JP2005192699A - Information transmitter and information transmitting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人体に装着され、他の情報処理装置に情報を伝送する情報伝送装置及び情報伝送システムに関する。 The present invention relates to an information transmission apparatus and an information transmission system that are worn on a human body and transmit information to another information processing apparatus.
近年、人体に装着した状態で使用される情報伝送装置(ウェアラブル機器)が普及してきている(例えば、特許文献1参照。)。例えば、腕時計型のウェアラブル機器を用いて、登録された者のみの入室を許可する入室管理等が行われている。 In recent years, information transmission devices (wearable devices) that are used while worn on a human body have become widespread (see, for example, Patent Document 1). For example, using a wristwatch-type wearable device, entry management for permitting entry of only registered persons is performed.
従来、ウェアラブル機器が他の機器との通信を開始する場合、ウェアラブル機器上に設けられたボタンを押下する等の指示操作を行う必要があり、この操作は煩わしい作業であった。ウェアラブル機器は、人間にそれを身につけていることを特に意識させずに機能することが望ましい。 Conventionally, when a wearable device starts communication with another device, it is necessary to perform an instruction operation such as pressing a button provided on the wearable device, which is a troublesome operation. It is desirable for wearable devices to function without being particularly aware that humans are wearing them.
そこで、ウェアラブル機器から一定の時間間隔で通信開始を示す信号を出力し、その信号に対する返答があるときのみ、通信を行うという方法が行われている。この場合、通信を開始するための特別な指示操作を必要としないため、人間に煩わしさを感じさせない利点がある。
しかし、上記の方法においては、ウェアラブル機器が通信開始を示す信号をサイクリックに絶えず出力しているので、本来の通信動作を行っていないときにも電力を消費していた。ウェアラブル機器は人体に装着されるため、常時外部から電力を供給することが困難であり、省電力化を図ることが重要である。 However, in the above method, since the wearable device continuously outputs a signal indicating the start of communication, power is consumed even when the original communication operation is not performed. Since the wearable device is worn on the human body, it is difficult to always supply power from the outside, and it is important to save power.
本発明は上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、人体に装着され他の情報処理装置に情報を伝送する情報伝送装置において、省電力化を図ることを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an object of the present invention is to save power in an information transmission apparatus that is worn on a human body and transmits information to another information processing apparatus.
請求項1に記載の発明は、人体に装着され他の情報処理装置に情報を伝送する情報伝送装置において、当該情報伝送装置が装着された人体の運動に起因する過渡的な物理量変化を検出して検出信号を出力する運動変化検出手段と、前記運動変化検出手段からの検出信号に基づいて、当該情報伝送装置の電源供給手段を起動させる制御手段と、前記電源供給手段からの電源の供給を受けて前記他の情報処理装置に対する通信開始信号を出力する通信手段と、を備えたことを特徴としている。 According to the first aspect of the present invention, in an information transmission device that is worn on a human body and transmits information to another information processing device, a transitional physical quantity change caused by the movement of the human body on which the information transmission device is worn is detected. A movement change detecting means for outputting a detection signal in response to the detection signal from the movement change detecting means, a control means for activating a power supply means of the information transmission device, and a power supply from the power supply means. And a communication means for receiving and outputting a communication start signal for the other information processing apparatus.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の情報伝送装置において、前記運動変化検出手段は、当該情報伝送装置が装着された人体周辺の静電容量の変化を検出することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the information transmission device according to the first aspect, the movement change detecting means detects a change in capacitance around a human body on which the information transmission device is mounted. Yes.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の情報伝送装置において、前記運動変化検出手段は、所定の間隔をおいて人体に電気的に接触する一対の電極と、この一対の電極によって得られる静電容量の変化に対応して検出信号を生ずる検出回路とを含むことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the information transmission device according to the second aspect, the movement change detecting means includes a pair of electrodes that are in electrical contact with the human body at a predetermined interval, and the pair of electrodes. And a detection circuit that generates a detection signal in response to a change in the obtained capacitance.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の情報伝送装置において、前記運動変化検出手段は、人体に電気的に接触する電極と、この電極と接地電位との間の静電容量の変化に対応して検出信号を生ずる検出回路とを含むことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the information transmission device according to the second aspect, the movement change detecting means includes an electrode that is in electrical contact with the human body and a capacitance between the electrode and the ground potential. And a detection circuit for generating a detection signal in response to the change.
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の情報伝送装置において、前記運動変化検出手段は、当該情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動の変化を検出することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the information transmission device according to the first aspect, the movement change detecting means detects a change in movement or vibration of a muscle of a human body on which the information transmission device is mounted. It is said.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の情報伝送装置において、前記運動変化検出手段は、当該情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動に伴って抵抗値が変化するよう配置されたひずみゲージと、このひずみゲージの抵抗値変化に対応して検出信号を生ずる検出回路とを含むことを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the information transmission device according to the fifth aspect, the movement change detecting means changes its resistance value in accordance with the movement or vibration of the muscle of the human body on which the information transmission device is mounted. And a detection circuit that generates a detection signal in response to a change in the resistance value of the strain gauge.
請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の情報伝送装置において、前記運動変化検出手段は、当該情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動に伴って出力電圧が変化するよう配置された圧電素子と、この圧電素子の出力電圧の変化に対応して検出信号を生ずる検出回路とを含むことを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the information transmission device according to the fifth aspect, the movement change detecting means changes an output voltage in accordance with a movement or vibration of a muscle of a human body on which the information transmission device is mounted. And a detection circuit that generates a detection signal in response to a change in the output voltage of the piezoelectric element.
請求項8に記載の発明は、人体に装着された情報伝送装置から他の情報処理装置に情報を伝送する情報伝送システムにおいて、前記情報伝送装置は、当該情報伝送装置が装着された人体の運動に起因する過渡的な物理量変化を検出して検出信号を出力する運動変化検出手段と、前記運動変化検出手段からの検出信号に基づいて、当該情報伝送装置の電源供給手段を起動させる制御手段と、前記電源供給手段からの電源の供給を受けて前記他の情報処理装置に対する通信開始信号を出力する通信手段と、を備えたことを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an information transmission system for transmitting information from an information transmission device worn on a human body to another information processing device, wherein the information transmission device is a motion of a human body on which the information transmission device is worn. A motion change detecting means for detecting a transitional physical quantity change caused by the output and outputting a detection signal; and a control means for starting the power supply means of the information transmission device based on the detection signal from the motion change detecting means; And a communication means for receiving a supply of power from the power supply means and outputting a communication start signal to the other information processing apparatus.
請求項1に記載の発明によれば、情報伝送装置が装着された人体の運動に起因する過渡的な物理量変化を検出して検出信号を出力し、この検出信号に基づいて、情報伝送装置の電源供給手段を起動させ、電源供給手段からの電源の供給を受けて他の情報処理装置に対する通信開始信号を出力するので、通信動作を行っていないときの電力消費を抑制することができ、省電力化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, a transitional physical quantity change caused by the movement of the human body on which the information transmission apparatus is mounted is detected and a detection signal is output. Based on the detection signal, the information transmission apparatus Since the power supply means is activated and the power supply from the power supply means is received and a communication start signal is output to another information processing apparatus, power consumption when the communication operation is not performed can be suppressed. Electricity can be achieved.
請求項2に記載の発明によれば、情報伝送装置が装着された人体周辺の静電容量の変化を検出して検出信号を出力し、この検出信号に基づいて、情報伝送装置の電源供給手段を起動させ、電源供給手段からの電源の供給を受けて他の情報処理装置に対する通信開始信号を出力するので、通信動作を行っていないときの電力消費を抑制することができ、省電力化を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, a change in electrostatic capacitance around the human body on which the information transmission device is mounted is detected and a detection signal is output. Based on this detection signal, the power supply means of the information transmission device Is activated and outputs a communication start signal to another information processing apparatus in response to the supply of power from the power supply means, so that power consumption when communication operation is not performed can be suppressed, and power saving can be achieved. Can be planned.
請求項3に記載の発明によれば、所定の間隔をおいて人体に電気的に接触する一対の電極によって得られる静電容量の変化に対応して検出信号を出力することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to output a detection signal corresponding to a change in capacitance obtained by a pair of electrodes that are in electrical contact with the human body at a predetermined interval.
請求項4に記載の発明によれば、人体に電気的に接触する電極と接地電位との間の静電容量の変化に対応して検出信号を出力することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to output a detection signal corresponding to a change in capacitance between the electrode that is in electrical contact with the human body and the ground potential.
請求項5に記載の発明によれば、情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動の変化を検出して検出信号を出力し、この検出信号に基づいて、情報伝送装置の電源供給手段を起動させ、電源供給手段からの電源の供給を受けて他の情報処理装置に対する通信開始信号を出力するので、通信動作を行っていないときの電力消費を抑制することができ、省電力化を図ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, a change in the motion or vibration of the human body to which the information transmission device is mounted is detected and a detection signal is output, and the power supply of the information transmission device is based on the detection signal. Starting the means and receiving the supply of power from the power supply means and outputting a communication start signal to another information processing apparatus, it is possible to suppress power consumption when communication operation is not performed, and to save power Can be achieved.
請求項6に記載の発明によれば、情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動に伴って抵抗値が変化するよう配置されたひずみゲージの抵抗値変化に対応して検出信号を出力することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the detection signal is generated in response to a change in the resistance value of the strain gauge arranged so that the resistance value changes in accordance with the movement or vibration of the muscle of the human body on which the information transmission device is mounted. Can be output.
請求項7に記載の発明によれば、情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動に伴って出力電圧が変化するよう配置された圧電素子の出力電圧の変化に対応して検出信号を出力することができる。 According to the seventh aspect of the invention, the detection signal corresponding to the change in the output voltage of the piezoelectric element arranged so that the output voltage changes in accordance with the movement or vibration of the muscle of the human body on which the information transmission device is mounted. Can be output.
請求項8に記載の発明によれば、情報伝送装置が装着された人体の運動に起因する過渡的な物理量変化を検出して検出信号を出力し、この検出信号に基づいて、情報伝送装置の電源供給手段を起動させ、電源供給手段からの電源の供給を受けて他の情報処理装置に対する通信開始信号を出力するので、通信動作を行っていないときの電力消費を抑制することができ、省電力化を図ることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, a transitional physical quantity change caused by the movement of the human body on which the information transmission device is mounted is detected and a detection signal is output. Based on the detection signal, the information transmission device Since the power supply means is activated and the power supply from the power supply means is received and a communication start signal is output to another information processing apparatus, power consumption when the communication operation is not performed can be suppressed. Electricity can be achieved.
[第1の実施の形態]
まず、図1〜図4を参照して、本発明の第1の実施の形態における情報伝送システム1を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図1は、第1の実施の形態の情報伝送システム1を示す概略図である。
図1に示すように、情報伝送システム1は、情報伝送装置2と、情報処理装置3と、から構成され、情報伝送装置2から情報処理装置3へ目的に応じた情報を伝送する。
[First Embodiment]
First, an information transmission system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an information transmission system 1 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the information transmission system 1 includes an
図1に示すように、情報伝送装置2は人体に装着可能に構成されており、ここでは、腕時計型(バンド装着型)の情報伝送装置2を例にして説明する。情報伝送装置2には、腕時計としての機能が備えられていてもよい。情報伝送装置2は、本体部21とセンサ22とが信号線23により接続されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に、情報伝送装置2の機能的構成を示す。
図2に示すように、情報伝送装置2は、CPU(Central Processing Unit)24、情報処理部25、通信部26、電源27、センサ22を備えて構成される。
FIG. 2 shows a functional configuration of the
As illustrated in FIG. 2, the
CPU24は、情報伝送装置2の各部を統括的に制御する。CPU24は、図示しないROM(Read Only Memory)に記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムを図示しないRAM(Random Access Memory)のワークエリアに展開し、上記プログラムとの協働によって各種処理を実行し、その処理結果をRAMの所定の領域に格納する。
The
情報処理部25は、CPU24の制御下において、情報伝送装置2の目的に応じた情報処理を行う。
The
通信部26は、情報伝送装置2の目的に応じて、情報処理装置3とデータの送受信を行う。通信方法については、無線によって空中を経路として通信を行うこととしてもよいし、人体を伝送路として通信を行うこととしてもよい。
The
電源27は、電池又は充電電池により構成され、各部に電力を供給する。
The
図3は、センサ22のブロック図である。図3に示すように、センサ22は、物理量検出部221、物理量/電気信号変換部222、比較部223を備える。
FIG. 3 is a block diagram of the
物理量検出部221は、情報伝送装置2が装着された人物の運動に起因する過渡的な物理量変化を検出する。物理量/電気信号変換部222は、物理量検出部221により検出された物理量を電気信号に変換する。比較部223は、コンパレータにより構成され、物理量/電気信号変換部222により変換された電気信号値と、予め定められている閾値とを比較して、電気信号値が閾値以上(又は閾値以下)である場合に、CPU24に検出信号を出力する。
The physical
第1の実施の形態においては、物理量として静電容量の変化を検出する場合について説明する。情報伝送装置2を装着した人体をセンサ22の回路の一部に用い、静電容量の変化に基づいて、通信を開始する。人体周辺の静電容量は、人体が別の物体(本人以外の人体も含む。)に触れた場合に、特に大きく変化する。別の物体は、絶縁体であっても金属であってもよい。ここでは人体の各部のうち手が別の物体に触れる場合について説明するので、図1に示すように、静電容量の変化を検出しやすいよう、なるべく手に近い位置にセンサ22を設置することが好ましい。
In the first embodiment, a case will be described in which a change in capacitance is detected as a physical quantity. The human body wearing the
図4に、物理量検出部221及び物理量/電気信号変換部222として機能する静電容量変化検出回路4の回路構成を示す。電源27から電力を供給され、ある周波数の交流信号を生成する交流信号源41により、交流電圧einを得る。図4に示すようなブリッジ回路において、各抵抗の抵抗値をR1,R2,R3,R4、コンデンサの静電容量をC1,C2、交流電圧einの角周波数をωとすると、各辺のインピーダンスZ1,Z2,Z3,Z4は、
Z1=R1+1/jωC1
Z2=R2+1/jωC2
Z3=R3
Z4=R4
となる。
FIG. 4 shows a circuit configuration of the capacitance change detection circuit 4 that functions as the physical
Z 1 = R 1 + 1 / jωC 1
Z 2 = R 2 + 1 / jωC 2
Z 3 = R 3
Z 4 = R 4
It becomes.
図4に示すように、金属電極42,43が所定の間隔をおいてセンサ22の人体(腕)に接触する面に設けられており、人体を利用して静電容量C1のコンデンサが構成される。また、静電容量C2のコンデンサは、可変容量コンデンサ(バリコン)、可変容量ダイオード(バリキャップ)により構成される。
As shown in FIG. 4, the
人体(手)が何にも触れていないときにZ1Z3=Z2Z4になるように、各辺のインピーダンスを設定しておく。ただし、人体を回路に用いるため、静電容量は人体が別の物体に触れていないときでも周囲の環境によって常に微小変化している。したがって、完全にZ1Z3とZ2Z4とを一致させることは難しいため、おおよそZ1Z3≒Z2Z4に設定しておけばよい。この場合、Z1Z3≠Z2Z4となり、出力電圧Vout≠0となるが、人体が別の物体に触れた場合における出力と比較して、十分小さな電圧であり、比較部223の閾値電圧を調整することにより対応することができる。 The impedance of each side is set so that Z 1 Z 3 = Z 2 Z 4 when the human body (hand) is not touching anything. However, since the human body is used in a circuit, the capacitance always changes slightly depending on the surrounding environment even when the human body is not touching another object. Therefore, since it is difficult to completely match Z 1 Z 3 and Z 2 Z 4 , it is sufficient to set approximately Z 1 Z 3 ≈Z 2 Z 4 . In this case, Z 1 Z 3 ≠ Z 2 Z 4 and the output voltage V out ≠ 0. However, the voltage is sufficiently smaller than the output when the human body touches another object. This can be dealt with by adjusting the threshold voltage.
手が別の物体に触れていない場合、静電容量変化検出回路4は、Z1Z3=Z2Z4であって、ブリッジ回路は平衡状態となり、出力電圧Vout=0である。 When the hand is not touching another object, the capacitance change detection circuit 4 is Z 1 Z 3 = Z 2 Z 4 , the bridge circuit is in an equilibrium state, and the output voltage V out = 0.
そして、情報伝送装置2を装着した人が手で別の物体に触れると、静電容量C1が変化し、ブリッジ回路の平衡が崩れ、出力電圧Vout≠0となる。
When a person wearing the
比較部223は、この出力電圧Voutと、予め定められている閾値とを比較し、出力電圧Voutが閾値以上である場合には、検出信号として‘1’をCPU24に出力する。出力電圧Voutが閾値未満である場合には、‘0’をCPU24に出力する。
The
CPU24は、センサ22の比較部223により出力された値が‘1’である場合に、電源27からの電力を情報処理部25や通信部26へ供給させ、通信部26から情報処理装置3に対する通信開始信号を出力させる。そして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信が開始される。
When the value output from the
なお、抵抗値R1,R2は通常、簡単のために同じ値を用いるが、平衡をとることが可能であれば、それぞれ別々の値を用いてもよい。 The resistance values R 1 and R 2 are usually the same for simplicity, but different values may be used as long as they can be balanced.
また、Z3,Z4についても、説明を簡単にするため、純抵抗とするが、場合によっては、容量性インピーダンス、誘導性インピーダンスを用いてもよい。 In addition, Z 3 and Z 4 are also pure resistances for simplicity of explanation, but capacitive impedance and inductive impedance may be used depending on circumstances.
また、周囲の環境によっては、静電容量の変化が小さい場合があるが、これについては高周波の電源(信号源)を用いることにより、対応可能である。 Depending on the surrounding environment, the change in capacitance may be small, but this can be dealt with by using a high-frequency power source (signal source).
情報処理装置3は、データの送受信を行う通信部、データを記憶する記憶部、それらを制御する制御部等を備え、情報伝送装置2とデータ通信を行う。
The
第1の実施の形態の情報伝送システム1によれば、情報伝送装置2が装着された人体が別の物体に接触したことによる人体周辺の静電容量の変化を検出し、静電容量の変化が検出された場合に、情報伝送装置2から情報処理装置3に対して通信開始信号を出力するので、人体が別の物体に接触したことをきっかけとして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信を開始することができる。したがって、通信動作を行っていないときの電力消費を抑制することができ、省電力化を図ることができる。
According to the information transmission system 1 of the first embodiment, a change in electrostatic capacitance around a human body due to the human body on which the
例えば、この情報伝送システム1を、登録された者のみの入室を許可する入室管理システムに応用する場合には、情報伝送装置2を装着した登録者が入り口のドアノブ又は専用のボタンに触れることにより、情報伝送装置2とドア付近の情報処理装置3との通信が行われ、正式な登録者であることを確認後、ドアが開かれることとすればよい。これにより、情報伝送装置2から絶えず通信を開始するための信号を出力する必要がなく、また、情報伝送装置2側に通信開始用ボタンを設ける必要もない。
For example, when the information transmission system 1 is applied to an entrance management system that allows only registered persons to enter the room, the registrant wearing the
なお、第1の実施の形態では、人体が別の物体に触れる部分を手とし、手から腕付近に装着される情報伝送装置2について説明したが、センサ22の装着位置はこれに限定されず、足付近やその他の位置であってもよい。
In the first embodiment, the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態における情報伝送システムは、物理量の検出に用いる回路構成が異なるのみで、他の部分は第1の実施の形態の情報伝送システム1と同様であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、図示及び説明を省略する。以下、第2の実施の形態に特徴的な構成について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The information transmission system according to the second embodiment is different from the information transmission system 1 according to the first embodiment except that the circuit configuration used for detecting the physical quantity is different and the other parts are the same. Are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted. Hereinafter, a characteristic configuration of the second embodiment will be described.
第2の実施の形態においても、人体が別の物体に触れる部分を手とし、手が別の物体に接触したことによる静電容量の変化を検出する場合について説明する。 Also in the second embodiment, a case will be described in which a part where a human body touches another object is a hand, and a change in capacitance due to the hand touching another object is detected.
図5に、物理量検出部221及び物理量/電気信号変換部222として機能する静電容量変化検出回路5の回路構成を示す。
FIG. 5 shows a circuit configuration of the capacitance
金属電極51は、情報伝送装置2を装着した人体と電気的に接触している。これにより、金属電極51と接地電位(グラウンド)との間に人体がコンデンサとして挿入されたことになる。手が別の物体に触れていない場合、金属電極51とグラウンドの間の静電容量は、人体の静電容量のみである。ここで、人が手で何か別の物体に触れると、さらに別の物体の静電容量が挿入されることになる。
The
図5に示すように、方形波発生源52により発生された方形波は、位相調整器53を介してAND回路54に入力される。ここで、位相調整器53は、可変容量コンデンサ、可変容量ダイオード等を用いて構成され、容量が変更可能になっている。AND回路54に入力される2つの信号A,Bは、位相調整器53により、180度の位相差を持つよう調整されている。
As shown in FIG. 5, the square wave generated by the square
この構成により、図6(a)に示すように、通常時は入力信号Aと入力信号Bが逆位相で入力されるので、入力信号A,BがともにH(ハイ)レベルとなる時間は存在しない。したがって、AND回路54から出力された信号をインバータ55を通して出力された信号Cは、常にL(ロー)レベルとなる。
With this configuration, as shown in FIG. 6 (a), since the input signal A and the input signal B are input in opposite phases, there is a time during which both the input signals A and B are at the H (high) level. do not do. Therefore, the signal C output from the AND
情報伝送装置2を装着した人が手で別の物体に触れた場合、人体の静電容量に加えて、さらに別の物体の静電容量が加わることになる。この場合、図6(b)に示すように、入力信号Aの波形に位相の遅れが生じ、入力信号A,BがともにHレベルとなる時間、すなわち、出力信号CがHレベルとなる時間が発生する。したがって、出力信号CがHレベルとなるときに、出力電圧Voutに変化が生じる。
When a person wearing the
比較部223は、出力電圧Voutと、予め定められている閾値とを比較し、出力電圧Voutが閾値以下である場合には、検出信号として‘1’をCPU24に出力する。出力電圧Voutが閾値より大きい場合には、‘0’をCPU24に出力する。図5の回路構成においては、情報伝送装置2が装着された人体が別の物体に接触した場合、出力電圧Voutが‘0’となり、比較部223の出力が‘1’となる。情報伝送装置2が装着された人体が別の物体に接触していない場合には、出力電圧Voutが‘1’となり、比較部223の出力が‘0’となる。
The
したがって、CPU24は、センサ22の比較部223により出力された値が‘1’である場合に、電源27からの電力を情報処理部25や通信部26へ供給させ、通信部26から情報処理装置3に対する通信開始信号を出力させる。そして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信が開始される。
Therefore, when the value output from the
第2の実施の形態の情報伝送システムによれば、情報伝送装置2が装着された人体が別の物体に接触したことによる人体周辺の静電容量の変化を検出し、静電容量の変化が検出された場合に、情報伝送装置2から情報処理装置3に対して通信開始信号を出力するので、人体が別の物体に接触したことをきっかけとして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信を開始することができる。したがって、通信動作を行っていないときの電力消費を抑制することができ、省電力化を図ることができる。
According to the information transmission system of the second embodiment, a change in electrostatic capacitance around the human body due to the human body on which the
なお、第2の実施の形態では、図5に示すような回路構成としたが、回路を簡易化するために、図5の金属電極51からインバータ55までの回路構成でも、静電容量の変化を検出する回路として十分利用可能である。すなわち、出力信号Cの変化に基づいて、通信開始を判定してもよい。この場合、CPU24は、インバータ55により出力される出力信号CがHレベルである場合に、電源27からの電力を情報処理部25や通信部26へ供給させ、通信部26から情報処理装置3に対する通信開始信号を出力させる。そして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信が開始される。
In the second embodiment, the circuit configuration as shown in FIG. 5 is used. However, in order to simplify the circuit, even in the circuit configuration from the
また、第2の実施の形態では、人体が別の物体に触れる部分を手とし、手から腕付近に装着される情報伝送装置2について説明したが、センサ22の装着位置はこれに限定されず、足付近やその他の位置であってもよい。
Further, in the second embodiment, the
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
通常、人が握手をする、何かを握る、又はボタンを押す等の動作を行う場合、腕の筋肉の形状に変化が生じる。第3の実施の形態においては、腕の筋肉の運動による形状変化に基づいて通信を開始する情報伝送システム6について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
Usually, when a person shakes hands, grasps something, or performs an operation such as pressing a button, a change occurs in the shape of arm muscles. In the third embodiment, an information transmission system 6 that starts communication based on a shape change caused by the movement of arm muscles will be described.
図7は、第3の実施の形態の情報伝送システム6を示す概略図である。
図7に示すように、情報伝送システム6は、情報伝送装置2と、情報処理装置3と、から構成され、情報伝送装置2から情報処理装置3へ目的に応じた情報を伝送する。情報伝送装置2は、本体部21とセンサ22とが信号線23により接続されている。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an information transmission system 6 according to the third embodiment.
As illustrated in FIG. 7, the information transmission system 6 includes an
第3の実施の形態における情報伝送システム6は、物理量の検出に用いる回路構成が異なるのみで、他の部分は第1の実施の形態の情報伝送システム1と同様であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、図示及び説明を省略する。以下、第3の実施の形態に特徴的な構成について説明する。 The information transmission system 6 according to the third embodiment is different from the information transmission system 1 according to the first embodiment except that the circuit configuration used for detecting the physical quantity is different and the other parts are the same. Are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted. Hereinafter, a characteristic configuration of the third embodiment will be described.
第3の実施の形態においては、ひずみゲージを用いて人体の筋肉形状の変化を検出する場合について説明する。ひずみゲージとは、機械的な微小変化量であるひずみを電気信号として検出する素子である。筋肉の形状は、人が握手をする、何かを握る、又はボタンを押す等の動作を行う場合に大きく変化する。これらの動作を行うときに変化する筋肉は、手首付近より肘付近のほうが検出しやすい。したがって、図7のように、筋肉の変化を検出しやすい位置にセンサ22を設置することが好ましい。
In the third embodiment, a case will be described in which a change in muscle shape of a human body is detected using a strain gauge. A strain gauge is an element that detects a strain, which is a mechanical minute change, as an electrical signal. The shape of the muscle changes greatly when a person performs a motion such as shaking hands, grasping something, or pressing a button. Muscles that change when performing these actions are easier to detect near the elbow than near the wrist. Therefore, as shown in FIG. 7, it is preferable to install the
センサ22の物理量検出部221は、ひずみゲージを用いて筋肉の形状の変化を物理量として検出する。物理量/電気信号変換部222は、ひずみゲージの抵抗値変化をブリッジ回路を用いて電気信号に変換する。比較部223は、物理量/電気信号変換部222により変換された電気信号値と、予め定められている閾値とを比較して、電気信号値が閾値以上である場合に、CPU24に検出信号を出力する。
The
図8に、物理量検出部221及び物理量/電気信号変換部222のとして機能する抵抗値変化検出回路7の回路構成を示す。
図8の抵抗値変化検出回路7において、説明を簡単にするため、電源として直流電源Einを用い(交流でもかまわない。)、ブリッジ回路の各辺の抵抗の抵抗値をそれぞれR1,R2,R3,R4とする。R1,R2,R3,R4のうち少なくともいずれか1つにひずみゲージを用いて、ブリッジ回路を構成する。
FIG. 8 shows a circuit configuration of the resistance value
In the resistance value
通常、R1,R2,R3,R4のうちいずれか1つにひずみゲージを用いるが、1つである必要はなく、多数のひずみゲージを用いて構成してもかまわない。多数のひずみゲージを用いて回路を構成すると、筋肉の形状変化を検出しやすいだけでなく、複数の方向に対して筋肉の形状変化を検出可能となるので、それぞれのひずみゲージの配置を調整することにより、握手の動作、ボタンを押す動作をそれぞれ区別することも可能である。 Normally, a strain gauge is used for any one of R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 , but it is not necessary to use one, and a number of strain gauges may be used. When a circuit is configured using a large number of strain gauges, not only is it easy to detect changes in muscle shape, but it is also possible to detect changes in muscle shape in multiple directions, so adjust the placement of each strain gauge. Therefore, it is possible to distinguish the handshake operation and the button press operation.
抵抗値変化検出回路7は、握手をする、又はボタンを押す等の動作をしていない状態で、R1R3=R2R4となるように、各辺の抵抗値が設定されている。R2,R3,R4は純抵抗で構成することもできるが、様々な状況に対応するために、ブリッジ回路の平衡を調整可能なように、可変抵抗等を直列に接続した構成にすると便利である。
In the resistance value
ここでは、R1のみにひずみゲージを用いる場合について説明する。図9(a)に示すように、通常時、すなわち、筋肉の形状に変化がないときには、R1は一定の抵抗値を保っている。図9(b)に示すように、握手をする、又はボタンを押す等の動作によって筋肉の形状が変化する場合には、それに伴うひずみゲージの形状の変化により、抵抗値R1が変化する。ひずみゲージは、図9に示すように、筋肉の変化を検出可能なように配置する。 Here, a case where a strain gauge is used only for R 1 will be described. As shown in FIG. 9 (a), R 1 maintains a constant resistance value during normal operation, that is, when there is no change in muscle shape. As shown in FIG. 9B, when the shape of the muscle changes due to an operation such as shaking hands or pressing a button, the resistance value R 1 changes due to the change in the shape of the strain gauge. As shown in FIG. 9, the strain gauge is arranged so that a change in muscle can be detected.
人が握手をする、又はボタンを押す等の動作をしていないときは、R1R3=R2R4となり、ブリッジ回路は平衡状態となる。ここで、出力電圧Vout=0である。 When a person is not shaking hands or pressing a button, R 1 R 3 = R 2 R 4 , and the bridge circuit is in an equilibrium state. Here, the output voltage V out = 0.
そして、情報伝送装置2を装着した人が握手をする、又はボタンを押す等の動作をすると、ひずみゲージの抵抗値R1が変化する。この変化により、ブリッジ回路の平衡が崩れ、出力電圧Vout≠0となる。
Then, when the person wearing the
比較部223は、この出力電圧Voutと、予め定められている閾値とを比較し、出力電圧Voutが閾値以上である場合には、検出信号として‘1’をCPU24に出力する。出力電圧Voutが閾値未満である場合には、‘0’をCPU24に出力する。出力電圧Voutの変化が小さい場合、増幅器を介して比較部223へ電圧出力してもよい。
The
CPU24は、センサ22の比較部223により出力された値が‘1’である場合に、電源27からの電力を情報処理部25や通信部26へ供給させ、通信部26から情報処理装置3に対する通信開始信号を出力させる。そして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信が開始される。
When the value output from the
第3の実施の形態の情報伝送システム6によれば、情報伝送装置2が装着された人体の筋肉の運動の変化を検出し、筋肉の運動の変化が検出された場合に、情報伝送装置2から情報処理装置3に対して通信開始信号を出力するので、人体が握手をする、又はボタンを押す等の予め定められた動作を行うことをきっかけとして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信を開始することができる。したがって、通信動作を行っていないときの電力消費を抑制することができ、省電力化を図ることができる。
According to the information transmission system 6 of the third embodiment, the
なお、ここでは、人が握手をする、又はボタンを押す等の動作に注目し、例として腕付近に装着される情報伝送装置2について説明したが、センサ22の装着位置はこれに限定されず、足付近やその他の位置であってもよい。
Note that here, the
また、ひずみゲージを用いて検出されるひずみは、筋肉の運動の変化によるものだけでなく、予め定められた動作を行う際に生じる振動によるものであってもよい。 Further, the strain detected using the strain gauge may be not only due to a change in muscle movement, but also due to vibration generated when performing a predetermined action.
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
第4の実施の形態における情報伝送システムは、物理量の検出に用いる回路構成が異なるのみで、他の部分は第3の実施の形態の情報伝送システム6と同様であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、図示及び説明を省略する。以下、第4の実施の形態に特徴的な構成について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The information transmission system according to the fourth embodiment is different from the information transmission system 6 according to the third embodiment except for the circuit configuration used for detecting the physical quantity, and the other parts are the same. Are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted. Hereinafter, a characteristic configuration of the fourth embodiment will be described.
第4の実施の形態においては、圧電素子を用いて人体の筋肉形状の変化を検出する場合について説明する。第4の実施の形態においても、筋肉の形状変化を検出しやすくするために、図7のように、肘に近い位置にセンサ22を設置することが好ましい。
In the fourth embodiment, a case will be described in which a change in muscle shape of a human body is detected using a piezoelectric element. Also in the fourth embodiment, it is preferable to install the
図10に示すように、センサ22は、物理量検出部224、物理量/電気信号変換部225、比較部226を備える。
As shown in FIG. 10, the
物理量検出部224は、圧電素子を用いて筋肉の形状の変化を物理量として検出する。物理量/電気信号変換部225は、圧電素子の変化として電荷をコンデンサに蓄積し、コンデンサに蓄積された電荷量、又はコンデンサ両端の電圧値を用いて電気信号とする。比較部226は、コンパレータにより構成され、物理量/電気信号変換部225により変換された電気信号値と、予め定められている閾値とを比較して、電気信号値が閾値以上である場合に、CPU24に検出信号を出力する。
The
物理量/電気信号変換部225として、簡単なものでは、発生した電荷を蓄えるコンデンサとスイッチング用のトランジスタのみで構成することができる。
A simple physical quantity / electrical
人が握手をする、又はボタンを押す等の動作をしていないときは、圧電素子による電荷量変化又は電圧値変化はない。 When a person is not shaking hands or pressing a button, there is no charge amount change or voltage value change due to the piezoelectric element.
情報伝送装置2を装着した人が握手をする、又はボタンを押す等の動作をすると、圧電素子に圧力がかかり、電荷が発生する。これにより、電荷量又は電圧値が変化する。
When a person wearing the
比較部226は、電荷量又は電圧値の変化と、予め定められている閾値とを比較し、電荷量又は電圧値の変化が閾値以上である場合には、検出信号として‘1’をCPU24に出力する。電荷量又は電圧値の変化が閾値未満である場合には、‘0’をCPU24に出力する。
The
CPU24は、センサ22の比較部226により出力された値が‘1’である場合に、電源27からの電力を情報処理部25や通信部26へ供給させ、通信部26から情報処理装置3に対する通信開始信号を出力させる。そして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信が開始される。
When the value output from the
第4の実施の形態の情報伝送システムによれば、情報伝送装置2が装着された人体の筋肉の運動の変化を検出し、筋肉の運動の変化が検出された場合に、情報伝送装置2から情報処理装置3に対して通信開始信号を出力するので、人体が握手をする、又はボタンを押す等の予め定められた動作を行うことをきっかけとして、情報伝送装置2と情報処理装置3との間のデータ通信を開始することができる。したがって、通信動作を行っていないときの電力消費を抑制することができ、省電力化を図ることができる。
According to the information transmission system of the fourth embodiment, when a change in muscle movement of a human body to which the
なお、人が握手をする、又はボタンを押す等の動作に注目し、例として腕付近に装着される情報伝送装置2について説明したが、センサ22の装着位置はこれに限定されず、足付近やその他の位置であってもよい。
In addition, paying attention to the movement of a person shaking hands or pressing a button, the
なお、上記各実施の形態における記述は、本発明に係る好適な情報伝送システムの例であり、これに限定されるものではない。情報伝送システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。 The description in each of the above embodiments is an example of a suitable information transmission system according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of each device constituting the information transmission system can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記各実施の形態においては、静電容量、筋肉の運動、振動、ひずみを検出するセンサ22を、情報伝送装置2の本体部21とは別体として設けることとしたが、センサ22が本体部21に内蔵されて構成されていてもかまわない。
For example, in each of the above-described embodiments, the
また、上記各実施の形態においては、腕時計型の情報伝送装置2について説明したが、これに限定されず、ヘッドフォン型の情報伝送装置や、頭部周辺へ眼鏡のように装着し、レンズ部分に映像を映し出すヘッドマウントディスプレイや、人体に装着可能に構成されたPDA等であってもよい。
In each of the above embodiments, the wristwatch-type
1 情報伝送システム
2 情報伝送装置
21 本体部
22 センサ
221 物理量検出部
222 物理量/電気信号変換部
223 比較部
224 物理量検出部
225 物理量/電気信号変換部
226 比較部
23 信号線
24 CPU
25 情報処理部
26 通信部
27 電源
3 情報処理装置
4 静電容量変化検出回路
41 交流信号源
42,43 金属電極
5 静電容量変化検出回路
51 金属電極
52 方形波発生源
53 位相調整器
54 AND回路
55 インバータ
6 情報伝送システム
7 抵抗値変化検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (8)
当該情報伝送装置が装着された人体の運動に起因する過渡的な物理量変化を検出して検出信号を出力する運動変化検出手段と、
前記運動変化検出手段からの検出信号に基づいて、当該情報伝送装置の電源供給手段を起動させる制御手段と、
前記電源供給手段からの電源の供給を受けて前記他の情報処理装置に対する通信開始信号を出力する通信手段と、
を備えたことを特徴とする情報伝送装置。 In an information transmission device that is mounted on a human body and transmits information to another information processing device,
A movement change detecting means for detecting a transitional physical quantity change caused by movement of a human body to which the information transmission device is mounted and outputting a detection signal;
Based on a detection signal from the motion change detection means, a control means for starting the power supply means of the information transmission device;
A communication means for receiving a supply of power from the power supply means and outputting a communication start signal to the other information processing apparatus;
An information transmission device comprising:
前記運動変化検出手段は、当該情報伝送装置が装着された人体周辺の静電容量の変化を検出することを特徴とする情報伝送装置。 The information transmission apparatus according to claim 1,
The movement change detecting means detects a change in capacitance around a human body to which the information transmission apparatus is attached.
前記運動変化検出手段は、所定の間隔をおいて人体に電気的に接触する一対の電極と、この一対の電極によって得られる静電容量の変化に対応して検出信号を生ずる検出回路とを含むことを特徴とする情報伝送装置。 The information transmission apparatus according to claim 2,
The movement change detecting means includes a pair of electrodes that are in electrical contact with the human body at a predetermined interval, and a detection circuit that generates a detection signal in response to a change in capacitance obtained by the pair of electrodes. An information transmission apparatus characterized by that.
前記運動変化検出手段は、人体に電気的に接触する電極と、この電極と接地電位との間の静電容量の変化に対応して検出信号を生ずる検出回路とを含むことを特徴とする情報伝送装置。 The information transmission apparatus according to claim 2,
The movement change detecting means includes an electrode that is in electrical contact with a human body and a detection circuit that generates a detection signal in response to a change in capacitance between the electrode and the ground potential. Transmission equipment.
前記運動変化検出手段は、当該情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動の変化を検出することを特徴とする情報伝送装置。 The information transmission apparatus according to claim 1,
The movement change detecting means detects movement or vibration change of a human muscle to which the information transmission apparatus is attached.
前記運動変化検出手段は、当該情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動に伴って抵抗値が変化するよう配置されたひずみゲージと、このひずみゲージの抵抗値変化に対応して検出信号を生ずる検出回路とを含むことを特徴とする情報伝送装置。 The information transmission device according to claim 5,
The movement change detecting means is a strain gauge arranged so that the resistance value changes in accordance with the movement or vibration of the human muscle to which the information transmission device is mounted, and detects corresponding to the resistance value change of the strain gauge. And a detection circuit for generating a signal.
前記運動変化検出手段は、当該情報伝送装置が装着された人体の筋肉の運動又は振動に伴って出力電圧が変化するよう配置された圧電素子と、この圧電素子の出力電圧の変化に対応して検出信号を生ずる検出回路とを含むことを特徴とする情報伝送装置。 The information transmission device according to claim 5,
The movement change detecting means includes a piezoelectric element arranged so that an output voltage changes in accordance with movement or vibration of a human muscle to which the information transmission device is mounted, and a change in the output voltage of the piezoelectric element. And a detection circuit for generating a detection signal.
前記情報伝送装置は、
当該情報伝送装置が装着された人体の運動に起因する過渡的な物理量変化を検出して検出信号を出力する運動変化検出手段と、
前記運動変化検出手段からの検出信号に基づいて、当該情報伝送装置の電源供給手段を起動させる制御手段と、
前記電源供給手段からの電源の供給を受けて前記他の情報処理装置に対する通信開始信号を出力する通信手段と、
を備えたことを特徴とする情報伝送システム。 In an information transmission system for transmitting information from an information transmission device attached to a human body to another information processing device,
The information transmission device includes:
A movement change detecting means for detecting a transitional physical quantity change caused by movement of a human body to which the information transmission device is mounted and outputting a detection signal;
Based on a detection signal from the motion change detection means, a control means for starting the power supply means of the information transmission device;
A communication means for receiving a supply of power from the power supply means and outputting a communication start signal to the other information processing apparatus;
An information transmission system comprising:
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