WO2016103500A1

WO2016103500A1 - 光式脈拍計、および光式脈拍計の使用方法、ならびに、光式脈拍計を配置した双方向通信装置、光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステム

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Publication number: WO2016103500A1
Application number: PCT/JP2014/084663
Authority: WO
Inventors: 純葛西; 吉田　正樹; 関根　正樹
Original assignee: 有限会社ｆｏｒｔｅ
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-06-30
Also published as: JPWO2016103736A1; WO2016103736A1

Abstract

　骨伝導スピーカー、骨伝導マイク、および光式脈拍計が配置されたヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームが、使用者の頭部に装着されて、双方向の骨伝導通信を行うことができ、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時の間の脈拍データを、常に安定に検出することが可能である、光式脈拍計、ならびに、光式脈拍計を配置した双方向通信装置を得る。　骨伝導スピーカー２、骨伝導マイク１、および、光式脈拍計３、更に、３軸加速度センサ４とが配置されたヘルメット２０と、データを演算する処理回路と、および前記処理回路と、インターネットと接続する双方向送受信手段とで構成された、双方向骨伝導通信装置であって、前記光式脈拍計３は、使用者のこめかみ部に密着され、前記、光式脈拍計が、使用者の脈拍を検出し、前記双方向送受信手段によってリアルタイムにて、インターネットと接続された光式脈拍計を配置した双方向通信装置とする。

Description

光式脈拍計、および光式脈拍計の使用方法、ならびに、光式脈拍計を配置した双方向通信装置、光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステム

本発明は、使用者が装着するヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームに、骨伝導スピーカー、骨伝導マイク、および光式脈拍計、３軸加速度センサ、双方向通信手段とを配置する双方向骨伝導通信装置および双方向骨伝導通信方法、ならびに双方向骨伝導ガイドナビシステムに関し、使用者が、双方向骨伝導通信を行うと共に、更に、使用者の身体のデータ、特に脈拍データが送付されて管理されることを特徴とする。

従来の双方向骨伝導通信装置については、各種の方式が、公開されている。また、身体センサも付加した方式も開示されている。特許文献１では、身体、特に腕に配置された振動入力用アクチユェータで、骨伝導音を発生させ、身体の姿勢や接触位置を推定するインタフェイスシステムについて記載されている。

特許文献２では、骨伝導スピーカーと、骨伝導マイクとを、使用者の口の中に配置して骨伝導通信を行い、また、体温、心拍数などの身体センサを、同じく、使用者の口の中に配置することが記載されている。

特許文献３では、ヘッドバンドに骨伝導スピーカー、骨伝導マイクと通信装置が配置されて骨伝導通信を行い、且つ、使用者の頸動脈に脈拍センサが貼り付けられて、使用者の身体データを送信することが記載されている。

特開２０１３－３３３８２号公報特表２０１１－５１２０４９号公報再公表ＷＯ２００５－０５３８００号公報

特許文献１では、腕に身体センサが配置されて、使用者の姿勢を計測しているが、腕に身体センサが配置されることにより、姿勢の測定誤差が、大きいという問題点があった。
また、特許文献２では、使用者の口の中に、体温、心拍数のセンサを配置しているが、
口の中での計測のため、測定誤差が、大きいという問題点があった。
特許文献３では、脈拍センサを使用者の頸動脈に配置しているが、使用者の首の動きの影響を受けて、測定精度が、悪いという欠点があった、

本発明の課題は、骨伝導スピーカー、骨伝導マイク、および光式脈拍計が配置されたヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームが、使用者の頭部に装着されて、双方向の骨伝導通信を行うことができ、更に、使用者の脈拍のデータ、姿勢データが正確に、リアルタイムに測定され、前記測定データが、リアルタイムにインターネットを介して、情報サーバに格納されて、管理者が前記情報サーバのデータを監視することができ、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時の間の脈拍データを、常に安定に検出することが可能である、光式脈拍計、および光式脈拍計の使用方法、ならびに、光式脈拍計を配置した双方向通信装置、光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステムを提供することである。

本発明の請求項１に係る発明は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計であって、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定され、前記光式脈拍計が、２個であって、使用者の左右のこめかみ部の両方に、それぞれ密着されるか、あるいは１個であって、使用者の左右のこめかみ部のすくなくとも一方のこめかみ部に密着されて、前記使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする光式脈拍計である。

ここで緑色ＬＥＤの波長は５５５nm以上が最適であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ未満であると、フォトダイオードが検出する反射光の強度が低下し、また緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が３．６ｍｍを超えると、フォトダイオードが検出する反射光の強度が低下する。

本発明の請求項２に係る発明は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計の２個を、使用者の左右の両方のこめかみ部の、それぞれに、密着させ、左側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第１の光式脈拍計とし、右側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第２の光式脈拍計とし、前記第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データをBluetooth（登録商標）を経由して、データ処理端末に送信し、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均しデータを処理する。または、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均化し、比較して、データ処理を行うことを特徴とする光式脈拍計の使用方法である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記第１の光式脈拍計、および第２光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は５５５以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定され、前記第１の光式脈拍計、および第２光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする請求項２記載の光式脈拍計の使用方法である。

本発明の請求項４に係る発明は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクと、前記光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクとが配置されたヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームと、前記光式脈拍計から取得されたデータを処理する処理回路と、前記処理回路と、インターネットとを接続する双方向送受信手段とで、構成された、光式脈拍計を配置した双方向通信装置であって、前記光式脈拍計が、前記ヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームを装着した使用者の左右のこめかみ部に密着され、前記光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向通信装置である。

本発明の請求項５に係る発明は、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項４記載の光式脈拍計を配置した双方向通信装置である。

本発明の請求項６に係る発明は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクと、前記光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクとが配置されたヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームと、前記光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクから取得されたデータを処理する処理回路と、前記処理回路と、インターネットとを接続する双方向送受信手段とで構成する光式脈拍計を配置した双方向通信方法であって、前記光式脈拍計が、前記ヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームを装着した使用者の左右のこめかみ部に密着し、前記光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向通信方法である。

本発明の請求項７に係る発明は、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定することを特徴とする請求項６記載の光式脈拍計を配置した双方向通信方法である。

本発明の請求項８に係る発明は、ＧＰＳ受信機を装備した移動体と、固定された情報サーバと、前記移動体と前記固定された情報サーバとの間にてデータの授受を行う双方向通信手段と光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクが、前記移動体に配置され、前記光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクからのデータを処理する処理回路と、および前記処理回路のデータと、インターネットと接続する双方向送受信手段とで、構成される双方向健康情報ガイドシステムにおいて、前記移動体が、ヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームであって、使用者の頭部に装着さて、前記光式脈拍計が、前記ヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームを装着した使用者の左右のこめかみ部の、それぞれに、密着させ、左側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第１の光式脈拍計とし、右側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第２の光式脈拍計とし、前記第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データをBluetooth（登録商標）を経由して、データ処理端末に送信し、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均しデータを処理する、または、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均化し、比較して、データ処理を行い、前記脈拍データに関する情報を、前記骨伝導スピーカーを介して、使用者に伝えることを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステムである。

本発明の請求項９に係る発明は、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項８記載の光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステムである。

本発明の請求項１の光式脈拍計によれば、使用者の脈拍のデータ、姿勢データがリアルタイムに測定され、特に、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することが可能となる。

本発明の請求項２，３の光式脈拍計の使用方法によれば、使用者の左右のこめかみ部に光式脈拍計を密着させ、使用者の脈拍のデータ、姿勢データがリアルタイムに測定され、特に、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することが可能となる。

本発明の請求項４，５の光式脈拍計を配置した双方向通信装置によれば、良好な、骨伝導通信が可能であり、また、使用者の脈拍のデータがリアルタイムに測定され、特に、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することが可能となり、脈拍の測定データが、リアルタイムにインターネットに送付され、使用者の健康状態を監視することができる。

本発明の請求項６，７の光式脈拍計を配置した双方向通信方法によれば、良好な、骨伝導通信が可能であり、また、使用者の脈拍のデータ、姿勢データがリアルタイムに測定され、
特に、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することが可能となり、脈拍の測定データが、リアルタイムにインターネットに送付され、使用者の健康状態を監視することができる。

本発明の請求項８，９の光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドナビシステムによれば、良好な、骨伝導通信が可能となり、また、使用者の脈拍のデータがリアルタイムに測定され、特に、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することが可能となり、前記測定データが、リアルタイムにインターネットに送付され、使用者の健康状態を監視することができる。

本発明によれば、骨伝導スピーカー、骨伝導マイク、および光式脈拍計が配置されたヘルメットが、使用者の頭部に装着されて、双方向の骨伝導通信を行うことができ、更に、使用者の脈拍のデータ、姿勢データがリアルタイムに測定され、前記測定データが、リアルタイムにインターネットを介して、情報サーバに格納されて、管理者が前記情報サーバのデータを監視することができ、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時の間の脈拍データを、常に安定に検出することが可能である、光式脈拍計、および光式脈拍計の使用方法、ならびに、光式脈拍計を配置した双方向通信装置、光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステムを提供することができる。

本発明の実施例の双方向骨伝導通信装置に使用されるヘルメットの図。図１（ａ）は、自転車用ヘルメットの図、図１（ｂ）は、工事現場用ヘルメットの図。本発明のヘルメット用の光式脈拍計を示す図。図２（ａ）は、使用者の右側のこめかみ部の密着される光式脈拍計を示す図、図２（ｂ）は、使用者の左側のこめかみ部の密着される光式脈拍計を示す図、図２（ｃ）は、内部にて使用されている基板の図である。本発明の実施例の双方向骨伝導通信装置の図。本発明の他の実施例のヘッドセットを使用した双方向骨伝導通信装置の図。本発明の他の実施例の双方向骨伝導通信装置のシステムの図。本発明のヘルメットの図。使用者が安静時の、本実施例のこめかみに配置した光式脈拍計の脈拍データ、および比較例の、心電図による心拍データ、および、指先からの脈拍データの図。図８は、使用者が歩行時の、本実施例のこめかみに配置した光式脈拍計の脈拍データ、および比較例の、心電図による心拍データ、および、指先からの脈拍データの図である。光式脈拍計の回路図。ヘッドセットに光式脈拍計を装着した状態の図。ヘッドセットに光式脈拍計を装着した状態の他の図。光式脈拍計の正面図。

１ａ、１ｂ、１ｃ　　骨伝導マイク
２ａ、２ｂ　骨伝導スピーカー
３　　光式脈拍センサ
４　　３軸加速度センサ
５　　回路処理部
６　　スマートフォン（双方向通信装置）
７　　ブルートゥースモジュール
８　　センサー群
９　　バッテリー
１０　　自転車用ヘルメット
２０　　工事用ヘルメット
３０，３１，３２　　使用者
４０，４１　　自転車
５０　　ヘッドセット

本発明実施の形態による光式脈拍計は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計であって、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定され、前記光式脈拍計が、２個であって、使用者の左右のこめかみ部の両方に、それぞれ密着されるか、あるいは１個であって、使用者の左右のこめかみ部のすくなくとも一方のこめかみ部に密着されて、前記使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする光式脈拍計である。

本発明実施の形態による光式脈拍計の使用方法は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計の２個を、使用者の左右の両方のこめかみ部の、それぞれに、密着させ、左側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第１の光式脈拍計とし、右側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第２の光式脈拍計とし、前記第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データをBluetooth（登録商標）を経由して、データ処理端末に送信し、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均しデータを処理する、または、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均化し、比較して、データ処理を行うことを特徴とする光式脈拍計の使用方法である。

ここで、前記第１の光式脈拍計、および第２光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定され、前記第１の光式脈拍計、および第２光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出する。

本発明実施の形態による光式脈拍計を配置した双方向通信装置は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクと、前記光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクとが配置されたヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームと、前記光式脈拍計から取得されたデータを処理する処理回路と、前記処理回路と、インターネットとを接続する双方向送受信手段とで、構成された、光式脈拍計を配置した双方向通信装置であって、前記光式脈拍計が、前記ヘッドセット、またはヘルメットを装着した使用者の左右のこめかみ部に密着され、前記光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向通信装置である。

ここで、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲である。

本発明実施の形態による光式脈拍計を配置した双方向通信方法は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクと、前記光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクとが配置されたヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームと前記光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクから取得されたデータを処理する処理回路と、前記処理回路と、インターネットとを接続する双方向送受信手段とで構成する光式脈拍計を配置した双方向通信方法であって、前記光式脈拍計が、前記ヘッドセット、またはヘルメットを装着した使用者の左右のこめかみ部に密着し、前記光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向通信方法である。

ここで、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長を５５５nm以上とし、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定する。

本発明実施の形態による光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステムは、ＧＰＳ受信機を装備した移動体と、固定された情報サーバと、前記移動体と前記固定された情報サーバとの間にてデータの授受を行う双方向通信手段と光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクが、前記移動体に配置され、前記光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクからのデータを処理する処理回路と、および前記処理回路のデータと、インターネットと接続する双方向送受信手段とで、構成される双方向健康情報ガイドシステムにおいて、
前記移動体が、ヘッドセット、あるいはヘルメットであって、使用者の頭部に装着さて、
前記光式脈拍計が、前記ヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームを装着した使用者の左右のこめかみ部の、それぞれに、密着させ、左側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第１の光式脈拍計とし、右側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第２の光式脈拍計とし、
前記第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを
Bluetooth（登録商標）を経由して、データ処理端末に送信し、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均しデータを処理する、または、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均化し、比較して、データ処理を行い、前記脈拍データに関する情報を、前記骨伝導スピーカーを介して、使用者に伝えることを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステムである。

ここで、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５６９nm以上から５７５nm以下の範囲であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。

本発明の光式脈拍計、および光式脈拍計の使用方法、ならびに、光式脈拍計を配置した双方向通信装置、光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステムの実施例につき、以下記載する。

（実施例１）　　
図１は、本発明の実施例１の双方向通信装置のヘルメットの図である。図１（ａ）は、自転車用ヘルメット１０の図、図１（ｂ）は、工事現場用ヘルメット２０の図である。図１（ａ）において、使用者３０は、頭部に自転車用ヘルメット１０を装着しており、前記自転車用ヘルメット１０には、音声の入力部である骨伝導マイク１ａと、音声の出力部である骨伝導スピーカー２ａと、光式脈拍センサー（図示せず）、３軸加速度センサ（図示せず）と処理回路（図示せず）と、バッテリー９が配置されている。

図１（ｂ）において、使用者３０は、頭部に工事用ヘルメット２０を装着しており、前記工事用ヘルメット２０には、音声の入力部である骨伝導マイク１ｂ、１ｃと、音声の出力部である骨伝導スピーカー２ｂと、光式膜薄センサー３、３軸加速度センサ４と処理回路（図示せず）と、バッテリー（図示せず）が配置されている。

ここで、音声翻訳に関しては、スマートフォンへ音声データを送り、そのアプリによって音声抽出し、その音声のテキスト翻訳を行うこととしている。
音声の入力部が骨伝導マイクに変わることにより、外部音の合成がないため、音声の認識率が高い効果がある。その特性から、音声からのテキスト変換率が向上し、クラウドサーバーでの他言語翻訳や、サイネージ、クラウドデバイス等への、パーソナル検索への音声対応や、過去
の録音音声とのサンプリングによる、喉頭ガン患者の自然な会話による社会参加など、ＩＣＴと連携することによる福祉への活用基礎技術となる。

また、Skypeやlineなど普及したソーシャルアプリとのマッシュアップにより、付加
価値の創造が可能となる。具体例は、スマートフォンとBluetooth（登録商標）ペアリングすることで、サイクリング中に複
数の仲間と耳をふさぐことなく通話でのコミュニケーションをしたり、バイタルデータによって自分の健康状態を可視化できるなど、現在の熟年世代の健康志向の補完ツールが実現できる。
また、工事用ヘルメットとして活用することで、作業員の体調管理や、不慮の事故等による転倒検知など、生命の危機にかかわる事象の早期発見が可能となる。

ここで、前記骨伝導スピーカーは、使用者の左右どちらかのこめかみ部に配置し、前記骨伝導マイクは、もう片方のこめかみ部に配置される。更に前記光式脈拍計、は、使用者の頭部のこめかみに密着される。こめかみに密着されることにより、測定精度が向上する効果がある。

（実施例２）
図２は、本発明のヘルメット用の光式脈拍計を示す図。図２（ａ）は、使用者の右側のこめかみ部の密着される光式脈拍計を示す図、図２（ｂ）は、使用者の左側のこめかみ部の密着される光式脈拍計を示す図、図２（ｃ）は、内部にて使用されている基板の図である。

図６は、本発明の自転車用のヘルメットを、使用者が装着した状態の図である。
前記図２での光式脈拍計が装着されて、使用者のこめかみ部に密着される。

（実施例３）
図３は、本発明の実施例の双方向骨伝導通信装置の図である。使用者３１が自転車４０を移動手段としており、ヘルメット１０を装着している。同じく使用者３２が自転車４４を移動手段としており、ヘルメット１０を装着している。ここで、スマートフォン６を介して、骨伝導の音声データ、あるいは光式脈拍計のデータ、３軸加速度センサのデータがインターネットにてつながり、会話、あるいは健康データを共有することができる。

（実施例４）
図３の例にて、ヘルメットにＧＰＳ受信機を追加配備すれば、インターネットを介して、使用者が現在存在する位置に関する、さまざまな情報が、骨伝導スピーカーに流れることになる。レジャー、防犯、あるいは災害時の対応に、有効である。

（実施例５）
図４は、本発明の他の実施例のヘッドセットを用いた双方向骨伝導通信装置の図である。図５は、本発明の他の実施例の双方向骨伝導通信装置のシステムの図である。図５の場合は、図４のヘッドセットに代わって、ヘルメットを使用する。なお、前記ヘッドセット、ヘルメットに変えて、メガネフレームを使用することも可能である。

（実施例６）
図１０は、ヘッドセットに光式脈拍計を装着した状態の図であり、図１１は、ヘッドセットに光式脈拍計を装着した状態の他の図である。図１０、図１１共に、使用者の両側のこめかみ部に、光式脈拍計が、密着されるように、ヘッドセットと、光式脈拍計の基板が
設計されている。
図１０にて、基板の下側の部品が、緑色ＬＥＤであり、上側の部品が、フォトダイオード
である。同様の図１１においても、基板の下側の部品が、緑色ＬＥＤであり、上側の部品が、フォトダイオードである。図１２は、図１１にて示した光式脈拍計のセンサ基板の正面図であり、前記センサ基板サイズは、１２×１１ｍｍである。
ここで、前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定され、

図１０、図１１の場合は、緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計の２個を、ヘッドセットを用いて使用者の左右の両方のこめかみ部の、それぞれに、密着させ、左側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第１の光式脈拍計とし、右側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第２の光式脈拍計とし、前記第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データをBluetooth（登録商標）を経由して、データ処理端末に送信し、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均しデータを処理する、または、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均化し、比較して、データ処理を行う。

（実施例７）
図７は、使用者が安静時の、本実施例のこめかみに配置した光式脈拍計の脈拍データ、および比較例の、心電図による心拍データ、および、指先からの脈拍データの図である。
図８は、使用者が歩行時の、本実施例のこめかみに配置した光式脈拍計の脈拍データ、および比較例の、心電図による心拍データ、および、指先からの脈拍データの図である。
また、図９は、光式脈拍計の回路図である。

安静時において
こめかみに配置した光式脈拍計の脈拍データ、および心電図による心拍データは、そのピークの間隔が安定している。
歩行時において
こめかみに配置した光式脈拍計の脈拍データは、そのピークの間隔が安定している。
一方心電図による心拍データ、指先からの脈拍データは、そのピークの間隔が、不規則となっている。
歩行時や自転車移動時ど、人体の動きを比較すると、指先は頭部と比べると、揺れないようになっている為、心電図による心拍データのノイズが少なく、安定する。
従って、こめかみに配置した光式脈拍計の脈拍データは、安静時や、歩行時、自転車移動時など、安定した脈拍データを得ることができる。

脈波パターンの周期を捉え、１分間あたりに換算した値を脈拍数とする。
ここで、脈波パターンのピーク点やゼロクロス点、あるいは微分処理した脈波パターンのピーク点を特徴点として検出し、隣接する特徴点の時間間隔を脈波パターンの周期とする。
運動中に体に掛かる負担の度合いを示す運動強度を、下記の計算にて取得する。

運動強度(%HRR)＝（脈拍数－安静時脈拍数）÷（最大脈拍数－安静時脈拍数）×100
なお、安静時脈拍数は、安静臥位や、安静座位での脈拍数とする。
また、最大脈拍数は、220-年齢で推測する。

本発明の光式脈拍計、および光式脈拍計の使用方法、ならびに、光式脈拍計を配置した双方向通信装置、光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステムによれば、骨伝導スピーカー、骨伝導マイク、および光式脈拍計、が配置されたヘルメットが、使用者のこめかみ部に装着されて、双方向の骨伝導通信を行うことができ、更に、使用者の脈拍のデータ、姿勢データがリアルタイムに測定され、前記測定データが、リアルタイムにインターネットを介して、情報サーバに格納されて、管理者が前記情報サーバのデータを監視することができ、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時の間の脈拍データを、常に安定に検出することが可能であって、観光、レジャー、災害など利用範囲が可能である双方向骨伝導通信装置および双方向骨伝導通信方法を提供することができ、産業の発展および災害対策に寄与する。また、ヘルメットを工事用ヘルメットとして活用することで、作業員の体調管理や、不慮の事故等による転倒検知など、生命の危機にかかわる事象の早期発見が可能である。

Claims

緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計であって、
前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定され、
前記光式脈拍計が、２個であって、使用者の左右のこめかみ部の両方に、それぞれ密着されるか、あるいは１個であって、使用者の左右のこめかみ部のすくなくとも一方のこめかみ部に密着されて、
前記使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする光式脈拍計。
緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計の２個を、
使用者の左右の両方のこめかみ部の、それぞれに、密着させ、
左側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第１の光式脈拍計とし、
右側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第２の光式脈拍計とし、
前記第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを
Bluetooth（登録商標）を経由して、データ処理端末に送信し、
第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均し、データを処理する、
または、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均化し、比較して、データ処理を行うことを特徴とする光式脈拍計の使用方法。
前記第１の光式脈拍計、および第２光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５６９nm以上から５７５nm以下の範囲であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定され、
前記第１の光式脈拍計、および第２光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする
請求項２記載の光式脈拍計の使用方法。
緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計と、
骨伝導スピーカー、骨伝導マイクと、
前記光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクとが配置されたヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームと、
前記光式脈拍計から取得されたデータを処理する処理回路と、
前記処理回路と、インターネットとを接続する双方向送受信手段とで、構成された、
光式脈拍計を配置した双方向通信装置であって、
前記光式脈拍計が、前記ヘッドセット、またはヘルメットを装着した使用者の左右のこめかみ部に密着され、
前記光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向通信装置。
前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項４記載の光式脈拍計を配置した双方向通信装置。
緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとで構成された光式脈拍計と、
骨伝導スピーカー、骨伝導マイクと、
前記光式脈拍計と、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクとが配置されたヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームと、
前記光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクから取得されたデータを処理する処理回路と、
前記処理回路と、インターネットとを接続する双方向送受信手段とで構成する
光式脈拍計を配置した双方向通信方法であって、
前記光式脈拍計が、前記ヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームを装着した使用者の左右のこめかみ部に密着し、
前記光式脈拍計は、使用者の安静時から、歩行時、自転車移動時にわたって、精度の優れた脈拍を検出することを特徴とすることを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向通信方法。
前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長を、５５５nm以上とし、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲に設定することを特徴とする請求項６記載の光式脈拍計を配置した双方向通信方法。
ＧＰＳ受信機を装備した移動体と、固定された情報サーバと、前記移動体と前記固定された情報サーバとの間にてデータの授受を行う双方向通信手段と
光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクが、前記移動体に配置され、
前記光式脈拍計、骨伝導スピーカー、骨伝導マイクからのデータを処理する処理回路と、
および前記処理回路のデータと、インターネットと接続する双方向送受信手段とで、構成される双方向健康情報ガイドシステムにおいて、
前記移動体が、ヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームであって、使用者の頭部に装着さて、
前記光式脈拍計が、前記ヘルメット、あるいはヘッドセットやメガネフレームを装着した使用者の左右のこめかみ部の、それぞれに、密着させ、
左側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第１の光式脈拍計とし、
右側のこめかみ部に密着した光式脈拍計を第２の光式脈拍計とし、
前記第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを
Bluetooth（登録商標）を経由して、データ処理端末に送信し、
第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均し、データを処理する、
または、第１の光式脈拍計の脈拍データ、および前記第２の光式脈拍計の脈拍データを平均化し、比較して、データ処理を行い、前記脈拍データに関する情報を、前記骨伝導スピーカーを介して、使用者に伝えることを特徴とする光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステム。
前記光式脈拍計を構成する前記緑色ＬＥＤの波長は、５５５nm以上であり、前記緑色ＬＥＤと、フォトダイオードとの間隔が、３．２ｍｍ以上から３．６ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項８記載の光式脈拍計を配置した双方向健康情報ガイドシステム。