(57)【要約】【課題】生体情報送信装置が検出した生体情報を生体情報受信装置によって受信するようにした生体情報測定システムにおいて、受信開始時の消費電力を低減すること。【解決手段】ＣＰＵ１０５は、加速度センサ１０１からの歩行信号を検出して被測定者が歩行開始したと判断すると、電源管理部１０８を制御して受信部１０７の受信動作を開始させる。生体情報送信装置からの心拍数信号はアンテナ１０６及び受信部１０７を介してＣＰＵに入力され、表示部１１０に心拍数が表示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体信号を検出する生体信号検出手段と、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生体情報送信装置と、
前記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、前記受信手段が受信した生体情報信号に対応する生体情報を表示する表示手段と、歩行を検出して対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行信号に基づいて歩行が行われたと判断したとき前記受信手段の受信動作を行わせる制御手段とを有する生体情報受信装置と備えて成ることを特徴とする生体情報測定システム。
【請求項２】
前記受信装置は、前記歩行検出手段が検出した歩行信号に基づいて歩数を計数する計数手段を有し、前記表示手段は前記歩数を表示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。
【請求項３】
前記制御手段は、前記受信手段が所定回数前記生体情報信号を受信できなかったとき前記受信手段の受信動作を停止させることを特徴とする請求項１又は２記載の生体情報測定システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記歩行信号に基づいて歩行が停止したと判断したとき前記受信手段の受信動作を停止させ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。
【請求項５】
前記制御手段は、前記受信手段の受信動作を停止させる場合、前記表示手段の表示動作も停止させることを特徴とする請求項３又は４記載の生体情報測定システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記受信手段の受信動作を停止させる場合、前記表示手段に非測定中である旨表示させることを特徴とする請求項３又は４記載の生体情報測定システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記受信手段の受信動作を停止させる場合、電源から前記受信手段への駆動電力供給を停止することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一に記載の生体情報測定システム。
【請求項８】
前記生体信号は心拍信号又は脈拍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。
【請求項９】
生体信号に基づく生体情報信号を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した生体情報信号に対応する生体情報を表示する表示手段と、歩行を検出して対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行信号に基づいて歩行が行われたと判断したとき前記受信手段の受信動作を行わせる制御手段とを備えて成ることを特徴とする生体情報受信装置。
【請求項１０】
前記歩行検出手段が検出した歩行信号に基づいて歩数を計数する計数手段を有し、前記表示手段は前記歩数を表示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。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記受信手段が所定回数前記生体情報信号を受信できなかったとき前記受信手段の受信動作を停止させることを特徴とする請求項９又は１０記載の生体情報受信装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記歩行信号に基づいて歩行が停止したと判断したとき前記受信手段の受信動作を停止させ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。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記受信手段の受信動作を停止させる場合、前記表示手段の表示動作も停止させることを特徴とする請求項１１又は１２記載の生体情報受信装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記受信手段の受信動作を停止させる場合、前記表示手段に非測定中である旨表示させることを特徴とする請求項１１又は１２記載の生体情報受信装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記受信手段の受信動作を停止させる場合、電源から前記受信手段への駆動電力供給を停止することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一に記載の生体情報受信装置。
【請求項１６】
前記生体信号は心拍信号又は脈拍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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍や脈拍等の生体情報を測定する生体情報測定システム及び前記生体情報測定システムを構築するのに好適な生体情報受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、ランニング等の運動時の心拍信号を胸部に装着した生体情報送信装置で検出し、その情報を腕時計のような携帯型の生体情報受信装置に送信する生体情報測定システムにおいて、受信側は送信側が信号を送信してくるまで、常に受信動作を取り続けなければならず、その受信動作の消費電流が大きいという問題がある。
【０００３】
一般的な使用形態を考慮すると、例えばユーザが受信装置に受信開始動作を指示して受信させる（通信を確立させる）とした場合でも、受信指示後にユーザが心拍計を装着することも多々あり、また心拍計も低消費化のため装着されてから初めて送信を開始する方式をとるため、受信側は最大１分程度受信を待ち続ける必要がある。
特に通信に２．４ＧＨｚ帯を使用した場合には、受信時電流が非常に大きいため（例えば１９ｍＡ）受信開始時の消費電流が非常に大きくなり、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。特に受信機側はデータ受信以外にもさまざまな機能を担うことが多く、送信機側よりも受信機側の省電力化が重要である。
【０００４】
また心拍計とは別に、従来より走行及び歩行時の歩数（ＳＴＥＰ数）をカウントする小形携帯機器がある。これは被測定者の歩行または走行による着地の衝撃を加速度センサにより検出し、歩数を計数するものである。また誤作動防止のため、加速度センサの出力が所定条件を満たした場合に初めて、歩行及び走行をしていると判断している（例えば特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１記載の発明は、単なる歩数計に関するものにすぎない。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２６２７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、生体情報送信装置が検出した生体情報を生体情報受信装置によって受信するようにした生体情報測定システムにおいて、受信開始時の消費電力を低減することを課題としている。
また、前記生体情報測定システムに適した生体情報受信装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、生体信号を検出する生体信号検出手段と、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生体情報送信装置と、前記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、前記受信手段が受信した生体情報信号に対応する生体情報を表示する表示手段と、歩行を検出して対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行信号に基づいて歩行が行われたと判断したとき前記受信手段の受信動作を行わせる制御手段とを有する生体情報受信装置と備えて成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。
【０００８】
生体情報送信装置側では、生体信号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。
生体情報受信装置側では、受信手段が前記生体情報送信装置からの生体情報信号を受信し、表示手段が前記生体情報信号に対応する生体情報を表示する。歩行検出手段が歩行を検出して対応する歩行信号を出力する。制御手段が前記歩行信号に基づいて歩行が行われたと判断したとき前記受信手段の受信動作を行わせる。
【０００９】
また、本発明によれば、生体信号に基づく生体情報信号を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した生体情報信号に対応する生体情報を表示する表示手段と、歩行を検出して対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行信号に基づいて歩行が行われたと判断したとき前記受信手段の受信動作を行わせる制御手段とを備えて成ることを特徴とする生体情報受信装置が提供される。
【００１０】
受信手段は生体信号に基づく生体情報信号を受信する。表示手段は前記受信手段が受信した生体情報信号に対応する生体情報を表示する。歩行検出手段は歩行を検出して対応する歩行信号を出力する。制御手段は前記歩行信号に基づいて歩行が行われたと判断したとき前記受信手段の受信動作を行わせる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る生体情報測定システムによれば、受信開始時の消費電力を低減することが可能になる。
また、本発明に係る生体情報受信装置によれば、前記生体情報測定システムを構築することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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１００、生体情報送信装置２００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は、心拍等の生体信号を検出して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生体情報送信装置２００と、生体情報送信装置２００からの生体情報信号を受信し対応する生体情報を表示する生体情報受信装置１００とを備えたシステムである。
【００１３】
生体情報送信装置２００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、生体情報送信装置２００は前記生体信号を測定し、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。
尚、生体情報測定システムとしては、複数の生体情報送信装置１００を備えるように構成することができる。生体情報送信装置と生体情報受信装置間で送信される生体情報信号には、各生体情報送信装置固有の識別番号を含むようにして、他の生体情報送信装置との混信やノイズの影響を受けないように構成することができる。
【００１４】
図１において、生体情報受信装置１００は、被測定者の腕に装着して使用される腕時計型の生体情報受信装置である。生体情報受信装置１００は、被測定者の歩行（特に除外しない限りは走行も含む）を検出して対応する歩行信号を出力する加速度センサ１０１、加速度センサ１０１からの信号中の歩行信号以外のノイズ成分を除去するフィルタ部１０２、フィルタ部１０２からの歩行信号を増幅する増幅部１０３、増幅部１０３からの歩行信号を二値化してデジタル信号形式の歩行信号を出力する二値化部１０４を備えている。
【００１５】
また、生体情報受信装置１００は、生体情報送信装置２００からの生体情報信号を受信する受信アンテナ１０６、受信アンテナ１０６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部１０７を備えている。
また、生体情報受信装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０５、所定周波数の信号を生成する発振部１１２、ＣＰＵ１０５からの制御信号に基づいて受信部１０７への駆動電力供給を所定周期で制御して生体情報送信装置２００の送信タイミングに同期する受信タイミングで受信部１０７に受信動作を行わせる電源管理部１０８、キースイッチ等によって構成された入力部１０９、ＣＰＵ１０５が実行するプログラムや心拍数等の生体情報に関するデータ等を記憶する記憶部１１３、ＣＰＵ１０５からの表示制御信号に応答して生体情報や歩数あるいは時刻等を表示する表示部１１０、測定エラー等が生じた場合に音で警報を発する報音部１１１を備えている。
【００１６】
ここで、加速度センサ１０１、フィルタ部１０２、増幅部１０３、二値化部１０４は歩行検出手段を構成している。受信アンテナ１０６及び受信部１０７は受信手段を構成している。電源管理部１０８及びＣＰＵ１０５は制御手段を構成し、表示部１１０は表示手段を構成している。ＣＰＵ１０５は計数手段を構成している。ＣＰＵ１０５及び発振部１１２は計時手段を構成している。また、入力部１０９は入力手段を構成し、記憶部１１３は記憶手段を構成している。
【００１７】
また、生体情報受信装置１００は、少なくとも受信部１０７に駆動電力を供給する電源として一次電池又は二次電池（図示せず）を備えている。電源管理部１０８は、ＣＰＵ１０５からの制御信号に応答して、生体情報送信装置２００の送信周期と同一周期で、前記電池から受信部１０７へ駆動電力を供給するように制御することにより、受信部１０７を生体情報送信装置２００の送信周期と同一の受信周期で動作するように制御する。受信タイミングの同期は後述するようにして行う。尚、受信部１０７の駆動電力制御と同時に、表示部１１０についても駆動電力供給を制御するように構成してもよい。
【００１８】
一方、図２において、生体情報送信装置２００は、被測定者の生体信号（本実施の形態では心拍信号）を検出するセンサ（本実施の形態では心拍センサ２０１）、心拍センサ２０１からの信号中の心拍信号以外のノイズ成分を除去するフィルタ部２０２、フィルタ部２０２からの心拍信号を増幅する増幅部２０３を備えている。
【００１９】
また、生体情報送信装置２００は、心拍センサ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）２０４、所定周波数の信号を生成する発振部２０８、キースイッチ等によって構成された入力部２０７、ＣＰＵ２０４が実行するプログラムや生体信号に関するデータ等を記憶する記憶部２０９、生体信号に基づく生体情報信号をＣＰＵ２０４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部２０６、送信部２０６からの生体情報信号を無線出力する送信アンテナ２０５を備えている。
【００２０】
生体信号が心拍信号、脈拍信号の場合、生体情報信号は各々、所定時間当たりの心拍数、脈拍数であり又、生体信号が血圧信号の場合、生体情報信号は血圧値である。
生体情報送信装置２００が生体情報信号を送信する生体情報信号送信周期は、生体情報受信装置１００の受信周期と同一に設定されている。
尚、心拍センサ２０１、フィルタ部２０２及び増幅部２０３は生体信号検出手段を構成し、送信アンテナ２０５及び送信部２０６は送信手段を構成している。また、入力部２０７は入力手段を構成し、記憶部２０９は記憶手段を構成している。ＣＰＵ２０４は制御手段を構成している。
【００２１】
生体情報測定システムは、被測定者が歩行しながら、胸に装着した生体情報送信装置２００によって心拍数を測定し、腕に装着した生体情報受信装置１００によって前記心拍数の情報を無線受信し、該心拍数を表示させるようにして使用する。以下、生体情報測定システムの動作を詳細に説明する。
【００２２】
図３は、生体情報送信装置２００の処理を示すフローチャートである。
図３において、生体情報送信装置２００を被測定者の身体に装着すると、心拍センサ２０１が心拍を検出して心拍信号を出力する。心拍センサ２０１からの心拍信号はフィルタ部２０２を介して増幅部２０３によって増幅された後、ＣＰＵ２０４に入力される。ＣＰＵ２０４は、前記心拍信号を検出することによって、生体情報送信装置２００が被測定者に装着されたと判断し（ステップＳ３０１）、心拍信号の計測を開始し、所定時間毎に前記心拍信号に基づいて心拍数を算出する（ステップＳ３０２）。次に、ＣＰＵ２０４は、送信部２０６、送信アンテナ２０５を介して、前記算出した心拍数を生体情報信号として所定の送信周期で無線送信する（ステップＳ３０３）。
【００２３】
図４は、生体情報受信装置１００の処理を示すフローチャートである。
図４において、生体情報受信装置１００側では、加速度センサ１０１が歩行を検出して対応する歩行信号を出力すると、前記歩行信号は、フィルタ部１０２、増幅部１０３、二値化部１０４を介してデジタル信号形式の歩行信号としてＣＰＵ１０５に入力される。
ＣＰＵ１０５は、加速度センサ１０１からの信号が入力されたと判断すると（ステップＳ４０１）、加速度センサ１０１から出力される歩行信号の連続性を確認、即ち、歩行信号が所定間隔で連続的に入力されているか否かを確認する（ステップＳ４０２）。
【００２４】
ＣＰＵ１０５は、歩行信号が所定間隔で連続的に入力されていると判断した場合には加速度センサ１０１からの信号は単なる体動による信号ではなく歩行によって生じた歩行信号である、即ち、被測定者が歩行していると判断し（ステップＳ４０３）、電源管理部１０８に制御信号を出力して、受信部１０７に電源からの駆動電力を連続的に供給して受信部１０７の受信動作を開始するように制御する（ステップＳ４０４）。
このようにして、ＣＰＵ１０５は、被測定者が歩行開始したことを検出して受信部１０７に駆動電力を連続的に供給して、生体情報送信装置２００からの心拍信号受信動作を開始する（ステップＳ４０５）。
【００２５】
次にＣＰＵ１０５は、生体情報送信装置２００との通信が確立したか否か、即ち、生体情報送信装置２００から生体情報信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ４０６）、生体情報送信装置２００との通信が確立した、即ち、生体情報送信装置２００から生体情報信号を受信したと判断した場合には、当該生体情報信号に対応する生体情報（本実施の形態では心拍数）を表示部１１０に表示させ、以後、生体情報送信装置２００の送信周期と同期する受信周期で生体情報信号を受信する毎に生体情報を表示部１１０に表示する（ステップＳ４１０）。
【００２６】
一方、ＣＰＵ１０５は、処理ステップＳ４０６において、生体情報送信装置２００から生体情報信号を受信していないと判断した場合、所定周期で行う受信動作において生体情報信号を受信できない回数（エラー回数）が所定回数（Ｎ回）以上となったと判断すると（ステップＳ４０７）、電源管理部１０８へ制御信号を出力して、受信部１０７への駆動電力供給を直ちに停止し、受信部１０７の受信動作を停止させる（ステップＳ４１１）。これにより、心拍の測定を中止した場合等のように生体情報信号を正常に受信できなくなった場合に、自動的に駆動電力供給を停止して省電力化を図ることが可能になる。
尚、ＣＰＵ１０５は、処理ステップＳ４１１によって受信動作を停止した後は、加速度センサ１０１からの歩行信号に基づいて歩数の計数処理を行って、歩数計として機能させることができる。
【００２７】
ＣＰＵ１０５は、処理ステップＳ４０７において、エラー回数が所定回数になっていない場合、一旦受信部１０７への駆動電力供給を停止し（ステップＳ４０８）、所定時間経過後に処理ステップＳ４０４へ戻って前記処理を繰り返す（ステップＳ４０９）。これにより、一時的な検出エラーが生じた場合でも、再び正常に測定動作を行うことが可能になる。
【００２８】
図５は、ＣＰＵ１０５が、歩行停止と判定した後に受信部１０７の受信動作を停止させる場合の他の処理を示すフローチャートである。
図５において、ＣＰＵ１０５は、前記の如くして生体情報測定している間に、加速度センサ１０１から出力される歩行信号の連続性を確認、即ち、歩行信号が所定間隔で連続的に入力されているか否かを確認する（ステップＳ５０１）。
ＣＰＵ１０５は、歩行信号が所定間隔で連続的に入力されていないと判断した場合には加速度センサ１０１からの信号は単なる体動による信号であり歩行によって生じた歩行信号ではない、即ち、被測定者が歩行していないと判断して処理ステップＳ５０１に戻る（ステップＳ５０２）。
【００２９】
処理ステップＳ５０２において、ＣＰＵ１０５は、被測定者が歩行停止していると判断した場合、所定時間（例えば１分）経過すると（ステップＳ５０３）、電源管理部１０８に制御信号を出力して、受信部１０７に対する電源からの駆動電力供給を停止して受信部１０７の受信動作を停止するように制御する（ステップＳ５０４）。
このように所定時間経過後に受信部１０７の動作を停止させることにより、被測定者が走行を停止してクールダウンする間に心拍の変化等を確認し、その後自動的に動作を停止させるようにすることが可能になる。
【００３０】
尚、処理ステップＳ４０８、Ｓ４１１、Ｓ５０４において、受信部１０７の受信動作を停止する場合、同時に表示部１１０に対する駆動電力供給を停止して表示部１１０の表示を停止するように構成してもよい。また、表示部１１０には電力供給して、現在生体情報の測定は行っていない（非測定中である）旨の表示を行うようにしてもよい。
【００３１】
以上述べたように本発明の実施の形態においては、歩数検出機能付きの心拍計として機能する生体情報測定システムは、受信側である生体情報受信装置１００側に歩行検出機能を備え、歩行と判断した場合に、心拍計として機能する生体情報送信装置２００からの心拍数情報の受信を開始する。これにより、一般的に考えれば、走りながら生体情報送信装置２００を身体に装着する人がいることは考え難く、常に受信動作を開始するときには被測定者が生体情報送信装置２００を装着していると考えられるため、受信側の受信動作は通信確立に必要最低限の時間で済むことになり、受信開始時の消費電力を最大限低く抑えることが可能となる。また、この機能を盛り込むことにより、被測定者の受信開始指示が不要となるため、受信側の入力部１０９のボタン数の低減及び簡潔で分かりやすく使いやすい製品の実現（ＵＩ（User Interface）の簡略化）が可能となる。
【００３２】
また、走行と判断し、受信を開始した場合直ちに受信が行えなかった場合（通信が確立しなかった場合）一定時間は（たとえば２分程度）一定周期で（例えば１０秒中１秒だけ）受信を試みて、一定時間中に受信が出来なかった場合は受信動作を止める。これにより環境に問題があった場合でも（例えばノイズ源が近くにあった）、生体情報送信装置２００を装着していなかった場合でも、生体情報受信装置１００に関して最適に受信開始の消費電流を抑えることが可能となる。
【００３３】
また、走行（もしくは歩行）が止まったと判断した後、所定時間経過後（例えば１分程度）自動で受信動作をＯＦＦとする。これにより、不必要な通信時間を削減することができ更なる低消費電流化が可能となる。
したがって、受信開始時（通信確立時）の消費電流を最大限小さくすることが出来る。また、自動で受信を開始することが出来るため、受信開始指示の操作が不要となり、ボタン数の低減および被測定者が分かりやすく、使いやすい製品の実現が可能となる等の効果を奏する。
【００３４】
前記実施の形態では、生体情報受信装置は手首に装着する腕時計型の例で説明したが、これ以外の構成でもよい。
また、歩行を検出する歩行センサとして加速度センサを使用すた例で説明したが、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。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
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及びこれに用いる生体情報受信装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】本発明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。
【図４】本発明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。
【図５】本発明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。
【符号の説明】
【００３７】
１００・・・生体情報受信装置
１０１・・・加速度センサ
１０２・・・フィルタ部
１０３・・・増幅部
１０４・・・二値化部
１０５・・・ＣＰＵ
１０６・・・受信アンテナ
１０７・・・受信部
１０８・・・電源管理部
１０９・・・入力部
１１０・・・表示部
１１１・・・報音部
１１２・・・発振部
１１３・・・記憶部
２００・・・生体情報送信装置
２０１・・・心拍センサ
２０２・・・フィルタ部
２０３・・・増幅部
２０４・・・ＣＰＵ
２０５・・・送信アンテナ
２０６・・・送信部
２０７・・・入力部
２０８・・・発振部
２０９・・・記憶部
【図１】
2010005127.tif 000003
【図２】
2010005127.tif 000004
【図３】
2010005127.tif 000005
【図４】
2010005127.tif 000006
【図５】
2010005127.tif 000007