前記被験者の腕の軸と概ね平行となるように配置されていない前記角速度センサでの検出を停止し、
検出軸が前記被験者の腕の軸と概ね平行となるように配置されている前記角速度センサでのみ検出を行う請求項１または請求項２に記載の生体情報検出システム。
【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】
【公開番号】特開２０１１−１５６３２０（Ｐ２０１１−１５６３２０Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２９５１（Ｐ２０１０−２２９５１）
【出願日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【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２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【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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