JP2016123656A - 人体特性検出装置及び眼鏡型電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 眼鏡型電子機器において、人体の皮膚電位を正確に検出できる人体特性検出装置及び眼鏡型電子機器を提供する。【解決手段】 電極部材２、４はねじ構造を成し、人体の鼻の表面に直接接触する表面が平坦な頭部２Ａ、４Ａとねじ部２Ｂ、４Ｂからなり、電極支持部材３、５に設けた貫通孔６、７にねじ嵌合され、頭部２Ａ、４Ａが鼻の表面に対して垂直方向に突出入自在となる構造となっている。電極部材２、４はねじ構造となっているので、電極支持部材２、４に対してその突出入量を可変に調整できる。【選択図】図２

Description

本発明は、人体の皮膚に接触して人体特性を検出する人体特性検出装置及び眼鏡型電子機器に関するものである。

人体の精神活動や体調の状態を示すパラメータとして、皮膚電気活動（Electro Dermal Activity）が知られている。
この人体の皮膚電気活動は人体の皮膚の電位を検出することで把握でき、これら電位検出を使って様々な機能を実現する装置が知られている。

現在、眼鏡型電子機器において、人体の皮膚、特に鼻の表面の電位（眼電位）を検出し、これらを基に様々な機能を実現したいという要請がある。
しかしながら、人体の皮膚の表面電位を正確に検出するためには、導電性の電極を皮膚に所定の接触圧で面接触させる必要がある。しかしながら、例えば、人体の鼻の形状は様々であり、しかも人体の頭部の動きによって機器の取り付け位置にズレが生じる等の理由で、人体の鼻の表面の電位、特に眼電位を正確に検出することができないことが問題点となっている。

このような問題を解決するためには、人体特性検出装置の取り付け位置のズレを頻繁に調整する必要があり、手間がかかるという問題が生じる。また、鼻の表面の電位（眼電位）を正確に検出するためには、電極と皮膚との接触圧を一定にし、インピーダンスを一定にする必要がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、人体の皮膚に接触する電極を用いて人体特性を検出する場合に、前記電極が人体の皮膚の表面に正確かつ安定した状態で接触し、電極の安定した電気的な接続状態を得る人体特性検出装置及び眼鏡型電子機器を提供することを目的とする。

上述した問題点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明は人体の皮膚に接触して人体特性を検出する人体特性検出装置であって、前記皮膚の表面に接触される電極部材と、前記電極部材と電気的に接続されるとともに前記電極部材を前記皮膚の表面に対して垂直方向に突出入自在に支持する電極支持部材を有してなる。

上述した構成によれば、例えば、人体の顔の形状が様々であっても電極部材と電気的に接続されている電極部材をその顔の形状に合わせて顔の表面に接触させることができるので、人体の皮膚の電位を正確に検出することができる。

好適には本発明は前記電極部材はねじ構造により前記電極支持部材に突出入自在に支持されている。
この構成によれば、電極部材の突出入量を調整することができるので、電極部材が接触する人体の形状に応じて前記電極部材を皮膚表面に接触させることができ、人体の皮膚の電位を正確に検出することができる。

好適には本発明の人体特性検出装置は電極部材が弾性部材を介して前記電極支持部材に支持されている。
この構成によれば、人体の皮膚の表面に凹凸があっても電極部材をその凹凸に合わせて皮膚に押圧することができるので、電極部材の安定した接触状態を得ることができる。

本発明の眼鏡型電子機器は、人体特性検出装置と前記人体特性検出装置が装着された眼鏡フレームを有する眼鏡型電子機器であって、前記人体特性検出装置は人体の鼻の鼻筋に対して一方の側面側に設けられ前記鼻の表面に対して垂直に接触する第1の電極部材と前記第1の電極部材を支持する第1の電極支持部材と、人体の鼻の鼻筋に対して他方の側面側に設けられ前記鼻の表面に対して垂直に接触する第２の電極部材と前記第２の電極部材を支持する第２の電極支持部材を有し、前記各電極支持部材は前記眼鏡フレームに取り付けられてなる。
この構成によれば、第1の電極部材と第２の電極部材を鼻の側面においてそれぞれ安定した状態で鼻の表面に対して垂直に接触させることができるので、鼻の皮膚の電位を安定して正確に検出できる。これにより、当該皮膚の温度を基に、使用者の体調、例えば眼の疲れ等の様々な情報を得ることができる。

好適には、前記各電極支持部材は機器使用時に前記各電極部材に対して弾性力を付与する押圧部材を介して前記眼鏡フレームに取り付けられている。
この構成によれば、例えば使用時に使用者の頭部に急な動きが発生しても、その動きに応じて押圧部材が追随するため、電極部材の鼻の表面に対する接触状態の安定性を維持でき、皮膚の電位を安定して正確に検出できる。

好適には、前記各電極支持部材の押圧方向と前記電極部材の移動方向が異なる。
この構成によれば、鼻の幅に応じて、電極部材の鼻の接触位置を決めることができ、鼻に対する電極部材の安定した接触状態を得ることができる。

本発明によれば、人体の皮膚電位を正確に検出できる人体特性検出装置及び眼鏡型電子機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る眼鏡型電子機器の外観斜視図であり、眼鏡型フレームに人体特性検出装置が装着された状態の図である。 図１における人体特性検出装置の拡大外観斜視図である。 人体特性検出装置の機能を説明する部分拡大外観斜視図である。 人体特性検出装置の要部の分解拡大外観斜視図である。 人体特性検出装置の一使用態様を示す拡大外観斜視図であり、高い鼻に使用した状態を示す図である。 人体特性検出装置の一使用態様を示す部分拡大斜視図であり、低い鼻に使用した状態を示す図である。 人体特性検出装置の他の実施形態を示す部分拡大外観斜視図である。 人体特性検出装置の他の実施形態を示す部分拡大外観斜視図である。

以下、本発明の実施形態に関わる眼鏡型電子機器１０について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る眼鏡型電子機器１０の外観斜視図であり、眼鏡フレーム１１に人体特性検出装置１が取り付けられた状態の図である。

眼鏡フレーム１１は、使用者の耳に掛けられる一対のテンプル部１２、１２と、図示しないレンズが取り付けられた一対のリム部１３、１３と、これら各リム部１３、１３の間に介在するブリッジ部１４とを有する。また、各テンプル部１２、１２と各リム部１３、１３との間にはヒンジ部１５、１５が設けられており、各テンプル部１２、１２は前記各ヒンジ部１５、１５を介して各リム部１３、１３に対して折り畳み自在に構成されている。

また、眼鏡フレーム１１のブリッジ部１４には人体特性検出装置１が取り付けられている。人体特性検出装置１は、使用者の鼻の表面電位（例えば眼電位）を検出する。この検出により、当該皮膚の温度を基に、使用者の眼の疲れ等の様々な情報を得ることができる。

図２〜図４は、図１に示す人体特性検出装置を説明するための図である。
人体特性検出装置１は、図示は省略するが、人体の鼻の鼻筋に対して一方の側面側に設けられ鼻の表面２０に接触する第1の電極部材２と第1の電極部材２を支持する第1の電極支持部材３と、人体の鼻の鼻筋に対して他方の側面側に設けられ鼻の表面に接触する第２の電極部材４と第２の電極部材４を支持する第２の電極支持部材５を有している。

電極部材２、４はねじ構造を成し、人体の鼻の表面に直接接触する表面が平坦な頭部２Ａ、４Ａとねじ部２Ｂ、４Ｂからなり、電極支持部材３、５に設けた貫通孔６、７にねじ嵌合され、頭部２Ａ、４Ａが鼻の表面に対して垂直方向に突出入自在となる構造となっている。
電極部材２、４はねじ構造となっているので、電極支持部材２、４に対してその突出入量を可変に調整できる。従って、当該電子機器１０の使用時に電極部材２、４と鼻の表面との間の距離の荒い調整及び細かな調整を簡単に行うことができる。

なお、電極部材２、４は材質が銅、チタン、ステンレス等からなり、導電性の材質を有するものであればよい。なお、電極部材２、４はその表面を銅、チタン、ステンレス等でメッキ処理したものであってもよい。

また、電極部材２、４の頭部２Ａ、４Ａは本実施形態では横断面が円形状のものとなっているが、電極部材２、４を回すことができるものであれば、その横断面形状が四角形状、三角形状等のものであってもよい。

電極支持部材３、５は電極部材２、４と同様に材質が銅、チタン、ステンレス等の金属から形成されている。なお、電極支持部材３、５もその表面を銅、チタン、ステンレス等でメッキ処理したものであってもよい。

そして、電極支持部材３、５は機器使用時に電極部材２、４に対して鼻の表面に対する垂直方向に弾性力を付与する棒状の押圧部材８、９を介して前記眼鏡フレーム１１のブリッジ部１４の近傍に取り付けられている。
押圧部材８、９も電極部材２、４及び電極支持部材３、５と同様に材質が銅、チタン、ステンレス等の金属から形成されている。なお、押圧部材８、９はその表面を銅、チタン、ステンレス等でメッキ処理したものであってもよい。

図３にも示すように、電極部材２、４は鼻２０の表面２１に対して垂直（図３中矢印Ａ方向）に接触する構造となっており、また、電極部材２、４には電極支持部材３、５を介して押圧部材８、９の弾性力が付与されており、電極部材２、４は弾性力を持って鼻を両側から挟み込む構造となる。本発明において、垂直とは、本発明の作用効果が得られる範囲において、厳密な垂直の他に、略垂直を含む概念である。
従って、電極部材２、４の鼻の表面に対する接触は極めて安定したものとなり、鼻の表面の電位を安定して正確に検出できる。

また、図４にも示すように、電極部材２、４は電極支持部材３、５に対して突出入自在となるように電極支持部材３、５の貫通孔６、７にねじ嵌合されている。

従って、図５に示すように、使用者の鼻が高い場合は、電極部材２、４を電極支持部材３、５に埋設される方向に回転移動させる。逆に、図６に示すように使用者の鼻が低い場合は、電極部材２、４を電極支持部材３、５から突き出る方向に回転移動させる。
次に、本発明の実施形態に係る眼鏡型電子機器の作用について説明する。

眼鏡型電子機器１０を使用する場合、先ず、鼻の両側に電極部材２、４を挿入させ、電極部材２、４の頭部２Ａ，４Ａを鼻の表面に接触させる。
この時、電極部材２、４の頭部２Ａ、４Ａは押圧部材８、９の弾性力により、鼻の表面に押し付けられ、電極部材２、４によって鼻は両側から挟み込まれる形となる。この時、電極部材２、４の頭部２Ａ，４Ａは鼻の表面に対して垂直に接触し、且つ各電極部材２、４は弾性力を持って鼻を挟むことになり、電極部材２、４の頭部２Ａ，４Ａの鼻の表面に対する接触は安定したものとなる。

電極支持部材３、５の押圧方向と電極部材２、４の移動方向が異なるので、使用者の鼻の幅に応じて、電極部材２、４の鼻の接触位置を決めることができる。従って、鼻の幅の異なる様々な使用者に対して、鼻の表面に対する電極部材２、４の安定した接触状態を得ることができる。

なお、本発明は電極支持部材３、５に鼻パッドの機能の一部を持たせてもよい。この場合、電極支持部材３、５の一部が鼻の表面に触れて当該電子機器１０を仮支持することになる。そして、電極部材２、４が鼻の表面に垂直に接触する構造となる。

また、使用者の鼻の左右側面の高さが異なっていた場合であっても、その高さに合うように電極部材２、４を回転操作するだけで、電極支持部材３、５からの突出入量を可変調整し、鼻の高さに対応した位置に電極部材２、４を位置させることができる。

なお、図７に示すように、電極部材２、４の先端にフランジ状のストッパー２Ｃ、４Ｃを設けるようにすれば、電極部材の突出入量の調整時に電極部材２、４が電極支持部材３、５より抜け落ちることを防止できる。
なお、眼鏡フレーム１１のブリッジ部１４の内側面には使用者の鼻当て部１６が突出形成されており、眼鏡フレーム１１を鼻当て部１６、電極部材２、４にて三点支持する構造となっている。

図８は、本発明の実施形態の人体特性検出装置１の他の実施形態を示すものであり、第1の電極部材３０及び第２の電極部材３１はそれぞれ頭部３０Ａ、３１Ａとピン部３０Ｂ、３１Ｂを有し、ピン部３０Ｂ，３１Ｂは第１の電極支持部材４０及び第２の電極支持部材４１にそれぞれ設けられた貫通孔４０Ａ、４１Ａに挿入され、その先端にはフランジ状のストッパー３０Ｃ、３１Ｃが取り付けられている。そして、電極部材３０、３１の頭部３０Ａ、３１Ａと電極支持部材４０、４１の間にはコイルスプリング４２、４３が配設され、ピン部３０Ｂ、３１Ｂはコイルスプリング４２、４３内に挿入され、電極部材３０、３１は電極支持部材４０、４１に対して突出入自在に弾性支持された状態となっている。

この構成によれば、使用者の鼻の高さに影響されず、実施形態と同様に電極部材３０、３１の頭部３０Ａ、３１Ａを鼻の表面に所定の圧力を持って接触させることができ、鼻の表面の電位を安定して正確に検出できる。なお、本発明はコイルスプリング４２、４３の代わりに板バネを電極部材３０、３１の頭部３０Ａ、３１Ａと電極支持部材４０、４１の間に設け、電極部材３０、３１を突出入自在に弾性支持する構造であってもよい。

本発明の実施形態に係る眼鏡型電子機器１０は、図示は省略するが鼻の表面電位を処理する処理回路を有している。この処理回路は眼鏡フレーム１１に装着されている。当該処理回路には、電極部材２、４に生じた表面電位信号（眼電図信号）が出力され、当該皮膚の表面電位信号を基に、使用者に関する人体情報を取得あるいは生成する。

なお、眼鏡型電子機器１０に通信モジュールを設ければ、当該通信モジュールを介して携帯型通信装置等の外部の装置に各信号（データ）を送信することができ、外部装置における高い処理能力及びメモリ容量を用いた高機能な処理を実現できる。

皮膚電位は、使用者の発汗現象に応じた電位であり、使用者の体調や、精神状態を反映したものである。そのため、皮膚電位と、使用者の体調や精神状態とを予め対応付け参照データを用意することで、処理回路において、人体特性検出装置から入力した使用者の表面電位と、上記参照データとを比較することで、使用者の体調や精神状態を検出できる。皮膚電位を基に、例えば、使用者の瞬きの有無を検出することもできる。

本発明の人体特性検出装置は眼鏡型電子機器への適用に限定されず、人体の皮膚に接触して人体の特性を検出するものであれば適用が可能であり、例えば人体の腕、胸等に装着し、人体の脈拍、心拍等を検出するものにも適用が可能である。

１ … 人体特性検出装置
２、３０ …第1の電極部材
４、３１ …第２の電極部材
３、４０ …第１の電極支持部材
５、４１ …第２の電極支持部材
１０ …眼鏡型電子機器
４２、４３…コイルスプリング

Claims (6)

1. 人体の皮膚に接触して人体特性を検出する人体特性検出装置であって、
   前記皮膚の表面に接触される電極部材と、
   前記電極部材と電気的に接続されるとともに前記電極部材を前記皮膚の表面に対して垂直方向に突出入自在に支持する電極支持部材と
   を有する人体特性検出装置。
2. 前記電極部材はねじ構造により前記電極支持部材に突出入自在に支持されている
   請求項１に記載の人体特性検出装置。
3. 前記電極部材は弾性部材を介して前記電極支持部材に支持されている
   請求項１に記載の人体特性検出装置。
4. 請求項1〜３のいずれかに記載の人体特性検出装置と、
   前記人体特性検出装置が装着された眼鏡フレームと
   を有する眼鏡型電子機器であって、
   前記人体特性検出装置は人体の鼻の鼻筋に対して一方の側面側に設けられ前記鼻の表面に対して垂直に接触する第1の電極部材と、
   前記第1の電極部材を支持する第1の電極支持部材と、
   人体の鼻の鼻筋に対して他方の側面側に設けられ前記鼻の表面に対して垂直に接触する第２の電極部材と、
   前記第２の電極部材を支持する第２の電極支持部材と
   を有し、
   前記各電極支持部材は前記眼鏡フレームに取り付けられている
   眼鏡型電子機器。
5. 前記各電極支持部材は機器使用時に前記各電極部材に対して弾性力を付与する押圧部材を介して前記眼鏡フレームに取り付けられている
   請求項４に記載の眼鏡型電子機器。
6. 前記各電極支持部材の押圧方向と前記電極部材の移動方向が異なる
   請求項５記載の眼鏡型電子機器。