JP2016052385A - センサ装置、センサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話等の情報処理装置にセンサ装置を接続して、対象物の性状をセンシングするためのセンサシステムを、情報処理装置のケースが情報処理装置のＧＮＤと短絡していようがいまいが、一定の測定値を得られるセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ装置２１０は、出力端子２１４を備え、情報処理装置１００の音声入力端子１０３に出力端子２１４を挿して用いられる。センサ装置２１０は、また、互いに面一にされた水分センサと２１２と、アース電極２１３とを備えている。アース電極２１３は、出力端子２１４、音声入力端子１０３を介して情報処理装置１００の中のＧＮＤに短絡させられるようになっている。水分センサ２１２をユーザの肌に当接させると、ＧＮＤと短絡したアース電極２１３もユーザの肌に当接する。【選択図】図６

Description

本発明は、スマートフォンその他の携帯電話、音楽プレーヤ等の音声入力端子を持つ装置（本願ではかかる装置を、便宜上「情報処理装置」と呼ぶ。）に、様々なデータを入力できるようにすることで、情報処理装置を、対象物の何らかの性状をセンシングするためのセンサシステムとして機能させるための技術に関する。

世には様々なセンサ装置が存在する。例えば、水分計、心電計、電圧計、弾力計、油分計、粘弾性計、成分分析計等のセンサ装置が実用されている。
そして、これらセンサ装置はその殆どがセンシングの対象毎に専用品となっているのが現状である。

それ故、上述したセンサ装置は、一般的に高価である。また、様々なセンサ装置を入手すること、加えて、それら様々なセンサ装置の個々の使用方法を理解して使用する疎ましさがあることなどから、センサ装置の普及は本来の用途と比して十分だとは言いがたい。
例えば、水分計は、肌の性状を調べるのに有効であるから、それがもっと安価で、且つ簡単に使用することができれば、爆発的な普及もあり得る。
心電計も同様である。例えば不整脈を発見するために心電計を用いる場合には、不整脈はほとんどの場合一日に少なくとも一度は生じるという性質を持つので、一日間のセンシングを行えばその発見を略確実に行えるという特質を持つのであるが、それ故に病院等の施設で数分のセンシングを行っただけでは不整脈の発見は難しい。そのような点を考慮して、一日身に着けて不整脈のセンシングを行える携帯可能な心電計も開発されているが、その高価さ等から普及が十分だとは到底言えない。

他方、携帯電話等の情報処理装置が広く普及している。そのような情報処理装置に様々な性状をセンシングするためのセンサを接続して、様々な性状をセンシングするためのセンサシステムにすることができれば便利である、と本願発明者は考えた。
上述の如き情報処理装置は、既に広く普及している。したがって、上述の情報処理装置と外付けセンサ装置の組合せによれば、情報処理装置をプラットフォームとして利用することにより、センサシステムの爆発的な普及を促せる可能性がある。
特に、情報処理装置が備えるハードウエアを利用し、外付けのセンサ装置の部分を最小限にとどめれば、センサ装置のコストを最小限に抑えつつ、センサシステム全体で、従来のセンサ装置と同様のセンシングを可能にすることができる可能性があり、それが可能であればセンサシステムの爆発的な普及を促せる可能性が益々高くなる。
また情報処理装置が、携帯電話等の携帯可能なものであれば、手軽であるだけでなく、センサシステムを例えば一日身に着けていることも可能であるから、特に上述の心電計に応用する場合などにも有利である。
このようなセンサシステムを実現するには、入力端子を備えた情報処理装置の入力端子に、その出力端子を接続して用いられるものであり、情報処理装置と一体となってセンシングの対象となる対象物の何らかの性状をセンシングするセンサシステムを構成するセンサ装置であって、対象物の何らかの性状をセンシングするセンサを備えたものを用いれば良い。そして本願発明者は、そのようなセンサ装置を既に試作している。

しかしながら、そのようなセンサ装置を含むセンサシステムを用いてセンシングを行った結果得られる測定値が、正確でない場合が存在することが本願発明者の研究により明らかになっている。それは特に、対象物がユーザ自身である場合に生じやすい。
そのような測定値の不正確さは以下のような原因で生じる。
情報処理装置は通常、基準電位を定めるＧＮＤを備える。このＧＮＤは、情報処理装置の種類にもよるが、情報処理装置のケース（金属製のケース）に短絡させられ情報処理装置のケースにアースしている場合がある。他方、ＧＮＤが情報処理装置のケース（金属製の場合もそうでない場合もあり得る。）に短絡させられていない場合もある。
ＧＮＤがケースにアースされている情報処理装置の場合、情報処理装置にセンサ装置を接続し、ユーザの何らかの性状をセンシングするセンサをユーザの肌と接触させると、センサ装置が情報処理装置に物理的に接続されており、且つセンサ装置のケースをユーザが握っているという条件が揃うことが前提となるが、センサ、センサと接触しているユーザの肌、情報処理装置を握っているユーザの手、情報処理装置のケース、ＧＮＤと連なる一連の回路ができてしまう。
他方、ＧＮＤがケースにアースされていない情報処理装置の場合、情報処理装置にセンサ装置を接続し、ユーザの何らかの性状をセンシングするセンサをユーザの肌と接触させても、センサ装置が情報処理装置に物理的に接続されており、且つセンサ装置のケースをユーザが握っているという条件が仮に揃っていても、情報処理装置のケースとＧＮＤが短絡乃至導通していないから、上述の如き一連の回路ができることはない。
ＧＮＤがケースにアースされている情報処理装置を用いてユーザの性状をセンシングするときに生じる上述の回路は、予期しないものではあるものの、それが生じることを前提としてセンシングされたユーザの何らかの性状についての測定値に何らかの補償を行うことで、正確な測定値を得ることができる。
他方、ＧＮＤがケースにアースされていない情報処理装置ではそのような補償は不要である。
したがって、２種類のセンサ装置を準備すれば、少なくとも理論上はいかなる情報処理装置を用いても、一定の測定値を得ることのできるセンサシステムが実現できる。しかしながら、上述した２種類のセンサ装置は、ＧＮＤがケースにアースされている情報処理装置と、ＧＮＤがケースにアースされていない情報処理装置の一方にしか対応しないものであり、それらが対応する情報処理装置に正しく接続されない限り、センサシステムを用いて得られる測定値が一定であることが保証されない。そのような情報処理装置とセンサ装置との正しい組合せを実現するための判断をユーザに強いると、ユーザの手間が増す。情報処理装置のＧＮＤがケースにアースされているかいないかという情報は情報処理装置のスペックの中では瑣末と言える情報であり、多くの場合情報処理装置のメーカーなどは明らかにしていないから、ユーザが上述の判断を行うための手間は益々大きくなりがちである。

本願は、入力端子を備えた情報処理装置の入力端子に、その出力端子を接続して用いられるものであり、情報処理装置と一体となってセンシングの対象となる対象物の何らかの性状をセンシングするセンサシステムを構成するセンサ装置であって、対象物の何らかの性状をセンシングするセンサを備えたものを、そのセンサ装置とともにセンサシステムを構成する情報処理装置が、そのＧＮＤがケースにアースされていてもいなくても、そのセンサシステムで得られる測定値が一定となるように改良することをその目的とする。

本願発明者は、上述の課題を解決するために、以下のような発明を提案する。
本願発明は、以下のようなものである。
本願発明は、基準電位を定めるＧＮＤと入力端子とを備えた情報処理装置の前記入力端子に、その出力端子の接触による接続を行った状態で用いられるものであり、前記情報処理装置と一体となってユーザの身体における何らかの性状をセンシングするセンサシステムを構成するセンサ装置である。そして、このセンサ装置は、ユーザの肌との接触によりユーザの何らかの性状をセンシングするセンサと、アース電極と、を備えており、前記アース電極は、前記センサをユーザの前記肌に接触させたときに、ユーザの前記肌に接触するように、且つ前記ＧＮＤと短絡させられるようになっている。
このセンサ装置は、上述のように、アース電極を備えている。そして、このアース電極は、センサをユーザの肌に接触させたときに、ユーザの肌に接触するように、且つ情報処理装置のＧＮＤと短絡させられるようになっている。
この本願によるセンサ装置をＧＮＤがケースにアースされていないタイプの情報処理装置と組合せたセンサシステムを用いる場合には、センサ、ユーザの肌、アース電極という回路が形成される。アース電極はＧＮＤと短絡させられているので、この回路は、センサ、ユーザの肌、ＧＮＤという回路と等価である。
他方、本願によるセンサ装置をＧＮＤがケースにアースされているタイプの情報処理装置と組合せたセンサシステムを用いる場合には、上述の場合と同じく、センサ、ユーザの肌、アース電極という回路が形成される。
したがって、本願によるセンサ装置を含むセンサ装置を用いれば、本願のセンサ装置とともにセンサシステムを構成するために用いられる情報処理装置が、そのＧＮＤがケースにアースされたものであったとしても、そのＧＮＤがケースにアースされていないものであったとしても、そのセンサ装置のセンサを肌に接触させ且つ情報処理装置をユーザが握ってユーザの何らかの性状を測定する場合においても、一定の測定値を得られるようになる。

本願のセンサ装置は出力端子を備えており、出力端子は上述のように情報処理装置の入力端子に取付けられる。情報処理装置の入力端子は、情報の入力を行えれば特にその種類に制限はないが、例えば音声入力端子であり、或いはＵＳＢ端子である。
情報処理装置が有する入力端子が音声入力端子であり、センサ装置が有する出力端子が音声出力端子である場合、本願のセンサ装置は例えば、以下のようなものとすることができる。このセンサ装置は、前記センサからの出力信号を、前記音声入力端子で受付ることが予定された周波数帯域の信号である変換信号に変換する変換手段を備えており、前記音声出力端子から、前記変換信号が前記音声入力端子に入力されるようになっている。
音声出力端子は、スマートフォンを始めとする携帯電話や、音楽プレーヤの多くに備えられているので、センサ装置と情報処理装置を接続して、センサ装置と情報処理装置との組合せによるセンサシステムを実現する場合に音声入力端子を利用するのはとても便利である。ただし、一般的な音声入力端子は、それが音声の信号を受付けるものであるという観点から、それが受付けることのできる周波数帯域に、ハードウエア的に一定の制限が設けられている。人間の耳の可聴域は、２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚであるので、音声入力端子が受付けることのできる信号の周波数帯域は、多くの場合この値、或いはこの値の近辺の値の範囲に制限されている。他方、センサ装置のセンサが作る出力信号の周波数帯域は、ハードウエア的に制限された音声入力端子が受付け可能な上述の周波数帯域に収まっていない場合が多い。そこで、上述の変換手段があれば、変換手段により、入力信号を音声入力端子が受付け可能な周波数帯域の信号である変換信号に変換することが可能となる。変換信号は、音声入力端子が受付け可能な周波数帯域の信号であるから、情報処理装置の音声入力端子としての入力端子によって、受付けられないということがない。つまり、センサ装置に上述の如き変換手段を設けておくことにより、情報処理装置側のハードウエアに何らの改変を行わなくても、情報処理装置の音声入力端子を、センサ装置からの入力信号に基づく変換信号を受付けるためのインターフェイスとして利用可能となる。つまり、センサ装置のセンサが生成した、音に関する信号ではない出力信号を、音に関する信号と同様の性質の信号である変換信号に変換して、情報処理装置の音声入力端子から入力できるようにするのである。
なお、情報処理装置の入力端子はプラグインパワー型の音声入力端子であっても良い。センサ装置は電源を必要とする場合があるが、情報処理装置の入力端子が給電端子を有するプラグインパワー型の音声入力端子である場合には、音声出力端子としての出力端子がプラグインパワー型の音声出力端子から電力の供給を受けることができるから、センサ装置に電池その他の電源を積む必要がなくなる。これは、センサ装置の小型化に非常に有利である。入力端子を介して電力は、センサ、変換手段等のうちの必要なものに供給することができる。

アース電極は上述のように、情報処理装置のＧＮＤに短絡させられるようになっている。アース電極と情報処理装置のＧＮＤは、どのようにして短絡させられるようになっていても構わないが、前記アース電極は、前記出力端子、及び前記入力端子を介して、前記ＧＮＤと短絡させられるようになっていても構わない。このようにすれば、センサシステムを実現するためにセンサ装置の出力端子を情報処理装置の入力端子と接続させることにより、アース電極とＧＮＤの短絡も同時に実現されるのでユーザにとって便利である。

上述したように、アース電極は、センサをユーザの肌に接触させたときに、ユーザの肌に接触するようになっている。アース電極及びセンサはそれが可能なような形状とされ、それが可能なような位置関係で、センサに設けられている。
例えば、前記センサのユーザの何らかの性状をセンシングする面であるセンシング面は平面であり、前記センサ装置の前記アース電極は、前記センシング面と略面一とされた電極面を備えていてもよい。このようにすれば、センサのセンシング面をユーザの肌に接触させれば、アース電極の電極面がそれと同時にユーザの肌に接触するから便利である。電極面とセンシング面のうち、電極面をほんの僅か前側に位置させておくことも可能である。そうすることにより、センシング面を肌に接触させたときに電極面が確実に肌に接触するようになる。
前記電極面は、前記センシング面の周囲に、例えば、センシング面の周囲を囲むようにして配置されていてもよい。そうすることにより、センサのセンシング面を肌に接触させた場合のセンシング面の肌に対する角度の如何によらず、アース電極の電極面がより確実に肌に接触するようになる。電極面がセンシング面を囲む場合、前記電極面は、リング状であってもよい。

本願のセンサ装置のセンサは、ユーザの何らかの性状を検知するものであれば良い。例えば、前記センサは、水分、心臓の電気信号、脈波、弾力、油分、弾性のいずれかをセンシングするものとすることができる。

本願発明者は、また、基準電位を定めるＧＮＤと入力端子とを備えた情報処理装置と、前記情報処理装置の前記入力端子に、その出力端子の接触による接続を行った状態で用いられるものであり、前記情報処理装置と一体となってユーザの何らかの性状をセンシングするセンサシステムを構成するセンサ装置と、を組合せてなるセンサシステムであって、前記センサ装置は、ユーザの肌との接触によりユーザの何らかの性状をセンシングするセンサと、アース電極と、を備えており、前記アース電極は、前記センサをユーザの前記肌に接触させたときに、ユーザの前記肌に接触するように、且つ前記ＧＮＤと短絡させられるようになっている、センサシステムをも提供する。
このセンサシステムには既に述べたセンサ装置を採用することができる。このセンサシステムで得られる作用効果は、既に述べたセンサ装置によって得られる作用効果に等しい。
本願における情報処理装置は、例えば、スマートフォンである。

本発明の情報処理装置の全体の構成を概略的に示す斜視図。 図１に示した情報処理装置のハードウエア構成を示す図。 図１に示した情報処理装置の内部に形成される機能ブロックを示すブロック図。 図１に示した情報処理装置と組合せてセンサシステムをなす第１センサ装置の斜視図。 図４に示した第１センサ装置の内部構成を概略的に示す図。 図１に示した情報処理装置と、第１センサ装置の組合せ方を示す図。 図１に示した情報処理装置と、第１センサ装置を組合せてなるセンサシステムの使用時の状態を示す図。 第１センサ装置を含むセンサシステムの使用時に形成される回路を概念的に示す図。 図１に示した情報処理装置と組合せてセンサシステムをなす第２センサ装置の斜視図。 第１センサ装置と第２センサ装置のアース電極の変形例を示す平面図。

以下、本発明の実施形態を、それらの組合せによりセンサシステムをなす情報処理装置とセンサ装置について、順に説明する。なお、センサ装置については、複数種類のセンサ装置について説明するが、各センサ装置は、以下に説明する１種類の情報処理装置との組合せで、センサシステムをなすことができる。

≪情報処理装置≫
図１に、この実施形態のセンサ装置との組合せによりセンサシステムをなす情報処理装置１００の一例を示す。これには限られないが、この情報処理装置１００は、携帯可能なものであり、例えば、Ａｐｐｌｅ Ｊａｐａｎ合同会社が製造、販売を行うｉＰｏｄ Ｔｏｕｃｈ（商標）等の音楽プレーヤでも良いが、より詳しくは携帯電話である。情報処理装置１００は、より詳しくはスマートフォンであってもよく、この実施形態の情報処理装置１００は、スマートフォンとされている。スマートフォンの例としては、Ａｐｐｌｅ Ｊａｐａｎ合同会社が製造、販売を行うｉＰｈｏｎｅ ５（商標）を挙げることができる。

情報処理装置１００は、片手で把持できる程度の大きさに構成された、この限りではないが、この実施形態では薄い略直方体形状とされた筐体１０１を備えている。その筐体１０１の一方の面には、ディスプレイ１０２が設けられている。ディスプレイ１０２は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等により構成できるが公知のもので良い。
筐体１０１の、これには限られないがこの実施形態ではその上面には、本願発明の入力端子の一例としての音声入力端子１０３が設けられている。音声入力端子１０３は、穴状とされており、給電を行う給電端子を有するプラグインパワー型のものであり、極普通に普及しているものと同様の構造が採用されている。音声入力端子１０３は、後述する情報処理装置１００内のＧＮＤと短絡したＧＮＤ電極を備えている。給電端子、ＧＮＤ電極の構成も規格化された極一般的なものであるので、図示、説明とも省略する。なお、情報処理装置１００が備える入力端子は、音声入力端子１０３に限られず、後述する出力端子（音声出力端子）と接触により接続され、入力端子から信号を受け取れるものであれば良い。入力端子は、例えば、ＵＳＢ端子であっても良い。図示を省略するが、この情報処理装置１００は、音声入力端子１０３に加えてＵＳＢ端子を備えている。
音声入力端子１０３は、予定された周波数帯域の信号の入力を受付けられるようになっている。これには限られないが、この実施形態における音声入力端子１０３が受付け可能な信号の周波数帯域は、そのハードウエア構成的に、人間の可聴域の周波数と略一致しており、凡そ２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚである。
筐体１０１のディスプレイ１０２が設けられている側の面には、情報処理装置１００の操作のための情報の入力を行うための操作ボタン１０４が設けられている。操作ボタン１０４は、情報の入力を行える限り、テンキー等の他の構成が採用されても構わない。この実施形態の情報処理装置１００は、ディスプレイ１０２がタッチパネルになっておりそこからの入力が可能であるため、操作ボタン１０４は簡素な構成となっている。

筐体１０１内には、図２に示したような構成のハードウエアが内蔵されている。筐体１０１に内蔵されるハードウエアは、ＣＰＵ１１０Ａ、ＲＯＭ１１０Ｂ、ＲＡＭ１１０Ｃ、インターフェイス１１０Ｄ、ＧＮＤ１１０Ｅ、及びこれらを互いに接続するバス１１０Ｆである。
ＣＰＵ１１０Ａは、演算を行う演算装置である。ＣＰＵ１１０Ａは、例えば、ＲＯＭ１１０Ｂに記録されたプログラムを実行することにより、後述する処理を実行する。なお、情報処理装置１００は、通話機能、電子メール機能等のスマートフォンが通常行える様々な機能を実行するものであっても良いし、この実施形態の情報処理装置１００もそのようなものであるが、ここでいうプログラムは、本願発明のセンサシステムの一部を構成する情報処理装置としてこの情報処理装置１００を機能させるためのプログラムである。様々な機能の実行のために、情報処理装置１００には他のプログラムがもちろんインストールされているが、ここでは、本願発明のセンサシステムの一部を構成する情報処理装置としてこの情報処理装置１００を機能させるためのプログラムに絞って話をする。このプログラムは、情報処理装置１００にプリインストールされていたものであっても良いし、事後的にインストールされたものであっても良い。このプログラムの情報処理装置１００へのインストールは、メモリカード等の所定の記録媒体を介して行なわれても良いし、ＬＡＮ或いはインターネットなどの通信回線を介して行なわれても構わない。
ＲＯＭ１１０Ｂは、ＣＰＵ１１０Ａが後述する処理を実行するために必要なプログラムやデータを記録している。ＲＡＭ１１０Ｃは、ＣＰＵ１１０Ａが処理を行うために必要なワーク領域を提供する。また、ＲＡＭ１１０Ｃには、ＣＰＵ１１０Ａが処理を行った結果生成されたデータが記録されうる。
インターフェイス１１０Ｄは、バス１１０Ｆで接続されたＣＰＵ１１０ＡやＲＡＭ１１０Ｃ等と外部との間でデータのやり取りを行うものである。インターフェイス１１０Ｄには、上述の音声入力端子１０３が接続されており、また、ディスプレイ１０２と、操作ボタン１０４が接続されている。インターフェイス１１０Ｄは、音声入力端子１０３から後述する変換信号を受取り、ディスプレイ１０２に後述する画像データを送り、ディスプレイ１０２と操作ボタン１０４から後述する操作信号を受取るようになっている。
ＧＮＤ１１０Ｅは、基準電位を定めるものである。ＧＮＤ１１０Ｅは、情報処理装置１００のケースにアースされている場合も、アースされていない場合もある。

ＣＰＵ１１０Ａがプログラムを実行することにより、情報処理装置１００内には、図３で示されたような機能ブロックが生成される。なお、以下の機能ブロックは、上述のプログラム単体の機能により生成されていても良いが、上述のプログラムと、情報処理装置１００にインストールされたＯＳその他のプログラムとの協働により生成されても良い。
情報処理装置１００内に生成される機能ブロックは、操作信号解析部１１２Ａ、制御部１１２Ｂ、変換信号解析部１１２Ｃ、及びディスプレイ制御部１１２Ｄである。

操作信号解析部１１２Ａは、タッチパネルとしてのディスプレイ１０２と操作ボタン１０４から入力される操作信号を解析する機能を有する。解析された操作信号の内容は、制御部１１２Ｂに送られるようになっている。
制御部１１２Ｂは、情報処理装置１００が、センサシステムの一部として機能している場合に、情報処理装置１００の制御を行う機能を有している。制御部１１２Ｂが行う制御は、操作信号解析部１１２Ａから送られた操作信号の内容に従って実行されるようになっている。
制御部１１２Ｂは制御信号を生成してそれを、変換信号解析部１１２Ｃ、及びディスプレイ制御部１１２Ｄに送るようになっている。変換信号解析部１１２Ｃ、及びディスプレイ制御部１１２Ｄは、受付けた制御信号に基いて以下の処理を行うようになっている。

変換信号解析部１１２Ｃは、インターフェイス１１０Ｄから受付けた後述する変換信号の内容を解析する。変換信号解析部１１２Ｃはその処理を、制御部１１２Ｂからの指示があったら開始するようになっている。変換信号解析部１１２Ｃは、変換信号から、対象物の性状を一意に決定できるようになっている。例えば、センシングの対象がユーザの肌の水分量なのであれば、変換信号解析部１１２Ｃは、この変換信号によれば水分が○○％である、という決定を一意に行う。かかる決定は、変換信号と対象物の性状とを一対一で関係付けたルックアップテーブルを用いて行なっても良いし、何らかのアルゴリズムによる演算によって行なってもよい。変換信号は、後述のように、出力信号に対して、周波数帯域を上げる、周波数帯域を下げる、変調する等の変換を行ったものであるが、変換信号解析部１１２Ｃは、それを変換前の出力信号に戻してから上述の一意の決定を行なってもよい。いずれにせよ、変換信号解析部１１２Ｃは、その変換信号解析部１１２Ｃが含まれる情報処理装置１００と対になったセンサ装置から送られてくる変換信号の解析と、上述の一意の決定を行えるようになっている。変換信号解析部１１２Ｃによって解析された、ユーザの性状についてのデータは、ディスプレイ制御部１１２Ｄに送られるようになっている。
ディスプレイ制御部１１２Ｄは、制御部１１２Ｂから送られてきた制御信号による指示に応じて、ディスプレイ１０２に表示する画像についての画像データを生成する。画像データによりディスプレイ１０２に表示される画像は、動画の場合もあるし、静止画の場合もある。制御部１１２Ｂから送られてくる制御信号は、変換信号解析部１１２Ｃで解析された対象物の性状についてのデータを、ディスプレイ１０２に表示せよ、或いは表示を中止せよ、という指示にかかる場合もあるし、動画、静止画の切換えを求めるものである場合もある。例えば、変換信号解析部１１２Ｃで解析された対象物の性状についてのデータが刻々と変化するのであれば、制御部１１２Ｂは、対象物の性状についてのデータによって示される対象物の性状を刻々と変化させるように動画でディスプレイ１０２に表示せよとディスプレイ制御部１１２Ｄに指示するものである場合もあるし、操作信号で指示された所定のタイミングにおける対象物の性状のみをディスプレイ１０２に表示せよとディスプレイ制御部１１２Ｄに指示するものである場合もある。いずれにせよ、ディスプレイ制御部１１２Ｄはディスプレイ１０２に表示させる画像についての画像信号を生成し、それをインターフェイス１１０Ｄを介してディスプレイ１０２に送るようになっている。

≪センサ装置≫
次に、上述の情報処理装置１００との組合せによりセンサシステムをなすセンサ装置の構成について説明する。以下に例示するセンサ装置は、２つである。それらを便宜上第１センサ装置、第２センサ装置と呼ぶこととし、それらについて順に説明していく。
各センサ装置の説明では、共通する部分には共通の符号を用いることとし、共通する説明は場合により省略するものとする。

＜第１センサ装置＞
図４に、第１センサ装置２１０の斜視図を、図５にその内部構成を示す模式的断面図を示す。第１センサ装置２１０が、情報処理装置１００との組合せにより構成するセンサシステムは、水分計である。
第１センサ装置２１０は、かならずしもこの限りではないがこの実施形態では筒状、より詳細には円筒形状とされた本体部２１１と、その一端側に設けられた円板状の水分センサ２１２及びアース電極２１３と、その他端側に設けられた出力端子２１４とを備えている。
水分センサ２１２は、測定の対象となる物である対象物に含まれる水分を検出するセンサである。水分センサ２１２は、対象物に含まれる水分の量を検出し、対象物に含まれる水分量についての信号である出力信号を生成するようになっている。水分センサ２１２は、公知のものを用いることができ、この実施形態では、これには限られないが、対象物に含まれる水分を体積比（或いは重量比）で検出するものであり、その平面に構成された水分センサ２１２の表面（図４の上面）を肌に押し当てることにより、肌の水分を検出するのに好適なものとなっている。この実施形態の水分センサ２１２は、水分センサ２１２の表面と肌との間の静電容量により肌に含まれる水分量を検出するものとなっている。
アース電極２１３は、水分センサ２１２の表面が肌に触れた場合に、肌に触れるようになっている。アース電極２１３は、水分センサ２１２の周囲に配されている。より詳細には、アース電極２１３は、円形のリング状の形状をしており、水分センサ２１２を取り囲むように配されている。アース電極２１３の表面（図４における上側の面）は、平面であり、この実施形態では水分センサ２１２の表面と面一になるようになっている。もっとも水分センサ２１２の表面と、アース電極２１３の表面は水分センサ２１２の表面が対象物たるユーザの肌の表面に接触されたときにアース電極２１３の表面がユーザの肌の表面に接触するような関係になっていれば完全に面一であるには及ばない。例えば、アース電極２１３の表面を、水分センサ２１２の表面よりも僅かに（例えば、０．５〜１ｍｍ程度）第１センサ装置２１０の先端側（図４でいう上側）に配置しても良い。こうすると、アース電極２１３の表面は、水分センサ２１２の表面よりも肌に接触しやすくなる。ここで、肌の水分量が測定される際には必ず水分センサ２１２の表面は肌に接触する。したがって、肌の水分量の測定のために肌に水分センサ２１２の表面を接触させると、水分センサ２１２の表面よりもその位置関係により肌に優先的に接触するようになっているアース電極２１３の表面は、必ず肌に接触した状態になる。したがって、アース電極２１３の表面を、水分センサ２１２の表面よりも僅かに第１センサ装置２１０の先端側に配置させることで、アース電極２１３の後述する機能を確実に発揮させられるようになる。
出力端子２１４は、プラグインパワー型の音声入力端子１０３と組合せられる音声出力端子としての周知の構成を採用しており、穴状の音声入力端子１０３に挿入できるような棒状の形状となっている。出力端子２１４はそれが音声入力端子１０３に挿入された状態で音声入力端子１０３に接続されるようになっている。その状態で、出力端子２１４は、音声入力端子１０３に後述の変換信号を出力できるようになっている。出力端子２１４には、受電端子が設けられている。受電端子の構成は周知のものであるので、その図示、説明ともに省略する。また、これも周知であるので、その図示、説明ともに省略するが、出力端子２１４はＧＮＤ電極との接続を行う端子も備えている。

本体部２１１は上述のように円筒形状であり、その両端は封止されている。本体部２１１の中は中空であり、そこには変換回路２１５と、電源回路２１６と、発振回路２１７とが設けられている。
変換回路２１５は、接続線２１５Ａ、２１５Ｂを介して、水分センサ２１２と出力端子２１４にそれぞれ接続されている。変換回路２１５は、水分センサ２１２が出力した出力信号を接続線２１２Ａを介して受取り、それを変換信号に変換してから、出力端子２１４に出力するようになっている。
電源回路２１６は、出力端子２１４の図示せぬ受電端子と接続線２１６Ａで接続されている。電源回路２１６は、受電端子から接続線２１６Ａを介して受付けた電力を、電力の必要に応じて、水分センサ２１２、変換回路２１５、及び発振回路２１７に送るようになっている。この実施形態では、電源回路２１６は、接続線２１６Ｂと、２１６Ｃを介して、変換回路２１５と、発振回路２１７のそれぞれに電力を送るようになっている。
発振回路２１７は、所定の周波数の信号を発信する回路であり、それが可能な限りにおいて公知或いは周知の回路を採用することができる。発振回路２１７は、接続線２１７Ａを介して水分センサ２１２に接続されており、それが発信した信号を水分センサ２１２に送るようになっている。

音声入力端子１０３は、上述のように、それが受付けることのできる信号の周波数帯域が制限されている。変換回路２１５は、基本的に、水分センサ２１２が生成した出力信号の周波数帯域を、音声入力端子１０３が受付けることのできる周波数帯域に収めるように変換する機能を有している。つまり、変換回路２１５によって出力信号が変換されたものである変換信号は、接続線２１５Ｂ、出力端子２１４を介して、音声入力端子１０３が受付けることのできるものとなっている。
変換回路２１５は、出力信号の周波数を小さくする回路、例えば分周回路を含んでいても良い。変換回路２１５は、また、出力信号の周波数を大きくする回路、例えば逓倍回路を含んでいても良い。変換回路２１５がこれらの回路を含んでいる場合には、出力信号は単純に、周波数を減らされるか、或いは周波数を増やされることにより、変換信号となる。
また、変換回路２１５は、出力信号に変調を生じさせるような回路を含んでいても構わない。その場合、変換回路２１５は、出力信号を変調信号とし、変換信号の周波数帯域が音声入力端子１０３が受付けることのできる周波数帯域に収まる適当な周波数の搬送波を用いて変換を行い、被変調信号としての変換信号を得ることになる。変換回路２１５が行う変調は、振幅変調、周波数変調、位相変調のいずれでも構わない。つまり、変換回路２１５は、出力信号に振幅変調を生じさせる振幅変調回路（例えば、ＡＭ変調回路として知られている。）、出力信号に周波数変調を生じさせる周波数変調回路（例えば、ＦＭ変調回路として知られている。）、出力信号に位相変調を生じさせる位相変調回路（例えば、ＰＭ変調回路として知られている。）の少なくともいずれかを含んでいてもよい。
また、アース電極２１３は、接続線２１３Ａによって、音声入力端子１０３のＧＮＤ電極との接続を行うための出力端子２１４が備える上述の端子に接続されている。

変換回路２１５が、分周回路等の出力信号の周波数を小さくする回路、逓倍回路等の出力信号の周波数を大きくする回路、ＡＭ変調回路等の出力信号に振幅変調を生じさせる振幅変調回路、ＦＭ変調回路等の出力信号に周波数変調を生じさせる周波数変調回路、ＰＭ変調回路等の出力信号に位相変調を生じさせる位相変調回路のいずれを含むかは、水分センサ２１２の出力信号の周波数帯域の大小、出力信号がそもそも変調信号であるか否か、センサシステムを用いたセンシングで応答性能の良さがどの程度求められるか、センシングの精度がどの程度求められるかなどの事情に応じて、適当に選択すれば良い。上記３種類の変調回路は、２種類以上組合せられても構わない。
例えば、水分センサ２１２の出力信号の周波数帯域が音声入力端子１０３が受付けられる周波数帯域よりも相対的に高い場合には、分周回路等の出力信号の周波数を小さくする回路を用いて、その周波数帯域を下げれば良い。逆に、水分センサ２１２の出力信号の周波数帯域が音声入力端子１０３が受付けられる周波数帯域よりも相対的に低い場合には、逓倍回路等の出力信号の周波数を大きくする回路を用いて、その周波数帯域を上げれば良い。
また、一般に、振幅変調回路を用いれば、センシングの精度ないし分解能は下がるが、占有帯域幅を小さくすることができる。周波数変調回路を用いれば、応答性は悪くなるが、センシングの精度ないし分解能は上がる。変換信号の占有帯域幅を狭くしたいという事情があれば、位相変調回路を用いるのが良い。そのようなことを考慮して、上述の３つの変調回路のいずれを用いるか決定することができる。もっとも、出力信号が変調信号である場合には、変調回路を使わなければならない理由は大きくないかもしれない。
以上で述べた変調は主に、アナログ変調に関するものであったが、変調は、アナログ変調に限らず、デジタル変調、或いはパルス変調であってもよい。デジタル変調としては、位相偏移変調 （例えば、ＰＳＫとして知られる。)、周波数偏移変調（例えば、ＦＳＫとして知られる。）、振幅偏移変調（例えば、ＡＳＫとして知られる。）、直角位相振幅変調（例えば、ＱＡＭとして知られる。）を用いることができる。パルス変調としては、例えば、パルス符号変調（ＰＣＭ）、パルス幅変調（ＰＷＭ）、パルス振幅変調（ＰＡＭ）、パルス位置変調（ＰＰＭ）、パルス密度変調（ＰＤＭ）を用いることができる。
必要に応じて、アナログデジタル変換器、又はデジタルアナログ変換器を変換回路に設けることももちろん適宜行ってよい。変換信号は、アナログ信号でもデジタル信号でも良い。
以上で説明した回路はすべて公知或いは周知であるから、それぞれについての詳しい説明は省略する。

次に、情報処理装置１００と、第１センサ装置２１０の組合せにより構成されるセンサシステムの使用方法、動作について説明する。
かかるセンサシステムを構成するために、ユーザは、第１センサ装置２１０の出力端子２１４を、図６に示したようにして、情報処理装置１００の音声入力端子１０３に挿入する。すると、音声入力端子１０３と出力端子２１４が導通するとともに、音声入力端子１０３の給電端子と、出力端子２１４の受電端子が導通する。また、このとき、音声入力端子１０３のＧＮＤ端子と、音声入力端子１０３のＧＮＤ端子と接続される出力端子２１４の上述の端子とが接続される。
受電端子が給電端子から得た電力は、電源回路２１６から、変換回路２１５と発振回路２１７とに供給される。それにより変換回路２１５と発振回路２１７とは駆動できるようになる。発振回路２１７が駆動することで、水分センサ２１２は、対象物の水分量を検出できる状態となる。また、第１センサ装置２１０のアース電極２１３は、接続線２１３Ａ、音声入力端子１０３のＧＮＤ端子と接続される出力端子２１４の上述の端子、音声入力端子１０３のＧＮＤ端子を介して、情報処理装置１００のＧＮＤ１１０Ｅと短絡した状態となる。

次に、ユーザは、情報処理装置１００のディスプレイ１０２にタッチするなどして、情報処理装置１００内の、この情報処理装置１００をセンサシステムの一部として機能させるためのプログラムを立ち上げる。これにより、図３に示した機能ブロックが情報処理装置１００の中に生成される。

次に、ユーザは、例えば情報処理装置１００を図７に示したようにして持ち、第１センサ装置２１０の水分センサ２１２を水分量を調べたい部分の肌（例えば、頬の肌）に押し当てる。
これにより、水分センサ２１２が対象物たる肌の水分量を感知できる状態となる。このときのセンサシステム内に存在する回路の他に、ユーザの身体との間でも回路が形成される。それを図８に概略的に示す。
図８に示したように、この回路には、水分センサ２１２とＧＮＤの間に２つのコンデンサが形成される。それらコンデンサのうちのＡに含まれるものは、水分センサ２１２が肌に触れた場合における、水分センサ２１２と肌の間の静電容量として観念されるものである。他方、Ｂに含まれるコンデンサは、水分センサ２１２と肌とアース電極２１３の間の静電容量として観念されるものである。発振回路２１７は、以上の２つのコンデンサに対して所定で電圧をかける。それにより抵抗Ｒを介して変換回路２１５に流れる電圧の大きさと電流の大きさを変えながら流れる電流が、出力信号となる。
アース電極２１３が存在しなかった場合において、Ｂに含まれるコンデンサは、情報処理装置１００のケースが情報処理装置１００内のＧＮＤ１１０Ｅに短絡されていると、水分センサ２１２、肌、情報処理装置１００を握っている手、情報処理装置１００のケース、情報処理装置１００内のＧＮＤ１１０Ｅという経路で生じてしまうが、情報処理装置１００のケースが情報処理装置１００内のＧＮＤ１１０Ｅに短絡されていない場合には、生じない。しかしながら、アース電極２１３が存在する第１センサ装置２１０を用いて構成されたこの実施形態のセンサシステムにおいては、情報処理装置１００のケースが情報処理装置１００内のＧＮＤ１１０Ｅに短絡されていようがいまいが、Ｂのコンデンサは強制的に生じさせられる。これにより、この第１センサ装置２１０を含むセンサシステムによって得られる肌の水分量についての測定値は、情報処理装置１００のケースが情報処理装置１００内のＧＮＤ１１０Ｅに短絡されていようがいまいが一定となる。

上述のように、水分センサ２１２は、水分量を示す信号である出力信号を生成する。出力信号は、接続線２１５Ａを介して変換回路２１５に送られ、変換回路２１５で変換され変換信号となる。変換信号は、接続線２１５Ｂを経て出力端子２１４に至り、出力端子２１４にから音声入力端子１０３を経て、変換信号解析部１１２Ｃに受取られる。
変換信号解析部１１２Ｃは受付けた変換信号の内容を解析し、変換信号が示す肌の水分量を一意に決定する。変換信号解析部１１２Ｃは、その内容をディスプレイ制御部１１２Ｄに送る。
ディスプレイ制御部１１２Ｄは、その内容に応じた画像をディスプレイ１０２に表示させるための画像データを生成して、その画像データをディスプレイ１０２に送る。その内容は、例えば、肌の水分量を示す数値だけでも構わないが、肌の水分量を示す数値に加え、現在の肌の状態を説明するテキストや絵、或いは肌の状態を改善するためのアドバイスに関するテキストや絵を含むものであってもよい。

情報処理装置１００と第１センサ装置２１０とが組み合された水分計として機能するセンサシステムの状態、及びディスプレイ１０２に表示される画像の一例を図７に示す。上述のアドバイスに関する、「保湿クリームならこれ」の文言に、具体的な保湿クリームの販売を行なっているインターネットサイトへのリンクを埋め込んでおくなどし、それをユーザがクリックしたら自動的に情報処理装置１００が元々備えているブラウザが立ち上がり、リンク先のインターネットサイトにユーザを自動的に誘導できるような仕組みを設けておくことももちろん可能である。

＜第２センサ装置＞
第２センサ装置２２０が情報処理装置１００との組合せにより構成するセンサシステムは、油分計である。
第２センサ装置２２０は、第１センサ装置２１０と殆ど同じ構成とすることができる。異なるのは、図９に示したように、第１センサ装置２１０で水分センサ２１２とされていた部分が油分センサ２２２に置き換えられているという点と、油分センサ２２２がコード２２１を介して本体部２１１に取付けられているという点である。油分センサ２２２は、この実施形態では円筒形とされたセンサ本体部２２３に取付けられている。センサ本体部２２３には、その油分センサ２２２に対する位置関係が、第１センサ２１０の場合における水分センサ２１２との位置関係と同じになるようにして、アース電極２１３が設けられている。なお、油分センサ２２２は公知のものを用いることができる。
油分センサ２２２は、肌の油分を測定するものである。
本体部２１１とセンサ本体部２２３の中には、第１センサ装置２１０が備えていた変換回路２１５と、電源回路２１６と、発振回路２１７が、適当に振り分けられて設けられている。

情報処理装置１００と、第２センサ装置２２０の組合せにより構成される、全体として油分計として機能するセンサシステムの使用方法、動作は、水分計として機能する上述のセンサシステムの場合と同様である。ユーザは一方の手で情報処理装置１００を、他方の手でセンサ本体部２２３を持ち、他方の手でセンサ本体部２２３をユーザの例えば顔の肌に当てることにより、肌の油分を測定する。
なお、全体として油分計として機能するセンサシステムの一部として情報処理装置１００を機能させるためのプログラムは、全体として水分計として機能するセンサシステムの一部として情報処理装置１００を機能させるための上述のプログラムと同じでも良いし、異なるものであってもよい。
第１センサ装置２１０と第２センサ装置２２０それぞれ用の専用のプログラムを準備しておくこともできるし、プログラムをこれらに共通のものとすることも可能である。後者の場合には、音声入力端子１０３にその出力端子２１４を挿されたセンサ装置が第１センサ装置２１０であるか第２センサ装置２２０であるかを認識する公知の仕組みをそのプログラムにより生成される機能ブロックの例えば制御部１１２Ｂが備えていれば良い。

＜センサ装置の変形例＞
第１センサ２１０、第２センサ２２０が持つセンサは、水分センサ２１２、又は油分センサ２２２であったが、水分センサ２１２、油分センサ２２２は、心臓の電気信号、脈波、弾力、弾性のいずれかをセンシングするセンサに置き換えることができる。
また、第１センサ２１０、第２センサ２２０が持つアース電極２１３はいずれもリング状であったが、これらはリング状である必要は必ずしもない。
例えば、図１０の平面図に示したように、アース電極２１３は、水分センサ２１２又は油分センサ２２２（図１０では、これらセンサにＳの符号を付す）を囲むようなものとすることができる。（Ａ）では、アース電極２１３は、概ねリング状ではあるもののその一部が切り欠かれている。（Ｂ）では、アース電極２１３は、センサＳを囲む複数の電極とされている。アース電極２１３は、センサＳがユーザの肌に接触したときにユーザの肌に接触するようになっていれば、（Ｂ）の例の中の１つの電極のみとすることも可能である。

１００ 情報処理装置
１０１ 筐体
１０２ ディスプレイ
１０３ 音声入力端子
１１０Ａ ＣＰＵ
１１０Ｂ ＲＯＭ
１１０Ｃ ＲＡＭ
１１０Ｄ インターフェイス
１１０Ｅ ＧＮＤ
１１０Ｆ バス
１１２Ａ 操作信号解析部
１１２Ｂ 制御部
１１２Ｃ 変換信号解析部
１１２Ｄ ディスプレイ制御部
２１０ 第１センサ装置
２１１ 本体部
２１２ 水分センサ
２１３ アース電極
２１４ 出力端子
２１５ 変換回路
２１６ 電源回路
２１７ 発振回路
２２０ 第２センサ装置
２２２ 油分センサ

Claims (9)

1. 基準電位を定めるＧＮＤと入力端子とを備えた情報処理装置の前記入力端子に、その出力端子の接触による接続を行った状態で用いられるものであり、前記情報処理装置と一体となってユーザの身体における何らかの性状をセンシングするセンサシステムを構成するセンサ装置であって、
   ユーザの肌との接触によりユーザの何らかの性状をセンシングするセンサと、
   アース電極と、
   を備えており、
   前記アース電極は、前記センサをユーザの前記肌に接触させたときに、ユーザの前記肌に接触するように、且つ前記ＧＮＤと短絡させられるようになっている、
   センサ装置。
2. 前記情報処理装置が有する前記入力端子は音声入力端子であり、前記センサ装置が有する前記出力端子は音声出力端子であるとともに、
   前記センサからの出力信号を、前記音声入力端子で受付ることが予定された周波数帯域の信号である変換信号に変換する変換手段を備えており、
   前記音声出力端子から、前記変換信号が前記音声入力端子に入力されるようになっている、
   請求項１記載のセンサ装置。
3. 前記アース電極は、前記出力端子、及び前記入力端子を介して、前記ＧＮＤと短絡させられるようになっている、
   請求項１又は２記載のセンサ装置。
4. 前記センサのユーザの何らかの性状をセンシングする面であるセンシング面は平面であり、
   前記センサ装置の前記アース電極は、前記センシング面と略面一とされた電極面を備えている、
   請求項１〜３のいずれかに記載のセンサ装置。
5. 前記電極面は、前記センシング面の周囲に配置されている、
   請求項４記載のセンサ装置。
6. 前記電極面は、リング状である、
   請求項５記載のセンサ装置。
7. 前記センサは、水分、心臓の電気信号、脈波、弾力、油分、弾性のいずれかをセンシングする、
   請求項１記載のセンサ装置。
8. 基準電位を定めるＧＮＤと入力端子とを備えた情報処理装置と、
   前記情報処理装置の前記入力端子に、その出力端子の接触による接続を行った状態で用いられるものであり、前記情報処理装置と一体となってユーザの何らかの性状をセンシングするセンサシステムを構成するセンサ装置と、
   を組合せてなるセンサシステムであって、
   前記センサ装置は、
   ユーザの肌との接触によりユーザの何らかの性状をセンシングするセンサと、
   アース電極と、
   を備えており、
   前記アース電極は、前記センサをユーザの前記肌に接触させたときに、ユーザの前記肌に接触するように、且つ前記ＧＮＤと短絡させられるようになっている、
   センサシステム。
9. 前記情報処理装置は、スマートフォンである、
   請求項８記載のセンサシステム。

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