JP2010115235A - Vital sign sensor - Google Patents

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Takashi Watanabe
傑 渡辺
Susumu Kogure
進 木暮
Toshiaki Isomura
俊章 磯村
Hirobumi Fujio
博文 藤生
Shinji Shibuya
真治 渋谷
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Mitsuba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vital sign sensor capable of retaining a user's interest after the repeated use by increasing functions within the same device, and capable of highly accurate sensing. <P>SOLUTION: The vital sign sensor includes: a casing 50 which is made of an elastic material and which can be held by the user; a finger insertion part 58 formed in the casing 50 for inserting a fingertip of the user into the casing 50; a photoelectric pulse wave sensor 5 having an LED 11 and a pulse wave sensor body 12 and disposed within the finger insertion part 58 for detecting the pulse wave of the user; an acceleration sensor 6 disposed within the casing 50 for detecting the acceleration of the casing 50; and a control unit 10 for integrally controlling the photoelectric pulse wave sensor 5 and the acceleration sensor 6. The control unit 10 includes a pulse wave operating part for measuring the degree of relaxedness of the user based on the result of detection by the photoelectric pulse wave sensor 5, and an acceleration operating part for determining the posture of the casing 50 based on the result of detection by the acceleration sensor 6. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、バイタルサインセンサに関するものである。   The present invention relates to a vital sign sensor.

従来から、発光素子及び受光素子を備え、ユーザ(被験者)の脈派情報に基づいて脈拍数、心拍数等、様々な生体情報を得ることができる光電脈波センサが知られている。この光電脈波センサは、発光素子から指先に向けて光を照射し、指先を透過した光または反射した光を受光素子で受光する。そして、受光素子で受光した光をデータ処理することで、脈波の情報が得られるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a photoelectric pulse wave sensor that includes a light emitting element and a light receiving element and can obtain various biological information such as a pulse rate and a heart rate based on pulse information of a user (subject) is known. In this photoelectric pulse wave sensor, light is emitted from a light emitting element toward a fingertip, and light transmitted through the fingertip or reflected light is received by a light receiving element. Information on pulse waves can be obtained by data processing of light received by the light receiving element.

このような光電脈波センサは、医療機器や、遊技機等の様々な分野で用いられている。このような構成としては、光電脈波センサが測定したユーザの脈波を解析してユーザのストレス度(緊張状態)を示す指標を算出し、算出したストレス度の値とともに、ストレス度の内容に応じたメッセージが表示部に表示されるような構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−267845号公報
Such photoelectric pulse wave sensors are used in various fields such as medical equipment and game machines. As such a configuration, the user's pulse wave measured by the photoelectric pulse wave sensor is analyzed to calculate an index indicating the user's stress level (tension state), and the stress level content is calculated together with the calculated stress level value. A configuration in which a corresponding message is displayed on a display unit is known (for example, see Patent Document 1).
JP 2007-267845 A

ところで、上述した特許文献1にあっては、脈波に基づいてストレス度を算出するのみの構成であるため、何度も繰り返し使用することで、ユーザが飽きてしまう虞がある。
また、光電脈波センサは、発光素子から出射された光を受光素子により検出することで、脈波を算出するため、外乱光に弱いという問題がある。この場合、上述した特許文献1の構成では、脈波の測定時に、光電脈波センサが外部に露出しているため、例えば野外で測定した場合には正確なセンシングができない場合がある。
さらに、光電脈波センサは微小な光信号により検出されるので、高精度なセンシングを行うために、発光素子の光照射位置と、受光素子と、指先との相対位置関係を測定毎のバラツキが少ないように保持することが困難である。
By the way, in patent document 1 mentioned above, since it is the structure which only calculates a stress degree based on a pulse wave, there exists a possibility that a user may get bored by using repeatedly many times.
Moreover, since the photoelectric pulse wave sensor calculates the pulse wave by detecting the light emitted from the light emitting element by the light receiving element, there is a problem that the photoelectric pulse wave sensor is vulnerable to disturbance light. In this case, in the configuration of Patent Document 1 described above, since the photoelectric pulse wave sensor is exposed to the outside when measuring the pulse wave, for example, when sensing in the field, accurate sensing may not be possible.
Furthermore, since the photoelectric pulse wave sensor is detected by a minute optical signal, in order to perform highly accurate sensing, the relative positional relationship between the light irradiation position of the light emitting element, the light receiving element, and the fingertip varies from measurement to measurement. It is difficult to hold as little as possible.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、同一の装置内で多機能化を図ることで、繰り返し使用した場合であってもユーザの興味を維持することができるとともに、高精度なセンシングを行うことができるバイタルサインセンサを提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and by increasing the number of functions in the same device, the user's interest can be maintained even when repeatedly used, and high accuracy is achieved. The present invention provides a vital sign sensor that can perform accurate sensing.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、弾性材料からなり、ユーザが把持可能な筐体と、前記筐体に形成され、前記筐体内に前記ユーザの指先を挿入するための指挿入部と、発光素子及び受光素子を有し、前記指挿入部内に設けられて前記ユーザの脈波を検出する光電脈波センサと、前記筐体内に設けられ、前記筐体の加速度を検出する加速度センサと、前記光電脈波センサ及び前記加速度センサを統括的に制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記光電脈波センサの検出結果に基づいて、前記ユーザの緊張状態を測定する脈波演算部と、前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記筐体の姿勢を判定する加速度演算部とを備えていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 is made of an elastic material, and is formed in a case that can be gripped by a user and the case, and the user's fingertip is inserted into the case. And a photoelectric pulse wave sensor that has a light emitting element and a light receiving element and is provided in the finger insertion part to detect the pulse wave of the user, and an acceleration of the casing. And a control unit that comprehensively controls the photoelectric pulse wave sensor and the acceleration sensor, the control unit based on a detection result of the photoelectric pulse wave sensor, the tension state of the user And a pulse wave calculation unit for measuring the acceleration and an acceleration calculation unit for determining the attitude of the housing based on the detection result of the acceleration sensor.

請求項2に記載した発明は、前記筐体は、遮光性を有する材料により構成されていることを特徴とする。   The invention described in claim 2 is characterized in that the casing is made of a light-shielding material.

請求項3に記載した発明は、前記指挿入部は、弾性材料により覆われていることを特徴とする。   The invention described in claim 3 is characterized in that the finger insertion portion is covered with an elastic material.

請求項4に記載した発明は、前記筐体内には、断熱性を有する充填材が充填されていることを特徴とする。   The invention described in claim 4 is characterized in that the casing is filled with a filler having a heat insulating property.

請求項5に記載した発明は、前記脈波演算部は、前記光電脈波センサにより検出された周波数成分のうち、低周波数成分の信号強度と高周波数成分の信号強度とを比較する脈波パターンマッチング部と、前記脈波パターンマッチング部による比較結果に基づいて、前記ユーザの緊張状態を判定するリラックス度判別手段とを備えていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the pulse wave calculation unit compares the signal intensity of the low frequency component and the signal intensity of the high frequency component among the frequency components detected by the photoelectric pulse wave sensor. It is characterized by comprising a matching part and a relaxation degree judging means for judging the tension state of the user based on a comparison result by the pulse wave pattern matching part.

請求項6に記載した発明は、前記加速度演算部は、前記加速度センサにより検出された加速度が、予め設定された加速度の第1閾値を超えたか否かを判定する第1加速度波形パターンマッチング部と、前記第1加速度波形パターンマッチング部において、前記加速度センサにより検出された加速度が前記第1閾値を超えた場合に前記筐体の姿勢の変動が激しいと判定する姿勢判定手段とを備えていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the acceleration calculation unit includes: a first acceleration waveform pattern matching unit that determines whether or not the acceleration detected by the acceleration sensor exceeds a preset first acceleration threshold value; The first acceleration waveform pattern matching unit includes posture determination means for determining that the variation of the posture of the housing is severe when the acceleration detected by the acceleration sensor exceeds the first threshold. It is characterized by.

請求項7に記載した発明は、前記加速度演算部は、前記加速度センサにより検出された加速度が予め設定された加速度の第2閾値を超えたか否かを判定する第2加速度波形パターンマッチング部と、前記第2加速度波形パターンマッチング部において、前記加速度センサにより検出された加速度が前記第2閾値を超えた回数をカウントするカウント手段とを備えていることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, the acceleration calculation unit includes: a second acceleration waveform pattern matching unit that determines whether or not an acceleration detected by the acceleration sensor exceeds a preset second threshold value of acceleration; The second acceleration waveform pattern matching unit includes a counting unit that counts the number of times the acceleration detected by the acceleration sensor exceeds the second threshold value.

請求項8に記載した発明は、前記筐体には、前記脈波演算部と前記加速度演算部との判定結果を表示する表示部が設けられていることを特徴とする。   The invention described in claim 8 is characterized in that the casing is provided with a display unit for displaying a determination result of the pulse wave calculation unit and the acceleration calculation unit.

請求項9に記載した発明は、前記筐体には、前記脈波演算部と前記加速度演算部との判定結果を前記ユーザに認識させるための出力部が設けられていることを特徴とする。   The invention described in claim 9 is characterized in that the casing is provided with an output unit for allowing the user to recognize the determination result of the pulse wave calculation unit and the acceleration calculation unit.

請求項1に記載した発明によれば、筐体内に光電脈波センサと加速度センサが設けられているため、例えば、ユーザの脈波に基づいてユーザのリラックス度を測定したり、筐体の姿勢に基づいて歩行中のユーザの歩数や、車両走行時の運転荒さ等を測定したりすることができる。すなわち、同一の装置内における多機能化を図ることが可能になり、繰り返し使用した場合であってもユーザの興味を維持することができる。
また、ユーザが把持可能な筐体が、弾性材料により構成されているため、ユーザが筐体を握った際にはユーザの手に倣って筐体が弾性変形し、ユーザの手にフィットする。これにより、筐体を握ること自体でその感触に対してユーザの興味を惹きつけることができるとともに、ユーザはアクセサリー感覚で携帯することができる。また、筐体を握りながら脈波の測定を行うことで、ユーザの手を安定して保持することができるため、光電脈波センサと、指先との相対位置関係のバラツキが少なく、高精度なセンシングを行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, since the photoelectric pulse wave sensor and the acceleration sensor are provided in the housing, for example, the degree of relaxation of the user is measured based on the user's pulse wave, or the posture of the housing Based on the above, it is possible to measure the number of steps of the user who is walking, the driving roughness during traveling of the vehicle, and the like. That is, it becomes possible to achieve multiple functions in the same device, and the user's interest can be maintained even when used repeatedly.
Moreover, since the housing | casing which a user can hold | grip is comprised with the elastic material, when a user grasps a housing | casing, a housing | casing elastically deforms according to a user's hand, and fits a user's hand. Thereby, while grasping a housing | casing itself, while being able to attract a user's interest with respect to the touch, a user can carry with an accessory sense. In addition, since the user's hand can be stably held by measuring the pulse wave while grasping the housing, there is little variation in the relative positional relationship between the photoelectric pulse wave sensor and the fingertip, and high accuracy. Sensing can be performed.

請求項2に記載した発明によれば、筐体が遮光性の材料により構成されているため、筐体外部からの外乱光を遮光して筐体内部に外乱光が侵入することを防ぐことができる。これにより、発光素子の光のみを受光素子により検出することができるため、高精度なセンシングができ、ユーザの脈波を高精度に測定することができる。   According to the invention described in claim 2, since the casing is made of a light-shielding material, it is possible to prevent disturbance light from entering the casing by blocking disturbance light from outside the casing. it can. Thereby, since only the light of a light emitting element can be detected with a light receiving element, highly accurate sensing can be performed and a user's pulse wave can be measured with high precision.

請求項3に記載した発明によれば、指挿入部が弾性材料によって覆われているため、指先と光電脈波センサとを心地良く密着させることができる。すなわち、指挿入部内に指先を挿入するのみで、指先を安定して保持することができるため、操作性を向上させた上で、光電脈波センサと、指先との相対位置関係のバラツキが少なく、高精度なセンシングを行うことができる。   According to the invention described in claim 3, since the finger insertion portion is covered with the elastic material, the fingertip and the photoelectric pulse wave sensor can be comfortably adhered. In other words, since the fingertip can be stably held only by inserting the fingertip into the finger insertion portion, there is less variation in the relative positional relationship between the photoelectric pulse wave sensor and the fingertip while improving operability. , High-precision sensing can be performed.

請求項4に記載した発明によれば、筐体内に断熱性を有する充填材が設けられているため、筐体内は各種電子機器等の発熱により一定の温度状態を保っているとともに、指先からの放射熱を遮断することができる。そのため、指挿入部に指先を挿入した場合に、指先の温度を低下させることなく、体温と同程度の温度に維持した状態で測定を行うことができる。   According to the invention described in claim 4, since the heat-insulating filler is provided in the housing, the housing maintains a constant temperature state due to heat generated by various electronic devices and the like. Radiant heat can be blocked. Therefore, when the fingertip is inserted into the finger insertion portion, the measurement can be performed in a state where the temperature is maintained at the same level as the body temperature without reducing the temperature of the fingertip.

請求項5に記載した発明によれば、ユーザの緊張状態の変化は、心拍数及び脈拍数の揺らぎ成分として0.5Hz以下の低周波成分に現れる。具体的には、低周波成分の変動は血圧変動性によるもので、ユーザの交感神経の活動に関連し、高周波成分の変動は呼吸性変動によるもので、ユーザの副交感神経の活動に関連すると考えられる。通常の生体であれば、交感神経系と副交感神経系とは拮抗作用によりバランスを保っており、低周波成分と高周波成分との比が一致している(この状態を定常状態という)。すなわち、低周波成分と高周波成分とを比較した比較結果において、低周波成分の値が大きい場合には、交感神経の活動が優位であり、ユーザが緊張状態にあると判定する。一方、定常状態に対して、高周波成分の値が大きい場合には、副交感神経の活動が優位であり、ユーザがリラックス状態にあると判定することができる。これにより、脈波に基づく緊張状態を判定することができ、ユーザの興味を惹きつけることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the change in the tension state of the user appears in a low frequency component of 0.5 Hz or less as a fluctuation component of the heart rate and the pulse rate. Specifically, the low-frequency component variation is due to blood pressure variability and is related to the user's sympathetic activity, and the high-frequency component variation is due to respiratory variation and is considered to be related to the user's parasympathetic activity. It is done. In the case of a normal living body, the sympathetic nervous system and the parasympathetic nervous system are balanced by antagonism, and the ratio between the low frequency component and the high frequency component is the same (this state is called a steady state). That is, in the comparison result comparing the low frequency component and the high frequency component, if the value of the low frequency component is large, it is determined that the sympathetic nerve activity is dominant and the user is in a tension state. On the other hand, when the value of the high frequency component is large with respect to the steady state, it can be determined that the parasympathetic nerve activity is dominant and the user is in a relaxed state. Thereby, the tension state based on a pulse wave can be determined and a user's interest can be attracted.

請求項6に記載した発明によれば、加速度センサにより検出された加速度が第1閾値を超えた場合に、筐体の姿勢の変動が激しいと判定することで、例えば、筐体を車両に搭載した場合には車両走行時における運転荒さを判定することができる。これにより、同一の装置内における多機能化を図ることが可能になり、繰り返し使用した場合であってもユーザの興味を維持することができる。   According to the sixth aspect of the invention, when the acceleration detected by the acceleration sensor exceeds the first threshold value, it is determined that the change in the posture of the housing is severe, for example, the housing is mounted on the vehicle. In this case, it is possible to determine the driving roughness when the vehicle is traveling. This makes it possible to achieve multiple functions within the same device, and maintain the user's interest even when used repeatedly.

請求項7に記載した発明によれば、加速度センサにより検出された加速度が第2閾値を超えた場合の回数をカウントしておくことで、例えばユーザの歩行時に携帯しておくことで、ユーザの歩数または手振り数をカウントすることができる。これにより、同一の装置内における多機能化を図ることが可能になり、繰り返し使用した場合であってもユーザの興味を維持することができる。   According to the seventh aspect of the invention, by counting the number of times when the acceleration detected by the acceleration sensor exceeds the second threshold, for example, by carrying the user while walking, the user's You can count the number of steps or hand gestures. This makes it possible to achieve multiple functions within the same device, and maintain the user's interest even when used repeatedly.

請求項8に記載した発明によれば、光電脈波センサや加速度センサによる測定結果(リラックス度表示、運転荒さ表示及び歩数・手振り数表示)が、図形や文字等により表示されるため、ユーザは各種モードの測定結果を視覚により認識できる。   According to the invention described in claim 8, since the measurement result (relaxation level display, driving roughness display and step count / hand gesture count display) by the photoelectric pulse wave sensor or the acceleration sensor is displayed by a figure or a character, the user can The measurement results in various modes can be recognized visually.

請求項9に記載した発明によれば、光電脈波センサや加速度センサによる測定結果を、表示部以外にも出力させることで、視覚以外の感覚によってもユーザは各種モードの測定結果を認識できるため、よりユーザの興味を惹きつけることができる。   According to the ninth aspect of the present invention, the measurement result by the photoelectric pulse wave sensor or the acceleration sensor is output to other than the display unit, so that the user can recognize the measurement result in various modes by a sense other than vision. , Can attract more user interest.

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図1のブロック図に示すように、センサボール(バイタルサインセンサ)1は、光電脈波センサ5と、加速度センサ6と、操作ボタン7と、表示部8と、出力部9と、これら各電子機器を統括的に制御する制御ユニット10とで主に構成されている。本実施形態のセンサボール1は、光電脈波センサ5及び加速度センサ6を用いて、リラクシングモード、ドライビングモード及びウォーキングモード(歩数計)の3種類のモードを切り替えて使用することができる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as shown in the block diagram of FIG. 1, a sensor ball (vital sign sensor) 1 includes a photoelectric pulse wave sensor 5, an acceleration sensor 6, an operation button 7, a display unit 8, and an output unit 9. The control unit 10 mainly controls each electronic device. The sensor ball 1 of the present embodiment can be used by switching between three modes, a relaxing mode, a driving mode, and a walking mode (pedometer), using the photoelectric pulse wave sensor 5 and the acceleration sensor 6.

ここで、リラクシングモードとは、光電脈波センサ5の検出結果に基づいてユーザU(図5参照)のリラックス度を測定するモードである。また、ドライビングモードとは、センサボール1を車両に搭載した場合において、加速度センサ6の検出結果に基づいて車両の乗り心地(運転荒さ)を測定するものであり、ウォーキングモードとは、ユーザUの歩行時において、加速度センサ6の検出結果に基づいてユーザUの歩数または手振り数を測定するものである。   Here, the relaxing mode is a mode for measuring the degree of relaxation of the user U (see FIG. 5) based on the detection result of the photoelectric pulse wave sensor 5. The driving mode is to measure the riding comfort (driving roughness) of the vehicle based on the detection result of the acceleration sensor 6 when the sensor ball 1 is mounted on the vehicle. When walking, the number of steps or the number of hand gestures of the user U is measured based on the detection result of the acceleration sensor 6.

光電脈波センサ5は、LED(発光素子)11と、光電変換素子からなる脈波センサ本体(受光素子)12とを備えている。LED11には、赤色光または赤外光等の光が好適に用いられており、ユーザUの指先の腹部に向けて光を出射するようになっている。LED11に用いる赤色光や赤外光は、人体に入り易い波長であるため、明確な脈波信号が採取できる。さらに、赤色光は、目に見えることから、点灯しないときの故障判別が容易である。
一方、脈波センサ本体12は、LED11から出射されユーザUの指先を通った後の反射光を受光して方形波パルス信号を発生させるものであって、反射光の明るさの変動に応じてパルス信号の周波数が変化するようになっている。なお、脈波センサ本体12に用いる光電変換素子は、反射光の変動を電流により検出するフォトダイオードや、反射光の変動を電圧により検出するフォトトランジスタ等を用いることが可能である。
The photoelectric pulse wave sensor 5 includes an LED (light emitting element) 11 and a pulse wave sensor main body (light receiving element) 12 including a photoelectric conversion element. Light such as red light or infrared light is suitably used for the LED 11 and emits light toward the abdomen of the fingertip of the user U. Since red light and infrared light used for the LED 11 have wavelengths that easily enter the human body, a clear pulse wave signal can be collected. Further, since red light is visible, it is easy to determine a failure when it is not lit.
On the other hand, the pulse wave sensor body 12 receives the reflected light emitted from the LED 11 and passes through the fingertip of the user U to generate a square wave pulse signal, and responds to fluctuations in the brightness of the reflected light. The frequency of the pulse signal changes. Note that the photoelectric conversion element used in the pulse wave sensor main body 12 may be a photodiode that detects a change in reflected light by current, a phototransistor that detects a change in reflected light by voltage, or the like.

加速度センサ6は、X,Y,Z方向の3軸方向の加速度を検出する、いわゆる3軸加速度センサ6である。具体的に、加速度センサ6は、例えば可撓性を有する梁部で錘部を吊り下げ支持したものであって、錘部に何らかの力学量が外部から加えられたときに錘部が変位することで、錘部の変位をアナログの電圧波形として検出する。   The acceleration sensor 6 is a so-called triaxial acceleration sensor 6 that detects acceleration in three axial directions in the X, Y, and Z directions. Specifically, the acceleration sensor 6 has a weight portion suspended and supported by, for example, a flexible beam portion, and the weight portion is displaced when any mechanical amount is applied to the weight portion from the outside. Thus, the displacement of the weight portion is detected as an analog voltage waveform.

制御ユニット10は、マイコン13と、情報処理部14とで構成されている。
マイコン13は、光量制御手段17、スイッチ認識及びモード選択手段18、脈波演算部19、及び加速度演算部20を備えている。
スイッチ認識及びモード選択手段18は、スイッチマトリクスにより構成されており、操作ボタン7の入力に基づいて光量制御手段17、脈波演算部19、加速度演算部20、及び表示部8にモード選択信号を出力し、上述した各種モードの切り替えや決定、測定開始、表示部8へのモード表示を行えるようになっている。
光量制御手段17は、上述したリラクシングモードにおいて、PWM(パルス変調幅)信号のデューティ比を任意に可変することで、LED11に流れる電流を制御し、LED11の光量を調整するものである。
The control unit 10 includes a microcomputer 13 and an information processing unit 14.
The microcomputer 13 includes a light amount control unit 17, a switch recognition and mode selection unit 18, a pulse wave calculation unit 19, and an acceleration calculation unit 20.
The switch recognition and mode selection means 18 is constituted by a switch matrix, and sends a mode selection signal to the light quantity control means 17, the pulse wave calculation unit 19, the acceleration calculation unit 20, and the display unit 8 based on the input of the operation buttons 7. It is possible to output and switch the various modes described above, start the measurement, and display the mode on the display unit 8.
The light quantity control means 17 controls the current flowing through the LED 11 and adjusts the light quantity of the LED 11 by arbitrarily changing the duty ratio of the PWM (pulse modulation width) signal in the above-described relaxing mode.

脈波演算部19は、スイッチ認識及びモード選択手段18からリラクシングモードのモード選択信号を受信して、ユーザUのリラックス度を測定するものであって、脈波解析手段22、脈波パターンマッチング部23、リラックス度判別手段24により構成されている。
脈波解析手段22は、脈波センサ本体12により検出された脈波の周波数(つまり脈拍数)の検出信号をパルス信号として受信し、この周波数の変動成分を解析するためのものである。具体的には、脈波センサ本体12から出力された脈波の周波数の波形は、体動等によるノイズやうねりが重畳されたデータになっている。この時系列波形を高速フーリエ変換(FFT)で解析し、周波数に対するパワースペクトルを算出する。そして、この解析結果の信号を、バッファ(緩衝増幅器)25を介して脈波パターンマッチング部23に向けて出力する。
The pulse wave calculation unit 19 receives the mode selection signal of the relaxation mode from the switch recognition and mode selection unit 18 and measures the degree of relaxation of the user U. The pulse wave analysis unit 22, the pulse wave pattern matching unit 23, a relax degree discriminating means 24.
The pulse wave analysis means 22 receives a detection signal of the pulse wave frequency (that is, the pulse rate) detected by the pulse wave sensor main body 12 as a pulse signal, and analyzes the fluctuation component of this frequency. Specifically, the waveform of the frequency of the pulse wave output from the pulse wave sensor main body 12 is data in which noise or undulation due to body movement or the like is superimposed. This time-series waveform is analyzed by fast Fourier transform (FFT), and a power spectrum with respect to frequency is calculated. Then, the analysis result signal is output to the pulse wave pattern matching unit 23 via the buffer (buffer amplifier) 25.

脈波パターンマッチング部23は、脈波解析手段22により解析されたパワースペクトルの波形から、0.1Hz帯の信号強度をLF(Low Frequency)成分、0.3Hz帯の信号強度をHF(High Frequency)成分を取り出す。また、脈波パターンマッチング部23は、LF成分とHF成分との比に対するリラックス度の関係を有するマップを有しており、このマップと脈波解析手段22により解析されたLF成分及びHF成分の信号強度の比率とを比較する。そして、この比較結果の信号をリラックス度判別手段24に向けて出力する。   From the waveform of the power spectrum analyzed by the pulse wave analysis means 22, the pulse wave pattern matching unit 23 converts the signal intensity in the 0.1 Hz band into the LF (Low Frequency) component and the signal intensity in the 0.3 Hz band into the HF (High Frequency). ) Remove ingredients. Further, the pulse wave pattern matching unit 23 has a map having a degree of relaxation relationship with respect to the ratio between the LF component and the HF component, and the LF component and the HF component analyzed by the pulse wave analysis means 22 are included in the map. Compare the signal strength ratio. Then, the comparison result signal is output to the relaxation degree determination means 24.

リラックス度判別手段24は、脈波パターンマッチング部23の比較結果に基づいて、ユーザUのリラックス度を判別するものである。なお、本実施形態のリラックス度とは、その値が高い場合にはユーザが緊張状態にあり、低い場合にはユーザがリラックス状態にある。そして、リラックス度判別手段24は、リラックス度の判別結果を表示部8や、出力部9、情報処理部14に向けて出力する。   The relaxation degree determination means 24 is for determining the degree of relaxation of the user U based on the comparison result of the pulse wave pattern matching unit 23. In addition, when the value is high, the user is in a tension state when the value is high, and when the value is low, the user is in a relaxation state. Then, the relaxation degree determination unit 24 outputs the determination result of the relaxation degree to the display unit 8, the output unit 9, and the information processing unit 14.

加速度演算部20は、加速度解析手段27と、ドライビングモードの測定に用いるドライビングモード演算部28と、ウォーキングモードの演算に用いるウォーキングモード演算部29とを備えている。
加速度解析手段27は、加速度センサ6により出力されたX、Y、Z軸(前後、左右、上下方向)の3軸方向のアナログ電圧波形をA/D変換し、デジタル電圧波形の信号にする。そして、ドライビングモードの場合には、A/D変換された波形のノイズを除去してドライビングモード演算部28に出力する。また、ウォーキングモードの場合には、A/D変換されたX、Y、Z軸方向における加速度の波形の合成値を算出し、算出された加速度の合成値からノイズを除去した後、この算出結果をウォーキングモード演算部29に向けて出力する。
The acceleration calculation unit 20 includes an acceleration analysis unit 27, a driving mode calculation unit 28 used for driving mode measurement, and a walking mode calculation unit 29 used for walking mode calculation.
The acceleration analyzing means 27 performs A / D conversion on the analog voltage waveforms in the three axis directions of the X, Y, and Z axes (front and rear, left and right, and vertical directions) output from the acceleration sensor 6 to obtain digital voltage waveform signals. In the driving mode, the noise of the A / D converted waveform is removed and output to the driving mode calculation unit 28. In the walking mode, the A / D converted acceleration waveform composite values in the X, Y, and Z axis directions are calculated, and noise is removed from the calculated acceleration composite values. Is output to the walking mode calculation unit 29.

ドライビングモード演算部28は、加速度解析手段27との間にバッファ30を介して第1加速度波形パターンマッチング部31及び運転荒さ判別手段(姿勢判定部)32を備えている。
第1加速度波形パターンマッチング部31には、X,Y,Z軸方向の加速度に対してそれぞれ運転荒さ閾値(第1閾値)が予め設定されている。そして、第1加速度波形パターンマッチング部31は、加速度解析手段27で解析された加速度が運転荒さ閾値を超えたか否かを判断し、この判断結果を運転荒さ判別手段32に向けて出力する。
運転荒さ判別手段32は、第1加速度波形パターンマッチング部31による判断結果に基づいて、運転荒さを判別するものであり、この判別結果を表示部8や、出力部、情報処理部14に向けて出力する。
The driving mode calculation unit 28 includes a first acceleration waveform pattern matching unit 31 and a driving roughness determination unit (attitude determination unit) 32 through a buffer 30 between the driving mode calculation unit 28 and the acceleration analysis unit 27.
In the first acceleration waveform pattern matching unit 31, driving roughness threshold values (first threshold values) are set in advance for the accelerations in the X, Y, and Z axis directions, respectively. Then, the first acceleration waveform pattern matching unit 31 determines whether or not the acceleration analyzed by the acceleration analyzing unit 27 exceeds the driving roughness threshold value, and outputs the determination result to the driving roughness determining unit 32.
The driving roughness discriminating means 32 discriminates the driving roughness based on the determination result by the first acceleration waveform pattern matching unit 31, and the determination result is directed to the display unit 8, the output unit, and the information processing unit 14. Output.

ウォーキングモード演算部29は、加速度解析手段27との間にバッファ33を介して第2加速度波形パターンマッチング部35及びカウント手段36を備えている。
第2加速度波形パターンマッチング部35は、予め設定された加速度の計測閾値(第2閾値)を有している。なお、本実施形態のセンサボール1はユーザUの腰等に携帯する場合と、ユーザUの手で携帯する場合等が考えられる。この場合、加速度センサ6の波形のピーク値や振動方向に違いが生じる。これに対して、本実施形態では、上述したように加速度解析手段27において3軸方向における加速度の合成値の波形を算出し、この合成値の算出結果が閾値を超えたか否かを測定する。これにより、ユーザUがセンサボール1を腰に携帯した場合(歩数)、及びセンサボール1を手で携帯した場合(手振り数)の双方を考慮した上で、解析結果が計測閾値を超えたか否かを判断することができる。
カウント手段36は、上述した第2加速度パターンマッチング部35の判定結果に基づいて、加速度解析手段27の解析結果が計測閾値を超えた回数をカウントするものである。そして、このカウント結果を表示部8や、出力部9、情報処理部14に向けて出力する。
The walking mode calculation unit 29 includes a second acceleration waveform pattern matching unit 35 and a count unit 36 via a buffer 33 between the walking mode calculation unit 29 and the acceleration analysis unit 27.
The second acceleration waveform pattern matching unit 35 has a predetermined acceleration measurement threshold (second threshold). In addition, the case where the sensor ball 1 of this embodiment is carried on the user's U waist etc., the case where it carries with the user's U hand, etc. can be considered. In this case, a difference occurs in the peak value of the waveform of the acceleration sensor 6 and the vibration direction. On the other hand, in the present embodiment, as described above, the acceleration analysis unit 27 calculates a waveform of a composite value of acceleration in the three-axis directions, and measures whether or not the calculation result of the composite value exceeds a threshold value. Accordingly, whether or not the analysis result exceeds the measurement threshold in consideration of both the case where the user U carries the sensor ball 1 on the waist (number of steps) and the case where the user U carries the sensor ball 1 by hand (number of hand gestures). Can be determined.
The counting unit 36 counts the number of times that the analysis result of the acceleration analyzing unit 27 exceeds the measurement threshold based on the determination result of the second acceleration pattern matching unit 35 described above. The count result is output to the display unit 8, the output unit 9, and the information processing unit 14.

表示部8は、上述したように操作ボタン7により選択されたモードの選択画面、決定画面が表示されるとともに、脈波演算部19、ドライビングモード演算部28およびウォーキングモード演算部29による測定結果に基づいて、各種モードの測定結果が図形や文字等により表示されるようになっている(リラックス度表示、運転荒さ表示及び歩数・手振り数表示)。これにより、ユーザUは、各種モードの測定結果を視覚により認識できるようになっている。   The display unit 8 displays a selection screen and a determination screen for the mode selected by the operation button 7 as described above, and displays the measurement results obtained by the pulse wave calculation unit 19, the driving mode calculation unit 28, and the walking mode calculation unit 29. Based on this, the measurement results in various modes are displayed with graphics, characters, etc. (relaxation level display, driving roughness display, step count / hand gesture count display). Thus, the user U can visually recognize the measurement results in various modes.

また、出力部9は、振動モータ等からなる振動出力部38と、圧電ブザー等からなる音出力部39とで構成されている。
振動出力部38は、回転駆動することでセンサボール1自体を振動させるものであり、上述した各種モードの測定結果等に基づいてセンサボール1が振動することで、ユーザUは触覚により各種モードの測定結果を認識できるようになっている。
また、音出力部39は圧電素子に電圧を加えることで音波を発生させるものであり、各種モードの測定結果や、操作ボタン7の操作結果等に基づいて、マイコン13に内蔵されたブザー音や音声を発生させる。これにより、ユーザUは、聴覚により各種モードの測定結果や、操作結果を認識できるようになっている。
The output unit 9 includes a vibration output unit 38 including a vibration motor and a sound output unit 39 including a piezoelectric buzzer.
The vibration output unit 38 vibrates the sensor ball 1 itself by being rotationally driven. The sensor ball 1 vibrates on the basis of the measurement results of the various modes described above. The measurement result can be recognized.
The sound output unit 39 generates a sound wave by applying a voltage to the piezoelectric element. Based on the measurement results of various modes, the operation results of the operation buttons 7 and the like, Generate sound. Thereby, the user U can recognize the measurement result and operation result of various modes by hearing.

情報処理部14は、情報記憶部41と無線通信部42とを備えている。
情報記憶部41は、メモリーカードやUSB(Universal Serial Bus)フラッシュメモリ等の記録媒体が着脱されるようになっており、各種モードの測定結果の信号を受信し、その測定結果を情報媒体に記録できるようになっている。
無線通信部42は、Bluetooth(登録商標)等により構成され、センサボール1とパーソナルコンピュータ(以下、PCという)や、携帯電話、各種情報端末等の外部機器43との間でリアルタイムで無線通信を行えるようになっている。すなわち、各種モードの測定結果の信号を受信し、その測定結果を外部機器43に出力できるようになっている。
The information processing unit 14 includes an information storage unit 41 and a wireless communication unit 42.
The information storage unit 41 is configured such that a recording medium such as a memory card or a USB (Universal Serial Bus) flash memory is attached and detached, receives signals of measurement results in various modes, and records the measurement results on the information medium. It can be done.
The wireless communication unit 42 is configured by Bluetooth (registered trademark) or the like, and performs wireless communication in real time between the sensor ball 1 and an external device 43 such as a personal computer (hereinafter referred to as a PC), a mobile phone, or various information terminals. It can be done. In other words, signals of measurement results in various modes can be received and the measurement results can be output to the external device 43.

なお、センサボール1には、DCバッテリ44が搭載され、レギュレータ45を介して光電脈波センサ5や加速度センサ6、制御ユニット10等の各電子機器に電力を安定して供給するようになっている。このように、本実施形態では、DCバッテリ44によってセンサボール1への電力の供給を行うため、センサボール1を容易に携帯することができる。   The sensor ball 1 is equipped with a DC battery 44 so that power is stably supplied to each electronic device such as the photoelectric pulse wave sensor 5, the acceleration sensor 6, and the control unit 10 via the regulator 45. Yes. Thus, in this embodiment, since the electric power is supplied to the sensor ball 1 by the DC battery 44, the sensor ball 1 can be easily carried.

ここで、上述したセンサボール1の外観構成について説明する。
図2〜4に示すように、センサボール1は、上述した光電脈波センサ5や加速度センサ6、制御ユニット10等の各電子機器が内蔵された筐体50を備えている。
筐体50は、ゴムや、スポンジ等の弾性材料により構成された中空の球状のものであり、センサ部51と、センサ部51の下部(図2中下部)にヒンジ部52を介して回動可能に取り付けられた操作部53とで分割構成されている。すなわち、操作部53はセンサ部51に対してオープンポジションP1(図2参照)からクローズポジションP2(図3参照)へと回動可能に構成されており、クローズポジションP2において、センサ部51の下面51aと操作部53の上面53aとが合わさった場合に球状になる。
Here, the external configuration of the sensor ball 1 described above will be described.
As shown in FIGS. 2 to 4, the sensor ball 1 includes a housing 50 in which each electronic device such as the photoelectric pulse wave sensor 5, the acceleration sensor 6, and the control unit 10 described above is built.
The housing 50 is a hollow spherical body made of an elastic material such as rubber or sponge, and is rotated via the hinge portion 52 to the sensor portion 51 and the lower portion of the sensor portion 51 (lower portion in FIG. 2). The operation unit 53 is detachably configured. In other words, the operation unit 53 is configured to be rotatable with respect to the sensor unit 51 from the open position P1 (see FIG. 2) to the close position P2 (see FIG. 3). When 51a and the upper surface 53a of the operation part 53 are put together, it becomes spherical.

筐体50の外形の大きさは、ユーザU(図5参照)が片手で把持可能、具体的には図示しない車両のドリンクホルダー等にガタツキなく載置できる大きさに構成され、クッション性を有している。すなわち、筐体50は、ユーザUが手で握ることで、指先の形状に倣って弾性変形するようになっている。また、筐体50に図示しないストラップ等を設け、ユーザUの腰や鞄等にも携帯することもできる。なお、筐体50は、遮光性を有する材料を用いることが好ましく、上述した筐体50の構成材料のうち、本実施形態では着色されたゴムが好適に用いられる。また、筐体50の内周面または外周面に遮光性を有する非透過材を貼り付けるようにしてもよい。
そして、筐体50内には、断熱性を有する樹脂材料、例えばシリコーン樹脂等からなる充填剤(断熱部材)55が充填されている。
The outer size of the housing 50 is configured so that the user U (see FIG. 5) can hold it with one hand, specifically, can be placed on a drink holder or the like of a vehicle (not shown) without rattling and has cushioning properties. is doing. That is, the housing 50 is elastically deformed according to the shape of the fingertip when the user U holds it with a hand. In addition, a strap or the like (not shown) may be provided on the housing 50 so that it can be carried around the user's U waist, bag, or the like. In addition, it is preferable to use the material which has light-shielding property for the housing | casing 50, and among the constituent materials of the housing | casing 50 mentioned above, colored rubber is used suitably in this embodiment. Further, a non-transmissive material having a light shielding property may be attached to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the housing 50.
The casing 50 is filled with a heat insulating resin material, for example, a filler (heat insulating member) 55 made of silicone resin or the like.

筐体50のセンサ部51には、その外表面に指挿入口56が形成されている。この指挿入口56は、筐体50の厚さ方向に貫通する丸孔であり、ユーザUの指先が挿入可能な内径に形成されている。そして、センサ部51の内部、すなわち充填材55には、指挿入口56に連通する指挿入穴57が形成されている。この指挿入穴57は、筐体50の内周面から径方向内側に向かって刳り貫かれ、ユーザUの指形状に倣って下方に向けて湾曲している。そして、これら指挿入口56及び指挿入穴57により、ユーザUの指を第二関節程度まで挿入可能な指挿入部58が形成されている。この場合、指挿入部58の内周面は、上述した充填材55により構成されている。   A finger insertion port 56 is formed on the outer surface of the sensor unit 51 of the housing 50. The finger insertion port 56 is a round hole that penetrates the casing 50 in the thickness direction, and has an inner diameter into which a user U's fingertip can be inserted. A finger insertion hole 57 communicating with the finger insertion port 56 is formed in the sensor unit 51, that is, in the filler 55. The finger insertion hole 57 is penetrated from the inner peripheral surface of the housing 50 toward the inside in the radial direction, and is curved downward in accordance with the finger shape of the user U. The finger insertion port 56 and the finger insertion hole 57 form a finger insertion portion 58 through which the user U's finger can be inserted up to about the second joint. In this case, the inner peripheral surface of the finger insertion portion 58 is configured by the filler 55 described above.

また、センサ部51の充填材55内には、上述した光電脈波センサ5、加速度センサ6、制御ユニット10、振動出力部38、音出力部39及びDCバッテリ44が埋設されている。   In addition, the photoelectric pulse wave sensor 5, the acceleration sensor 6, the control unit 10, the vibration output unit 38, the sound output unit 39, and the DC battery 44 are embedded in the filler 55 of the sensor unit 51.

光電脈波センサ5のLED11は、指挿入部58の下部内周面の先端部分において、充填材55に複数(例えば、2つ)埋設されている。具体的には、LED11は、指挿入部58の先端部分でその長手方向または直角方向に沿って配列され、指挿入部58内に挿入されたユーザUの指先の腹部に向けて光を出射するようになっている。
一方、脈波センサ本体12は、2つのLED11の間に配置され、LED11から出射され、ユーザUの指を通った後の反射光を受光するようになっている。なお、LED11及び脈波センサ本体12は、測定光は透過できるが水や異物は通過不能で、かつ指がLED11及び脈波センサ本体12に直接触れないようにするためにシールド部材(不図示)により被覆されている。
加速度センサ6は、指挿入部58を挟んで光電脈波センサ5に対向配置されている。そして、これら光電脈波センサ5及び加速度センサ6は、図示しない配線を介してDCバッテリ44及び制御ユニット10に接続されている。
A plurality of (for example, two) LEDs 11 of the photoelectric pulse wave sensor 5 are embedded in the filler 55 at the tip portion of the lower inner peripheral surface of the finger insertion portion 58. Specifically, the LEDs 11 are arranged at the distal end portion of the finger insertion portion 58 along the longitudinal direction or the perpendicular direction, and emit light toward the abdomen of the fingertip of the user U inserted into the finger insertion portion 58. It is like that.
On the other hand, the pulse wave sensor main body 12 is disposed between the two LEDs 11 and receives reflected light emitted from the LED 11 and passing through the finger of the user U. The LED 11 and the pulse wave sensor main body 12 can transmit measurement light, but cannot pass water or foreign matter, and shield members (not shown) in order to prevent the finger from touching the LED 11 and the pulse wave sensor main body 12 directly. It is covered with.
The acceleration sensor 6 is disposed opposite to the photoelectric pulse wave sensor 5 with the finger insertion portion 58 interposed therebetween. The photoelectric pulse wave sensor 5 and the acceleration sensor 6 are connected to the DC battery 44 and the control unit 10 via wiring not shown.

また、センサ部51の下面51aには、上述したメモリーカード等が挿入されるカード挿入部60と、USBフラッシュメモリが挿入されるUSB挿入部61が形成されている。これらカード挿入部60及びUSB挿入部61は、センサ部51の下面51aから上方に向かって形成され、図示しない配線を介して制御ユニット10に接続されている。   Further, on the lower surface 51a of the sensor unit 51, a card insertion unit 60 into which the above-described memory card or the like is inserted and a USB insertion unit 61 into which a USB flash memory is inserted are formed. The card insertion unit 60 and the USB insertion unit 61 are formed upward from the lower surface 51a of the sensor unit 51, and are connected to the control unit 10 via a wiring (not shown).

一方、操作部53には、上述した各種モードの測定結果を表示するための表示部8が配置されている。この表示部は、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成され、操作部53の上面53aにおける中央部に配置されている。
また、表示部8に隣接して各種モードの選択、決定等の操作を行うための複数(例えば、3つ)の操作ボタン7が配列されている。操作ボタン7は、表示部8の長手方向沿って並んで配列され、モード選択ボタン、決定ボタン及びキャンセルボタン、スタート、停止等の機能を有している。そして、これら表示部8及び操作ボタン7は、操作部53のオープンポジションP1において、外部に露出することでユーザUが表示部8に表示された測定結果を認識できるとともに、操作ボタン7を操作できるようになっている。なお、表示部8及び操作ボタン7は、図示しない配線を介してDCバッテリ44及び制御ユニット10に接続されている。
On the other hand, the operation unit 53 is provided with a display unit 8 for displaying the measurement results in the various modes described above. The display unit is configured by an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and is disposed at the center of the upper surface 53 a of the operation unit 53.
A plurality of (for example, three) operation buttons 7 for performing operations such as selection and determination of various modes are arranged adjacent to the display unit 8. The operation buttons 7 are arranged side by side along the longitudinal direction of the display unit 8 and have functions such as a mode selection button, a determination button and a cancel button, and start and stop. The display unit 8 and the operation button 7 are exposed to the outside at the open position P1 of the operation unit 53 so that the user U can recognize the measurement result displayed on the display unit 8 and can operate the operation button 7. It is like that. The display unit 8 and the operation buttons 7 are connected to the DC battery 44 and the control unit 10 through wiring not shown.

次に、本実施形態のセンサボールの動作について説明する。
リラクシングモードについて説明する。
まず、図1に示すように、ユーザUは、操作部53をオープンポジションP1にし、操作部53の操作ボタン7を操作してリラクシングモードに設定する。すると、スイッチ認識及びモード選択手段18は、操作ボタン7の入力に基づいて、光量制御手段17及び脈波演算部19のバッファ25に向けてモード開始の信号を出力する。さらに、スイッチ認識及びモード選択手段18は、表示部8にモード表示の信号を出力し、リラクシングモードのモード表示を行わせる。なお、リラクシングモードの高精度なセンシングを行うためには、安静状態で使用することが好ましい。
Next, the operation of the sensor ball of this embodiment will be described.
The relaxing mode will be described.
First, as shown in FIG. 1, the user U sets the operation unit 53 to the open position P1, and operates the operation button 7 of the operation unit 53 to set the relaxation mode. Then, the switch recognition and mode selection unit 18 outputs a mode start signal to the light amount control unit 17 and the buffer 25 of the pulse wave calculation unit 19 based on the input of the operation button 7. Further, the switch recognition and mode selection means 18 outputs a mode display signal to the display unit 8 to display the mode of the relaxation mode. In order to perform highly accurate sensing in the relaxing mode, it is preferable to use in a resting state.

次に、ユーザUは、手で筐体50を軽く握りつつ、握った手の人指し指を指挿入部58の指挿入口56から挿入する。具体的には、指挿入部58の先端側まで指を挿入し、光電脈波センサ5と指先の腹部とを密着させる。この時、指挿入部58内は、充填材55に覆われているため、ユーザUの指先にフィットするようになっている。
これにより、指挿入部58内で指先を安定して保持することができ、ユーザUや測定回数、測定環境に係らず光電脈波センサ5と指先との相対位置のバラツキを抑えることができる。また、本実施形態の充填材55は、断熱性を有しているため、筐体50内はDCバッテリ44等の発熱により一定の温度状態を保っているとともに、指先からの放射熱を遮断することができる。これにより、指挿入部58に指先を挿入した場合に、指先の温度を低下させることなく、体温と同程度の温度に維持した状態で測定を行うことができる。そのため、高精度なセンシングを行うことができる。
Next, the user U inserts the index finger of the gripped hand from the finger insertion port 56 of the finger insertion portion 58 while lightly grasping the housing 50 with the hand. Specifically, a finger is inserted to the tip side of the finger insertion part 58, and the photoelectric pulse wave sensor 5 and the abdomen of the fingertip are brought into close contact with each other. At this time, since the inside of the finger insertion part 58 is covered with the filler 55, it fits the fingertip of the user U.
Accordingly, the fingertip can be stably held in the finger insertion portion 58, and variations in the relative position between the photoelectric pulse wave sensor 5 and the fingertip can be suppressed regardless of the user U, the number of times of measurement, and the measurement environment. Moreover, since the filler 55 of this embodiment has heat insulation, the inside of the housing 50 is maintained at a constant temperature state by the heat generated by the DC battery 44 or the like, and blocks radiant heat from the fingertips. be able to. Thereby, when the fingertip is inserted into the finger insertion portion 58, the measurement can be performed in a state where the temperature is maintained at the same level as the body temperature without lowering the temperature of the fingertip. Therefore, highly accurate sensing can be performed.

次に、光量制御手段17は、スイッチ認識及びモード選択手段18からのモード選択信号に基づいて、LED11に向けてPWM信号を出力し、LED11はPWM信号に基づいて所定の光量の光を指先に向けて出射する。そして、LED11から出射された光は指先を通った後に反射し、この反射光を脈波センサ本体12で検出する。   Next, the light quantity control means 17 outputs a PWM signal to the LED 11 based on the mode selection signal from the switch recognition and mode selection means 18, and the LED 11 uses a light of a predetermined light quantity based on the PWM signal to the fingertip. It emits toward. Then, the light emitted from the LED 11 is reflected after passing through the fingertip, and this reflected light is detected by the pulse wave sensor main body 12.

脈波センサ本体12は、検出された脈波の周波数の検出信号を脈波解析手段22に出力し、脈波解析手段22において周波数のFFT解析を行い、この解析結果の信号を脈波パターンマッチング部23に向けて出力する。   The pulse wave sensor main body 12 outputs a detection signal of the detected pulse wave frequency to the pulse wave analysis means 22, performs frequency FFT analysis in the pulse wave analysis means 22, and uses the analysis result signal as a pulse wave pattern matching. Output to the unit 23.

ここで、図6は、脈波解析手段22で得られる周波数のパワースペクトルの波形を示すグラフである。まず、脈波パターンマッチング部23は、脈波解析手段22で解析されたパワースペクトルの波形から、LF成分(図6中D1)とHF成分(図6中D2)とを取り出し、これらLF成分とHF成分との比を算出する。
この場合、ユーザUのリラックス度の変化は、心拍数及び脈拍数の揺らぎ成分として0.5Hz以下の低周波成分に現れる。具体的には、LF成分の変動は血圧変動性によるもので、ユーザUの交感神経の活動に関連し、HF成分の変動は呼吸性変動によるもので、ユーザUの副交感神経の活動に関連すると考えられる。通常の生体であれば、交感神経系と副交感神経系とは拮抗作用によりバランスを保っており、LF成分とHF成分との比が一致している(この状態を定常状態という)。すなわち、LF成分とHF成分とを比較して、LF成分の値が大きい場合には、交感神経の活動が優位であり、ユーザが緊張状態にあると判定する。一方、定常状態に対して、HF成分の値が大きい場合には、副交感神経の活動が優位であり、ユーザUがリラックス状態にあると判定することができる。
そして、脈波パターンマッチング部23での算出結果をリラックス度判別手段24に向けて出力する。
Here, FIG. 6 is a graph showing the waveform of the frequency power spectrum obtained by the pulse wave analyzing means 22. First, the pulse wave pattern matching unit 23 extracts the LF component (D1 in FIG. 6) and the HF component (D2 in FIG. 6) from the waveform of the power spectrum analyzed by the pulse wave analyzing means 22, and these LF components The ratio with the HF component is calculated.
In this case, the change in the degree of relaxation of the user U appears in a low frequency component of 0.5 Hz or less as a fluctuation component of the heart rate and the pulse rate. Specifically, the fluctuation of the LF component is due to blood pressure variability and is related to the sympathetic nerve activity of the user U, and the fluctuation of the HF component is due to respiratory fluctuation and is related to the parasympathetic nerve activity of the user U. Conceivable. In the case of a normal living body, the sympathetic nervous system and the parasympathetic nervous system are balanced by antagonism, and the ratio between the LF component and the HF component is the same (this state is referred to as a steady state). That is, the LF component and the HF component are compared, and if the value of the LF component is large, it is determined that the sympathetic nerve activity is dominant and the user is in a tension state. On the other hand, when the value of the HF component is large with respect to the steady state, it can be determined that the parasympathetic nerve activity is dominant and the user U is in a relaxed state.
Then, the calculation result in the pulse wave pattern matching unit 23 is output toward the relaxation degree determination means 24.

次に、リラックス度判別手段24において、脈波パターンマッチング部23による算出結果と、マップとを照らし合わせてユーザUのリラックス度を判別し、この判別結果を表示部8や、出力部9(振動出力部38及び音出力部39)、情報処理部14に向けて出力する。   Next, the relaxation degree determination means 24 determines the degree of relaxation of the user U by comparing the calculation result by the pulse wave pattern matching unit 23 with the map, and the determination result is displayed on the display unit 8 or the output unit 9 (vibration). The output unit 38 and the sound output unit 39) output to the information processing unit 14.

これにより、表示部8に、リラックス度の判別結果に応じた文字や図形が出力されるとともに、音出力部39からはリラックス度の判別結果に応じた音声や音が出力されることで、ユーザUはリラックス度を認識することができる。また、リラックス度の判別結果に応じて、例えば極度の緊張状態やリラックス状態にある場合には、振動出力部38が振動することで筐体50が振動する。これによっても、ユーザUに対してリラックス度を認識させることができる。なお、リラクシングモードの測定時間は、数分程度になっている。   As a result, characters and figures corresponding to the determination result of the relaxation degree are output to the display unit 8, and sound and sound corresponding to the determination result of the relaxation degree are output from the sound output unit 39, thereby allowing the user to U can recognize the degree of relaxation. Further, according to the determination result of the degree of relaxation, for example, in an extreme tension state or a relaxed state, the casing 50 vibrates due to the vibration output unit 38 vibrating. This also allows the user U to recognize the degree of relaxation. Note that the measurement time in the relaxing mode is about several minutes.

また、リラックス度の判定結果は、情報処理部14に出力されるようになっており、メモリーカードやUSBフラッシュメモリ等の記録媒体に記録されたり、無線通信手段等により外部機器に伝達されたりするようになっている。   The relaxation degree determination result is output to the information processing unit 14, and is recorded on a recording medium such as a memory card or a USB flash memory, or transmitted to an external device by wireless communication means or the like. It is like that.

次に、ドライビングモードについて説明する。
まず、図1に示すように、ユーザUは操作ボタン7を操作し、センサボール1のモードをドライビングモードに設定する。すると、スイッチ認識及びモード選択手段18は、操作ボタン7の入力に基づいて、ドライビングモード演算部28のバッファ30に向けて測定開始の出力信号を出力する。さらに、スイッチ認識及びモード選択手段18は、表示部8にモード表示の信号を出力し、ドライビングモードのモード表示を行わせる。
そして、ドライビングモードの設定が完了したら、ユーザはセンサボール1を車両のドリンクホルダー等に載置し、車両を走行させる。
Next, the driving mode will be described.
First, as shown in FIG. 1, the user U operates the operation button 7 to set the mode of the sensor ball 1 to the driving mode. Then, the switch recognition and mode selection means 18 outputs a measurement start output signal to the buffer 30 of the driving mode calculation unit 28 based on the input of the operation button 7. Further, the switch recognition / mode selection means 18 outputs a mode display signal to the display unit 8 to display the driving mode.
When the setting of the driving mode is completed, the user places the sensor ball 1 on the drink holder or the like of the vehicle and causes the vehicle to travel.

そして、加速度センサ6は、車両走行時におけるブレーキや加速、旋回等を電圧波形として検出する。
ここで、図7に示すように、加速度センサ6のX軸を車両の前後方向、Y軸を左右方向、Z軸を上下方向とすると、図8,9に示すような電圧波形が検出される。図8は通常運転(丁寧な運転)時に検出される加速度の変動を示し、図9は荒い運転時に検出される加速度の変動を示している。
まず、加速度センサ6のX軸(前後方向)、Z軸(上下方向)の変動は、車両の加速、減速等に応じて変動するようになっており、通常運転時に比べて荒い運転時は加速度の変動のピーク値が大きく、また加速度の変動が急峻になっている。
また、加速度センサ6のY軸(左右方向)の変動は、車両の旋回等に応じて変動するようになっており、上述したX軸方向の変動と同様に通常運転時に比べて荒い運転時は加速度の変動のピーク値が大きく、また加速度の変動が急峻になっている。
And the acceleration sensor 6 detects the brake, acceleration, turning, etc. at the time of vehicle travel as a voltage waveform.
Here, as shown in FIG. 7, when the X axis of the acceleration sensor 6 is the longitudinal direction of the vehicle, the Y axis is the horizontal direction, and the Z axis is the vertical direction, voltage waveforms as shown in FIGS. . FIG. 8 shows fluctuations in acceleration detected during normal driving (careful driving), and FIG. 9 shows fluctuations in acceleration detected during rough driving.
First, fluctuations in the X axis (front-rear direction) and Z axis (vertical direction) of the acceleration sensor 6 change according to acceleration, deceleration, etc. of the vehicle, and the acceleration is greater during rough driving than during normal driving. The peak value of the fluctuation is large, and the fluctuation of the acceleration is steep.
Further, the fluctuation of the acceleration sensor 6 in the Y-axis (left-right direction) varies according to the turning of the vehicle and the like, and during the rough driving as compared with the normal driving as described above in the X-axis direction. The peak value of acceleration fluctuation is large, and the fluctuation of acceleration is steep.

図1に示すように、加速度センサ6は、このように検出された検出結果をA/D変換した後、加速度解析手段27に向けて出力する。そして、加速度解析手段27は、加速度センサ6により検出された電圧信号のノイズを除去した後、この解析結果をドライビングモード演算部28の第1加速度波形パターンマッチング部31に向けて出力する。   As shown in FIG. 1, the acceleration sensor 6 performs A / D conversion on the detection result thus detected and outputs the result to the acceleration analysis means 27. The acceleration analyzing unit 27 removes noise from the voltage signal detected by the acceleration sensor 6 and then outputs the analysis result to the first acceleration waveform pattern matching unit 31 of the driving mode calculation unit 28.

そして、第1加速度波形パターンマッチング部31において、加速度解析手段27で解析された加速度が、運転荒さ閾値(例えば、図9中符号R)を越えたか否かを判定し、この判定結果を運転荒さ判別手段32に向けて出力する。
そして、運転荒さ判別手段32は、第1加速度波形パターンマッチング部31における判定結果に基づいて波形パターンに対応した運転荒さ情報を判別し、この判別結果を表示部8や、出力部9(振動出力部38及び音出力部39)、情報処理部14に向けて出力する。
Then, the first acceleration waveform pattern matching unit 31 determines whether or not the acceleration analyzed by the acceleration analyzing means 27 exceeds a driving roughness threshold (for example, symbol R in FIG. 9), and the determination result is determined as driving roughness. Output toward the discriminating means 32.
The driving roughness determination means 32 determines driving roughness information corresponding to the waveform pattern based on the determination result in the first acceleration waveform pattern matching unit 31, and displays the determination result on the display unit 8 or the output unit 9 (vibration output). Unit 38 and sound output unit 39) and output to the information processing unit 14.

これにより、表示部8に、ユーザUの運転荒さに応じた文字や図形が出力されるとともに、音出力部39からは運転荒さに応じた音声や音が出力されることで、ユーザUは運転荒さを認識することができる。また、運転荒さの判別結果に応じて、例えば急ブレーキや急旋回時には、振動出力部38が振動することで筐体50が振動する。これによっても、ユーザUに対して運転荒さを認識させることができる。   As a result, characters and figures corresponding to the driving roughness of the user U are output to the display unit 8, and voices and sounds corresponding to the driving roughness are output from the sound output unit 39, so that the user U can drive You can recognize roughness. Further, according to the determination result of the driving roughness, for example, during sudden braking or sudden turning, the vibration output unit 38 vibrates and the housing 50 vibrates. This also allows the user U to recognize the driving roughness.

また、運転荒さの判定結果は、情報処理部14に出力されるようになっており、メモリーカードやUSBフラッシュメモリ等の記録媒体に記録されたり、無線通信手段等により外部機器に伝達されたりするようになっている。   In addition, the determination result of the driving roughness is output to the information processing unit 14, and is recorded on a recording medium such as a memory card or a USB flash memory, or transmitted to an external device by a wireless communication unit or the like. It is like that.

次に、ウォーキングモードについて説明する。
まず、ユーザUは操作ボタン7を操作し、モードをウォーキングモードに設定する。すると、スイッチ認識及びモード選択手段18は、操作ボタン7の入力に基づいて、ウォーキングモード演算部29のバッファ33に向けて測定開始の出力信号を出力する。さらに、スイッチ認識及びモード選択手段18は、表示部8にモード表示の信号を出力し、ウォーキングモードのモード表示を行わせる。
そして、ウォーキングモードの設定が完了したら、ユーザUは操作部53をクローズポジションP2に戻し、センサボール1を手で携帯したり、腰に携帯したりして歩行(またはランニング)を始める。
Next, the walking mode will be described.
First, the user U operates the operation button 7 to set the mode to the walking mode. Then, the switch recognition and mode selection means 18 outputs a measurement start output signal to the buffer 33 of the walking mode calculation unit 29 based on the input of the operation button 7. Further, the switch recognition and mode selection means 18 outputs a mode display signal to the display unit 8 to perform the mode display of the walking mode.
When the setting of the walking mode is completed, the user U returns the operation unit 53 to the closed position P2, and starts walking (or running) by carrying the sensor ball 1 by hand or carrying it on the waist.

ユーザUが歩行し始めると、加速度センサ6が振動して加速度センサ6により検出される電圧波形が変動する。そして、加速度センサ6は、検出結果を加速度解析手段27に向けて出力する。
図10は、時間に対する3軸方向における加速度の合成値の変動を示すグラフであり、(a)はノイズ除去前、(b)はノイズ除去後(ローパスフィルタ処理後)を示している。
図10に示すように、加速度解析手段27は、まず加速度センサ6により検出された3軸方向における電圧信号の合成値を算出した後(図10(a)参照)、算出結果のノイズを除去する(図10(b)参照)。そして、この算出結果をウォーキングモード演算部29の第2加速度波形パターンマッチング部35に向けて出力する。
When the user U starts walking, the acceleration sensor 6 vibrates and the voltage waveform detected by the acceleration sensor 6 changes. Then, the acceleration sensor 6 outputs the detection result to the acceleration analysis means 27.
FIGS. 10A and 10B are graphs showing fluctuations in the combined value of accelerations in the three-axis directions with respect to time. FIG. 10A shows before noise removal, and FIG. 10B shows after noise removal (after low-pass filter processing).
As shown in FIG. 10, the acceleration analyzing means 27 first calculates a composite value of the voltage signals in the three-axis directions detected by the acceleration sensor 6 (see FIG. 10A), and then removes the noise of the calculation result. (See FIG. 10B). Then, the calculation result is output toward the second acceleration waveform pattern matching unit 35 of the walking mode calculation unit 29.

そして、図1に示すように、第2加速度波形パターンマッチング部35において、加速度解析手段27で算出された加速度波形の合成値が、第2加速度波形パターンマッチング部35に予め設定された閾値(図10(b)中符号Q)を超えたか否かを判断する。そして、加速度波形が閾値を超えたと判断すると、この判断結果の信号をカウント手段36に向けて出力する。そして、カウント手段36は、第2加速度波形パターンマッチング部35から出力される信号をカウントし、このカウント情報を表示部8や、出力部9、情報処理部14に向けて出力する。   As shown in FIG. 1, the second acceleration waveform pattern matching unit 35 uses a threshold value (FIG. 1) in which the combined value of the acceleration waveforms calculated by the acceleration analyzing unit 27 is set in the second acceleration waveform pattern matching unit 35. It is determined whether or not 10 (b) medium code Q) has been exceeded. When it is determined that the acceleration waveform exceeds the threshold value, a signal indicating the determination result is output to the counting means 36. The counting unit 36 counts the signal output from the second acceleration waveform pattern matching unit 35 and outputs the count information to the display unit 8, the output unit 9, and the information processing unit 14.

そして、表示部8には、カウント数、すなわち歩数と手振り数との双方を考慮した値が出力されて表示され、ユーザUは自分が歩いた歩数を認識することができる。また、カウント手段36によりカウントされる度に音出力部39からは音が出力されるとともに、振動出力部38により筐体50が振動する。これにより、ユーザUはウォーキングモードが正常に動作しているか否かを確認することができる。   Then, the display unit 8 outputs and displays the count number, that is, a value considering both the number of steps and the number of hand movements, and the user U can recognize the number of steps he has walked. Each time the counting means 36 counts, a sound is output from the sound output unit 39 and the casing 50 vibrates by the vibration output unit 38. Thereby, the user U can confirm whether the walking mode is operating normally.

また、ウォーキングモードの測定結果は、情報処理部14に出力されるようになっており、メモリーカードやUSBフラッシュメモリ等の記録媒体に記録されたり、無線通信手段等により外部機器に伝達されたりするようになっている。   In addition, the walking mode measurement result is output to the information processing unit 14, and is recorded on a recording medium such as a memory card or a USB flash memory, or transmitted to an external device by a wireless communication unit or the like. It is like that.

したがって、上述の実施の形態によれば、筐体50内に光電脈波センサ5と加速度センサ6が設けられているため、上述したリラクシングモード、ドライビングモード及びウォーキングモードの各種モードの測定を行うことができる。すなわち、同一の装置内における多機能化を図ることが可能になり、繰り返し使用した場合であってもユーザの興味を維持することができる。
また、ユーザUが把持可能な筐体50が、弾性材料により構成されているため、ユーザUが筐体50を握った際にはユーザの手に倣って筐体50が弾性変形し、ユーザUの手にフィットする。これにより、筐体50を握ること自体でその感触に対してユーザUの興味を惹きつけることができる。また、手軽で意匠性も良いため、ユーザUはセンサボール1をアクセサリー感覚で携帯することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, since the photoelectric pulse wave sensor 5 and the acceleration sensor 6 are provided in the housing 50, various modes of the relaxing mode, the driving mode, and the walking mode described above can be measured. Can do. That is, it becomes possible to achieve multiple functions in the same device, and the user's interest can be maintained even when used repeatedly.
Further, since the casing 50 that can be gripped by the user U is made of an elastic material, when the user U grips the casing 50, the casing 50 is elastically deformed following the user's hand, and the user U Fits your hand. Thereby, the user U's interest can be attracted to the touch by grasping the housing 50 itself. Moreover, since it is easy and has good design, the user U can carry the sensor ball 1 as if it were an accessory.

ここで、筐体50を握りながら脈波の測定を行うことで、ユーザUの手を安定して保持することができる。さらに、指挿入部58の内周面が充填材55によって形成されているため、指先と光電脈波センサ5とをシールド部材を介して心地良く密着させることができる。すなわち、指挿入部58内に指先を挿入するのみで、指先を安定して保持することができるため、操作性を向上させた上で、光電脈波センサ5と、指先との相対位置関係のバラツキが少なく、高精度なセンシングを行うことができる。   Here, by measuring the pulse wave while grasping the housing 50, the hand of the user U can be stably held. Furthermore, since the inner peripheral surface of the finger insertion part 58 is formed of the filler 55, the fingertip and the photoelectric pulse wave sensor 5 can be comfortably brought into close contact with each other via the shield member. That is, since the fingertip can be stably held only by inserting the fingertip into the finger insertion portion 58, the operability is improved and the relative positional relationship between the photoelectric pulse wave sensor 5 and the fingertip is improved. There is little variation and high-precision sensing can be performed.

また、筐体50が遮光性の材料により構成されているため、筐体50外部からの外乱光を遮光して筐体50内部に外乱光が侵入することを防ぐことができる。これにより、LED11の光のみを脈波センサ本体12により検出することができるため、野外等の使用であっても、より高精度なセンシングができ、ユーザUの脈波を高精度に測定することができる。   Further, since the housing 50 is made of a light-shielding material, it is possible to block disturbance light from the outside of the housing 50 and prevent the disturbance light from entering the housing 50. As a result, only the light of the LED 11 can be detected by the pulse wave sensor main body 12, so that even when used outdoors, more accurate sensing can be performed, and the pulse wave of the user U can be measured with high accuracy. Can do.

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、球状の筐体を用いた場合について説明したが、ユーザUが把持可能で、かつ車両のドリンクホルダー等に載置可能であれば、楕円形上や円柱形状等、適宜設計変更が可能である。
また、上述の実施形態では、センサ部51と操作部53とを分割可能に構成したが、球状等に一体形成された筐体を用いても構わない。この場合、筐体の表面上に表示部や操作ボタン等を配置することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a case where a spherical housing is used has been described. However, if the user U can hold it and can place it on a drink holder or the like of a vehicle, an elliptical shape, a cylindrical shape, etc. Design changes can be made as appropriate.
Further, in the above-described embodiment, the sensor unit 51 and the operation unit 53 are configured to be separable, but a housing integrally formed in a spherical shape or the like may be used. In this case, a display unit, operation buttons, and the like can be arranged on the surface of the housing.

また、上述のドライビングモード演算部28では、通常運転時や、急ブレーキ、急旋回、急加速時等の荒い運転に得られる加速度の波形パターンのマップを予め有するようにしてもよい。そして、これらマップと加速度解析手段27で解析された加速度の電圧波形の信号とを比較することで、運転荒さの状態を判定するようにしてもよい。
さらに、ウォーキングモード演算部29では、加速度センサ6により検出された電圧波形から一定時間内に何回振動したかを計測して、その振動回数を歩数としてカウントするようにしてもよい。
In addition, the above-described driving mode calculation unit 28 may have in advance a map of acceleration waveform patterns obtained for rough driving such as during normal driving or during sudden braking, sudden turning, or sudden acceleration. Then, the state of the driving roughness may be determined by comparing these maps with the signal of the voltage waveform of the acceleration analyzed by the acceleration analyzing means 27.
Further, the walking mode calculation unit 29 may measure how many times the vibration has occurred within a predetermined time from the voltage waveform detected by the acceleration sensor 6 and count the number of vibrations as the number of steps.

さらに、DCバッテリ44の代わりに乾電池等を用いても構わない。
また、制御ユニット10に目標歩数等を設定し、目標歩数に達した時点で表示部8や出力部9で認識できるようにしてもよい。
Further, a dry battery or the like may be used instead of the DC battery 44.
Alternatively, a target step count or the like may be set in the control unit 10 so that it can be recognized by the display unit 8 or the output unit 9 when the target step count is reached.

本発明の実施形態におけるセンサボールのブロック図である。It is a block diagram of a sensor ball in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるセンサボールのクローズポジションにおける斜視図である。It is a perspective view in the closed position of the sensor ball in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるセンサボールのオープンポジションにおける斜視図である。It is a perspective view in the open position of the sensor ball in the embodiment of the present invention. 図2のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. ユーザが装着時におけるセンサボールの斜視図である。It is a perspective view of a sensor ball at the time of a user wearing. 脈波解析手段で得られる周波数のパワースペクトルの波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the power spectrum of the frequency obtained by a pulse wave analysis means. ドライビングモードを説明するためのセンサボールの斜視図である。It is a perspective view of a sensor ball for explaining driving mode. 丁寧な運転時における加速度センサにより検出される電圧波形を示すグラフである。It is a graph which shows the voltage waveform detected by the acceleration sensor at the time of careful driving. 荒い運転時における加速度センサにより検出される電圧波形を示すグラフである。It is a graph which shows the voltage waveform detected by the acceleration sensor at the time of rough driving. 時間に対する3軸方向における加速度の合成値の変動を示すグラフであり、(a)はノイズ除去前、(b)はノイズ除去後を示している。It is a graph which shows the fluctuation | variation of the synthesized value of the acceleration in 3 axis directions with respect to time, (a) shows before noise removal, (b) has shown after noise removal.

符号の説明Explanation of symbols

1…センサボール(バイタルサインセンサ)
5…光電脈波センサ
6…加速度センサ
8…表示部
9…出力部
10…制御ユニット
11…LED(発光素子)
12…脈波センサ本体(受光素子)
19…脈波演算部
20…加速度演算部
23…脈波パターンマッチング部
24…リラックス度判定部
31…第1加速度波形パターンマッチング部
32…運転荒さ判別手段(姿勢判定部)
35…第2加速度波形パターンマッチング部
36…カウント手段
50…筐体
55…充填材
58…指挿入部
U…ユーザ
1 ... Sensor ball (Vital sign sensor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Photoelectric pulse wave sensor 6 ... Acceleration sensor 8 ... Display part 9 ... Output part 10 ... Control unit 11 ... LED (light emitting element)
12 ... Pulse wave sensor body (light receiving element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Pulse wave calculating part 20 ... Acceleration calculating part 23 ... Pulse wave pattern matching part 24 ... Relaxation degree determination part 31 ... 1st acceleration waveform pattern matching part 32 ... Driving roughness determination means (attitude determination part)
35 ... 2nd acceleration waveform pattern matching part 36 ... Counting means 50 ... Housing 55 ... Filler 58 ... Finger insertion part U ... User

Claims (9)

弾性材料からなり、ユーザが把持可能な筐体と、
前記筐体に形成され、前記筐体内に前記ユーザの指先を挿入するための指挿入部と、
発光素子及び受光素子を有し、前記指挿入部内に設けられて前記ユーザの脈波を検出する光電脈波センサと、
前記筐体内に設けられ、前記筐体の加速度を検出する加速度センサと、
前記光電脈波センサ及び前記加速度センサを統括的に制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記光電脈波センサの検出結果に基づいて、前記ユーザの緊張状態を測定する脈波演算部と、
前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記筐体の姿勢を判定する加速度演算部とを備えていることを特徴とするバイタルサインセンサ。
A case made of an elastic material, which can be gripped by the user,
A finger insertion portion formed in the housing for inserting the user's fingertip into the housing;
A photoelectric pulse wave sensor that has a light emitting element and a light receiving element, and is provided in the finger insertion portion to detect the pulse wave of the user;
An acceleration sensor provided in the housing for detecting acceleration of the housing;
A control unit that comprehensively controls the photoelectric pulse wave sensor and the acceleration sensor,
The control unit, based on the detection result of the photoelectric pulse wave sensor, a pulse wave calculation unit that measures the tension state of the user,
A vital sign sensor, comprising: an acceleration calculation unit that determines an attitude of the housing based on a detection result of the acceleration sensor.
前記筐体は、遮光性を有する材料により構成されていることを特徴とする請求項1記載のバイタルサインセンサ。   The vital sign sensor according to claim 1, wherein the casing is made of a light-shielding material. 前記指挿入部は、弾性材料により覆われていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のバイタルサインセンサ。   The vital sign sensor according to claim 1, wherein the finger insertion portion is covered with an elastic material. 前記筐体内には、断熱性を有する充填材が充填されていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載のバイタルサインセンサ。   The vital sign sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the casing is filled with a heat-insulating filler. 前記脈波演算部は、前記光電脈波センサにより検出された周波数成分のうち、低周波数成分の信号強度と高周波数成分の信号強度とを比較する脈波パターンマッチング部と、
前記脈波パターンマッチング部による比較結果に基づいて、前記ユーザの緊張状態を判定するリラックス度判別手段とを備えていることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載のバイタルサインセンサ。
The pulse wave calculation unit is a pulse wave pattern matching unit that compares a signal intensity of a low frequency component and a signal intensity of a high frequency component among frequency components detected by the photoelectric pulse wave sensor,
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a relaxation degree determination unit that determines a tension state of the user based on a comparison result by the pulse wave pattern matching unit. Vital sign sensor.
前記加速度演算部は、前記加速度センサにより検出された加速度が、予め設定された加速度の第1閾値を超えたか否かを判定する第1加速度波形パターンマッチング部と、
前記第1加速度波形パターンマッチング部において、前記加速度センサにより検出された加速度が前記第1閾値を超えた場合に前記筐体の姿勢の変動が激しいと判定する姿勢判定手段とを備えていることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載のバイタルサインセンサ。
A first acceleration waveform pattern matching unit that determines whether or not the acceleration detected by the acceleration sensor exceeds a first acceleration threshold value;
The first acceleration waveform pattern matching unit includes posture determination means for determining that the variation of the posture of the housing is severe when the acceleration detected by the acceleration sensor exceeds the first threshold. The vital sign sensor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記加速度演算部は、前記加速度センサにより検出された加速度が予め設定された加速度の第2閾値を超えたか否かを判定する第2加速度波形パターンマッチング部と、
前記第2加速度波形パターンマッチング部において、前記加速度センサにより検出された加速度が前記第2閾値を超えた回数をカウントするカウント手段とを備えていることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載されたバイタルサインセンサ。
A second acceleration waveform pattern matching unit that determines whether or not an acceleration detected by the acceleration sensor exceeds a second threshold value of a preset acceleration;
The said 2nd acceleration waveform pattern matching part is provided with the counting means which counts the frequency | count that the acceleration detected by the said acceleration sensor exceeded the said 2nd threshold value. The vital sign sensor described in any one of the items.
前記筐体には、前記脈波演算部と前記加速度演算部との判定結果を表示する表示部が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載のバイタルサインセンサ。   8. The display device according to claim 1, wherein the casing is provided with a display unit that displays a determination result of the pulse wave calculation unit and the acceleration calculation unit. Vital sign sensor. 前記筐体には、前記脈波演算部と前記加速度演算部との判定結果を前記ユーザに認識させるための出力部が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項8の何れか1項に記載のバイタルサインセンサ。   The output from the said housing | casing is provided with the output part for making the said user recognize the determination result of the said pulse wave calculating part and the said acceleration calculating part. The vital sign sensor according to item 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012050711A (en) * 2010-09-01 2012-03-15 Tokyo Metropolitan Univ Stress evaluation device, and stress evaluation method
JP2013085559A (en) * 2011-10-13 2013-05-13 Denso Corp Biological state detection device
JP2014068836A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Bifristec Kk Subject information detection unit, electrically-driven toothbrush, and electrically-driven shaver
JP2019162226A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社デンソー Mind and body state determination device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012050711A (en) * 2010-09-01 2012-03-15 Tokyo Metropolitan Univ Stress evaluation device, and stress evaluation method
JP2013085559A (en) * 2011-10-13 2013-05-13 Denso Corp Biological state detection device
JP2014068836A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Bifristec Kk Subject information detection unit, electrically-driven toothbrush, and electrically-driven shaver
JP2019162226A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社デンソー Mind and body state determination device

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