JP2016165387A - 体調推定システム、及びそれを用いた体調推定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】睡眠中の脈拍数を測定し、脈拍数と脈拍数閾値との差とその推移とから、起床時点のユーザーの体調状態やその原因を推定する体調推定システムおよび体調推定方法を提供する。【解決手段】体調推定システム100は、ユーザーの脈波情報を取得する脈波情報取得部110、体動情報を取得する体動情報取得部120、脈拍数情報や基底脈拍数を算出する脈拍数算出部130、体調推定部140を含み、体調推定部140は、睡眠中の脈拍数と基底脈拍数から算出した脈拍数閾値とを比較して、その推移を確認することにより、起床時のユーザーの体調状態が悪いか否か、また、体調が悪いと判定された場合、それが飲酒起因によるものか否かの判定を行う。【選択図】図1
Description
本発明は、体調推定システム、及びそれを用いた体調推定方法に関する。
従来、たとえば特許文献1に記載されているように、ユーザーの心拍数や心拍間隔を取得し、取得した心拍における高周波成分と低周波成分の相対関係に基づいて、ユーザーの飲酒状態や、飲酒後の体調状態を検出する体調推定装置としての飲酒検出装置が知られていた。
しかしながら、特許文献1に記載の飲酒状態判定装置では、心拍数や脈拍数の個人差によるばらつきが考慮されていないため、ユーザーごとの体質の個人差によって飲酒状態が誤判定される虞があった。また、特許文献1に記載の体調状態の検出においては、アルコールが残っているか否かの判定に基づいた飲酒に起因する体調状態の検出に限られており、例えば風邪などの別の原因による体調状態の検出は考慮されていないという課題があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1] 本適用例にかかる体調推定システムは、ユーザーの脈波信号を出力する脈波検出部と、前記脈波信号に基づいて、脈拍数を算出する脈拍数算出部と、前記脈拍数に基づいて、前記ユーザーの体調を推定する体調推定部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、ユーザーの脈拍数を計測し、その計測された脈拍数に基づいてユーザーの体調を推定するので、ユーザーごとの脈拍数の個人差によるばらつきによって起こり得る体調推定の誤差が抑えられ、より適切に体調を推定することができる。
[適用例2] 上記適用例にかかる体調推定システムにおいて、前記脈波検出部が出力する前記脈波信号は、前記ユーザーの睡眠状態における前記脈波信号を含むことを特徴とする。
本出願人は、睡眠状態における脈波信号の大きさが所与の閾値を越えた場合にユーザーの体調が悪いと判定できること、および、ユーザーが睡眠状態から覚醒状態になるまでの脈波信号の変化の仕方により、ユーザーの体調の悪さの原因が、飲酒に起因するものか否かを判定できることを見出した。本適用例によれば、ユーザーの睡眠状態における脈波信号の大きさや変化の仕方に基づいて、ユーザーが睡眠状態から覚醒状態となったときに、ユーザーの体調の良し悪しを的確に判定するとともに、体調が悪いと判定された場合に、その原因が飲酒に起因するものか、飲酒とは異なる別の原因によるものかを判別してユーザーに示すことができる。
また、睡眠状態との判定がされた場合にのみ体調を推定することにより、ユーザーが覚醒中であるときの、例えば体動に起因する脈波信号の増減に起因する体調の誤判定を防ぐことができる。
また、睡眠状態との判定がされた場合にのみ体調を推定することにより、ユーザーが覚醒中であるときの、例えば体動に起因する脈波信号の増減に起因する体調の誤判定を防ぐことができる。
[適用例3] 上記適用例にかかる体調推定システムにおいて、前記体調推定部は、基底脈拍数に基づいて決定された閾値と、前記脈拍数との比較結果に基づいて前記体調を推定することを特徴とする。
基底脈拍数は、深睡眠状態における脈拍数のことであり、ユーザーが睡眠中の最も低い脈拍数といえる。本適用例によれば、ユーザーの基底脈拍数を閾値として用いることによって、当該ユーザーごとの基本的な状態の脈波数に基づいた体調推定が可能となり、各ユーザーごとの体調状態の判定をより正確に行うことができる。
[適用例4] 上記適用例にかかる体調推定システムにおいて、前記体調推定部は、前記脈拍数が前記閾値よりも大きい場合に体調不良と判定することを特徴とする。
本適用例によれば、脈拍数と閾値とを比較することで、ユーザーが体調不良であることを容易に判定することができる。
[適用例5] 上記適用例にかかる体調推定システムにおいて、前記ユーザーの前記睡眠状態と覚醒状態とを判定する状態判定手段をさらに有し、前記体調推定部は、前記状態判定手段が前記ユーザーの状態が前記睡眠状態から前記覚醒状態になったと判定した時点に最も近い測定タイミングにおける前記脈拍数と前記閾値とを比較し、前記脈拍数が前記閾値よりも大きい場合に前記体調不良と判定することを特徴とする。
本適用例によれば、状態判定手段によりユーザーが睡眠状態であるか覚醒状態であるかを判定し、ユーザーが覚醒した段階に最も近い測定タイミングでの脈拍数と閾値とを比較することにより、ユーザーが目覚めたときに体調不良であることを容易、且つ、より正確に判定することができる。
[適用例6] 上記適用例にかかる体調推定システムにおいて、前記睡眠状態における前記脈拍数に経時的な減少傾向がある場合には飲酒に起因する前記体調不良と判定し、前記睡眠状態における前記脈拍数に経時的な変化がない場合には飲酒とは異なる原因による前記体調不良と判定することを特徴とする。
本出願人は、睡眠中の脈拍数が閾値よりも大きかった場合に、その脈拍数と閾値との差の経時変化を確認して、その差に減少傾向があり、且つ、覚醒時点で脈拍数が閾値を超えていた場合は、例えば二日酔いなどの飲酒起因の体調不良であると判定でき、また、脈拍数と閾値との差に減少傾向がなく、且つ、閾値を超えていた場合は、例えば風邪などの、飲酒とは異なる他の原因による体調不良と判断できることを見出した。本適用例によれば、ユーザーが目覚めたときの体調不良が検出された場合に、その体調不良が飲酒に起因するものか、または他の原因によるものかを、容易に、且つ、より正確に判定することができる。
[適用例7] 上記適用例にかかる体調推定システムにおいて、前記基底脈拍数を、前記睡眠状態における前記脈拍数に基づいて更新する基底脈拍数更新部をさらに有することを特徴とする。
本適用例によれば、睡眠中の脈拍数に基づいて基底脈拍数を更新することによって、そのユーザーのより正確な基底脈拍数を得ることができる。したがって、基底脈拍数に基づいて決定された閾値は、そのユーザーにより適合した値となり、体調状態の判定精度がより向上するという効果を得ることができる。
[適用例8] 上記適用例にかかる体調推定システムにおいて、前記ユーザーの体動情報を取得する体動情報取得部をさらに有し、前記状態判定手段は、前記体動情報に基づいて前記ユーザーの前記睡眠状態と前記覚醒状態とを判定することを特徴とする。
本適用例によれば、体動情報取得部により取得した体動情報から、ユーザーが睡眠中であるか覚醒中であるかをより正確に判定することができる。したがって、睡眠中または覚醒中の脈拍数を適切に算出して、ユーザーの体調状態をより的確に推定することができるという効果が得られる。
[適用例9] 上記適用例にかかる体調推定システムにおいて、前記体調推定部による推定結果を前記ユーザーに知らせる報知手段をさらに有することを特徴とする。
本適用例によれば、ユーザーが覚醒した段階で、自身の体調状態が悪いということや、悪い体調状態の原因が飲酒に起因するものであるか、または他の原因であるかなどの判定結果をユーザーに報知することができる。従って、ユーザーはその判定結果の報知によって自身の体調状態やその原因を認識し、休息を取るなどの適切な対応をとることができる。
[適用例10] 本適用例にかかる体調推定方法は、ユーザーの脈波信号を出力する脈波検出部と、前記脈波信号に基づいて、脈拍数を算出する脈拍数算出部と、前記脈拍数に基づいて、前記ユーザーの体調を推定する体調推定部と、を備えた体調推定システムを用いた体調推定方法であって、前記ユーザーの睡眠状態の前記脈拍数を取得することと、前記ユーザーの覚醒状態の前記脈拍数を取得することと、基底脈拍数に基づいて決定された閾値と、前記脈拍数との比較結果に基づいて前記体調を推定することと、を含むことを特徴とする。
本適用例によれば、ユーザーの脈拍数を計測し、その計測された脈拍数に基づいてユーザーの体調を推定するので、ユーザーごとの脈拍数の個人差によるばらつきによる誤差が抑えられ、より適切に体調を推定することができる。また、ユーザーが睡眠状態の脈拍数と、覚醒状態の脈拍数とをそれぞれ取得し、それら睡眠状態の脈拍数および覚醒状態の脈拍数と、基底脈拍数に基づいた閾値とを比較し、その比較結果に基づいて体調を推定することによって、各ユーザーに適合した正確な体調状態の判定を行うことができる。
[適用例11] 上記適用例にかかる体調推定方法において、前記体調を推定するときに、前記脈拍数が前記閾値よりも大きい場合に体調不良と判定することを特徴とする。
本適用例によれば、脈拍数と閾値を比較することによって、ユーザーが体調不良であることを容易に判定することができる。
[適用例12] 上記適用例にかかる体調推定方法において、前記ユーザーの状態が前記睡眠状態から前記覚醒状態になったと判定した時点に最も近い測定タイミングにおける前記脈拍数と前記閾値とを比較し、前記脈拍数が前記閾値よりも大きい場合に前記体調不良と判定することを特徴とする。
本適用例によれば、ユーザーが睡眠状態であるか覚醒状態であるかを判定し、ユーザーが覚醒した段階にもっとも近い測定タイミングでの脈拍数と閾値とを比較し、その脈拍数が閾値よりも大きい場合に、ユーザーが体調不良であると容易に、且つ、正確に判定することができる。
[適用例13] 上記適用例にかかる体調推定方法において、前記睡眠状態における前記脈拍数に経時的な減少傾向がある場合には飲酒に起因する前記体調不良と判定し、前記睡眠状態における前記脈拍数に経時的な変化がない場合には飲酒とは異なる原因による前記体調不良と判定することを特徴とする。
本適用例によれば、睡眠中の脈拍数が閾値よりも大きかった場合に、その脈拍数と閾値との差に経時変化を確認して、その差に減少傾向があり、且つ、覚醒時点で脈拍数が閾値を超えていた場合は、例えば二日酔いなどの飲酒起因の体調不良であると判定でき、また、脈拍数と閾値との差に減少傾向が無く、且つ、閾値を超えていた場合は、例えば風邪などの、飲酒とは異なる他の原因による体調不良と判定できることを、本出願人は見出した。したがって、ユーザーが目覚めたときの体調不良が検出された場合に、その体調不良が飲酒に起因するものか、または他の原因によるものかを、容易に、且つ、より正確に判定することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る体調推定システムの構成例である。
まず、実施形態1に係る体調推定システム100の概略構成について説明する。
図1は、実施形態1に係る体調推定システムの構成例である。
まず、実施形態1に係る体調推定システム100の概略構成について説明する。
図1に示したように、本実施形態に係る体調推定システム100は、脈波情報取得部110、体動情報取得部120、脈拍数算出部130、体調推定部140、および報知手段230を含む。
脈波情報取得部110は、脈波検出部としての脈波センサー210が検出した脈波情報(脈波信号)を取得する。脈波情報取得部110は、脈波センサー210のセンサー情報そのものを取得して脈波等の情報を求めてもよいし、センサー情報に基づいて他の機器で求められた情報(脈拍数等)を取得してもよい。詳細については後述するが、脈波センサー210は、体調推定システム100に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
脈波情報取得部110は、脈波検出部としての脈波センサー210が検出した脈波情報(脈波信号)を取得する。脈波情報取得部110は、脈波センサー210のセンサー情報そのものを取得して脈波等の情報を求めてもよいし、センサー情報に基づいて他の機器で求められた情報(脈拍数等)を取得してもよい。詳細については後述するが、脈波センサー210は、体調推定システム100に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
脈波センサー210は、脈波信号を検出するためのセンサーであり、例えば発光部と受光部とを含む光電センサーを用いることができる。光電センサーや、その他の形態のセンサー(例えば超音波センサー)等、脈波センサー210は種々のセンサーにより実現できることが知られており、本実施形態の脈波センサーはそれらのセンサーを広く適用可能である。
同様に、体動センサー220から体動情報を取得する体動情報取得部120は、体動センサー220のセンサー情報そのものを取得して加速度等の体動情報を求めてもよいし、センサー情報に基づいて他の機器で求められた加速度等の体動情報を取得してもよい。なお、例えば3軸加速度センサーであればxyz各軸についての加速度値が求められるため、体動情報取得部120では、3つの加速度値から1つの加速度値を求める処理や、当該処理に付随してノイズ低減処理、移動平均を求める処理等を行ってもよく、またそれらの処理後の情報を取得してもよい。また、センサー情報そのものを加速度(広義には体動情報)としてもよい。また、体動センサー220は、体調推定システム100に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
脈拍数算出部130は、脈波情報取得部110で求められた脈波情報に基づいて脈拍数を算出するとともに、体動情報取得部120で求められた体動情報に基づいて、ユーザーが睡眠状態であるか、覚醒状態であるかを判定する。即ち、本実施形態では、脈拍数算出部130が、ユーザーが睡眠状態であるか、覚醒状態であるかを体動情報に基づいて判定する状態判定手段を含んでいる。また、脈拍数算出部130は、睡眠状態と判定された期間の脈拍数情報から、ユーザーの睡眠中における最も低い脈拍数である基底脈拍数を決定する。
基底脈拍数更新部150は、脈拍数算出部130により決定された基底脈拍数を、所定の更新条件の判定に基づいて更新して記憶部250に記憶する。
基底脈拍数更新部150は、脈拍数算出部130により決定された基底脈拍数を、所定の更新条件の判定に基づいて更新して記憶部250に記憶する。
体調推定部140は、ユーザーが睡眠状態と判定されている間の脈拍数を脈拍数算出部130から取得するとともに、基底脈拍数更新部150から取得した最新の基底脈拍数に基づいて脈拍数閾値を算出し、その脈拍数と脈拍数閾値とを比較してユーザーの体調を推定する。具体的には、睡眠中の脈拍数と閾値との差の変化の傾向や、覚醒段階での脈拍数と脈拍数閾値の差の有無や大きさにより、体調が通常の状態か、体調不良かを判定する。
報知手段230は、体調推定部140より体調が通常の状態か、または体調不良かを判定した結果や、体調不良であると判定された場合の体調不良の原因等をユーザーへ報知する。報知手段230としては、例えば、文字や図表により報知する表示部、音声やブザー音などにより報知する音出力部、光の色や点滅により報知する発光手段、およびユーザーに振動を伝えることにより報知する振動部などを用いることができる。
図2に、図1の体調推定システム100を含むシステム(以下、体調推定システムとも記す)101の詳細な構成例を示す。ただし、体調推定システム101は図2の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。図2の体調推定システム101の例では、ウェアラブル装置200が、脈波センサー210、体動センサー220、および報知手段230を含み、体調推定システム100の脈波情報取得部110及び体動情報取得部120は、ウェアラブル装置200から、脈波情報及び体動情報を取得する。なお、ここでの脈波情報とは、睡眠状態の判定に用いる情報(例えば脈拍数や脈拍間隔)と、当該情報の演算に用いられる情報(例えばセンサー情報)の両方を含むものであり、上述したように脈波情報取得部110は、いずれの形態の情報を取得してもよい。体動情報についても、睡眠状態の判定に用いる情報(例えば加速度値)と、当該情報の演算に用いられる情報(例えばセンサー情報)の両方を含む。
図3(A),(B)、および図4は、図2の体調推定システム101に含まれるウェアラブル装置200の外観の一例を別々の方向からみて示す説明図である。本実施形態のウェアラブル装置200は、バンド部10とケース部30とセンサー部40を有する。ケース部30はバンド部10に取り付けられる。センサー部40は、ケース部30に設けられる。
バンド部10はユーザーの手首に巻き付けてウェアラブル装置200を装着するためのものである。バンド部10はバンド穴12、バックル部14を有する。バックル部14はバンド挿入部15と突起部16を有する。ユーザーは、バンド部10の一端側を、バックル部14のバンド挿入部15に挿入し、バンド部10のバンド穴12にバックル部14の突起部16を挿入することで、ウェアラブル装置200を手首に装着する。
ケース部30は、ウェアラブル装置200の本体部に相当するものである。ケース部30の内部には、センサー部40や不図示の回路基板等のウェアラブル装置200の種々の構成部品が設けられる。即ち、ケース部30は、これらの構成部品を収納する筐体である。なお、図3および図4におけるセンサー部40には、脈波センサー210(図2を参照)が配置され、体動センサー220(図2を参照)は、ケース部30内に配置される(不図示)。
ケース部30には発光窓部32が設けられている。発光窓部32は透光部材により形成されている。そしてケース部30には、フレキシブル基板に実装されたインターフェイスとしての発光部が設けられており、この発光部からの光が、発光窓部32を介してケース部30の外部に射出される。この発光窓部32による光の色や点滅を、本実施形態の報知手段230(図2を参照)として用いることもできる。
次に、ユーザーの睡眠中あるいは覚醒時の脈波情報から取得した脈拍数と基底脈拍数から求めた脈拍数閾値とを用いた体調推定処理の詳細について説明する。
図5は、ユーザーの体調が正常状態であるときの睡眠中の脈拍数および加速度の推移を説明する図である。図5において、体動センサー220(図2を参照)により得られるユーザーの体動情報により、ユーザーの体動が一定時間安定的に低下状態にある場合には睡眠状態であると推定される。図5の例では、例えば加速度などの体動情報の値が、ある期間において継続的に加速度閾値Thaを下回っており、この期間はユーザーが睡眠状態にあった睡眠時間と推定される。ここで、加速度が加速度閾値Thaを下回った時刻を睡眠開始時刻、加速度閾値Thaを上回った時刻を起床時刻と推定することができる。これにより、本実施形態では、ユーザーの脈拍数を、睡眠中の脈拍数と、覚醒中の脈拍数とに区別して取得することが可能になる。
また、図5において、ユーザーの睡眠時間と推定された期間に取得された脈拍数の最低値は、ユーザー個人の基準となる脈拍数である基底脈拍数として取得される。この基底脈拍数に基づいて、ユーザーの脈拍数およびその推移からユーザーの体調を推定するときに用いる脈拍数閾値を決定することにより、そのユーザーの脈拍数に適合する脈拍数閾値を取得することができる。
このように、ユーザーが睡眠状態と判定されている睡眠時間に取得される脈拍数と、基底脈拍数に基づいて取得される脈拍数閾値とを比較することによって、ユーザーの体調が通常状態であるか、体調不良であるかを判定する体調推定をより高精度にて行うことが可能になる。
図6は、ユーザーが体調不良状態であるとき、特に、ユーザーが飲酒起因とは異なる原因による体調不良状態であるときの、睡眠中およびその前後の脈拍数および加速度の推移を説明する図である。図6において、ユーザーが睡眠状態であると判定された睡眠時間およびその前後の脈拍数を所定のタイミングで取得していき、その脈拍数の推移を、基底脈拍数に基づいて設定された脈拍数閾値Thpと比較しながらみていく。図6では、Dif1が1回目の計測での脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差を表わし、Dif2は2回目の計測での脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差、Dif3は3回目の計測での脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差、以降、Difnはn回目の計測での脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差を表わしている。
本実施形態では、ユーザーが睡眠状態から覚醒状態になったと判定された時刻(起床時刻)に最も近い測定タイミングにおける脈拍数が、脈拍数閾値Thpよりも大きいことにより、起床時において体調不良と判定することができる。図6では、Difnが起床時刻に最も近いタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差に相当し、このDifnの差だけ脈拍数が脈拍数閾値Thpよりも大きいので、ユーザーは起床時において体調不良であると判定する。
また、睡眠時間におけるユーザーの脈拍数は、睡眠開始時刻付近のタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差Dif1から、起床時刻に最も近いタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差Difnまで、睡眠時間を通して脈拍数閾値Thpに対して高いまま推移していくことがわかる。しかも、安定睡眠に入ったと考えられるタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差Dif2からDif3、そして起床時刻に近いDifnまで、脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差にほとんど変化がない(後述する飲酒起因の体調不良の場合のような減少傾向がない)。このように、起床時刻に取得される脈拍数が、脈拍数閾値Thpに対して高く、且つ、睡眠時間中の脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差に変化がない、具体的には減少傾向にない場合は、ユーザーは、例えば風邪などの、飲酒起因とは異なる体調不良の状態だと判定することができる。
また、睡眠時間におけるユーザーの脈拍数は、睡眠開始時刻付近のタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差Dif1から、起床時刻に最も近いタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差Difnまで、睡眠時間を通して脈拍数閾値Thpに対して高いまま推移していくことがわかる。しかも、安定睡眠に入ったと考えられるタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差Dif2からDif3、そして起床時刻に近いDifnまで、脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差にほとんど変化がない(後述する飲酒起因の体調不良の場合のような減少傾向がない)。このように、起床時刻に取得される脈拍数が、脈拍数閾値Thpに対して高く、且つ、睡眠時間中の脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差に変化がない、具体的には減少傾向にない場合は、ユーザーは、例えば風邪などの、飲酒起因とは異なる体調不良の状態だと判定することができる。
図7は、ユーザーが飲酒起因の体調不良状態にあるときの、睡眠中およびその前後の脈拍数の推移を示すものである。図7では、図6と同様に、ユーザーの睡眠時間およびその前後の脈拍数を所定のタイミングで取得していき、その脈拍数の推移を、基底脈拍数に基づいて設定された脈拍数閾値Thpと比較しながらみていく。
まず、ユーザーが睡眠状態から覚醒状態になったと判定された時刻(起床時刻)に最も近い測定タイミングにおける脈拍数が、脈拍数閾値Thpよりも差Difnだけ大きいことにより、起床時において体調不良と判定する。
また、睡眠時間におけるユーザーの脈拍数は、睡眠開始時刻付近のタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差Dif1から、起床時刻に最も近いタイミングで取得された脈拍数と閾値Thpとの差Difnまで、睡眠時間を通して脈拍数閾値Thpに対して高いまま推移していくが、その脈拍数と脈拍数閾値との差が、睡眠開始時刻付近の差Dif1から起床時刻に最も近い差Difnにかけて徐々に小さくなる減少傾向にあることがわかる。このように、起床時刻に取得される脈拍数が、脈拍数閾値Thpに対して高く、且つ、睡眠時間中の脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差に減少傾向がみられる場合は、ユーザーは、例えば二日酔いなどの、飲酒起因による体調不良の状態だと判定することができることを本出願人は見出した。
まず、ユーザーが睡眠状態から覚醒状態になったと判定された時刻(起床時刻)に最も近い測定タイミングにおける脈拍数が、脈拍数閾値Thpよりも差Difnだけ大きいことにより、起床時において体調不良と判定する。
また、睡眠時間におけるユーザーの脈拍数は、睡眠開始時刻付近のタイミングで取得された脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差Dif1から、起床時刻に最も近いタイミングで取得された脈拍数と閾値Thpとの差Difnまで、睡眠時間を通して脈拍数閾値Thpに対して高いまま推移していくが、その脈拍数と脈拍数閾値との差が、睡眠開始時刻付近の差Dif1から起床時刻に最も近い差Difnにかけて徐々に小さくなる減少傾向にあることがわかる。このように、起床時刻に取得される脈拍数が、脈拍数閾値Thpに対して高く、且つ、睡眠時間中の脈拍数と脈拍数閾値Thpとの差に減少傾向がみられる場合は、ユーザーは、例えば二日酔いなどの、飲酒起因による体調不良の状態だと判定することができることを本出願人は見出した。
図8に、本実施形態の体調の判定処理(体調推定方法)を説明するフローチャートを示す。この処理が開始されると、まず処理対象タイミング(狭義には現タイミング)の体動情報としての加速度が加速度睡眠閾値以下であるかを確認し、ユーザーが睡眠を開始したかどうかの判定を行う(S101)。ここでの加速度閾値とは、上述した加速度閾値Thaに対応する。
S101でNOの場合、睡眠は開始していないと判定できるため、特に処理を行わずにS101の処理をループする。一方、S101でYESの場合には、ユーザーが睡眠状態になったと判定されるため、最寄りのタイミングで検出された脈波情報(脈波信号)に基づいて脈拍数を算出し(S102)、その時点での脈拍数が、脈拍数閾値よりも大きいかどうかの判定を行う(S103)。ここでの脈拍数閾値とは、上述した脈拍数閾値Thpに対応する。
S103でNOの場合、体調は通常の状態と判定されるため、起床と判定されるまで(S107でNO)の間は特に処理を行わない。一方、S103でYESの場合には、体調は通常の状態ではないと判定され、所定の時間経過後の次の脈波情報検出のためにS04に進む。
S104では、次の脈波情報検出タイミングの直前に、加速度が加速度睡眠閾値以下であるか否かを確認し、ユーザーが睡眠継続中であるか否かの判定を行う。S104でNOの場合、ユーザーが覚醒状態になったと判定されるため、S108へ進む。S104でYESの場合には、ユーザーが睡眠状態を継続中と判定されるため、次の最寄りのタイミングで検出された脈波情報(脈波信号)に基づいて脈拍数を算出し(S105)、その時点の脈拍数が脈拍数閾値よりも大きいかどうかの判定を行う(S106)。なお、この処理ステップ以降では、前回実施した脈拍数と脈拍数閾値との差分の値と、今回実施した脈拍数と脈拍数閾値との差分の値を比較して、時間経過に伴う変化の傾向(例えば、減少傾向の有無)を把握しておく。
S106でNOの場合、体調は通常の状態に回復したと判定されるため、起床と判定されるまで(S107でYES)の間は特に処理を行わない。S106でYESの場合には、体調不良の状態が継続していると判定され、所定の時間経過後の次の脈波情報検出のためにS107に進む。S107では、次の脈波情報検出タイミングの直前に、加速度が加速度睡眠閾値以下であるか否かを確認し、ユーザーが睡眠状態を継続中であるか否かの判定を行う。S107でYESの場合、ユーザーは睡眠状態を継続中であると判定されるので、S105に戻り、ユーザーが覚醒状態に移行した(起床した)と判定されるまで(S107でNO)の間は、S105からS107までの処理を繰り返す。
S106でNOの場合、体調は通常の状態に回復したと判定されるため、起床と判定されるまで(S107でYES)の間は特に処理を行わない。S106でYESの場合には、体調不良の状態が継続していると判定され、所定の時間経過後の次の脈波情報検出のためにS107に進む。S107では、次の脈波情報検出タイミングの直前に、加速度が加速度睡眠閾値以下であるか否かを確認し、ユーザーが睡眠状態を継続中であるか否かの判定を行う。S107でYESの場合、ユーザーは睡眠状態を継続中であると判定されるので、S105に戻り、ユーザーが覚醒状態に移行した(起床した)と判定されるまで(S107でNO)の間は、S105からS107までの処理を繰り返す。
S107でNOの場合、ユーザーは睡眠状態から覚醒状態に移行した(起床した)と判定され、S108に進む。S108では、ユーザーが起床したと判定された時刻、即ち起床時刻に最も近いタイミングで取得した脈波情報(脈波信号)に基づいて脈拍数が算出される。そして、その起床時刻に最も近いタイミングで取得された脈拍数の値が、脈拍数閾値に対して大きいか否かを判定する(S109)。
S109でNOの場合、起床時の脈拍数が脈拍数閾値を超えていないため、ユーザーは体調不良ではない通常状態の判定がされ(S111a)、体調推定処理を終了する。なお、S109でNOの場合に、ユーザーの起床時の体調に異常がなく通常状態であることをS112でユーザーに報知することとしてもよい。
一方、S109でYESの場合、起床時の脈拍数が脈拍数閾値を超えているため体調不良であると判定される。
一方、S109でYESの場合、起床時の脈拍数が脈拍数閾値を超えているため体調不良であると判定される。
次に、S109で体調不良と判定された場合(S109でYES)は、ユーザーが睡眠中の脈拍数の推移、即ち、S103およびS106にて算出された脈拍数、または、脈拍数と脈拍数閾値との差の推移を確認し、その脈拍数の推移に減少傾向が有るか否かを確認する(S110)。
S110でNOの場合、ユーザーの起床時の体調不良は、飲酒起因とは異なる原因、例えば風邪などによる体調不良と判定され(S111c)、その旨が報知手段230によりユーザーに報知されて(S112)、体調推定処理を終了する。一方S110でYESの場合、ユーザーの体調不良は飲酒起因の、例えば二日酔いであると判定され(S111b)、その旨が報知手段230によりユーザーに報知され(S112)、一連の体調不良判定処理を終了する。
以上述べたように、実施形態1の体調推定システム100、および、それを用いた体調推定方法によれば、以下の効果を得ることができる。
まず、本実施形態の体調推定システム100は、脈拍数算出部130において、脈波情報取得部110にて取得した脈波情報と、体動情報取得部120にて取得した体動情報から、ユーザーが睡眠状態であるか、覚醒状態であるかを判定することができ、睡眠中と覚醒中のそれぞれの脈拍数の数値を記録することができる。
これにより、体調推定部140は、ユーザーが睡眠状態と判定されている間の脈拍数と脈拍数閾値との差、睡眠中の脈拍数変化の傾向と、ユーザーが覚醒状態に移ったと判定された時の脈拍数とを比較することで、ユーザーが体調不良状態であるか、体調不良状態である場合、その体調不良状態の原因が飲酒に起因するものかどうかを判定することができる。
ユーザーの脈波信号を検出して出力する脈波センサー210と、脈波センサー210から取得される脈波信号に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出部130と、算出された脈拍数と、ユーザーの基底脈拍数に基づいて算出された脈拍数閾値との比較結果に基づいて、ユーザーの体調を推定する体調推定部140と、を含む構成とした。
この構成によれば、ユーザーの脈拍数を計測し、その脈拍数と、ユーザーの最も安定した体調状態における基底脈拍数との比較結果に基づいてユーザーの体調を推定するので、ユーザーごとの脈拍数の個人差によるばらつきによって起こり得る体調推定の誤差が抑えられ、より適切に体調を推定することができる。
まず、本実施形態の体調推定システム100は、脈拍数算出部130において、脈波情報取得部110にて取得した脈波情報と、体動情報取得部120にて取得した体動情報から、ユーザーが睡眠状態であるか、覚醒状態であるかを判定することができ、睡眠中と覚醒中のそれぞれの脈拍数の数値を記録することができる。
これにより、体調推定部140は、ユーザーが睡眠状態と判定されている間の脈拍数と脈拍数閾値との差、睡眠中の脈拍数変化の傾向と、ユーザーが覚醒状態に移ったと判定された時の脈拍数とを比較することで、ユーザーが体調不良状態であるか、体調不良状態である場合、その体調不良状態の原因が飲酒に起因するものかどうかを判定することができる。
ユーザーの脈波信号を検出して出力する脈波センサー210と、脈波センサー210から取得される脈波信号に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出部130と、算出された脈拍数と、ユーザーの基底脈拍数に基づいて算出された脈拍数閾値との比較結果に基づいて、ユーザーの体調を推定する体調推定部140と、を含む構成とした。
この構成によれば、ユーザーの脈拍数を計測し、その脈拍数と、ユーザーの最も安定した体調状態における基底脈拍数との比較結果に基づいてユーザーの体調を推定するので、ユーザーごとの脈拍数の個人差によるばらつきによって起こり得る体調推定の誤差が抑えられ、より適切に体調を推定することができる。
また、上記実施形態の体調推定システム101は、ユーザーの体動情報を検出する体動センサー220を含み、体動センサー220により取得される体動情報に基づいてユーザーの睡眠状態、および覚醒状態を検出して、睡眠状態における脈拍数と脈拍数閾値との比較結果とその推移を確認するとともに、ユーザーが睡眠状態から覚醒状態に移行した(起床した)ことを検出して、その起床時刻に最も近いタイミングで検出された脈波信号に基づいて算出された脈拍数と脈拍数閾値とを比較することにより、ユーザーの状態を推定する。
これにより、起床時刻に最も近いタイミングで取得される脈拍数と脈拍数閾値との比較をすることにより、起床時のユーザーの体調状態の良し悪しをより適切に推定することができるとともに、ユーザーの起床時の体調状態が体調不良と判定された場合に、その体調不良の原因が、飲酒起因によるものか、例えば風邪などの、飲酒起因とは異なる原因による体調不良なのかを適切に推定することができる。
これにより、起床時刻に最も近いタイミングで取得される脈拍数と脈拍数閾値との比較をすることにより、起床時のユーザーの体調状態の良し悪しをより適切に推定することができるとともに、ユーザーの起床時の体調状態が体調不良と判定された場合に、その体調不良の原因が、飲酒起因によるものか、例えば風邪などの、飲酒起因とは異なる原因による体調不良なのかを適切に推定することができる。
また、上記実施形態の体調推定システム101は、体調推定部140による体調推定結果をユーザーに知らせる報知手段230をさらに有する構成とした。
これにより、ユーザーが覚醒した段階で、自身の体調状態が悪い体調不良の状態であることや、悪い体調状態の原因が飲酒に起因するものであるか、または風邪などの他の原因であるかなどの判定結果をユーザーに報知することができる。従って、ユーザーは、その判定結果の報知によって自身の体調状態やその原因を認識し、休息を取るなどの適切な対応をとることができる。
これにより、ユーザーが覚醒した段階で、自身の体調状態が悪い体調不良の状態であることや、悪い体調状態の原因が飲酒に起因するものであるか、または風邪などの他の原因であるかなどの判定結果をユーザーに報知することができる。従って、ユーザーは、その判定結果の報知によって自身の体調状態やその原因を認識し、休息を取るなどの適切な対応をとることができる。
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2について図面を用いて説明する。
実施形態2に係る生体情報測定機器は、前述の実施形態1のウェアラブル装置200と同様に、生体情報を測定される生体(例えば人体)に装着され、脈拍(心拍数)等の生体情報を測定する心拍数監視装置である。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
次に、本発明の実施形態2について図面を用いて説明する。
実施形態2に係る生体情報測定機器は、前述の実施形態1のウェアラブル装置200と同様に、生体情報を測定される生体(例えば人体)に装着され、脈拍(心拍数)等の生体情報を測定する心拍数監視装置である。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
まず、実施形態2に係るウェアラブル装置(生体情報測定機器)としての心拍数監視装置1010について説明する前に、図9を用いて実施形態2に係る生体情報測定機器としての心拍数監視装置の従来例について説明する。
図9は、心拍数監視装置を装着しているユーザー(被験者、同図では、ユーザーの腕を示す)の、生理的パラメーター(生体情報)を測定する従来例の生体情報測定機器としての心拍数監視装置1010を示す断面図である。心拍数監視装置1010は、ユーザーの少なくとも一つの生理的パラメーターとしての心拍数を計測するセンサー1012と、センサー1012を収納しているケース1014を備えている。心拍数監視装置1010は、固定部1016(例えばバンド)によって、ユーザーの腕1に装着される。
このセンサー1012は、二つのセンサーエレメントである発光部としての発光素子1121および受光部としての受光素子1122を備え、心拍数を測定するかまたはモニターするための心拍数監視センサーである。しかし、一つ以上の生理的パラメーター(例えば心拍数、血圧、呼気量、皮膚伝導率、皮膚湿度など)を測定するセンサーであってもよい。また、ケース1014が、バンドタイプのハウジングを備えている場合は、例えばスポーツにおいて使われる腕時計型の監視装置として用いることができる。なお、ケース1014の形は、主にユーザー(図中、ユーザーの腕1)に関して所望の位置でセンサー1012を保持することができればよく、任意に電池、処理ユニット、表示、ユーザー・インターフェイスなどのような更なる要素を収納することができてもよい。
従来例の生体情報測定機器は、ユーザーの心拍数をモニターするための心拍数監視装置1010である。そして、センサー1012は発光素子1121および受光素子1122から成る光学センサーである。光学センサーを用いた光学的心拍数モニターは、皮膚に光をあてる光源としての発光素子1121(通常LEDが用いられる)に依存する。発光素子1121から皮膚に照射された光は、皮膚下の血管を流れる血液によって一部が吸収されるが、残りの光は反射され皮膚を出る。そして、反射された光は、受光素子1122(通常フォトダイオードが用いられる)によって、捕捉される。受光素子1122からの受光信号は、血管を流れる血液量に相当する情報を含む信号である。血管を流れる血液量は、心臓の脈動によって変化する。そして、このように、受光素子1122上の信号は心臓の拍動に対応して変化する。つまり、受光素子1122の信号の変化は、心拍数のパルスに相当するものである。そして、単位時間当たりパルス数を計数することによって(例えば10秒当たり)、心臓が1分間に打つ数(即ち心拍数)が得られる。
以下、図10を用いて実施形態2に係るウェアラブル装置(生体情報測定機器)としての心拍数監視装置1020について説明する。図10は、実施形態2に係る心拍数監視装置を示す斜視図である。実施形態2に係る心拍数監視装置1020は、図10では図示していないが、前述の実施形態1と同様に、バンドなどの固定部によって、ユーザーの腕に装着される。
実施形態2に係る心拍数監視装置1020は、複数(本例では二つ)の発光部としての発光素子1221,1223と、一つの受光部としての受光素子1222とが、一列に並び配置されている。具体的には、少なくとも二つのセンサーエレメントを備えたセンサー1022(本例では、三つのセンサーエレメントとして、第1の発光部および第2の発光部としての二つの発光素子1221,1223と、受光部としての受光素子1222とを用いている)を有している。なお、図示しないが、受光素子1222と発光素子1221との間、および受光素子1222と発光素子1223との間に、各々を囲むように設けられた第1のフレームと、第2のフレームとを備えていることが望ましい。
そして、第1の発光部および第2の発光部としての二つの発光素子1221,1223の間に受光部としての受光素子1222が配置されている。また、第1の発光部および第2の発光部としての二つの発光素子1221,1223は、受光部としての受光素子1222の中心を通る仮想線に対して線対称の位置に配置されている。発光素子1221,1223および受光素子1222を、このような配置とすることにより、デッドスペースが減少し、省スペース化を図ることができる。また、線対称位置にある第1の発光部、および第2の発光部を併せた光が受光部に集まり、より正確な検出を行うことができる。
センサーエレメントは、センサー信号を検出する。センサー1022は、ユーザーの皮膚に対して発光するための二つのLEDを用いた発光素子1221,1223から成る光学センサーと、皮膚から反射した光を受信するための少なくとも一つの受光素子1222(フォトダイオード)とを備えている。さらに、心拍数監視装置1020は、ケースまたはハウジング(図示せず)を有している。ケースまたはハウジングは、図9に示されるケース1014と類似、あるいは同一でもよいし、上述の実施形態1におけるケース部30と類似、あるいは同一でもよい。
そして、センサー1022は、キャリア(基板)1026の一面に担持されている。ここで、キャリア(基板)1026と、キャリア(基板)1026上に担持されたセンサー1022とを含む構成が生体情報測定モジュールに該当する。なお、以下の実施形態3〜5においても同様である。発光素子1221,1223から射出された光は、皮膚などに吸収されずに反射され、受光素子1222に直接到達することができる。心拍数監視装置1020において、キャリア1026と発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとの間の距離は、キャリア1026と受光素子1222の上面1222aとの間の距離より小さい。即ち、キャリア1026と発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとの間の距離と、キャリア1026と受光素子1222の上面1222aとの間の距離との差が、Δhである。そして、受光素子1222は、一番上の表層であるその上面1222aから光を受信する。それらの構成によれば、発光素子1221,1223から射出された光の大部分は皮膚に向かい、反射光は、空気層などの介入なしに直接受光素子1222に入射される効果がある。換言すれば、受光素子1222が皮膚に密着する構造であるため、受光素子1222の上面(受光面)1222aと皮膚との間に隙間が生じにくい構造とすることができ、これにより外光などのノイズ源となる光が上面1222aに入射することを抑制することができる。また、皮膚を通過しない発光素子1221,1223からの光、例えば発光素子1221,1223から直接受光素子1222に入射する光は、受光素子1222の上面1222aに到達することができない。
(実施形態3)
次に、図11を参照して実施形態3に係るウェアラブル装置(生体情報測定機器)としての心拍数監視装置1030について説明する。図11は、実施形態3に係る心拍数監視装置を示す断面図である。なお、実施形態3に係る心拍数監視装置1030は、図11では図示していないが、前述の実施形態1と同様に、バンドなどの固定部によって、ユーザーの腕に装着される。
次に、図11を参照して実施形態3に係るウェアラブル装置(生体情報測定機器)としての心拍数監視装置1030について説明する。図11は、実施形態3に係る心拍数監視装置を示す断面図である。なお、実施形態3に係る心拍数監視装置1030は、図11では図示していないが、前述の実施形態1と同様に、バンドなどの固定部によって、ユーザーの腕に装着される。
図11に示すように、発光部としての発光素子1221,1223および受光部としての受光素子1222の電気的接続端子1034は、電気的要素の保護のために絶縁性材料(例えばエポキシ樹脂)1032で、好ましくは覆われていなければならない。また、絶縁性材料1032が発光素子1221,1223や受光素子1222を覆わないように構成することができる。具体的には、発光素子1221と受光素子1222との間の領域、発光素子1223と受光素子1222との間の領域を絶縁性材料1032で埋めるように構成することができる。換言すれば、少なくとも受光素子1222の上面1222a、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aが絶縁性材料1032に覆われないように構成することができる。このように構成することで、皮膚と発光素子1221,1223との間のエアギャップによる妨害を抑制することができる。さらに、絶縁性材料1032が発光素子1221,1223の上面1221a,1223aや受光素子1222の上面1222aを覆うように構成しても良い。このように構成することで、皮膚と接触する受光素子1222の上面1222aや、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aを保護することができるので、受光素子1222の上面1222aや、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aの損傷を防ぐことができる。この場合、絶縁性材料1032は保護膜とみなすこともできる。
本実施形態3に係る心拍数監視装置1030では、一般に可能性がある実施例として、エポキシ樹脂を用いた絶縁性材料1032を設けている。図11においては、絶縁性材料1032は、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aを覆うことなく配置され、電気的接続端子1034を保護する。発光素子1221,1223から射出されている光は、矢印にて表される。
このように、絶縁性材料1032の配置は、心拍数監視装置1030の正しい機能を妨げない程度の最小限で行うことにより、発光素子1221,1223および受光素子1222の電気的接続端子1034を保護することで、この心拍数監視装置1030は更に改良されることができる。なお、図示しないが、受光素子1222と発光素子1221との間、および受光素子1222と発光素子1223との間に、各々を囲むように設けられた第1のフレームと、第2のフレームとを備えていることがさらに好適である。
なお、本実施形態3におけるエポキシ樹脂を注入する構成に変えて、図12に示すような実施形態4に係る生体情報測定機器としての心拍数監視装置1040とすることがさらに好適である。
(実施形態4)
次に、実施形態4に係るウェアラブル装置(生体情報測定機器)としての心拍数監視装置1040について、図12を参照して説明する。図12は、実施形態4に係る心拍数監視装置を示す斜視図である。なお、実施形態4に係る心拍数監視装置1040は、図12では図示していないが、前述の実施形態1と同様に、バンドなどの固定部によって、ユーザーの腕に装着される。
次に、実施形態4に係るウェアラブル装置(生体情報測定機器)としての心拍数監視装置1040について、図12を参照して説明する。図12は、実施形態4に係る心拍数監視装置を示す斜視図である。なお、実施形態4に係る心拍数監視装置1040は、図12では図示していないが、前述の実施形態1と同様に、バンドなどの固定部によって、ユーザーの腕に装着される。
実施形態4に係る心拍数監視装置1040は、作成されたフレーム1041,1042,1043が配置される。フレーム1041,1042,1043は、発光部としての発光素子1221,1223および受光部としての受光素子1222の周囲に配置され、フレーム1041,1042,1043と、発光素子1221,1223および受光素子1222との間の隙間1036が形成される。そして、フレーム1041,1042,1043をガイドとして絶縁性材料(図12では図示されない)が注入され、発光素子1221,1223および受光素子1222の電気的接続端子1034を覆う。
実施形態4に示す例では、発光素子1221,1223および受光素子1222は、個々のフレーム1041,1042,1043によって囲まれる。なお、他の例としては、すべてのフレーム1041,1042,1043は、互いに結合されてもよく、または、すべてのセンサーエレメントは一体のフレームによって囲まれてもよい。なお、フレーム1041,1042,1043を遮光部の一例としての遮光壁として用いることができる。フレーム1041,1042,1043を遮光壁として用いることにより、発光素子1221,1223から射出された光が、直接受光素子1222に入ることを防止することができる。
心拍数監視装置1040の機能に影響を及ぼさないための改善点として、発光素子1221,1223のまわりのフレーム1041,1043の上部エッジ1041a,1043aは、好ましくは発光素子1221,1223の上面1221a,1223aより低いことが好ましい。換言すれば、個別のフレーム1041,1043の上部エッジ1041a,1043aとキャリア1026との距離hFR−LEDは、個別のフレーム1041,1043で囲まれている発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとキャリア1026との距離hLEDと、同じか小さい(hFR−LED≦hLED)。
好ましくは、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとキャリア1026との距離hLEDと、フレーム1041,1043の上部エッジ1041a,1043aとキャリア1026との距離hFR−LEDとの差は、0.1mmから0.8mmの範囲に設定する。なお、さらに好ましくは、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとキャリア1026との距離hLEDと、フレーム1041,1043の上部エッジ1041a,1043aとキャリア1026との距離hFR−LEDとの差は、0.2mmから0.5mmの範囲に設定する。
好ましくは、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとキャリア1026との距離hLEDと、フレーム1041,1043の上部エッジ1041a,1043aとキャリア1026との距離hFR−LEDとの差は、0.1mmから0.8mmの範囲に設定する。なお、さらに好ましくは、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとキャリア1026との距離hLEDと、フレーム1041,1043の上部エッジ1041a,1043aとキャリア1026との距離hFR−LEDとの差は、0.2mmから0.5mmの範囲に設定する。
また、受光素子1222のまわりのフレーム(レシーバーフレーム)1042の上部エッジ1042aは、好ましくは受光素子1222の上面1222aより高いことが好ましい。換言すれば、フレーム1042の上部エッジ1042aとキャリア1026との距離hFR−PDは、フレーム1042で囲まれている受光素子1222の上面1222aとキャリア1026との距離hPDより大きい(hFR−PD>hPD)。
好ましくは、受光素子1222の上面1222aとキャリア1026との距離hPDと、フレーム1042の上部エッジ1042aとキャリア1026との距離hFR−PDの差は、0mmから0.5mmの範囲に設定する。なお、さらに好ましくは、受光素子1222の上面1222aとキャリア1026との距離hPDと、フレーム1042の上部エッジ1042aとキャリア1026との距離hFR−PDの差は、0.1mmから0.2mmの範囲に設定する。
さらに、フレーム1042の上部エッジ1042aとキャリア1026との距離hFR−PDは、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとキャリア1026との距離hLEDよりも大きい(hFR−PD>hLED)。
好ましくは、受光素子1222の上面1222aとキャリア1026との距離hPDと、フレーム1042の上部エッジ1042aとキャリア1026との距離hFR−PDの差は、0mmから0.5mmの範囲に設定する。なお、さらに好ましくは、受光素子1222の上面1222aとキャリア1026との距離hPDと、フレーム1042の上部エッジ1042aとキャリア1026との距離hFR−PDの差は、0.1mmから0.2mmの範囲に設定する。
さらに、フレーム1042の上部エッジ1042aとキャリア1026との距離hFR−PDは、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aとキャリア1026との距離hLEDよりも大きい(hFR−PD>hLED)。
なお、例えば、受光素子1222および発光素子1221,1223が間近である場合、受光素子1222と発光素子1221,1223との間に、1枚のフレーム壁だけが存在する構成であってもよい。これは、製造容易性の理由で発生する場合がある。その1枚のフレーム壁がケースである場合、受光素子1222および発光素子1221,1223で両方のフレームのフレーム壁は一致する。これは、発光素子1221,1223のフレーム壁がより高くなることを意味する、詳述すると、発光素子1221,1223を囲むフレーム1041,1043の内の、受光素子1222がある側のフレーム壁が高くなり、他のフレーム壁は発光素子1221,1223の上面1221a,1223aより低くなる。
さらに、フレーム1041,1042,1043に代えて、受光素子1222と発光素子1221、あるいは発光素子1223との間に第1の壁部を設け、発光素子1221,1223の外側、つまり受光素子1222に対して第1の壁部とは反対側に第2の壁部を設けるように構成しても良い。
このように構成した場合、キャリア1026と第1の壁部の上面との距離は、キャリア1026と第2の壁部の上面との距離よりも大きくなるように構成しても良い。このように構成することで、図12のように発光素子や受光素子を囲うように構成した場合に比べ、より少ない部材でフレームの機能を実現することができる。
さらに、フレーム1041,1042,1043に代えて、受光素子1222と発光素子1221、あるいは発光素子1223との間に第1の壁部を設け、発光素子1221,1223の外側、つまり受光素子1222に対して第1の壁部とは反対側に第2の壁部を設けるように構成しても良い。
このように構成した場合、キャリア1026と第1の壁部の上面との距離は、キャリア1026と第2の壁部の上面との距離よりも大きくなるように構成しても良い。このように構成することで、図12のように発光素子や受光素子を囲うように構成した場合に比べ、より少ない部材でフレームの機能を実現することができる。
なお、本実施形態4のようにフレーム1041,1043やフレーム1042を用いることにより、注入されるエポキシ樹脂などの絶縁性材料が流れ出すことを防ぐことができる。またこのように、追加構造を作成してエポキシ樹脂などの絶縁性材料を区切ることは、高い量産性を可能にするオプションである。なお、フレーム1041,1043やフレーム1042は、キャリア1026と同じ材料によって構成されても良い。例えばエポキシ系樹脂やポリカーボネイト系樹脂を用いて射出成型でフレームが形成されても良い。
前述したように、絶縁性材料1032(図11参照)は、センサーエレメント(発光素子1221,1223および受光素子1222)の電気的接続端子1034を保護する。しかしながら、これらの電気的接続端子1034は他の要素である追加電子機器(例えばドライバー、検出エレクトロニクス、プロセッサーまたは電源)と、さらに接触しなければならない。そして、キャリア1026(プリント基板(PCB)でもよい)に、これらの追加電子機器とのなんらかの電気接続があることを意味する。また、本実施形態に係る心拍数監視装置の構造は、心拍数のみならず、脈波、脈拍の計測装置にも適用できる。
(実施形態5)
図13を参照して、実施形態5に係るウェアラブル装置(生体情報測定機器)としての心拍数監視装置1050を説明する。図13は、実施形態5に係る心拍数監視装置を示す断面図である。なお、実施形態5に係る心拍数監視装置1050は、図13では図示していないが、前述の実施形態1と同様に、バンドなどの固定部によって、ユーザーの腕に装着される。
図13を参照して、実施形態5に係るウェアラブル装置(生体情報測定機器)としての心拍数監視装置1050を説明する。図13は、実施形態5に係る心拍数監視装置を示す断面図である。なお、実施形態5に係る心拍数監視装置1050は、図13では図示していないが、前述の実施形態1と同様に、バンドなどの固定部によって、ユーザーの腕に装着される。
実施形態5に係る心拍数監視装置1050は、前述した追加電子機器(例えばプロセッサー1052およびドライバー1054)を備えている。外部電気接続端子(図示せず)は、センサーエレメント(発光部としての発光素子1221および受光部としての受光素子1222)と同じキャリア1026に配置されない。つまり、追加電子機器は、センサーエレメントとは別のキャリアあるいは基板に配置されている。このように構成することで、皮膚とセンサーエレメント(発光素子1221および受光素子1222)との良好な接触を維持しつつ、必要な追加電子機器を心拍数監視装置1050に搭載することができる。例えば、外部電気接続端子は、キャリア1026の側面に配置されることができる。
上述したように、異なる種類のセンサーが、本発明に係る生体情報測定機器において用いられることが可能である。例えば、上述の受光素子1222が電気センサーである場合は、ユーザーの皮膚に接触して、ユーザーの伝導率を測定するための2本の皮膚コンダクタンス電極(例えば、センサーエレメント(図10に示される発光素子1221、受光素子1222))は、皮膚でおおわれる。なお、さらなる、二つ以上の種類のセンサーが、この種の生体情報測定機器において、用いられることが可能である、さらに、センサーエレメントの数は問わない。
次に、実施形態2〜5において、提唱される生理的パラメーターを測定する生体情報測定機器を製造する方法について説明する。
まず、第1ステップにおいて、センサー信号を検出するための少なくとも二つのセンサーエレメント(発光素子1221および受光素子1222)から成るセンサー1022は、キャリア1026上に配置される。次に、第2ステップにおいて、上記センサーエレメントの電気的接触をキャリア1026に形成する。次に、第3ステップにおいて、一つ以上のフレーム1041,1042は、センサー1022および/または個々のセンサーエレメント(発光素子1221および受光素子1222)周辺で、キャリア1026の上に形成される。次に、第4ステップにおいて、キャリア1026に備えられているセンサーエレメント(発光素子1221および受光素子1222)の上面1221a,1222aを覆わない、それぞれのフレーム1041,1042によって囲まれる領域に絶縁性材料1032が注入され満たされる。
まず、第1ステップにおいて、センサー信号を検出するための少なくとも二つのセンサーエレメント(発光素子1221および受光素子1222)から成るセンサー1022は、キャリア1026上に配置される。次に、第2ステップにおいて、上記センサーエレメントの電気的接触をキャリア1026に形成する。次に、第3ステップにおいて、一つ以上のフレーム1041,1042は、センサー1022および/または個々のセンサーエレメント(発光素子1221および受光素子1222)周辺で、キャリア1026の上に形成される。次に、第4ステップにおいて、キャリア1026に備えられているセンサーエレメント(発光素子1221および受光素子1222)の上面1221a,1222aを覆わない、それぞれのフレーム1041,1042によって囲まれる領域に絶縁性材料1032が注入され満たされる。
上記実施形態2〜5によれば、生体情報測定機器の性能に負の影響を及ぼすことのない電気的接触の保護を成し遂げる方法が提案される。そして、センサーの性能を保つような方法で形成される。例えば、これらのフレーム1041,1043の少なくとも一つは、皮膚に対するセンサーの位置がシフトすることを防ぐ。さらに、これらのフレーム1041,1043の少なくとも一つは、射出された直射的な光が受光素子1222に入射するのを防止するのに役立つことができる。好ましくは、受光素子1222の向きになっている側の、発光素子1221,1223のまわりのフレーム1041,1043の高さは、発光素子1221,1223の上面1221a,1223aの高さより小さくなければならない。加えて、受光素子1222のまわりのフレーム1042は、受光素子1222の上面1222aより高くてもよい。
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、ユーザーの睡眠開始、覚醒の判定を、加速度センサーより取得した値をもとに自動で判定しているが、ボタンなどを利用して、ユーザーが手動で睡眠開始、覚醒のタイミングを入力させるようにすることも可能である。
さらには、上記実施形態では、ユーザーの体調不良の判定に脈拍数の値と推移を用いているが、内蔵の温度センサーを用い、ユーザーの体温や皮膚温度を測定し、体調不良の判定に用いることも可能である。
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また体調推定システム、ウェアラブル装置(生体情報検出装置)の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
10…バンド部、12…バンド穴、14…バックル部、15…バンド挿入部、16…突起部、30…ケース部、32…発光窓部、40…センサー部、100,101…体調推定システム(システム)、110…脈波情報取得部、120…体動情報取得部、130…脈拍数算出部、140…体調推定部、150…基底脈拍数更新部、200…ウェアラブル装置、210…脈波検出部としての脈波センサー、220…体動センサー、230…報知手段、Tha…加速度閾値、Thp…脈拍数閾値。
Claims (13)
- ユーザーの脈波信号を出力する脈波検出部と、
前記脈波信号に基づいて、脈拍数を算出する脈拍数算出部と、
前記脈拍数に基づいて、前記ユーザーの体調を推定する体調推定部と、を備えたことを特徴とする体調推定システム。 - 請求項1に記載の体調推定システムにおいて、
前記脈波検出部が出力する前記脈波信号は、前記ユーザーの睡眠状態における前記脈波信号を含むことを特徴とする体調推定システム。 - 請求項1または2に記載の体調推定システムにおいて、
前記体調推定部は、基底脈拍数に基づいて決定された閾値と、前記脈拍数との比較結果に基づいて前記体調を推定することを特徴とする体調推定システム。 - 請求項3に記載の体調推定システムにおいて、
前記体調推定部は、前記脈拍数が前記閾値よりも大きい場合に体調不良と判定することを特徴とする体調推定システム。 - 請求項3または4に記載の体調推定システムにおいて、
前記ユーザーの前記睡眠状態と覚醒状態とを判定する状態判定手段をさらに有し、
前記体調推定部は、前記状態判定手段が前記ユーザーの状態が前記睡眠状態から前記覚醒状態になったと判定した時点に最も近い測定タイミングにおける前記脈拍数と前記閾値とを比較し、前記脈拍数が前記閾値よりも大きい場合に前記体調不良と判定することを特徴とする体調推定システム。 - 請求項5に記載の体調推定システムにおいて、
前記睡眠状態における前記脈拍数に経時的な減少傾向がある場合には飲酒に起因する前記体調不良と判定し、前記睡眠状態における前記脈拍数に経時的な変化がない場合には飲酒とは異なる原因による前記体調不良と判定することを特徴とする体調推定システム。 - 請求項3〜6のいずれか一項に記載の体調推定システムにおいて、
前記基底脈拍数を、前記睡眠状態における前記脈拍数に基づいて更新する基底脈拍数更新部をさらに有することを特徴とする体調推定システム。 - 請求項5〜7のいずれか一項に記載の体調推定システムにおいて、
前記ユーザーの体動情報を取得する体動情報取得部をさらに有し、
前記状態判定手段は、前記体動情報に基づいて前記ユーザーの前記睡眠状態と前記覚醒状態とを判定することを特徴とする体調推定システム。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の体調推定システムにおいて、
前記体調推定部による推定結果を前記ユーザーに知らせる報知手段をさらに有することを特徴とする体調推定システム。 - ユーザーの脈波信号を出力する脈波検出部と、
前記脈波信号に基づいて、脈拍数を算出する脈拍数算出部と、
前記脈拍数に基づいて、前記ユーザーの体調を推定する体調推定部と、を備えた体調推定システムを用いた体調推定方法であって、
前記ユーザーの睡眠状態の前記脈拍数を取得することと、
前記ユーザーの覚醒状態の前記脈拍数を取得することと、
基底脈拍数に基づいて決定された閾値と、
前記脈拍数との比較結果に基づいて前記体調を推定することと、を含むことを特徴とする体調推定方法。 - 請求項10に記載の体調推定方法において、
前記体調を推定するときに、前記脈拍数が前記閾値よりも大きい場合に体調不良と判定することを特徴とする体調推定方法。 - 請求項10または11に記載の体調推定方法において、
前記ユーザーの状態が前記睡眠状態から前記覚醒状態になったと判定した時点に最も近い測定タイミングにおける前記脈拍数と前記閾値とを比較し、
前記脈拍数が前記閾値よりも大きい場合に前記体調不良と判定することを特徴とする体調推定方法。 - 請求項12に記載の体調推定方法において、
前記睡眠状態における前記脈拍数に経時的な減少傾向がある場合には飲酒に起因する前記体調不良と判定し、
前記睡眠状態における前記脈拍数に経時的な変化がない場合には飲酒とは異なる原因による前記体調不良と判定することを特徴とする体調推定方法。
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JP2018051188A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | パラマウントベッド株式会社 | 活動状況管理装置 |
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2015
- 2015-03-10 JP JP2015046814A patent/JP2016165387A/ja active Pending
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