JP6645914B2 - ウェアラブルデバイス - Google Patents
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Description
また、本発明のウェアラブルデバイスは、使用者が身に付ける基材に、使用者の体表面と接触するように配置された生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極と、前記生体信号測定用電極を介して使用者の生体信号を測定し、この生体信号に応じた電気刺激信号を、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に印加する生体信号測定端末と、この生体信号測定端末を前記基材に着脱自在に装着するためのインタフェースと、前記基材に設けられ、前記インタフェースに装着された生体信号測定端末と前記生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極とを電気的に接続する配線とを備え、前記生体信号測定端末は、前記生体信号として使用者の心電波形を測定する生体信号測定手段と、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に電気刺激信号を印加する生体電気刺激手段と、前記心電波形から生体特徴量を検出し、この生体特徴量の検出に応じて前記生体電気刺激手段から前記電気刺激信号を出力させるための制御信号を出力する制御手段と、二次電池によって電源電圧を供給する電源供給手段と、前記二次電池を充電中の場合に、前記生体電気刺激手段の電源入力端子と前記電源供給手段の出力端子との接続を遮断する電源遮断手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のウェアラブルデバイスは、使用者が身に付ける基材に、使用者の体表面と接触するように配置された生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極と、前記生体信号測定用電極を介して使用者の生体信号を測定し、この生体信号に応じた電気刺激信号を、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に印加する生体信号測定端末と、この生体信号測定端末を前記基材に着脱自在に装着するためのインタフェースと、前記基材に設けられ、前記インタフェースに装着された生体信号測定端末と前記生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極とを電気的に接続する配線とを備え、前記生体信号測定端末は、前記生体信号として使用者の心電波形を測定する生体信号測定手段と、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に電気刺激信号を印加する生体電気刺激手段と、前記心電波形から生体特徴量を検出し、この生体特徴量の検出に応じて前記生体電気刺激手段から前記電気刺激信号を出力させるための制御信号を出力する制御手段と、二次電池によって電源電圧を供給する電源供給手段と、前記生体信号測定手段と前記生体電気刺激手段と前記制御手段のそれぞれの電源入力端子と、前記電源供給手段の出力端子との接続を開閉する電源スイッチと、前記二次電池の充電用コネクタとを備え、前記電源スイッチは、電源オンの位置にあるときに、可動部が前記充電用コネクタを閉塞し、電源オフの位置にあるときに、前記可動部による前記充電用コネクタの閉塞を解除し、前記充電用コネクタに充電器のコネクタが接続されているときに、前記電源オンの位置への移動が不可となるスライド式のスイッチであることを特徴とするものである。
また、本発明のウェアラブルデバイスは、使用者が身に付ける基材に、使用者の体表面と接触するように配置された生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極と、前記生体信号測定用電極を介して使用者の生体信号を測定し、この生体信号に応じた電気刺激信号を、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に印加する生体信号測定端末と、この生体信号測定端末を前記基材に着脱自在に装着するためのインタフェースと、前記基材に設けられ、前記インタフェースに装着された生体信号測定端末と前記生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極とを電気的に接続する配線とを備え、前記生体信号測定端末は、前記生体信号として使用者の心電波形を測定する生体信号測定手段と、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に電気刺激信号を印加する生体電気刺激手段と、前記心電波形から生体特徴量を検出し、この生体特徴量の検出に応じて前記生体電気刺激手段から前記電気刺激信号を出力させるための制御信号を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記心電波形から生体特徴量を検出する第1の制御手段と、前記生体特徴量に応じて前記制御信号を前記生体電気刺激手段に出力する第2の制御手段とから構成され、前記第1の制御手段と前記第2の制御手段とは、異なるクロック周波数で動作することを特徴とするものである。
また、本発明のウェアラブルデバイスの1構成例において、前記生体電気刺激手段の出力回路は、前記制御手段からの制御信号に応じて正極性、負極性、両極性のいずれかの極性で前記電気刺激信号を出力することを特徴とするものである。
また、本発明のウェアラブルデバイスの1構成例において、前記生体信号測定端末は、さらに、前記生体信号の測定によって取得したデータを外部機器に送信すると共に、前記外部機器から前記電気刺激信号の出力制御のための情報を受信する無線通信手段を備えることを特徴とするものである。
以下、本発明を実施するための形態について図を参照して説明する。ただし、以下の実施の形態により本発明の内容が限定されるものではない。
図1は本発明の第1の実施の形態に係るウェアラブルデバイスの構成を示す図である。本実施の形態のウェアラブルデバイス10は、基材となる衣類1と、衣類1に着脱自在に取り付けられる生体信号測定端末2と、生体と接触する衣類1の面に固定された生体信号測定用電極3と、生体と接触する衣類1の面に固定された生体電気刺激用電極4と、衣服1に取り付けられ、生体信号測定端末2を機械的に固定すると共に、生体信号測定用電極3および生体電気刺激用電極4と生体信号測定端末2とを電気的に接続するための端末―衣類インタフェース5とから構成される。図1では、ウェアラブルデバイス10として衣類型のウェアラブルデバイス、具体的にはシャツ型のウェアラブルデバイスを例示する。
生体信号測定端末2と外部機器6との間で行われる無線通信の規格としては、例えば、Bluetooth(登録商標)やZigBee(登録商標)、Wi−Fi(登録商標)、Cellular等の規格を用いることができる。
外部機器6は、受信した生体信号データまたは生体特徴量データをグラフ化して表示したり、更に高度な解析により特徴量データを生成したりする。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態では、生体信号として心電波形を測定し、心電波形から生体特徴量としてR−R間隔を抽出し、このR−R間隔に連動した電気刺激を実施する場合について、図8のタイミングチャートと図9のフローチャートを用いて説明する。本実施の形態においても、ウェアラブルデバイス10の構成は第1の実施の形態と同様であるので、図1、図2の符号を用いて説明する。
これに対して、本実施の形態では、R−R間隔に連動した電気刺激提示を行うため、生体電気刺激信号の出力時点(駆動制御信号の出力時点)は、最新のR−R間隔の値が算出された時点よりも後の時点、具体的には、直前の生体電気刺激信号出力時点から最新のR−R間隔の時間が経過した時点となる。
その他の構成は第1の実施の形態で説明したとおりである。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図10は本実施の形態の生体信号測定端末の構成を示すブロック図であり、図2と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の生体信号測定端末2は、生体信号測定手段20と、無線通信手段21と、生体電気刺激手段22と、制御手段23a,23bと、電源供給手段24と、昇圧手段25と、スイッチ26と、コネクタレセプタクル27,28とを備えている。
これにより、2つの制御手段23a,23bでクロック周波数を独立に設定することができるので、生体電気刺激手段22に必要となるクロック周波数と生体信号測定手段20に必要となるクロック周波数をそれぞれ適切に設定することで消費電力の削減が可能となる。デジタル回路における消費電力は以下の式で記述される。
P=NfcαCLVDD 2 ・・・(1)
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、安全機構についての実施例である。第1の実施の形態では、生体信号測定端末2の充電中に使用者がウェアラブルデバイス10を使用できないようにするために、充電開始と同時に昇圧手段25へのスイッチ26をオフにするプログラムを実施した。これに対して、本実施の形態では、使用者が生体信号測定端末2を操作する行為によって、充電時と使用時のアイソレーションを実現する。具体的には、ハードウェアの構造を工夫することによって、生体信号測定端末2を充電するためには生体信号測定端末2の電源をオフにすることが必須な機構について説明する。
Claims (7)
- 使用者が身に付ける基材に、使用者の体表面と接触するように配置された生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極と、
前記生体信号測定用電極を介して使用者の生体信号を測定し、この生体信号に応じた電気刺激信号を、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に印加する生体信号測定端末と、
この生体信号測定端末を前記基材に着脱自在に装着するためのインタフェースと、
前記基材に設けられ、前記インタフェースに装着された生体信号測定端末と前記生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極とを電気的に接続する配線とを備え、
前記生体信号測定端末は、
前記生体信号として使用者の心電波形を測定する生体信号測定手段と、
前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に電気刺激信号を印加する生体電気刺激手段と、
前記心電波形から生体特徴量として、R波と1つ前のR波の間隔であるR−R間隔を検出し、前記R−R間隔の時系列データに移動平均化処理を施し、移動平均化処理で得られた最新のR−R間隔と同じ時間間隔で前記生体電気刺激手段から前記電気刺激信号を出力させるための制御信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とするウェアラブルデバイス。 - 使用者が身に付ける基材に、使用者の体表面と接触するように配置された生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極と、
前記生体信号測定用電極を介して使用者の生体信号を測定し、この生体信号に応じた電気刺激信号を、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に印加する生体信号測定端末と、
この生体信号測定端末を前記基材に着脱自在に装着するためのインタフェースと、
前記基材に設けられ、前記インタフェースに装着された生体信号測定端末と前記生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極とを電気的に接続する配線とを備え、
前記生体信号測定端末は、
前記生体信号として使用者の心電波形を測定する生体信号測定手段と、
前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に電気刺激信号を印加する生体電気刺激手段と、
前記心電波形から生体特徴量を検出し、この生体特徴量の検出に応じて前記生体電気刺激手段から前記電気刺激信号を出力させるための制御信号を出力する制御手段と、
二次電池によって電源電圧を供給する電源供給手段と、
前記二次電池を充電中の場合に、前記生体電気刺激手段の電源入力端子と前記電源供給手段の出力端子との接続を遮断する電源遮断手段とを備えることを特徴とするウェアラブルデバイス。 - 使用者が身に付ける基材に、使用者の体表面と接触するように配置された生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極と、
前記生体信号測定用電極を介して使用者の生体信号を測定し、この生体信号に応じた電気刺激信号を、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に印加する生体信号測定端末と、
この生体信号測定端末を前記基材に着脱自在に装着するためのインタフェースと、
前記基材に設けられ、前記インタフェースに装着された生体信号測定端末と前記生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極とを電気的に接続する配線とを備え、
前記生体信号測定端末は、
前記生体信号として使用者の心電波形を測定する生体信号測定手段と、
前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に電気刺激信号を印加する生体電気刺激手段と、
前記心電波形から生体特徴量を検出し、この生体特徴量の検出に応じて前記生体電気刺激手段から前記電気刺激信号を出力させるための制御信号を出力する制御手段と、
二次電池によって電源電圧を供給する電源供給手段と、
前記生体信号測定手段と前記生体電気刺激手段と前記制御手段のそれぞれの電源入力端子と、前記電源供給手段の出力端子との接続を開閉する電源スイッチと、
前記二次電池の充電用コネクタとを備え、
前記電源スイッチは、電源オンの位置にあるときに、可動部が前記充電用コネクタを閉塞し、電源オフの位置にあるときに、前記可動部による前記充電用コネクタの閉塞を解除し、前記充電用コネクタに充電器のコネクタが接続されているときに、前記電源オンの位置への移動が不可となるスライド式のスイッチであることを特徴とするウェアラブルデバイス。 - 使用者が身に付ける基材に、使用者の体表面と接触するように配置された生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極と、
前記生体信号測定用電極を介して使用者の生体信号を測定し、この生体信号に応じた電気刺激信号を、前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に印加する生体信号測定端末と、
この生体信号測定端末を前記基材に着脱自在に装着するためのインタフェースと、
前記基材に設けられ、前記インタフェースに装着された生体信号測定端末と前記生体信号測定用電極および生体電気刺激用電極とを電気的に接続する配線とを備え、
前記生体信号測定端末は、
前記生体信号として使用者の心電波形を測定する生体信号測定手段と、
前記生体電気刺激用電極を介して使用者の身体に電気刺激信号を印加する生体電気刺激手段と、
前記心電波形から生体特徴量を検出し、この生体特徴量の検出に応じて前記生体電気刺激手段から前記電気刺激信号を出力させるための制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記心電波形から生体特徴量を検出する第1の制御手段と、
前記生体特徴量に応じて前記制御信号を前記生体電気刺激手段に出力する第2の制御手段とから構成され、
前記第1の制御手段と前記第2の制御手段とは、異なるクロック周波数で動作することを特徴とするウェアラブルデバイス。 - 請求項2乃至4のいずれか1項に記載のウェアラブルデバイスにおいて、
前記生体信号測定端末の制御手段は、前記心電波形から生体特徴量としてR波を検出し、このR波の検出の度に前記制御信号を出力するか、または前記心電波形から生体特徴量として、R波と1つ前のR波の間隔であるR−R間隔を検出し、このR−R間隔と同じ時間間隔で前記制御信号を出力することを特徴とするウェアラブルデバイス。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のウェアラブルデバイスにおいて、
前記生体電気刺激手段の出力回路は、前記制御手段からの制御信号に応じて正極性、負極性、両極性のいずれかの極性で前記電気刺激信号を出力することを特徴とするウェアラブルデバイス。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のウェアラブルデバイスにおいて、
前記生体信号測定端末は、
さらに、前記生体信号の測定によって取得したデータを外部機器に送信すると共に、前記外部機器から前記電気刺激信号の出力制御のための情報を受信する無線通信手段を備えることを特徴とするウェアラブルデバイス。
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