(57)【要約】【課題】本発明は、電池電圧の低下により生体信号を取得ができなくなることを防止することを目的とする。【解決手段】そこで本発明に係る生体信号収集装置は、装置を駆動する電池と、電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、生体の生体信号を取得するセンサ部と、設定時間の入力を受け付ける時間設定部と、設定時間及び予め設定されている第１の電圧に基づいて第２の電圧を算出する報知電圧演算部と、電池電圧検出部が検出する電圧が第２の電圧以下である場合に警報を発する警報報知部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置を駆動する電池と、
前記電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、
生体の生体信号を取得するセンサ部と、
設定時間の入力を受け付ける時間設定部と、
前記設定時間及び予め設定されている第１の電圧に基づいて第２の電圧を算出する報知電圧演算部と、
前記電池電圧検出部が検出する電圧が前記第２の電圧以下である場合に警報を発する警報報知部とを備える生体信号収集装置。
【請求項２】
前記報知電圧演算部は、電池電圧検出部１０２が検出する電圧の経時変化に基づいて、所定時間における前記電池の電圧の低下量を算出し、前記低下量に基づいて前記第２の電圧を算出する請求項１に記載の生体信号収集装置。
【請求項３】
前記警報報知部は、前記電池電圧検出部が検出する電圧が前記第２の電圧以下であって、且つ前記設定時間の間に前記警報を発する請求項１又は２に記載の生体信号収集装置。
【請求項４】
前記警報報知部は、前記電池電圧検出部が検出する電圧が前記第２の電圧以下であって、且つ前記設定時間以外の間に前記警報を発する請求項１又は２に記載の生体信号収集装置。
【請求項５】
前記電池、前記センサ部、前記電池及び前記センサ部を制御する制御部を実装する第１の筐体と、
前記報知電圧演算部、前記時間設定部、前記警報報知部のうちの少なくとも一つを実装する第２の筐体とを備え、
前記第２の筐体に実装された構成は有線若しくは無線によって前記制御部と通信可能に接続する請求項１から４のいずれか１項に記載の生体信号収集装置。
【請求項６】
前記生体信号に基づいて前記生体が睡眠中であるか否かを判定する睡眠判定部を備え、
前記睡眠判定部は前記判定に基づいて前記設定時間を設定する請求項１から５のいずれか１項に記載の生体信号収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体に装着若しくは携帯してその生体の生体信号を取得する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体の心拍数、呼吸数又は体温などの生体信号は、その人の病気や健康度合いを知るために重要な情報であり、医療、健康分野においても多様な機器によって計測されている。
【０００３】
また、近年、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス技術の発達などにより、人体に負荷をかけずに装着することが可能なまでに機器は小型化されてきている。
機器の小型化により、その人の日常生活に大きな支障を与えることなく、長時間にわたって機器を装着することが可能になった。その結果、長時間にわたって日常生活時の生体信号を取得し、その変動を解析することで病院での短時間での生体信号の取得だけではわからなかった健康上の問題点などを発見することが出来るようになってきた。
【０００４】
このような機器は通常、電源線などに接続せず電池にて駆動し、装着者は人体に機器を装着した状態で自由に動き回ることが可能であるが、電池が低電圧となった場合は電池を交換する必要がある。
【０００５】
そこで、電池が低電圧となった場合に、電池の交換を促すための警報を発する機器がある。例えば、電池の電圧が基準電圧よりも低下したことを検出し、あらかじめ設定された時間に警報を行う機器や、電源を切っている状態のときにも電池の電圧の検出及び警報の発生を行う機器が提案されている。（例えば、特許文献１、２および３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−６３６２９号公報
【特許文献２】実開平５−５５６４３号公報
【特許文献３】特開平５−３７４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば就寝中又は交通機関による移動中など、機器が警報を発しても使用者がすぐには電池を交換することができない状態にあることも考えられる。すると、機器が警報を発したときに電池を交換することができずに生体信号の取得ができなくなる可能性がある。
【０００８】
そこで本発明は、予め設定された時間を基に電池の交換を促す警報を発するべき基準電圧を適正な値に変化させることによって、装置の使用者にとって都合の良い時間帯に機器の電池交換を促し、電池電圧の低下により生体信号を取得ができなくなることを防止する生体信号収集装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明の一態様によって実現される生体信号収集装置は、装置を駆動する電池と、前記電池の電圧を検出する電池電圧検出部と、生体の生体信号を取得するセンサ部と、設定時間の入力を受け付ける時間設定部と、前記設定時間及び予め設定されている第１の電圧に基づいて第２の電圧を算出する報知電圧演算部と、前記電池電圧検出部が検出する
電圧が前記第２の電圧以下である場合に警報を発する警報報知部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の生体信号収集装置によれば、電池を電源とする生体信号収集装置について設定時間に基づいて警報を発生すべき基準電圧を適正な値に設定するので、装置の使用者にとって都合の良い時間帯に機器の電池交換を促し、電池電圧の低下により生体信号を取得ができなくなることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る生体信号収集装置の一例を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る電池１０１の電圧の経時変化の一例を表す図
【図３】実施の形態１の変形例に係る電池１０１の電圧の経時変化の一例を表す図
【図４】実施の形態２に係る生体信号収集装置の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の生体信号収集装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。なお、各実施形態は、生体信号収集装置を説明するものであるが、生体信号収集装置の具体的な外形などの構造については、特定のものに限定されないため、その説明は省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における生体信号収集装置のブロック図を示す。
【００１４】
生体信号収集装置１０９は、生体信号収集装置１０９を駆動する電池１０１、電池１０１の電圧を検出する電池電圧検出部１０２、警報を発するべき基準電圧を算出する報知電圧演算部１０３、使用者が所定の時間を設定可能な時間設定部１０４、時間を計測する時計部１０５、電池１０１が基準電圧を下回ったときに警報を発する警報報知部１０６、使用者の生体信号を取得するセンサ部１０７、生体信号収集装置１０９内の各部の制御を行う制御部１０８とから構成される。
【００１５】
使用者はこの生体信号収集装置１０９を身体に装着若しくは携帯し、使用する。
【００１６】
以下に、各部について更に詳細に説明していく。
【００１７】
センサ部１０７は、例えば生体の心拍数、呼吸数又は体温などの生体信号を測定するセンサであり、生体信号収集装置１０９を装着若しくは携帯している生体の生体信号を測定する。このセンサ部１０７のセンサは一つであってもよいし、複数であってもよい。
【００１８】
時間設定部１０４は、所定の時間の入力を受け付ける。時間設定部１０４はプッシュスイッチ（図示せず）などと接続して使用者が設定する所定の時間の入力を受け付けてもよいし、無線通信により所定の時間の入力を受け付ける構成であってもよい。ここで設定する所定の時間とは、電池１０１の電圧の低下を使用者に報知するための警報を発することを禁止する時間帯である。すなわち、例えば睡眠時間や交通機関での移動時間など、使用者にとって警報を発してほしくない時間帯を設定する。
【００１９】
時計部１０５は現在の時刻を計測する。
【００２０】
電池電圧検出部１０２は電池１０１と接続し、電圧検出回路を備える集積回路などからなり、電池１０１の電圧を検出する。
【００２１】
報知電圧演算部１０３は、電池電圧検出部１０２及び時間設定部１０４と接続している
。報知電圧演算部１０３は、予め定められた電池１０１を交換すべき基準電圧（以下、第１の電圧とよぶ。）すなわちこの第１の電圧以下となった場合に電池１０１を交換することが望ましいという基準の電圧と、電池電圧検出部１０２が検出する電圧の経時変化及び時間設定部１０４において受け付けた設定時間に基づいて警報報知部１０６が警報を発する基準電圧（以下、第２の電圧とよぶ。）を算出する。電池電圧検出部１０２が検出する電圧が第２の電圧以下となった場合、制御部１０８は警報報知部１０６が使用者に対して電池の交換を促すために警報を発するように制御する。なお、制御部１０８は、時間設定部１０４において設定した時間帯においては電池電圧検出部１０２が第２の電圧以下の電圧を検出した場合であっても警報を発しないよう制御する。
【００２２】
制御部１０８及び報知電圧演算部１０３は、それぞれ集積回路などからなり、ＬＳＩ、専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。
【００２３】
次に、報知電圧演算部１０３が第２の電圧を算出する方法について図２を用いて具体的に説明する。図２は電池電圧検出部１０２が検出する電池１０１の電圧の経時変化を表す図である。なお、図中の数値及び特性は一例であり、本発明の実施の形態を制限するものではない。
【００２４】
報知電圧演算部１０３は時間設定部１０４において受け付けた設定時間に基づいて、警報の発生を停止する時間の長さを算出する。例えば、警報の報知を停止する時間帯を２２：００から翌日の０８：００までとした場合（設定Ａとする。）、警報の報知は１０時間の間停止することとなる。
【００２５】
また、生体信号収集装置１０９の電池を交換すべき基準として、第１の電圧が予め設定されている。ここでは、第１の電圧を１．０５Ｖとする。
【００２６】
報知電圧演算部１０３は、電池電圧検出部１０２及び時計部１０５の複数の測定値により電池１０１の経時変化を演算することができる。報知電圧演算部１０３は、電池１０１の電圧の経時変化より、生体信号収集装置１０９を継続使用した場合において、警報の発生を停止する時間の長さ分における電池１０１の電圧の変化量を算出する。電池１０１の電圧の低下量は時間に比例しており、警報の発生を停止する時間の長さ分である１０時間で低下する電圧は０．１Ｖである。第１の電圧にこの変化量を加算した電圧を第２の電圧とする。つまり、ここでは、第２の電圧は１．１５Ｖとなる。
【００２７】
したがって、時間設定部１０４において設定する時間を上記の設定Ａとすると、電池電圧検出部１０２が第２の電圧である１．１５Ｖ以下を検出したときに、警報報知部１０６が警報を発する。なお、時間設定部１０４において設定した２２：００から翌日の０８：００までの間は電池電圧検出部１０２が検出する電圧が第２の電圧以下であっても警報報知部１０６は警報を発しない。この場合、この設定時間が経過後に、電池１０１の電圧が第２の電圧以下となっているために警報が発生されることとなる。しかし、時間設定部１０４において設定されている設定時間の間も電池１０１の電圧が第１の電圧以上となるように、警報を発生する第２の電圧が計算されているので、設定時間中に電池１０１の交換をしなくても生体信号収集装置１０９が電圧の低下により機能が停止するなどの問題を防止することができる。
【００２８】
別の一例として、例えば警報の報知を停止したい時間を００：００から０６：００までとした場合（設定Ｂとする。）、警報の報知は６時間の間停止することとなる。第１の電圧を１．０５Ｖとすると、電池１０１の電圧の経時変化より６時間での電圧の低下量は０．０６Ｖであり、第２の電圧は１．１１Ｖとなる。したがって、時間設定部１０４において設定する時間を上記の設定Ｂとすると、電池電圧検出部１０２が第２の電圧である１．
１１Ｖ以下を検出したときに、警報報知部１０６が警報を発する。００：００から０６：００の間は電池１０１の電圧が１．１１Ｖ以下のであっても警報報知部１０６は警報を発生させず、この設定時間経過後に警報が発生されることとなる。
【００２９】
このように、時間設定部１０４において受け付けた設定時間に基づいて、警報報知部１０６が警報を発する基準電圧である第２の電圧を変化させることにより、電池１０１を交換すべきことを使用者に報知する時間を、装置の使用者にとって都合の良い時間帯にすることが可能となる。
【００３０】
なお、電池１０１、電池電圧検出部１０２、報知電圧演算部１０３、時間設定部１０４、時計部１０５、警報報知部１０６、センサ部１０７、制御部１０８は一つの筐体内に実装されていてもよいし、報知電圧演算部１０３、時間設定部１０４、時計部１０５、警報報知部１０６のいずれか一つ以上が少なくとも電池１０１、センサ部１０７及び制御部１０８を内蔵する本体部筺体とは異なる筐体に実装され、これら本体部筐体とは異なる筐体に実装された構成が、有線もしくは無線によって本体部筐体内の構成、例えば制御部１０８と通信可能に接続していてもよい。
【００３１】
（実施の形態１の変形例）
時間設定部１０４が受け付ける所定の時間は、電池１０１の電圧の低下を使用者に報知するための警報を発することを禁止する時間帯として説明したが、この所定の時間は、警報を発することを許可する時間帯としてもよい。
【００３２】
時間設定部１０４が受け付ける所定の時間が警報を発することを許可する時間帯である場合において、報知電圧演算部１０３が第２の電圧を算出する方法について図３を用いて具体的に説明する。なお、構成は図１を用いて説明した生体信号収集装置１０９と同様であるが、制御部１０８は、時間設定部１０４において設定した時間以外においては電池電圧検出部１０２が第２の電圧以下の電圧を検出した場合であっても警報は発しないよう制御する。
【００３３】
図３は電池電圧検出部１０２が検出する電池１０１の電圧の経時変化を表す図である。なお、図中の数値及び特性は一例であり、本発明の実施の形態を制限するものではない。報知電圧演算部１０３は時間設定部１０４において受け付けた設定時間に基づいて、警報の発生を停止する時間帯を算出する。例えば、警報の報知を行いたい時間帯を０８：００から１７：００までの９時間とした場合（設定Ｃとする。）、警報の報知は１日のうち残りの１５時間の間停止することとなる。第１の電圧を１．０５Ｖとすると、電池１０１の電圧の経時変化より、生体信号収集装置１０９を継続使用した場合において、警報の発生を停止する時間の長さ分における電池１０１の電圧の変化量を算出すると、０．１５Ｖとなる。また、第２の電圧は１．２０Ｖとなる。
【００３４】
したがって、時間設定部１０４において設定する時間を上記の設定Ｃとすると、電池電圧検出部１０２が第２の電圧である１．２０Ｖ以下を検出したときに、警報報知部１０６が警報を発する。なお、時間設定部１０４において設定した０８：００から１７：００までの間以外の時間に電池電圧検出部１０２が検出する電圧が第２の電圧以下であっても警報報知部１０６は警報を発しない。しかし、時間設定部１０４において設定されている設定時間以外の時間も電池１０１の電圧が第１の電圧以上となるように、警報を発生する第２の電圧が計算されているので、設定時間以外の時間に電池１０１の交換をしなくても生体信号収集装置１０９が電圧の低下により機能が停止するなどの問題を防止することができる。
【００３５】
別の一例として、例えば警報の報知を行いたい時間帯を０７：００から２２：００まで
とした場合（設定Ｄとする。）、警報の報知は１日のうち９時間の間停止することとなる。第１の電圧を１．０５Ｖとすると、電池１０１の電圧の経時変化より９時間での電圧の低下量は０．０９Ｖであり、第２の電圧は１．１４Ｖとなる。したがって、時間設定部１０４において設定する時間を上記の設定Ｄとすると、電池電圧検出部１０２が第２の電圧である１．１４Ｖ以下を検出したときに、警報報知部１０６が警報を発する。０７：００から２２：００の間以外の時間は電池１０１の電圧が１．１４Ｖ以下のであっても警報報知部１０６は警報を発生させず、設定時間中に警報が発生されることとなる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２における生体信号収集装置のブロック図を示す。
【００３７】
実施の形態１と同じ構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
【００３８】
生体信号収集装置４０９は、生体信号収集装置４０９を駆動する電池１０１、電池電圧検出部１０２、報知電圧演算部１０３、時間設定部１０４、時計部１０５、警報報知部１０６、センサ部１０７、制御部１０８に加えて、更に睡眠判定部４０１を備える。この睡眠判定部４０１は、センサ部１０７と接続し、生体信号収集装置４０９の使用者が睡眠中であるか否かを判定する。また、睡眠判定部４０１は時間設定部１０４と接続し、使用者の睡眠時間に基づいて警報報知部１０６が警報を発生することを許可又は禁止する時間を設定する。
【００３９】
センサ部１０７は例えば生体の心拍数、呼吸数、体温などの生体信号を測定するセンサ又は加速度、角速度などの使用者の姿勢或いは体動を検出するセンサ、及びこれらの組合せであり、睡眠判定部４０１はこのセンサ部１０７から収集される生体信号から使用者の姿勢、体動の回数、呼吸数又は心拍数の増減若しくは規則性などの情報を分析する。例えば、姿勢が横臥状態であり、呼吸数、体温、心拍数が一定の基準より低下した場合に使用者が睡眠状態であると判定する。使用者が睡眠状態であると判定するための基準のデータはメモリ（図示せず）に格納しており、睡眠判定部４０１は、このメモリに格納された基準の値とセンサ部１０７から得られる生体信号の値を比較して、使用者の睡眠状態を判定する。更に、睡眠判定部４０１は、時計部１０５の時間情報と、センサ部１０７からの生体信号の分析の結果から得られる睡眠状態の判定に基づいて、使用者の入眠時刻と覚醒時刻を算出する。そして睡眠判定部４０１は時間設定部１０４に対して、使用者が睡眠状態である時間帯を、警報報知部１０６が警報を発生することを禁止する時間帯として入力する。
【００４０】
睡眠判定部４０１は、日々の入眠時刻及び覚醒時刻をメモリ（図示せず）に記録し、１日前のデータに基づいて、使用者が睡眠状態である時間を警報報知部１０６が警報を発生することを禁止する時間として、日々時間設定部１０４の設定時間の設定を行なってもよいし、数日おきに、数日間のデータの平均を用いて設定時間の設定を行なってもよい。
この設定時間に基づいて報知電圧演算部１０３は警報報知部１０６が警報を発生させる第２の電圧の算出し、警報報知部１０６が警報を発するが、これらの算出方法及び警報の発生の制御については実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００４１】
このように、睡眠判定部４０１を備えることにより、睡眠判定部４０１において判定された使用者の入眠時刻と覚醒時刻を基に時間設定部１０４が受け付ける所定の時間を設定する。この所定の時間に基づいて警報報知部１０６が警報を発する基準電圧である第２の電圧を変化させることにより、使用者が警報を発生することを許可又は禁止する時間を自ら入力しなくても、使用者が睡眠中に警報が発生することを防止することができる。これにより、使用者が睡眠中に警報の発生によって睡眠を妨害されることを防止する。または、使用者が警報に気づかず電池１０１を交換できないという事態を防止し、生体信号の収
集が中断されることを防止することができる。
【００４２】
なお、電池１０１、電池電圧検出部１０２、報知電圧演算部１０３、時間設定部１０４、時計部１０５、警報報知部１０６、センサ部１０７、制御部１０８、睡眠判定部４０１は一つの筐体内に実装されていてもよいし、報知電圧演算部１０３、時間設定部１０４、時計部１０５、警報報知部１０６、睡眠判定部４０１のいずれか一つ以上が少なくとも電池１０１、センサ部１０７及び制御部１０８を内蔵する本体部筺体とは異なる筐体に実装され、これら本体部筐体とは異なる筐体に実装された構成が、有線もしくは無線によって本体部筐体内の構成、例えば制御部１０８と通信可能に接続していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように本発明は、電池を電源とする生体信号収集装置について設定した時間に基づいて警報を発生すべき電圧を設定する構成としたものであるので、装置の使用者にとって都合の良い時間帯に機器の電池交換を促し、電池電圧の低下により生体信号を取得ができなくなることを防止できるようになる。従って、例えば人体装着型又は人体携帯型の生体信号収集装置として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  電池
１０２  電池電圧検出部
１０３  報知電圧演算部
１０４  時間設定部
１０５  時計部
１０６  警報報知部
１０７  センサ部
１０８  制御部
１０９  生体信号収集装置
４０１  睡眠判定部
４０９  生体信号収集装置
【図１】
2015073583.tif 000003
【図２】
2015073583.tif 000004
【図３】
2015073583.tif 000005
【図４】
2015073583.tif 000006