生体装着型データ通信装置
【課題】生体装着型データ通信装置の消費電力を抑え、電源の消耗を抑える。
【解決手段】生体装着型データ通信装置１００は、生体を媒介として外部装置との間で通信を行う通信部１２と、通信部１２を介して外部装置との間でデータを送受信するデータ処理部１３と、データ通信装置１００が生体に装着されているか否かを判別する、心拍センサ等の装着検出部１４と、電源部１５と、を備える。電源部１５は、装着検出部１４が生体に装着されていることを検出した場合には、通信部１２とデータ処理部１３に動作電力を供給し、生体に装着されてないことを検出した場合には、これらへの電力の供給を停止又は抑制する。
【解決手段】生体装着型データ通信装置１００は、生体を媒介として外部装置との間で通信を行う通信部１２と、通信部１２を介して外部装置との間でデータを送受信するデータ処理部１３と、データ通信装置１００が生体に装着されているか否かを判別する、心拍センサ等の装着検出部１４と、電源部１５と、を備える。電源部１５は、装着検出部１４が生体に装着されていることを検出した場合には、通信部１２とデータ処理部１３に動作電力を供給し、生体に装着されてないことを検出した場合には、これらへの電力の供給を停止又は抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体に装着され、生体を伝達媒体として外部装置と通信を行う生体装着型データ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信装置間で、人体等の生体を伝達媒体としてデータ通信を行う生体装着型データ通信装置が知られている。例えば、特許文献１は、ユーザがトイレを使用した際に、ユーザの体を介して信号を送信する生体装着型データ通信装置を開示する。
【０００３】
従来の生体装着型データ通信装置は、生体に装着されるという特性上、動作電源としてバッテリを備え、バッテリから供給される電気エネルギーを用いて、データを収集及び加工し、データ通信を行っている。
【０００４】
係る生体装着型データ通信装置でバッテリが消耗すると、装置が停止してしまい、データオン欠損が生じ、バッテリの交換が必要となる。このため、バッテリの寿命が長く、交換は最低限であることが望ましい。バッテリの使用期限を長くするため、バッテリの容量を大きくすることも可能であるが、バッテリのサイズ・重量が大型化し、生体装着型データ通信装置自体も大きくなってしまい、生体に装着されるという特性上、望ましくない。
【０００５】
このため、バッテリの容量を抑えつつ、バッテリの寿命を長くする技術が望まれている。
【０００６】
一方、省エネルギーのために、使用環境を判別し、使用環境に応じて不必要な電力の供給を停止する技術も提案されている。例えば、特許文献２には、使用者が居眠り状態にあることを検出し、居眠り状態にあるときに、不必要な電源を自動的に切るようにした居眠り検知装置が開示されている。
【０００７】
しかし、この居眠り検知装置は、外部装置をオン・オフするにすぎず、バッテリで動作している自身の消費電力を抑えるための技術を何ら開示していない。このため、この技術を生体装着型のデータ通信装置の省電力化のために使用することは困難であり、実効性がない。
【特許文献１】特開２００２−２５９５６９号公報
【特許文献２】特開平４−９１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、生体装着型データ通信装置のバッテリの長寿命化を目的とする。
また、本発明は、生体装着型データ通信装置を省電力化することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためこの発明の生体装着型データ通信装置は、
生体に装着され、生体を伝達媒体として外部装置と通信を行う生体装着型データ通信装置であって、
生体を媒介として通信を行う通信部と、
前記通信部を介して外部装置との間でデータ通信を行うデータ処理部と、
このデータ通信装置が生体に装着されているか否かを判別する装着判別手段と、
電源部と、
を備え、
前記電源部は、
前記装着判別手段が生体に装着されていることを検出した場合には、前記通信部、前記データ処理部、及び前記装着判別手段に動作電力を供給し、
前記装着判別手段が生体に装着されてないことを検出した場合には、少なくとも前記通信部への電力の供給を停止又は抑制する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、生体装着型データ通信装置が生体に装着されてないことを検出した場合には、前記通信部への電力の供給を停止又は抑制する。従って、電力の消費を抑え、電池の長寿命化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の一実施例に係る生体装着型データ通信装置について図面を参照して説明する。
【００１２】
この実施の形態の生体装着型データ通信装置１００は、人間などの生体に装着されて、装着されている生体を伝達媒体として外部装置と通信を行うデータ通信装置である。この生体装着型データ通信装置１００は、図１に示すように通信部１２と、データ処理部１３と、装着検出部１４と、電源部１５と、から構成されている。
【００１３】
通信部１２は、例えば、絶縁体を介して生体に電気的に接続される送受信電極を備え、生態を伝送媒体として外部装置、例えば、トイレに設置された通信装置との間で、データ通信を行う。
【００１４】
通信部１２は、例えば、データ処理部１３から供給される送信対象のベースバンド信号で搬送波を変調して送信信号を生成し、生成した送信信号を送受信電極を介して、生体を伝送媒体として外部装置に送信する。また、通信部１２は、例えば、外部装置から生体を伝達されて来た信号を送受信電極を介して受信し、これを復調してベースバンド信号を再生し、データ処理部１３に供給する。
【００１５】
データ処理部１３は、プロセッサ、内部メモリ等を備え、種々のデータ処理を行う。例えば、データ処理部１３は、図示せぬセンサ等により各種データを収集し、収集したデータを処理し、外部装置に送信すべきデータを生成すると、これを通信部１２に提供する。また、データ処理部１３は、通信部１２から、外部装置からの受信データを提供されると、これを処理する。
【００１６】
装着検出部１４は、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されていること、即ち、生体装着型データ通信装置１００が有意な状態にあることを検出し、検出信号を電源部１５に供給する。装着検出部１４は、例えば、心拍センサから構成され、心拍を検出したときに、検出信号を出力する。
【００１７】
電源部１５は、バッテリを備え、バッテリに蓄積されている電力を上述の各部に供給する。ここで、電源部１５は、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されているとき、即ち、装着検出部１４から検出信号が出力されているときには、通信部１２とデータ処理部１３と装着検出部１４の全てに電力を供給し、検出信号が出力されていないときには、装着検出部１４に電力を供給し、通信部１２とデータ処理部１３とへの電力の供給を停止する。
【００１８】
次に、上記構成の生体装着型データ通信装置１００の動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００１９】
電源部１５は、動作を開始すると、まず、装着検出部１４に動作電力を供給し、通信部１２とデータ処理部１３への電力の供給は行わない（ステップＳ１１）。このため、生体装着型データ通信装置１００が動作を開始し、生体装着型データ処理装置１００が生体に装着されたか否かの検出を開始する。装着検出部１４は、当初は、非装着であることを検出し、検出信号を出力しない状態を維持する。この間、通信部１２とデータ処理部１３とは動作せず、電力を消費しない。
【００２０】
続いて、電源部１５は、装着検出部１４が検出信号を出力しているか否か、即ち、生体装着型データ通信装置１００が装着されたか否かを判別する（ステップＳ１２）。
【００２１】
生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されると、装着検出部１４は生体に装着したことを検出し、検出信号を出力する。検出信号に応答し、電源部１５は、ステップＳ１２でＹｅｓと判別し、通信部１２とデータ処理部１３とに電力の供給を開始すると共に装着検出部１４への電力の供給を継続する（ステップＳ１３）。
【００２２】
これにより、通信部１２とデータ処理部１３とが動作を開始する。以後、データ処理部１３は、データ処理を実行する。例えば、データ処理部１３は、図示せぬセンサ等からデータ、例えば、生体情報を収集し、内部メモリに蓄積する。
【００２３】
一方、通信部１２は、外部装置との間で、送受信電極及び生体を介して通信が可能であるか否かを間欠的に判別する。
【００２４】
生体装着型データ通信装置１００を装着した生体が、例えば、通信機能を備える外部装置に直接触れたり、外部装置との通信機能を有する便器で小用すると、外部装置と通信部１２とが電気的に接続される。すると、通信部１２と外部装置とは、それぞれ、両者の間での通信が可能となったことを判別する。
【００２５】
通信部１２は、外部装置との通信が可能となると、その旨をデータ処理部１３に通知する。
【００２６】
データ処理部１３は、通知に応答し、内部メモリに蓄積しておいたデータを通信部１２を介して、生体を伝送媒体として外部装置に供給する。また、データ処理部１３は、外部装置が送信したデータを通信部１２を介して受信し、内部メモリに格納する。
電源部１５は、生体装着型データ通信装置１００が生体に取り付けられている間、ステップＳ１２とＳ１３を繰り返す。
【００２７】
生体装着型データ通信装置１００が生体から取り外されると、装着検出部１４が検出信号を出力しなくなり、ステップＳ１２でＮｏと判別され、フローはステップＳ１１に進み、電源部１５は、通信部１２とデータ処理部１３への電力の供給を停止し、装着検出部１４に電力の供給を継続する。
【００２８】
このような構成によれば、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されるまでは、電源部１５からの電力は装着検出部１４で消費されるのみであり、電源部１５が備えるバッテリの消耗を抑えることができる。従って、バッテリの寿命を延ばし、交換頻度を抑えることができる。また、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されると、電源部１５からの電力が、通信部１２、データ処理部１３、及び、装着検出部１４に供給され、データ処理及び通信を正常に実行することができる。
【００２９】
上記実施の形態では、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されたか否かを検出するため、装着検出部１４に電力が常時供給されている。装着検出部１４を、外部からの電力の供給が不要なタイプとすることにより、電源部１５から装着検出部１４への電力の供給を停止し、消費電力をより抑制することが可能となる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
以下、より詳細な第２の実施の形態に係る人体装着タグ２００について説明する。
人体装着タグ２００は、人体に装着される小型携帯型の装置であり、心拍センサを内蔵し、心拍センサの検出データ（ユーザの心拍数）を記憶し、記憶したデータを、人体を伝達媒体として外部装置に送信する。
【００３１】
人体装着タグ２００は、図３に示すように、電力供給部２１と、データ格納部２２と、制御部２３と、送受信回路２４と、送受信電極２５と、絶縁体２６と、心拍センサ２７と、ケース２８と、から構成されている。
【００３２】
電力供給部２１は、電池２１ａと、レギュレータ２１ｂ、電源コントローラ２１ｃ等を内蔵し、電池２１ａに蓄積された電力を、レギュレータ２１ｂで各部の動作用の電圧に変換し、各部に供給する。電源コントローラ２１ｃは、電源制御用プロセッサ等から構成され、心拍センサ２７から供給される検出信号に応答して、レギュレータ２１ｂの電力供給動作を制御する。
【００３３】
データ格納部２２は、ＲＡＭ (Random Access Memory)、ＲＯＭ (Read Only Memory)等から構成され、制御部２３の動作プログラムや制御データを記憶する。また、データ格納部２２は、心拍センサ２７の計測した心拍数を記憶する。
【００３４】
制御部２３は、プロセッサ等から構成され、データ格納部２２に記憶されているプログラムに従って動作し、心拍センサ２７が検出した心拍数を示すデータを、例えば、その時刻と対応付けてデータ格納部２２に記憶させる。また、制御部２３は、データ送信時に、データ格納部２２に一旦格納した心拍データを符号化してベースバンド信号を生成し、送受信回路２４に供給する。
また、制御部２３は、外部装置から人体を介して供給されたデータを送受信電極２５及び送受信回路２４を介して受信し、処理する。
【００３５】
送受信回路２４は、制御部２３から供給された送信対象のベースバンド信号で搬送波を変調し、変調信号を増幅して送受信電極２５に供給する。また、送受信回路２４は、送受信電極２５を介して外部装置からの信号を受信し、これを復調してベースバンド信号を再生し、制御部２３に供給する。
【００３６】
送受信電極２５は、絶縁体（誘電体）２６を介して人体に装着（接触）させるための電極であり、人体との間で静電結合し、信号（交流信号）を人体に送信し、また、人体から交流信号を受信し、送受信回路２４に供給する。
【００３７】
絶縁体２６は、送受信電極２５が人体に直接触れる（ショートする）ことがないように、送受信電極２５を被覆して絶縁すると共に送受信電極２５と人体とを容量結合する。
【００３８】
心拍センサ２７は、この人体装着タグ２００が人体に装着されたことを検出するためのものであり、心拍を検出すると、検出信号と検出した心拍数を示すデータを制御部２３に供給する。
【００３９】
次に、上記構成を有す人体装着タグ２００の動作を、図４のフローチャートを参照して説明する。
初期状態においては、制御部２３は、待機モードにあり（ステップＳ２１）、電源コントローラ２１ｃに、待機モードを指示する。この指示に応答して、電源コントローラ２１ｃは、レギュレータ２１ｂを制御し、制御部２３に待機モード（スリープモード）用の低電圧の動作電圧ＶＬを供給し、データ格納部２２には、記憶データを維持できる（新たなデータの記憶は困難）程度の待機電圧を印加し、心拍センサ２７には、心拍の検出が可能な通常動作用の電圧を印加する。また、送受信回路２４には、電力の供給を行わない。
制御部２３は、続いて、心拍センサ２７が心拍を検出したか否かを判別する（ステップＳ２２）。当初は、人体装着タグ２００は、人体に装着されていないため、心拍センサ２００は心拍を検出しない。従って、電源コントローラ２１ｃは、ステップＳ２２で、Ｎｏと判別し、ステップＳ２１とＳ２２を繰り返す。
【００４０】
人体装着タグ２００が人体に装着されると、心拍センサ２７は、心拍数を計測し、検出信号とカウント数とを制御部２３に供給する。制御部２３は、検出信号に応答して、ステップＳ２２で、Ｙｅｓと判別し、待機モードから通常モードへの移行を電源コントローラ２１ｃに指示する（ステップＳ２３）。
【００４１】
この指示に応答して、電源コントローラ２１ｃは、レギュレータ２１ｂを制御し、制御部２３に通常動作用の高電圧（ＶLよりも高い）の動作電圧ＶHを供給し、データ格納部２２には、新たなデータの記憶や既存記憶の更新が可能な程度の通常動作電圧を印加し、心拍センサ２７には、心拍の検出が可能な通常動作用の電圧を印加し、送受信回路２４には、データの送受信が可能な動作電圧を供給させる。
【００４２】
以後、制御部２３は、心拍センサ２７の検出した心拍数を周期的にデータ格納部２２に蓄積する。また、制御部２３は、送受信回路２４を介したデータ転送を行う信号経路が確立されるのを待機する。
【００４３】
人体装着タグ２００と外部装置との間にて人体を伝達媒体とした信号経路が確立されると、送受信回路２４は、これを検出し、制御部２３に通知する。制御部２３は、データ格納部２２に蓄積されたデータを読み出し、符号化してベースバンド信号を生成し、送受信回路２４に供給する。送受信回路２４は供給されたベースバンド信号で搬送波を変調して送信信号を生成し、これを増幅して送受信電極２５に供給する。
【００４４】
送受信電極２５は、供給された送信信号を静電結合により、人体に供給し、人体を媒体として送信先の外部装置に伝達する。
【００４５】
制御部２３は、心拍センサ２７が検出信号を出力し続けているあいだ（人体装着タグ２００が人体に装着されている間）、ステップＳ２２とＳ２３の処理を繰り返す。
【００４６】
人体装着タグ２００が、人体から取り外されると、心拍センサ２７は、心拍を検出できなくなり、検出信号の出力を停止する。制御部２３はこれを検出し（ステップＳ２２；Ｎｏ）、待機モードに移行する（ステップＳ２１）。
【００４７】
待機モードに切り替わったことにより、制御部２３は、電力供給部２１の電源コントローラ２１ｃに待機モードへの切り替えを指示する。この指示に応答して、電源コントローラ２１ｃは、レギュレータ２１ｂを制御し、初期状態と同様に、制御部２３に待機モード用の低電圧の動作電圧ＶLを供給し、データ格納部２２には、記憶データを維持できる程度の待機電圧を印加し、心拍センサ２７には、心拍の検出が可能な通常動作用の電圧を印加し、送受信回路２４への電力の供給を停止する。
【００４８】
以後、同様の電源制御処理を繰り返す。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の人体装着タグ２００は、心拍センサ２７により人体への装着の有無を監視し、人体との装着状況により電源制御を行い、利用者が人体装着タグ２００を装着していないときに、動作不要である各部への電力供給を停止させ、あるいは、その機能を抑える低電圧・小電力の供給とする。これにより、人体装着タグ２００の消費電力を低減し、電池２１ａの消耗を低減することができる。
【００５０】
第２の実施の形態において、心拍センサ２７は、例えば、図５に示すように、薄板状の永久磁石１２１と、永久磁石１２１を支持する複数の弾性体１２２、例えば、バネから構成される。永久磁石１２１は、樹脂基板等の基板１２３に形成された開口１２４内に支持される。
【００５１】
基板１２３の開口１２４の周囲には、コイル状にアンテナ１２５が形成され、アンテナ１２５には、共振回路１２６と整流・平滑化回路１２７が接続されている。整流・平滑化回路１２７の出力が検出信号として、データ格納部２２〜送受信電極２５が形成された回路ブロック１２８に供給される。
【００５２】
永久磁石１２１の重量と、弾性部材１２２の弾性定数、個数、配置は、この人体装着タグ２００を胸部に貼り付けた場合に、永久磁石１２２が人間の心拍による体表面の振動や、呼吸による振動に共振するように、共振周波数が５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ程度となるように設定される。また、共振回路１２６は、共振周波数が５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ程度となるように設定されている。
【００５３】
次に、このような構成の心拍センサ２７を備える人体装着タグ２００の動作について説明する。
人体装着タグ２００が人体に非装着の状態では、永久磁石１２１は振動せず、アンテナ１２５の出力信号はほぼ０Ｖである。このため、整流・平滑化回路１２７の出力も０ｖであり、検出信号は出力されない。
一方、人体装着タグ２００が人間の胸部等に装着された状態では、心拍或いは呼吸による体表面の振動に永久磁石１２１が共振し、永久磁石１２１は比較的大きく振動する。このため、永久磁石１２１からの磁束をアンテナ１２５が横切ることになり、アンテナ１２５に誘導起電力が発生する。この誘導起電力の周波数は、共振回路１２６の共振周波数にほぼ等しく、共振回路１２６は、心拍による信号を増幅し、ノイズ周波数を減衰して出力する。整流・平滑化回路１２７は、共振回路１２６の出力する交流信号を整流及び平滑化して回路ブロック１２８内の制御部に供給する。
【００５４】
この構成によれば、心拍センサ２７は、電力の供給を受けずに、装着の有無に応じた検出信号を出力することが可能である。従って、非装着時の消費電力をさらに抑えることができる。
なお、この発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
【００５５】
例えば、上記実施の形態においては、人体装着タグ２００の人体への装着状態を検出するために心拍センサ２７を使用したが、他の人体装着センサ３１を使用することも可能である。例えば、図６に示すように、心拍センサ２７の代わりに加速度センサ３１を配置し、人体と装着する際の加速度を検出し、加速度に応じて電力供給の制御を行うようにしてもよい。また、心拍センサ２７の代わりに熱センサあるいは温度センサ３１を配置し、人体からの熱あるいは体温を検出し、検出結果から電力供給の制御を行うようにしてもよい。
【００５６】
上記実施の形態においては、制御部２３が装着検出部（心拍センサ等）１４の出力する検出信号に応答して、電源コントローラ２１ｃに指示して電力の供給状態を制御した。これに限定されず、例えば、図７に示すように、電源コントローラ２１ｃを除去し、制御部２３がレギュレータ２１ｂを直接制御するようにしてもよい。
【００５７】
また、装着検出部（心拍センサ等）１４の出力する検出信号を電源コントローラ２１ｃに供給し、電源コントローラ２１ｃが、制御部２３とは独立して、レギュレータ２１ｂの動作を制御するようにしてもよい。なお、動作の手順等は、図２，図４に示す手順と同一である。
【００５８】
次に、上記構成の人体装着タグ２００の使用例について説明する。
（第１の使用例）
データ格納部２２にユーザＩＤ（識別情報）を予め登録しておく。
一方、コンピュータ３００に接続されたマウス３０１上には、ユーザが無意識に触れる電極３０２が配置されている。電極３０２は、通信線３０３を介してＩ／Ｏ装置（入出力装置）３１１に接続されている。Ｉ／Ｏ装置３１１は、人体装着タグ２００の送受信回路２４とシリアル通信を行う機能を備える。プロセッサ３１２は、Ｉ／Ｏ装置３１１を介して人体装着タグ２００と通信を行うと共に通信部３１３を介してネットワーク４００上の装置との通信も可能である。
【００５９】
人体装着タグ２００を装着したユーザがコンピュータ３００のマウス３０１を操作すると、ユーザは無意識に電極３０２に触れ、送受信回路２４とコンピュータ３００のＩ／Ｏ装置３１１との間が、送受信電極２５、人体、電極３０２、ケーブル３０３で接続される。
【００６０】
これにより、コンピュータ３００内のプロセッサ３１２と人体装着タグ２００内の制御部２３との間の通信が可能となり、制御部２３は、送受信回路２４及び送受信電極２５を介して、人体を媒介として、データ格納部２２に格納されているユーザＩＤをプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、供給されたユーザＩＤに基づいてユーザ認証を行う。プロセッサ３１２は、認証に失敗した場合、以後の、操作を無視する。
【００６１】
コンピュータ３００内のメモリ３１４には、ユーザＩＤとユーザＩＤで特定されるユーザにアクセスが認められているデータ或いはファイルの対応表が格納されている。この対応表は、外部からのアクセスが禁止されている記憶エリアに格納されている。
【００６２】
認証に成功した場合には、プロセッサ３１２は、そのＩＤをキーとして対応表を参照し、アクセスが認められているデータやファイルを判別し、メモリ３１４に格納されているデータやファイルのうち、当該ユーザにアクセス権が与えられているものへのアクセスを許容する。
【００６３】
一方で、人体装着タグ２００は、ユーザの生体データ、例えば、心拍数、心電図、体温、血圧などのデータを常時収集し、データ格納部２２に蓄積している。そして、コンピュータ３００と接続された時点で、コンピュータ３００にこれらのデータを送信すると共に処理コマンドを送信する。この処理コマンドに応答して、プロセッサ３１２は、受信した生体データを処理する。
【００６４】
例えば、プロセッサ３１２は、受信した生体データをメモリ３１４に格納し、生体データの履歴を求め、履歴情報を表示部３１５に表示し、また、履歴から変動・変調を検出した場合には、表示部３１５に変動が発生したことを報知する。或いは、プロセッサ３１２は、通信部３１３とネットワーク４００を介して、専門のサイト（ＡＳＰ（Application Service Provider））のサーバにデータを提供し、該サーバから診断データを受信して、表示部３１５に表示する。
【００６５】
（第２の使用例）
ユーザＩＤとこのユーザ用の設定情報を対応付けてデータ格納部２２に予め格納しておき、ユーザがコンピュータ３００に触れた時に、新規ユーザであるか否かを判別し、新規ユーザであると判別した場合に、データ格納部２２から設定情報を読み出して、コンピュータ３００に設定し、コンピュータを使い易くするように使用することも可能である。
【００６６】
例えば、この場合、ユーザ認証に成功すると、コンピュータ３００のプロセッサ３１２は、自装置の設定情報（各種設定パラメータ）を読み出して、制御部２３に送信する。制御部２３は、受信した設定情報をデータ格納部２２にセーブする。
【００６７】
続いて、制御部２３は、データ格納部２２に格納されている設定情報、即ち、このユーザの好みに合致した設定情報をプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は通知された設定情報に従ってコンピュータ３００を設定し直す。以後、ユーザは、通常使用している設定状態でコンピュータ３００を使用することができる。
【００６８】
ユーザがコンピュータ３００の使用を終了する場合、ユーザは「終了」をプロセッサ３１２に指示する。この指示に応答して、プロセッサ３１２は、制御部２３に、セーブしていた設定情報の送信を要求する。制御部２３は、要求に応答して、データ格納部２２からセーブしていた設定情報を読み出し、プロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、受信した設定情報に従って、コンピュータ３００を設定し直す。これにより、コンピュータ３００は元の設定状態に復帰する。
【００６９】
（第３の使用例）
ユーザがコンピュータ３００によるデータ処理を終了した際に、データ処理の結果等をデータ格納部２２に格納し、コンピュータ３００を次回アクセスした際に、人体装着タグ２００からコンピュータ３００に前回までのデータを提供し、プロセッサ３１２が後続のデータ処理を行うようにしてもよい。
【００７０】
この場合、例えば、人体装着タグ２００のデータ格納部２３には、ユーザＩＤと「データ処理の結果」とが格納される。
人体装着タグ２００を装着したユーザがコンピュータ３００のマウス３０１を操作すると、ユーザは電極３０２に触れ、送受信回路２４とコンピュータ３００との間でのデータ通信が可能となる。
【００７１】
制御部２３は、データ格納部２２に格納されているユーザＩＤをプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、供給されたユーザＩＤに基づいてユーザ認証を行う。プロセッサ３１２は、認証に成功すると、その旨を制御部２３に通知する。この通知に応答して、制御部２３は、データ格納部２２に格納されている「データ処理の結果」をプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、受信した「データ処理の結果」に基づいて、後続するデータ処理を行う。
【００７２】
プロセッサ３１２は、プログラムが所定のチェックポイントに到達又は所定の処理を終了する際に、データ処理の結果を制御部２３に送信する。制御部２３は、受信したデータ処理の結果を、データ格納部２２に格納する。
【００７３】
データ処理の内容は任意である。例えば、データ処理の一例としてゲーム（コンピュータゲーム）を利用可能である。
この場合、データ格納部２２には、例えば、ステータス（レポート）情報、ゲームの進度（例えば、どのステージまでゲームが進んだかを示す情報）、ゲームの場面を設定する情報（例えば、登場人物、プレーヤが獲得したポイント、アイテム等の種々のパラメータ情報）が格納される。
【００７４】
人体装着タグ２００を装着したプレーヤがマウス３０１を操作すると、送受信回路２４とコンピュータ３００との間で通信が可能となり、制御部２３は、データ格納部２２に格納されているユーザＩＤをプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、供給されたユーザＩＤに基づいてユーザ認証を行う。プロセッサ３１２は、認証に成功した場合には、その旨を制御部２３に通知する。制御部２３は、データ格納部２２から、ステータス情報を読み出し、プロセッサ３１２に送信する。
【００７５】
プロセッサ３１２は、受信したステータス情報に基づいて、ゲームを継続する（ステータス情報に基づいてゲームの場面を再構築し、以後、ゲームを継続する）。
【００７６】
ゲームが進行し、所定の進度、例えば、所定のセーブポイントに到達すると、プロセッサ３１２は、その時点での、ゲームのステータス情報を制御部２３に伝達する。プロセッサ３１２は、受信したステータス情報をデータ格納部２２に上書き保存する。
【００７７】
このようなセーブ方法により、ステータス情報が人体装着タグ２００に自動的に保存され、また、コンピュータ３００に自動的に提供される。従って、利用者は、煩雑なセーブ動作を行わなくてもゲームを楽しむことができる。
【００７８】
なお、複数のゲームのステータスをデータ格納部２２に格納しておくことも可能である。この場合、プロセッサ３１２は、ゲームの進行上、必要が生ずると、制御部２３に実行中のゲームのゲームＩＤを通知する。制御部２３は、通知されたゲームＩＤに対応するステータス情報をデータ格納部２２から読み出して、プロセッサ３１２に供給する。ゲームが進行し、所定の進度、例えば、所定のセーブポイントに到達すると、プロセッサ３１２は、実行中のゲームのゲームＩＤとゲームのステータス情報を制御部２３に伝達する。制御部２３は、受信したステータス情報をデータ格納部２２に保存する。
【００７９】
また、遊技媒体を使用するようなゲームなどにおいて、保有している遊技媒体の数を格納する媒体として人体装着タグ２００を使用可能である。
【００８０】
この場合、例えば、遊技媒体貸出機（コンピュータ３００）に現金を投入すると、プロセッサ３１２は、投入金額に対応する数の遊技媒体の数を示すデータを制御部２３に通知する。制御部２３は、通知された数を示すデータをデータ格納部２２に格納する。なお、データ格納部２２に既に遊技媒体数が格納されている場合には、追加数との合計数に置換してもよい。
【００８１】
ユーザが、遊技機（コンピュータ３００）で遊技を行う場合、制御部２３は、データ格納部２２に格納しているデータが示す遊技媒体数を遊技機に通知する。制御部２３は、データ格納部２２に格納されている遊技媒体数まで遊技媒体の払い出し（貸し出し）を認める。遊技機が遊技媒体を払い出すと、プロセッサ３１２はその数を制御部２３に通知し、制御部２３は、その数分だけ、データ格納部２２に格納されている遊技媒体数を減らすように更新する。
【００８２】
ユーザが、遊技機又は精算機（コンピュータ３００）に、貯玉を指示すると、遊技媒体の数がカウントされ、カウント値が制御部２３に通知される。制御部２３は、通知された遊技媒体数を、データ格納部２２に格納されている遊技媒体数に加算する。
【００８３】
（第４の使用例）
ユーザがコンピュータ３００によるデータ処理を終了した際に、データ処理の結果等をネットワーク４００上の任意の記憶装置に格納して、データ格納部２２に、記憶装置のアドレスと認証情報を格納しておき、コンピュータ３００に次回アクセスした際に、人体装着タグ２００からコンピュータ３００にアドレスと認証情報を提供して、プロセッサ３１２がそのデータを外部記憶装置から読み出し、後続のデータ処理を行うようにしてもよい。このような構成によれば、任意のコンピュータ３００で継続したデータ処理が可能となる。
【００８４】
（第５の使用例）
コンピュータ３００によるデータ処理の結果等をネットワーク４００上の記憶装置に格納し、データ格納部２２に、記憶位置のアドレスと認証情報を格納しておき、次回任意のコンピュータにアクセスした際に、人体装着タグ２００からコンピュータにアドレスと認証情報を提供し、コンピュータが提供された情報に基づいて記憶装置からデータを読み出し、後続のデータ処理を行うようにしてもよい。このような構成によれば、任意のコンピュータで継続したデータ処理が可能となる。
その他、生体装着型データ通信装置は任意の場面に応用可能である。
【００８５】
なお、生体装着型データ通信装置が収集・送信するデータの種類や、フォーマットは任意である。また、人体に限らず、生体を介してデータを送信するデータ送受信装置に本発明を広く適用可能である。
【００８６】
上記実施の形態では、送受信電極２５が絶縁体２６を介して静電（容量）結合で人体と接触する例を示したが、送受信電極２５が人体に直接触れる等してもよく、送受信される信号の種類などに応じて、電極の形態を選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る生体装着型データ通信装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す生体装着型データ通信装置の動作を説明するための図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係る人体装着タグの構成を示す図である。
【図４】図３に示す人体装着タグの電源モードの変化を説明するための図である。
【図５】心拍センサの構成例を示す図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係る人体装着タグの構成を示す図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る人体装着タグの構成を示す図である。
【図８】この発明の実施形態に係る生体装着型データ通信装置と通信を行うコンピュータの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１２ 通信部
１３ データ処理部
１４ 装着検出部
１５ 電源部
２１ 電力供給部
２１ａ 電池
２１ｂ レギュレータ
２１ｃ 電源コントローラ
２２ データ格納部
２３ 制御部
２４ 送受信回路
２５ 送受信電極
２６ 絶縁体
２７ 心拍センサ
３１ 生体装着センサ（加速度センサ、熱センサ、温度センサ）
１００ 生体装着型データ通信装置
１２１ 磁石
１２２ 弾性部材（バネ）
１２３ 基板
１２４ 開口
１２５ アンテナ（コイル）
１２６ 共振回路
１２７ 整流・平滑化回路
１２８ 回路ブロック
２００ 人体装着タグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体に装着され、生体を伝達媒体として外部装置と通信を行う生体装着型データ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信装置間で、人体等の生体を伝達媒体としてデータ通信を行う生体装着型データ通信装置が知られている。例えば、特許文献１は、ユーザがトイレを使用した際に、ユーザの体を介して信号を送信する生体装着型データ通信装置を開示する。
【０００３】
従来の生体装着型データ通信装置は、生体に装着されるという特性上、動作電源としてバッテリを備え、バッテリから供給される電気エネルギーを用いて、データを収集及び加工し、データ通信を行っている。
【０００４】
係る生体装着型データ通信装置でバッテリが消耗すると、装置が停止してしまい、データオン欠損が生じ、バッテリの交換が必要となる。このため、バッテリの寿命が長く、交換は最低限であることが望ましい。バッテリの使用期限を長くするため、バッテリの容量を大きくすることも可能であるが、バッテリのサイズ・重量が大型化し、生体装着型データ通信装置自体も大きくなってしまい、生体に装着されるという特性上、望ましくない。
【０００５】
このため、バッテリの容量を抑えつつ、バッテリの寿命を長くする技術が望まれている。
【０００６】
一方、省エネルギーのために、使用環境を判別し、使用環境に応じて不必要な電力の供給を停止する技術も提案されている。例えば、特許文献２には、使用者が居眠り状態にあることを検出し、居眠り状態にあるときに、不必要な電源を自動的に切るようにした居眠り検知装置が開示されている。
【０００７】
しかし、この居眠り検知装置は、外部装置をオン・オフするにすぎず、バッテリで動作している自身の消費電力を抑えるための技術を何ら開示していない。このため、この技術を生体装着型のデータ通信装置の省電力化のために使用することは困難であり、実効性がない。
【特許文献１】特開２００２−２５９５６９号公報
【特許文献２】特開平４−９１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、生体装着型データ通信装置のバッテリの長寿命化を目的とする。
また、本発明は、生体装着型データ通信装置を省電力化することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためこの発明の生体装着型データ通信装置は、
生体に装着され、生体を伝達媒体として外部装置と通信を行う生体装着型データ通信装置であって、
生体を媒介として通信を行う通信部と、
前記通信部を介して外部装置との間でデータ通信を行うデータ処理部と、
このデータ通信装置が生体に装着されているか否かを判別する装着判別手段と、
電源部と、
を備え、
前記電源部は、
前記装着判別手段が生体に装着されていることを検出した場合には、前記通信部、前記データ処理部、及び前記装着判別手段に動作電力を供給し、
前記装着判別手段が生体に装着されてないことを検出した場合には、少なくとも前記通信部への電力の供給を停止又は抑制する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、生体装着型データ通信装置が生体に装着されてないことを検出した場合には、前記通信部への電力の供給を停止又は抑制する。従って、電力の消費を抑え、電池の長寿命化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の一実施例に係る生体装着型データ通信装置について図面を参照して説明する。
【００１２】
この実施の形態の生体装着型データ通信装置１００は、人間などの生体に装着されて、装着されている生体を伝達媒体として外部装置と通信を行うデータ通信装置である。この生体装着型データ通信装置１００は、図１に示すように通信部１２と、データ処理部１３と、装着検出部１４と、電源部１５と、から構成されている。
【００１３】
通信部１２は、例えば、絶縁体を介して生体に電気的に接続される送受信電極を備え、生態を伝送媒体として外部装置、例えば、トイレに設置された通信装置との間で、データ通信を行う。
【００１４】
通信部１２は、例えば、データ処理部１３から供給される送信対象のベースバンド信号で搬送波を変調して送信信号を生成し、生成した送信信号を送受信電極を介して、生体を伝送媒体として外部装置に送信する。また、通信部１２は、例えば、外部装置から生体を伝達されて来た信号を送受信電極を介して受信し、これを復調してベースバンド信号を再生し、データ処理部１３に供給する。
【００１５】
データ処理部１３は、プロセッサ、内部メモリ等を備え、種々のデータ処理を行う。例えば、データ処理部１３は、図示せぬセンサ等により各種データを収集し、収集したデータを処理し、外部装置に送信すべきデータを生成すると、これを通信部１２に提供する。また、データ処理部１３は、通信部１２から、外部装置からの受信データを提供されると、これを処理する。
【００１６】
装着検出部１４は、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されていること、即ち、生体装着型データ通信装置１００が有意な状態にあることを検出し、検出信号を電源部１５に供給する。装着検出部１４は、例えば、心拍センサから構成され、心拍を検出したときに、検出信号を出力する。
【００１７】
電源部１５は、バッテリを備え、バッテリに蓄積されている電力を上述の各部に供給する。ここで、電源部１５は、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されているとき、即ち、装着検出部１４から検出信号が出力されているときには、通信部１２とデータ処理部１３と装着検出部１４の全てに電力を供給し、検出信号が出力されていないときには、装着検出部１４に電力を供給し、通信部１２とデータ処理部１３とへの電力の供給を停止する。
【００１８】
次に、上記構成の生体装着型データ通信装置１００の動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００１９】
電源部１５は、動作を開始すると、まず、装着検出部１４に動作電力を供給し、通信部１２とデータ処理部１３への電力の供給は行わない（ステップＳ１１）。このため、生体装着型データ通信装置１００が動作を開始し、生体装着型データ処理装置１００が生体に装着されたか否かの検出を開始する。装着検出部１４は、当初は、非装着であることを検出し、検出信号を出力しない状態を維持する。この間、通信部１２とデータ処理部１３とは動作せず、電力を消費しない。
【００２０】
続いて、電源部１５は、装着検出部１４が検出信号を出力しているか否か、即ち、生体装着型データ通信装置１００が装着されたか否かを判別する（ステップＳ１２）。
【００２１】
生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されると、装着検出部１４は生体に装着したことを検出し、検出信号を出力する。検出信号に応答し、電源部１５は、ステップＳ１２でＹｅｓと判別し、通信部１２とデータ処理部１３とに電力の供給を開始すると共に装着検出部１４への電力の供給を継続する（ステップＳ１３）。
【００２２】
これにより、通信部１２とデータ処理部１３とが動作を開始する。以後、データ処理部１３は、データ処理を実行する。例えば、データ処理部１３は、図示せぬセンサ等からデータ、例えば、生体情報を収集し、内部メモリに蓄積する。
【００２３】
一方、通信部１２は、外部装置との間で、送受信電極及び生体を介して通信が可能であるか否かを間欠的に判別する。
【００２４】
生体装着型データ通信装置１００を装着した生体が、例えば、通信機能を備える外部装置に直接触れたり、外部装置との通信機能を有する便器で小用すると、外部装置と通信部１２とが電気的に接続される。すると、通信部１２と外部装置とは、それぞれ、両者の間での通信が可能となったことを判別する。
【００２５】
通信部１２は、外部装置との通信が可能となると、その旨をデータ処理部１３に通知する。
【００２６】
データ処理部１３は、通知に応答し、内部メモリに蓄積しておいたデータを通信部１２を介して、生体を伝送媒体として外部装置に供給する。また、データ処理部１３は、外部装置が送信したデータを通信部１２を介して受信し、内部メモリに格納する。
電源部１５は、生体装着型データ通信装置１００が生体に取り付けられている間、ステップＳ１２とＳ１３を繰り返す。
【００２７】
生体装着型データ通信装置１００が生体から取り外されると、装着検出部１４が検出信号を出力しなくなり、ステップＳ１２でＮｏと判別され、フローはステップＳ１１に進み、電源部１５は、通信部１２とデータ処理部１３への電力の供給を停止し、装着検出部１４に電力の供給を継続する。
【００２８】
このような構成によれば、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されるまでは、電源部１５からの電力は装着検出部１４で消費されるのみであり、電源部１５が備えるバッテリの消耗を抑えることができる。従って、バッテリの寿命を延ばし、交換頻度を抑えることができる。また、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されると、電源部１５からの電力が、通信部１２、データ処理部１３、及び、装着検出部１４に供給され、データ処理及び通信を正常に実行することができる。
【００２９】
上記実施の形態では、生体装着型データ通信装置１００が生体に装着されたか否かを検出するため、装着検出部１４に電力が常時供給されている。装着検出部１４を、外部からの電力の供給が不要なタイプとすることにより、電源部１５から装着検出部１４への電力の供給を停止し、消費電力をより抑制することが可能となる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
以下、より詳細な第２の実施の形態に係る人体装着タグ２００について説明する。
人体装着タグ２００は、人体に装着される小型携帯型の装置であり、心拍センサを内蔵し、心拍センサの検出データ（ユーザの心拍数）を記憶し、記憶したデータを、人体を伝達媒体として外部装置に送信する。
【００３１】
人体装着タグ２００は、図３に示すように、電力供給部２１と、データ格納部２２と、制御部２３と、送受信回路２４と、送受信電極２５と、絶縁体２６と、心拍センサ２７と、ケース２８と、から構成されている。
【００３２】
電力供給部２１は、電池２１ａと、レギュレータ２１ｂ、電源コントローラ２１ｃ等を内蔵し、電池２１ａに蓄積された電力を、レギュレータ２１ｂで各部の動作用の電圧に変換し、各部に供給する。電源コントローラ２１ｃは、電源制御用プロセッサ等から構成され、心拍センサ２７から供給される検出信号に応答して、レギュレータ２１ｂの電力供給動作を制御する。
【００３３】
データ格納部２２は、ＲＡＭ (Random Access Memory)、ＲＯＭ (Read Only Memory)等から構成され、制御部２３の動作プログラムや制御データを記憶する。また、データ格納部２２は、心拍センサ２７の計測した心拍数を記憶する。
【００３４】
制御部２３は、プロセッサ等から構成され、データ格納部２２に記憶されているプログラムに従って動作し、心拍センサ２７が検出した心拍数を示すデータを、例えば、その時刻と対応付けてデータ格納部２２に記憶させる。また、制御部２３は、データ送信時に、データ格納部２２に一旦格納した心拍データを符号化してベースバンド信号を生成し、送受信回路２４に供給する。
また、制御部２３は、外部装置から人体を介して供給されたデータを送受信電極２５及び送受信回路２４を介して受信し、処理する。
【００３５】
送受信回路２４は、制御部２３から供給された送信対象のベースバンド信号で搬送波を変調し、変調信号を増幅して送受信電極２５に供給する。また、送受信回路２４は、送受信電極２５を介して外部装置からの信号を受信し、これを復調してベースバンド信号を再生し、制御部２３に供給する。
【００３６】
送受信電極２５は、絶縁体（誘電体）２６を介して人体に装着（接触）させるための電極であり、人体との間で静電結合し、信号（交流信号）を人体に送信し、また、人体から交流信号を受信し、送受信回路２４に供給する。
【００３７】
絶縁体２６は、送受信電極２５が人体に直接触れる（ショートする）ことがないように、送受信電極２５を被覆して絶縁すると共に送受信電極２５と人体とを容量結合する。
【００３８】
心拍センサ２７は、この人体装着タグ２００が人体に装着されたことを検出するためのものであり、心拍を検出すると、検出信号と検出した心拍数を示すデータを制御部２３に供給する。
【００３９】
次に、上記構成を有す人体装着タグ２００の動作を、図４のフローチャートを参照して説明する。
初期状態においては、制御部２３は、待機モードにあり（ステップＳ２１）、電源コントローラ２１ｃに、待機モードを指示する。この指示に応答して、電源コントローラ２１ｃは、レギュレータ２１ｂを制御し、制御部２３に待機モード（スリープモード）用の低電圧の動作電圧ＶＬを供給し、データ格納部２２には、記憶データを維持できる（新たなデータの記憶は困難）程度の待機電圧を印加し、心拍センサ２７には、心拍の検出が可能な通常動作用の電圧を印加する。また、送受信回路２４には、電力の供給を行わない。
制御部２３は、続いて、心拍センサ２７が心拍を検出したか否かを判別する（ステップＳ２２）。当初は、人体装着タグ２００は、人体に装着されていないため、心拍センサ２００は心拍を検出しない。従って、電源コントローラ２１ｃは、ステップＳ２２で、Ｎｏと判別し、ステップＳ２１とＳ２２を繰り返す。
【００４０】
人体装着タグ２００が人体に装着されると、心拍センサ２７は、心拍数を計測し、検出信号とカウント数とを制御部２３に供給する。制御部２３は、検出信号に応答して、ステップＳ２２で、Ｙｅｓと判別し、待機モードから通常モードへの移行を電源コントローラ２１ｃに指示する（ステップＳ２３）。
【００４１】
この指示に応答して、電源コントローラ２１ｃは、レギュレータ２１ｂを制御し、制御部２３に通常動作用の高電圧（ＶLよりも高い）の動作電圧ＶHを供給し、データ格納部２２には、新たなデータの記憶や既存記憶の更新が可能な程度の通常動作電圧を印加し、心拍センサ２７には、心拍の検出が可能な通常動作用の電圧を印加し、送受信回路２４には、データの送受信が可能な動作電圧を供給させる。
【００４２】
以後、制御部２３は、心拍センサ２７の検出した心拍数を周期的にデータ格納部２２に蓄積する。また、制御部２３は、送受信回路２４を介したデータ転送を行う信号経路が確立されるのを待機する。
【００４３】
人体装着タグ２００と外部装置との間にて人体を伝達媒体とした信号経路が確立されると、送受信回路２４は、これを検出し、制御部２３に通知する。制御部２３は、データ格納部２２に蓄積されたデータを読み出し、符号化してベースバンド信号を生成し、送受信回路２４に供給する。送受信回路２４は供給されたベースバンド信号で搬送波を変調して送信信号を生成し、これを増幅して送受信電極２５に供給する。
【００４４】
送受信電極２５は、供給された送信信号を静電結合により、人体に供給し、人体を媒体として送信先の外部装置に伝達する。
【００４５】
制御部２３は、心拍センサ２７が検出信号を出力し続けているあいだ（人体装着タグ２００が人体に装着されている間）、ステップＳ２２とＳ２３の処理を繰り返す。
【００４６】
人体装着タグ２００が、人体から取り外されると、心拍センサ２７は、心拍を検出できなくなり、検出信号の出力を停止する。制御部２３はこれを検出し（ステップＳ２２；Ｎｏ）、待機モードに移行する（ステップＳ２１）。
【００４７】
待機モードに切り替わったことにより、制御部２３は、電力供給部２１の電源コントローラ２１ｃに待機モードへの切り替えを指示する。この指示に応答して、電源コントローラ２１ｃは、レギュレータ２１ｂを制御し、初期状態と同様に、制御部２３に待機モード用の低電圧の動作電圧ＶLを供給し、データ格納部２２には、記憶データを維持できる程度の待機電圧を印加し、心拍センサ２７には、心拍の検出が可能な通常動作用の電圧を印加し、送受信回路２４への電力の供給を停止する。
【００４８】
以後、同様の電源制御処理を繰り返す。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の人体装着タグ２００は、心拍センサ２７により人体への装着の有無を監視し、人体との装着状況により電源制御を行い、利用者が人体装着タグ２００を装着していないときに、動作不要である各部への電力供給を停止させ、あるいは、その機能を抑える低電圧・小電力の供給とする。これにより、人体装着タグ２００の消費電力を低減し、電池２１ａの消耗を低減することができる。
【００５０】
第２の実施の形態において、心拍センサ２７は、例えば、図５に示すように、薄板状の永久磁石１２１と、永久磁石１２１を支持する複数の弾性体１２２、例えば、バネから構成される。永久磁石１２１は、樹脂基板等の基板１２３に形成された開口１２４内に支持される。
【００５１】
基板１２３の開口１２４の周囲には、コイル状にアンテナ１２５が形成され、アンテナ１２５には、共振回路１２６と整流・平滑化回路１２７が接続されている。整流・平滑化回路１２７の出力が検出信号として、データ格納部２２〜送受信電極２５が形成された回路ブロック１２８に供給される。
【００５２】
永久磁石１２１の重量と、弾性部材１２２の弾性定数、個数、配置は、この人体装着タグ２００を胸部に貼り付けた場合に、永久磁石１２２が人間の心拍による体表面の振動や、呼吸による振動に共振するように、共振周波数が５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ程度となるように設定される。また、共振回路１２６は、共振周波数が５０Ｈｚ〜８０Ｈｚ程度となるように設定されている。
【００５３】
次に、このような構成の心拍センサ２７を備える人体装着タグ２００の動作について説明する。
人体装着タグ２００が人体に非装着の状態では、永久磁石１２１は振動せず、アンテナ１２５の出力信号はほぼ０Ｖである。このため、整流・平滑化回路１２７の出力も０ｖであり、検出信号は出力されない。
一方、人体装着タグ２００が人間の胸部等に装着された状態では、心拍或いは呼吸による体表面の振動に永久磁石１２１が共振し、永久磁石１２１は比較的大きく振動する。このため、永久磁石１２１からの磁束をアンテナ１２５が横切ることになり、アンテナ１２５に誘導起電力が発生する。この誘導起電力の周波数は、共振回路１２６の共振周波数にほぼ等しく、共振回路１２６は、心拍による信号を増幅し、ノイズ周波数を減衰して出力する。整流・平滑化回路１２７は、共振回路１２６の出力する交流信号を整流及び平滑化して回路ブロック１２８内の制御部に供給する。
【００５４】
この構成によれば、心拍センサ２７は、電力の供給を受けずに、装着の有無に応じた検出信号を出力することが可能である。従って、非装着時の消費電力をさらに抑えることができる。
なお、この発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
【００５５】
例えば、上記実施の形態においては、人体装着タグ２００の人体への装着状態を検出するために心拍センサ２７を使用したが、他の人体装着センサ３１を使用することも可能である。例えば、図６に示すように、心拍センサ２７の代わりに加速度センサ３１を配置し、人体と装着する際の加速度を検出し、加速度に応じて電力供給の制御を行うようにしてもよい。また、心拍センサ２７の代わりに熱センサあるいは温度センサ３１を配置し、人体からの熱あるいは体温を検出し、検出結果から電力供給の制御を行うようにしてもよい。
【００５６】
上記実施の形態においては、制御部２３が装着検出部（心拍センサ等）１４の出力する検出信号に応答して、電源コントローラ２１ｃに指示して電力の供給状態を制御した。これに限定されず、例えば、図７に示すように、電源コントローラ２１ｃを除去し、制御部２３がレギュレータ２１ｂを直接制御するようにしてもよい。
【００５７】
また、装着検出部（心拍センサ等）１４の出力する検出信号を電源コントローラ２１ｃに供給し、電源コントローラ２１ｃが、制御部２３とは独立して、レギュレータ２１ｂの動作を制御するようにしてもよい。なお、動作の手順等は、図２，図４に示す手順と同一である。
【００５８】
次に、上記構成の人体装着タグ２００の使用例について説明する。
（第１の使用例）
データ格納部２２にユーザＩＤ（識別情報）を予め登録しておく。
一方、コンピュータ３００に接続されたマウス３０１上には、ユーザが無意識に触れる電極３０２が配置されている。電極３０２は、通信線３０３を介してＩ／Ｏ装置（入出力装置）３１１に接続されている。Ｉ／Ｏ装置３１１は、人体装着タグ２００の送受信回路２４とシリアル通信を行う機能を備える。プロセッサ３１２は、Ｉ／Ｏ装置３１１を介して人体装着タグ２００と通信を行うと共に通信部３１３を介してネットワーク４００上の装置との通信も可能である。
【００５９】
人体装着タグ２００を装着したユーザがコンピュータ３００のマウス３０１を操作すると、ユーザは無意識に電極３０２に触れ、送受信回路２４とコンピュータ３００のＩ／Ｏ装置３１１との間が、送受信電極２５、人体、電極３０２、ケーブル３０３で接続される。
【００６０】
これにより、コンピュータ３００内のプロセッサ３１２と人体装着タグ２００内の制御部２３との間の通信が可能となり、制御部２３は、送受信回路２４及び送受信電極２５を介して、人体を媒介として、データ格納部２２に格納されているユーザＩＤをプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、供給されたユーザＩＤに基づいてユーザ認証を行う。プロセッサ３１２は、認証に失敗した場合、以後の、操作を無視する。
【００６１】
コンピュータ３００内のメモリ３１４には、ユーザＩＤとユーザＩＤで特定されるユーザにアクセスが認められているデータ或いはファイルの対応表が格納されている。この対応表は、外部からのアクセスが禁止されている記憶エリアに格納されている。
【００６２】
認証に成功した場合には、プロセッサ３１２は、そのＩＤをキーとして対応表を参照し、アクセスが認められているデータやファイルを判別し、メモリ３１４に格納されているデータやファイルのうち、当該ユーザにアクセス権が与えられているものへのアクセスを許容する。
【００６３】
一方で、人体装着タグ２００は、ユーザの生体データ、例えば、心拍数、心電図、体温、血圧などのデータを常時収集し、データ格納部２２に蓄積している。そして、コンピュータ３００と接続された時点で、コンピュータ３００にこれらのデータを送信すると共に処理コマンドを送信する。この処理コマンドに応答して、プロセッサ３１２は、受信した生体データを処理する。
【００６４】
例えば、プロセッサ３１２は、受信した生体データをメモリ３１４に格納し、生体データの履歴を求め、履歴情報を表示部３１５に表示し、また、履歴から変動・変調を検出した場合には、表示部３１５に変動が発生したことを報知する。或いは、プロセッサ３１２は、通信部３１３とネットワーク４００を介して、専門のサイト（ＡＳＰ（Application Service Provider））のサーバにデータを提供し、該サーバから診断データを受信して、表示部３１５に表示する。
【００６５】
（第２の使用例）
ユーザＩＤとこのユーザ用の設定情報を対応付けてデータ格納部２２に予め格納しておき、ユーザがコンピュータ３００に触れた時に、新規ユーザであるか否かを判別し、新規ユーザであると判別した場合に、データ格納部２２から設定情報を読み出して、コンピュータ３００に設定し、コンピュータを使い易くするように使用することも可能である。
【００６６】
例えば、この場合、ユーザ認証に成功すると、コンピュータ３００のプロセッサ３１２は、自装置の設定情報（各種設定パラメータ）を読み出して、制御部２３に送信する。制御部２３は、受信した設定情報をデータ格納部２２にセーブする。
【００６７】
続いて、制御部２３は、データ格納部２２に格納されている設定情報、即ち、このユーザの好みに合致した設定情報をプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は通知された設定情報に従ってコンピュータ３００を設定し直す。以後、ユーザは、通常使用している設定状態でコンピュータ３００を使用することができる。
【００６８】
ユーザがコンピュータ３００の使用を終了する場合、ユーザは「終了」をプロセッサ３１２に指示する。この指示に応答して、プロセッサ３１２は、制御部２３に、セーブしていた設定情報の送信を要求する。制御部２３は、要求に応答して、データ格納部２２からセーブしていた設定情報を読み出し、プロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、受信した設定情報に従って、コンピュータ３００を設定し直す。これにより、コンピュータ３００は元の設定状態に復帰する。
【００６９】
（第３の使用例）
ユーザがコンピュータ３００によるデータ処理を終了した際に、データ処理の結果等をデータ格納部２２に格納し、コンピュータ３００を次回アクセスした際に、人体装着タグ２００からコンピュータ３００に前回までのデータを提供し、プロセッサ３１２が後続のデータ処理を行うようにしてもよい。
【００７０】
この場合、例えば、人体装着タグ２００のデータ格納部２３には、ユーザＩＤと「データ処理の結果」とが格納される。
人体装着タグ２００を装着したユーザがコンピュータ３００のマウス３０１を操作すると、ユーザは電極３０２に触れ、送受信回路２４とコンピュータ３００との間でのデータ通信が可能となる。
【００７１】
制御部２３は、データ格納部２２に格納されているユーザＩＤをプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、供給されたユーザＩＤに基づいてユーザ認証を行う。プロセッサ３１２は、認証に成功すると、その旨を制御部２３に通知する。この通知に応答して、制御部２３は、データ格納部２２に格納されている「データ処理の結果」をプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、受信した「データ処理の結果」に基づいて、後続するデータ処理を行う。
【００７２】
プロセッサ３１２は、プログラムが所定のチェックポイントに到達又は所定の処理を終了する際に、データ処理の結果を制御部２３に送信する。制御部２３は、受信したデータ処理の結果を、データ格納部２２に格納する。
【００７３】
データ処理の内容は任意である。例えば、データ処理の一例としてゲーム（コンピュータゲーム）を利用可能である。
この場合、データ格納部２２には、例えば、ステータス（レポート）情報、ゲームの進度（例えば、どのステージまでゲームが進んだかを示す情報）、ゲームの場面を設定する情報（例えば、登場人物、プレーヤが獲得したポイント、アイテム等の種々のパラメータ情報）が格納される。
【００７４】
人体装着タグ２００を装着したプレーヤがマウス３０１を操作すると、送受信回路２４とコンピュータ３００との間で通信が可能となり、制御部２３は、データ格納部２２に格納されているユーザＩＤをプロセッサ３１２に送信する。プロセッサ３１２は、供給されたユーザＩＤに基づいてユーザ認証を行う。プロセッサ３１２は、認証に成功した場合には、その旨を制御部２３に通知する。制御部２３は、データ格納部２２から、ステータス情報を読み出し、プロセッサ３１２に送信する。
【００７５】
プロセッサ３１２は、受信したステータス情報に基づいて、ゲームを継続する（ステータス情報に基づいてゲームの場面を再構築し、以後、ゲームを継続する）。
【００７６】
ゲームが進行し、所定の進度、例えば、所定のセーブポイントに到達すると、プロセッサ３１２は、その時点での、ゲームのステータス情報を制御部２３に伝達する。プロセッサ３１２は、受信したステータス情報をデータ格納部２２に上書き保存する。
【００７７】
このようなセーブ方法により、ステータス情報が人体装着タグ２００に自動的に保存され、また、コンピュータ３００に自動的に提供される。従って、利用者は、煩雑なセーブ動作を行わなくてもゲームを楽しむことができる。
【００７８】
なお、複数のゲームのステータスをデータ格納部２２に格納しておくことも可能である。この場合、プロセッサ３１２は、ゲームの進行上、必要が生ずると、制御部２３に実行中のゲームのゲームＩＤを通知する。制御部２３は、通知されたゲームＩＤに対応するステータス情報をデータ格納部２２から読み出して、プロセッサ３１２に供給する。ゲームが進行し、所定の進度、例えば、所定のセーブポイントに到達すると、プロセッサ３１２は、実行中のゲームのゲームＩＤとゲームのステータス情報を制御部２３に伝達する。制御部２３は、受信したステータス情報をデータ格納部２２に保存する。
【００７９】
また、遊技媒体を使用するようなゲームなどにおいて、保有している遊技媒体の数を格納する媒体として人体装着タグ２００を使用可能である。
【００８０】
この場合、例えば、遊技媒体貸出機（コンピュータ３００）に現金を投入すると、プロセッサ３１２は、投入金額に対応する数の遊技媒体の数を示すデータを制御部２３に通知する。制御部２３は、通知された数を示すデータをデータ格納部２２に格納する。なお、データ格納部２２に既に遊技媒体数が格納されている場合には、追加数との合計数に置換してもよい。
【００８１】
ユーザが、遊技機（コンピュータ３００）で遊技を行う場合、制御部２３は、データ格納部２２に格納しているデータが示す遊技媒体数を遊技機に通知する。制御部２３は、データ格納部２２に格納されている遊技媒体数まで遊技媒体の払い出し（貸し出し）を認める。遊技機が遊技媒体を払い出すと、プロセッサ３１２はその数を制御部２３に通知し、制御部２３は、その数分だけ、データ格納部２２に格納されている遊技媒体数を減らすように更新する。
【００８２】
ユーザが、遊技機又は精算機（コンピュータ３００）に、貯玉を指示すると、遊技媒体の数がカウントされ、カウント値が制御部２３に通知される。制御部２３は、通知された遊技媒体数を、データ格納部２２に格納されている遊技媒体数に加算する。
【００８３】
（第４の使用例）
ユーザがコンピュータ３００によるデータ処理を終了した際に、データ処理の結果等をネットワーク４００上の任意の記憶装置に格納して、データ格納部２２に、記憶装置のアドレスと認証情報を格納しておき、コンピュータ３００に次回アクセスした際に、人体装着タグ２００からコンピュータ３００にアドレスと認証情報を提供して、プロセッサ３１２がそのデータを外部記憶装置から読み出し、後続のデータ処理を行うようにしてもよい。このような構成によれば、任意のコンピュータ３００で継続したデータ処理が可能となる。
【００８４】
（第５の使用例）
コンピュータ３００によるデータ処理の結果等をネットワーク４００上の記憶装置に格納し、データ格納部２２に、記憶位置のアドレスと認証情報を格納しておき、次回任意のコンピュータにアクセスした際に、人体装着タグ２００からコンピュータにアドレスと認証情報を提供し、コンピュータが提供された情報に基づいて記憶装置からデータを読み出し、後続のデータ処理を行うようにしてもよい。このような構成によれば、任意のコンピュータで継続したデータ処理が可能となる。
その他、生体装着型データ通信装置は任意の場面に応用可能である。
【００８５】
なお、生体装着型データ通信装置が収集・送信するデータの種類や、フォーマットは任意である。また、人体に限らず、生体を介してデータを送信するデータ送受信装置に本発明を広く適用可能である。
【００８６】
上記実施の形態では、送受信電極２５が絶縁体２６を介して静電（容量）結合で人体と接触する例を示したが、送受信電極２５が人体に直接触れる等してもよく、送受信される信号の種類などに応じて、電極の形態を選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る生体装着型データ通信装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す生体装着型データ通信装置の動作を説明するための図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係る人体装着タグの構成を示す図である。
【図４】図３に示す人体装着タグの電源モードの変化を説明するための図である。
【図５】心拍センサの構成例を示す図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係る人体装着タグの構成を示す図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る人体装着タグの構成を示す図である。
【図８】この発明の実施形態に係る生体装着型データ通信装置と通信を行うコンピュータの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１２ 通信部
１３ データ処理部
１４ 装着検出部
１５ 電源部
２１ 電力供給部
２１ａ 電池
２１ｂ レギュレータ
２１ｃ 電源コントローラ
２２ データ格納部
２３ 制御部
２４ 送受信回路
２５ 送受信電極
２６ 絶縁体
２７ 心拍センサ
３１ 生体装着センサ（加速度センサ、熱センサ、温度センサ）
１００ 生体装着型データ通信装置
１２１ 磁石
１２２ 弾性部材（バネ）
１２３ 基板
１２４ 開口
１２５ アンテナ（コイル）
１２６ 共振回路
１２７ 整流・平滑化回路
１２８ 回路ブロック
２００ 人体装着タグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に装着され、生体を伝達媒体として外部装置と通信を行う生体装着型データ通信装置であって、
生体を媒介として通信を行う通信部と、
前記通信部を介して外部装置との間でデータ通信を行うデータ処理部と、
このデータ通信装置が生体に装着されているか否かを判別する装着判別手段と、
電源部と、
を備え、
前記電源部は、
前記装着判別手段が生体に装着されていることを検出した場合には、前記通信部、前記データ処理部、及び前記装着判別手段に動作電力を供給し、
前記装着判別手段が生体に装着されてないことを検出した場合には、少なくとも前記通信部への電力の供給を停止又は抑制する、
ことを特徴とする生体装着型データ通信装置。
【請求項２】
前記装着判別手段は心拍センサから構成され、
前記電源部は、
前記心拍センサが生体の心拍を検出している時には、前記データ処理部及び前記通信部に電力を供給し、
前記心拍センサが生体の心拍を検出していない時には、少なくとも前記通信部への電力の供給を停止又は抑制する、
ことを特徴とする請求項１に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項３】
前記心拍センサは、
磁石と、
前記磁石が心拍による体表面の振動に共振するように支持する弾性部材と、
前記磁石の振動による磁界の変動により電磁誘導により発電するアンテナと、
前記アンテナの誘導起電力を出力する手段と、
から構成される、ことを特徴とする請求項２に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項４】
前記装着判別手段は、装着時の加速度を検出する加速度センサ、体温を検出する熱センサ又は温度センサから、構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項５】
被装着者の生体情報を収集する生体情報収集手段を備え、
前記電源部は、前記装着判別手段が非装着を検出している間、前記生体情報収集手段への電力の供給を停止又は抑圧し、
前記通信手段は、前記生体情報収集手段により収集されたデータを外部装置に送信する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項６】
コンピュータを、所定の設定状態に設定するための設定データと認証情報とを記憶する記憶手段をさらに備え、
前記データ処理部は、外部装置であるコンピュータとの通信が可能となったときに、前記認証情報を該コンピュータに送信し、認証に成功したときに、前記コンピュータが送信してくる該コンピュータのその時点での設定状態を示す設定情報を前記記憶手段にセーブし、コンピュータからの処理終了の通知に応答して、セーブしておいた設定情報を、リストアのために、前記コンピュータに送信する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項７】
データ処理の処理結果と認証情報とを記憶する記憶部を更に備え、
前記データ処理手段は、外部装置であるコンピュータとの通信が可能となったときに、前記認証情報を該コンピュータに送信し、認証に成功したときに、前記データ処理の処理結果を後続処理のために送信し、コンピュータから、処理結果を受信したときに、最新の処理結果として前記記憶部に格納する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項１】
生体に装着され、生体を伝達媒体として外部装置と通信を行う生体装着型データ通信装置であって、
生体を媒介として通信を行う通信部と、
前記通信部を介して外部装置との間でデータ通信を行うデータ処理部と、
このデータ通信装置が生体に装着されているか否かを判別する装着判別手段と、
電源部と、
を備え、
前記電源部は、
前記装着判別手段が生体に装着されていることを検出した場合には、前記通信部、前記データ処理部、及び前記装着判別手段に動作電力を供給し、
前記装着判別手段が生体に装着されてないことを検出した場合には、少なくとも前記通信部への電力の供給を停止又は抑制する、
ことを特徴とする生体装着型データ通信装置。
【請求項２】
前記装着判別手段は心拍センサから構成され、
前記電源部は、
前記心拍センサが生体の心拍を検出している時には、前記データ処理部及び前記通信部に電力を供給し、
前記心拍センサが生体の心拍を検出していない時には、少なくとも前記通信部への電力の供給を停止又は抑制する、
ことを特徴とする請求項１に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項３】
前記心拍センサは、
磁石と、
前記磁石が心拍による体表面の振動に共振するように支持する弾性部材と、
前記磁石の振動による磁界の変動により電磁誘導により発電するアンテナと、
前記アンテナの誘導起電力を出力する手段と、
から構成される、ことを特徴とする請求項２に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項４】
前記装着判別手段は、装着時の加速度を検出する加速度センサ、体温を検出する熱センサ又は温度センサから、構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項５】
被装着者の生体情報を収集する生体情報収集手段を備え、
前記電源部は、前記装着判別手段が非装着を検出している間、前記生体情報収集手段への電力の供給を停止又は抑圧し、
前記通信手段は、前記生体情報収集手段により収集されたデータを外部装置に送信する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項６】
コンピュータを、所定の設定状態に設定するための設定データと認証情報とを記憶する記憶手段をさらに備え、
前記データ処理部は、外部装置であるコンピュータとの通信が可能となったときに、前記認証情報を該コンピュータに送信し、認証に成功したときに、前記コンピュータが送信してくる該コンピュータのその時点での設定状態を示す設定情報を前記記憶手段にセーブし、コンピュータからの処理終了の通知に応答して、セーブしておいた設定情報を、リストアのために、前記コンピュータに送信する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体装着型データ通信装置。
【請求項７】
データ処理の処理結果と認証情報とを記憶する記憶部を更に備え、
前記データ処理手段は、外部装置であるコンピュータとの通信が可能となったときに、前記認証情報を該コンピュータに送信し、認証に成功したときに、前記データ処理の処理結果を後続処理のために送信し、コンピュータから、処理結果を受信したときに、最新の処理結果として前記記憶部に格納する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体装着型データ通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２４０７３０（Ｐ２００９−２４０７３０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９４３８５（Ｐ２００８−９４３８５）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３９０００１３９５）ＮＥＣシステムテクノロジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３９０００１３９５）ＮＥＣシステムテクノロジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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