JP2007167102A - 生体情報送信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 心拍信号送信制御部103は、心拍信号検出部101が検出した心拍信号に同期して、起動信号を出力するように共振起動発振部104を制御すると共に、前記起動信号に応答して生体情報信号を出力するように共振起動部105を制御する。素子切換部107は、電圧検出部108から電池部109の供給電圧を表す信号を受けて、これに対応する周期に前記起動信号を設定するように共振起動発振部104に指示する。共振起動発振部104は、素子切換部107の指示に対応する周期で前記起動信号を出力する。共振起動部105及びアンテナ共振部106は、各起動信号に応答して自励発振動作を行い、電源が低下した場合でも、高電力で生体信号に対応する生体情報信号を送信する。
【選択図】 図1
Description
例えば、生体情報測定装置の一種である心拍計として、生体信号である心拍信号を検出して対応する生体情報信号を無線送信する生体情報送信機を、チェストベルトで使用者の胸に圧接した状態で装着し、前記生体情報を腕時計形状の生体情報受信機によって受信し、前記心拍値の表示等を行うようにした心拍計が開発されている。
どちらも通常外来からのノイズの影響を軽減するため、搬送波に載せて送信するのが一般的であるが、前者の方式では送信機側によって演算処理を行うため、送信機側における構成の簡略化等の観点からは後者の方式の方が好ましい。
前記従来の送信機では、心拍信号に合わせて搬送波を出力する際に、自励発振を利用して電力低減を行っている。これにより、消費電力の低減化が可能になる。
しかしながら、自励発振では短時間で信号レベルが減衰するため、電池の消耗に伴って電源電圧が低下した場合に、通信距離が極端に短くなってしまうという問題がある。
制御手段は、電源検出手段からの電源検出信号に応じて、出力手段の出力電力を制御する。
また、前記制御手段は、前記電源検出手段からの電源検出信号に応じて前記自励発振手段の出力電力を制御することによって、前記出力手段の送信出力を制御するように構成してもよい。
また、中央処理装置と、プログラムを記憶した記憶手段とを備えて成り、前記中央処理装置は、前記プログラムを実行することにより、前記制御手段として機能するように構成してもよい。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る生体情報送信機のブロック図である。
図1において、心拍計用送信機は、被測定者の心拍信号を検出して出力する心拍信号検出部101、心拍信号検出部101からの心拍信号を増幅して出力する心拍信号増幅部102、心拍信号の送信を制御する心拍信号送信制御部103、心拍信号送信制御部103からの制御信号に応答して起動信号を出力する共振起動発振部104、共振起動発振部104からの起動信号に応答して自励発振動作を行う共振起動部105及びアンテナ共振部106、電池部109の供給電圧を検出して対応する電源検出信号を出力する電圧検出部108、電圧検出部108からの電源検出信号に対応する周期で起動信号を出力するように共振起動発振部104の構成要素を切換制御する素子切換部107、心拍計用送信機の各構成要素(心拍信号検出部101〜電圧検出部108)に電源を供給する電池部109とを備えている。
心拍計用送信機は、チェストベルト(図示せず)に一体的に設けられており、前記チェストベルトによって心拍信号検出部101は被測定者の胸に直接接するように装着して使用される。また、前記被測定者の腕には、腕時計機能を有し、心拍計用送信機から生体情報を受信して対応する心拍情報の表示等を行う心拍計用受信機(図示せず)が装着される。
図3〜図5は、本第1の実施の形態に係る生体情報送信機から送信される生体情報信号の一部を示す波形図であり、共振起動部105を起動する起動信号の周期を順次短くするに従って、前記生体情報信号の波形が、各々、4波周期、3波周期、2波周期、と順次変化する様子を示している。
アンテナ共振部106からの送信出力は、4波周期、3波周期、2波周期の順で大きくなる。詳細は後述するが、電池部109の供給電圧が低下するに従い、起動信号の周期を、4波周期、3波周期、2波周期の順で変更するようにしている。
図6は、本第1の実施の形態に係る生体情報送信機の動作を説明するためのタイミング出力電力図である。
図7〜図9は、本第1の実施の形態の動作を説明するための特性図である。
心拍信号検出部101は身体から得られる心拍信号S1を検出して出力する(図1、図6参照)。心拍信号増幅部102は心拍信号検出部101が検出した心拍信号S1を増幅して、心拍信号送信制御部103に出力する。
心拍信号送信制御部103は、心拍信号増幅部102から受信した心拍信号S1に同期して、共振起動発振部104及び共振起動部105に制御信号S2を出力し、心拍信号S1に同期して起動信号S3を出力するように共振起動発振部104を制御すると共に、起動信号S3に応答して生体情報信号を出力するように共振起動部105を制御する。
共振起動発振部104は、心拍信号送信制御部103から受信した制御信号S2に応答して、素子切換部107からの起動制御信号に対応する周期で起動信号S3を出力する。起動信号S3は、電池部109の供給電圧が低いほど、その周期が短くなるような信号である。
共振起動部105及びアンテナ共振部106は、各起動信号S3に応答して自励発振動作を行い、生体信号S1に対応するバースト信号を生体情報信号S4として心拍計用受信機に送信する。これにより、信号S2が発生している間、生体情報信号S4が出力される。
図8は、電池部109の供給電圧と通信距離との関係を示す図である。図8に示すように、電池部109の供給電圧が低下するに従って、通信距離は短くなる。また、2波周期、3波周期、4波周期の順で、送信出力が小さくなるため、それにともなって通信距離が短くなる。
このように駆動することにより、電源電圧が低下した場合でも通信可能な距離が短くなるのを抑制することが可能になる。また、通信可能な距離の変動を抑制することが可能になる。また、電源電圧の値から自動的に自励発振の起動周期を変化させることにより、使用者に意識させること無く、電源電圧低下時でも安定した通信距離を提供できる。
以下、図10〜図12を用いて、本第2の実施の形態の動作を説明する。尚、前記第1の実施の形態の動作と重複する部分については略して説明する。
CPU1002は、心拍信号S1を受信すると、電池部109の供給電圧を表す電圧検出部108からの電源信号に基づいて、電池部109の供給電圧値を判断する(図11のステップS111)。
ステップS111において、CPU1002は、電池部109の供給電圧が2.8V以上と判断した場合、4波リピートタイマをセットして、起動信号S3の周期を4波周期に設定し(ステップS114)、起動信号S3の終了回数(起動信号の出力回数)を所定値(例えば、生体情報信号の波数がステップS113で設定される波数と同程度になるように16とする。)に設定した後(ステップS115)、リピートタイマを起動する(ステップS118)。
以後、前記処理を繰り返すことにより、CPU1002からは、前記第1の実施の形態と同様に、電池部109の供給電圧に応じて、複数の周期(本実施の形態では2波周期〜4波周期)の起動信号S3が出力され、前記起動信号の周期に応じた電力の生体情報信号がアンテナ共振部106から送信されることになる。
102・・・生体情報検出手段を構成する心拍信号増幅部
103・・・制御手段を構成する心拍信号送信制御部
104・・・制御手段を構成する共振起動発振部
105・・・出力手段を構成する共振起動部
106・・・出力手段を構成するアンテナ共振部
107・・・制御手段を構成する素子切換部
108・・・電源検出手段を構成する電圧検出部
109・・・電源手段を構成する電池部
1001・・・発振部
1002・・・制御手段を構成する中央処理装置
1003・・・記憶手段を構成するROM
1004・・・記憶手段を構成するRAM
Claims (6)
- 生体信号を検出する生体信号検出手段と、前記生体信号検出手段で検出した生体信号に対応する生体情報信号を出力する出力手段と、前記出力手段の送信出力を制御する制御手段と、少なくとも前記出力手段に駆動電力を供給する電源手段と、前記電源手段から供給される電源の電圧を検出して対応する電源検出信号を出力する電源検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記電源検出手段からの電源検出信号に応じて、前記出力手段の送信出力を制御することを特徴とする生体情報送信機。 - 前記出力手段は、前記生体信号に対応する前記生体情報信号を発生する自励発振手段を有し、
前記制御手段は、前記電源検出手段からの電源検出信号に応じて前記自励発振手段の駆動タイミング出力電力を制御することによって、前記出力手段の送信出力を制御することを特徴とする請求項1記載の生体情報送信機。 - 前記制御手段は、前記電源検出手段からの電源検出信号に応じて前記自励発振手段の出力電力を制御することによって、前記出力手段の送信出力を制御することを特徴とする請求項2記載の生体情報送信機。
- 前記制御手段は、前記電源手段から前記出力手段に供給される電源電圧が所定電圧以下になったとき、前記自励発振手段の駆動周期を所定値に短くすることを特徴とする請求項2記載の生体情報送信機。
- 中央処理装置と、プログラムを記憶した記憶手段とを備えて成り、
前記中央処理装置は、前記プログラムを実行することにより、前記制御手段として機能することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の生体情報送信機。 - 前記生体信号検出手段は前記生体信号として心拍、脈拍又は歩行を検出し、
前記制御手段は、前記生体信号検出手段が前記生体信号を検出する毎に、前記生体情報を出力するように前記出力手段を制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の生体情報送信機。
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