JP2013116147A

JP2013116147A - 生体情報送信装置

Info

Publication number: JP2013116147A
Application number: JP2011263934A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sugai; 吉則菅井
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-13

Abstract

【課題】より消費電力を低減させることができる。
【解決手段】心拍検出部１０７は、生体情報を検出する。ＣＰＵ１０１は、心拍検出部１０７が検出した生体情報に基づいて、当該生体情報の値が安定したか否かを判定する。送信部１０８は、生体情報を送信する。ＣＰＵ１０１は、生体情報の値が安定したと判定した場合には、一定期間毎に、心拍検出部１０７が生体情報を検出して送信部１０８が当該生体情報を送信するよう制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体情報送信装置に関する。

従来、心拍や脈拍などの生体情報を測定して他の装置に送信する生体情報送信装置が知られている。また、消費電力を削減するため、人体への装着を検知した場合にのみ心拍信号を計測し、計測した心拍信号を他の装置に送信する生体情報送信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−５１２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の生体情報送信装置では、人体へ装着されている場合には常に心拍信号を計測し、計測した心拍信号を他の装置に送信しているため、電力を多く消費してしまうという問題がある。

そこで、本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、より消費電力を低減させることができる生体情報送信装置を提供することを目的とする。

本発明は、生体情報を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記生体情報に基づいて、当該生体情報の値が安定したか否かを判定する安定判定部と、前記生体情報を送信する送信部と、前記安定判定部が前記生体情報の値が安定したと判定した場合には、一定期間毎に、前記検出部が前記生体情報を検出して前記送信部が当該生体情報を送信するよう制御する制御部と、を備えることを特徴とする生体情報送信装置である。

また、本発明の生体情報送信装置において、前記制御部は、前記安定判定部が前記生体情報の値が安定したと判定した場合には、前記生体情報を一定間隔毎に送信することを示す情報を前記送信部に送信させることを特徴とする。

本発明によれば、検出部は生体情報を検出する。また、安定判定部は、検出部が検出した生体情報に基づいて、当該生体情報の値が安定したか否かを判定する。また、送信部は、生体情報を送信する。また、制御部は、安定判定部が生体情報の値が安定したと判定した場合には、一定期間毎に、検出部が生体情報を検出して送信部が当該生体情報を送信するよう制御する。この構成により、検出部が検出した生体情報の値が安定した場合、検出部と送信部とは一定期間毎に動作するため、消費電力をより低減させることができる。

本発明の一実施形態における生体情報送信装置の構成を示したブロック図である。本実施形態における心拍検出部の構成を示したブロック図である。本実施形態における送信部の構成を示したブロック図である。本実施形態における送信部の回路構成を示した回路構成図である。本実施形態における生体情報受信装置の構成を示したブロック図である。被測定者がランニングを開始してから経過した時刻における平均心拍数の例を示したグラフである。本実施形態において、間欠動作を行っていない場合での心拍信号と、送信制御信号と、生体情報信号とのタイミングを示したタイミングチャートである。本実施形態において、間欠動作を行っていない場合に心拍数が安定したと判定した場合の心拍信号と、送信制御信号と、送信制御信号と、ＯＲ回路の出力と、生体情報信号とのタイミングを示したタイミングチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、被測定者の生体情報として心拍を測定し、測定した心拍に対応した生体情報信号（生体情報）を生体情報受信装置に対して送信する生体情報送信装置と、生体情報送信装置から送信される生体情報信号を受信し、被測定者の心拍数を収集する生体情報受信装置との例を用いて説明する。生体情報送信装置は、例えば心拍計用測定器である。また、生体情報受信装置は、例えば腕時計型の受信装置である。

次に、生体情報送信装置１００の構成について説明する。図１は、本実施形態における生体情報送信装置１００の構成を示したブロック図である。図示する例では、生体情報送信装置１００は、ＣＰＵ１０１（安定判定部、制御部）と、発振回路１０２と、分周回路１０３と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ、ランダムアクセスメモリ）１０４と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ、読み出し専用メモリ）１０５と、電池１０６と、心拍検出部１０７（検出部）と、送信部１０８とを備える。

ＣＰＵ１０１は、生体情報送信装置１００が備える各部の制御を行う。また、ＣＰＵ１０１は安定判定部として動作し、心拍検出部１０７が検出する心拍に基づいて、心拍数が安定したか否かを判定する。また、ＣＰＵ１０１は、制御部として動作し、心拍検出部１０７と送信部１０８の動作間隔を制御する。例えば、ＣＰＵ１０１は、心拍検出部１０７と送信部１０８とに供給する電力を制御することで、心拍検出部１０７と送信部１０８の動作間隔を制御する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、心拍検出部１０７と送信部１０８に電力を供給することで、心拍検出部１０７と送信部１０８とを動作させる。また、ＣＰＵ１０１は、心拍検出部１０７と送信部１０８とに供給している電力を遮断することで、心拍検出部１０７と送信部１０８との動作を停止させる。

発振回路１０２は、所定周波数の信号を出力する。分周回路１０３は、発振回路１０２の出力信号を所定分周比で分周してＣＰＵ１０１用の基準クロック信号などを出力する。ＲＡＭ１０４は、生体情報送信装置１００が用いるデータを記憶する。ＲＯＭ１０５は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムを予め記憶している。

電池１０６は、生体情報送信装置１００が備える各部に電力を供給する。心拍検出部１０７は、生体情報送信装置１００を装着した被測定者の心拍を検出し、検出した心拍に合わせて送信制御信号を出力する。送信部１０８は、送信制御信号が入力された場合、他の装置に対して生体情報信号を送信する。

次に、生体情報送信装置１００が備える心拍検出部１０７の構成について説明する。図２は、本実施形態における心拍検出部１０７の構成を示したブロック図である。図示する例では、心拍検出部１０７は、心拍信号検出部２０１と、心拍信号増幅部２０２と、心拍信号送信制御部２０３とを備える。心拍信号検出部２０１は、被測定者の心拍を検出し、検出した心拍に合わせて心拍信号を生成し、心拍信号増幅部２０２に対して出力する。心拍信号増幅部２０２は、心拍信号検出部２０１から入力される心拍信号を増幅して心拍信号送信制御部２０３に対して出力する。心拍信号送信制御部２０３は、心拍信号増幅部２０２から入力される心拍信号に合わせて送信制御信号を生成し、ＣＰＵ１０１と送信部１０８とに対して出力する。この構成により、心拍検出部１０７は、被測定者の心拍に応じた送信制御信号をＣＰＵ１０１と送信部１０８とに対して出力することができる。

次に、送信部１０８の構成について説明する。図３は、本実施形態における送信部１０８の構成を示したブロック図である。図示する例では、送信部１０８は、共振起動部３０１とアンテナ共振部３０２とを備える。共振起動部３０１とアンテナ共振部３０２とで自励発振回路を構成しており、送信制御信号が入力された場合、自励発振して生体情報信号を生成し、他の装置に対して送信する。この構成により、送信部１０８は、入力される送信制御信号に対応した生体情報信号を、他の装置に対して送信することができる。

図４は、本実施形態における送信部１０８の回路構成を示した回路構成図である。図示する例では、送信部１０８の共振起動部３０１は、ＯＲ回路４０１とトランジスタ４０２とを備えている。また、アンテナ共振部３０２は、抵抗４０３と、アンテナコイル４０４と、コンデンサ４０５，４０６とを備えている。上述した通り、共振起動部３０１とアンテナ共振部３０２によって自励発振回路が構成されている。

次に、生体情報受信装置８００の構成について説明する。図５は、本実施形態における生体情報受信装置８００の構成を示したブロック図である。図示する例では、生体情報受信装置８００は、ＣＰＵ８０１と、発振回路８０２と、分周回路８０３と、ＲＡＭ８０４と、ＲＯＭ８０５と、電池８０６と、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ、液晶ディスプレイ）８０７と、スイッチ操作部８０８と、受信部８０９とを備える。

ＣＰＵ８０１は、生体情報受信装置８００が備える各部の制御を行う。発振回路８０２は、所定周波数の信号を出力する。分周回路８０３は、発振回路８０２の出力信号を所定分周比で分周してＣＰＵ８０１用の基準クロック信号などを出力する。ＲＡＭ８０４は、生体情報受信装置８００が用いるデータを記憶する。ＲＯＭ８０５は、ＣＰＵ８０１が実行するプログラムを予め記憶している。電池８０６は、生体情報受信装置８００が備える各部に電力を供給する。ＬＣＤ８０７は、生体情報送信装置１００から受信した生体情報信号に基づいた心拍数などの情報を表示する。スイッチ操作部８０８は、操作者からの入力を受け付ける。受信部８０９は、生体情報送信装置１００から送信される生体情報信号を受信する。

次に、本実施形態における生体情報送信装置１００が心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して生体情報信号を送信する間隔について説明する。一般的に、被測定者がランニングを行っている場合、走り始めでは徐々に心拍数が上昇するが、一定時間走ると心拍数が安定する。図６は、被測定者がランニングを開始してから経過した時刻における平均心拍数の例を示したグラフである。図示するように、ランニングを開始してから１０分後までは平均心拍数が１２０回／分から１８０回／分まで変化しているが、ランニングを開始してから１０分経過した後は平均心拍数がほぼ１８０回／分である。このように、ランニングを開始した直後では心拍数が変化するが、ランニングを開始してから一定時間経過した場合など心拍数が安定した場合、心拍検出部１０７が検出する値もほとんど変化しない。

従って、本実施形態では、生体情報送信装置１００は、検出する心拍数が安定するまで（検出する心拍数の変動が小さくなるまで）常に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して検出した心拍に合わせて生体情報信号を送信する。また、生体情報送信装置１００は、検出する心拍数が安定した後は、一定期間毎に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して生体情報信号を一定期間毎に送信する。例えば、生体情報送信装置１００は検出する心拍数が安定した場合、５分毎に１０秒間心拍を検出し、検出した心拍に対応する生体情報信号を生体情報受信装置８００に対して送信する。なお、生体情報送信装置１００が心拍を検出する間隔と、生体情報受信装置８００に対して生体情報信号を送信する間隔とは予め決められていても良く、任意に設定できるようにしてもよい。

また、一般的に、被測定者がランニングを終了した場合には心拍数が徐々に下がる。すなわち、心拍数が変動する。従って、本実施形態では、生体情報送信装置１００は、検出する心拍数が一定値以下となった場合、間欠動作を終了し、常に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して検出した心拍に合わせて生体情報信号を送信する。なお、一定値は予め決められていてもよく、任意に設定できるようにしてもよい。

また、一般的に、被験者がランニングだけではなく他の運動をしている場合においても、運動強度が高くなるにつれて心拍数が徐々に上がるが、一定以上の運動強度になった場合ランニングの際と同様に心拍数が安定する。このような場合においても、生体情報送信装置１００は、検出する心拍数が安定するまで常に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して検出した心拍に合わせて生体情報信号を送信する。また、生体情報送信装置１００は、検出する心拍数が安定した後は、一定期間毎に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して生体情報信号を一定期間毎に送信する。また、生体情報送信装置１００は、被測定者の運動強度が下がり検出する心拍数が一定値以下となった場合、間欠動作を終了し、常に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して検出した心拍に合わせて生体情報信号を送信する

次に、生体情報送信装置１００の動作手順について説明する。初めに、ＣＰＵ１０１は心拍検出部１０７と送信部１０８とを動作させる。心拍検出部１０７は、被測定者の心拍を検出し、検出した心拍に合わせて送信制御信号をＣＰＵ１０１と送信部１０８とに対して出力する。ＣＰＵ１０１は、入力された送信制御信号に基づいて、被測定者の心拍数は安定しているか否かを判定する。

例えば、ＣＰＵ１０１は、送信制御信号が入力される度に、入力された送信制御信号に基づいて被測定者の心拍数を算出する。具体的には前回送信制御信号が入力されてから今回送信信号が入力されるまでの時間を算出し、算出した時間から１分間あたりの心拍数（回／分）を算出する。続いて、ＣＰＵ１０１は、直近８個の心拍数のうち、最大値と最小値とを除いた６個の心拍数の移動平均値を算出する。そして、ＣＰＵ１０１は、今回算出した心拍数の移動平均値が前回算出した心拍数の移動平均値よりも５％以上変化している場合は被測定者の心拍数は安定していないと判定し、今回算出した心拍数の移動平均値が前回算出した心拍数の移動平均値よりも５％以上変化していない場合は被測定者の心拍数は安定していると判定する。

ＣＰＵ１０１は、常に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して検出した心拍に合わせて生体情報信号を送信している場合（間欠動作を行っていない場合）に、被測定者の心拍数が安定していると判定した場合には、一定期間毎に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して生体情報信号を一定期間毎に送信する（間欠動作を行う）ように制御する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、心拍検出部１０７から送信制御信号が入力された直後（心拍の間隔よりも短い時間内）に、送信部１０８に対して送信制御信号を出力する。続いて、ＣＰＵ１０１は、出力した送信制御信号に対応する生体情報信号を送信部１０８が送信した後、一定期間ごと（例えば５分ごと）に心拍検出部１０７が心拍を検出して送信部１０８が生体情報信号を送信するように制御する。

これにより、心拍検出部１０７が検出した心拍に基づいた心拍数が安定した場合、心拍検出部１０７と送信部１０８とは一定期間ごとに動作するため、より消費電力を低減させることができる。また、送信部１０８は、一定期間毎に動作する前に、心拍の間隔よりも短い間隔で生体情報信号（生体情報を一定間隔毎に送信することを示す情報）を送信する。従って、生体情報受信装置８００は、心拍の間隔よりも短い間隔の生体情報信号を受信した場合、生体情報送信装置１００から一定期間ごとに生体情報信号が送信される（生体情報送信装置１００が間欠動作を行っている）ことを認識することができる。

また、ＣＰＵ１０１は、常に心拍を検出し、生体情報受信装置８００に対して検出した心拍に合わせて生体情報信号を送信している場合に、被測定者の心拍数が安定していないと判定した場合には、継続して、常に心拍を検出して生体情報受信装置８００に対して生体情報信号を送信するように制御する。

また、ＣＰＵ１０１は、一定期間ごとに心拍検出部１０７が心拍を検出して送信部１０８が生体情報信号を送信するように制御している場合（間欠動作を行っていない場合）に、被測定者の心拍数が一定値以下になったと判定した場合には、常に心拍検出部１０７が心拍を検出して送信部１０８が生体情報信号を送信する（間欠動作を終了する）ように制御する。

また、ＣＰＵ１０１は、一定期間ごとに心拍検出部１０７が心拍を検出して送信部１０８が生体情報信号を送信するように制御している場合（間欠動作を行っていない場合）に、被測定者の心拍数が一定値以下ではないと判定した場合には、継続して、一定期間ごとに心拍検出部１０７が心拍を検出して送信部１０８が生体情報信号を送信するように制御する。

次に、生体情報送信装置１００が間欠動作を行っていない場合に、心拍検出部１０７が被測定者の心拍を検出し生成する心拍信号と、心拍検出部１０７が出力する送信制御信号と、送信部１０８が送信する生体情報信号とのタイミングについて説明する。図７は、本実施形態において、生体情報送信装置１００が間欠動作を行っていない場合に、心拍検出部１０７が被測定者の心拍を検出し生成する心拍信号と、心拍検出部１０７が出力する送信制御信号と、送信部１０８が送信する生体情報信号とのタイミングを示したタイミングチャートである。

図７（１）は心拍検出部１０７が被測定者の心拍を検出し生成する心拍信号の生成タイミングを示している。図７（２）は、心拍検出部１０７が出力する送信制御信号の出力タイミングを示している。図７（３）は、送信部１０８が送信する生体情報信号の出力タイミングを示している。図７（４）は、送信部１０８のアンテナ共振発振周波数を示している。

図示するように、本実施形態では、生体情報送信装置１００が間欠動作を行っていない場合に、心拍検出部１０７が被測定者の心拍を検出して心拍信号を生成するタイミングと、心拍検出部１０７が送信制御信号を出力するタイミングと、送信部１０８が生体情報信号を送信するタイミングとは同じタイミングである。また、送信部１０８が送信する生体情報信号は、送信部１０８のアンテナ共振発振周波数に基づいている。

次に、生体情報送信装置１００が間欠動作を開始する際の、心拍検出部１０７が被測定者の心拍を検出し生成する心拍信号と、心拍検出部１０７が出力する送信制御信号と、ＣＰＵ１０１が出力する送信制御信号と、送信部１０８が備えるＯＲ回路４０１の出力と、送信部１０８が送信する生体情報信号とのタイミングについて説明する。図８は、本実施形態において、生体情報送信装置１００が間欠動作を開始する際の、心拍検出部１０７が被測定者の心拍を検出し生成する心拍信号と、心拍検出部１０７が出力する送信制御信号と、ＣＰＵ１０１が出力する送信制御信号と、送信部１０８が備えるＯＲ回路４０１の出力と、送信部１０８が送信する生体情報信号とのタイミングを示したタイミングチャートである。

図８（１）は心拍検出部１０７が被測定者の心拍を検出し生成する心拍信号の生成タイミングを示している。図８（２）は、心拍検出部１０７が出力する送信制御信号の出力タイミングを示している。図８（３）は、ＣＰＵ１０１が出力する送信制御信号の出力タイミングを示している。図８（４）は、ＯＲ回路４０１が出力する信号の出力タイミングを示している．図８（５）は、送信部１０８が送信する生体情報信号の出力タイミングを示している。

図示するように、本実施形態では、心拍検出部１０７が被測定者の心拍を検出して心拍信号を生成するタイミングと、心拍検出部１０７が送信制御信号を出力するタイミングとは同じタイミングである。また、ＣＰＵ１０１は、間欠動作を行っていない場合に、被測定者の心拍数が安定していると判定した場合には、心拍検出部１０７が送信制御信号を出力した直後（心拍の間隔よりも短い時間内）に送信制御信号を出力している。また、ＯＲ回路４０１は、心拍検出部１０７またはＣＰＵ１０１が送信制御信号を出力したタイミングで信号を出力している。また、ＯＲ回路４０１が信号を出力するタイミングと送信部１０８が生体情報信号を送信するタイミングとは同じタイミングである。

上述したとおり、本実施形態では、ＣＰＵ１０１は、心拍検出部１０７が検出した被測定者の心拍数が安定しているか否かを判定する。そして、心拍検出部１０７が検出した心拍数は安定していないとＣＰＵ１０１が判定した場合には、常に心拍検出部１０７は心拍を検出して送信部１０８は心拍検出部１０７が検出した心拍に合わせて生体情報信号を送信する。一方、心拍検出部１０７が検出した心拍数は安定しているとＣＰＵ１０１が判定した場合には、一定期間ごとに心拍検出部１０７が心拍を検出して送信部１０８が生体情報信号を送信する（間欠動作を行う）ように制御する。これにより、心拍検出部１０７が検出する心拍数が安定している場合には、心拍検出部１０７が心拍を検出する回数と、送信部１０８が生体情報受信装置８００に対して生体情報信号を送信する回数とが少なくなるため、より消費電力を低減させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１００・・・生体情報送信装置、１０１，８０１・・・ＣＰＵ、１０２，８０２・・・発振回路、１０３，８０３・・・分周回路、１０４，８０４・・・ＲＡＭ、１０５，８０５・・・ＲＯＭ、１０６，８０６・・・電池、１０７・・・心拍検出部、１０８・・・送信部、２０１・・・心拍信号検出部、２０２・・・心拍信号増幅部、２０３・・・心拍信号送信制御部、３０１・・・共振起動部、３０２・・・アンテナ共振部、４０１・・・ＯＲ回路、４０２・・・トランジスタ、４０３・・・抵抗、４０４・・・アンテナコイル、４０５，４０６・・・コンデンサ、８００・・・生体情報受信装置、８０７・・・ＬＣＤ、８０８・・・スイッチ操作部、８０９・・・受信部

Claims

生体情報を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記生体情報に基づいて、当該生体情報の値が安定したか否かを判定する安定判定部と、
前記生体情報を送信する送信部と、
前記安定判定部が前記生体情報の値が安定したと判定した場合には、一定期間毎に、前記検出部が前記生体情報を検出して前記送信部が当該生体情報を送信するよう制御する制御部と、
を備えることを特徴とする生体情報送信装置。
前記制御部は、前記安定判定部が前記生体情報の値が安定したと判定した場合には、前記生体情報を一定間隔毎に送信することを示す情報を前記送信部に送信させる
ことを特徴とする請求項１に記載の生体情報送信装置。