JP7403136B2 - 心拍検出システム - Google Patents
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Description
本実施の形態における心拍検出装置1は、骨伝導マイク3を有し、骨伝導マイク3が取得したユーザUの体表面の変位に含まれる音声情報及び心拍情報を抽出する。
図1は、実施の形態1における心拍検出装置1を示す斜視図である。図2は、実施の形態1における心拍検出装置1の制御構成を示す概略図である。図3は、実施の形態1における骨伝導ヘッドセット10の使用態様を示す図である。
次に、骨伝導マイク3の詳しい構成を説明する。図4は、実施の形態1における骨伝導マイクの断面斜視図である。
図5は、実施の形態1における、制御構成を示すブロック図である。
実施の形態1の変形例1では、骨伝導マイク3が、増幅部52aと、音声フィルタ53aと、A/D変換部54aを有する。実施の形態1と同様に、骨伝導マイク3の変位センサ32が体表面の厚み方向への変位を信号S1に変換して出力する。増幅部52aは、信号S1を増幅した信号S2を出力する。音声フィルタ53aは、信号S2に膨れる音声情報に基づく周波数成分を抽出し、信号S3を出力する。A/D変換部54aは、アナログ信号をデジタル信号に変換し、信号S4を出力する。骨伝導マイク3は、デジタルデータである信号S4を、通信部21を介して、外部機器に送信する。また、信号S1を制御部5に出力する。制御部5は増幅部52bと、心拍フィルタ53bと、A/D変換部54bを有し、信号S1に基づき、心拍情報を抽出する。
図7は、実施の形態1の変形例2における制御構成の詳細を示すブロック図である。
図8は、実施の形態1の変形例3における制御構成の詳細を示すブロック図である。実施の形態1の変形例3は、判定部57を用いて音声情報と心拍情報を抽出する際の別の制御構成を示す。本実施の形態では、判定部57をデジタル回路で構成する。本実施の形態の制御部5は、実施の形態1の変形例2と増幅部が異なり、増幅部52c、増幅部52d、増幅部52eを有する。
本実施の形態において、心拍検出装置1は、ユーザUの体表面の厚み方向への変位を信号S1に変換する骨伝導マイク3と、信号S1に含まれる音声情報に基づく第一の周波数成分と、信号S1に含まれる前記ユーザの心拍情報に基づく第二の周波数成分を抽出する抽出部とを備える。これにより、心拍検出装置1は、骨伝導マイク3が出力した信号S1から、音声情報と心拍情報の両方を抽出する。ユーザUは、複数のセンサを装着する必要がなく、ユーザUにとって負担が少ない。また、心拍情報に基づいてユーザUの身体・精神の状態を推定できる。
実施の形態2における心拍検出装置1Aは、骨伝導マイク3の変位センサ32がユーザUの体表面の変位を取得し、信号S1に変換する。通信部21は、信号S1を心拍検出装置1Bに送信する。心拍検出装置1Bは、信号S1に含まれる音声情報と心拍情報を抽出する。なお、実施の形態1と同一の構成の説明は、省略する。
図9は、実施の形態2の心拍検出装置1Aにおける制御構成を示す概略図である。図10は、実施の形態2における制御構成の詳細を示すブロック図である。
心拍検出装置1Bは、例えば、CPU(central processing unit)、RAM(random access memory)、ROM(read only memory)などで構成されるコンピュータである。
なお、心拍検出装置1Bは、FPGA(field-programmable gate array)、ASIC(application specific integrated circuit)、マイクロプロセッサ(Microprocessor)及び、アナログ回路などで構成されていてもよい。
本実施の形態において、心拍検出装置1Bは、音声情報と心拍情報が含まれる信号S4を受信する通信部21Bと、信号S4に含まれる音声情報と心拍情報を抽出する抽出部53を備える。これにより、音声情報と心拍情報を含む信号から、音声情報と心拍情報を抽出できる。抽出した心拍情報に基づいてユーザUの状態を推定できる。
実施の形態3では、実施の形態1及び実施の形態2における心拍検出装置の算出部56の一例について、詳細に説明する。
図12は、本実施の形態における、算出部56の構成を示すブロック図である。図13は、本実施の形態における、算出部56が出力する波形を示す模式図である。
図14は、本実施の形態の変形例1における、算出部56が出力する波形を示す模式図である。算出部56の構成は図12と同じである。
図15は、本実施の形態の変形例2における、算出部56Bの構成を示すブロック図である。図16は、本実施の形態の変形例2における、算出部56Bが出力する波形を示す模式図である。
本実施の形態において、心拍検出装置1は、ユーザUの心拍信号を入力し、心拍信号が第一の値より小さい値から第一の値以上に変化する時点、または、心拍信号が第一の値より大きい値から第一の値以下に変化する時点のいずれか一方である第一の時点を複数検出する第一の検出部63と、心拍信号が第一の値より小さい第二の値より大きい値から第二の値以下に変化する第二の時点を複数検出する第二の検出部64と、第一の時点直後の第二の時点である検出点を複数検出する第三の検出部65と、複数の検出点の間隔に基づいて心拍の周期を求める演算部66と、を備える。これにより、心拍検出装置1は、時間的誤差の少ない検出点に基づいて、心拍周期を求めることができる。
2 トランシーバ
3 骨伝導マイク
4 スピーカ
5、5A、5B 制御部
10、10A 骨伝導ヘッドセット
11 保持具
12 装着具
21、21B 通信部
30 取得部
31 接触部材
32 変位センサ
33 筐体
34 留め金具
51 調整部
52、52a、52b、52c、52d、52e、62 増幅部
53 抽出部
53a 音声フィルタ(第一の抽出部)
53b 心拍フィルタ(第二の抽出部)
54、54a、54b、54c A/D変換部
55B 音声出力部
56、56B 算出部
57、65b 判定部
58B 表示部
59B 通知部
61 BPF
63、63B 第一の検出部
64 第二の検出部
65 第三の検出部
65a カウンタ
66、66B 演算部
Claims (6)
- ユーザの音声情報と心拍情報を検出する検出装置と、前記検出装置と通信を行う出力装置からなる心拍検出システムであって、
前記検出装置は、
前記ユーザの音声情報を第一の信号に変換し、前記ユーザの心拍情報を第二の信号に変換する骨伝導マイクと、
前記第一の信号と前記第二の信号とを含む合成信号を送信する第一の通信部と、を有し、
前記出力装置は、
前記第一の通信部が送信した前記合成信号を受信する第二の通信部と、
前記合成信号に含まれる前記第一の信号と、前記第二の信号を抽出する抽出部と、
前記第一の信号を音声信号に変換し、前記第二の信号を心拍信号に変換する変換部と、
前記音声信号から前記音声情報を出力する音声出力部と、
前記心拍信号から心拍情報を算出する算出部と、
前記算出部が算出した心拍情報を表示する表示部と、を有する、
心拍検出システム。 - ユーザの音声情報と心拍情報を検出する検出装置と、前記検出装置と通信を行う出力装置からなる心拍検出システムであって、
前記検出装置は、
前記ユーザの音声情報を第一の信号に変換し、前記ユーザの心拍情報を第二の信号に変換する骨伝導マイクと、
前記第一の信号と前記第二の信号とを抽出する抽出部と、
前記第一の信号を音声信号に変換し、前記第二の信号を心拍信号に変換する変換部と、
前記音声信号と前記心拍信号とを含んだ信号を送信する第一の通信部と、を有し、
前記出力装置は、
前記第一の通信部が送信した前記信号を受信する第二の通信部と、
前記音声信号から前記音声情報を出力する音声出力部と、
前記心拍信号から心拍情報を算出する算出部と、
前記算出部が算出した心拍情報を表示する表示部と、を有する、
心拍検出システム。 - ユーザの音声情報と心拍情報を検出する検出装置と、前記検出装置と通信を行う出力装置からなる心拍検出システムであって、
前記検出装置は、
前記ユーザの音声情報を第一の信号に変換し、前記ユーザの心拍情報を第二の信号に変換する骨伝導マイクと、
前記第一の信号と前記第二の信号とを抽出する抽出部と、
前記第一の信号を音声信号に変換し、前記第二の信号を心拍信号に変換する変換部と、
前記心拍信号から心拍情報を算出する算出部と、
前記音声信号と前記心拍情報とを含んだ信号を送信する第一の通信部と、を有し、
前記出力装置は、
前記第一の通信部が送信した前記信号を受信する第二の通信部と、
前記音声信号から前記音声情報を出力する音声出力部と、
前記第二の通信部が受信した心拍情報を表示する表示部と、を有する、
心拍検出システム。 - 前記骨伝導マイクは前記ユーザの体表面の厚み方向への変位を前記第一の信号と前記第二の信号とを含む合成信号に変換し、前記第一の信号は、前記合成信号の第一の周波数成分であり、前記第二の信号は、前記合成信号の第二の周波数成分である、
請求項1~3のいずれかに記載の心拍検出システム。 - 前記算出部は、前記心拍信号を入力し、
前記心拍信号が前記心拍信号の最大値の50パーセント以上である第一の値より小さい値から前記第一の値以上に変化する時点、または、前記心拍信号が前記第一の値より大きい値から前記第一の値以下に変化する時点のいずれか一方である第一の時点を複数検出し、
前記心拍信号が前記第一の値より小さい第二の値より大きい値から前記第二の値以下に変化する第二の時点を複数検出し、
前記第一の時点直後の前記第二の時点である第一の検出点を複数検出し、
前記複数の第一の検出点の間隔に基づいて前記心拍信号の周期を求める、
請求項1~3のいずれかに記載の心拍検出システム。 - 前記算出部は、前記心拍信号を入力し、
前記心拍信号が前記心拍信号の最小値の50パーセント以下である第三の値より小さい値から前記第三の値以上に変化する時点、または、前記心拍信号が前記第三の値より大きい値から前記第三の値以下に変化する時点のいずれか一方である第三の時点を複数検出し、
前記心拍信号が前記第三の値より大きい第四の値より小さい値から前記第四の値以上に変化する第四の時点を複数検出し、
前記第三の時点直後の前記第四の時点である第二の検出点を複数検出し、
前記複数の第二の検出点の間隔に基づいて前記心拍信号の周期を求める、
請求項1~3のいずれかに記載の心拍検出システム。
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