(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
身体の互いに異なる複数種類の装着部位の何れにも装着可能に形成される身体情報取得装置としてのコンピュータに、身体情報をセンシングする機能を実現させる身体情報取得プログラムにおいて、
前記コンピュータは、身体情報をセンシングする少なくとも1種類のセンサを含むセンサ群を備え、
前記センサ群は、脈拍センサを含み、
当該身体情報取得プログラムは、前記コンピュータに、
前記センサ群によるセンシング結果に基づいて、前記センサ群が装着されている現装着部位が前記複数種類の装着部位の何れであるかを検知する装着部位検知機能と、
前記装着部位検知機能による検知結果に基づいて、前記センサ群によるセンシングを制御するセンシング制御機能と、
を実現させ、
前記センシング制御機能は、
前記装着部位検知機能により前記現装着部位が腕であると検知したとき、前記脈拍センサにより脈拍を前記身体情報としてセンシングするように前記センサ群を制御する第1制御機能と、前記装着部位検知機能により前記現装着部位が足であると検知したとき、前記脈拍センサによる前記脈拍のセンシングを行わないように前記センサ群を制御する第2制御機能と、を含むことを特徴とする身体情報取得プログラム。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態の一例を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【0010】
[1.外観構成]
図1(a)は、本実施の形態における身体情報取得装置1を示す外観図である。また、
図1(b)は身体情報取得装置1が装着された状態を示す図である。
【0011】
これらの図に示すように、身体情報取得装置1は、身体における事象をセンシングする装置であり、例えば伸縮性を有する環状に形成され、ユーザの身体における互いに異なる複数種類の装着部位(本実施の形態においては腕や足)に対してそれぞれ密着した状態で装着可能となっている。
【0012】
この身体情報取得装置1は、ボタン10を備えている。
ボタン10は、身体情報取得装置1の装着部位が変更されたとき等に使用されるようになっている。
【0013】
[2.機能構成]
図2は、本実施の形態における身体情報取得装置1の機能構成を示すブロック図である。
この図に示すように、身体情報取得装置1は、入力部2と、通信部3と、計時部9と、センサ群4と、記憶部5と、制御部6等とを備えて構成されている。
【0014】
このうち、入力部2は、上述のボタン10を有しており、ボタン10の操作信号を制御部6に出力するようになっている。
【0015】
通信部3は、他の身体情報取得装置1や、外部機器(図示せず)との間で無線データ通信を行うものである。
計時部9は、経過時間等の時刻情報を取得するものである。
【0016】
センサ群4は、少なくとも1種類のセンサ40を含んでおり、本実施の形態においては、加速度センサ40a及び脈拍センサ40bを含んでいる。
【0017】
加速度センサ40aは、3次元の加速度をセンシングするセンサである。ここで、本実施の形態における加速度センサ40aは、身体情報取得装置1が足に装着されたときにはユーザが歩行または走行するときの一歩ごとの動作を良好にセンシングできる。また、身体情報取得装置1が腕に装着されたときには、加速度センサ40aはユーザの腕振り動作もセンシングしてしまうため、これがノイズとなってユーザが歩行または走行するときの一歩ごとの動作を良好にセンシングできない。一方、この加速度センサ40aは、身体情報取得装置1が腕に装着されたときには腕の動作を良好にセンシングすることができる。なお、本実施の形態においては、身体情報取得装置1が正しく装着された場合には、加速度センサ40aによる加速度の検出方向(X方向、Y方向、Z方向)の向きは、上述の
図1(b)に示す通りとなっている。
【0018】
脈拍センサ40bは、脈拍をセンシングするセンサである。ここで、本実施の形態における脈拍センサ40bは、身体情報取得装置1が腕に装着されたときには脈拍を良好にセンシングできる。また、身体情報取得装置1が足に装着されたときには、装着部位が心臓から遠いため、脈拍センサ40bは脈拍を良好にセンシングできない。
【0019】
なお、このような脈拍センサ40bとしては、例えば反射型の脈拍センサなど、従来より公知のものを用いることができる。反射型の脈拍センサとは、血液中のヘモグロビンで赤外線が吸収されることを利用して脈拍をセンシングするセンサであり、血管位置に赤外線を照射して反射光を受光し、血管の膨張、収縮に起因する反射光の強度変化を検出することで、脈拍をセンシングするようになっている。
【0020】
記憶部5は、身体情報取得装置1の各種機能を実現するためのプログラムやデータを記憶するとともに、制御部6の作業領域として機能するメモリである。本実施の形態においては、記憶部5は、センシング対象記憶テーブル51と、基準波形データ群53と、身体情報取得プログラム55と、脈拍数算出プログラム56と、歩数算出プログラム57と、取得データ記憶テーブル59等とを記憶している。
【0021】
センシング対象記憶テーブル51は、
図3に示すように、身体情報取得装置1が装着される身体の装着部位ごとに、センサ群4におけるセンシングに用いるセンサ40の種類と、用いられるセンサ40により実行されるセンシング対象の事象とを対応付けて記憶している。
【0022】
基準波形データ群53は、腕装着時加速度波形データ530と、足装着時加速度波形データ531とを有している。
【0023】
腕装着時加速度波形データ530は、
図4(a)〜(d)に示すように、身体情報取得装置1が腕に装着されたときに加速度センサ40aによって取得される典型的な加速度の値の時間変化を示すデータである。
【0024】
ここで、
図4(a)に示した腕装着時加速度波形データ530は、男性アスリートが身体情報取得装置1を腕に装着して走行したときに加速度センサ40aによって測定される、X方向(
図1(b)参照)の加速度データである。同様に、
図4(b)に示した腕装着時加速度波形データ530は、女性アスリートが身体情報取得装置1を腕に装着して走行したときに測定される加速度データであり、
図4(c)に示した腕装着時加速度波形データ530は、男性一般ランナーが身体情報取得装置1を腕に装着して走行したときに測定される加速度データであり、
図4(d)に示した腕装着時加速度波形データ530は、女性一般ランナーが身体情報取得装置1を腕に装着して走行したときに測定される加速度データである。これらの腕装着時加速度波形データ530では、図中、丸で囲った部分の波形が特徴的となっており、最も大きい周期的な複数のピークの概ね中間の時間帯に、2番目に大きいピークが出現している。但し、加速度センサ40aによる出力信号は身体情報取得装置1の装着向きによって正負が反転するため、腕装着時加速度波形データ530の正負は反転していても良い。
【0025】
これら
図4に示した腕装着時加速度波形データ530は、ユーザによる初期設定時に何れかが選択されることが好ましい。なお、このような腕装着時加速度波形データ530としては、ユーザ本人から取得されるデータを用いても良い。
【0026】
足装着時加速度波形データ531は、
図5(a)〜(d)に示すように、身体情報取得装置1が足に装着されたときに加速度センサ40aによって取得される典型的な加速度の値の時間変化を示すデータである。ここで、
図5(a)に示した足装着時加速度波形データ531は、男性アスリートが身体情報取得装置1を足に装着して走行したときに加速度センサ40aによって測定される、X方向(
図1(b)参照)の加速度データである。同様に、
図5(b)に示した足装着時加速度波形データ531は、女性アスリートが身体情報取得装置1を足に装着して走行したときに測定される加速度データであり、
図5(c)に示した足装着時加速度波形データ531は、男性一般ランナーが身体情報取得装置1を足に装着して走行したときに測定される加速度データであり、
図5(d)に示した足装着時加速度波形データ531は、女性一般ランナーが身体情報取得装置1を足に装着して走行したときに測定される加速度データである。これらの足装着時加速度波形データ531では、図中、丸で囲った部分の波形が特徴的となっており、最も大きいピークの直前に、2番目に大きいピークが出現している。但し、加速度センサ40aによる出力信号は身体情報取得装置1の装着向きによって正負が反転するため、腕装着時加速度波形データ530の正負は反転していても良い。
【0027】
これら
図5に示した足装着時加速度波形データ531は、ユーザによる初期設定操作によって何れかが選択されることが好ましい。なお、このような足装着時加速度波形データ531としては、ユーザ本人から取得されるデータを用いても良い。
【0028】
身体情報取得プログラム55は、後述の身体情報取得処理(
図6参照)を制御部6に実行させるためのプログラムである。
【0029】
脈拍数算出プログラム56は、身体情報取得装置1が腕に装着されたときに脈拍センサ40bによるセンシング結果から脈拍数を算出するためのプログラムである。このような脈拍数算出プログラム56としては、従来より公知のプログラムを用いることができる。
【0030】
歩数算出プログラム57は、身体情報取得装置1が足に装着されたときに加速度センサ40aによるセンシング結果から歩数を算出するためのプログラムである。このような歩数算出プログラム57としては、従来より公知のプログラムを用いることができる。
【0031】
取得データ記憶テーブル59は、センサ群4によるセンシング結果のデータ(生データ)を、センシングを行ったセンサ40の種類と、センシング時に身体情報取得装置1が装着されていた装着部位(以下、現装着部位とする)を示すタグと、センシングを行ったときの時刻とに対応付けて蓄積記憶するようになっている。また、本実施の形態における取得データ記憶テーブル59は、センシング結果のデータから算出される歩数や脈拍数のデータを記憶するようになっている。
【0032】
制御部6は、身体情報取得装置1の各部を中央制御する。具体的には、制御部6は、記憶部5に記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムを展開し、展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。そして、制御部6は、処理結果を記憶部50に保存するとともに、当該処理結果を通信部3に適宜出力させる。
【0033】
[動作]
続いて、身体情報取得装置1によって実行される身体情報取得処理について、図面を参照しつつ説明する。
【0034】
図6は、身体情報取得処理の動作を説明するためのフローチャートである。なお、この身体情報取得処理は、身体情報取得装置1が起動された後、ボタン10が操作されると、記憶部5から身体情報取得プログラム55が読み出されて適宜展開される結果、当該身体情報取得プログラム55と制御部6との協働によって実行される。
【0035】
この図に示すように、身体情報取得処理においては、まず制御部6は、基準波形データ群53における腕装着時加速度波形データ530及び足装着時加速度波形データ531と比較するのに十分な量のデータが取得されているか否かを判定する(ステップS1)。
【0036】
このステップS1において十分な量のデータが取得されていないと判定した場合(ステップS1;No)には、制御部6は、加速度センサ40aによるセンシングを行って、センシング結果のデータ(生データ)を現在時刻と対応付けて取得データ記憶テーブル59に記憶させ(ステップS3)、ステップS1に移行する。
【0037】
一方、ステップS1において十分な量のデータが取得されたと判定した場合(ステップS1;Yes)には、制御部6は、加速度センサ40aによって取得したセンシング結果のデータ(本実施の形態においてはX方向(
図1(b)参照)の加速度波形データ)と、腕装着時加速度波形データ530(及び腕装着時加速度波形データ530の正負反転データ)とのパターンマッチングを行って両者の一致度(相関)を算出する(ステップS5)。
【0038】
次に、制御部6は、加速度センサ40aによって取得したセンシング結果のデータ(本実施の形態においてはX方向(
図1(b)参照)の加速度波形データ)と、足装着時加速度波形データ531(及び足装着時加速度波形データ531の正負反転データ)とのパターンマッチングを行って両者の一致度(相関)を算出する(ステップS7)。
【0039】
次に、制御部6は、腕装着時加速度波形データ530(及び腕装着時加速度波形データ530の正負反転データ)に対する一致度と、足装着時加速度波形データ531(及び足装着時加速度波形データ531の正負反転データ)に対する一致度とを比較し、前者の一致度の方が高いか否かを判定する(ステップS11)。このように加速度センサ40aによるセンシング結果の加速度波形と、腕及び足で加速度センサ40aにより取得され得る各加速度波形とを比較することで、身体における複数種類の装着部位のうち、身体情報取得装置1が装着されている現装着部位が検知される。
【0040】
このステップS11において腕装着時加速度波形データ530に対する一致度の方が高いと判定した場合(ステップS11;Yes)には、制御部6は、身体情報取得装置1が腕に装着されていると判断し、センシング対象記憶テーブル51に記憶されている、腕に装着されているときにセンシングに用いるセンサ40の種類と当該センサ40で実行するセンシング対象の事象に基づいて、脈拍センサ40bから脈拍についてのデータ(生データ)を取得する。そして、制御部6は、脈拍数算出プログラム56を用いて脈拍センサ40bによるセンシング結果のデータから脈拍数を算出し、その生データと、脈拍数のデータとを取得データ記憶テーブル59に記憶させ(ステップS13)、身体情報取得処理を終了する。また、このステップS13において制御部6は、取得データ記憶テーブル59に記憶された生データ(脈拍センサ40bによるセンシング結果のデータ)に対して、現装着部位「腕」を示すタグと、センシングを行ったときの時刻とを対応付けて取得データ記憶テーブル59に記憶させる。更に、このステップS13において制御部6は、加速度センサ40aから腕の動作についてのデータ(生データ)を取得し、この生データと、現装着部位「腕」を示すタグと、センシングを行ったときの時刻とを対応付けて取得データ記憶テーブル59に記憶させる。なお、このステップS13において制御部6は、通信部3を介して他の身体情報取得装置1と通信可能である場合には、当該他の身体情報取得装置1が自機と同様に腕に装着されていると判断し、自機と同様の処理を他の身体情報取得装置1に行わせても良い。
【0041】
一方、上述のステップS11において足装着時加速度波形データ531に対する一致度の方が高いと判定した場合(ステップS11;No)には、制御部6は、身体情報取得装置1が足に装着されていると判断し、センシング対象記憶テーブル51に記憶されている、足に装着されているときにセンシングに用いるセンサ40の種類と当該センサ40で実行するセンシング対象の事象に基づいて、加速度センサ40aから一歩分の歩行または走行の動作についてのデータ(生データ)を取得する。そして、制御部6は、歩数算出プログラム57を用いて加速度センサ40aによるセンシング結果のデータから歩数を算出し、その生データと、歩数のデータとを取得データ記憶テーブル59に記憶させ(ステップS15)、身体情報取得処理を終了する。また、このステップS15において制御部6は、取得データ記憶テーブル59に記憶された生データ(加速度センサ40aによるセンシング結果のデータ)に対して、現装着部位「足」を示すタグと、センシングを行ったときの時刻とを対応付けて取得データ記憶テーブル59に記憶させる。なお、このステップS15において制御部6は、脈拍センサ40bに対し、センシングを行わないよう制御する。また、このステップS15において制御部6は、通信部3を介して他の身体情報取得装置1と通信可能である場合には、当該他の身体情報取得装置1が自機と同様に足に装着されていると判断し、自機と同様の処理を他の身体情報取得装置1に行わせても良い。
【0042】
以上、本実施の形態の身体情報取得装置1によれば、
図6に示したように、センサ群4における何れかのセンサ40によるセンシング結果に基づいて、身体の複数種類の装着部位のうち、当該身体情報取得装置1の装着されている部位が現装着部位として検知され、現装着部位に対応付けられた種類のセンサ40から、当該現装着部位に対応付けられたセンシング対象の事象についてのデータが取得されるので、身体情報取得装置1を身体における別々の装着部位に装着した場合であっても、自動的にそれぞれの装着部位に対応した事象をセンシングすることができる。
【0043】
また、加速度センサ40aによるセンシング結果の加速度波形と、前記複数種類の装着部位で加速度センサ40aにより取得され得る各加速度波形とを比較することで現装着部位が検知されるので、現装着部位を正しく検知することができる。
【0044】
また、センサ40によるセンシング結果と、現装着部位を示すタグとが対応付けられて取得データ記憶テーブル59に記憶されるので、センシング結果の生データから、現装着部位に対応する事象についてのデータを取得することができる。
【0045】
なお、上記の実施の形態における身体情報取得装置1の各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。
【0046】
例えば、本発明に係る身体情報取得装置は、身体の複数種類の装着部位に対してそれぞれ装着可能に形成され、身体における事象をセンシングする限りにおいて、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)、ゲーム機などの電子機器に適用されても良い。また、このような場合には、身体情報取得装置1が薄板状に形成され、別体の伸縮バンドによって身体に密着して装着されることとしても良い。
【0047】
また、加速度センサ40aによるセンシング結果のうち、X方向の加速度波形と、腕及び足で加速度センサ40aにより取得され得る各加速度波形(腕装着時加速度波形データ530、足装着時加速度波形データ531)とを比較することで、現装着部位を検知することとして説明したが、この手法に加えて(或いはこの手法に代えて)加速度センサ40aによるセンシング結果から得られる加速度ベクトル強度(XYZ方向の各加速度の二乗の合計値の平方根)のピーク値に基づいて現装着部位を検知することとしても良い。具体的には、
図7、
図8に示すように、身体情報取得装置1が腕に装着されているときの加速度ベクトル強度は、身体情報取得装置1が足に装着されているときの加速度ベクトル強度よりもピーク値が小さくなる。そのため、これらの加速度ベクトル強度のピーク値を予めユーザから取得しておけば、これらのピーク値と、新たに加速度センサ40aから取得されるピーク値とを比較することにより、腕または足を現装着部位として検知することが可能となる。ここで、
図7(a),
図8(a)に示す加速度ベクトル強度は、男性アスリートが身体情報取得装置1を腕,足に装着して走行したときに、加速度センサ40aによって測定される加速度ベクトル強度である。同様に、
図7(b),
図8(b)に示した加速度ベクトル強度は、女性アスリートが身体情報取得装置1を腕,足に装着して走行したときに測定される加速度ベクトル強度であり、
図7(c),
図8(c)に示した加速度ベクトル強度は、男性一般ランナーが身体情報取得装置1を腕,足に装着して走行したときに測定される加速度ベクトル強度であり、
図7(d),
図8(d)に示した加速度ベクトル強度は、女性一般ランナーが身体情報取得装置1を腕,足に装着して走行したときに測定される加速度ベクトル強度である。
【0048】
また、加速度センサ40aによるセンシング結果に基づいて現装着部位を検知することとして説明したが、脈拍センサ40bによるセンシング結果に基づいて検知することとしても良い。この場合には、制御部6は、脈拍センサ40bによるセンシング結果に基づき、脈拍が取得されたか否かを検知することで、現装着部位を検知する。この場合であっても、現装着部位を正しく検知することができる。
【0049】
また、センサ群4は加速度センサ40a及び脈拍センサ40bを含むこととして説明したが、加速度センサ40aのみを含むこととしても良いし、これらに加えて(或いはこれらの何れか一方に代えて)超音波センサを含んでも良い。センサ群4が超音波センサを含む場合には、制御部6は、超音波センサによるセンシング結果に基づいて地面から身体情報取得装置1までの距離を検知することで、現装着部位を検知する。この場合であっても、現装着部位を正しく検知することができる。
【0050】
また、身体情報取得装置1は腕や足に装着可能であるとして説明したが、胸や首など、身体における他の装着部位に対して更に装着可能であっても良い。
【0051】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
【0052】
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
身体の互いに異なる複数種類の装着部位に対して装着可能に形成され、
身体における事象をセンシングする少なくとも1種類のセンサを含むセンサ群と、
前記センサ群における何れかのセンサによるセンシング結果に基づいて、前記複数種類の装着部位における前記センサ群が装着されている現装着部位を検知する装着部位検知部と、
を備えることを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項2>
請求項1記載の身体情報取得装置は、更に、
前記装着部位ごとに、前記センサ群によるセンシング対象の事象と、センシングに用いるセンサの種類とを対応付けて記憶しているセンシング対象記憶部と、
前記センサ群における前記センシング対象記憶部において前記現装着部位に対応付けられている特定のセンサから、前記現装着部位に対応付けられている特定のセンシング対象の事象についてのデータを取得するように前記センサ群を制御するセンシング制御部と、
を備えことを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項3>
請求項2記載の身体情報取得装置において、
前記センサ群は、
加速度センサ及び脈拍センサの少なくとも何れか1つを含むことを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項4>
請求項3記載の身体情報取得装置において、
前記センサ群は、前記加速度センサを含み、
前記複数種類の装着部位は、腕及び足を含み、
前記センシング制御部は、
前記現装着部位が腕であるとき、前記加速度センサから腕の動作についてのデータを取得するように前記センサ群を制御し、
前記現装着部位が足であるとき、前記加速度センサから歩行または走行における一歩ごとの動作についてのデータを取得するように前記センサ群を制御することを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項5>
請求項4記載の身体情報取得装置において、
前記装着部位検知部は、
前記加速度センサによるセンシング結果の加速度波形と、前記複数種類の部位で前記加速度センサにより取得され得る各加速度波形とを比較することで、前記現装着部位を検知することを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項6>
請求項3〜5の何れか一項に記載の身体情報取得装置において、
前記センサ群は、前記脈拍センサを含み、
前記複数種類の装着部位は、腕及び足を含み、
前記センシング制御部は、
前記現装着部位が腕であるとき、前記脈拍センサから脈拍についてのデータを取得するように前記センサ群を制御し、
前記現装着部位が足であるとき、前記脈拍センサからの脈拍についてのデータの取得を行わないように前記センサ群を制御することを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項7>
請求項6記載の身体情報取得装置において、
前記装着部位検知部は、
前記脈拍センサによるセンシング結果に基づき、脈拍が取得されたか否かを検知することで、前記現装着部位を検知することを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項8>
請求項3〜7の何れか一項に記載の身体情報取得装置において、
前記センサ群は、超音波センサを含み、
前記装着部位検知部は、前記超音波センサによるセンシング結果に基づいて地面から当該身体情報取得装置までの距離を検知することで、前記現装着部位を検知することを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項9>
身体の互いに異なる複数種類の装着部位に対して装着可能に形成され、
身体における事象をセンシングする少なくとも1種類のセンサを含むセンサ群と、
前記センサ群が前記複数種類の装着部位における特定の装着部位に装着されていると検知されたとき、当該特定の装着部位において検出することが可能とされている身体における特定の事象についてのデータを、前記センサ群における前記特定の事象をセンシングすることが可能とされている特定のセンサから取得するように前記センサ群を制御するセンシング制御部と、
を備えることを特徴とする身体情報取得装置。
<請求項10>
身体における事象をセンシングする身体情報取得装置における身体情報取得方法において、
前記身体情報取得装置は、身体の互いに異なる複数種類の装着部位に対して装着可能に形成され、身体における事象をセンシングする少なくとも1種類のセンサを含むセンサ群を備え、
前記センサ群における何れかのセンサによるセンシング結果に基づいて、前記複数種類の装着部位における前記センサ群が装着されている現装着部位を検知する装着部位検知ステップ
を含むことを特徴とする身体情報取得方法。
<請求項11>
身体の互いに異なる複数種類の装着部位に対して装着可能に形成される身体情報取得装置としてのコンピュータに、身体における事象をセンシングする機能を実現させる身体情報取得プログラムにおいて、
前記コンピュータは、身体における事象をセンシングする少なくとも1種類のセンサを含むセンサ群を備え、
当該身体情報取得プログラムは、前記コンピュータに、
前記センサ群における何れかのセンサによるセンシング結果に基づいて、前記複数種類の装着部位における前記センサ群が装着されている現装着部位を検知する装着部位検知機能
を実現させることを特徴とする身体情報取得プログラム。