JP5048397B2 - 生体情報測定システム及び生体情報受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、心拍や移動速度等の生体情報を測定する生体情報測定システム及び生体情報受信装置に関する。

従来から、被測定者の身体に装着され前記被測定者の心拍等の生体信号を検出して対応する生体情報信号を送信する生体情報送信装置と、前記生体情報信号を受信して対応する生体情報を出力する生体情報受信装置とを備えた生体情報測定システムが開発されている。
前記生体情報測定システムでは、電源として電池を使用するため、省電力化対策が施されている。

例えば、特許文献１には、胸や足等に装着し心拍や歩行等を検出する複数の送信装置と、前記送信装置からの信号を受信して心拍数や移動速度等を出力する腕時計型の受信装置とを備えた発明が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、胸や足等に装着した送信装置の電源を予め投入してから直ちに受信装置の受信を開始しないような使い方をするユーザの場合、各送信装置と受信装置の同期が完了するまでに長時間（例えば１分程度）の間、常時受信動作させる必要がある。したがって、消費電力が大きいという問題がある。

また、特許文献２には、心拍検出回路と心拍数演算回路と心拍間隔データ送信回路を備えた送信装置をチェストバンドによって人体の胸部に装着し、心拍計測機能付き腕時計の本体に内蔵した受信アンテナ及び受信回路により、前記送信装置から送信される心拍間隔データを受信して、前記腕時計に心拍数を表示するようにした発明が開示されている。

送信装置は数〜数十秒毎に一回間欠送信し、受信装置は送信信号の周期に同期して受信回路を間欠動作するため低消費化できる。
しかしながら、初期の状態で一回も受信していない状態では、受信回路は常時動作状態であり、最初の無線信号の受信ができないことは起こらない。

このように受信回路を常時動作状態にすると、例えば２．４ＧＨｚ帯等の通信を行う場合、受信装置の受信時電流が大きい（例えば１９ｍＡ）ため、一次電池等の電源（例えばコインリチウム電池）の内部抵抗による電圧降下が大きくなり、ユーザの使用可能時間が極端に短くなるという問題がある。

米国特許出願公開第２００６／０２４６８６９号明細書 ＷＯ９６／２９００５号公報

本発明は、受信開始時に低消費電力で同期をとることを課題としている。
また、本発明は、受信開始時に低消費電力で同期をとると共に、短時間で同期をとることを課題としている。

本発明によれば、生体信号を検出する検出手段と、前記生体信号に基づく生体情報信号を所定の送信周期で送信する送信手段とを有する複数の送信装置と、前記複数の送信装置からの生体情報信号を受信する受信手段と、同期モードにおいて前記受信手段の受信タイミングを前記各送信装置の送信周期に同期する受信周期に設定すると共に、測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記各送信装置から前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御する制御手段と、前記受信手段によって受信した前記生体情報信号に基づく生体情報を出力する出力手段とを有する受信装置とを備え、前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記送信装置からの生体情報信号を検出するまでは前記送信装置の送信周期とは異なる所定の受信周期で前記生体情報信号の間欠受信動作を行うことによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御することを特徴とする生体情報測定システムが提供される。
複数の送信装置側では、検出手段が生体信号を検出し、送信手段が前記生体信号に基づく生体情報信号を所定の送信周期で送信する。

受信装置側では、受信手段が前記複数の送信装置からの生体情報信号を受信し、制御手段が、同期モードにおいて前記受信手段の受信タイミングを前記各送信装置の送信周期に同期する受信周期に設定すると共に、測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記各送信装置から前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御する。このとき前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記送信装置からの生体情報信号を検出するまでは前記送信装置の送信周期とは異なる所定の受信周期で前記生体情報信号の間欠受信動作を行い、前記送信装置の送信タイミングを検出することによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御する。出力手段は、前記受信手段によって受信した前記生体情報信号に基づく生体情報を出力する。

ここで、前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記間欠受信動作における受信時間よりも長い長時間受信動作を行うことによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記長時間受信動作ではいずれかの前記送信装置と同期がとれない場合には前記間欠受信動作に移行して同期モードを継続し、前記長時間受信動作によって全ての前記送信装置との同期がとれた場合には前記間欠受信動作を行うことなく前記測定モードに移行するように前記受信手段を制御するように構成してもよい。

また、前記長時間受信動作は、所定時間連続して前記生体情報信号を受信する動作であるように構成してもよい。
また、前記受信装置は前記送信装置数を記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記同期モードにおいて前記記憶手段に記憶した送信装置数を参照して、所定時間内に前記全ての送信装置との同期がとれた時点で前記測定モードに移行し、前記所定時間内に前記いずれかの送信装置との同期がとれない場合には前記所定時間経過後に前記測定モードに移行するように前記受信手段を制御するように構成してもよい。

また、前記制御手段は、前記測定モードにおいて、同期がとれた前記生体情報送信装置からの生体情報信号を受信する場合、前記受信手段の受信期間は前記同期モードにおける受信期間よりも短くするように構成してもよい。
また、前記受信装置は、少なくとも前記受信手段に駆動電力を供給する一次電池を備えて成り、前記一次電池は、リチウム電池、酸化銀電池又はマンガン電池であるように構成してもよい。

また、前記各送信装置の送信手段は、同一周期で前記生体情報信号を送信するように構成してもよい。
また、前記各送信装置の検出手段が検出する生体信号は、被測定者の心拍信号、歩行信号、脈拍信号又は血圧信号であるように構成してもよい。

また、本発明によれば、複数の生体情報送信装置から所定の送信間隔で送信される生体情報信号を受信し、前記生体情報信号に基づく生体情報を出力する生体情報受信装置において、前記複数の生体情報送信装置からの生体情報信号を受信する受信手段と、同期モードにおいて前記受信手段の受信タイミングを前記各生体情報送信装置の送信周期に同期する受信周期に設定すると共に、測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記各生体情報送信装置から前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御する制御手段と、前記受信手段によって受信した前記生体情報信号に基づく生体情報を出力する出力手段とを備え、前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記生体情報送信装置からの生体情報信号を検出するまでは前記生体情報送信装置の送信周期とは異なる所定の受信周期で前記生体情報信号の間欠受信動作を行うことによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御することを特徴とする生体情報受信装置が提供される。

受信手段は、複数の生体情報送信装置からの生体情報信号を受信する。制御手段は、同期モードにおいて前記受信手段の受信タイミングを前記各生体情報送信装置の送信周期に同期する受信周期に設定すると共に、測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記各生体情報送信装置から前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御する。このとき前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記生体情報送信装置からの生体情報信号を検出するまでは前記生体情報送信装置の送信周期とは異なる所定の受信周期で前記生体情報信号の間欠受信動作を行い、前記生体情報送信装置の送信タイミングを検出することによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御する。出力手段は、前記受信手段によって受信した前記生体情報信号に基づく生体情報を出力する。

ここで、前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記間欠受信動作における受信時間よりも長い長時間受信動作を行うことによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記長時間受信動作ではいずれかの前記生体情報送信装置と同期がとれない場合には前記間欠受信動作に移行して同期モードを継続し、前記長時間受信動作によって全ての前記生体情報送信装置との同期がとれた場合には前記間欠受信動作を行うことなく前記測定モードに移行するように前記受信手段を制御するように構成してもよい。

また、前記長時間受信動作は、所定時間連続して前記生体情報信号を受信する動作であるように構成してもよい。
また、前記生体情報送信装置数を記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記同期モードにおいて前記記憶手段に記憶した生体情報送信装置数を参照して、所定時間内に前記全ての生体情報送信装置との同期がとれた時点で前記測定モードに移行し、前記所定時間内に前記いずれかの生体情報送信装置との同期がとれない場合には前記所定時間経過後に前記測定モードに移行するように前記受信手段を制御するように構成してもよい。

また、前記制御手段は、前記測定モードにおいて、同期がとれた前記生体情報送信装置からの生体情報信号を受信する場合、前記受信手段の受信期間は前記同期モードにおける受信期間よりも短くするように構成してもよい。
また、少なくとも前記受信手段に駆動電力を供給する一次電池を備えると共に、前記制御手段は前記受信手段が受信動作を行うときに前記一次電池から駆動電力を供給するようにして成り、前記一次電池は、リチウム電池、酸化銀電池又はマンガン電池であるように構成してもよい。

また、前記各生体情報送信装置からの生体情報信号は、同一周期で送信されるように構成してもよい。
また、前記生体情報信号は、被測定者の心拍信号、歩行信号、脈拍信号又は血圧信号に基づく信号であるように構成してもよい。

本発明に係る生体情報測定システムによれば、受信開始時に低消費電力で同期をとることが可能になる。また、受信開始時に低消費電力で同期をとる共に、短時間で同期をとることが可能になる。
本発明に係る生体情報受信装置によれば、受信開始時に低消費電力で同期をとることが可能になる。また、受信開始時に低消費電力で同期をとる共に、短時間で同期をとることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係る生体情報測定システム及び生体情報受信装置について図面を用いて説明する。
図１、図２は、各々、本発明の実施の形態に係る生体情報測定システムに使用する生体情報受信装置、生体情報送信装置のブロック図であり、後述する各実施の形態に共通して使用するブロック図である。

本発明の実施の形態に係る生体情報システムは、測定対象となる生体信号が相互に異なる複数の生体情報送信装置と、前記各生体情報送信装置から生体情報信号を受信して、これに基づく生体情報を出力する１つの生体情報受信装置とによって構成されるシステムである。
各生体情報送信装置が検出する生体信号としては、例えば、心拍信号、歩行時や走行時に発生する歩行信号、脈拍信号、血圧信号等があり、各生体情報送信装置はいずれか１つの生体信号を測定し、これに基づく生体情報信号を無線出力するように構成されている。図２には、１つの生体情報測定装置のみを示している。

図１において、生体情報受信装置は、生体情報送信装置からの生体情報信号を受信するアンテナ１０１、アンテナ１０１によって受信した生体情報信号をデジタル信号に変換して出力する受信回路１０２を備えている。
また、生体情報受信装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０３、所定周波数の信号を生成する発振回路１０４、発振回路１０４からの信号を分周して計時動作の基準となる時計信号を出力する分周回路１０５、ＣＰＵ１０３からの制御信号に基づいて受信回路１０２に駆動電力を間欠的に供給して又はそれよりも長い長時間供給して、受信回路１０２を間欠受信動作又は長時間受信動作に切り換える電源管理回路１０６、キースイッチ等によって構成された入力部１０７、ＣＰＵ１０３が実行するプログラムなどを記憶する読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０８、心拍数等の生体情報に関するデータや各生体情報送信装置固有の識別（ＩＤ）コード等を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０９、ＣＰＵ１０３からの表示制御信号に応答して表示部１１１を駆動する表示コントロール回路１１０、生体情報や時刻等を表示する表示部１１１を備えている。

ＲＡＭ１０９に記憶した生体情報送信装置の識別コードは、入力部１０７の操作によって変更することができるように構成されている。
また、生体情報受信装置は、少なくとも受信回路１０２に駆動電力を供給する一次電池を備えており、前記一次電池は、リチウム電池、酸化銀電池又はマンガン電池のいずれかであることが好ましい。電源管理回路１０６は、前記電池から受信回路１０２へ供給する駆動電力を制御することにより、受信回路１０２の間欠動作や長時間動作等の制御を行う。

尚、アンテナ１０１及び受信回路１０２は受信手段を構成し又、ＣＰＵ１０３、発振回路１０４及び分周回路１０５は計時手段を構成している。また、ＣＰＵ１０３は算出手段を構成し又、ＣＰＵ１０３及び電源管理回路１０６は制御手段を構成している。また、入力部１０７は入力手段を構成し、ＲＯＭ１０８及びＲＡＭ１０９は記憶手段を構成している。

一方、図２において、生体情報送信装置は、被測定者の心拍等の生体信号を検出するセンサ２０１、センサ２０１からの生体信号をデジタル信号に変換して出力する検出回路２０２を備えている。
また、生体情報送信装置は、センサ２０１からの生体信号に基づいて生体情報信号（例えば、生体信号が心拍信号の場合には単位時間当たりの心拍数）の生成などを行う中央処理装置（ＣＰＵ）２０３、所定周波数の信号を生成する発振回路２０４、発振回路２０４からの信号を分周して計時動作の基準となる時計信号を出力する分周回路２０５、キースイッチ等によって構成された入力部２０６、ＣＰＵ２０３が実行するプログラムや当該生体情報送信装置に固有の識別コード等を記憶する読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２０７、心拍信号等の生体信号に関するデータ等を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０８、生体信号に基づく生体情報信号をＣＰＵ２０３から受信して無線送信に適した信号に変換して出力する送信回路２０９、送信回路２０９からの生体情報信号を無線出力するアンテナ２１０を備えている。

本実施の形態に係る生体情報システムに使用する複数の生体情報送信装置は、測定対象とする生体信号に応じたセンサを使用するため、センサ及び該センサで検出した生体信号に対する処理が相互に相違するが、他の構成は同様である。
生体信号が心拍信号、歩行信号、脈拍信号、血圧信号の場合、生体情報信号は各々、心拍数、移動速度や歩数、脈拍数、血圧値である。
また、各生体情報送信装置の生体情報信号送信周期は、相互に同一であるが、生体情報受信装置が受信するタイミングは異なるように構成されている。

尚、センサ２０１及び検出回路２０２は検出手段を構成し又、ＣＰＵ２０３、発振回路２０４、分周回路２０５は計時手段を構成している。また、ＣＰＵ２０３、発振回路２０４、分周回路２０５、送信回路２０９及びアンテナ２１０は送信手段を構成している。また、入力部２０６は入力手段を構成し、ＲＯＭ２０７及びＲＡＭ２０８は記憶手段を構成している。

後述する各実施の形態では、複数の生体情報送信装置として、心拍測定用の生体情報送信装置Ａと速度測定用の生体情報送信装置Ｂを使用する例で説明している。
この場合、前記２つの生体情報送信装置Ａ、Ｂのセンサ２０１は、各々、心拍信号を検出して出力する心拍センサ、歩行（走行も含む）信号を検出して出力する歩行センサ（例えば、加速度センサ）が使用される。前記２つの生体情報送信装置Ａ、Ｂには各々異なる識別コードが予め付与され、生体情報送信装置Ａ、ＢのＲＯＭ２０７には各々自身の識別コードが予め記憶されている。生体情報送信装置Ａのセンサ２０１は被測定者の胸に直に当接するように装着され、生体情報送信装置Ｂのセンサ２０１は被測定者の足あるいは腰等に装着して使用される。

生体情報受信装置のＲＡＭ１０９には、該生体情報受信装置と１組セットにされた全ての生体情報送信装置Ａ、Ｂの数及び前記全ての生体情報送信装置Ａ、Ｂに付与された識別コードが予め記憶されている。生体情報受信装置は腕時計形に形成されており、手首に装着して使用される。

図３及び図４は、本発明の第１の実施の形態に係る生体情報測定システムに使用する生体情報受信装置の処理を示すフローチャートで、図３は生体情報送信装置の信号送信周期と生体情報受信装置の信号受信周期との同期をとる同期モードの処理を示し、図４は生体情報送信装置からの生体情報信号を生体情報受信装置によって受信して生体情報の出力を行う測定モードの処理を示している。これらの処理は、主としてＣＰＵ１０３がＲＯＭ１０８に記憶したプログラムをＲＡＭ１０９にロードして実行することによって行われる。

また、図５は、本発明の第１の実施の形態に係る生体情報測定システムのタイミング図である。システム構成として、心拍測定用の生体情報送信装置Ａ及び移動速度測定用の生体情報送信装置Ｂの２つの生体情報送信装置と、１つの生体情報受信装置とを使用するシステムを例示している。

以下、図１〜図５を用いて、本発明の第１の実施の形態に係る生体情報測定システム及び生体情報受信装置の動作を説明する。先ず、生体情報受信装置が、その受信周期を生体情報送信装置の送信周期に同期させる同期モードの処理を説明する。

先ず、生体情報送信装置Ａ、Ｂは各々被測定者の胸、腰に装着して、電源投入されることにより、または入力部２０６による送信開始操作に応答して、生体信号の検出動作や生体信号に基づく生体情報信号の送信動作等を開始し、生体情報受信装置は手首に装着して電源投入されることにより、または入力部１０７による受信開始操作に応答して生体情報信号の受信動作等を開始し、これにより生体情報送信装置Ａ、Ｂと生体情報受信装置との同期をとるための同期モードが開始する。

図２において、生体情報送信装置Ａは、被測定者の胸に装着して電源投入または入力部２０６による開始操作が行われると、センサ（この場合、心拍センサ）２０１が被測定者の生体信号である心拍信号を検出して検出回路２０２に出力する。検出回路２０２はセンサ２０１からの心拍信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ２０３に出力する。

ＣＰＵ２０３は、分周回路２０５からの時計信号に基づいて計時動作を行い、所定時間（例えば単位時間）毎に心拍信号を計数して心拍数を算出し、所定時間（例えば、１秒）毎に、ＲＯＭ２０７に記憶した自身の識別コードとともに前記心拍数を生体情報信号として出力する。送信回路２０９は、ＣＰＵ２０３からの生体情報信号を順次、図５（ａ）の区間Ａのタイミングで、アンテナ２１０を介して無線送信する。

生体情報送信装置Ｂは、被測定者の腰に装着して電源投入又は開始操作が行われると、センサ（この場合、歩行センサ）２０１が被測定者の生体信号である歩行信号を検出して検出回路２０２に出力する。検出回路２０２はセンサ２０１からの歩行信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ２０３に出力する。

ＣＰＵ２０３は、分周回路２０５からの時計信号に基づいて計時動作を行い、所定時間（例えば単位時間）毎に歩行信号に基づいて移動速度を算出し、生体情報送信装置Ａと同一周期で、ＲＯＭ２０７に記憶した自身の識別コードとともに前記移動速度を生体情報信号として出力する。送信回路２０９は、ＣＰＵ２０３からの生体情報信号を順次、図５（ｂ）の区間Ｂのタイミングで、アンテナ２１０を介して無線送信する。

一方、生体情報受信装置側では、その電源投入により、あるいは入力部１０７による開始操作に応答して、同期モードに入り、ＲＡＭ１０９に予め記憶した全ての生体情報送信装置と同期をとるための受信動作を開始する。
同期モードでは、図５（ｃ）に示すように、ＣＰＵ１０３は、電源管理回路１０６により電源から受信回路１０２に駆動電力を供給して受信動作を開始させ（ステップＳ３０１）、分周回路１０５からの時計信号に基づいて計時動作を行って、所定時間（例えば１分）の間、所定時間（例えば、０．７５秒間）周期で所定時間（例えば、２５０ミリ秒）ずつ間欠的に受信動作を行なわせる。

生体情報送信装置Ａ、Ｂからの生体情報信号は、アンテナ１０１及び受信回路１０２を介してデジタル信号としてＣＰＵ１０３に入力される。
ＣＰＵ１０３は、受信回路１０２からの信号に基づいて生体情報送信装置から生体情報信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ３０２）、生体情報信号を受信したと判断した場合には直ちに受信回路１０２をオフするための制御信号を電源管理回路１０６に出力して制御する（ステップＳ３０３）。電源制御回路１０６はＣＰＵ１０３からの制御信号に応答して、受信回路１０２への電源供給を直ちに遮断して受信回路１０２をオフにする。

次にＣＰＵ１０３は、受信した生体情報信号を処理（生体情報送信装置Ａからの生体情報信号の場合には心拍数の判別処理や識別コードの判別処理、生体情報送信装置Ｂからの生体情報信号の場合には移動速度の判別処理や識別コードの判別処理）した後（ステップＳ３０４）、ＲＡＭ１０９に記憶した全ての生体情報送信装置について生体情報の受信が完了したか否か、換言すれば、全ての生体情報送信装置との同期が完了したか否かを判断し（ステップＳ３０５）、全ての生体情報送信装置Ａ、Ｂとの同期が完了したと判断した場合には通常受信処理（測定モード）に移行する。

ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ３０５において、全ての生体情報送信装置Ａ、Ｂとの同期は完了していないと判断した場合には処理ステップＳ３０１に戻る。
以上のようにして、生体情報受信装置は、使用する全ての生体情報送信装置と低消費電力で同期をとることが可能になる。また、受信開始時に低消費電力で同期をとると共に、短時間で同期をとることが可能になる。

一方、ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ３０２において、生体情報信号を受信していないと判断した場合、所定のオン時間（受信期間であり、例えば２５０ミリ秒）が終了したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ３０６において、前記オン時間が終了していないと判断した場合には処理ステップＳ３０２に戻り、前記オン時間が終了したと判断した場合には、受信回路１０２をオフするように電源管理回路１０６に制御信号を出力する（ステップＳ３０７）。電源管理回路１０６は前記制御信号に応答して、電源から受信回路１０２への駆動電力供給を遮断し、受信回路１０２をオフにする。

次にＣＰＵ１０３は、所定のタイムアウト時間（例えば１分）が経過したか否かを判断し（ステップＳ３０８）、前記タイムアウト時間が経過していない場合、所定のオフ時間（例えば５００ミリ秒）経過したか否かを判断する（ステップＳ３０９）。所定のオフ時間が経過した後、処理ステップＳ３０１に戻る。
ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ３０８において、前記タイムアウト時間が経過したと判断した場合、少なくとも１つの生体情報送信装置を検出したか否かを判断する（ステップＳ３１０）。

ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ３１０において、少なくとも１つの生体情報送信装置を検出したと判断した場合には後述する通常受信処理（測定モード）に移行し、生体情報送信装置を全く検出していないと判断した場合には表示部１１１にエラー表示するように表示制御信号を出力する（ステップＳ３１１）。
表示コントロール回路１１０は、前記表示制御信号に応答して、表示部１１１がエラー表示するように駆動する。これにより、表示部１１１には、生体情報送信装置を検出できなかった旨のエラー表示がなされる。

以上のようにして、生体情報受信装置は、区間５０１において生体情報送信装置Ａと同期をとった後、直ちに生体情報送信装置Ａからの生体情報信号の受信動作を終了し、又、区間５０２において生体情報送信装置Ｂと同期をとった後、直ちに生体情報送信装置Ｂからの生体情報信号の受信動作を終了する。

同期確立後、ＣＰＵ１０３は、図４に示す測定モードにおいて、同期がとれた生体情報送信装置Ａ、Ｂからの生体情報信号を受信する場合、受信回路１０２の受信期間が同期モードにおける受信期間よりも短くなるように電源管理回路１０６を制御し、電源管理回路１０６はＣＰＵ１０３の前記制御に応答して、受信回路１０２の受信期間が同期モードにおける受信期間よりも短くなるように制御する。例えば、前記受信期間は、同期モードでは２５０ミリ秒、測定モードでは１．２ミリ秒である。これにより、測定モードにおける消費電力が低減される。尚、測定モードにおける生体情報受信装置の受信期間（１．２ミリ秒）は各生体情報送信装置の送信期間（１ミリ秒）よりも長く設定してあり、これにより受信を確実にしている。

図４において、測定モードの処理を説明すると、ＣＰＵ１０３は、分周回路１０５からの時計信号に基づいて計時動作を行って受信オン時刻（受信時刻）が到来したと判断した場合（ステップＳ４０１）、電源管理回路１０６により電源から受信回路１０２に駆動電力を供給して受信動作を開始する（ステップＳ４０２）。
生体情報送信装置Ａ、Ｂからの生体情報信号は、アンテナ１０１及び受信回路１０２を介してデジタル信号としてＣＰＵ１０３に入力される。

ＣＰＵ１０３は、受信回路１０２からの信号に基づいて生体情報送信装置から生体情報信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ４０３）、生体情報信号を受信したと判断した場合には受信回路１０２をオフするための制御信号を電源管理回路１０６に出力して制御する（ステップＳ４０４）。電源制御回路１０６はＣＰＵ１０３からの制御信号に応答して、受信回路１０２への電源供給を直ちに遮断して受信回路１０２をオフにする。

次にＣＰＵ１０３は、受信した生体情報信号を処理し（生体情報送信装置Ａからの生体情報信号の場合には心拍数の判別処理や識別コードの判別処理、生体情報送信装置Ｂからの生体情報信号の場合には移動速度の判別処理や識別コードの判別処理）（ステップＳ４０５）、当該データを表示部１１１に表示するように表示制御信号を出力した後（ステップＳ４０６）、処理ステップＳ４０１に戻る。

表示コントロール回路１１０は前記表示制御信号に応答して、表示部１１１を表示駆動する。これにより、表示部１１１には、前記生体情報に対応する生体情報（例えば、単位時間当たりの心拍数や移動速度）が表示される。このようにして、各生体情報送信装置Ａ、Ｂからの生体情報信号に基づく生体情報が表示部１１１に表示出力される。

一方、ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ４０３において、生体情報信号を受信していないと判断した場合、所定のオン時間（受信期間であり、例えば１．２ミリ秒）が終了したか否かを判断する（ステップＳ４０７）。ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ４０７において、前記オン時間が終了していないと判断した場合には処理ステップＳ４０３に戻り、前記オン時間が終了したと判断した場合には、受信回路１０２をオフするように電源管理回路１０６に制御信号を出力する（ステップＳ４０８）。電源管理回路１０６は前記制御信号に応答して、電源から受信回路１０２への駆動電力供給を遮断し、受信回路１０２をオフにする。

次にＣＰＵ１０３は、同一の生体情報送信装置（換言すれば、同一の識別コード）からの生体情報信号を所定回数（本実施の形態では３回）連続して受信できなかったと判断した場合（ステップＳ４０９）、当該生体情報送信装置との通信不調と判断して、図３の同期モード（同期処理）に移行する。これにより、通信不調に陥った場合、速やかに同期処理をやり直すことになる。

このようにして、生体情報受信装置は、使用する全ての生体情報送信装置と低消費電力で同期をとることが可能になる。
また、測定モードにおける受信回路１０２の受信期間は、同期モードにおけるそれに比べて短いため、生体情報信号受信時に低消費電力化可能である。
特に、電源としてリチウム電池等の一次電池を使用した場合、大きな電流が流れた場合には電源電圧が大きく低下して受信動作不良に陥る恐れがあるが、本実施の形態によればかかる事態の発生を防止することが可能になる。
また、片方向通信によって同期確立が可能であるため、双方向通信による同期に比べて構成が簡単である。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る生体情報測定システムに使用する生体情報受信装置の処理を示すフローチャートで、同期モード及び測定モードにおける処理を示している。これらの処理は、主としてＣＰＵ１０３がＲＯＭ１０８に記憶したプログラムをＲＡＭ１０９にロードして実行することによって行われる。

また、図７は、本発明の第２の実施の形態に係る生体情報測定システムのタイミング図である。システム構成として、前記第１の実施の形態と同様に、心拍測定用の生体情報送信装置Ａ及び移動速度測定用の生体情報送信装置Ｂの２つの生体情報送信装置と、１つの生体情報受信装置とを使用するシステムを例示している。

尚、図６及び図７において、図３〜図５と同一部分には同一符号を付している。
本第２の実施の形態では、同期モードにおいて、前記第１の実施の形態の同期処理の前に別の同期処理を付加している点で相違している。以下、前記第１の実施の形態と共通する点の説明は省略し、主に相違点について説明する。

図１、図２、図６、図７において、同期モードでは、ＣＰＵ１０３は、電源管理回路１０６により電源から受信回路１０２に駆動電力を供給して受信動作を開始させ（ステップＳ６０１）、生体情報送信装置Ａ、Ｂからの生体情報信号は、アンテナ１０１及び受信回路１０２を介してデジタル信号としてＣＰＵ１０３に入力される。

ＣＰＵ１０３は、受信回路１０２からの信号に基づいて生体情報送信装置から生体情報信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ６０２）。ＣＰＵ１０３は処理ステップＳ６０２において、生体情報信号を受信したと判断した場合には、受信した生体情報信号を処理（生体情報送信装置Ａからの生体情報信号の場合には心拍数の判別処理や識別コードの判別処理、生体情報送信装置Ｂからの生体情報信号の場合には移動速度の判別処理や識別コードの判別処理）した後（ステップＳ６０３）、ＲＡＭ１０９に記憶した全ての生体情報送信装置について生体情報信号の受信が完了したか否か、換言すれば、全ての生体情報送信装置との同期が完了したか否かを判断し（ステップＳ６０４）、全ての生体情報送信装置Ａ、Ｂとの同期が完了したと判断した場合には、処理ステップＳ３０１、Ｓ３０２以降の通常受信処理（測定モード）に移行する。

ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ６０４において、全ての生体情報送信装置Ａ、Ｂとの同期は完了していないと判断した場合には処理ステップＳ６０２に戻る。
一方、ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ６０２において、生体情報信号を受信していないと判断した場合には、所定時間（例えば１秒間）経過したか否か判断する（ステップＳ６０５）。

ＣＰＵ１０３は、処理ステップＳ６０５において、前記所定時間経過していないと判断した場合には処理ステップＳ６０２に戻り、前記所定時間経過したと判断した場合には処理ステップＳ３０２に移行して、以後は図３と同一の測定処理（ステップＳ３０１〜Ｓ３１１）を行う。
以上のようにして、前記所定時間において送信状態にある生体情報送信装置は直ちに同期が可能である（生体情報送信装置Ａは図７の区間７０１において同期がとられる）。また、その後に送信状態になった生体情報送信装置は、以降の同期処理において同期がとられることになる（生体情報送信装置Ｂは区間７０２において同期がとられる）。

このように、同期モードにおいて、受信時間の長い長時間受信動作を所定時間行うことによって同期をとり、同期がとれなかった場合には、次に前記長時間受信動作の受信時間よりも受信時間が短い間欠受信動作を行うようにしているため、低消費電力で、使用する全ての生体情報送信装置と同期をとることが可能になる。
また、同期モードの初期において、所定時間（本実施の形態では１秒間）連続して同期処理を行うため、生体情報受信装置が受信動作開始した時点で送信動作を行っている生体情報送信装置が存在する場合、短時間で同期をとることが可能になり又、低消費電力化が可能になる。

また、そのときに同期がとれない場合、それ以降は間欠動作による同期処理に移行するため、受信回路１０２が継続してオン状態になることがなく、低消費電力で同期をとることが可能になる。
尚、前記長時間受信動作は、連続する時間でなくてもよく、後続する同期処理よりも受信期間の長い（デューティサイクルが大きい）間欠動作であっても良い。この場合でも、生体情報受信装置が受信動作開始した時点で送信動作を行っている生体情報送信装置が存在する場合、短時間で同期をとることが可能になるという効果を奏する。

以上述べた各実施の形態では、受信回路１０２全体を間欠駆動するように制御したが、受信回路１０２内の一部分の回路を間欠駆動することによって受信動作を間欠的に行うように構成してもよい。
また、各生体情報送信装置を区別するために識別コードを用いたが、相互に異なる送信周波数を用いるようにしてもよい。
また、生体情報受信装置は手首に装着する腕時計形の例で説明したが、これ以外の構成でもよい。
また、生体情報送信装置Ｂは腰や足に装着する以外に、携帯用鞄に収納した状態で使用するように構成してもよい。

また、歩行センサとして加速度センサを使用することができるが、機械式センサや靴底に設けた圧力センサ等を使用してもよい。
また、生体信号として、被測定者の心拍信号、歩行信号、脈拍信号、血圧信号の例を挙げたが、ＧＰＳ（Global Positioning System）の位置情報信号、高度を示す信号（例えば、気圧センサで検出した気圧信号）、方位を示す信号、自転車の速度を表す信号でもよい。

複数の生体情報送信装置と生体情報受信装置とを用いた各種の生体情報測定システムに適用可能である。

本発明の実施の形態に係る生体情報測定システムに使用する生体情報受信装置のブロック図である。 本発明の実施の形態に係る生体情報測定システムに使用する生体情報送信装置のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る生体情報測定ステムおける処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る生体情報測定ステムおける処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る生体情報測定ステムのタイミング図である。 本発明の第２の実施の形態に係る生体情報測定ステムおける処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る生体情報測定ステムのタイミング図である。

符号の説明

１０１、２１０・・・アンテナ
１０２・・・受信回路
１０３、２０３・・・ＣＰＵ
１０４、２０４・・・発振回路
１０５、２０５・・・分周回路
１０６・・・電源管理回路
１０７、２０６・・・入力部
１０８、２０７・・・ＲＯＭ
１０９、２０８・・・ＲＡＭ
１１０・・・表示駆動回路
１１１・・・表示部
２０１・・・センサ
２０２・・・検出回路
２０９・・・送信回路

Claims (16)

1. 生体信号を検出する検出手段と、前記生体信号に基づく生体情報信号を所定の送信周期で送信する送信手段とを有する複数の送信装置と、
   前記複数の送信装置からの生体情報信号を受信する受信手段と、同期モードにおいて前記受信手段の受信タイミングを前記各送信装置の送信周期に同期する受信周期に設定すると共に、測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記各送信装置から前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御する制御手段と、前記受信手段によって受信した前記生体情報信号に基づく生体情報を出力する出力手段とを有する受信装置とを備え、
   前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記送信装置からの生体情報信号を検出するまでは前記送信装置の送信周期とは異なる所定の受信周期で前記生体情報信号の間欠受信動作を行い、前記送信装置の送信タイミングを検出することによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御することを特徴とする生体情報測定システム。
2. 前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記間欠受信動作における受信時間よりも長い長時間受信動作を行うことによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記長時間受信動作ではいずれかの前記送信装置と同期がとれない場合には前記間欠受信動作に移行して同期モードを継続し、前記長時間受信動作によって全ての前記送信装置との同期がとれた場合には前記間欠受信動作を行うことなく前記測定モードに移行するように前記受信手段を制御することを特徴とする請求項１記載の生体情報測定システム。
3. 前記長時間受信動作は、所定時間連続して前記生体情報信号を受信する動作であることを特徴とする請求項２記載の生体情報測定システム。
4. 前記受信装置は前記送信装置数を記憶する記憶手段を有し、
   前記制御手段は、前記同期モードにおいて前記記憶手段に記憶した送信装置数を参照して、所定時間内に前記全ての送信装置との同期がとれた時点で前記測定モードに移行し、前記所定時間内に前記いずれかの送信装置との同期がとれない場合には前記所定時間経過後に前記測定モードに移行するように前記受信手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の生体情報測定システム。
5. 前記制御手段は、前記測定モードにおいて、同期がとれた前記生体情報送信装置からの生体情報信号を受信する場合、前記受信手段の受信期間は前記同期モードにおける受信期間よりも短くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の生体情報測定システム。
6. 前記受信装置は、少なくとも前記受信手段に駆動電力を供給する一次電池を備えて成り、前記一次電池は、リチウム電池、酸化銀電池又はマンガン電池であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の生体情報測定システム。
7. 前記各送信装置の送信手段は、同一周期で前記生体情報信号を送信することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の生体情報測定システム。
8. 前記各送信装置の検出手段が検出する生体信号は、被測定者の心拍信号、歩行信号、脈拍信号又は血圧信号であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の生体情報測定システム。
9. 複数の生体情報送信装置から所定の送信間隔で送信される生体情報信号を受信し、前記生体情報信号に基づく生体情報を出力する生体情報受信装置において、
   前記複数の生体情報送信装置からの生体情報信号を受信する受信手段と、同期モードにおいて前記受信手段の受信タイミングを前記各生体情報送信装置の送信周期に同期する受信周期に設定すると共に、測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記各生体情報送信装置から前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御する制御手段と、前記受信手段によって受信した前記生体情報信号に基づく生体情報を出力する出力手段とを備え、
   前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記生体情報送信装置からの生体情報信号を検出するまでは前記生体情報送信装置の送信周期とは異なる所定の受信周期で前記生体情報信号の間欠受信動作を行い、前記生体情報送信装置の送信タイミングを検出することによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記測定モードにおいて、前記同期モードにおいて設定した受信周期で前記生体情報信号を受信するように前記受信手段を制御することを特徴とする生体情報受信装置。
10. 前記制御手段は、前記同期モードにおいて、前記間欠受信動作における受信時間よりも長い長時間受信動作を行うことによって前記送信周期に同期する受信周期に設定し、前記長時間受信動作ではいずれかの前記生体情報送信装置と同期がとれない場合には前記間欠受信動作に移行して同期モードを継続し、前記長時間受信動作によって全ての前記生体情報送信装置との同期がとれた場合には前記間欠受信動作を行うことなく前記測定モードに移行するように前記受信手段を制御することを特徴とする請求項９記載の生体情報受信装置。
11. 前記長時間受信動作は、所定時間連続して前記生体情報信号を受信する動作であることを特徴とする請求項１０記載の生体情報受信装置。
12. 前記生体情報送信装置数を記憶する記憶手段を有し、
    前記制御手段は、前記同期モードにおいて前記記憶手段に記憶した生体情報送信装置数を参照して、所定時間内に前記全ての生体情報送信装置との同期がとれた時点で前記測定モードに移行し、前記所定時間内に前記いずれかの生体情報送信装置との同期がとれない場合には前記所定時間経過後に前記測定モードに移行するように前記受信手段を制御することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一に記載の生体情報受信装置。
13. 前記制御手段は、前記測定モードにおいて、同期がとれた前記生体情報送信装置からの生体情報信号を受信する場合、前記受信手段の受信期間は前記同期モードにおける受信期間よりも短くすることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一に記載の生体情報受信装置。
14. 少なくとも前記受信手段に駆動電力を供給する一次電池を備えると共に、前記制御手段は前記受信手段が受信動作を行うときに前記一次電池から駆動電力を供給するようにして成り、
    前記一次電池は、リチウム電池、酸化銀電池又はマンガン電池であることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一に記載の生体情報受信装置。
15. 前記各生体情報送信装置からの生体情報信号は、同一周期で送信されることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか一に記載の生体情報受信装置。
16. 前記生体情報信号は、被測定者の心拍信号、歩行信号、脈拍信号又は血圧信号に基づく信号であることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか一に記載の生体情報受信装置。

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