JP2019195591A - Biological information detection device, eyewear, and eyewear system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体情報検出装置、アイウェア、およびアイウェアシステムに関する。 The present invention relates to a biological information detection device, eyewear, and an eyewear system.
従来、眼鏡、サングラス等のアイウェアに対し、生体情報検出機能を設けることにより、アイウェアの装着者の生体情報（例えば、加速度、角速度、眼電位等）を検出できるようにした技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique capable of detecting biological information (for example, acceleration, angular velocity, electrooculogram, etc.) of a wearer of eyewear by providing a biological information detection function for eyewear such as glasses and sunglasses. ing.
例えば、下記特許文献１には、アイウェアのフレームにおけるノーズパッドおよび眉間と接触する位置に対し、眼電位電極を設けたことにより、アイウェアの装着者の眼電位を検出することができるようにした技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1 below, an ocular potential electrode is provided at a position in contact with the nose pad and between the eyebrows in the eyewear frame so that the ocular potential of the eyewear wearer can be detected. Have been disclosed.
しかしながら、上記特許文献１の技術では、フレームにおける一方のテンプル内にバッテリを設け、他方のテンプル内に回路基板を設ける構成を採用している。すなわち、上記特許文献１の技術では、眼電位を検出するための複数の構成部品が、フレームの全体に亘って分散して設けられている。このため、上記特許文献１の技術では、生体情報検出機能を実現するために必要な複数の構成部品を、アイウェアに容易に設けることができなかった。 However, the technique of Patent Document 1 employs a configuration in which a battery is provided in one temple in the frame and a circuit board is provided in the other temple. That is, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, a plurality of components for detecting an electrooculogram are distributed over the entire frame. For this reason, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, a plurality of components necessary for realizing the biological information detection function cannot be easily provided in the eyewear.
一実施形態の生体情報検出装置は、眼電位を検出する眼電位センサと、加速度を検出する加速度センサと、角速度を検出するジャイロセンサと、前記眼電位、前記加速度、および前記角速度を用いた処理を行う処理手段と、外部との通信を行う通信手段と、電力を供給するバッテリと、前記眼電位センサ、前記加速度センサ、前記ジャイロセンサ、前記処理手段、前記通信手段、および前記バッテリが一体的に設けられ、アイウェアが備えるフレームのブリッジに取り付け可能な筐体とを備える。 The biological information detection apparatus of one embodiment includes an electrooculogram sensor that detects electrooculogram, an acceleration sensor that detects acceleration, a gyro sensor that detects angular velocity, and a process using the electrooculogram, acceleration, and angular velocity. The processing means for performing communication, the communication means for performing communication with the outside, the battery for supplying power, the electrooculogram sensor, the acceleration sensor, the gyro sensor, the processing means, the communication means, and the battery are integrated. And a housing that can be attached to a bridge of a frame included in the eyewear.
一実施形態によれば、生体情報検出機能を実現するために必要な複数の構成部品を、アイウェアに容易に設けることができる。 According to one embodiment, a plurality of components necessary for realizing the biological information detection function can be easily provided in the eyewear.
〔実施形態〕
以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。
Embodiment
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
（アイウェアシステム１０の構成）
図１は、一実施形態に係るアイウェアシステム１０の構成を示す図である。図２は、一実施形態に係る生体情報検出装置１００の装着状態を示す図である。図３は、一実施形態に係るクレードル３００の装着状態を示す図である。図４は、一実施形態に係るアイウェア２００および生体情報検出装置１００の拡大図である。
(Configuration of eyewear system 10)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an eyewear system 10 according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a wearing state of the biological information detection apparatus 100 according to an embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a mounting state of the cradle 300 according to the embodiment. FIG. 4 is an enlarged view of the eyewear 200 and the biological information detection apparatus 100 according to an embodiment.
図１に示すように、アイウェアシステム１０は、アイウェア２００、生体情報検出装置１００、およびクレードル３００を備える。 As shown in FIG. 1, the eyewear system 10 includes an eyewear 200, a biological information detection device 100, and a cradle 300.
アイウェア２００は、装着者の顔面に装着される眼鏡、サングラス等である。アイウェア２００は、フレーム２０１、左レンズ２０２、および右レンズ２０３を備えている。フレーム２０１は、左リム２０１Ａ、右リム２０２Ｂ、ブリッジ２０１Ｃを有している。左リム２０１Ａは、左レンズ２０２の外周縁部を支持する。右リム２０２Ｂは、右レンズ２０３の外周縁部を支持する。 The eyewear 200 is glasses, sunglasses, or the like worn on the wearer's face. The eyewear 200 includes a frame 201, a left lens 202, and a right lens 203. The frame 201 has a left rim 201A, a right rim 202B, and a bridge 201C. The left rim 201A supports the outer peripheral edge of the left lens 202. The right rim 202B supports the outer peripheral edge of the right lens 203.
ブリッジ２０１Ｃは、左リム２０１Ａと右リム２０２Ｂとの間において、左リム２０１Ａと右リム２０２Ｂとを連結する。ブリッジ２０１Ｃにおける装着者の顔面側には、切欠き部２０１Ｄが形成されている。切欠き部２０１Ｄは、生体情報検出装置１００が備える筐体１０１の外形状と略同形状に切り欠かれた部分である。切欠き部２０１Ｄは、筐体１０１を嵌め込むことができるようになっている。なお、実際には、フレーム２０１は、左右各々のテンプルを備えているが、本実施形態では図示を省略している。 The bridge 201C connects the left rim 201A and the right rim 202B between the left rim 201A and the right rim 202B. A notch 201D is formed on the face of the wearer on the bridge 201C. The notch 201D is a part that is cut out in substantially the same shape as the outer shape of the housing 101 provided in the biological information detecting apparatus 100. The notch 201D can be fitted with the casing 101. Actually, the frame 201 includes left and right temples, but is not shown in the present embodiment.
生体情報検出装置１００は、アイウェア２００に対して取り付け可能な装置である。図２に示すように、生体情報検出装置１００は、筐体１０１がアイウェア２００の切欠き部２０１Ｄに嵌め込まれることにより、アイウェア２００のブリッジ２０１Ｃに装着される。筐体１０１は、比較的硬質な素材（例えば、硬質樹脂等）を用いて形成される。筐体１０１は、概ね直方体形状をなしている。 The biological information detection device 100 is a device that can be attached to the eyewear 200. As shown in FIG. 2, the biological information detection apparatus 100 is attached to the bridge 201 </ b> C of the eyewear 200 by fitting the housing 101 into the notch 201 </ b> D of the eyewear 200. The casing 101 is formed using a relatively hard material (for example, hard resin). The casing 101 has a substantially rectangular parallelepiped shape.
図４に示すように、筐体１０１の左右両側面には、外側に突出したリブ１０１Ａ，１０１Ｂが設けられている。一方、アイウェア２００の切欠き部２０１Ｄにおける左右両方の内壁面には、前後方向に延在する係合溝２０１Ｅ，２０１Ｆが形成されている。筐体１０１が切欠き部２０１Ｄに嵌め込まれる際、リブ１０１Ａ，１０１Ｂは、係合溝２０１Ｅ，２０１Ｆ内に挿入されて、係合溝２０１Ｅ，２０１Ｆと係合する。これにより、筐体１０１は、切欠き部２０１Ｄ内において、高精度に位置決めされるとともに、安定的に保持されるようになっている。 As shown in FIG. 4, ribs 101 </ b> A and 101 </ b> B protruding outward are provided on the left and right side surfaces of the housing 101. On the other hand, engagement grooves 201E and 201F extending in the front-rear direction are formed on both the left and right inner wall surfaces of the notch 201D of the eyewear 200. When the housing 101 is fitted into the notch 201D, the ribs 101A and 101B are inserted into the engagement grooves 201E and 201F and engage with the engagement grooves 201E and 201F. As a result, the housing 101 is positioned with high precision and stably held in the notch 201D.
筐体１０１の内部には、加速度センサ１１１およびジャイロセンサ１１２が設けられている。これにより、生体情報検出装置１００は、装着者の頭部における加速度および角速度を検出することができる。また、筐体１０１の下側には、左ノーズパッド１０２および右ノーズパッド１０３が取り付けられている。左ノーズパッド１０２および右ノーズパッド１０３は、装着者の鼻の表面に当接することにより、アイウェア２００を支持する。左ノーズパッド１０２および右ノーズパッド１０３の各々の表面（装着者の鼻との接触面）には、電極１０４および電極１０５が設けられている。また、筐体１０１における装着者の眉間との接触面には、電極１０６が設けられている。電極１０４，１０５，１０６は、眼電位センサ１１３として機能し、装着者の眼電位を検出することができる。 An acceleration sensor 111 and a gyro sensor 112 are provided inside the housing 101. Thereby, the biological information detection apparatus 100 can detect the acceleration and angular velocity in the head of the wearer. A left nose pad 102 and a right nose pad 103 are attached to the lower side of the housing 101. The left nose pad 102 and the right nose pad 103 support the eyewear 200 by coming into contact with the surface of the wearer's nose. An electrode 104 and an electrode 105 are provided on the surface of each of the left nose pad 102 and the right nose pad 103 (contact surface with the wearer's nose). An electrode 106 is provided on a contact surface of the housing 101 with the wearer's eyebrow. The electrodes 104, 105, and 106 function as an electrooculogram sensor 113 and can detect the electrooculogram of the wearer.
クレードル３００は、生体情報検出装置１００に着脱自在な装置である。クレードル３００は、図３に示すように、生体情報検出装置１００の筐体１０１に装着されることにより、生体情報検出装置１００と電気的に接続されて、生体情報検出装置１００を充電およびリセットすることができる。特に、クレードル３００は、生体情報検出装置１００がアイウェア２００のブリッジ２０１Ｃに装着された状態のまま、生体情報検出装置１００に装着できるように、筐体１０１の後部に取り付け可能となっている。 The cradle 300 is a device that is detachable from the biological information detection device 100. As shown in FIG. 3, the cradle 300 is attached to the housing 101 of the biological information detection device 100, thereby being electrically connected to the biological information detection device 100 to charge and reset the biological information detection device 100. be able to. In particular, the cradle 300 can be attached to the rear portion of the housing 101 so that the biological information detection apparatus 100 can be attached to the biological information detection apparatus 100 while being attached to the bridge 201C of the eyewear 200.
（生体情報検出装置１００のハードウェア構成）
図５は、一実施形態に係る生体情報検出装置１００のハードウェア構成を示す図である。図５に示すように、生体情報検出装置１００は、加速度センサ１１１、ジャイロセンサ１１２、眼電位センサ１１３、処理回路１１４、メモリ１１５、通信モジュール１１６、バッテリ１１７、および接続端子１１８を備える。
(Hardware configuration of biological information detection apparatus 100)
FIG. 5 is a diagram illustrating a hardware configuration of the biological information detection apparatus 100 according to an embodiment. As shown in FIG. 5, the biological information detection apparatus 100 includes an acceleration sensor 111, a gyro sensor 112, an electrooculogram sensor 113, a processing circuit 114, a memory 115, a communication module 116, a battery 117, and a connection terminal 118.
これらの各ハードウェアは、筐体１０１に一体的に設けられてモジュール化されている。例えば、加速度センサ１１１、ジャイロセンサ１１２、処理回路１１４、メモリ１１５、通信モジュール１１６、およびバッテリ１１７は、筐体１０１の内部に設けられた基板上に設けられる。また、眼電位センサ１１３（電極１０４，１０５，１０６）は、図３に示すように、筐体１０１の表面、および、筐体１０１に取り付けられたノーズパッドの表面に設けられる。また、接続端子１１８は、筐体１０１の内部に設けられた基板上に設けられ、且つ、その一部（接続部分）が筐体１０１の底面から露出する。 Each piece of hardware is integrated with the housing 101 and modularized. For example, the acceleration sensor 111, the gyro sensor 112, the processing circuit 114, the memory 115, the communication module 116, and the battery 117 are provided on a substrate provided in the housing 101. Further, as shown in FIG. 3, the electrooculogram sensor 113 (electrodes 104, 105, 106) is provided on the surface of the housing 101 and the surface of the nose pad attached to the housing 101. In addition, the connection terminal 118 is provided on a substrate provided inside the housing 101, and a part (connection portion) of the connection terminal 118 is exposed from the bottom surface of the housing 101.
加速度センサ１１１は、予め定義された３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の各々について、生体情報検出装置１００（すなわち、アイウェア２００の装着者の頭部）に生じる加速度を検知して、当該加速度を示す加速度データを出力する。加速度センサ１１１から出力された加速度データは、処理回路１１４へ供給される。加速度センサ１１１としては、例えば、ひずみゲージ型加速度センサ、ピエゾ抵抗型加速度センサ、圧電型加速度センサ等を用いることができる。 The acceleration sensor 111 detects acceleration generated in the biological information detection apparatus 100 (that is, the head of the wearer of the eyewear 200) for each of the three predefined axes (X axis, Y axis, and Z axis). The acceleration data indicating the acceleration is output. The acceleration data output from the acceleration sensor 111 is supplied to the processing circuit 114. As the acceleration sensor 111, for example, a strain gauge type acceleration sensor, a piezoresistive type acceleration sensor, a piezoelectric type acceleration sensor, or the like can be used.
ジャイロセンサ１１２は、予め定義された３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の各々について、生体情報検出装置１００（すなわち、アイウェア２００の装着者の頭部）に生じる角速度を検知して、当該角速度を示す角速度データを出力する。ジャイロセンサ１１２から出力された角速度データは、処理回路１１４へ供給される。ジャイロセンサ１１２としては、例えば、振動式ジャイロセンサ、静電容量式ジャイロセンサ等を用いることができる。 The gyro sensor 112 detects an angular velocity generated in the biological information detection apparatus 100 (that is, the head of the wearer of the eyewear 200) for each of the three predefined axes (X axis, Y axis, and Z axis). The angular velocity data indicating the angular velocity is output. Angular velocity data output from the gyro sensor 112 is supplied to the processing circuit 114. As the gyro sensor 112, for example, a vibration type gyro sensor, a capacitance type gyro sensor, or the like can be used.
眼電位センサ１１３は、筐体１０１に取り付けられた３つの電極１０４，１０５，１０６により、装着者の眼球における角膜側の電位と網膜側の電位との電位差による電圧値を「眼電位」として検知して、当該眼電位を示す眼電位データを出力する。眼電位センサ１１３から出力された眼電位データは、処理回路１１４へ供給される。 The electrooculogram sensor 113 detects the voltage value based on the potential difference between the corneal potential and the retinal potential in the wearer's eyeball as “ocular potential” by the three electrodes 104, 105, and 106 attached to the housing 101. Then, electrooculogram data indicating the electrooculogram is output. The electrooculogram data output from the electrooculogram sensor 113 is supplied to the processing circuit 114.
処理回路１１４は、「処理手段」の一例である。処理回路１１４は、生体情報検出装置１００の各種機能を実現するための処理を行う。例えば、処理回路１１４は、各センサ（加速度センサ１１１、ジャイロセンサ１１２、および眼電位センサ１１３）から取得した各計測データ（加速度データ、角速度データ、および眼電位データ）を、メモリ１１５に蓄積したり、通信モジュール１１６を介して外部の情報処理装置（例えば、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、サーバ等）へ出力したりする。また、例えば、処理回路１１４は、各センサから取得した各計測データに基づいて、アイウェア２００の装着者の眼の動きを判定する。処理回路１１４としては、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）等を用いることができる。 The processing circuit 114 is an example of “processing means”. The processing circuit 114 performs processing for realizing various functions of the biological information detection apparatus 100. For example, the processing circuit 114 accumulates each measurement data (acceleration data, angular velocity data, and electrooculogram data) acquired from each sensor (the acceleration sensor 111, the gyro sensor 112, and the electrooculogram sensor 113) in the memory 115. Or output to an external information processing apparatus (for example, a smartphone, a personal computer, a server, etc.) via the communication module 116. Further, for example, the processing circuit 114 determines the eye movement of the wearer of the eyewear 200 based on each measurement data acquired from each sensor. As the processing circuit 114, for example, an IC (Integrated Circuit) or the like can be used.
メモリ１１５は、処理回路１１４の処理に用いられる各種データを記憶する。例えば、メモリ１１５は、処理回路１１４が各センサから取得した各計測データ（加速度データ、角速度データ、および眼電位データ）を記憶する。メモリ１１５としては、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を用いることができる。 The memory 115 stores various data used for the processing of the processing circuit 114. For example, the memory 115 stores each measurement data (acceleration data, angular velocity data, and electrooculogram data) acquired by the processing circuit 114 from each sensor. As the memory 115, for example, a RAM (Random Access Memory) or the like can be used.
通信モジュール１１６は、外部の情報処理装置との無線通信を行う。例えば、通信モジュール１１６は、外部の情報処理装置との通信接続、外部の情報処理装置に対するデータ送信等を制御する。本実施形態では、通信モジュール１１６による無線通信方式として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いている。但し、これに限らず、通信モジュール１１６による通信方式として、その他の無線通信方式（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）等）を用いるようにしてもよい。 The communication module 116 performs wireless communication with an external information processing apparatus. For example, the communication module 116 controls communication connection with an external information processing apparatus, data transmission to the external information processing apparatus, and the like. In the present embodiment, Bluetooth (registered trademark) is used as a wireless communication method by the communication module 116. However, the present invention is not limited to this, and other wireless communication methods (for example, Wi-Fi (registered trademark), NFC (Near Field Communication), etc.) may be used as a communication method by the communication module 116.
バッテリ１１７は、クレードル３００から供給された電力によって充電されることにより電力を蓄える。そして、バッテリ１１７は、生体情報検出装置１００の各部へ電力を供給する。本実施形態では、バッテリ１１７として、充電可能な二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池等）を用いている。 The battery 117 stores electric power by being charged with electric power supplied from the cradle 300. The battery 117 supplies power to each unit of the biological information detection apparatus 100. In the present embodiment, a rechargeable secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery, a lithium ion polymer secondary battery, a nickel hydride secondary battery, or the like) is used as the battery 117.
接続端子１１８は、クレードル３００が生体情報検出装置１００に装着されたとき、クレードル３００の接続端子３０５と電気的に接続される。これにより、接続端子１１８は、クレードル３００から供給された電力を受け取ることが可能となる。 The connection terminal 118 is electrically connected to the connection terminal 305 of the cradle 300 when the cradle 300 is mounted on the biological information detection apparatus 100. As a result, the connection terminal 118 can receive the power supplied from the cradle 300.
このように構成された生体情報検出装置１００は、アイウェア２００のブリッジ２０１Ｃに取り付けられることにより、アイウェア２００の装着者の頭部における加速度、角速度、および眼電位を、継続的に計測することができる。そして、生体情報検出装置１００は、各計測データ（加速度データ、角速度データ、および眼電位データ）を、メモリ１１５に蓄積したり、外部の情報処理装置との無線通信により、外部の情報処理装置へ出力したりすることができる。また、生体情報検出装置１００は、各計測データに基づいて、アイウェア２００の装着者の眼の動きを判定し、当該判定結果を外部の情報処理装置へ出力することもできる。 The biological information detection apparatus 100 configured in this way is continuously attached to the bridge 201C of the eyewear 200, thereby continuously measuring acceleration, angular velocity, and electrooculogram in the head of the wearer of the eyewear 200. Can do. Then, the biological information detection apparatus 100 accumulates each measurement data (acceleration data, angular velocity data, and electrooculogram data) in the memory 115 or wirelessly communicates with the external information processing apparatus. Can be output. The biological information detection apparatus 100 can also determine the movement of the eye of the wearer of the eyewear 200 based on each measurement data, and output the determination result to an external information processing apparatus.
なお、出力部１２６は、各計測データ（加速度データ、角速度データ、および眼電位データ）、および、アイウェア２００の装着者の眼の動きの判定結果を、リアルタイムで外部の情報処理装置へ出力してもよく、メモリ１１５に蓄積された各計測データおよび判定結果を、所定のタイミング（例えば、外部の情報処理装置と接続されたタイミング）でまとめて外部の情報処理装置へ出力するようにしてもよい。 The output unit 126 outputs each measurement data (acceleration data, angular velocity data, and electrooculogram data) and the determination result of the eye movement of the wearer of the eyewear 200 to an external information processing device in real time. Alternatively, each measurement data and determination result stored in the memory 115 may be output together to an external information processing apparatus at a predetermined timing (for example, timing connected to an external information processing apparatus). Good.
（クレードル３００のハードウェア構成）
図６は、一実施形態に係るクレードル３００のハードウェア構成を示す図である。図６に示すように、クレードル３００は、ＵＳＢコネクタ３０１、充電回路３０２、バッテリ３０３、給電回路３０４、接続端子３０５、リセットスイッチ３０６、およびリセット信号出力回路３０７を備える。
(Hardware configuration of cradle 300)
FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration of the cradle 300 according to the embodiment. As illustrated in FIG. 6, the cradle 300 includes a USB connector 301, a charging circuit 302, a battery 303, a power feeding circuit 304, a connection terminal 305, a reset switch 306, and a reset signal output circuit 307.
ＵＳＢコネクタ３０１は、ＵＳＢケーブルが接続されることにより、当該ＵＳＢケーブルを介して、外部の給電装置と電気的に接続される。これにより、ＵＳＢコネクタ３０１は、外部の給電装置から供給された電力を受け取ることが可能となる。 The USB connector 301 is electrically connected to an external power supply device via the USB cable when the USB cable is connected. As a result, the USB connector 301 can receive the power supplied from the external power supply apparatus.
充電回路３０２は、外部の給電装置からＵＳＢコネクタ３０１を介して供給された電力を用いて、バッテリ３０３を充電する。 The charging circuit 302 charges the battery 303 using the power supplied from the external power supply device via the USB connector 301.
バッテリ３０３は、充電回路３０２によって充電されることにより電力を蓄える。そして、バッテリ３０３は、給電回路３０４へ電力を供給する。本実施形態では、バッテリ３０３として、充電可能な二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池等）を用いている。 The battery 303 stores power by being charged by the charging circuit 302. The battery 303 supplies power to the power feeding circuit 304. In the present embodiment, a rechargeable secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery, a lithium ion polymer secondary battery, a nickel hydride secondary battery, or the like) is used as the battery 303.
給電回路３０４は、バッテリ３０３から供給された電力を、接続端子３０５を介して、生体情報検出装置１００へ給電することにより、生体情報検出装置１００が備えるバッテリ１１７を充電する。 The power supply circuit 304 charges the battery 117 included in the biological information detection apparatus 100 by supplying the electric power supplied from the battery 303 to the biological information detection apparatus 100 via the connection terminal 305.
接続端子３０５は、クレードル３００が生体情報検出装置１００に装着されたとき、生体情報検出装置１００の接続端子１１８と電気的に接続される。これにより、接続端子３０５は、給電回路３０４からの電力を、生体情報検出装置１００へ送出することが可能となる。 The connection terminal 305 is electrically connected to the connection terminal 118 of the biological information detection device 100 when the cradle 300 is mounted on the biological information detection device 100. Thereby, the connection terminal 305 can transmit the power from the power feeding circuit 304 to the biological information detection apparatus 100.
リセットスイッチ３０６は、その一部がクレードル３００の筐体３１０から露出して設けられており、ユーザによる押下操作可能なスイッチである。リセット信号出力回路３０７は、リセットスイッチ３０６が押下されると、接続端子３０５を介して、生体情報検出装置１００をリセットするためのリセット信号を、生体情報検出装置１００へ送信する。 A part of the reset switch 306 is provided so as to be exposed from the housing 310 of the cradle 300 and can be pressed by the user. When the reset switch 306 is pressed, the reset signal output circuit 307 transmits a reset signal for resetting the biological information detection device 100 to the biological information detection device 100 via the connection terminal 305.
（生体情報検出装置１００およびクレードル３００の電気的接続構成）
図７は、一実施形態に係る生体情報検出装置１００およびクレードル３００の底面側からの外観斜視図である。図８は、一実施形態に係る生体情報検出装置１００およびクレードル３００の上面側からの外観斜視図である。
(Electrical connection configuration of biological information detection apparatus 100 and cradle 300)
FIG. 7 is an external perspective view of the biological information detecting apparatus 100 and the cradle 300 according to an embodiment from the bottom surface side. FIG. 8 is an external perspective view of the biological information detecting apparatus 100 and the cradle 300 according to an embodiment from the upper surface side.
図７に示すように、生体情報検出装置１００の筐体１０１の底面には、２つの接続端子１１８が露出して設けられている。 As shown in FIG. 7, two connection terminals 118 are exposed on the bottom surface of the housing 101 of the biological information detection apparatus 100.
一方、図７および図８に示すように、クレードル３００の筐体３１０は、下側で前方に突出した先端部３１０Ａと、上側で前方に突出したクリップ３１１とを有しており、先端部３１０Ａとクリップ３１１とにより、生体情報検出装置１００が備える筐体１０１の後部を上下から挟持できるようになっている。 On the other hand, as shown in FIGS. 7 and 8, the housing 310 of the cradle 300 has a tip portion 310A protruding forward on the lower side and a clip 311 protruding forward on the upper side, and the tip portion 310A. With the clip 311, the rear part of the housing 101 included in the biological information detection apparatus 100 can be sandwiched from above and below.
図８に示すように、先端部３１０Ａの上面には、２つの接続端子３０５が上方に突出して設けられている。図３に示すように、生体情報検出装置１００にクレードル３００が装着されたとき、生体情報検出装置１００に設けられた２つの接続端子１１８の各々が、クレードル３００に設けられた２つの接続端子３０５の各々と接触して、電気的に接続される。これにより、クレードル３００から生体情報検出装置１００へ電力が供給されて、生体情報検出装置１００のバッテリ１１７が充電されることとなる。また、クレードル３００から生体情報検出装置１００へリセット信号の送信が可能となり、クレードル３００のリセットスイッチ３０６を押下することにより、生体情報検出装置１００をリセットすることが可能となる。 As shown in FIG. 8, two connection terminals 305 project upward from the upper surface of the tip portion 310A. As shown in FIG. 3, when the cradle 300 is mounted on the biological information detection apparatus 100, each of the two connection terminals 118 provided on the biological information detection apparatus 100 is replaced with two connection terminals 305 provided on the cradle 300. In contact with each other and electrically connected. As a result, power is supplied from the cradle 300 to the biological information detecting device 100, and the battery 117 of the biological information detecting device 100 is charged. In addition, a reset signal can be transmitted from the cradle 300 to the biological information detection apparatus 100, and the biological information detection apparatus 100 can be reset by pressing the reset switch 306 of the cradle 300.
なお、生体情報検出装置１００の筐体１０１は、防水構造を有している。特に、筐体１０１は、接続端子１１８のみが露出しており、スイッチ、コネクタ等のその他の部品が露出していないため、比較的高い防水性能を有するものとなっている。 Note that the housing 101 of the biological information detection apparatus 100 has a waterproof structure. In particular, the housing 101 has a relatively high waterproof performance because only the connection terminal 118 is exposed and other components such as a switch and a connector are not exposed.
（処理回路１１４の機能構成）
図９は、一実施形態に係る処理回路１１４の機能構成を示す図である。図９に示すように、処理回路１１４は、加速度取得部１２１、角速度取得部１２２、眼電位取得部１２３、蓄積部１２４、動き判定部１２５、出力部１２６、リセット信号受信部１２７、およびリセット部１２８を備える。
(Functional configuration of processing circuit 114)
FIG. 9 is a diagram illustrating a functional configuration of the processing circuit 114 according to the embodiment. As illustrated in FIG. 9, the processing circuit 114 includes an acceleration acquisition unit 121, an angular velocity acquisition unit 122, an electrooculogram acquisition unit 123, a storage unit 124, a motion determination unit 125, an output unit 126, a reset signal reception unit 127, and a reset unit. 128.
加速度取得部１２１は、加速度センサ１１１から出力された加速度データを取得する。具体的には、加速度取得部１２１は、加速度センサ１１１から出力された、３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の各々の加速度データを取得する。 The acceleration acquisition unit 121 acquires acceleration data output from the acceleration sensor 111. Specifically, the acceleration acquisition unit 121 acquires acceleration data for each of the three axes (X axis, Y axis, and Z axis) output from the acceleration sensor 111.
角速度取得部１２２は、ジャイロセンサ１１２から出力された角速度データを取得する。具体的には、角速度取得部１２２は、ジャイロセンサ１１２から出力された、３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の各々の角速度データを取得する。 The angular velocity acquisition unit 122 acquires angular velocity data output from the gyro sensor 112. Specifically, the angular velocity acquisition unit 122 acquires the angular velocity data of each of the three axes (X axis, Y axis, Z axis) output from the gyro sensor 112.
眼電位取得部１２３は、眼電位センサ１１３から出力された眼電位データを取得する。具体的には、眼電位取得部１２３は、眼電位センサ１１３が有する３つの電極１０４，１０５，１０６から出力された、アイウェア２００の装着者の眼電位を示す電圧値を、眼電位データとして取得する。 The electrooculogram acquisition unit 123 acquires electrooculogram data output from the electrooculogram sensor 113. Specifically, the electrooculogram acquisition unit 123 uses the voltage value indicating the electrooculogram of the wearer of the eyewear 200 output from the three electrodes 104, 105, and 106 included in the electrooculogram sensor 113 as electrooculogram data. get.
蓄積部１２４は、加速度取得部１２１によって取得された加速度データ、角速度取得部１２２によって取得された角速度データ、および、眼電位取得部１２３によって取得された眼電位データをメモリ１１５に蓄積する。 The accumulation unit 124 accumulates the acceleration data acquired by the acceleration acquisition unit 121, the angular velocity data acquired by the angular velocity acquisition unit 122, and the electrooculogram data acquired by the electrooculogram acquisition unit 123 in the memory 115.
動き判定部１２５は、蓄積部１２４に蓄積された各計測データ（加速度データ、角速度データ、および眼電位データ）に基づいて、アイウェア２００の装着者の眼の動きを判定する。例えば、動き判定部１２５は、蓄積部１２４に蓄積された眼電位データに基づいて、公知の技術（例えば、ＥＯＧ（Electro-Oculography）法）を用いて、アイウェア２００の装着者のまばたきおよび視線方向を判定する。眼電位データにおける電圧値は、視線方向によって変化し、且つまばたきによっても変化する。したがって、例えば、電圧値に基づく視線方向毎の判定パターンと、電圧値に基づくまばたきの判定パターンとを、予めメモリ１１５に記憶させておく。これにより、動き判定部１２５は、各判定パターンと、計測された眼電位データが示す電圧値とに基づいて、アイウェア２００の装着者のまばたきおよび視線方向を判定することができる。なお、眼電位データにノイズが重畳することにより、動き判定部１２５による判定結果の精度が低下する虞がある。そこで、動き判定部１２５は、蓄積部１２４に蓄積された加速度データおよび角速度データでの少なくともいずれか一方をさらに用いて、装着者の眼の動きの判定を行うことにより、判定結果の精度をより高めるようにしてもよい。 The movement determination unit 125 determines the movement of the eye of the wearer of the eyewear 200 based on each measurement data (acceleration data, angular velocity data, and electrooculogram data) accumulated in the accumulation unit 124. For example, the motion determination unit 125 blinks and looks at the wearer of the eyewear 200 using a known technique (for example, EOG (Electro-Oculography) method) based on the electrooculogram data accumulated in the accumulation unit 124. Determine the direction. The voltage value in the electrooculogram data varies depending on the line-of-sight direction and also varies depending on blinking. Therefore, for example, the determination pattern for each line-of-sight direction based on the voltage value and the determination pattern for blinking based on the voltage value are stored in the memory 115 in advance. Thereby, the motion determination unit 125 can determine the blink and the line-of-sight direction of the wearer of the eyewear 200 based on each determination pattern and the voltage value indicated by the measured electrooculogram data. In addition, there is a possibility that the accuracy of the determination result by the motion determination unit 125 may be reduced due to the noise superimposed on the electrooculogram data. Therefore, the motion determination unit 125 further determines at least one of the acceleration data and the angular velocity data stored in the storage unit 124 to determine the eye movement of the wearer, thereby further improving the accuracy of the determination result. You may make it raise.
出力部１２６は、メモリ１１５に蓄積された各計測データ（加速度データ、角速度データ、および眼電位データ）を、通信モジュール１１６を介して外部の情報処理装置へ出力する。また、出力部１２６は、動き判定部１２５によるアイウェア２００の装着者の眼の動きの判定結果を、通信モジュール１１６を介して外部の情報処理装置へ出力する。 The output unit 126 outputs each measurement data (acceleration data, angular velocity data, and electrooculogram data) accumulated in the memory 115 to an external information processing apparatus via the communication module 116. In addition, the output unit 126 outputs the determination result of the eye movement of the wearer of the eyewear 200 by the movement determination unit 125 to an external information processing apparatus via the communication module 116.
リセット信号受信部１２７は、クレードル３００から送信されたリセット信号を受信する。リセット部１２８は、リセット信号受信部１２７がリセット信号を受信すると、生体情報検出装置１００をリセット（再起動）する。 The reset signal receiving unit 127 receives the reset signal transmitted from the cradle 300. The reset unit 128 resets (restarts) the biological information detection apparatus 100 when the reset signal receiving unit 127 receives the reset signal.
なお、上記した処理回路１１４の各機能は、例えば、処理回路１１４において、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。このプログラムは、予め生体情報検出装置１００に導入された状態で生体情報検出装置１００とともに提供されてもよく、外部から提供されて生体情報検出装置１００に導入されるようにしてもよい。後者の場合、このプログラムは、外部記憶媒体（例えば、ＵＳＢメモリ、メモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ等）によって提供されてもよく、ネットワーク（例えば、インターネット等）上のサーバからダウンロードすることによって提供されるようにしてもよい。 Each function of the processing circuit 114 described above is realized, for example, when the processor executes a program stored in the memory in the processing circuit 114. This program may be provided together with the biological information detection device 100 in a state of being previously introduced into the biological information detection device 100, or may be provided from the outside and introduced into the biological information detection device 100. In the latter case, this program may be provided by an external storage medium (for example, a USB memory, a memory card, a CD-ROM, etc.), or provided by downloading from a server on a network (for example, the Internet). You may do it.
以上説明したように、本実施形態の生体情報検出装置１００は、複数の構成部品（各センサ、処理回路１１４、メモリ１１５、通信モジュール１１６、バッテリ１１７等）が筐体１０１に一体的に設けられてモジュール化されており、且つ、筐体１０１をアイウェア２００のブリッジ２０１Ｃに取り付け可能である。これにより、本実施形態の生体情報検出装置１００は、筐体１０１をアイウェア２００のブリッジ２０１Ｃに取り付けるだけで、複数の構成部品を一括してアイウェア２００に設けることができる。したがって、本実施形態の生体情報検出装置１００によれば、生体情報検出機能を実現するために必要な複数の構成部品を、アイウェア２００に容易に設けることができる。 As described above, the biological information detection apparatus 100 according to the present embodiment includes a plurality of components (each sensor, the processing circuit 114, the memory 115, the communication module 116, the battery 117, and the like) integrally provided in the housing 101. The casing 101 can be attached to the bridge 201C of the eyewear 200. Thereby, the biological information detection apparatus 100 of this embodiment can provide a plurality of components in the eyewear 200 in a lump by simply attaching the housing 101 to the bridge 201C of the eyewear 200. Therefore, according to the biological information detection apparatus 100 of this embodiment, the eyewear 200 can be easily provided with a plurality of components necessary for realizing the biological information detection function.
また、本実施形態の生体情報検出装置１００は、アイウェア２００のブリッジ２０１Ｃに形成された切欠き部２０１Ｄに対し、筐体１０１を嵌め込むだけで、アイウェア２００に容易に取り付けることができる。このため、本実施形態の生体情報検出装置１００によれば、同様の切欠き部を有する、複数のアイウェアの各々に対して、容易に取り付けることができる。また、アイウェアを交換する際も、新たなアイウェアに容易に取り付けることができる。 In addition, the biological information detection apparatus 100 of the present embodiment can be easily attached to the eyewear 200 simply by fitting the housing 101 into the notch 201D formed in the bridge 201C of the eyewear 200. For this reason, according to the biological information detection apparatus 100 of this embodiment, it can attach easily with respect to each of several eyewear which has the same notch part. In addition, when replacing eyewear, it can be easily attached to new eyewear.
また、本実施形態の生体情報検出装置１００は、複数のセンサ（眼電位センサ、加速度センサ、およびジャイロセンサ）を、筐体１０１に一体的に設けたため、各計測データ（眼電位、加速度、角速度）を同じ位置（装着者の頭部の眉間近傍）で計測することができる。これにより、本実施形態の生体情報検出装置１００は、各計測データ間において、測定位置に起因する計測精度のばらつきを抑制することができる。したがって、本実施形態の生体情報検出装置１００によれば、装着者の眼、頭部等の動きを高精度に判定することが可能な、各計測データを得ることができる。 In addition, since the biological information detection apparatus 100 according to the present embodiment includes a plurality of sensors (an electrooculogram sensor, an acceleration sensor, and a gyro sensor) that are integrally provided in the housing 101, each measurement data (ocular potential, acceleration, angular velocity) is provided. ) Can be measured at the same position (near the eyebrows of the wearer's head). Thereby, the biological information detection apparatus 100 of this embodiment can suppress the dispersion | variation in the measurement precision resulting from a measurement position between each measurement data. Therefore, according to the biological information detection apparatus 100 of the present embodiment, it is possible to obtain each measurement data that can determine the movement of the wearer's eyes, head, etc. with high accuracy.
また、本実施形態の生体情報検出装置１００は、複数の構成部品を筐体１０１に一体的に設けたため、筐体１０１からＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等の配線部材を引き出す必要が無く、よって、筐体１０１の防水性を高めることができる。また、本実施形態の生体情報検出装置１００は、アイウェア２００のフレーム２０１内にＦＰＣ等の配線部材を別途設ける必要が無いため、アイウェア２００および生体情報検出装置１００の各々の製造コストを抑制することができるうえ、配線部材がフレーム２０１内で断線する等の不具合が生じる虞がなく、よって、アイウェア２００および生体情報検出装置１００の各々の製品の信頼性を高めることができる。 In addition, since the biological information detection apparatus 100 according to the present embodiment has a plurality of components integrally provided in the housing 101, there is no need to draw out a wiring member such as an FPC (Flexible Printed Circuits) from the housing 101. The waterproofness of the housing 101 can be improved. Moreover, since the biological information detection apparatus 100 of this embodiment does not need to provide wiring members, such as FPC, separately in the frame 201 of the eyewear 200, the manufacturing cost of each of the eyewear 200 and the biological information detection apparatus 100 is suppressed. In addition, there is no risk that the wiring member is disconnected in the frame 201, and thus the reliability of each product of the eyewear 200 and the biological information detecting device 100 can be improved.
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの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本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications or changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
例えば、上記実施形態では、生体情報検出装置１００の動き判定部１２５によって、アイウェア２００の装着者の眼の動きを判定するようにしているが、これに限らず、動き判定部１２５によって、その他の動き（例えば、頭部の動き等）を判定するようにしてもよい。また、動き判定部１２５の代わりに、外部の情報処理装置によって、アイウェア２００の装着者の眼の動きを判定するようにしてもよい。 For example, in the embodiment described above, the movement determination unit 125 of the biological information detection apparatus 100 determines the movement of the eye of the wearer of the eyewear 200. The movement (for example, the movement of the head) may be determined. Further, instead of the movement determination unit 125, the movement of the eye of the wearer of the eyewear 200 may be determined by an external information processing apparatus.
また、上記実施形態では、生体情報を検出する検出手段の一例として、加速度センサ１１１、ジャイロセンサ１１２、および眼電位センサ１１３を筐体１０１に一体的に設けるようにしているが、これに限らない。例えば、加速度センサ１１１またはジャイロセンサ１１２を設けない構成としてもよい。また、例えば、生体情報を検出可能な他のセンサ（例えば、赤外線センサ等）を筐体１０１に一体的に設ける構成としてもよい。 In the above embodiment, the acceleration sensor 111, the gyro sensor 112, and the electrooculogram sensor 113 are integrally provided in the housing 101 as an example of a detection unit that detects biological information. However, the present invention is not limited thereto. . For example, the acceleration sensor 111 or the gyro sensor 112 may not be provided. Further, for example, another sensor (for example, an infrared sensor or the like) that can detect biological information may be integrally provided in the housing 101.
また、上記実施形態では、生体情報検出装置１００をアイウェア２００のブリッジ２０１Ｃに取り付けるための取り付け構造の一例として、筐体１０１を切欠き部２０１Ｄに嵌め込む構成を用いているが、これに限らない。例えば、ネジ、両面テープ、磁石等の固定手段により、筐体１０１をブリッジ２０１Ｃに取り付ける構成を用いてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the structure which fits the housing | casing 101 in the notch part 201D is used as an example of the attachment structure for attaching the biometric information detection apparatus 100 to the bridge | bridging 201C of the eyewear 200, it is not restricted to this. Absent. For example, you may use the structure which attaches the housing | casing 101 to the bridge | bridging 201C by fixing means, such as a screw, a double-sided tape, and a magnet.
１０ アイウェアシステム
１００ 生体情報検出装置
１０１ 筐体
１１１ 加速度センサ
１１２ ジャイロセンサ
１１３ 眼電位センサ
１１４ 処理回路（処理手段）
１１５ メモリ
１１６ 通信モジュール（通信手段）
１１７ バッテリ
１１８ 接続端子
１２１ 加速度取得部
１２２ 角速度取得部
１２３ 眼電位取得部
１２４ 蓄積部
１２５ 動き判定部
１２６ 出力部
１２７ リセット信号受信部
１２８ リセット部
２００ アイウェア
２０１ フレーム
２０１Ｃ ブリッジ
２０１Ｄ 切欠き部
３００ クレードル
３０６ リセットスイッチ
３０７ リセット信号出力回路（リセット信号出力手段）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Eyewear system 100 Living body information detection apparatus 101 Case 111 Acceleration sensor 112 Gyro sensor 113 Electrooculogram sensor 114 Processing circuit (processing means)
115 Memory 116 Communication Module (Communication Means)
117 battery 118 connection terminal 121 acceleration acquisition unit 122 angular velocity acquisition unit 123 electrooculogram acquisition unit 124 accumulation unit 125 motion determination unit 126 output unit 127 reset signal reception unit 128 reset unit 200 eyewear 201 frame 201C bridge 201D notch unit 300 cradle 306 Reset switch 307 Reset signal output circuit (reset signal output means)
Claims (9)
加速度を検出する加速度センサと、
角速度を検出するジャイロセンサと、
前記眼電位、前記加速度、および前記角速度を用いた処理を行う処理手段と、
外部との通信を行う通信手段と、
電力を供給するバッテリと、
前記眼電位センサ、前記加速度センサ、前記ジャイロセンサ、前記処理手段、前記通信手段、および前記バッテリが一体的に設けられ、アイウェアが備えるフレームのブリッジに取り付け可能な筐体と
を備えることを特徴とする生体情報検出装置。 An electrooculogram sensor for detecting electrooculogram;
An acceleration sensor for detecting acceleration;
A gyro sensor that detects angular velocity;
Processing means for performing processing using the electrooculogram, the acceleration, and the angular velocity;
A communication means for communicating with the outside;
A battery for supplying power;
The electrooculogram sensor, the acceleration sensor, the gyro sensor, the processing unit, the communication unit, and the battery are integrally provided, and a housing that can be attached to a bridge of a frame included in the eyewear. A biological information detection apparatus.
前記眼電位センサは、
前記ノーズパッドに設けられた電極と、前記筐体における前記アイウェアの装着者の眉間との接触面に設けられた電極とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の生体情報検出装置。 A nose pad provided integrally with the housing;
The electrooculogram sensor is
The living body information detecting apparatus according to claim 1, further comprising: an electrode provided on the nose pad; and an electrode provided on a contact surface between the eyebrow of the eyewear wearer in the housing.
ことを特徴とする請求項１または２に記載の生体情報検出装置。 The said processing means has a movement determination part which determines the movement of the eye of the eyewear wearer based on the electrooculogram detected by the electrooculogram sensor. Biological information detection device.
ことを特徴とする請求項３に記載の生体情報検出装置。 The biological information detection device according to claim 3, wherein the movement determination unit determines blinking of the wearer.
ことを特徴とする請求項３または４に記載の生体情報検出装置。 The biological information detection apparatus according to claim 3, wherein the movement determination unit determines a gaze direction of the wearer.
を備えることを特徴とするアイウェア。 An eyewear comprising the biological information detecting device according to any one of claims 1 to 5.
前記生体情報検出装置に着脱自在であり、且つ、前記生体情報検出装置に装着されることにより、前記バッテリを充電するクレードルと
を備えることを特徴とするアイウェアシステム。 The biological information detection apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An eyewear system comprising: a cradle that is detachably attached to the biological information detection device and that charges the battery by being attached to the biological information detection device.
前記生体情報検出装置が前記ブリッジに装着された状態において、前記生体情報検出装置に着脱自在である
ことを特徴とする請求項７に記載のアイウェアシステム。 The cradle is
The eyewear system according to claim 7, wherein the biological information detection device is detachable from the biological information detection device in a state where the biological information detection device is mounted on the bridge.
リセットスイッチと、
前記リセットスイッチが押下された場合、前記生体情報検出装置へリセット信号を出力するリセット信号出力手段と
を有する
ことを特徴とする請求項７または８に記載のアイウェアシステム。 The cradle is
A reset switch,
The eyewear system according to claim 7, further comprising: a reset signal output unit that outputs a reset signal to the biological information detection device when the reset switch is pressed.
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