計測信号を音声信号として出力するセンサ装置、システム及び変換装置
【課題】センサ装置によって検知される計測信号を端末のマイクロフォン用端子へ接続することができるセンサ装置等を提供する。
【解決手段】センサ装置は、計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ（プローブ）素子と、センサ出力信号を音声信号へ変調する第１の信号変換手段と、第１の信号変換手段から出力された音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段とを有する。特に、音声信号の電気的特性は、人間の可聴範囲内にある。
【解決手段】センサ装置は、計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ（プローブ）素子と、センサ出力信号を音声信号へ変調する第１の信号変換手段と、第１の信号変換手段から出力された音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段とを有する。特に、音声信号の電気的特性は、人間の可聴範囲内にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータの周辺機器としてのセンサ装置との接続技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、人間活動や自然活動の様々な情報を電子化し記録した情報を活用する応用ソフトウェア(ライフログなどと称される)が求められているが、様々な情報を自動的に電子化するには、主にセンサ装置によって計測し電子化される。
【０００３】
携帯電話などの携帯情報端末は、利用する人間と共に持ち歩かれることが多く、その人間自身や周囲の計測情報を記録するためのネットワーク・ゲートウェイとして期待されている。
【０００４】
しかし、センサ装置の計測結果を携帯情報端末へ取り込むには、センサ装置にデジタル回路（例.シリアルインタフェース（Bluetooth（登録商標）、USB(Universal Serial Bus)、IrDA、RS-232C等））が必要か、または、携帯情報端末自身へセンサ装置を搭載する必要があった。
【０００５】
このように、携帯情報端末へセンサ装置を搭載するか、センサ装置と携帯情報端末の両方にシリアルインタフェース等のデジタル回路を搭載する必要があったため、コスト高になるといった課題があった。
【０００６】
また、携帯情報端末は、応用アプリケーションをネットワーク上のサーバからダウンロードして実装できることが一般的である。
【０００７】
センサ装置の一例として、以下のような技術がある。
【０００８】
人の自律神経活動を計測するモニタ装置、血液処理装置及び採血装置の技術がある（例えば特許文献１参照）。生体の心拍又は脈拍を計測することによって、血圧低下、めまいや失神等の症状の発生を予測することができる。
【０００９】
脈拍検出機能を備えたヘッドフォンの技術がある（例えば特許文献２参照）。この技術によれば、音楽を聴いて運動しながら、耳たぶに挟まれたセンサ装置によって脈拍が検出される。
【００１０】
また、携帯情報端末として代表的な携帯電話機を用いて、血圧、血流量、皮膚温度等の生体情報を計測し、その人のストレス状態の変化を認識する技術がある（例えば特許文献３参照）。
【００１１】
これに対し、センサ装置によって検知された計測信号を、携帯電話機のマイクロフォン端子（アナログ端子）に入力する技術もある（例えば特許文献４参照）。携帯電話機は、ディスプレイ及びキーパッドのユーザインタフェース以外に、音声信号を入力するマイクロフォン用端子を搭載する。そこで、センサ装置は、検知した脈動及び心拍のアナログ信号をそのまま、携帯電話機のマイクロフォン用端子へ出力する。この技術によれば、携帯電話機に既に搭載されているマイクロフォン用端子を用いるために、一般家庭で簡易に血管の力学健全性を計測することができる。
【００１２】
更に、ヘッドフォンのマイクによって計測された脈音を、マイクロフォンを介して携帯機器へ転送する技術もある（例えば非特許文献１参照）。この技術は、対象者の嘘発見に用いられる。その対象者に対して質問がなされると共に、その対象者の脈音から心拍数を計測することによって、その嘘を発見する。人は嘘をつくことによって体が緊張状態になり、交感神経が働くために、上昇した心拍数によって嘘を発見する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２６１７７７号公報
【特許文献２】特開２００８−１６１４２９号公報
【特許文献３】特開２００３−１５３９０５号公報
【特許文献４】特開２００８−７３０８８号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】「FEYNMAN、iPhone3G向け嘘発見器アプリ「True or Lie」の販売を開始」、２００９年１月６日、[online]、［平成２１年５月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://journal.mycom.co.jp/news/2009/01/06/052/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
計測対象が生体又は環境である場合、センサ装置によって検知される計測信号は、例えば電圧の変化で表されるアナログ信号である。しかしながら、このアナログ信号は、センサ装置によっては可聴周波数帯域に収まるとは限らない。特許文献４及び非特許文献１に記載された技術によれば、センサ装置によって検知されたアナログ信号をそのまま、端末のマイクロフォン用端子に出力している。
【００１６】
計測信号には、脈拍変動のような脈動信号（時系列的に変化する脈動信号）である場合と、体温のような直流的信号（時系列に変化する直流的な信号）である場合とがある。
【００１７】
計測信号が脈動的信号である場合、計測信号を「振幅変調」し、音声搬送波に乗せることができる。これにより、脈拍変動の成分である脈拍や脈の強さを伝達することができる。脈動的信号には、例えば、脈拍計又は回転数計からの出力がある。
【００１８】
一方で、計測信号が直流的信号である場合、計測信号を「周波数変調」又は「パルス幅変調」等をすることで音声搬送波に乗せることができる。この変換の際に、基準値や測定値範囲を合わせるとより測定精度を高めることができる。直流的信号には、例えば、温度計又は湿度計からの出力がある。
【００１９】
そこで、本発明は、センサ装置によって検知される計測信号が、携帯情報端末のマイクロフォン用端子へ音声信号として出力することができるセンサ装置と、そのセンサ装置から出力される音声信号をソフトウェア処理し計測結果を得る端末と、それらを組み合わせたシステムと、センサ出力信号を音声信号へ変換する変換装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明のセンサ装置によれば、
計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ素子と、
センサ出力信号を音声信号へ変換する第１の信号変換手段と、
第１の信号変換手段から出力された音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段と
を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明のセンサ素子における実施形態によれば、音声信号の電気的特性は、人間の可聴範囲内にあることも好ましい。一般的な携帯情報端末が搭載するマイクロフォン端子へ入力するために、そのマイクロフォン端子の電気的特性と一致させるためである。
【００２２】
本発明のセンサ素子における他の実施形態によれば、第１の信号変換手段は、センサ出力信号を、周波数変調、パルス幅変調、パルス振幅変調、パルス密度変調、パルス位置変調、パルス符号変換又は振幅変調によって変換することも好ましい。
【００２３】
本発明のセンサ素子における他の実施形態によれば、
複数のセンサ素子を搭載し、複数種類の計測信号が出力され、
複数の第１の信号変換手段を有し、計測信号毎に音声信号に変換し、
複数の音声信号を、周波数分割、時分割又は切替によって多重化し、その多重化音声信号を音声出力インタフェース手段へ出力する音声信号多重化手段を更に有することも好ましい。
【００２４】
本発明によれば、前述したセンサ装置に接続される端末であって、
センサ装置の音声出力インタフェース手段に、ケーブルを介して接続される音声入力インタフェース手段と、
音声入力インタフェース手段から出力された音声信号を、デジタル音声信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
センサ出力信号に対して計測信号の物理量を対応付けた信号変換テーブルと、
変換されたデジタル音声信号を復調し、そのセンサ出力信号から、信号変換テーブルを用いて、計測信号の物理量を導出する第２の信号変換手段と、
計測信号の物理量によってアプリケーション処理を実行するアプリケーション処理手段と
を有することを特徴とする。信号変換テーブルは、センサ素子の出力特性をソフトウェア的に表したものである。
【００２５】
本発明によれば、前述したセンサ装置と、前述した端末とを有するシステムであって、
センサ装置のセンサ素子は、計測対象として人の脈拍を計測するものであり、
センサ装置は、人の耳に装着可能であって、通話の受話信号を発声するスピーカと通話の送話信号を入力するマイクとを有するヘッドセットに搭載され、
端末は、携帯電話機であって、
端末の音声入力インタフェース手段は、携帯電話機のマイクロフォンジャックであり、
センサ装置の音声出力インタフェース手段と、端末の音声入力インタフェース手段とは、マイクロフォンケーブルによって接続され、
センサ装置は、携帯電話機の通話を開始する際に、マイクロフォンケーブルに、送話信号を出力するか、又は、センサ素子に基づく音声信号を出力するかを切り替える切替手段を更に有することも好ましい。
【００２６】
本発明によれば、前述したセンサ装置と、前述した端末とを有するシステムであって、
センサ装置は、音声信号としてセンサ装置を端末が識別するためのプロファイル信号を含めるべく、音声出力インタフェース手段へプロファイル信号を出力するプロファイル信号出力手段を更に有し、
端末は、その機能によりアナログ/デジタル変換された音声信号からプロファイル信号を抽出するプロファイル信号抽出手段を更に有し、
端末のアプリケーション処理手段は、プロファイル信号に応じて起動するアプリケーションを切り替えることも好ましい。
【００２７】
本発明のシステムにおける他の実施形態によれば、
端末からネットワークを介して接続されるセンサアプリケーションサーバを更に有し、
プロファイル信号は、センサ装置の識別子であり、
端末は、
センサアプリケーションサーバへ、プロファイル信号を送信するプロファイル信号送信手段と、
センサアプリケーションサーバから、アプリケーション処理手段によって起動すべきアプリケーションプログラムを受信するアプリケーション受信手段と
を有し、
センサアプリケーションサーバは、
プロファイル信号に応じたアプリケーションプログラムを蓄積するアプリケーション蓄積手段と、
端末から受信したプロファイル信号に応じてアプリケーション蓄積手段を検索し、検索されたアプリケーションプログラムを端末へ送信するアプリケーション検索手段と
を有することも好ましい。
【００２８】
本発明によれば、計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ素子と、音声入力インタフェース手段を有する端末と、の間に接続される変換装置であって、
センサ素子から前記センサ出力信号を入力する計測信号入力インタフェース手段と、
センサ出力信号を音声信号へ変換する第１の信号変換手段と、
第１の信号変換手段から出力された音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段と
を有することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、前述した変換装置に接続される端末であって、
変換装置の音声出力インタフェース手段に、ケーブルを介して接続される音声入力インタフェース手段と、
音声入力インタフェース手段から出力された音声信号を、デジタル音声信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
センサ出力信号に対して計測信号の物理量を対応付けた信号変換テーブルと、
変換されたデジタル音声信号を復調し、そのセンサ出力信号から、信号変換テーブルを用いて、計測信号の物理量を導出する第２の信号変換手段と、
計測信号の物理量によってアプリケーション処理を実行するアプリケーション処理手段と
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のセンサ装置、端末、システム及び変換装置によれば、センサ装置によって計測された計測信号を、携帯情報端末のマイクロフォン用端子へ音声信号として出力することができ、端末に実装されたプログラムによって計測された物理量を得ることができ、計測情報サーバへ計測した物理量を蓄積し更に高度な応用アプリケーションプログラムに利用することができる。また、センサ装置から出力されるプロファイル信号によって、端末に実装されたプログラムによってセンサ装置に対応したアプリケーションプログラムをセンサアプリケーションサーバからダウンロードし実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明におけるシステム構成図である。
【図２】本発明におけるセンサ装置及び携帯電話機の基本的な機能構成図である。
【図３】本発明における信号変換の説明図である。
【図４】計測情報サーバ及びセンサアプリケーションサーバを用いる携帯電話機の機能構成図である。
【図５】ヘッドセットに搭載されたセンサ装置の機能構成図である。
【図６】本発明における変換装置の機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明におけるシステム構成図である。
【００３４】
図１のシステムによれば、センサ装置１は、センサ素子（センサプローブとも称される）１０１を搭載し、人に装着されている。また、センサ装置１は、ケーブルを介して端末（携帯電話機）２に接続されている。ケーブルは、端末２のマイクロフォン用端子に接続される。尚、以下では、端末は、代表的な携帯電話機として説明するが、勿論、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)又はパーソナルコンピュータであってもよい。また、センサ装置は、人に装着されないような別のセンサ装置（例えば自転車のタイヤの回転計センサなど）であってもよい。
【００３５】
一般に、マイクロフォン用端子は、機器毎の回路特性に応じて、音声信号に対応する電気的特性で歪や増減衰などが生じる。しかしながら、可聴範囲内の周波数については、可聴周波数の中心域ほど原音声信号の周波数を忠実に再現できる性能を有しているのが一般的である。従って、センサ出力信号を可聴範囲内の周波数特性の音声信号に変換することによって、その計測信号の物理量を、端末へ伝達することができる。
【００３６】
図１によれば、センサ装置１に搭載されたセンサ素子１０１は、計測対象の物理量を計測する。センサ素子の出力は、センサ素子の出力特性曲線に基づいて、計測された物理量と関係している。計測対象は、例えば人の生体情報であって、センサ装置１は、人の手又は耳等に装着されるとする。勿論、センサ装置１は、例えば赤外線センサのように、計測対象に直接的に装着しないものであってもよい。
【００３７】
携帯電話機２は、音声信号（アナログ信号）を入力するアナログ端子を有する。アナログ端子は、例えば既存のマイクロフォン端子である。
【００３８】
また、携帯電話機２は、通信インタフェースを有し、ネットワーク（例えば携帯電話網及びインターネットなど）を介して、計測情報サーバ３及びセンサアプリケーションサーバ４と通信することができる。
【００３９】
計測情報サーバ３は、センサ装置１によって検知された計測情報を、携帯電話機２から受信し且つ蓄積することができる。センサ装置１毎の計測情報を蓄積することによって、利用者毎に、計測情報を管理することができる。
【００４０】
センサアプリケーションサーバ４は、携帯電話機２で実行可能なアプリケーションプログラムと、そのアプリケーションプログラムをダウンロードするためのアプリケーションプログラムに関連する情報とを蓄積する。これによって、携帯電話機２は、センサ装置に応じた、異なるアプリケーションプログラムをダウンロードすることができる。
【００４１】
図２は、本発明におけるセンサ装置及び携帯電話機の基本的な機能構成図である。
【００４２】
センサ装置１は、基本的な構成として、音声出力インタフェース部１００と、センサ素子１０１と、第１の信号変換部１０２と、搬送波出力部１０３と、多重化部１０４とを有する。また、付加的な実施形態として、プロファイル信号出力部１０５も有する。
【００４３】
センサ素子１０１は、検知した計測信号をセンサ素子の出力特性に基づいて電気的信号へ変換したセンサ出力信号を出力する。センサ出力信号は、バッファアンプを介して第１の信号変換部１０２へ出力される。バッファアンプを介することにより、微弱電流を増幅することや、次段の回路の入力に対する電気的特性を合わせることができる。センサ装置１には、複数のセンサ素子１０１が搭載されていてもよく、その場合、複数種類の計測信号毎に、第１の信号変換部１０２と、搬送波出力部１０３とが備えられる。
【００４４】
第１の信号変換部１０２は、センサ素子１０１から出力されたセンサ出力信号を音声信号に変換する。は、搬送波出力部１０３から出力される搬送波を用いて、音声信号に変調される。この音声信号は、人間の可聴範囲内に収まる周波数特性を有する。そして、音声信号は、多重化部１０４へ出力される。
【００４５】
プロファイル信号出力部１０５は、当該センサ装置１のプロファイル信号を、多重化部１０４へ出力する。プロファイル信号とは、当該センサ装置１を識別するための信号であって、例えば計測信号の種別や、当該センサ装置の識別子ＩＤ(IDentifier)を特定する。
【００４６】
プロファイル信号自体は、数秒間の音声信号であって、録音した音声を再生することによっても実現できる。勿論、モールス信号的なパルス符号信号でもよいし、特定の周波数のトーン信号の組み合わせでもよいし、それら信号の組み合わせであってもよい。また、プロファイル信号の始まりを示す一定のプリフィックス信号を含むことも好ましい。
【００４７】
また、プロファイル信号で特定されるプロファイル情報は、センサ装置を識別するための「センサＩＤ」のみでもよい。また、プロファイル情報は、例えば「計測信号の種別」、「メーカＩＤ」、「製品ＩＤ」及び／又は「製品のバージョン」を含むことも好ましい。
【００４８】
多重化部１０４は、プロファイル信号を出力中には音声信号を抑制したり、複数の音声信号をミキシングする。又は、音声信号とプロファイル信号とを、切り替えずに周波数分割又は時分割によって多重化してもよい。尚、周波数分割の場合、共鳴の影響を受けないように、周波数の倍数に重ならないように搬送波出力部１０３の周波数をずらすことも好ましい。多重化された音声信号は、バッファアンプを介して、音声出力インタフェース部１００へ出力される。
【００４９】
音声出力インタフェース部１００は、多重化部１０４から出力された音声信号を、ケーブルを介して携帯電話機２へ出力する。
【００５０】
携帯電話機２は、音声入力インタフェース部２００と、アプリケーション処理部２０１と、第２の信号変換部２０２と、Ａ／Ｄ変換部２０３と、逆多重化部２０４と、プロファイル信号抽出部２０５とを有する。アプリケーション処理部２０１と、第２の信号変換部２０２と、プロファイル信号抽出部２０５とは、携帯電話機に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによっても実現できる。
【００５１】
音声入力インタフェース部２００は、センサ装置１からケーブルを介して、センサ装置１から出力された音声信号を入力する。音声入力インタフェース部２００は、例えば、携帯電話機のマイクロフォン端子（ジャック）である。その音声信号は、Ａ／Ｄ変換部２０３へ出力される。
【００５２】
Ａ／Ｄ変換部２０３は、アナログ音声信号をデジタル音声信号へ変換する。入力された音声信号をソフトウェアで処理するためである。変換されたデジタル音声信号は、逆多重化部２０４へ出力される。
【００５３】
逆多重化部２０４は、センサ装置１の多重化部１０４に対する逆多重化処理を実行することによって多重化前の音声信号を取り出し、対応するそれぞれの第２の信号変換部２０２へ出力される。
【００５４】
第２の信号変換部２０２は、Ａ／Ｄ変換部２０３から出力されたデジタル音声信号を、ソフトウェア処理によってセンサ装置１の第１の信号変換部とは逆変換処理を実行し、センサ出力信号を取り出す。次に、信号変換テーブルを用いて、センサ出力信号から計測信号の物理量が導出される。信号変換テーブルは、センサ出力信号と、計測信号の物理量とを対応付けた表又は関数である。その計測信号の物理量は、アプリケーション処理部２０１へ出力される。
【００５５】
図３は、本発明における信号変換の説明図である。
【００５６】
センサ装置１の第１の信号変換部１０２は、センサ素子１０１からセンサ出力信号を入力する。第１の信号変換部１０２は、時間経過に応じたセンサ出力信号を、周波数変調、パルス幅変調、パルス振幅変調、パルス密度変調、パルス位置変調、パルス符号変換又は振幅変調の何れかによって音声信号に変換する。その音声信号は、人間の可聴範囲内に収まる周波数とすることも好ましい。
【００５７】
携帯電話機２のＡ／Ｄ変換部２０３は、アナログ音声信号をデジタル音声信号へ変換する。入力されたアナログ音声信号をソフトウェア処理するためである。変換されたデジタル音声信号は、第２の信号変換部２０２へ出力される。
【００５８】
第２の信号変換部２０２は、時間経過に応じたデジタル音声信号を入力する。また、第２の信号変換部２０２は、デジタル音声信号に対する計測信号の物理量を記録した信号変換テーブルを予め有する。第２の信号変換部２０２は、デジタル音声信号をソフトウェアによって復調し、そのセンサ出力信号を取り出す。次に、第２の信号変換部２０２は、信号変換テーブルを用いて、時間経過に応じた計測信号の物理量を導出する。計測信号の物理量とは、例えば、ある時刻におけるセンサが計測した物理量を数値で表した値である。
【００５９】
図４は、計測情報サーバ及びセンサアプリケーションサーバを用いる携帯電話機の機能構成図である。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換部２０３によってデジタル化された音声信号は、逆多重化部２０４によって判定され、プロファイル信号については、プロファイル信号抽出部２０５へ出力する。
【００６１】
プロファイル信号抽出部２０５は、プロファイル信号を解析し、センサ装置１におけるプロファイル情報を抽出する。そのプロファイル情報は、アプリケーション処理部２０１へ出力される。
【００６２】
アプリケーション処理部２０１は、センサ装置１のプロファイル信号を処理する。ここで、プロファイル情報に基づいて、センサ装置１に対応したアプリケーションプログラムが選択され、例えば自動的に起動することもできるし、ユーザに選択させて実行することもできる。
【００６３】
センサ装置１に対応するアプリケーションプログラムが携帯情報端末に実装されていない場合、携帯情報端末は、センサアプリケーションサーバからアプリケーションプログラムの一覧をダウンロードすることもできる。この一覧をディスプレイに表示し、ユーザが欲するアプリケーションプログラムを選択させダウンロードさせることもできる。
【００６４】
尚、センサアプリケーションサーバ４は、センサ装置のプロファイル情報に対応したアプリケーションプログラム及びその関連情報（センサ情報テーブル・アプリケーション情報テーブルのこと）を蓄積している。これらのアプリケーションプログラムは、センサ装置の販売者・製造者等によるアプリケーション提供者によってセンサアプリケーションサーバに予め登録されている。センサアプリケーションサーバ４は、受信したプロファイル情報に応じて、アプリケーションプログラムを検索する。
【００６５】
センサアプリケーションサーバ４は、アプリケーションプログラムの他に、センサ情報テーブルと、アプリケーション情報テーブルとを有するものであってもよい。センサ情報テーブルは、例えば「センサＩＤ」「製品名」「センサ説明」及び「提供者」を含む。また、アプリケーション情報テーブルは、例えば「アプリケーションＩＤ」「アプリケーション名」「アプリケーション説明」「提供者」を含む。両テーブルを用いることによって、携帯電話機２から受信したセンサＩＤによって、センサ情報及びアプリケーション情報を検索することができる。
【００６６】
そして、検索されたアプリケーションプログラムは、インターネット及び携帯電話網等を介して、携帯電話機２へ送信される。
【００６７】
図５は、ヘッドセットに搭載されたセンサ装置の機能構成図である。
【００６８】
図５のセンサ装置は、ヘッドセットに搭載され、人の耳に装着可能である。このセンサ装置は、図２と比較して、スイッチ１１１と、切替部１１２と、通話の受話信号を発声するスピーカ１１３と、通話の送話信号を入力するマイク１１４とを更に有する。また、そのセンサ装置に対応する携帯電話機２は、通話機能部２１３を有すると共に、切替部２１２を更に有する。
【００６９】
利用者によるスイッチ１１１の押下によって、切替部１１２は、ケーブルに、マイク１１４からの送話信号を出力するか、又は、多重化部１０４から出力される音声信号を出力するかを切り替える。この操作は、携帯電話機２で通話を開始する際に有効である。センサ装置１における生体情報の計測中に、携帯電話機２が着呼した場合、利用者によるスイッチ１１１の押下によって、マイク１１４の送話信号を携帯電話機２へ出力することができる。
【００７０】
センサ装置１の音声インタフェース部１１０は、携帯電話機２から受話信号を入力する入力端子と、携帯電話機２へ送話信号又は音声信号を出力する出力端子とを有する。これに対して、携帯電話機２の音声インタフェース２１０は、センサ装置１へ受話信号を出力するイヤホン端子と、センサ装置２から送話信号又は音声信号を入力するマイク端子とを有する。
【００７１】
図６は、本発明における変換装置の機能構成図である。
【００７２】
図６によれば、ケーブルの間に備えられた変換装置５を介して、センサ装置１と携帯電話機２とが接続されている。図６の変換装置は、図２と比較して、センサ素子１０１の部分が、センサ装置１に接続される計測信号入力インタフェース部５０１に置き換えられている。
【００７３】
変換装置が、携帯情報端末のマイクロフォン接続規格に対応することによって、種々のセンサ素子（プローブ）を携帯情報端末に繋ぎ込むことができる。
【００７４】
以上、詳細に説明したように、本発明のセンサ装置、端末、システム及び変換装置によれば、センサ装置を携帯情報端末のマイクロフォン用端子へ接続することができる。
【００７５】
前述した本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００７６】
１ センサ装置
１００ 音声出力インタフェース部
１０１ センサ素子
１０２ 第１の信号変換部
１０３ 搬送波出力部
１０４ 多重化部
１０５ プロファイル信号出力部
１１０ 音声インタフェース部
１１１ スイッチ
１１２ 切替部
１１３ ヘッドセットのスピーカ
１１４ ヘッドセットのマイク
２ 携帯電話機（端末）
２００ 音声入力インタフェース部
２０１ アプリケーション処理部
２０２ 第２の信号変換部
２０３ Ａ／Ｄ変換部
２０４ 逆多重化部
２０５ プロファイル信号抽出部
２０６ 計測情報送信部
２０７ プロファイル送信部
２０８ アプリケーション受信部
２０９ 通信インタフェース部
２１０ 音声インタフェース部
２１２ 切替部
２１３ 通話機能部
３ 計測情報サーバ
４ センサアプリケーションサーバ
５ 変換装置
５００ 音声出力インタフェース部
５０１ 計測信号入力インタフェース部
５０２ 第１の信号変換部
５０３ 搬送波出力部
５０４ 多重化部
５０５ プロファイル信号出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータの周辺機器としてのセンサ装置との接続技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、人間活動や自然活動の様々な情報を電子化し記録した情報を活用する応用ソフトウェア(ライフログなどと称される)が求められているが、様々な情報を自動的に電子化するには、主にセンサ装置によって計測し電子化される。
【０００３】
携帯電話などの携帯情報端末は、利用する人間と共に持ち歩かれることが多く、その人間自身や周囲の計測情報を記録するためのネットワーク・ゲートウェイとして期待されている。
【０００４】
しかし、センサ装置の計測結果を携帯情報端末へ取り込むには、センサ装置にデジタル回路（例.シリアルインタフェース（Bluetooth（登録商標）、USB(Universal Serial Bus)、IrDA、RS-232C等））が必要か、または、携帯情報端末自身へセンサ装置を搭載する必要があった。
【０００５】
このように、携帯情報端末へセンサ装置を搭載するか、センサ装置と携帯情報端末の両方にシリアルインタフェース等のデジタル回路を搭載する必要があったため、コスト高になるといった課題があった。
【０００６】
また、携帯情報端末は、応用アプリケーションをネットワーク上のサーバからダウンロードして実装できることが一般的である。
【０００７】
センサ装置の一例として、以下のような技術がある。
【０００８】
人の自律神経活動を計測するモニタ装置、血液処理装置及び採血装置の技術がある（例えば特許文献１参照）。生体の心拍又は脈拍を計測することによって、血圧低下、めまいや失神等の症状の発生を予測することができる。
【０００９】
脈拍検出機能を備えたヘッドフォンの技術がある（例えば特許文献２参照）。この技術によれば、音楽を聴いて運動しながら、耳たぶに挟まれたセンサ装置によって脈拍が検出される。
【００１０】
また、携帯情報端末として代表的な携帯電話機を用いて、血圧、血流量、皮膚温度等の生体情報を計測し、その人のストレス状態の変化を認識する技術がある（例えば特許文献３参照）。
【００１１】
これに対し、センサ装置によって検知された計測信号を、携帯電話機のマイクロフォン端子（アナログ端子）に入力する技術もある（例えば特許文献４参照）。携帯電話機は、ディスプレイ及びキーパッドのユーザインタフェース以外に、音声信号を入力するマイクロフォン用端子を搭載する。そこで、センサ装置は、検知した脈動及び心拍のアナログ信号をそのまま、携帯電話機のマイクロフォン用端子へ出力する。この技術によれば、携帯電話機に既に搭載されているマイクロフォン用端子を用いるために、一般家庭で簡易に血管の力学健全性を計測することができる。
【００１２】
更に、ヘッドフォンのマイクによって計測された脈音を、マイクロフォンを介して携帯機器へ転送する技術もある（例えば非特許文献１参照）。この技術は、対象者の嘘発見に用いられる。その対象者に対して質問がなされると共に、その対象者の脈音から心拍数を計測することによって、その嘘を発見する。人は嘘をつくことによって体が緊張状態になり、交感神経が働くために、上昇した心拍数によって嘘を発見する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２６１７７７号公報
【特許文献２】特開２００８−１６１４２９号公報
【特許文献３】特開２００３−１５３９０５号公報
【特許文献４】特開２００８−７３０８８号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】「FEYNMAN、iPhone3G向け嘘発見器アプリ「True or Lie」の販売を開始」、２００９年１月６日、[online]、［平成２１年５月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://journal.mycom.co.jp/news/2009/01/06/052/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
計測対象が生体又は環境である場合、センサ装置によって検知される計測信号は、例えば電圧の変化で表されるアナログ信号である。しかしながら、このアナログ信号は、センサ装置によっては可聴周波数帯域に収まるとは限らない。特許文献４及び非特許文献１に記載された技術によれば、センサ装置によって検知されたアナログ信号をそのまま、端末のマイクロフォン用端子に出力している。
【００１６】
計測信号には、脈拍変動のような脈動信号（時系列的に変化する脈動信号）である場合と、体温のような直流的信号（時系列に変化する直流的な信号）である場合とがある。
【００１７】
計測信号が脈動的信号である場合、計測信号を「振幅変調」し、音声搬送波に乗せることができる。これにより、脈拍変動の成分である脈拍や脈の強さを伝達することができる。脈動的信号には、例えば、脈拍計又は回転数計からの出力がある。
【００１８】
一方で、計測信号が直流的信号である場合、計測信号を「周波数変調」又は「パルス幅変調」等をすることで音声搬送波に乗せることができる。この変換の際に、基準値や測定値範囲を合わせるとより測定精度を高めることができる。直流的信号には、例えば、温度計又は湿度計からの出力がある。
【００１９】
そこで、本発明は、センサ装置によって検知される計測信号が、携帯情報端末のマイクロフォン用端子へ音声信号として出力することができるセンサ装置と、そのセンサ装置から出力される音声信号をソフトウェア処理し計測結果を得る端末と、それらを組み合わせたシステムと、センサ出力信号を音声信号へ変換する変換装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明のセンサ装置によれば、
計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ素子と、
センサ出力信号を音声信号へ変換する第１の信号変換手段と、
第１の信号変換手段から出力された音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段と
を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明のセンサ素子における実施形態によれば、音声信号の電気的特性は、人間の可聴範囲内にあることも好ましい。一般的な携帯情報端末が搭載するマイクロフォン端子へ入力するために、そのマイクロフォン端子の電気的特性と一致させるためである。
【００２２】
本発明のセンサ素子における他の実施形態によれば、第１の信号変換手段は、センサ出力信号を、周波数変調、パルス幅変調、パルス振幅変調、パルス密度変調、パルス位置変調、パルス符号変換又は振幅変調によって変換することも好ましい。
【００２３】
本発明のセンサ素子における他の実施形態によれば、
複数のセンサ素子を搭載し、複数種類の計測信号が出力され、
複数の第１の信号変換手段を有し、計測信号毎に音声信号に変換し、
複数の音声信号を、周波数分割、時分割又は切替によって多重化し、その多重化音声信号を音声出力インタフェース手段へ出力する音声信号多重化手段を更に有することも好ましい。
【００２４】
本発明によれば、前述したセンサ装置に接続される端末であって、
センサ装置の音声出力インタフェース手段に、ケーブルを介して接続される音声入力インタフェース手段と、
音声入力インタフェース手段から出力された音声信号を、デジタル音声信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
センサ出力信号に対して計測信号の物理量を対応付けた信号変換テーブルと、
変換されたデジタル音声信号を復調し、そのセンサ出力信号から、信号変換テーブルを用いて、計測信号の物理量を導出する第２の信号変換手段と、
計測信号の物理量によってアプリケーション処理を実行するアプリケーション処理手段と
を有することを特徴とする。信号変換テーブルは、センサ素子の出力特性をソフトウェア的に表したものである。
【００２５】
本発明によれば、前述したセンサ装置と、前述した端末とを有するシステムであって、
センサ装置のセンサ素子は、計測対象として人の脈拍を計測するものであり、
センサ装置は、人の耳に装着可能であって、通話の受話信号を発声するスピーカと通話の送話信号を入力するマイクとを有するヘッドセットに搭載され、
端末は、携帯電話機であって、
端末の音声入力インタフェース手段は、携帯電話機のマイクロフォンジャックであり、
センサ装置の音声出力インタフェース手段と、端末の音声入力インタフェース手段とは、マイクロフォンケーブルによって接続され、
センサ装置は、携帯電話機の通話を開始する際に、マイクロフォンケーブルに、送話信号を出力するか、又は、センサ素子に基づく音声信号を出力するかを切り替える切替手段を更に有することも好ましい。
【００２６】
本発明によれば、前述したセンサ装置と、前述した端末とを有するシステムであって、
センサ装置は、音声信号としてセンサ装置を端末が識別するためのプロファイル信号を含めるべく、音声出力インタフェース手段へプロファイル信号を出力するプロファイル信号出力手段を更に有し、
端末は、その機能によりアナログ/デジタル変換された音声信号からプロファイル信号を抽出するプロファイル信号抽出手段を更に有し、
端末のアプリケーション処理手段は、プロファイル信号に応じて起動するアプリケーションを切り替えることも好ましい。
【００２７】
本発明のシステムにおける他の実施形態によれば、
端末からネットワークを介して接続されるセンサアプリケーションサーバを更に有し、
プロファイル信号は、センサ装置の識別子であり、
端末は、
センサアプリケーションサーバへ、プロファイル信号を送信するプロファイル信号送信手段と、
センサアプリケーションサーバから、アプリケーション処理手段によって起動すべきアプリケーションプログラムを受信するアプリケーション受信手段と
を有し、
センサアプリケーションサーバは、
プロファイル信号に応じたアプリケーションプログラムを蓄積するアプリケーション蓄積手段と、
端末から受信したプロファイル信号に応じてアプリケーション蓄積手段を検索し、検索されたアプリケーションプログラムを端末へ送信するアプリケーション検索手段と
を有することも好ましい。
【００２８】
本発明によれば、計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ素子と、音声入力インタフェース手段を有する端末と、の間に接続される変換装置であって、
センサ素子から前記センサ出力信号を入力する計測信号入力インタフェース手段と、
センサ出力信号を音声信号へ変換する第１の信号変換手段と、
第１の信号変換手段から出力された音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段と
を有することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、前述した変換装置に接続される端末であって、
変換装置の音声出力インタフェース手段に、ケーブルを介して接続される音声入力インタフェース手段と、
音声入力インタフェース手段から出力された音声信号を、デジタル音声信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
センサ出力信号に対して計測信号の物理量を対応付けた信号変換テーブルと、
変換されたデジタル音声信号を復調し、そのセンサ出力信号から、信号変換テーブルを用いて、計測信号の物理量を導出する第２の信号変換手段と、
計測信号の物理量によってアプリケーション処理を実行するアプリケーション処理手段と
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のセンサ装置、端末、システム及び変換装置によれば、センサ装置によって計測された計測信号を、携帯情報端末のマイクロフォン用端子へ音声信号として出力することができ、端末に実装されたプログラムによって計測された物理量を得ることができ、計測情報サーバへ計測した物理量を蓄積し更に高度な応用アプリケーションプログラムに利用することができる。また、センサ装置から出力されるプロファイル信号によって、端末に実装されたプログラムによってセンサ装置に対応したアプリケーションプログラムをセンサアプリケーションサーバからダウンロードし実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明におけるシステム構成図である。
【図２】本発明におけるセンサ装置及び携帯電話機の基本的な機能構成図である。
【図３】本発明における信号変換の説明図である。
【図４】計測情報サーバ及びセンサアプリケーションサーバを用いる携帯電話機の機能構成図である。
【図５】ヘッドセットに搭載されたセンサ装置の機能構成図である。
【図６】本発明における変換装置の機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明におけるシステム構成図である。
【００３４】
図１のシステムによれば、センサ装置１は、センサ素子（センサプローブとも称される）１０１を搭載し、人に装着されている。また、センサ装置１は、ケーブルを介して端末（携帯電話機）２に接続されている。ケーブルは、端末２のマイクロフォン用端子に接続される。尚、以下では、端末は、代表的な携帯電話機として説明するが、勿論、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)又はパーソナルコンピュータであってもよい。また、センサ装置は、人に装着されないような別のセンサ装置（例えば自転車のタイヤの回転計センサなど）であってもよい。
【００３５】
一般に、マイクロフォン用端子は、機器毎の回路特性に応じて、音声信号に対応する電気的特性で歪や増減衰などが生じる。しかしながら、可聴範囲内の周波数については、可聴周波数の中心域ほど原音声信号の周波数を忠実に再現できる性能を有しているのが一般的である。従って、センサ出力信号を可聴範囲内の周波数特性の音声信号に変換することによって、その計測信号の物理量を、端末へ伝達することができる。
【００３６】
図１によれば、センサ装置１に搭載されたセンサ素子１０１は、計測対象の物理量を計測する。センサ素子の出力は、センサ素子の出力特性曲線に基づいて、計測された物理量と関係している。計測対象は、例えば人の生体情報であって、センサ装置１は、人の手又は耳等に装着されるとする。勿論、センサ装置１は、例えば赤外線センサのように、計測対象に直接的に装着しないものであってもよい。
【００３７】
携帯電話機２は、音声信号（アナログ信号）を入力するアナログ端子を有する。アナログ端子は、例えば既存のマイクロフォン端子である。
【００３８】
また、携帯電話機２は、通信インタフェースを有し、ネットワーク（例えば携帯電話網及びインターネットなど）を介して、計測情報サーバ３及びセンサアプリケーションサーバ４と通信することができる。
【００３９】
計測情報サーバ３は、センサ装置１によって検知された計測情報を、携帯電話機２から受信し且つ蓄積することができる。センサ装置１毎の計測情報を蓄積することによって、利用者毎に、計測情報を管理することができる。
【００４０】
センサアプリケーションサーバ４は、携帯電話機２で実行可能なアプリケーションプログラムと、そのアプリケーションプログラムをダウンロードするためのアプリケーションプログラムに関連する情報とを蓄積する。これによって、携帯電話機２は、センサ装置に応じた、異なるアプリケーションプログラムをダウンロードすることができる。
【００４１】
図２は、本発明におけるセンサ装置及び携帯電話機の基本的な機能構成図である。
【００４２】
センサ装置１は、基本的な構成として、音声出力インタフェース部１００と、センサ素子１０１と、第１の信号変換部１０２と、搬送波出力部１０３と、多重化部１０４とを有する。また、付加的な実施形態として、プロファイル信号出力部１０５も有する。
【００４３】
センサ素子１０１は、検知した計測信号をセンサ素子の出力特性に基づいて電気的信号へ変換したセンサ出力信号を出力する。センサ出力信号は、バッファアンプを介して第１の信号変換部１０２へ出力される。バッファアンプを介することにより、微弱電流を増幅することや、次段の回路の入力に対する電気的特性を合わせることができる。センサ装置１には、複数のセンサ素子１０１が搭載されていてもよく、その場合、複数種類の計測信号毎に、第１の信号変換部１０２と、搬送波出力部１０３とが備えられる。
【００４４】
第１の信号変換部１０２は、センサ素子１０１から出力されたセンサ出力信号を音声信号に変換する。は、搬送波出力部１０３から出力される搬送波を用いて、音声信号に変調される。この音声信号は、人間の可聴範囲内に収まる周波数特性を有する。そして、音声信号は、多重化部１０４へ出力される。
【００４５】
プロファイル信号出力部１０５は、当該センサ装置１のプロファイル信号を、多重化部１０４へ出力する。プロファイル信号とは、当該センサ装置１を識別するための信号であって、例えば計測信号の種別や、当該センサ装置の識別子ＩＤ(IDentifier)を特定する。
【００４６】
プロファイル信号自体は、数秒間の音声信号であって、録音した音声を再生することによっても実現できる。勿論、モールス信号的なパルス符号信号でもよいし、特定の周波数のトーン信号の組み合わせでもよいし、それら信号の組み合わせであってもよい。また、プロファイル信号の始まりを示す一定のプリフィックス信号を含むことも好ましい。
【００４７】
また、プロファイル信号で特定されるプロファイル情報は、センサ装置を識別するための「センサＩＤ」のみでもよい。また、プロファイル情報は、例えば「計測信号の種別」、「メーカＩＤ」、「製品ＩＤ」及び／又は「製品のバージョン」を含むことも好ましい。
【００４８】
多重化部１０４は、プロファイル信号を出力中には音声信号を抑制したり、複数の音声信号をミキシングする。又は、音声信号とプロファイル信号とを、切り替えずに周波数分割又は時分割によって多重化してもよい。尚、周波数分割の場合、共鳴の影響を受けないように、周波数の倍数に重ならないように搬送波出力部１０３の周波数をずらすことも好ましい。多重化された音声信号は、バッファアンプを介して、音声出力インタフェース部１００へ出力される。
【００４９】
音声出力インタフェース部１００は、多重化部１０４から出力された音声信号を、ケーブルを介して携帯電話機２へ出力する。
【００５０】
携帯電話機２は、音声入力インタフェース部２００と、アプリケーション処理部２０１と、第２の信号変換部２０２と、Ａ／Ｄ変換部２０３と、逆多重化部２０４と、プロファイル信号抽出部２０５とを有する。アプリケーション処理部２０１と、第２の信号変換部２０２と、プロファイル信号抽出部２０５とは、携帯電話機に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによっても実現できる。
【００５１】
音声入力インタフェース部２００は、センサ装置１からケーブルを介して、センサ装置１から出力された音声信号を入力する。音声入力インタフェース部２００は、例えば、携帯電話機のマイクロフォン端子（ジャック）である。その音声信号は、Ａ／Ｄ変換部２０３へ出力される。
【００５２】
Ａ／Ｄ変換部２０３は、アナログ音声信号をデジタル音声信号へ変換する。入力された音声信号をソフトウェアで処理するためである。変換されたデジタル音声信号は、逆多重化部２０４へ出力される。
【００５３】
逆多重化部２０４は、センサ装置１の多重化部１０４に対する逆多重化処理を実行することによって多重化前の音声信号を取り出し、対応するそれぞれの第２の信号変換部２０２へ出力される。
【００５４】
第２の信号変換部２０２は、Ａ／Ｄ変換部２０３から出力されたデジタル音声信号を、ソフトウェア処理によってセンサ装置１の第１の信号変換部とは逆変換処理を実行し、センサ出力信号を取り出す。次に、信号変換テーブルを用いて、センサ出力信号から計測信号の物理量が導出される。信号変換テーブルは、センサ出力信号と、計測信号の物理量とを対応付けた表又は関数である。その計測信号の物理量は、アプリケーション処理部２０１へ出力される。
【００５５】
図３は、本発明における信号変換の説明図である。
【００５６】
センサ装置１の第１の信号変換部１０２は、センサ素子１０１からセンサ出力信号を入力する。第１の信号変換部１０２は、時間経過に応じたセンサ出力信号を、周波数変調、パルス幅変調、パルス振幅変調、パルス密度変調、パルス位置変調、パルス符号変換又は振幅変調の何れかによって音声信号に変換する。その音声信号は、人間の可聴範囲内に収まる周波数とすることも好ましい。
【００５７】
携帯電話機２のＡ／Ｄ変換部２０３は、アナログ音声信号をデジタル音声信号へ変換する。入力されたアナログ音声信号をソフトウェア処理するためである。変換されたデジタル音声信号は、第２の信号変換部２０２へ出力される。
【００５８】
第２の信号変換部２０２は、時間経過に応じたデジタル音声信号を入力する。また、第２の信号変換部２０２は、デジタル音声信号に対する計測信号の物理量を記録した信号変換テーブルを予め有する。第２の信号変換部２０２は、デジタル音声信号をソフトウェアによって復調し、そのセンサ出力信号を取り出す。次に、第２の信号変換部２０２は、信号変換テーブルを用いて、時間経過に応じた計測信号の物理量を導出する。計測信号の物理量とは、例えば、ある時刻におけるセンサが計測した物理量を数値で表した値である。
【００５９】
図４は、計測情報サーバ及びセンサアプリケーションサーバを用いる携帯電話機の機能構成図である。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換部２０３によってデジタル化された音声信号は、逆多重化部２０４によって判定され、プロファイル信号については、プロファイル信号抽出部２０５へ出力する。
【００６１】
プロファイル信号抽出部２０５は、プロファイル信号を解析し、センサ装置１におけるプロファイル情報を抽出する。そのプロファイル情報は、アプリケーション処理部２０１へ出力される。
【００６２】
アプリケーション処理部２０１は、センサ装置１のプロファイル信号を処理する。ここで、プロファイル情報に基づいて、センサ装置１に対応したアプリケーションプログラムが選択され、例えば自動的に起動することもできるし、ユーザに選択させて実行することもできる。
【００６３】
センサ装置１に対応するアプリケーションプログラムが携帯情報端末に実装されていない場合、携帯情報端末は、センサアプリケーションサーバからアプリケーションプログラムの一覧をダウンロードすることもできる。この一覧をディスプレイに表示し、ユーザが欲するアプリケーションプログラムを選択させダウンロードさせることもできる。
【００６４】
尚、センサアプリケーションサーバ４は、センサ装置のプロファイル情報に対応したアプリケーションプログラム及びその関連情報（センサ情報テーブル・アプリケーション情報テーブルのこと）を蓄積している。これらのアプリケーションプログラムは、センサ装置の販売者・製造者等によるアプリケーション提供者によってセンサアプリケーションサーバに予め登録されている。センサアプリケーションサーバ４は、受信したプロファイル情報に応じて、アプリケーションプログラムを検索する。
【００６５】
センサアプリケーションサーバ４は、アプリケーションプログラムの他に、センサ情報テーブルと、アプリケーション情報テーブルとを有するものであってもよい。センサ情報テーブルは、例えば「センサＩＤ」「製品名」「センサ説明」及び「提供者」を含む。また、アプリケーション情報テーブルは、例えば「アプリケーションＩＤ」「アプリケーション名」「アプリケーション説明」「提供者」を含む。両テーブルを用いることによって、携帯電話機２から受信したセンサＩＤによって、センサ情報及びアプリケーション情報を検索することができる。
【００６６】
そして、検索されたアプリケーションプログラムは、インターネット及び携帯電話網等を介して、携帯電話機２へ送信される。
【００６７】
図５は、ヘッドセットに搭載されたセンサ装置の機能構成図である。
【００６８】
図５のセンサ装置は、ヘッドセットに搭載され、人の耳に装着可能である。このセンサ装置は、図２と比較して、スイッチ１１１と、切替部１１２と、通話の受話信号を発声するスピーカ１１３と、通話の送話信号を入力するマイク１１４とを更に有する。また、そのセンサ装置に対応する携帯電話機２は、通話機能部２１３を有すると共に、切替部２１２を更に有する。
【００６９】
利用者によるスイッチ１１１の押下によって、切替部１１２は、ケーブルに、マイク１１４からの送話信号を出力するか、又は、多重化部１０４から出力される音声信号を出力するかを切り替える。この操作は、携帯電話機２で通話を開始する際に有効である。センサ装置１における生体情報の計測中に、携帯電話機２が着呼した場合、利用者によるスイッチ１１１の押下によって、マイク１１４の送話信号を携帯電話機２へ出力することができる。
【００７０】
センサ装置１の音声インタフェース部１１０は、携帯電話機２から受話信号を入力する入力端子と、携帯電話機２へ送話信号又は音声信号を出力する出力端子とを有する。これに対して、携帯電話機２の音声インタフェース２１０は、センサ装置１へ受話信号を出力するイヤホン端子と、センサ装置２から送話信号又は音声信号を入力するマイク端子とを有する。
【００７１】
図６は、本発明における変換装置の機能構成図である。
【００７２】
図６によれば、ケーブルの間に備えられた変換装置５を介して、センサ装置１と携帯電話機２とが接続されている。図６の変換装置は、図２と比較して、センサ素子１０１の部分が、センサ装置１に接続される計測信号入力インタフェース部５０１に置き換えられている。
【００７３】
変換装置が、携帯情報端末のマイクロフォン接続規格に対応することによって、種々のセンサ素子（プローブ）を携帯情報端末に繋ぎ込むことができる。
【００７４】
以上、詳細に説明したように、本発明のセンサ装置、端末、システム及び変換装置によれば、センサ装置を携帯情報端末のマイクロフォン用端子へ接続することができる。
【００７５】
前述した本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００７６】
１ センサ装置
１００ 音声出力インタフェース部
１０１ センサ素子
１０２ 第１の信号変換部
１０３ 搬送波出力部
１０４ 多重化部
１０５ プロファイル信号出力部
１１０ 音声インタフェース部
１１１ スイッチ
１１２ 切替部
１１３ ヘッドセットのスピーカ
１１４ ヘッドセットのマイク
２ 携帯電話機（端末）
２００ 音声入力インタフェース部
２０１ アプリケーション処理部
２０２ 第２の信号変換部
２０３ Ａ／Ｄ変換部
２０４ 逆多重化部
２０５ プロファイル信号抽出部
２０６ 計測情報送信部
２０７ プロファイル送信部
２０８ アプリケーション受信部
２０９ 通信インタフェース部
２１０ 音声インタフェース部
２１２ 切替部
２１３ 通話機能部
３ 計測情報サーバ
４ センサアプリケーションサーバ
５ 変換装置
５００ 音声出力インタフェース部
５０１ 計測信号入力インタフェース部
５０２ 第１の信号変換部
５０３ 搬送波出力部
５０４ 多重化部
５０５ プロファイル信号出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ素子と、
前記センサ出力信号を音声信号へ変調する第１の信号変換手段と、
第１の信号変換手段から出力された前記音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段と
を有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記音声信号の電気的特性は、人間の可聴範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
第１の信号変換手段は、前記センサ出力信号を、周波数変調、パルス幅変調、パルス振幅変調、パルス密度変調、パルス位置変調、パルス符号変換又は振幅変調によって変換することを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
複数の前記センサ素子を搭載し、複数種類のセンサ出力信号が出力され、
複数の第１の信号変換手段を有し、前記センサ出力信号毎に音声信号に変換し、
複数の前記音声信号を、周波数分割、時分割又は切替によって多重化し、その多重化音声信号を前記音声出力インタフェース手段へ出力する音声信号多重化手段を更に有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ装置に接続される端末であって、
前記センサ装置の前記音声出力インタフェース手段に、ケーブルを介して接続される音声入力インタフェース手段と、
前記音声入力インタフェース手段から出力された前記音声信号を、デジタル音声信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
センサ出力信号に対して計測信号の物理量を対応付けた信号変換テーブルと、
変換されたデジタル音声信号を復調し、そのセンサ出力信号から、前記信号変換テーブルを用いて、計測信号の物理量を導出する第２の信号変換手段と、
前記計測信号の物理量によってアプリケーション処理を実行するアプリケーション処理手段と
を有することを特徴とする端末。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ装置と、請求項５に記載の端末とを有するシステムであって、
前記センサ装置の前記センサ素子は、計測対象として人の生体情報を計測するものであり、
前記センサ装置は、人の耳に装着可能であって、通話の受話信号を発声するスピーカと通話の送話信号を入力するマイクとを有するヘッドセットに搭載され、
前記端末は、携帯電話機であって、
前記端末の前記音声入力インタフェース手段は、前記携帯電話機のマイクロフォンジャックであり、
前記センサ装置の前記音声出力インタフェース手段と、前記端末の前記音声入力インタフェース手段とは、マイクロフォンケーブルによって接続され、
前記センサ装置は、前記携帯電話機の通話を開始する際に、前記マイクロフォンケーブルに、前記送話信号を出力するか、又は、前記センサ素子に基づく前記音声信号を出力するかを切り替える切替手段を更に有することを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ装置と、請求項５に記載の端末とを有するシステムであって、
前記センサ装置は、前記音声信号にプロファイル信号を含めるべく、前記音声出力インタフェース手段へ前記プロファイル信号を出力するプロファイル信号出力手段を更に有し、
前記端末は、前記デジタル音声信号から前記プロファイル信号を抽出するプロファイル信号抽出手段を更に有し、
前記端末の前記アプリケーション処理手段は、前記プロファイル信号に応じて起動するアプリケーションを切り替える
ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記端末からネットワークを介して接続されるセンサアプリケーションサーバを更に有し、
前記プロファイル信号は、前記センサ装置の識別子であり、
前記端末は、
前記センサアプリケーションサーバへ、前記プロファイル信号を送信するプロファイル信号送信手段と、
前記センサアプリケーションサーバから、前記アプリケーション処理手段によって起動すべきアプリケーションプログラムを受信するアプリケーション受信手段と
を有し、
前記センサアプリケーションサーバは、
前記プロファイル信号に応じたアプリケーションプログラムを蓄積するアプリケーション蓄積手段と、
前記端末から受信したプロファイル信号に応じて前記アプリケーション蓄積手段を検索し、検索されたアプリケーションプログラムを前記端末へ送信するアプリケーション検索手段と
を有することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ素子と、音声入力インタフェース手段を有する端末と、の間に接続される変換装置であって、
前記センサ素子から前記センサ出力信号を入力する計測信号入力インタフェース手段と、
前記センサ出力信号を音声信号へ変換する第１の信号変換手段と、
第１の信号変換手段から出力された前記音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段と
を有することを特徴とする変換装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の前記変換装置に接続される端末であって、
前記変換装置の前記音声出力インタフェース手段に、ケーブルを介して接続される音声入力インタフェース手段と、
前記音声入力インタフェース手段から出力された前記音声信号を、デジタル音声信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
センサ出力信号に対して計測信号の物理量を対応付けた信号変換テーブルと、
変換されたデジタル音声信号を復調し、そのセンサ出力信号から、前記信号変換テーブルを用いて、計測信号の物理量を導出する第２の信号変換手段と、
前記計測信号の物理量によってアプリケーション処理を実行するアプリケーション処理手段と
を有することを特徴とする端末。
【請求項１】
計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ素子と、
前記センサ出力信号を音声信号へ変調する第１の信号変換手段と、
第１の信号変換手段から出力された前記音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段と
を有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記音声信号の電気的特性は、人間の可聴範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
第１の信号変換手段は、前記センサ出力信号を、周波数変調、パルス幅変調、パルス振幅変調、パルス密度変調、パルス位置変調、パルス符号変換又は振幅変調によって変換することを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
複数の前記センサ素子を搭載し、複数種類のセンサ出力信号が出力され、
複数の第１の信号変換手段を有し、前記センサ出力信号毎に音声信号に変換し、
複数の前記音声信号を、周波数分割、時分割又は切替によって多重化し、その多重化音声信号を前記音声出力インタフェース手段へ出力する音声信号多重化手段を更に有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ装置に接続される端末であって、
前記センサ装置の前記音声出力インタフェース手段に、ケーブルを介して接続される音声入力インタフェース手段と、
前記音声入力インタフェース手段から出力された前記音声信号を、デジタル音声信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
センサ出力信号に対して計測信号の物理量を対応付けた信号変換テーブルと、
変換されたデジタル音声信号を復調し、そのセンサ出力信号から、前記信号変換テーブルを用いて、計測信号の物理量を導出する第２の信号変換手段と、
前記計測信号の物理量によってアプリケーション処理を実行するアプリケーション処理手段と
を有することを特徴とする端末。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ装置と、請求項５に記載の端末とを有するシステムであって、
前記センサ装置の前記センサ素子は、計測対象として人の生体情報を計測するものであり、
前記センサ装置は、人の耳に装着可能であって、通話の受話信号を発声するスピーカと通話の送話信号を入力するマイクとを有するヘッドセットに搭載され、
前記端末は、携帯電話機であって、
前記端末の前記音声入力インタフェース手段は、前記携帯電話機のマイクロフォンジャックであり、
前記センサ装置の前記音声出力インタフェース手段と、前記端末の前記音声入力インタフェース手段とは、マイクロフォンケーブルによって接続され、
前記センサ装置は、前記携帯電話機の通話を開始する際に、前記マイクロフォンケーブルに、前記送話信号を出力するか、又は、前記センサ素子に基づく前記音声信号を出力するかを切り替える切替手段を更に有することを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ装置と、請求項５に記載の端末とを有するシステムであって、
前記センサ装置は、前記音声信号にプロファイル信号を含めるべく、前記音声出力インタフェース手段へ前記プロファイル信号を出力するプロファイル信号出力手段を更に有し、
前記端末は、前記デジタル音声信号から前記プロファイル信号を抽出するプロファイル信号抽出手段を更に有し、
前記端末の前記アプリケーション処理手段は、前記プロファイル信号に応じて起動するアプリケーションを切り替える
ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記端末からネットワークを介して接続されるセンサアプリケーションサーバを更に有し、
前記プロファイル信号は、前記センサ装置の識別子であり、
前記端末は、
前記センサアプリケーションサーバへ、前記プロファイル信号を送信するプロファイル信号送信手段と、
前記センサアプリケーションサーバから、前記アプリケーション処理手段によって起動すべきアプリケーションプログラムを受信するアプリケーション受信手段と
を有し、
前記センサアプリケーションサーバは、
前記プロファイル信号に応じたアプリケーションプログラムを蓄積するアプリケーション蓄積手段と、
前記端末から受信したプロファイル信号に応じて前記アプリケーション蓄積手段を検索し、検索されたアプリケーションプログラムを前記端末へ送信するアプリケーション検索手段と
を有することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
計測対象を計測し、当該素子の出力特性に基づくセンサ出力信号を出力するセンサ素子と、音声入力インタフェース手段を有する端末と、の間に接続される変換装置であって、
前記センサ素子から前記センサ出力信号を入力する計測信号入力インタフェース手段と、
前記センサ出力信号を音声信号へ変換する第１の信号変換手段と、
第１の信号変換手段から出力された前記音声信号を、外部装置へ出力する音声出力インタフェース手段と
を有することを特徴とする変換装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の前記変換装置に接続される端末であって、
前記変換装置の前記音声出力インタフェース手段に、ケーブルを介して接続される音声入力インタフェース手段と、
前記音声入力インタフェース手段から出力された前記音声信号を、デジタル音声信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
センサ出力信号に対して計測信号の物理量を対応付けた信号変換テーブルと、
変換されたデジタル音声信号を復調し、そのセンサ出力信号から、前記信号変換テーブルを用いて、計測信号の物理量を導出する第２の信号変換手段と、
前記計測信号の物理量によってアプリケーション処理を実行するアプリケーション処理手段と
を有することを特徴とする端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２７９４９８（Ｐ２０１０−２７９４９８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３４２９２（Ｐ２００９−１３４２９２）
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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