JPWO2011016407A1 - Biological information detector, biological information detecting method, and portable terminal - Google Patents
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Abstract
大型化およびコストアップを避けることができるとともに、生体情報を精度よく検知することができる、生体情報検知器、生体情報検知方法および該生体情報検知器を備えた携帯端末を提供する。本発明に係る生体情報検知器1は、電気パルスを発する発振回路2と、電気パルスが印加される印加電極3と、印加電極3と対向する検出電極4と、電極間の静電容量を計測する静電容量計測回路5と、第1の状態における静電容量と、第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を取得する演算回路6と、を備える。Provided are a biological information detector, a biological information detection method, and a portable terminal equipped with the biological information detector, which can avoid an increase in size and cost and can detect biological information with high accuracy. The biological information detector 1 according to the present invention measures an oscillation circuit 2 that emits an electric pulse, an application electrode 3 to which the electric pulse is applied, a detection electrode 4 that faces the application electrode 3, and a capacitance between the electrodes. And an arithmetic circuit 6 that acquires biological information based on the difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state.
Description
本発明は、生体情報を取得する生体情報検知器、生体情報検知方法、および、該生体情報検知器を備えた携帯端末に関する。特に、本発明は、人体の肌表面における生体情報を取得する生体情報検知器、生体情報検知方法、および、該生体情報検知器を備えた携帯端末に関する。 The present invention relates to a biological information detector that acquires biological information, a biological information detection method, and a portable terminal that includes the biological information detector. In particular, the present invention relates to a biological information detector that acquires biological information on the skin surface of a human body, a biological information detection method, and a portable terminal that includes the biological information detector.
様々なセンサを備えた付加価値の高い携帯端末が種々提案されている。これらの携帯端末は、通信機能や撮影機能等の一般的な機能の他、様々な機能を備える。近年の健康志向の高まりにより、健康状態を把握するための機能を備える携帯端末が提案されている。その一つに、人体の肌表面における生体情報を取得する機能を備えた携帯端末がある。例えば、特許文献1には、近赤外領域まで感度を有するCCDを備えた携帯電話機が開示されている。ユーザは、CCDカメラ部を手のひらに密着させた状態でカメラのシャッタボタンを押すことにより、人体の肌表面における含水量を測定することができる。
また、人体の肌表面における生体情報を取得する装置として、特許文献2には、渦巻状の電極が高密度に形成された水分量センサと、圧電振動子および接触子から成る弾力センサと、を一体に形成した肌センサが開示されている。ユーザは、該肌センサを用いることにより、肌に含まれる水分量と肌の弾力性とを検知することができる。
さらに、特許文献3には、皮膚の角質層バリア機能と表皮角質層の水分量とを計測する装置が開示されている。特許文献3の装置は、印加電極と検出電極とを皮膚表面に接触させた時の電気特性を測定し、該電気的特性に基づき人肌の角質層バリア機能と表皮角質層の水分量とを計測する。Various high-value-added mobile terminals equipped with various sensors have been proposed. These portable terminals have various functions in addition to general functions such as a communication function and a photographing function. Due to the recent increase in health consciousness, portable terminals having a function for grasping a health condition have been proposed. One of them is a portable terminal having a function of acquiring biological information on the skin surface of a human body. For example,
In addition, as a device for acquiring biological information on the surface of the human skin,
Further,
ここで、携帯電話機等の携帯端末に対しては常に、端末の小型化およびコストダウンが要求されている。特許文献1の携帯電話機において、近赤外領域まで感度を有するCCDカメラを用いる場合、一般的なCCDカメラを用いる場合と比較して、携帯電話機の大型化は避けられるものの、コストが高くなる。また、特許文献2の肌センサを携帯端末に搭載する場合、肌センサが水分量計測用の水分量センサと弾力性計測用の弾力センサの2つのセンサを備えるため、端末が大型になってしまうとともに端末のコストが高くなる。
一方、電極からの電気特性に基づき人体の肌表面における生体情報を取得する場合、端末の大型化を避けることができると共に、近赤外領域まで感度を有するCCDカメラ等を用いる場合と比較して、装置のコストを低く抑えることができる。しかし、特許文献3で開示された印加電極および検出電極による測定は、電極表面に汚れや水分等が付着している場合、人肌の角質層バリア機能と表皮角質層の水分量を正確に計測することができない。従って、特許文献1および特許文献2の場合と比較して測定精度が低い。
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、大型化およびコストアップを避けることができるとともに、生体情報を精度よく検知することができる、生体情報検知器および該生体情報検知器を備えた携帯端末を提供することを目的とする。Here, downsizing and cost reduction of terminals are always required for mobile terminals such as mobile phones. When using a CCD camera having sensitivity up to the near-infrared region in the mobile phone of
On the other hand, when acquiring biological information on the skin surface of the human body based on the electrical characteristics from the electrodes, it is possible to avoid the enlargement of the terminal and to compare with the case where a CCD camera or the like having sensitivity to the near infrared region is used. The cost of the apparatus can be kept low. However, the measurement using the application electrode and the detection electrode disclosed in
The present invention has been made in view of the above problems, and includes a living body information detector and the living body information detector that can avoid an increase in size and cost and can accurately detect living body information. An object is to provide a portable terminal.
上記目的を達成するために本発明に係る生体情報検知器は、電気パルスを発する発振手段と、電気パルスが印加される印加電極と、印加電極に対向する検出電極と、電極間の静電容量を計測する静電容量計測手段と、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を取得する演算手段と、を備える。
上記目的を達成するために本発明に係る生体情報検知方法は、対向配置された印加電極と検出電極とを備える検知器を用いた生体情報検知方法であって、印加電極へ電気パルスを印加し、電極間の静電容量を計測し、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を取得する。
上記目的を達成するために本発明に係る携帯端末は、筐体と、電気パルスを印加する発振手段と、筐体の表面に対向配置され、電気パルスが印加される、印加電極および検出電極と、電極間の静電容量を計測する静電容量計測手段と、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を取得する演算手段と、を備える。In order to achieve the above object, a biological information detector according to the present invention includes an oscillation means for generating an electric pulse, an application electrode to which the electric pulse is applied, a detection electrode facing the application electrode, and a capacitance between the electrodes. And a calculation means for acquiring biological information based on the difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state.
In order to achieve the above object, a biological information detection method according to the present invention is a biological information detection method using a detector having an application electrode and a detection electrode arranged to face each other, and applies an electrical pulse to the application electrode. The capacitance between the electrodes is measured, and biometric information is acquired based on the difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state.
In order to achieve the above object, a portable terminal according to the present invention includes a housing, an oscillating means for applying an electric pulse, an application electrode and a detection electrode that are arranged opposite to the surface of the housing and to which an electric pulse is applied. A capacitance measuring unit that measures the capacitance between the electrodes, and a calculation unit that acquires biological information based on a difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state. .
本発明に係る生体情報検知器、生体情報検知方法および携帯端末装置は、生体情報検知器および該生体情報検知器を備えた携帯端末装置の大型化およびコストアップを避けることができる。さらに、本発明に係る生体情報検知器、生体情報検知方法および携帯端末装置は、電極表面に汚れや水分等が付着することによる影響を取り除くことができ、従って、生体情報を精度よく検知することができる。 The biological information detector, the biological information detection method, and the portable terminal device according to the present invention can avoid the increase in size and cost of the biological information detector and the portable terminal device that includes the biological information detector. Furthermore, the living body information detector, the living body information detecting method, and the mobile terminal device according to the present invention can remove the influence caused by dirt or moisture adhering to the electrode surface, and thus accurately detect the living body information. Can do.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施の形態について説明する。本実施形態に係る生体情報検知器1のブロック図の一例を図1に示す。図1において、生体情報検知器1は、発振回路2、印加電極3、検出電極4、静電容量計測回路5および演算回路6を備える。
発振回路2は、印加電極3に電気パルスを印加する。印加電極3と検出電極4は、互いに対向配置される。印加電極3と検出電極4とは、対向配置されることによってコンデンサを形成する。
静電容量計測回路5は、印加電極3と検出電極4との間の静電容量を計測し、計測結果を演算回路6に出力する。演算回路6は、静電容量計測回路5から出力された静電容量の計測結果から、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分(ΔC)を算出する。さらに、演算回路6は、算出したΔCに基づき生体情報を出力する。
ここで、本実施形態では、第1の状態として印加電極3および検出電極4が生体に接触している状態を、第2の状態として印加電極3および検出電極4が生体に接触していない状態をそれぞれ適用する。なお、第1の状態および第2の状態はこれに限定されない。例えば、第2の状態として、印加電極3および検出電極4をリファレンス測定用シート等に接触させた状態とすることもできる。さらに、第1の状態および第2の状態を印加電極3および検出電極4が生体に接触している状態とし、第2の状態を第1の状態から所定の時間が経過した状態とすることもできる。
また、本実施形態では、演算回路6は、生体情報として生体に含まれている水分量を出力する。印加電極3と検出電極4との間の静電容量から生体に含まれている水分量を求めることができる理由は、下記による。すなわち、印加電極3と検出電極4とがコンデンサを形成する場合、コンデンサの静電容量Cは、C=ε×S/dで表される。ここで、εは比誘電率、Sはコンデンサの電極の面積、dは電極間の距離である。空気の比誘電率が1であるのに対して水の比誘電率が約80であることから、電極を生体に接触させた場合、生体に含まれている水分量に応じて比誘電率が変化する。比誘電率が変化することにより、コンデンサの静電容量が変化する。Sおよびdは一定のため、例えば、電極が生体に接触している時と接触していない時の静電容量の変化量から、比誘電率の変化量を算出し、該比誘電率の変化量に基づき生体に含まれている水分量を演算することができる。
なお、コンデンサの静電容量は、コンデンサの電極表面に汚れや水分等が付着することでも変化する。従って、電極表面に汚れや水分等が付着している場合の影響を取り除くため、所定の状態からの静電容量の変化量を用いることが望ましい。本実施形態では、所定の状態(第2の状態)として、電極(印加電極3および検出電極4)が生体に接触していない状態を適用し、電極が生体に接触していない時の静電容量をリファレンスとして用いる。つまり、電極が生体に接触している時(第1の状態)の静電容量と接触していない時(第2の状態)の静電容量との変化量(ΔC)に基づき、生体に含まれている水分量を演算する。生体に含まれている水分量の演算に差分(ΔC)を用いることにより、電極を生体に接触させた時の静電容量を単純に用いる場合と比較して、生体に含まれている水分量を高精度に求めることができる。なお、電極が生体に接触していない時の静電容量として、電極を生体に接触させる直前の静電容量を用いることが望ましい。
以上のように、本実施形態に係る生体情報検知器1は、コンデンサを形成する印加電極3および検出電極4の電気特性に基づき生体情報を出力する。この場合、生体情報検知器1の大型化およびコストアップを避けることができる。さらに、本実施形態に係る生体情報検知器1は、生体情報の出力に、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分(ΔC)を用いる。この場合、電極表面に汚れや水分等が付着することによる影響を取り除くことができ、単純に電極が生体に接触している時の静電容量を用いる場合と比較して、生体情報を精度よく検知することができる。
なお、図1の点線が筐体である場合、生体情報検知器1を備えた携帯端末となる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施の形態について説明する。図2は、本実施形態に係る生体情報検知器を示すブロック図である。図2において、生体情報検知器1Bは、発振回路2B、印加電極3B、検出電極4B、基板8、静電容量計測回路5、位相差計測回路7および演算回路6Bを備える。ここで、位相差計測回路7が位相差計測手段に相当する。
本実施形態において、発振回路2Bは、電圧1V、周波数1kHzの微弱の正弦波電圧を印加電極3Bに印加する。印加電極3Bと検出電極4Bは、基板8上に対向して形成され、発振回路2Bから印加電極3に印加された正弦波電圧に対応する電流を、検出電極4から検出する。印加電極3Bと検出電極4Bとは、対向して形成されることにより、コンデンサを形成する。図3に、印加電極3B、検出電極4Bおよび基板8を示す上面図を示す。
図3において、印加電極3Bは電極端子31と櫛型電極32とを、検出電極4Bは電極端子41と櫛型電極42とを備える。ここで、印加電極3Bの櫛型電極32の櫛歯部と、検出電極4Bの櫛型電極42の櫛歯部とは交互に配置されている。櫛型電極32、42の櫛歯部をそれぞれ交互に配置することにより、電極の見かけ上の総面積が大きくなる。電極の総面積が大きくなると、コンデンサの容量が大きくなる。従って、本実施形態に係る生体情報検知器1Bは、印加電極3Bおよび検出電極4Bの搭載面積が小さい場合でも、高精度の電気特性を出力することができる。
また、本実施形態において、基板8として一辺の長さが10mm、厚さが0.3mmのガラスセラミック製の板対を用いた。さらに、印加電極3Bおよび検出電極4Bの櫛型電極32、42は、共に、幅(W):7mm、長さ(L):7mm、電極幅(a):0.25mm、電極間隔(D):0.25mm、電極対数(n):7対とした。また、印加電極3Bおよび検出電極4Bは、銀ペーストにより形成した。なお、表面の腐食防止のため、印加電極3Bおよび検出電極4Bにニッケル−金等のメッキを施してもよい。
図2の説明に戻る。静電容量計測回路5は、印加電極3Bと検出電極4Bとの間の静電容量を計測して、計測結果を演算回路6Bへ出力する。位相差計測回路7は、印加電極3Bに印加された印加電圧波形と検出電極4Bから検出された検出電流波形との位相差を計測して、計測結果を演算回路6Bへ出力する。
演算回路6Bは、静電容量計測回路5から出力された静電容量の計測結果から、印加電極3Bおよび検出電極4Bが人肌に接触している時の静電容量と接触していない時の静電容量との差分(ΔC)を算出し、算出したΔCに基づき人肌の水分量を演算する。また、演算回路6Bは、位相差計測回路7から出力された位相差の計測結果から、印加電極3Bおよび検出電極4Bが人肌に接触している時の位相差とπ/2ラジアンとの差分(Δt)を算出し、算出したΔtに基づき人肌表面から分泌される汗に含まれる微量成分の含有量を演算する。なお、電極が人肌に接触している時の印加電圧波形−検出電流波形間の位相差とπ/2ラジアンとの差分(Δt)から、人肌表面から分泌される汗に含まれる微量成分の含有量を演算できる理由については後述する。演算回路6Bは、演算した人肌の水分量および微量成分の含有量を、人体の肌表面における生体情報として出力する。
本実施形態における第1の状態と第2の状態について説明する。図4に、それぞれ異なる時期に、図3に示した櫛歯型の印加電極3Bおよび検出電極4Bに電圧1V、周波数1kHzの正弦波電圧を印加した場合の静電容量計測回路5の計測結果の一例を示す。図4では、異なる時期に3回行った計測の結果を、上の行から下の行へと時系列(初期の人肌に接触していない状態→人肌に接触→人肌から離す→電極をアルコール拭き)に記載した。
図4において、電極が人肌に接触している状態での静電容量値(3.8×103〜6.3×103pF)は、いずれも、その他の電極が人肌に接触していない状態での静電容量値と比べて2〜3桁程度大きいことがわかる。また、電極をアルコール拭きした後の静電容量値(5.1〜5.5pF)がほぼ一定であるのに対し、初期状態の静電容量値(5.1〜3.7×10pF)は一定ではないことから、初期状態のバラツキは前述の電極表面の汚れの影響であると考えることができる。さらに、図4において、電極を人肌から離した直後の静電容量値は大きくばらついている。これは、電極の温度の違い等により、電極表面に付着した水分が蒸発する速さ等が異なるためと考えられる。
従って、リファレンス用に用いる第2の状態の静電容量値としては、電極を人肌に接触させる前の静電容量値を用いることが望ましい。本実施形態では、500pFに閾値を設け、閾値を超える前に計測された直近の静電容量値を、電極が人肌に接触していない初期の状態、すなわち、第2の状態の静電容量値と定義する。一方、閾値を超えた後の所定時間について計測された静電容量値の最大値を、人肌に接触した時の状態、すなわち、第1の状態における静電容量値と定義する。
次に、電極が人肌に接触している時の印加電圧波形−検出電流波形間の位相差とπ/2ラジアンとの差分(Δt)から、人肌表面から分泌される汗に含まれる微量成分の含有量を演算できる理由について説明する。人肌表面から分泌される汗には、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、塩素などミネラルが含まれている。これらミネラル成分はイオン性物質が多く、コンデンサの寄生抵抗成分に影響を及ぼす。一方、コンデンサの印加電圧波形と検出電流波形との位相差は、理想的なコンデンサの場合はπ/2ラジアンであるのに対し、コンデンサに寄生抵抗成分がある場合、寄生抵抗値に応じてπ/2ラジアンからずれる。従って、電極を人肌に接触させた時の位相差とπ/2(理想的なコンデンサの位相差)との差分(Δt)から寄生抵抗値を演算し、該寄生抵抗値に基づき肌表面から分泌される汗に含まれる微量成分の含有量を演算することができる。
図5は、印加電極3Bに印加した印加電圧波形61と、検出電極4Bから検出された検出電流波形62と、理想的なコンデンサの場合に検出される電流波形63とを示した波形図である。図5において、印加電圧波形61と理想的なコンデンサの場合に検出される電流波形63との位相差はπ/2ラジアンである。一方、印加電圧波形61と検出電極4Bから検出された検出電流波形62との位相差θは、π/2ラジアンからずれている。本実施形態に係る生体情報検知器1Bは、印加電極3Bおよび検出電極4Bを人肌に接触させた時の位相差θとπ/2(理想的なコンデンサの位相差)との差分(Δt)から寄生抵抗値を演算し、該寄生抵抗値に基づき人肌表面から分泌される汗に含まれる、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、塩素などの微量成分の含有量を演算する。
ユーザが、本実施形態に係る生体情報検知器1Bを用いて人体の肌表面における生体情報を検知する場合、ユーザは図示しない操作ボタン等を用いて検知を指示するための入力を行った後、印加電極3Bおよび検出電極4Bをユーザの人肌に接触させる。生体情報検知器1Bの静電容量計測回路5および位相差計測回路7は、ユーザの入力に基づき、電極間の静電容量および印加電圧−検出電流間の位相差を所定時間計測し、演算回路6Bへ出力する。演算回路6Bは、出力された静電容量および位相差からΔCおよびΔtを算出し、算出したΔCおよびΔtに基づいて人肌の水分量および微量成分の含有量を演算して人体の肌表面における生体情報として出力する。なお、人肌の水分量および微量成分の含有量を演算は、数値を算出することに限定されない。前記演算には、閾値に対する大小関係の判定や、○か×かの判定等も含まれる。
以上のように、本実施形態に係る生体情報検知器1Bは、コンデンサを形成する印加電極3Bと検出電極4Bの電気特性に基づき、人肌の水分量と人肌表面から分泌される汗に含まれる微量成分の含有量とを演算する。生体情報検知器1Bは、同一の電極間からの電気特性に基づき、肌の水分量と微量成分の含有量を演算できることから、水分量センサと微量成分の含有量検知用のセンサ等の複数のセンサを搭載する必要がない。従って、生体情報検知器1Bの大型化およびコストアップを避けることができる。
また、電極が人肌に接触している状態(第1の状態)と電極が人肌と接触していない状態(第2の状態)の静電容量の変化量(ΔC)に基づき人肌の水分量を演算することにより、人肌の水分量を精度よく演算することができる。さらに、印加電極3Bおよび検出電極4Bを櫛歯型に形成することにより、電極の搭載面積が小さい場合でも、高精度に電気特性を出力することができ、従って、人肌の水分量および微量成分の含有量を精度よく演算することができる。
ここで、コンデンサの電極表面に汚れや水分等が付着している場合、コンデンサの寄生抵抗値も変化する。従って、微量成分の含有量の演算に、電極を人肌に接触させた時の位相差θとπ/2ラジアン(理想的なコンデンサの位相差)との差分(Δt)を用いる代わりに、人肌に接触している時の位相差θと接触していない時の位相差との差分(Δt’)を用いることにより、電極表面に汚れや水分等が付着することによる影響が取り除くことができ、微量成分の含有量をより高精度に演算することができる。
なお、印加電極3Bと検出電極4Bは1対に限定されない。印加電極3Bおよび検出電極4Bを複数対形成した場合、各電極対の電気特性の平均値を用いる等により、人肌の水分量および人肌表面から分泌される汗に含まれる微量成分の含有量をより高精度に演算することができる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。本実施形態では、携帯端末として、第2の実施形態で説明した生体情報検知器1Bを搭載した携帯電話機を適用する。本実施形態において、携帯電話機はインターネットを介して所定のサーバと通信する。また、携帯電話機のユーザは、予め、該サーバへユーザの識別情報を登録している。なお、携帯端末として、第2の実施形態で説明した生体情報検知器1Bを搭載した、PDA(Personal Digital Assistant)、通信機能を備えた携帯型ゲーム端末およびカメラ等を適用することもできる。
図6(a)は、本実施形態に係る携帯電話機10を示す正面図、図6(b)は背面図、図6(c)は図6(b)のA−A‘での断面図である。図6(a)において、携帯電話機10の筐体11の一方の面(以下、正面と記す。)には、複数の操作ボタン12、LCD(Liquid Crystal Display)13、カメラ14、スピーカ15およびマイク16が配置されている。また、筐体11の上面にはアンテナ17が配置されている。これらは一般的な携帯電話機が備える要素であり、詳細な説明は省略する。
一方、図6(b)、(c)において、携帯電話機10の筐体11の他方の面(以下、背面と記す。)には、センサ18が配置されている。センサ18は、第2の実施形態に示した印加電極3B、検出電極4Bおよび基板8から成る。すなわち、センサ18は、基板8の上に櫛歯型の印加電極3Bおよび検出電極4Bを形成することにより、構成される。図6(b)、(c)において、センサ18の基板8の印加電極3Bおよび検出電極4Bが形成されていない面が、接着剤により筐体11の背面に貼り付けられている。なお、印加電極3Bおよび検出電極4Bを直接、筐体11の背面に形成し、センサ18とすることもできる。
また、図6(c)において、携帯電話機10の筐体11の内部には、メイン基板20が配置され、メイン基板20の上に検知回路19が配置されている。ここで、検知回路19は、第2の実施形態に示した、発振回路2B、静電容量計測回路5、位相差計測回路7および演算回路6Bを含む。
次に、本実施形態に係る携帯電話機10を示すブロック図について説明する。図7は、携帯電話機10を示すブロック図の一例である。図7において、携帯電話機10は、入力部51、音声処理部52、表示部53、撮像部54、通信部55、生体情報検知部56および制御部57を備える。
入力部51は、ユーザが操作ボタン12を押下等した場合、押下に応じた入力情報を制御部57へ送信する。音声処理部52は、スピーカ15を用いて音声、メロディー、アラーム音等を外部へ出力する。さらに、音声処理部52は、マイク16を用いてユーザの音声等を集音し、音声情報として制御部57へ送信する。表示部53は、各種情報をLCD13に表示する。撮像部54は、カメラ14を用いて撮影された画像情報を制御部57へ送信する。生体情報検知部56は、発振回路2Bを駆動して印加電極3Bに正弦型の交流電圧を印加する。そして、生体情報検知部56は、静電容量計測回路5および位相差計測回路7を用いてΔCおよびΔtを算出する。さらに、生体情報検知部56は、演算部6Bを用いてΔCおよびΔtに基づき人肌の水分量および微量成分の含有量を演算し、演算結果を制御部57へ送信する。制御部57は、各部を制御する。
ユーザが、本実施形態に係る携帯電話機10を用いて人体の肌表面における生体情報を検知する場合の動作フローについて、図8を用いて説明する。ユーザは、携帯電話機10の操作ボタン12を用いて生体情報の検知を指示するための入力を行った後、センサ18(印加電極3Bおよび検出電極4B)をユーザの人肌、例えば、ユーザの頬に接触させる。携帯電話機10の入力部51は、ユーザからの入力を検知した場合、入力情報を制御部57へ送信する(S101)。制御部57は、生体情報の検知を指示する入力情報を受信した場合、生体情報検知部56を駆動する。生体情報検知部56は、静電容量計測回路5および位相差計測回路7を用いて、電極間の静電容量と印加電圧−検出電流間の位相差を所定時間計測する(S102、S103)。生体情報検知部56は、演算回路6Bを用いて静電容量計測回路5が計測した静電容量の経時変化から、センサ18が人肌に接触した時(第1の状態)の静電容量と人肌に接触していない時(第2の状態)の静電容量との変化量(ΔC)を算出し、該ΔCに基づき人肌の水分量を演算し、演算結果を制御部57へ送信する(S104)。また、生体情報検知部56は、演算回路6Bを用いて位相差計測回路7が計測した位相差の経時変化から、センサ18が人肌に接触した時の位相差θとπ/2ラジアンとの差分(Δt)を算出し、該Δtに基づき微量成分の含有量を演算し、演算結果を制御部57へ送信する(S105)。
携帯電話機10の制御部57は、演算結果を受信した場合、通信部55を駆動して、アンテナ17を介して、演算結果とユーザの識別情報とを所定のサーバへ送信する(S106)。サーバは、人肌の水分量と微量成分の含有量に関する演算結果を受信した場合、ユーザの識別情報に対応するデータベースを用いて人肌の水分量と微量成分の含有量を評価し、解析情報を携帯電話機10へ返信する。
携帯電話機10の制御部57は、アンテナ17を介してサーバから解析情報を受信した場合(S107)、表示部53を駆動し、受信した解析情報をLCD13に表示する(S108)。ユーザは、LCD13に表示された解析情報を確認することにより、現在の健康状態を詳細に把握することができる。
ここで、サーバから受信する解析情報としては、現在の健康状態、人肌の水分量および微量成分の含有量の推移、健康状態を維持・向上させるためのアドバイス等がある。
以上のように、本実施形態に係る携帯電話機10は、センサ18からの電気特性に基づき人肌の水分量と微量成分の含有量とを演算する。この場合、携帯電話機10の大型化およびコストアップを避けることができる。また、人肌の水分量の計測に、第1の状態(センサ18が人肌に接触した時)の静電容量と第2の状態(センサ18が人肌に接触していない時)の静電容量との差分(ΔC)を用いることにより、単純にセンサ18が人肌に接触した時の静電容量を用いる場合と比較して、人肌の水分量を精度よく演算することができる。
さらに、本実施形態において、携帯電話機10が、人肌の水分量および微量成分の含有量の演算結果をサーバへ送信し、サーバから受信した解析情報をLCD13に表示することにより、ユーザは、現在の健康状態をより具体的に把握することができる。
ここで、本実施形態では、携帯電話機10がΔCおよびΔtから人肌の水分量および微量成分の含有量を演算したが、これに限定されない。携帯電話機10からΔCおよびΔtをサーバに送信し、サーバがΔCおよびΔtに基づき人肌の水分量および微量成分の含有量を演算し、解析情報を出力することもできる。この場合、携帯電話機10の演算負荷を小さくすることができる。
一方、携帯電話機10に生体情報に関するデータベースを構築し、携帯電話機10が人肌の水分量および微量成分の含有量から解析情報を生成し、LCD13に表示することもできる。
携帯電話機10およびサーバに、数多くのユーザの、人肌の水分量および微量成分の含有量と計測時点での各ユーザの健康状態および精神状態との相関を表すデータベースを構築しておくことにより、携帯電話機10およびサーバは、ユーザの疲れ、ストレス、怒り、喜び、哀しみなどの健康状態および精神状態を、高精度に判断することができ、健康維持・向上のための有意義な情報を提供することができる。
ここで、サーバが、化粧品会社が提供するサーバ等の場合、解析情報の他に肌の状態に適した化粧品の情報等を提供することもできる。一方、ユーザは携帯電話機10を用いて、該化粧品の購入手続きを行うことができる。また、ユーザは携帯電話機10を用いてクレジット会社と通信することにより、購入した化粧品の代金をクレジットカード決済することもできる。
さらに、携帯電話機10は、静電容量および位相差の計測時刻にスピーカ15からアラーム音を発し、ユーザに計測を促すことができる。この場合、ユーザが定期的に静電容量および位相差の計測を行い、健康状態を継続的に把握することができる。また、ユーザがカメラ14を用いてユーザの肌を撮影し、取得した画像情報を肌の水分量および微量成分の含有量の演算結果と一緒にサーバへ送信することもできる。この場合、サーバは、より多くの情報を提供することができる。
(第4の実施形態)
第4の実施形態について説明する。本実施形態においても、携帯端末として、第2の実施形態で説明した生体情報検知器1Bを搭載した携帯電話機を適用する。本実施形態に係る携帯電話機も、第3の実施形態に係る携帯電話機10と同様に、インターネットを介して、予めユーザの識別情報が登録された所定のサーバと通信する。
本実施形態に係る携帯電話機10Bの正面図を図9(a)に、背面図を図9(b)に、図9(a)のB−B‘での断面図を図9(c)に示す。図9(a)(c)に示すように、本実施形態に係る携帯電話機10Bでは、センサ18Bが筐体11表面のスピーカ15の横に配置されている。なお、その他は第3の実施形態で説明した図6とほぼ同様なので、詳細な説明は省略する。また、本実施形態に係る携帯電話機10Bのブロック図は第3の実施形態で説明した図7とほぼ同様である。以下の説明では、図2、図7および図9で用いた符号を用いる。
ユーザが本実施形態に係る携帯電話機10Bを用いて生体情報を検知する場合の動作フローについて、図10を用いて説明する。ユーザは、携帯電話機10Bの操作ボタン12を用いて生体情報の検知を指示するための入力を行った後、操作ボタン12を操作して音声通信を開始する。このとき、スピーカ15の横に設置されたセンサ18B(印加電極3Bおよび検出電極4B)はユーザの耳などの人肌に接触する。
携帯電話機10Bの入力部51は、ユーザからの入力を検知した場合、入力情報を制御部57へ送信する(S201)。さらに、通信部55が、音声通信の開始を伝える信号を制御部57へ送信する(S202)。制御部57は、生体情報の検知を指示する入力情報と音声通信が開始されたことを伝える信号とを受信した場合、生体情報検知部56を駆動する。
生体情報検知部56は、静電容量計測回路5および位相差計測回路7を用いて、電極間の静電容量と印加電圧−検出電流間の位相差を所定時間計測する(S203)。さらに、生体情報検知部56は、音声通信が所定時間経過(例えば、30秒間音声通話を継続)した後に(S204のYES)、静電容量と印加電圧−検出電流間の位相差を再度計測する(S205)。そして、生体情報検知部56は、演算回路6Bを用いて、静電容量計測回路5が計測した静電容量の経時変化、すなわち、センサ18Bが人肌に接触し、かつ音声通信が開始した直後の状態(第1の状態)の静電容量と音声通信が開始してから所定時間が経過した後の状態(第2の状態)の静電容量との変化量(ΔC)を算出する。さらに、算出したΔCに基づき音声通信の前後における人肌の水分の変化量を演算し、演算結果を制御部57へ送信する(S206)。さらに、生体情報検知部56は、演算回路6Bを用いて、位相差計測回路7が計測した位相差の経時変化から音声通信の前後における含有微量成分の変化量を演算し、演算結果を制御部57へ送信する(S207)。制御部57は、音声通信の前後における人肌水分および微量含有成分の変化量の演算結果とユーザの識別情報とを所定のサーバへ送信する(S208)。
サーバは、携帯電話機10Bから、音声通信の前後の人肌水分および微量含有成分の変化量に関する演算結果とユーザの識別情報とを受信した場合、受信した識別情報に対応するデータベースを用いて、音声通信の前後におけるユーザの心理状態の変化などを評価し、評価結果(解析情報)を携帯電話機10Bへ返信する。
携帯電話機10Bは、サーバから評価結果を受信した場合(S209)、受信した評価結果をLCD13に表示する(S210)。ユーザは、LCD13に表示された評価結果を確認することにより、音声通信の前後における心理状態の変化を客観的に把握する。
以上のように、本実施形態に係る携帯電話機10Bは、携帯電話機10Bを用いた音声通話中に、静電容量と位相差の変化量を算出し、算出結果に基づいて、音声通信の前後における人肌水分と微量含有成分の変化量を演算する。人肌水分と微量含有成分の変化量との演算に、音声通信前後の変化量を用いることにより、電極表面に汚れや水分等が付着することによる影響を取り除くことができる。従って、単純に電極が生体に接触している時の計測値を用いる場合と比較して、人肌水分と微量含有成分の変化量を精度よく演算することができる。
さらに、携帯電話機10Bは、人肌水分と微量含有成分の変化量とに基づいて評価したユーザの心理状態の変化等の評価結果(解析情報)をLCD13に表示する。従って、ユーザは、LCD13に表示された評価結果を確認して、音声通信の前後におけるユーザの心理状態の変化を客観的に把握することができる。
ここで、本実施形態では、携帯電話機10Bが人肌の水分量および微量成分の含有量を演算したが、これに限定されない。携帯電話機10BからΔCおよびΔtをサーバに送信し、サーバがΔCおよびΔtに基づき人肌の水分量および微量成分の含有量を演算してユーザの心理状態の変化等を評価することもできる。一方、携帯電話機10Bに心理状態に関するデータベースを構築し、携帯電話機10Bが演算した人肌の水分量および微量成分の含有量からユーザの心理状態の変化を評価してLCD13に表示することもできる。
また、本実施形態では配信される解析情報として、音声通信の前後での心理状態変化を挙げたが、これに限定されない。例えば、音声通話の前後における喜び、怒り、恐れなどの心理状態の変化をサーバ上で比較し、通話者同士の相性判断結果などとして配信することもできる。さらに、携帯端末として携帯型ゲーム端末を適用する場合、ゲームを開始した直後を第1の状態、所定時間経過後を第2の状態として、ゲーム開始後のユーザの生体情報の変化からユーザの興奮度等を数値化して配信することもできる。興奮度のレベルがユーザの携帯型ゲーム端末等へ表示されることにより、ユーザはゲームを開始したことによる心身状態の変化を客観的に把握することができる。
また、本実施形態では、サーバにおいて評価した音声通話によるユーザの心理状態の変化等の情報を、人肌水分および微量含有成分の変化量を送信して来た携帯電話機10Bのみに返信したが、これに限らない。サーバに登録するユーザの識別情報の中に、情報の共有を許可する通信装置の識別IDをグルーピング情報として格納しておくことにより、音声通話による心理状態の変化等の情報をグルーピングした所定の通信装置にも配信することができる。例えば、音声通話中のユーザが、音声通話中に音声情報と一緒に通話相手の心理状態の変化の情報を取得した場合、ユーザは、通話相手の心理状態変化に応じたきめ細やかなコミュニケーションを行うことができる。
また、本実施形態では、音声通話直後の状態を第1の状態、通話開始後30秒後の状態を第2の状態として、2つの状態での計測値の差分からユーザの心理状態の変化を評価したが、これに限らない。例えば、通話開始から通話終了までの間、30秒ごとに静電容量および位相差を計測およびユーザの心理状態を評価し、評価結果を連続的に表示することもできる。この場合、通話に伴うユーザの心理状態の一連の変化を客観的に把握することができ、よりきめ細やかなコミュニケーションを行うことができる。
さらに、本実施形態では、ユーザの心理状態の変化の評価結果を音声通信直後(もしくは音声通信中)に携帯電話機10BのLCD13に表示する例を示したが、これに限らない。通話者同士の相性診断結果などは、サーバを運営するサービス事業者が、他ユーザの結果と比較するなどして詳細な評価を加えたうえで、別途、ユーザへ評価結果を配信してもよい。
以上、本発明の好適実施形態について説明したが、単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明は、要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
(付記1)電気パルスを発する発振手段と、前記電気パルスが印加される印加電極と、前記印加電極に対向する検出電極と、前記電極間の静電容量を計測する静電容量計測手段と、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を演算する演算手段と、を備えた生体情報検知器。
(付記2)前記第1の状態は、前記電極が生体に接触している状態であり、前記第2の状態は前記電極が生体に接触していない状態である、付記1記載の生体情報検知器。
(付記3)前記第1の状態および前記第2の状態は、前記電極が生体に接触している状態であり、且つ、前記第2の状態は前記第1の状態から所定時間が経過した状態である、付記1記載の生体情報検知器。
(付記4)前記発振手段は、正弦波電圧を前記印加電極に印加し、前記正弦波電圧と前記検出電極により検出される電流との位相差を計測する位相差計測手段を備え、前記演算手段は、前記静電容量の差分に基づき人肌の水分量を演算するとともに前記位相差に基づき人肌表面の微量成分の含有量を演算する、付記1ないし3のいずれか1項記載の生体情報検知器。
(付記5)前記演算手段は、第1の状態における位相差と第2の状態における位相差との差分に基づき、人肌表面の微量成分の含有量を演算する、付記4記載の生体情報検知器。
(付記6)前記印加電極と前記検出電極は、交互に配置される複数の櫛型電極を備える付記1ないし5のいずれか1項記載の生体情報検知器。
(付記7)対向配置された印加電極と検出電極とを備える検知器を用いた生体情報検知方法であって、前記印加電極へ電気パルスを印加し、前記電極間の静電容量を計測し、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を演算する、生体情報検知方法。
(付記8)前記第1の状態は、前記電極が生体に接触している状態であり、前記第2の状態は前記電極が生体に接触していない状態である、付記7記載の生体情報検知方法。
(付記9)前記第1の状態および前記第2の状態は、前記電極が生体に接触している状態であり、且つ、前記第2の状態は前記第1の状態から所定時間が経過した状態である、付記7記載の生体情報検知方法。
(付記10)前記印加電極へ、正弦波電圧を印加し、前記検出電極により電流を検出し、前記正弦波電圧と前記検出電極により検出される電流との位相差を計測し、前記静電容量の差分に基づき人肌の水分量を演算するとともに前記位相差に基づき人肌表面の微量成分の含有量を演算する、付記7ないし9のいずれか1項記載の生体情報検知方法。
(付記11)筐体と、電気パルスを印加する発振手段と、前記筐体の表面に対向配置された、前記電気パルスが印加される印加電極および検出電極と、前記電極間の静電容量を計測する静電容量計測手段と、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を演算する演算手段と、を備える携帯端末。
(付記12)前記第1の状態は、前記電極が生体に接触している状態であり、前記第2の状態は前記電極が生体に接触していない状態である、付記11記載の携帯端末。
(付記13)前記第1の状態および前記第2の状態は、前記電極が生体に接触している状態であり、且つ、前記第2の状態は前記第1の状態から所定時間が経過した状態である、付記11記載の携帯端末。
(付記14)前記第1の状態は携帯端末が通信を開始した直後の状態であり、前記第2の状態は携帯端末が通信を開始してから所定時間経過後の状態である、付記13記載の携帯端末。
(付記15)前記発振手段は、正弦波電圧を前記印加電極に印加し、前記正弦波電圧と前記検出電極により検出される電流との位相差を計測する位相差計測手段を備え、前記演算手段は、前記静電容量の差分に基づき人肌の水分量を演算するとともに前記位相差に基づき人肌表面の微量成分の含有量を演算する、付記11ないし14のいずれか1項記載の携帯端末。
(付記16)前記演算した生体情報を表示する表示手段をさらに備える付記11ないし15のいずれか1項記載の携帯端末。
(付記17)筐体と、正弦波電圧を印加する発振手段と、前記筐体の表面に対向配置された、前記正弦波電圧が印加される印加電極および電流を検出する検出電極と、前記電極間の静電容量を計測する静電容量計測手段と、前記正弦波電圧と前記検出電極により検出される電流との位相差を計測する位相差計測手段と、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき人肌の水分量を演算するとともに前記第1の状態における前記位相差に基づき人肌表面の微量成分の含有量を演算する演算手段と、前記水分量と含有量の演算結果を所定のサーバへ送信する通信手段と、前記サーバから前記演算結果に対応する生体情報を受信した場合、前記受信した生体情報を表示する表示手段と、を備える携帯端末。
(付記18)前記第1の状態は、前記電極が生体に接触している状態であり、前記第2の状態は前記電極が生体に接触していない状態である、付記17記載の携帯端末。
(付記19)前記第1の状態および前記第2の状態は、前記電極が生体に接触している状態であり、且つ、前記第2の状態は前記第1の状態から所定時間が経過した状態である、付記17記載の携帯端末。
(付記20)前記第1の状態は携帯端末が通信を開始した直後の状態であり、前記第2の状態は携帯端末が通信を開始してから所定時間経過後の状態である、付記19記載の携帯端末。
この出願は、2009年8月3日に出願された日本出願特願2009−180448および2010年1月4日に出願された日本出願特願2010−000019を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. An example of a block diagram of the
The
The capacitance measuring
Here, in the present embodiment, the state where the
Moreover, in this embodiment, the arithmetic circuit 6 outputs the moisture content contained in the living body as biological information. The reason why the amount of water contained in the living body can be determined from the capacitance between the
Note that the capacitance of the capacitor also changes when dirt or moisture adheres to the electrode surface of the capacitor. Therefore, it is desirable to use the amount of change in capacitance from a predetermined state in order to remove the influence of dirt or moisture adhering to the electrode surface. In the present embodiment, as a predetermined state (second state), a state where the electrodes (the
As described above, the
In addition, when the dotted line of FIG. 1 is a housing | casing, it becomes a portable terminal provided with the
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the biological information detector according to the present embodiment. In FIG. 2, the living body information detector 1B includes an
In the present embodiment, the
In FIG. 3, the
In the present embodiment, a pair of glass ceramic plates having a side length of 10 mm and a thickness of 0.3 mm is used as the
Returning to the description of FIG. The
The
The first state and the second state in the present embodiment will be described. FIG. 4 shows measurement results of the
In FIG. 4, the capacitance value (3.8 × 10 8) when the electrode is in contact with human skin. 3 ~ 6.3 × 10 3 It can be seen that pF) is larger by about 2 to 3 digits than the capacitance value in a state where the other electrodes are not in contact with the human skin. In addition, the capacitance value (5.1 to 5.5 pF) after wiping the electrode with alcohol is almost constant, whereas the capacitance value in the initial state (5.1 to 3.7 × 10 pF) is Since it is not constant, it can be considered that the variation in the initial state is due to the above-described contamination of the electrode surface. Furthermore, in FIG. 4, the capacitance values immediately after the electrodes are separated from the human skin vary greatly. This is presumably because the speed at which the water adhering to the electrode surface evaporates varies depending on the temperature of the electrode.
Therefore, it is desirable to use the capacitance value before the electrode is brought into contact with the human skin as the capacitance value in the second state used for reference. In this embodiment, a threshold value is set at 500 pF, and the most recent capacitance value measured before exceeding the threshold value is the initial state in which the electrode is not in contact with human skin, that is, the capacitance in the second state. Define as value. On the other hand, the maximum value of the capacitance value measured for a predetermined time after exceeding the threshold value is defined as a state when the human skin is touched, that is, a capacitance value in the first state.
Next, from the difference (Δt) between the phase difference between the applied voltage waveform and the detected current waveform when the electrode is in contact with the human skin and π / 2 radians (Δt), the minute amount contained in the sweat secreted from the human skin surface The reason why the content of the component can be calculated will be described. Sweat secreted from the human skin surface contains minerals such as sodium, potassium, magnesium, and chlorine. These mineral components are mostly ionic substances and affect the parasitic resistance component of the capacitor. On the other hand, the phase difference between the applied voltage waveform of the capacitor and the detected current waveform is π / 2 radians in the case of an ideal capacitor, whereas when the capacitor has a parasitic resistance component, the phase difference depends on the parasitic resistance value. / 2 radians deviate. Therefore, the parasitic resistance value is calculated from the difference (Δt) between the phase difference when the electrode is brought into contact with the human skin and π / 2 (the ideal capacitor phase difference), and from the skin surface based on the parasitic resistance value. The content of the trace component contained in the secreted sweat can be calculated.
FIG. 5 is a waveform diagram showing an applied voltage waveform 61 applied to the applied electrode 3B, a detected current waveform 62 detected from the detection electrode 4B, and a current waveform 63 detected in the case of an ideal capacitor. . In FIG. 5, the phase difference between the applied voltage waveform 61 and the current waveform 63 detected in the case of an ideal capacitor is π / 2 radians. On the other hand, the phase difference θ between the applied voltage waveform 61 and the detected current waveform 62 detected from the detection electrode 4B is deviated from π / 2 radians. The biological information detector 1B according to the present embodiment has a difference (Δt) between the phase difference θ and π / 2 (the ideal capacitor phase difference) when the application electrode 3B and the detection electrode 4B are in contact with human skin. From the parasitic resistance value, the content of trace components such as sodium, potassium, magnesium, and chlorine contained in the sweat secreted from the human skin surface is calculated based on the parasitic resistance value.
When the user detects biological information on the skin surface of the human body using the biological information detector 1B according to the present embodiment, the user performs input for instructing detection using an operation button or the like (not shown), The application electrode 3B and the detection electrode 4B are brought into contact with the human skin of the user. The
As described above, the biological information detector 1B according to the present embodiment is included in the moisture content of human skin and the sweat secreted from the human skin surface based on the electrical characteristics of the application electrode 3B and the detection electrode 4B forming the capacitor. To calculate the content of trace components. Since the biological information detector 1B can calculate the moisture content of the skin and the content of the trace component based on the electrical characteristics from the same electrode, a plurality of sensors such as a moisture sensor and a sensor for detecting the content of the trace component can be used. There is no need to mount a sensor. Therefore, an increase in size and cost of the biological information detector 1B can be avoided.
Further, based on the amount of change in capacitance (ΔC) between the state in which the electrode is in contact with human skin (first state) and the state in which the electrode is not in contact with human skin (second state). By calculating the amount of moisture, the amount of moisture in human skin can be calculated with high accuracy. Furthermore, by forming the application electrode 3B and the detection electrode 4B in a comb-teeth shape, it is possible to output electrical characteristics with high accuracy even when the electrode mounting area is small. The content of can be calculated with high accuracy.
Here, when dirt or moisture adheres to the electrode surface of the capacitor, the parasitic resistance value of the capacitor also changes. Therefore, instead of using the difference (Δt) between the phase difference θ when the electrode is brought into contact with human skin and π / 2 radians (the ideal capacitor phase difference) in calculating the content of the trace component, By using the difference (Δt ′) between the phase difference θ when in contact with the skin and the phase difference when not in contact with the skin (Δt ′), it is possible to eliminate the influence of dirt or moisture adhering to the electrode surface. The content of trace components can be calculated with higher accuracy.
The application electrode 3B and the detection electrode 4B are not limited to one pair. When a plurality of pairs of the application electrode 3B and the detection electrode 4B are formed, the moisture content of human skin and the content of trace components contained in sweat secreted from the human skin surface, such as by using the average value of the electrical characteristics of each electrode pair Can be calculated with higher accuracy.
(Third embodiment)
A third embodiment will be described. In the present embodiment, a mobile phone equipped with the biological information detector 1B described in the second embodiment is applied as a mobile terminal. In this embodiment, the mobile phone communicates with a predetermined server via the Internet. In addition, the user of the cellular phone registers user identification information in the server in advance. As a portable terminal, a PDA (Personal Digital Assistant) equipped with the biological information detector 1B described in the second embodiment, a portable game terminal having a communication function, a camera, or the like can be applied.
6A is a front view showing the
On the other hand, in FIGS. 6B and 6C, a
In FIG. 6C, the
Next, a block diagram illustrating the
When the user presses the
An operation flow when the user detects biological information on the surface of the human skin using the
When receiving the calculation result, the
When receiving the analysis information from the server via the antenna 17 (S107), the
Here, the analysis information received from the server includes the current health condition, the transition of the moisture content of human skin and the content of trace components, and advice for maintaining and improving the health condition.
As described above, the
Furthermore, in the present embodiment, the
Here, in the present embodiment, the
On the other hand, a database relating to biological information can be built in the
By constructing a database that represents the correlation between the moisture content of human skin and the content of trace components and the health status and mental status of each user at the time of measurement on the
Here, when the server is a server or the like provided by a cosmetic company, information on cosmetics suitable for the skin condition can be provided in addition to the analysis information. On the other hand, the user can use the
Furthermore, the
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described. Also in this embodiment, a mobile phone equipped with the biological information detector 1B described in the second embodiment is applied as a mobile terminal. Similarly to the
FIG. 9A is a front view of the
An operation flow when the user detects biometric information using the
When detecting the input from the user, the
The biological
When the server receives from the
When the
As described above, the
Furthermore, the
Here, in the present embodiment, the
Moreover, although the psychological state change before and behind voice communication was mentioned as analysis information delivered in this embodiment, it is not limited to this. For example, changes in psychological states such as joy, anger, and fear before and after a voice call can be compared on a server and distributed as a result of compatibility determination between callers. Furthermore, when a portable game terminal is applied as a portable terminal, the excitement of the user is determined from the change in the user's biometric information after the game is started, with the first state immediately after the game is started and the second state after the predetermined time has elapsed. It is also possible to distribute the degree etc. numerically. By displaying the level of excitement level on the user's portable game terminal or the like, the user can objectively grasp the change in the state of mind and body caused by starting the game.
In the present embodiment, information such as a change in a user's psychological state due to a voice call evaluated in the server is returned only to the
In this embodiment, the state immediately after the voice call is the first state, the state 30 seconds after the start of the call is the second state, and the change in the user's psychological state is determined from the difference between the measured values in the two states. Although evaluated, it is not restricted to this. For example, the capacitance and phase difference are measured every 30 seconds from the start of the call to the end of the call, the user's psychological state is evaluated, and the evaluation results can be displayed continuously. In this case, a series of changes in the user's psychological state associated with the call can be objectively grasped, and more detailed communication can be performed.
Furthermore, in this embodiment, although the example which displays the evaluation result of a user's mental state change on LCD13 of the
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it is only a mere illustration and does not limit this invention at all. The present invention can be variously modified without departing from the scope of the invention.
(Appendix 1) Oscillating means for generating an electric pulse, an application electrode to which the electric pulse is applied, a detection electrode facing the application electrode, a capacitance measuring means for measuring the capacitance between the electrodes, A biological information detector comprising: a calculating means for calculating biological information based on a difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state.
(Supplementary note 2) The biological information detection according to
(Supplementary Note 3) The first state and the second state are states in which the electrodes are in contact with a living body, and the second state is a state in which a predetermined time has elapsed from the first state. The biological information detector according to
(Additional remark 4) The said oscillation means is equipped with the phase difference measurement means which applies the sine wave voltage to the said application electrode, and measures the phase difference of the said sine wave voltage and the electric current detected by the said detection electrode, The said calculation means The biological information according to any one of
(Supplementary note 5) The biological information detection according to supplementary note 4, wherein the calculation means calculates the content of a trace component on the surface of the human skin based on the difference between the phase difference in the first state and the phase difference in the second state. vessel.
(Supplementary note 6) The biological information detector according to any one of
(Appendix 7) A biological information detection method using a detector including an application electrode and a detection electrode arranged opposite to each other, applying an electric pulse to the application electrode, and measuring a capacitance between the electrodes, A biological information detection method for calculating biological information based on a difference between a capacitance in a first state and a capacitance in a second state.
(Supplementary note 8) The biological information detection according to supplementary note 7, wherein the first state is a state where the electrode is in contact with a living body, and the second state is a state where the electrode is not in contact with the living body. Method.
(Supplementary Note 9) The first state and the second state are a state in which the electrode is in contact with a living body, and the second state is a state in which a predetermined time has elapsed from the first state. The biological information detection method according to appendix 7, wherein
(Appendix 10) A sine wave voltage is applied to the application electrode, a current is detected by the detection electrode, a phase difference between the sine wave voltage and a current detected by the detection electrode is measured, and the capacitance The biological information detection method according to any one of appendices 7 to 9, wherein the moisture content of the human skin is calculated based on the difference between the two, and the content of trace components on the human skin surface is calculated based on the phase difference.
(Supplementary Note 11) A housing, an oscillating means for applying an electric pulse, an application electrode and a detection electrode to which the electric pulse is applied, disposed opposite to the surface of the housing, and a capacitance between the electrodes A portable terminal comprising: a capacitance measuring means for measuring; and a calculating means for calculating biological information based on a difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state.
(Supplementary note 12) The portable terminal according to
(Additional remark 13) The said 1st state and the said 2nd state are the states in which the said electrode is contacting the biological body, and the said 2nd state is the state which predetermined time passed from the said 1st state The mobile terminal according to
(Supplementary note 14) The first state is a state immediately after the mobile terminal starts communication, and the second state is a state after a predetermined time has elapsed since the mobile terminal started communication. Mobile devices.
(Supplementary Note 15) The oscillating unit includes a phase difference measuring unit that applies a sine wave voltage to the application electrode and measures a phase difference between the sine wave voltage and a current detected by the detection electrode. The mobile terminal according to any one of
(Supplementary note 16) The mobile terminal according to any one of
(Supplementary Note 17) A casing, an oscillating means for applying a sine wave voltage, an application electrode to which the sine wave voltage is applied and a detection electrode for detecting a current, which are opposed to the surface of the casing, and the electrode Capacitance measuring means for measuring the capacitance between the phase, phase difference measuring means for measuring the phase difference between the sine wave voltage and the current detected by the detection electrode, and the capacitance in the first state Calculating means for calculating the moisture content of the human skin based on the difference from the capacitance in the second state and calculating the content of trace components on the surface of the human skin based on the phase difference in the first state; A portable device comprising: a communication unit that transmits a calculation result of moisture content and content to a predetermined server; and a display unit that displays the received biological information when the biological information corresponding to the calculation result is received from the server. Terminal.
(Supplementary note 18) The mobile terminal according to
(Supplementary note 19) The first state and the second state are states in which the electrodes are in contact with a living body, and the second state is a state in which a predetermined time has elapsed from the first state. The mobile terminal according to
(Supplementary note 20) The
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2009-180448 filed on Aug. 3, 2009 and Japanese Application No. 2010-000019 filed on Jan. 4, 2010. The entire disclosure is incorporated herein.
本発明にかかる生体情報検知器、生体情報検知方法、および、該生体情報検知器を備えた携帯端末は、健康状態を把握するための検知器、該検知器を搭載した、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)、通信機能を備えた携帯型ゲーム端末およびカメラ等を適用するに適用することができる。 A biological information detector, a biological information detection method, and a portable terminal equipped with the biological information detector according to the present invention include a detector for grasping a health condition, a mobile phone equipped with the detector, and a PDA ( (Personal Digital Assistant), a portable game terminal having a communication function, a camera, and the like can be applied.
100 携帯通信端末
1 生体情報検知器
2、2B 発振回路
3、3B 印加電極
4、4B 検出電極
5 静電容量計測回路
6、6B 演算回路
7 位相差計測回路
8 基板
10、10B 携帯電話機
11 筐体
12 操作ボタン
13 LCD
14 カメラ
15 スピーカ
16 マイク
17 アンテナ
18、18B センサ
19 検知回路
20 メイン基板
31、41 電極端子
32、42 櫛型電極
51 入力部
52 音声処理部
53 表示部
54 撮像部
55 通信部
56 生体情報検知部
57 制御部
61 印加電圧波形
62 検出電流波形
63 理想的な電流波形DESCRIPTION OF SYMBOLS 100
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電気パルスが印加される印加電極と、
前記印加電極に対向する検出電極と、
前記電極間の静電容量を計測する静電容量計測手段と、
第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を取得する演算手段と、
を備えた生体情報検知器。Oscillating means for emitting electrical pulses;
An application electrode to which the electric pulse is applied;
A detection electrode facing the application electrode;
A capacitance measuring means for measuring a capacitance between the electrodes;
Computing means for obtaining biological information based on the difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state;
A biological information detector comprising:
前記正弦波電圧と前記検出電極により検出される電流との位相差を計測する位相差計測手段を備え、
前記演算手段は、前記静電容量の差分に基づき人肌の水分量を取得するとともに前記位相差に基づき人肌表面の微量成分の含有量を取得する、請求項1ないし3のいずれか1項記載の生体情報検知器。The oscillating means applies a sine wave voltage to the application electrode,
Phase difference measuring means for measuring the phase difference between the sine wave voltage and the current detected by the detection electrode,
The said calculating means acquires the moisture content of the human skin based on the difference of the said electrostatic capacitance, and acquires the content of the trace component of the human skin surface based on the said phase difference. The biological information detector described.
前記印加電極へ電気パルスを印加し、
前記電極間の静電容量を計測し、
第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を取得する、
生体情報検知方法。A biological information detection method using a detector comprising an application electrode and a detection electrode arranged opposite to each other,
Applying an electrical pulse to the application electrode;
Measure the capacitance between the electrodes,
Obtaining biological information based on the difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state;
Biological information detection method.
電気パルスを印加する発振手段と、
前記筐体の表面に対向配置され、前記電気パルスが印加される、印加電極および検出電極と、
前記電極間の静電容量を計測する静電容量計測手段と、
第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき生体情報を取得する演算手段と、
を備える携帯端末。A housing,
An oscillating means for applying an electrical pulse;
An application electrode and a detection electrode that are arranged opposite to the surface of the housing and to which the electric pulse is applied;
A capacitance measuring means for measuring a capacitance between the electrodes;
Computing means for obtaining biological information based on the difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state;
A mobile terminal comprising:
前記演算手段は、前記生体情報として、第1の状態における静電容量と第2の状態における静電容量との差分に基づき人肌の水分量を取得するとともに前記第1の状態における前記位相差に基づき人肌表面の微量成分の含有量を取得する、
請求項8記載の携帯端末。A phase difference measuring means for measuring a phase difference between a sine wave voltage applied to the application electrode as the electric pulse and a current detected by the detection electrode;
The computing means obtains the moisture content of human skin based on the difference between the capacitance in the first state and the capacitance in the second state as the biological information, and the phase difference in the first state. Acquire the content of trace components on the human skin surface based on
The mobile terminal according to claim 8.
前記サーバから前記生体情報に対応する解析情報を受信した場合、前記受信した解析情報を表示する表示手段と、
をさらに備える、請求項9記載の携帯端末。Communication means for transmitting the acquired biometric information to a predetermined server;
When the analysis information corresponding to the biological information is received from the server, display means for displaying the received analysis information;
The mobile terminal according to claim 9, further comprising:
Applications Claiming Priority (5)
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