JP6210272B2 - 入力装置、脈拍数算出装置および入力方法 - Google Patents
入力装置、脈拍数算出装置および入力方法 Download PDFInfo
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Description
そこで本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、選択可能な多数のデータの中から所望のデータを効率良く選択することを目的とする。
本適用例にかかる入力装置は、肢体に関する体動情報を検出する体動情報検出部と、前記体動情報に基づいて前記肢体の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部と、前記傾斜角度に応じた入力候補値を表示する表示部と、前記入力候補値を入力値として確定する確定部と、を備えることを特徴とする。
上記適用例にかかる入力装置において、前記体動情報検出部は、加速度信号を出力する加速度センサーを有し、前記傾斜角度算出部は、前記肢体の所定姿勢における前記傾斜角度からの変位量を前記加速度信号に基づいて算出することが好ましい。
上記適用例にかかる入力装置において、前記所定姿勢における前記入力候補値を基準値として記憶する記憶部と、前記表示部に表示する入力候補値を決定する候補値決定部と、をさらに備え、前記候補値決定部は、前記傾斜角度に基づいて増減値を決定し、前記基準値と前記増減値とを用いて前記入力候補値を算出することが好ましい。
上記適用例にかかる入力装置において、前記記憶部は、前記傾斜角度の上限値および下限値、および前記入力候補値の上限値および下限値をそれぞれ記憶し、前記候補値決定部は、前記傾斜角度が前記上限値または前記下限値の何れかである場合、前記入力候補値を前記上限値または前記下限値の何れかに決定することが好ましい。
上記適用例にかかる入力装置において、前記候補値決定部は、前記変位量が増加するに従い、前記増減値の変化率を大きくすることが好ましい。
上記適用例にかかる入力装置において、前記記憶部は、前記確定部で確定した前記入力値を前記基準値として記憶することが好ましい。
上記適用例にかかる入力装置において、前記入力候補値として選択可能なデータを記憶する記憶部を備え、前記候補値決定部は、前記傾斜角度に応じて前記データを前記入力候補値に決定することが好ましい。
本適用例にかかる情報処理装置は、前記入力装置で確定した前記入力値に基づいて所定の情報処理を行う情報処理部と、を備えることを特徴とする。
本適用例にかかる入力方法は、肢体に関する体動情報を検出する検出工程と、前記体動情報に基づいて前記肢体の傾斜角度を算出する傾斜角度算出工程と、前記傾斜角度に応じた入力候補値を表示する表示工程と、前記入力候補値を入力値として確定する確定工程と、を有することを特徴とする。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、本発明の情報処理装置を腕時計型の脈拍計に適用した実施形態である。尚、本発明を適用可能な形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。例えば、脈拍計の態様は腕時計型には限定されず、指輪型の態様も想定できる。
図1は、本実施形態における脈拍計10を被検者の肢体である手首WRに装着した図である。脈拍計10は、リストバンド14を備え、ケース12には、脈拍計10を操作するための操作ボタン16、および液晶表示パネル18が配置されている。この液晶表示パネル18は、時刻や脈拍計10の動作状態や各種生体情報(脈拍数、歩数、消費カロリー等)を文字や数字、アイコン等によって表示すると共に、各種生体情報を算出するための被検者の個体情報(年齢、身長等)を入力することができる。
また、ケース12の背面には、被検者の脈波を検出して脈波信号を出力する脈波センサー70(図2)が配設されている。脈波センサー70は、被検者の手首WRにおいて脈波を検出する。本実施形態において、脈波センサー70は光電脈波センサーであり、脈波を光学的に検出するための機構を備えている。
本実施形態では、被検者が脈拍計10を装着した手首WRを回動させる、即ち、X軸を中心として回動させることで、液晶表示パネル18に表示される年齢が回動量に応じて増減し、他方の手指で操作ボタン16を押下することにより、入力項目の1つである年齢選択が確定する。
図2は、脈拍計10の機能構成を示す図である。脈拍計10は、個体情報を入力するための入力部20、生体情報を検出する生体情報検出部80、被検者の体動を検出する体動センサー60および脈波を検出する脈波センサー70を備える。尚、体動センサー60は、少なくとも加速度センサーを有する構成を想定するが、ジャイロセンサーを有する構成も想定できる。
1.入力部
入力部20は、傾斜角度算出部24、表示部特性記憶部26、表示情報記憶部28、候補値決定部30、決定指示部40および表示部50を備え、被検者の個体情報(年齢、身長等)を入力する機能を有する。尚、入力部20の機能を説明するに当たり、脈拍計10の傾斜を説明する図3も適宜参照して説明する。また、入力部20は入力装置に相当し、表示部特性記憶部26および表示情報記憶部28は記憶部に相当する。
表示情報記憶部28は、年齢、身長および体重等の個体情報毎に上下限値、および候補値として最初に表示される基準値を記憶する。また、表示情報記憶部28は決定した入力値を次回の基準値として記憶する機能を有する。従って、脈拍計10が初期状態では予め記憶された所定値が基準値となり、以降は、前回決定された入力値が基準値となる。
1.1.候補値決定部
候補値決定部30は、増減値決定部34および候補値算出部36を備える。
例えば、傾斜角度が0度から10度に増加した場合には増減値が+5単位であり、傾斜角度が30度から40度に増加した場合には増減値が+10単位となる。また、P2が60度の場合、傾斜角度が60度を超える場合の増減値は0単位となる。
尚、遊び角として5度程度の所定角度(Q)が予め決定され、増減値決定部34は、傾斜角度が所定角度(Q)以下である場合には、基準値または最新の更新値を維持する態様も想定できる。
被検者が決定指示部40に相当する操作ボタン16を押下、またはケース12をタップすることで、候補値は入力値として確定され、確定された入力値は生体情報検出部80に送られる。尚、決定指示部40は確定部に相当する。
尚、候補値は数値データには限定せず、複数のテキストデータや画像データの中から1つを候補値とすること態様も想定できる。例えば、入力項目が「食事内容」である場合、「パン」、「米」、「麺類」等に対応するテキストデータや画像データが傾斜角度に応じて候補値として選択可能に表示される。この場合、選択可能なテキストデータや画像データは、表示情報記憶部28に編集可能に記憶されている。
2.生体情報検出部
生体情報検出部80は、脈拍数推定部82、脈拍数測定部84および生体情報算出部86を備え、体動センサー60から得られる体動信号、および脈波センサー70から得られる脈波信号に基づいて、被検者の生体情報を算出する。本実施形態では、検出する生体情報として、被検者の脈拍数、歩数や消費カロリーを想定するが、これらに限定されるものでない。例えば、被検者の血圧や不整脈の検出等も想定できる。
本実施形態では、脈波センサー70は光電脈波センサーであり、脈波を光学的に検出するための機構を備えている。図4は、脈波センサー70の動作を示す図であり、内部構造を側面から見たときの拡大図である。尚、図4における各部材は図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
脈波センサー70は、ケース12の背面側に形成された円形底面を有する半球状の収納空間内に設置されている。そして、この収納空間内に、LEDなどの光源72と、フォトトランジスターなどの受光素子73とが内蔵されている。半球の内面は鏡面71であり、半球の底面側を下方とすると、受光素子73及び光源72は、それぞれ基板74の上面及び下面に実装されている。
この血管BVからの反射光Lrは、血液中のヘモグロビンの吸光作用により、血流の変動を反映してその強度が変動する。脈波センサー70は、拍動よりも早い周期で光源72を所定の周期で点滅させる。そして、受光素子73は、光源72の点灯機会毎に受光強度に応じた脈波信号を光電変換によって出力する。
2.2.脈拍数測定部
脈拍数測定部84は、脈波センサー70によって検出される脈波信号に基づいて脈拍数を測定する。脈波信号は、被検者の拍動成分信号と体動ノイズ成分信号とが重畳された信号となる。そこで、脈拍計100は、体動センサー60から出力される体動信号に基づいて、脈波信号から体動ノイズ成分信号を除去し、拍動成分信号を抽出する。そして、抽出した拍動成分信号に基づいて脈拍数を測定する。
2.3.脈拍数推定部
脈拍数推定部82は、加速度センサーで検出された加速度から被検者のピッチ(歩調)を算出することで、被検者の運動強度を演算する。ピッチの演算は、加速度センサーから出力される加速度信号に対して所定の周波数解析(例えばFFT)を行い、ピッチに相当する周波数成分を特定・抽出することで演算することができる。この演算方法の詳細については、例えば特開2004−81745号公報に開示されている。
2.4.生体情報算出部
生体情報算出部86は、脈拍数推定部82が推定した脈拍数、または脈拍数測定部84が測定した脈拍数から被検者の脈拍数を決定したり、入力部20で入力された入力値とピッチや脈拍数に基づいて、歩数や消費カロリーを算出したりする。生体情報算出部86が算出した各種の生体情報は、表示部50に送られて表示される。
図5は、脈拍計10が生体情報を取得する処理の流れを示すフローチャートである。最初に、脈拍計10は、傾斜角度の基準となる基準状態を決定する(ステップS100)。
次に、脈拍計10は、加速度センサーが加速度信号を検出し<検出工程>、検出した加速度信号に基づいて、基準状態を基準とする傾斜角度を算出する(ステップS102)<傾斜角度算出工程>。
次に、脈拍計10は、個体情報に応じた基準値と増減値とから候補値を決定し(ステップS106)<候補値決定工程>、決定した候補値を表示する(ステップS108)<表示工程>。
次に、脈拍計10は、候補値が入力値として確定されたか、否かを判定し(ステップS110)、判定できない場合(ステップS110でNo)、ステップS102に戻る。
他方で、入力値として確定されたと判定した場合(ステップS110でYes)<確定工程>、脈拍計10は、入力値を用いて生体情報を取得する(ステップS112)。
次に、脈拍計10は、取得した生体情報を表示し(ステップS114)、一連の処理を終了する。
(1)脈拍計10を手首WRに装着し、手首WRを軸として傾けることで、年齢や身長等の個体情報の候補値を傾斜角度に応じて表示し、表示した候補値を入力値として決定できるため、選択可能範囲が広い数値データの中から所望の数値を容易かつ迅速に決定できる。
(2)個体情報の候補値を選択するために操作するボタンの数を削減できるため、脈拍計10の製作コストを低減できることに加え、脈拍計10の表示領域を広くすることができる。
(3)生体情報検出部80で脈拍数を推定するための加速度センサーを、手首WRの回動による傾斜角を検出するためにも使用するため、1つのデバイスを有効に使用することから、脈拍計10のコスト低減を図ることができる。
(1)本実施形態では、手首WRの回動、即ち、X軸を中心とする回動による傾斜角度を検出対象としたが、Y軸やZ軸を中心とする回動による傾斜角度を検出対象としても良い。また、傾斜角度の検出対象を2軸以上とし、それぞれの軸に対して個体情報をそれぞれ割り当てた態様も想定できる。
(2)増減値決定部34は、傾斜角度と基準角度との差分に比例して大きくなるように増減値を決定したが、傾斜角度が10度増加した毎に5単位増加するように、傾斜角度当たりの増減値を一定にする態様も想定できる。また、(+)方向に5秒傾けると+5単位増加するように、所定時間毎に1単位増減する態様も想定できる。
(4)候補値の確定は、操作ボタン16の押下には限定されない。例えば、脈拍計10が音声認識手段、画像認識手段またはモーションセンサー等を備え、被検者の声、被検者の顔や目の動作、または被検者の手首WRの動作で候補値を確定する態様も想定できる。
(5)入力部20で決定した入力値が送られる対象は、生体情報を処理する生体情報検出部80には限定されず、パーソナルコンピューターを含む種々の情報処理装置であっても良い。また、入力部20と、入力部20への入力値に基づいて情報を処理する情報処理装置(情報処理部)とを一体とする態様には限定されず、例えば、入力部20を有する入力装置と情報処理装置とを別体の構成とし、肢体に装着した入力装置から情報処理装置に対して無線通信により入力値を送信する態様も想定できる。
各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態では限定されるものではなく、クレームの範囲によってのみ限定される。
Claims (7)
- 肢体に関する体動信号を出力する体動信号出力部と、
前記体動信号に基づいて前記肢体の回動量を算出する回動量算出部と、
前記回動量に応じた入力候補値を表示する表示部と、
前記入力候補値を入力値として確定する確定部と、を備え、
前記表示部の法線ベクトルと直交する方向である前記肢体の回動軸を中心として、所与の基準状態から前記表示部が人体と離れる第1の方向への前記回動量の範囲をP1、前記所与の基準状態から前記第1の方向と反対の方向である第2の方向への前記回動量の範囲をP2としたとき、P1>P2であり、
前記体動信号出力部は、加速度信号を出力する加速度センサーを有し、
前記回動量算出部は、前記加速度信号に基づいて前記回動量を算出することを特徴とする入力装置。 - 請求項1において、
前記基準状態は、前記表示部の法線ベクトルと重力加速度方向とが所定の角度をなしている状態であることを特徴とする入力装置。 - 請求項1または2において、
前記第2の方向への回転操作は、前記表示部の法線方向に沿った方向であるZ軸を、体に近づける方向への回動操作に対応することを特徴とする入力装置。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記第1の方向への回動操作を行ったときと、前記第2の方向への回動操作を行った時との前記入力値の変化率が異なることを特徴とする入力装置。 - 請求項1〜4の何れかに記載の入力装置において、
前記入力候補値は、年齢、性別、体重、および身長の少なくともいずれかの入力候補値であることを特徴とする入力装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の入力装置と、
前記肢体の脈波信号を出力する脈波センサーと、
前記脈波信号と前記体動信号とを取得し、脈拍数を算出する生体情報算出部と、を備え、
前記生体情報算出部は、前記体動信号に基づいて前記脈波信号から体動ノイズ成分を除去することで、前記脈拍数を算出することを特徴とする脈拍数算出装置。 - 肢体に関する体動信号を出力する体動信号出力工程と、
前記体動信号に基づいて前記肢体の回動量を算出する回動量算出工程と、
前記回動量に応じた入力候補値を表示部に表示する表示工程と、
前記入力候補値を入力値として確定する確定工程と、を有し、
前記表示部の法線ベクトルと直交する方向である前記肢体の回動軸を中心として、所与の基準状態から前記表示部が人体と離れる第1の方向への前記回動量の範囲をP1、前記所与の基準状態から前記第1の方向と反対の方向である第2の方向への前記回動量の範囲をP2としたとき、P1>P2であり、
前記体動信号出力工程は、加速度信号を出力する加速度センサーを用い、
前記回動量算出工程は、前記加速度信号に基づいて前記回動量を算出することを特徴とする入力方法。
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