JP2014054479A - 生体情報通知装置、生体情報通知方法及び生体情報通知プログラム - Google Patents

生体情報通知装置、生体情報通知方法及び生体情報通知プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】ユーザが特別な動作を行うことなく、生体情報の変化をリアルタイムに簡易かつ正確に把握することができる生体情報通知装置、生体情報検出方法及び生体情報通知プログラムを提供する。
【解決手段】生体情報通知装置は、ユーザの生体情報を検出する生体情報取得センサと、検出された生体情報に対応する振動制御信号を生成する制御部と、振動制御信号に基づいて、生体情報に対応する振動を発生する振動部と、を備え、生体情報通知装置に密着するユーザの身体に、検出されたユーザの生体情報に対応して、振動部から振動が伝達されることにより生体情報が通知される。
【選択図】図3

Description

本発明は、生体情報通知装置、生体情報通知方法及び生体情報通知プログラムに関し、特に、人体に装着して生体情報を測定する生体情報測定機能を備えた生体情報通知装置、生体情報通知方法及び生体情報通知プログラムに関する。
近年、健康志向の高まりにより、日常的に運動を行って健康状態を維持、増進する人々が増えている。このような人々は、自らの健康状態や運動状態を数値やデータで測定したり、記録することに対して、意識や関心が非常に高い。現在、このような要望に対応する測定機器が種々市販されており、歩数や移動距離、脈拍(心拍数)、カロリー消費量等を測定したり、記録することにより、自らの健康状態や運動状態を把握することができる。
このような測定機器の一例として、手首や胸部に装着して、心拍を測定し数値化したり、さらに当該数値を表示したりする機能を備えた心拍測定装置が知られている。例えば特許文献1には、手首に装着する腕時計型の外観を有し、センサにより検出された心拍数が予め設定された上限値を超えているか否かに応じて、通知手段から発生するビープ音や表示部の表示を変化させて、音や表示で使用者に情報を通知する技術が開示されている。また、例えば特許文献2には、胸部に装着する健康状態パラメータ監視装置と、手首に装着する触覚フィードバック発生装置と、を有し、健康状態パラメータ監視装置のパラメータセンサにより検出された心拍数等が所定のレベルに達しているか否かに応じて、触覚フィードバック発生装置のアクチュエータにより発生する振動を変化させて、触覚によりユーザ(使用者)に情報を通知する技術が開示されている。
特開2007−075201号公報 特表2010−530281号公報
上述したような特許文献に記載された技術においては、検出された心拍数が所定の設定値やレベルを超えているか否かの判定結果が、音や振動でユーザに通知されるに過ぎず、ユーザは具体的な心拍数を正確に把握することができないという問題を有している。また、上記の音や振動による通知に併用して、または単独で、表示部に心拍数等を表示する手法においては、運動中に表示部の表示を視覚的に確認するために、腕を上げる動作や、運動中の動作を一旦止める必要がある。しかしながら、運動の内容(例えば激しい運動等)やユーザの運動姿勢、疲労状態等によっては、当該動作自体が困難な場合や、短時間で表示された数値を読み取ることができない場合や、毎回表示部の表示を確認する動作自体が煩わしい場合がある。例えば、足の上げ方やピッチ、ストライド、呼吸方法等を変えたりして様々な走行方法を試みるような場合に、心拍数がどのように変化するかをリアルタイムで知りたい場合、その都度、手首に装着した心拍測定装置の表示を見ながらその変化を正確に把握することは非常に困難で煩雑であった。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、ユーザが特別な動作を行うことなく、生体情報の変化をリアルタイムに簡易かつ正確に把握することができる生体情報通知装置、生体情報検出方法及び生体情報通知プログラムを提供することを目的とする。
本発明に係る生体情報通知装置は、人体に接触されて生体情報を検出する生体情報取得センサと、前記人体に振動を伝達することにより前記生体情報を通知する振動部と、前記振動部を前記人体の前記生体情報に対応して振動させる制御部と、を備える、ことを特徴とする。
本発明に係る生体情報通知方法は、人体に接触された生体情報取得センサにより生体情報を検出し、振動部を前記人体の前記生体情報に対応して所定の振動パターンで振動させ、前記人体に前記振動を伝達することにより前記生体情報を通知する、ことを特徴とする。
本発明に係る生体情報通知プログラムは、コンピュータに、人体に接触された生体情報取得センサにより生体情報を検出させ、振動部を前記人体の前記生体情報に対応して所定の振動パターンで振動させる、ことを特徴とする。
本発明によれば、ユーザが特別な動作を行うことなく、生体情報の変化をリアルタイムに簡易かつ正確に把握することができる。
本発明に係る生体情報通知装置の第1の実施形態を示す概略構成図である。 第1の実施形態に係る生体情報通知装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 第1の実施形態に係る生体情報通知装置における生体情報通知方法の一例を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る生体情報通知方法により実行される振動パターンの一例を示す信号波形図である。 第2の実施形態に係る生体情報通知方法の一例を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係る生体情報通知方法により実行される振動パターンの一例を示す信号波形図である。 第3の実施形態に係る生体情報通知方法の一例を示すフローチャートである。 第3の実施形態に係る生体情報通知方法により実行される振動パターンの一例を示す信号波形図である。 第4の実施形態に係る生体情報通知方法の一例を示すフローチャート(その1)である。 第4の実施形態に係る生体情報通知方法の一例を示すフローチャート(その2)である。 本発明に係る生体情報通知装置の他の構成例(構成例1)を示す概略構成図である。 構成例1に係る生体情報通知装置を示す機能ブロック図である。 本発明に係る生体情報通知装置の他の構成例(構成例2)を示す概略構成図である。 構成例2に係る生体情報通知装置を示す機能ブロック図である。
以下、本発明に係る生体情報通知装置、生体情報検出方法及び生体情報通知プログラムについて、実施形態を示して詳しく説明する。
<第1の実施形態>
(生体情報通知装置)
図1は、本発明に係る生体情報通知装置の第1の実施形態を示す概略構成図である。ここで、図1(a)は、本実施形態に係る生体情報通知装置を人体に装着した状態を示す概略図であり、図1(b)は、本実施形態に係る生体情報通知装置の一例を示す概略構成図である。図2は、本実施形態に係る生体情報通知装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
第1の実施形態に係る生体情報通知装置は、例えば図1(a)に示すように、被測定者であるユーザUSの胸部に装着される。生体情報通知装置100は、例えば図1(b)に示すように、チェストセンサ型の外観形状を有し、大別して、ユーザUSの運動中(例えば歩行中や走行中)の、心拍数を含む各種の生体情報を検出する機能を備えた機器本体101と、ユーザUSの胸部に巻き付けることにより機器本体101を胸部に装着するためのベルト部102と、ベルト部102の内面側(人体と接触する側)に露出するように設けられた一対の検出電極111と、を備えている。
機器本体101は、具体的には、例えば図2に示すように、心拍センサ110と、各種センサ120と、操作スイッチ130と、振動部140と、制御部(中央演算装置;CPU)150と、メモリ160と、通信モジュール170と、電源供給部180と、を備えている。
心拍センサ110は、図1(b)に示すように、機器本体101をユーザUSの胸部に装着するためのベルト部102の内面側に露出し、ユーザUSの胸部に直接密着するように配置された一対の検出電極111を有している。心拍センサ110は、検出電極111から出力される心電位信号の変化を検出し、心拍データ(センサデータ)を出力する。この心拍データは、メモリ160の所定の記憶領域に保存される。
各種センサ120は、例えば加速度センサや角速度センサ(ジャイロセンサ)、GPS受信回路、(位置センサ)、体温センサ、呼吸センサ等であって、ユーザの安静時及び運動時における、運動状態(走行速度、走行距離、ピッチ等)に関連する各種センサデータや、生体状態(体温、血圧、呼吸数等)に関連する各種センサデータを検出して出力する。これらの各種センサデータは、検出時間毎に、上記の心拍データと関連付けられてメモリ160の所定の記憶領域に保存される。
また、心拍センサ110、体温センサ、呼吸センサ等の、人体に接触されて生体情報を検出するセンサを生体情報取得センサと総称する。
操作スイッチ130は、電源スイッチを有し、ユーザUSが当該操作スイッチ130を操作することにより、電源供給部180から機器本体101内の各構成への駆動用電力の供給状態(供給又は遮断)を制御して、機器本体101の電源のオン(起動)、オフ(停止)を制御する。また、操作スイッチ130は、センサ制御用スイッチを有し、ユーザUSが当該操作スイッチ130を操作することにより、心拍センサ110及び各種センサ120におけるセンシング動作の開始又は終了を制御する。なお、操作スイッチ130は、上記電源スイッチのみを有し、ユーザUSが当該操作スイッチ130を操作して機器本体101の電源をオン(起動)することにより、心拍センサ110及び各種センサ120におけるセンシング動作が開始され、一方、機器本体101の電源をオフ(停止)することにより、心拍センサ110及び各種センサ120におけるセンシング動作が終了されるものであってもよい。
振動部140は、振動モータや振動子等の振動機器を有し、少なくとも心拍センサ110により検出されたユーザUSの心拍に対応して、後述する所定の振動パターンや強度(強弱)で振動を発生させることにより、触覚を通してユーザUSに心拍情報を通知する動作を実行する。
メモリ160は、不揮発性メモリを有し、心拍センサ110から出力された心拍データや、各種センサ120から出力された運動状態や生体状態に関連する各種のセンサデータを、検出時間毎に相互に関連付けて所定の記憶領域に保存する。また、メモリ160は、後述する制御プログラム及びアルゴリズムプログラムを実行する際に使用、又は、生成される各種データを一時的に保存する。ここで、メモリ160は、ROM(Read Only Memory;読み出し専用メモリ)やフラッシュメモリを有し、心拍センサ110や各種センサ120におけるセンシング動作や、振動部140における振動動作、通信モジュール170におけるデータ伝送動作等の、各構成における所定の機能を実現するための制御プログラムや、上記の心拍データに基づいて、振動部140から心拍に対応する所定の振動パターンの振動を発生させてユーザUSに通知する生体情報通知方法を実現するためのアルゴリズムプログラムを保存するものであってもよい。なお、メモリ160を構成する不揮発性メモリ部分は、その一部又は全部が、例えばメモリカード等のリムーバブル記憶媒体としての形態を有し、機器本体101に対して着脱可能に構成されているものであってもよい。
制御部150は、計時機能を備え、上記のメモリ160に保存された制御プログラムに従って処理を行うことにより、心拍センサ110や各種センサ120におけるセンシング動作や、振動部140における振動動作、通信モジュール170におけるデータ伝送動作等の、各構成における動作を制御して所定の機能を実現する。また、制御部150は、上記のメモリ160に保存されたアルゴリズムプログラムに従って処理を行うことにより、制御部150内部で心拍センサ110により取得された心拍データに基づいて、振動部140から心拍に対応する所定の振動パターンの振動を発生させてユーザUSに通知する生体情報通知方法を実現する。なお、制御部150において実行される制御プログラムやアルゴリズムプログラムは、予め制御部150内部に組み込まれているものであってもよい。
通信モジュール170は、心拍センサ110により取得された心拍データや、各種センサ120により取得されたセンサデータ、又は、これらのデータを上記のアルゴリズムプログラムに従って生成した通知情報等を、生体情報通知装置100(又は、機器本体101)の外部に設けられた外部機器等に伝送する際のインターフェースとして機能する。ここで、通信モジュール170を介して外部機器等に各種のデータや情報等を伝送する手法としては、例えば各種の無線通信方式や、通信ケーブルを介した有線による通信方式等を適用することができる。また、外部機器は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末等の電子機器を適用することができ、これによれば、生体情報通知装置100において取得された、又は、生成された各種のデータや情報等を、生体情報の測定終了後や運動終了後に、外部機器に備えられた表示装置に表示して閲覧したり、詳細に分析したりして、自らの健康状態や運動状態を正確に把握することができる。
電源供給部180は、生体情報通知装置100の機器本体101内部の各構成に駆動電力を供給する。電源供給部180は、例えば市販のコイン型電池やボタン型電池等の一次電池や、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池を適用することができる。また、電源供給部180は、これらの一次電池や二次電池のほか、振動、光、熱、電磁波等のエネルギーにより発電する環境発電(エナジーハーベスト)技術による電源等を適用することもできる。
(生体情報通知方法)
次に、本実施形態に係る生体情報通知装置における生体情報通知方法について説明する。
図3は、本実施形態に係る生体情報通知装置における生体情報通知方法の一例を示すフローチャートである。図4は、本実施形態に係る生体情報通知方法により実行される振動パターンの一例を示す信号波形図である。
上述したような構成を有する生体情報通知装置における生体情報通知方法は、例えば図3に示すように、まず、生体情報通知装置100を起動して、制御部150が心拍センサ110及び各種センサ120におけるセンシング動作を開始させる。具体的には、ユーザUSが胸部に装着した生体情報通知装置100の機器本体101に設けられた操作スイッチ130を操作することにより、生体情報通知装置100を電源オンして起動し、制御部150が心拍センサ110及び各種センサ120におけるセンシング動作を開始させる。これにより、心拍センサ110によりユーザUSの心拍データが検出されるとともに、各種センサ120によりユーザUSの運動状態や生体状態に関連する各種のセンサデータが検出される(ステップS101)。これらの心拍データや、各種のセンサデータは、各センサにおける検出時間毎に、相互に関連付けてメモリ160の所定の記憶領域に保存される。
次いで、検出した心拍データに基づいて、心拍のタイミングに対応する振動を発生させて、生体情報通知装置100からユーザUSに心拍情報を通知する(ステップS102)。具体的には、例えば図4(a)、(b)に示すように、心拍センサ110により検出される心拍波形信号(上述した心電位信号の波形出力に相当する)のタイミングに対応して、制御部150から振動部140に振動制御信号が出力される。振動部140は、受信した振動制御信号の信号幅に対応する期間、所定の振動強さで振動を発生する。ここで、制御部150により検出された上記の対応タイミングは、メモリ160の所定の記憶領域に保存される。
すなわち、一般に、安静時や歩行時等における人の心拍数は、概ね60〜80回/分程度であり、振動部140は、この心拍数に対応して、全ての心拍に対応する60〜80回/分の振動を発生する(図4(a)参照)。また、走行時や激しい運動時等における人の心拍数は、安静時や歩行時等の2〜3倍に達し、例えば180回/分や200回/分に達する場合もあり、この場合にも、振動部140は、心拍数に対応して、全ての心拍に対応する180回/分や200回/分の振動を発生する(図4(b)参照)。これにより、生体情報通知装置100の機器本体101の全体又は振動部140近傍が振動して、生体情報通知装置100に密着するユーザUSの身体に、当該振動により心拍情報が伝達される。
なお、本実施形態において、振動部140により発生される振動は、予め所定の振動時間及び振動強さに設定されている。この振動時間及び振動強さは、例えばユーザUSが操作スイッチ130等を操作することにより、任意に設定できるものであってもよい。
次いで、制御部150は、上記の心拍検知動作(ステップS101)と、対応振動動作(ステップS102)と、を処理終了の指示があるまで繰り返す(ステップS103)。ここで、処理終了の指示は、ユーザUSが例えば操作スイッチ130を操作することにより、心拍センサ110及び各種センサ120におけるセンシング動作を終了させた場合や、生体情報通知装置100を電源オフして停止させた場合に生成される。
このように、本実施形態においては、ユーザUSが身体に装着した生体情報通知装置100の心拍センサ110により、ユーザUSの心拍が常時検出され、振動部140により当該心拍に対応した振動が発生されて、生体情報通知装置100に密着するユーザUSの身体に心拍情報が通知される。これにより、ユーザUSは触覚により振動を感知し、そのタイミングや周期により自己の心拍数やその変化をリアルタイムで直感的に把握することができる。
また、このとき、上述した背景技術に示したように、例えば手首に装着する心拍測定装置の表示部に表示された心拍数等を視覚的に確認するために、腕を上げる動作や、運動中の動作を一旦止める必要がないので、ユーザは運動の内容や運動姿勢、疲労状態等に関わらず、特別な動作を行うことなく、自己の心拍数やその変化をリアルタイムで簡易に把握することができる。
具体的には、ユーザUSがランニングやジョギング等の運動中に、ピッチを上げたときの心拍の変化や、スライドを伸ばしたときの心拍の変化、また、坂道や砂利道や車道等のコース環境における心拍の変化、他人に抜かされたときの心拍の変化、呼吸方法を変えたときの心拍の変化、腕の振りや姿勢を変化させたときの心拍の変化等を、ランナーであるユーザ自身がリアルタイムに把握することができる。したがって、様々な状況における心拍の変化を、運動中に把握することができるので、運動後に自宅のパーソナルコンピュータ等の外部機器を用いて表示、分析する場合に比較して、即座により良い運動方法(例えば走行方法の改善や工夫)の発見に寄与することができる。
<第2の実施形態>
次に、本発明に係る生体情報通知装置における生体情報通知方法の第2の実施形態について説明する。ここでは、上述した第1の実施形態に示した構成(図1、図2)を適宜参照しながら説明する。
上述した第1の実施形態に示した生体情報通知方法においては、心拍センサ110により検出されたユーザUSの心拍に対応して、振動部140により全ての心拍に対応して振動を発生させる手法について説明した。第2の実施形態においては、心拍センサ110により検出されたユーザUSの心拍が、所定の閾値範囲にある場合に、心拍センサ110により検出されたユーザUSの心拍に対応して、振動部140により全ての心拍に対応して振動を発生させる手法を有している。
図5は、第2の実施形態に係る生体情報通知方法の一例を示すフローチャートである。図6は、本実施形態に係る生体情報通知方法により実行される振動パターンの一例を示す信号波形図である。ここで、上述した第1の実施形態と同等の処理については、その説明を簡略化する。
第2の実施形態に係る生体情報通知方法は、上述した第1の実施形態と同等の構成(図1、図2参照)を有する生体情報通知装置において、例えば図5に示すように、まず、心拍数について閾値範囲を設定する(ステップS201)。具体的には、生体情報通知装置100を電源オンして起動した後、ユーザUSが操作スイッチ130を操作することにより、閾値となる任意の心拍数を設定する。ここで、設定される閾値範囲は、例えば120回/分のように特定の心拍数を指定して、当該心拍数以上の範囲を閾値範囲とするものであってもよいし、例えば120回/分を下限値とし、例えば200回/分を上限値とする数値範囲を指定して、閾値範囲を設定するものであってもよい。なお、閾値範囲の設定方法は、ユーザUSが操作スイッチ130を操作することにより、直接心拍数の数値を入力して設定する手法の他に、予め120回/分、140回/分、160回/分のように、複数種類の閾値を用意しておき、ユーザUSが操作スイッチ130を操作することにより、任意の閾値を選択して設定する手法を適用するものであってもよい。
次いで、上述した第1の実施形態における心拍検知動作(ステップS101)と同様に、制御部150が、心拍センサ110及び各種センサ120におけるセンシング動作を開始させて、ユーザUSの心拍データや各種のセンサデータを検出する(ステップS202)。検出された心拍データや各種のセンサデータは、検出時間毎に、相互に関連付けてメモリ160の所定の記憶領域に保存される。
次いで、制御部150は、検出された心拍データに基づいて、単位時間当たりの心拍数を計測し、計測された心拍数が予め設定された閾値範囲内にあるか否かが判定される(ステップS203)。具体的には、制御部150は、上述した閾値範囲設定動作(ステップS201)において、1分当たりの心拍数を閾値として設定した場合には、メモリ160に保存、蓄積された直近の1分間の心拍データに基づいて、ユーザUSが心拍数を計測する。次いで、制御部150は、計測された心拍数と、予め設定された閾値範囲とを比較する処理を行う。
そして、計測された心拍数が、予め設定された閾値範囲内にあると判定された場合には、制御部150は、上述した第1の実施形態における対応振動動作(ステップS102)と同様に、心拍のタイミングに対応する振動を発生させて、ユーザUSに心拍情報として通知する(ステップS204)。具体的には、上述した閾値範囲設定動作(ステップS201)において、例えば120回/分の閾値を設定した場合には、計測された心拍数が120回/分を超えた場合には、制御部150は、振動部140を制御して、計測された心拍数に対応して、全ての心拍に対応する振動を発生させる。一方、計測された心拍数が、予め設定された閾値範囲外にあると判定された場合には、制御部150は、振動部140を振動させることなく、心拍検知動作(ステップS202)を継続する。
すなわち、安静時や歩行時のように、制御部150により計測された心拍数が、予め設定された閾値範囲外にある場合には、例えば図6(a)に示すように、心拍波形信号が検出された場合であっても、制御部150から振動部140に振動制御信号は出力されない。したがって、振動部140は振動しない。一方、走行時や激しい運動時のように、制御部150により計測された心拍数が、予め設定された閾値範囲内にある場合(又は、予め設定された閾値以上である場合)には、例えば図6(b)に示すように、心拍波形信号のタイミングに対応して、制御部150から振動部140に振動制御信号が出力されることにより、振動部140が振動する。これにより、生体情報通知装置100に密着するユーザUSの身体に、当該振動により心拍情報が伝達される。
次いで、制御部150は、上記の閾値範囲設定動作(ステップS201)、心拍検知動作(ステップS202)、閾値範囲判定動作(ステップS203)、対応振動動作(ステップS204)からなる一連の処理を、処理終了の指示があるまで繰り返す(ステップS205)。
このように、本実施形態においては、ユーザUSの心拍数が予め設定した閾値範囲内にある場合にのみ、振動部140により心拍に対応した振動が発生されて、ユーザUSに心拍情報が通知される。これにより、心拍数が特定の範囲内にあるときのみ、リアルタイムで心拍数やその変化を正確に把握したいという場合や、常時心拍に対応した振動を感知する必要がない場合、あるいは、常時心拍に対応した振動を感知するのが煩わしかったり、不快に感じたりする場合等に対応することができるとともに、心拍数が低い状態から特定の範囲内の高い状態に変化したことを振動により直感的に把握することができる。
そして、本実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様に、心拍に対応した振動によりユーザUSに心拍情報が通知されるので、ユーザUSは腕を上げたり、運動中の動作を一旦止めたり、特別な動作を行うことなく、自己の心拍数やその変化をリアルタイムで簡易かつ直感的に把握することができる。
<第3の実施形態>
次に、本発明に係る生体情報通知装置における生体情報通知方法の第3の実施形態について説明する。ここでも、上述した第1の実施形態に示した構成(図1、図2)を適宜参照しながら説明する。
上述した第1又は第2の実施形態においては、心拍センサ110により検出された全ての心拍、または、特定の閾値範囲内の全ての心拍に対応して同一の振動強さで振動を発生させる手法について説明した。第3の実施形態においては、振動の強弱パターンを予め設定し、全ての心拍に対応して当該設定された振動強さ(強弱パターン)で振動を発生させる手法を有している。
図7は、第3の実施形態に係る生体情報通知方法の一例を示すフローチャートである。図8は、本実施形態に係る生体情報通知方法により実行される振動パターンの一例を示す信号波形図である。ここで、上述した第1又は第2の実施形態と同等の処理については、その説明を簡略化する。
第3の実施形態に係る生体情報通知方法は、上述した第1の実施形態と同等の構成(図1、図2参照)を有する生体情報通知装置において、例えば図7に示すように、まず、心拍に対応させる振動の強弱パターンについて設定値を設定する(ステップS301)。具体的には、生体情報通知装置100を電源オンして起動した後、ユーザUSが操作スイッチ130を操作することにより、振動の強弱パターンを規定する設定値を設定する。ここで、振動の強弱パターン(振動パターン)とは、振動部140により発生される振動の強さが、連続する心拍に対してどのように変化するかということであり、例えば、何回に1回だけ強く振動させ、残りを弱く振動させるかや、何回に1回だけ振動させるか、といった振動パターンを規定する設定値が設定される。なお、振動パターンの設定方法は、ユーザUSが操作スイッチ130を操作することにより、直接設定値を入力して設定する手法の他に、予め複数種類の振動パターンを用意しておき、ユーザUSが操作スイッチ130を操作することにより、任意の振動パターンを選択して設定する手法を適用するものであってもよい。
次いで、制御部150は、上記の振動パターンを実現するために実行される判定処理(詳しくは後述する)に使用される心拍の検出回数をリセットする必要があるか否かを判定する(ステップS302)。心拍の検出回数をリセットする必要があると判定された場合には、制御部150は、当該心拍の検出回数のカウント値を「0」又は「1」に設定(リセット)して(ステップS303)、上述した第1の実施形態と同様に、心拍検知動作を実行する(ステップS304)。ここで、心拍の検出回数をリセットする必要がある場合とは、本実施形態に係る生体情報通知方法において、心拍の検出回数が予め設定された設定値に到達した場合や、例えば生体情報通知装置100を起動して心拍センサ110におけるセンシング動作を開始した場合、ユーザUSが操作スイッチ130を操作して当該検出回数を強制的にリセットした場合等である。
一方、上記のリセット判定動作(ステップS302)において、心拍の検出回数をリセットする必要がないと判定された場合には、制御部150は、当該心拍の検出回数のカウント値をリセットすることなく、心拍検知動作を実行する(ステップS304)。ここで、心拍の検出回数をリセットする必要がない場合とは、本実施形態に係る生体情報通知方法において、心拍の検出回数が予め設定された設定値に到達していない場合である。
次いで、制御部150は、上記の心拍検知動作(ステップS304)における心拍の検出回数が、予め設定された設定値に到達したか否かが判定される(ステップS305)。具体的には、制御部150は、上述した設定値設定動作(ステップS301)において、連続する心拍に対して、例えば4回に1回だけ強く振動させ、残りの3回を弱く振動させる振動パターンを規定する設定値(この場合は、例えば「4」)を設定した場合には、現時点の心拍の検出回数が当該設定値に達しているか否かが判定される。そして、心拍の検出回数が設定値に達していると判定された場合には、例えば図8に示すように、制御部150は、振動部140を強く振動させる振動処理1を実行するための振動制御信号(図中、「ON1」に相当する)を出力して、振動部140を高い振動強度で振動させる。
一方、心拍の検出回数が設定値に達していないと判定された場合には、例えば図8に示すように、制御部150は、振動部140を弱く振動させる振動処理2を実行するための振動制御信号(図中、「ON2」に相当する)を出力して、振動部140を低い振動強度で振動させる。これにより、生体情報通知装置100に密着するユーザUSの身体に、図8に示したように、検出された心拍に対応して4回に1回だけ強く振動し、残りの3回が弱く振動する振動パターンの振動により心拍情報が伝達される。
次いで、制御部150は、上記一連の処理を終了する指示があるか否かを判定し(ステップS308)、処理終了の指示がない場合には、心拍の検出回数のカウント値に「1」を加算して(ステップS309)、上記のリセット判定動作(ステップS302)に戻って、一連の処理を繰り返し実行する。
このように、本実施形態においては、検出されたユーザUSの心拍データのうちの、例えば所定回数に1回のみ心拍に対応して強く振動し、残りの心拍に対しては弱く振動することにより、ユーザUSに心拍情報が通知される。これにより、心拍数が例えば160回/分や180回/分のように高くなった場合であっても、ユーザUSはリアルタイムで心拍数やその変化を正確に把握することができる。また、本実施形態においては、常時心拍に対応した一定の振動を感知する必要がない場合や、常時心拍に対応した一定の振動を感知するのが煩わしかったり、不快に感じたりする場合等にも対応することができる。
なお、本実施形態に係る生体情報通知方法は、単独で一連の処理を実行する場合に限定されるものではなく、例えば、上述した第2の実施形態に示した生体情報通知方法の手法と組み合わせて実行するものであってもよい。すなわち、予め所定の閾値範囲を設定しておき、心拍数が所定の閾値範囲内にない場合には、全ての心拍に対応して同一の振動強さで振動を発生させるか、または、振動を発生させない状態とし、心拍数が所定の閾値範囲内になった場合のみ、心拍に対応して所定回数に1回のみ強く振動し、残りは弱く振動させるものであってもよい。これにより、ユーザUSは心拍数が所定の閾値範囲内に入ったことを感知することができるとともに、当該閾値範囲内における心拍数やその変化をリアルタイムで簡易かつ直感的に把握することができる。
<第4の実施形態>
次に、本発明に係る生体情報通知装置における生体情報通知方法の第4の実施形態について説明する。ここでも、上述した第1の実施形態に示した構成(図1、図2)を適宜参照しながら説明する。
上述した第2又は第3の実施形態においては、心拍センサ110により検出された心拍データのうちの、特定の閾値範囲内の全ての心拍に対応して同一の振動強さで振動を発生させる手法や、特定の回数毎の心拍に対して異なる振動強さで振動を発生させる手法について説明した。第4の実施形態においては、心拍数の増減や変化の有無に応じて、振動の強弱や長さ(期間)を切り替え設定して、振動を発生させる手法を有している。
図9、図10は、第4の実施形態に係る生体情報通知方法の一例を示すフローチャートである。ここで、上述した第1乃至第3の実施形態と同等の処理については、その説明を簡略化する。
第4の実施形態に係る生体情報通知方法は、上述した第1の実施形態と同等の構成(図1、図2参照)を有する生体情報通知装置において、例えば図9に示すように、まず、前回の単位時間当たりの心拍数のカウント値を「0」に設定(リセット)して(ステップS401)、上述した第1の実施形態と同様に、心拍検知動作を開始する。このとき、制御部150は、初回に検出された心拍の検出時間を、心拍記録時間として測定してメモリ160に保存する(ステップS402)。
次いで、制御部150は、現在(又は最新)の単位時間当たりの心拍数を「0」に設定(リセット)した後(ステップS403)、心拍検知動作により検出された最新の心拍の検出時間(心拍記録時間)を測定してメモリ160に保存するとともに(ステップS404)、心拍数のカウント値に「1」を加算する処理を行う。
次いで、制御部150は、最新心拍数リセット動作(ステップS403)において、単位時間当たりの心拍数を「0」に設定した時点から経過した時間が、上記単位時間に到達したか否かを判定する(ステップS405)。そして、当該経過時間が単位時間に達していない場合には、制御部150は、最新の心拍の検出時間(心拍記録時間)を測定する動作(ステップS404)を繰り返し実行する。一方、当該経過時間が単位時間に到達した場合には、制御部150は、単位時間当たりの心拍数が0かそれ以外(心拍数>0)かを判定する(ステップS406)。すなわち、例えば単位時間が0.5秒等のように比較的短い時間に設定されている場合には、安静時のように心拍数が低い状態では、当該単位時間内に心拍が検出されない場合が生じる。そこで、単位時間内に心拍が検出されたか否かを判定し、心拍が検出されない場合(すなわち、心拍数が「0」)には、例えば図10に示すように、制御部150は、例えば振動部140を振動させない処理(振動処理4)を実行する(ステップS413)。
一方、単位時間内に心拍が検出された場合(すなわち、心拍数>0)には、制御部150は、メモリ160に保存された最新の心拍記録時間と前回の心拍記録時間とを抽出し、当該心拍記録時間相互の差分とその間の心拍数に基づいて、最新の単位時間当たりの心拍数を算出する(ステップS407)。具体的には、次式のような演算処理を実行する。ここで、前回の心拍記録時間とは、前回の単位時間当たりの心拍数を導出したときに利用した最新の心拍記録時間のことである。
(最新の単位時間当たりの心拍数)=
(心拍数)/(最新の心拍記録時間−前回の心拍記録時間)
次いで、例えば図10に示すように、制御部150は、前回の単位時間当たりの心拍数と、上記算出された最新の単位時間当たりの心拍数と、を比較して、双方の差分(すなわち、心拍数の変化)が所定の範囲内にあるか否かを判定する(ステップS408)。ここで、所定の範囲とは、単位時間当たりの心拍数のばらつきにより増減の変化を判定するのが難しい範囲として、予め設定された範囲のことである。そして、当該差分(心拍数の変化)が所定の範囲内であると判定された場合には、制御部150は、例えば振動部140を短い期間振動させる振動処理3を実行する(ステップS412)。
一方、当該差分(心拍数の変化)が所定の範囲を逸脱していると判定された場合には、制御部150は、当該差分に相当する心拍数の変化が増加であるか減少であるか(心拍数が増加したか否か)を判定する(ステップS409)。そして、心拍数が増加したと判定された場合には、制御部150は、例えば振動部140を強く振動させる振動処理1を実行し(ステップS410)、心拍数が減少したと判定された場合には、例えば振動部140を弱く振動させる振動処理2を実行する(ステップS411)。
これにより、生体情報通知装置100に密着するユーザUSの身体に、心拍数が大きく増加した場合には強く振動し、また、心拍数が大きく減少した場合には弱く振動し、心拍数が所定の範囲内で小さく変化した場合には短く振動し、心拍が検出されなかった場合には振動しない、という心拍に対応した各種の振動パターンの振動により心拍情報が伝達される。
次いで、制御部150は、上記一連の処理を終了する指示があるか否かを判定し(ステップS414)、処理終了の指示がない場合には、最新の心拍記憶時間を、前回の心拍記憶時間に設定してメモリ160に保存し(ステップS415)、さらに、最新の単位時間当たりの心拍数を、前回の単位時間当たりの心拍数に設定してメモリ160に保存する(ステップS416)。そして、最新心拍数リセット動作(ステップS403)に戻って、一連の処理を繰り返し実行する。
このように、本実施形態においては、検出されたユーザUSの心拍データに基づいて、単位時間当たりの心拍数が順次算出され、最新とその直前との心拍数を比較することにより判定される心拍数の増減や変化の有無に応じて、心拍に対応する振動の強弱や長さ設定されて振動することにより、ユーザUSに心拍情報が通知される。これにより、ユーザUSは振動パターンの変化を感知することにより、リアルタイムで心拍数やその変化を正確に把握することができる。また、本実施形態においても、常時心拍に対応した一定の振動を感知する必要がない場合や、常時心拍に対応した一定の振動を感知するのが煩わしかったり、不快に感じたりする場合等にも対応することができる。
<生体情報通知装置の他の構成例>
次に、本発明に係る生体情報通知装置の他の構成例について説明する。
上述した各実施形態に示した生体情報通知装置は、ユーザUSの胸部に装着するチェストセンサ型の外観形状を有し、心拍センサ110、各種センサ120、振動部140、制御部150、メモリ160等が内蔵された構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、後述する構成例1に示すように、生体情報通知装置は、ユーザUSの手首等に装着する腕時計型やリストバンド型の外観形状を有するものであってもよいし、また、後述する構成例2に示すように、チェストセンサ型のセンサ機器と、腕時計型のインターフェース機器と、を有するものであってもよい。
(構成例1)
図11は、本発明に係る生体情報通知装置の他の構成例(構成例1)を示す概略構成図であり、図12は、本構成例に係る生体情報通知装置を示す機能ブロック図である。ここで、上述した第1の実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して説明を簡略化する。
構成例1に係る生体情報通知装置は、例えば図11(a)に示すように、ユーザUSの手首に装着される。生体情報通知装置200は、例えば図11(b)に示すように、腕時計型やリストバンド型の外観形状を有し、大別して、ユーザUSの心拍数を含む各種の生体情報を検出する機能を備えた機器本体201と、ユーザUSの手首に巻き付けることにより機器本体201を手首に装着するためのベルト部202と、を備えている。
機器本体201は、具体的には、例えば図12に示すように、心拍センサ210と、各種センサ220と、操作スイッチ230と、振動部240と、制御部250と、メモリ260と、通信モジュール270と、電源供給部280と、表示部290と、を備えている。ここで、表示部290を除く、心拍センサ210、各種センサ220、操作スイッチ230、振動部240、制御部250、メモリ260、通信モジュール270、電源供給部280の各構成は、それぞれ、上述した第1の実施形態に示した心拍センサ110、各種センサ120、操作スイッチ130、振動部140、制御部150、メモリ160、通信モジュール170、電源供給部180と略同等の構成を有している。
表示部290は、液晶方式や有機EL方式等の表示パネルを有し、少なくともユーザの安静時及び運動時における各種の生体情報や運動情報を数値や文字、画像等により表示する。表示部290には、例えば図11(b)に示すように、現在時間、心拍数、運動時間(例えば走行時間)等の数値情報や文字情報が表示される。
なお、本構成例において、操作スイッチ230は、図11(b)に示すように、機器本体201に設けられたボタンスイッチであってもよいし、上記表示部290の前面に設けられたタッチパネルを有するものであってもよいし、これら双方を備えているものであってもよい。
このような構成を有する生体情報通知装置200においても、上述した各実施形態に示した生体情報通知方法のいずれかを適用することにより、心拍センサ210により検出された心拍に対応して、振動部240から所定の振動パターンで振動を発生させて、ユーザUSの身体に伝達して心拍情報を通知することができる。したがって、ユーザUSは触覚により振動を感知することにより、自己の心拍数やその変化をリアルタイムで直感的に把握することができる。
特に本構成例においては、生体情報通知装置200に表示部290が設けられているので、振動によって伝達された心拍情報について、表示部290に表示された数値情報等を視認することにより、触覚に加え、視覚を通じても心拍数やその変化を把握することができる。ここで、上述した生体情報通知方法において適用した閾値範囲判定動作(ステップS203)や、心拍数変化判定動作(ステップS408)、心拍数増減判定動作(ステップS409)等における判定結果に応じて、上記の数値情報を強調表示や点滅表示したり、表示部の背景部分を特定色で発光させたりする視覚効果を、さらに併用するものであってもよい。これにより、例えばユーザUSが運動中に、生体情報通知装置200から伝達される振動を明確に感知できなかったときであっても、表示部290を補完手段として利用することにより、心拍情報を確実に通知することができる。
(構成例2)
図13は、本発明に係る生体情報通知装置の他の構成例(構成例2)を示す概略構成図であり、図14は、本構成例に係る生体情報通知装置を示す機能ブロック図である。ここで、上述した第1の実施形態及び構成例1と同等の構成については、同一の符号を付して説明を簡略化する。
構成例2に係る生体情報通知装置は、例えば図13(a)に示すように、ユーザUSが胸部に装着するセンサ機器100Aと、手首に装着するインターフェース機器200Aと、を有している。ここで、センサ機器100Aは、上述した第1の実施形態と同様に、例えば図13(b)に示すように、チェストセンサ型の外観形状を有し、また、インターフェース機器200Aは、上述した構成例1と同様に、例えば図13(c)に示すように、腕時計型の外観形状を有している。
センサ機器100Aは、例えば図14(a)に示すように、上述した第1の実施形態と略同等の構成を有する心拍センサ110、各種センサ120、操作スイッチ130、制御部150、メモリ160、通信モジュール170及び電源供給部180を備えている。
インターフェース機器200Aは、例えば図14(b)に示すように、上述した構成例1と略同等の構成を有する操作スイッチ230と、振動部240と、制御部250と、メモリ260と、通信モジュール270と、電源供給部280と、表示部290と、を備えている。なお、インターフェース機器200Aは、センサ機器100Aに設けられた心拍センサ110を除く、各種センサ120の一部または全部を備えているものであってもよい。
ここで、センサ機器100Aの通信モジュール170及びインターフェース機器200Aの通信モジュール270は、例えば無線通信により、センサ機器100Aとインターフェース機器200Aとの間で種々のデータの伝送を行う。なお、センサ機器100Aとインターフェース機器200Aとの間のデータの伝送方法については、無線通信による方式として、例えばデジタル機器用の近距離無線通信規格であるブルートゥース(Bluetooth(登録商標))や、この通信規格において低消費電力型の規格として策定されたブルートゥースローエナジー(Bluetooth(登録商標) low energy)等を良好に適用することができる。また、本実施形態に適用可能な他の伝送方法としては、例えば通信ケーブルを介した有線による通信方式を適用することもできる。
このような構成を有する生体情報通知装置200においても、上述した各実施形態に示した生体情報通知方法のいずれかを適用することにより、胸部に装着されたセンサ機器100Aに設けられた心拍センサ110により検出された心拍に対応して、手首に装着されたインターフェース機器200Aに設けられた振動部240から所定の振動パターンで振動を発生させて、ユーザUSの身体に伝達して心拍情報を通知することができる。
ここで、上述した各実施形態に示した生体情報通知方法において、一連の処理のどの処理動作を、センサ機器100A又はインターフェース機器200Aで実行するかについては、任意に設定することができる。すなわち、センサ機器100Aにおいて、制御部150が、センシング動作から心拍の検出動作、さらには、振動パターンの判定(決定)動作までを実行し、当該検出結果や判定結果をインターフェース機器200Aに伝送して、インターフェース機器200Aにおいて、制御部250が、振動制御信号を生成して振動部240を所定の振動パターンで振動させるものであってもよい。また別の形態として、センサ機器100Aにおいて、制御部150が、センシング動作から心拍の検出動作までを実行し、当該検出結果をインターフェース機器200Aに伝送して、インターフェース機器200Aにおいて、制御部250が、振動パターンの判定(決定)動作を行い、その判定結果に基づいて、振動制御信号を生成して振動部240を所定の振動パターンで振動させるものであってもよい。
特に本構成例においては、生体情報通知装置が、心拍センサ110を備えるセンサ機器100Aと、振動部240及び表示部290を備えるインターフェース機器200Aと、の別体の機器として構成されている。これにより、センサ機器100AをユーザUSの心拍を適切に検出(センシング)することができる任意の部位に装着することができるとともに、インターフェース機器200AをユーザUSが振動を感知しやすく、また、運動中であっても視認しやすい任意の部位に装着することができる。したがって、心拍センサ110により検出される心拍データの精度を高めることができるとともに、ユーザUSに対して、より正確な心拍情報を確実に通知することができる。
また、生体情報通知方法の一連の処理を、センサ機器100Aとインターフェース機器200Aとにより分担して実行することができるので、センサ機器100A及びインターフェース機器200Aにおける処理負担を軽減することができるとともに、電源供給部180、280における電力の消耗を抑制することができる。
なお、上述した各実施形態及び構成例においては、生体情報通知装置として、ユーザUSの胸部に装着するチェストセンサ型の構成や、手首に装着する腕時計型又はリストバンド型の構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、生体情報通知装置は、少なくとも、心拍センサと振動部とを備えた単体または別体の電子機器であればよく、例えば既存の携帯電話機やスマートフォン、眼鏡型端末等を適用することができる。また、その装着位置もユーザの心拍を検出することができる部位であれば、例えば少なくとも心拍センサが胸部や手首、指先、手の平、耳たぶ等、人体の任意の部位に任意の形態で装着されているものであればよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
(付記)
[1]
人体に接触されて生体情報を検出する生体情報取得センサと、
前記人体に振動を伝達することにより前記生体情報を通知する振動部と、
前記振動部を前記人体の前記生体情報に対応して振動させる制御部と、
を備える、
ことを特徴とする生体情報通知装置。
[2]
前記制御部は前記生体情報に対応して前記振動部を所定の振動パターンで振動させることを特徴とする[1]に記載の生体情報通知装置。
[3]
前記生体情報が所定の閾値範囲内にある場合にのみ、前記制御部は前記生体情報に対応して前記振動部を所定の振動パターンで振動させることを特徴とする[1]に記載の生体情報通知装置。
[4]
前記生体情報の所定回数毎に、前記制御部は前記生体情報に対応して前記振動部を異なる振動パターンで振動させることを特徴とする[1]に記載の生体情報通知装置。
[5]
前記生体情報が所定の判定範囲以上に変化した場合に、前記制御部は前記生体情報に対応して前記振動部を異なる振動パターンで振動させることを特徴とする[1]に記載の生体情報通知装置。
[6]
人体に接触された生体情報取得センサにより生体情報を検出し、
振動部を前記人体の前記生体情報に対応して所定の振動パターンで振動させ、
前記人体に前記振動を伝達することにより前記生体情報を通知する、
ことを特徴とする生体情報通知方法。
[7]
前記生体情報が所定の閾値範囲内にある場合、又は、前記生体情報の変化が所定の判定範囲以上に変化した場合には、前記生体情報に対応して前記振動部を異なる振動パターンで振動させることを特徴とする[6]に記載の生体情報通知方法。
[8]
コンピュータに、
人体に接触された生体情報取得センサにより生体情報を検出させ、
振動部を前記人体の前記生体情報に対応して所定の振動パターンで振動させる、
ことを特徴とする生体情報通知プログラム。
[9]
前記生体情報が所定の閾値範囲内にある場合、又は、前記生体情報の変化が所定の判定範囲以上に変化した場合には、前記生体情報に対応して前記振動部を異なる振動パターンで振動させることを特徴とする[8]に記載の生体情報通知プログラム。
100、200 生体情報通知装置
100A センサ機器
101、201 機器本体
110、210 心拍センサ
111 検出電極
120、220 各種センサ
130、230 操作スイッチ
140、240 振動部
150、250 制御部
160、260 メモリ
170、270 通信モジュール
200A インターフェース機器
290 表示部
US ユーザ

Claims (9)

  1. 人体に接触されて生体情報を検出する生体情報取得センサと、
    前記人体に振動を伝達することにより前記生体情報を通知する振動部と、
    前記振動部を前記人体の前記生体情報に対応して振動させる制御部と、
    を備える、
    ことを特徴とする生体情報通知装置。
  2. 前記制御部は前記生体情報に対応して前記振動部を所定の振動パターンで振動させることを特徴とする請求項1に記載の生体情報通知装置。
  3. 前記生体情報が所定の閾値範囲内にある場合にのみ、前記制御部は前記生体情報に対応して前記振動部を所定の振動パターンで振動させることを特徴とする請求項1に記載の生体情報通知装置。
  4. 前記生体情報の所定回数毎に、前記制御部は前記生体情報に対応して前記振動部を異なる振動パターンで振動させることを特徴とする請求項1に記載の生体情報通知装置。
  5. 前記生体情報が所定の判定範囲以上に変化した場合に、前記制御部は前記生体情報に対応して前記振動部を異なる振動パターンで振動させることを特徴とする請求項1に記載の生体情報通知装置。
  6. 人体に接触された生体情報取得センサにより生体情報を検出し、
    振動部を前記人体の前記生体情報に対応して所定の振動パターンで振動させ、
    前記人体に前記振動を伝達することにより前記生体情報を通知する、
    ことを特徴とする生体情報通知方法。
  7. 前記生体情報が所定の閾値範囲内にある場合、又は、前記生体情報の変化が所定の判定範囲以上に変化した場合には、前記生体情報に対応して前記振動部を異なる振動パターンで振動させることを特徴とする請求項6に記載の生体情報通知方法。
  8. コンピュータに、
    人体に接触された生体情報取得センサにより生体情報を検出させ、
    振動部を前記人体の前記生体情報に対応して所定の振動パターンで振動させる、
    ことを特徴とする生体情報通知プログラム。
  9. 前記生体情報が所定の閾値範囲内にある場合、又は、前記生体情報の変化が所定の判定範囲以上に変化した場合には、前記生体情報に対応して前記振動部を異なる振動パターンで振動させることを特徴とする請求項8に記載の生体情報通知プログラム。
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