特開 2024-24910 センサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024024910

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】センサ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/00 20060101AFI20240216BHJP

【ＦＩ】

A61B5/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022127893

(22)【出願日】2022-08-10

(71)【出願人】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100160495

【弁理士】

【氏名又は名称】畑 雅明

(74)【代理人】

【識別番号】100173716

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 真理

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】坂田 大輔

【テーマコード（参考）】

4C117

【Ｆターム（参考）】

4C117XB01

4C117XC11

4C117XD10

4C117XD11

4C117XD22

4C117XD26

4C117XD31

4C117XE13

4C117XE15

4C117XE16

4C117XE17

4C117XE19

4C117XE23

4C117XE24

4C117XE26

4C117XE29

4C117XE37

4C117XE38

4C117XH11

(57)【要約】

【課題】本開示は、被験者の衣服にフィットする構成のセンサ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本開示は、生体情報を検出するバイタルセンサ部と、検出した前記生体情報を送信する信号処理部と、第１の挟み込み部と、を有する第１筐体、及び前記信号処理部からの前記生体情報を受信する信号受信部と、前記信号受信部からの前記生体情報を外部に送信する情報送信部と、前記第１の挟み込み部とで布地を挟み込む第２の挟み込み部と、を有する第２筐体を備えるセンサ装置である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体情報を検出するバイタルセンサ部と、
検出した前記生体情報を送信する信号処理部と、
第１の挟み込み部と、
を有する第１筐体、及び
前記信号処理部からの前記生体情報を受信する信号受信部と、
前記信号受信部からの前記生体情報を外部に送信する情報送信部と、
前記第１の挟み込み部とで布地を挟み込む第２の挟み込み部と、
を有する第２筐体
を備えるセンサ装置。

【請求項2】

前記第１の挟み込み部及び前記第２の挟み込み部はそれぞれ磁石を有し、当該磁石の磁力で布地を挟み込むことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項3】

前記第１の挟み込み部は非点対称の位置に複数の磁石を有し、前記第２の挟み込み部は前記第１の挟み込み部の磁石の対向する位置に複数の磁石を有することを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。

【請求項4】

前記第１の挟み込み部及び前記第２の挟み込み部はいずれかが凹部を有し、他が凸部を有し、凹部と凸部が嵌合して布地を挟み込むことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項5】

前記第１の挟み込み部は非点対称の位置に複数の凹部又は凸部を有し、前記第２の挟み込み部は前記第１の挟み込み部の凹部又は凸部の対向する位置に、複数の凸部又は凹部を有することを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。

【請求項6】

前記第１の挟み込み部は非点対称の形状の凹部又は凸部を有し、前記第２の挟み込み部は前記第１の挟み込み部の凹部又は凸部に嵌合する形状を有することを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。

【請求項7】

前記信号処理部から前記信号受信部への前記生体情報は無線伝送されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項8】

前記第１筐体は、前記バイタルセンサ部及び前記信号処理部に給電する電源部をさらに有し、
前記第２筐体は、前記信号受信部、前記情報送信部及び前記電源部に給電する給電部をさらに有し、
前記給電部から前記電源部へはワイヤレス給電されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、人間の生体情報を検出するセンサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

関連する技術では、人間の体表面から生体情報を検出し、外部に備える記録装置に伝送するものには、衣服そのものにセンサ装置を埋め込むものや、衣服とセンサ装置を一体として形成するものがある（例えば、非特許文献１参照。）。また、センサ装置を粘着剤やテープで人間の体表面に張り付けるものもある。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】インターネット＜ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｏｃｏｍｉ．ｔｏｙｏｂｏｓｔｃ．ｃｏｍ／＞「検索日２０２２．０７．２７」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、センサ装置を埋め込むためのセンサ装置専用の衣服となったり、個人の体型の違いからオーダメイドの衣服となったり、また、その衣服を洗濯することが困難であるという課題があった。センサ装置を人間の体表面に張り付けると、粘着剤やテープによるかぶれが課題となっていた。

【0005】

そこで本開示は、被験者の衣服にフィットする構成のセンサ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】

【0006】

本開示のセンサ装置は、
生体情報を検出するバイタルセンサ部と、
検出した前記生体情報を送信する信号処理部と、
第１の挟み込み部と、
を有する第１筐体、及び
前記信号処理部からの前記生体情報を受信する信号受信部と、
前記信号受信部からの前記生体情報を外部に送信する情報送信部と、
前記第１の挟み込み部とで布地を挟み込む第２の挟み込み部と、
を有する第２筐体
を備える。

【0007】

本開示のセンサ装置は、
前記第１の挟み込み部及び前記第２の挟み込み部はそれぞれ磁石を有し、当該磁石の磁力で布地を挟み込むことを特徴とする。

【0008】

本開示のセンサ装置は、
前記第１の挟み込み部は非点対称の位置に複数の磁石を有し、前記第２の挟み込み部は前記第１の挟み込み部の磁石の対向する位置に複数の磁石を有することを特徴とする。

【0009】

本開示のセンサ装置は、
前記第１の挟み込み部及び前記第２の挟み込み部はいずれかが凹部を有し、他が凸部を有し、凹部と凸部が嵌合して布地を挟み込むことを特徴とする。

【0010】

本開示のセンサ装置は、
前記第１の挟み込み部は非点対称の位置に複数の凹部又は凸部を有し、前記第２の挟み込み部は前記第１の挟み込み部の凹部又は凸部の対向する位置に、複数の凸部又は凹部を有することを特徴とする。

【0011】

本開示のセンサ装置は、
前記第１の挟み込み部は非点対称の形状の凹部又は凸部を有し、前記第２の挟み込み部は前記第１の挟み込み部の凹部又は凸部に嵌合する形状を有することを特徴とする。

【0012】

本開示のセンサ装置は、
前記信号処理部から前記信号受信部への前記生体情報は無線伝送されることを特徴とする。

【0013】

本開示のセンサ装置は、
前記第１筐体は、前記バイタルセンサ部及び前記信号処理部に給電する電源部をさらに有し、
前記第２筐体は、前記信号受信部、前記情報送信部及び前記電源部に給電する給電部をさらに有し、
前記給電部から前記電源部へはワイヤレス給電されることを特徴とする。

【0014】

なお、上記各開示は、可能な限り組み合わせることができる。

【発明の効果】

【0015】

本開示は、被験者の衣服にフィットする構成のセンサ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示のセンサ装置の回路構成例を示す。

【図2】本開示のセンサ装置の構造例を示す。

【図3】本開示のセンサ装置の構造例を示す。

【図4】本開示のセンサ装置の挟み込み部の配置例を示す。

【図5】本開示のセンサ装置の挟み込み部の構造例を示す。

【図6】本開示のセンサ装置の回路構成例を示す。

【図7】本開示のセンサ装置の回路構成例を示す。

【図8】本開示のセンサ装置のカップリングコイルの配置例を示す。

【図9】本開示のセンサ装置の回路構成例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

【0018】

本開示のセンサ装置の回路構成を図１に示す。センサ装置は第１筐体１００及び第２筐体２００を備える。第１筐体１００は、生体情報を検出するバイタルセンサ部１１１と、検出した生体情報を送信する信号処理部１１２と、第１の挟み込み部（不図示）と、を有する。第２筐体２００は、信号処理部１１２からの生体情報を受信する信号受信部２１１と、信号受信部２１１からの生体情報を外部に送信する情報送信部２１２と、第１の挟み込み部（不図示）とで布地を挟み込む第２の挟み込み部（不図示）と、を有する。

【0019】

バイタルセンサ部１１１は、生体情報、例えば、体温、脈拍、加速度、血中酸素濃度、血流、心音、呼吸音、内臓音、関節音、筋電及び／又は心電を生体から検出する。バイタルセンサ部１１１は、これらの生体情報を検出することに適したセンサを備える。

【0020】

信号処理部１１２は、バイタルセンサ部１１１の検出した生体情報を信号受信部２１１に送信する。信号処理部１１２は、検出した生体情報を加工することもある。例えば、検出した脈拍から脈拍数を算出したり、検出した加速度から歩数を算出したり、検出した血流から血圧を計算したり、検出した呼吸音から呼吸数を算出したり、算出した歩数から消費カロリーを計算したり、心音や心電から心拍数を計算したりする。

【0021】

信号受信部２１１は、信号処理部１１２からの生体情報を受信する。信号処理部１１２から信号受信部２１１への生体情報の伝送は無線伝送でも、有線伝送でもよい。第１筐体１００と第２筐体２００を、衣服などの布地を挟み込んで対峙して使用する場合は、後述する無線伝送が好ましい。

【0022】

情報送信部２１２は、信号受信部２１１からの生体情報を外部に送信する。情報送信部２１２は、信号受信部２１１から生体情報が入力されると、直ちに生体情報を送信してもよい。情報送信部２１２は、信号受信部２１１からの生体情報を記憶しておき、外部からの指示によって生体情報を外部に送信してもよい。情報送信部２１２は、信号受信部２１１からの生体情報を記憶しておき、一定時間ごとに生体情報を外部に送信してもよい。

【0023】

センサ装置の構造を図２に示す。センサ装置は第１筐体１００及び第２筐体２００を備える。第１筐体１００は、バイタルセンサ部１１１と、第１の挟み込み部１１４と、信号処理部１１２と、を有する。信号処理部１１２は図示を省略している。第２筐体２００は、信号受信部２１１と、情報送信部２１２と、第２の挟み込み部２１４と、を有する。信号受信部２１１と情報送信部２１２は図示を省略している。第２の挟み込み部２１４は、第１の挟み込み部１１４とで布地を挟み込む。３０１は衣服、３０２は生体の体表面部である。

【0024】

第１の挟み込み部１１４と第２の挟み込み部２１４で衣服等の布地を挟み込むので、市販の衣服にセンサ装置を取り付けることができる。センサ装置は自由に取り外しが可能なため、衣服を着替えたり、衣服を洗濯することができる。センサ装置は衣服のどこにでも装着できるので、衣服と体形に合わせてセンサ装置の位置を自由に変えることができる。生体情報の検出に適した胸部、腹部、腕部、足部、首部などの場所に装着することもできる。また、バイタルセンサ部１１１を第１筐体１００の体表面部３０２の側に配置すれば、体表面部３０２からの生体情報の検出が容易になる。

【0025】

図２では、第１の挟み込み部１１４及び第２の挟み込み部２１４は、２対からなる構造を示しているが、１対以上であればよい。複数対からなれば、センサ装置の衣服３０１への取り付けが安定する。

【0026】

第１の挟み込み部１１４及び第２の挟み込み部２１４はそれぞれ磁石を有し、磁石の磁力で衣服３０１を挟み込んでもよい。磁石は衣服３０１の平面方向にＮ極とＳ極を持ち、第１の挟み込み部１１４と第２の挟み込み部２１４では、磁極が反対になっている構造でもよい。磁石は衣服３０１の側にＮ極かＳ極を持ち、衣服３０１と反対側に反対の磁極を持ち、第１の挟み込み部１１４と第２の挟み込み部２１４では、磁極が反対になっている構造でもよい。

【0027】

第１の挟み込み部１１４及び第２の挟み込み部２１４の他の構造を図３に示す。センサ装置は第１筐体１００及び第２筐体２００を備える。第１筐体１００は、バイタルセンサ部１１１と、第１の挟み込み部１１４と、信号処理部１１２と、を有する。信号処理部１１２は図示を省略している。第２筐体２００は、信号受信部２１１と、情報送信部２１２と、第２の挟み込み部２１４と、を有する。信号受信部２１１と情報送信部２１２は図示を省略している。第２の挟み込み部２１４は、第１の挟み込み部１１４とで布地を挟み込む。３０１は衣服、３０２は生体の体表面部である。

【0028】

図３において、第１の挟み込み部１１４は凸形状で、第２の挟み込み部２１４は凹形状で、凹部と凸部とが嵌合して、センサ装置を衣服３０１に固定する。第１の挟み込み部１１４が凹形状で、第２の挟み込み部２１４が凸形状であってもよい。凹部及び凸部としては、スナップボタンが例示できる。

【0029】

図３では、第１の挟み込み部１１４及び第２の挟み込み部２１４は２対からなる構造を示しているが、１対以上であればよい。複数対からなれば、センサ装置の衣服への取り付けが安定する。

【0030】

第１の挟み込み部及び第２の挟み込み部がそれぞれ複数の磁石を有するか、それぞれ複数の凹部又は凸部を有するかの場合の第１の挟み込み部及び第２の挟み込み部の配置の例を図４に示す。図４は、第１筐体１００及び第２筐体２００を、それぞれ衣服を挟み込む側から見た図である。図４において、１００は第１筐体、１１４は第１の挟み込み部、２００は第２筐体、２１４は第２の挟み込み部である。

【0031】

第１の挟み込み部１１４及び第２の挟み込み部２１４がそれぞれ複数の磁石を有する場合、第１の挟み込み部１１４は非点対称の位置に複数の磁石を有し、第２の挟み込み部２１４は第１の挟み込み部の磁石の対向する位置に複数の磁石を有する。第１筐体１００と第２筐体２００を対向させると、磁石の磁力で衣服（不図示）を挟み込む。また、複数の磁石が非点対称の位置に配置されているので、第１筐体１００と第２筐体２００の向きがずれることなく、所望の位置関係で衣服を挟み込むことができる。

【0032】

第１の挟み込み部１１４及び第２の挟み込み部２１４がそれぞれ複数の凹部又は凸部を有する場合、第１の挟み込み部１１４は非点対称の位置に複数の凹部又は凸部を有し、第２の挟み込み部２１４は、第１の挟み込み部１１４の凹部又は凸部の対向する位置に複数の凸部又は凹部を有する。第１の挟み込み部１１４と第２の挟み込み部２１４とでは、対向する位置で凸部と凹部が嵌合する関係になっている。第１筐体１００と第２筐体２００を対向させ、凹部と凸部で衣服（不図示）を挟み込んで嵌合させる。複数の凹部又は凸部が非点対称の位置に配置されているので、第１筐体１００と第２筐体２００の向きがずれることなく所望の位置関係で衣服を挟み込むことができる。

【0033】

第１筐体１００と第２筐体２００を所望の位置関係で対向させることができれば、例えば、第１筐体の信号処理部と第２筐体の信号受信部を近接させて、小電力の無線伝送が可能になる。

【0034】

第１の挟み込み部及び第２の挟み込み部の形状の例を図５に示す。図５は、第１筐体１００及び第２筐体２００を、それぞれ衣服を挟み込む側から見た図である。図５において、１００は第１筐体、１１４は第１の挟み込み部、２００は第２筐体、２１４は第２の挟み込み部である。

【0035】

第１の挟み込み部１１４は非点対称の形状の凹部又は凸部を有し、第２の挟み込み部２１４は第１の挟み込み部１１４の凹部又は凸部に勘合する形状の凸部又は凹部を有する。非点対称の形状の例としては、ティアドロップ形、ハート形、半月形、二等辺三角形、不等辺三角形、台形等が例示できる。

【0036】

第１の挟み込み部及び第２の挟み込み部が非点対称の形状であれば、１対の凹部又は凸部でも、第１筐体１００と第２筐体２００の向きがずれることなく所望の位置関係で衣服を挟み込むことができる。第１筐体１００と第２筐体２００を所望の位置関係で対向させることができれば、例えば、第１筐体の信号処理部と第２筐体の信号受信部を近接させて、小電力の無線伝送が可能になる。

【0037】

本開示のセンサ装置の他の回路構成を図６に示す。センサ装置は第１筐体１００及び第２筐体２００を備える。第１筐体１００は、生体情報を検出するバイタルセンサ部１１１と、検出した生体情報を送信する信号処理部１１２と、バイタルセンサ部１１１及び信号処理部１１２に給電する電源部１１３と、第１の挟み込み部（不図示）と、を有する。第２筐体２００は、信号処理部１１２からの生体情報を受信する信号受信部２１１と、信号受信部２１１からの生体情報を外部に送信する情報送信部２１２と、バッテリ（不図示）を備え、信号受信部２１１、情報送信部２１２及び電源部１１３に給電する給電部２１３と、第１の挟み込み部（不図示）とで布地を挟み込む第２の挟み込み部（不図示）と、を有する。

【0038】

信号処理部１１２から信号受信部２１１への生体情報は無線伝送される。第１筐体１００と第２筐体２００との間に、衣服が介在しても、生体情報を伝送することができる。給電部２１３から電源部１１３へはワイヤレス給電される。バッテリのある給電部２１３を第２筐体２００に配置することができるので、第１筐体１００を薄くすることができる。第１筐体１００を衣服の内側に装着すれば、衣服と体表面の間を薄くでき、センサ装置の装着感を低減することができる。

【0039】

本開示のセンサ装置の回路構成例を図７に示す。図６の回路構成に対して、信号処理部１１２は第１カップリングコイル１１５を介して生体情報を無線送信し、信号受信部２１１は第２カップリングコイル２１５を介して生体情報を無線受信する。給電部２１３は第４カップリングコイル２１６を介してワイヤレス送電し、電源部１１３は第３カップリングコイル１１６を介してワイヤレス受電する。カップリングコイルによる結合としては、電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電界結合方式が例示できる。

【0040】

図７の回路構成の場合の、センサ装置のカップリングコイルの配置例を図８に示す。図８は、第１筐体１００及び第２筐体２００を、それぞれ衣服を挟み込む側から見た図である。図４の構造に対して、第１カップリングコイル１１５、第３カップリングコイル１１６、第２カップリングコイル２１５及び第４カップリングコイル２１６の配置の例が追加されている。第１カップリングコイル１１５と第２カップリングコイル２１５とを、また第３カップリングコイル１１６と第４カップリングコイル２１６とをそれぞれ対向させる。第１筐体１００と第２筐体２００で衣服を挟み込んだときに、第１筐体１００と第２筐体２００とを所望の位置関係で対向させることができるので、衣服を挟んで生体情報の無線伝送及び電力のワイヤレス給電の結合を効率よく行うことができる。

【0041】

図５の構造に対しても、カップリングコイルを同様に配置することが可能であるので、第１カップリングコイル１１５と第２カップリングコイル２１５とを、また第３カップリングコイル１１６と第４カップリングコイル２１６とをそれぞれ対向させることができる。

【0042】

本開示のセンサ装置の回路構成例を図９に示す。図６の回路構成に対して、信号処理部１１２は第５カップリングコイル１１７を介して生体情報を無線送信し、信号受信部２１１は第６カップリングコイル２１７を介して生体情報を無線受信する。給電部２１３も第６カップリングコイル２１７を介してワイヤレス送電し、電源部１１３も第５カップリングコイル１１７を介してワイヤレス受電する。生体情報の無線伝送と電力のワイヤレス給電でカップリングコイルを共用するため、カップリングコイルの専有面積を小さくすることができる。

【0043】

図９の回路構成の場合の、図４又は図５の構造に対して、第５カップリングコイル１１７と第６カップリングコイル２１７とを対向させることができるので、衣服を挟んで生体情報の無線伝送及び電力のワイヤレス給電の結合を効率よく行うことができる。

【0044】

以上説明したように、本開示のセンサ装置は、被験者の衣服にフィットする構成のセンサ装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0045】

１００：第１筐体
１１１：バイタルセンサ部
１１２：信号処理部
１１３：電源部
１１４：第１の挟み込み部
１１５：第１カップリングコイル
１１６：第３カップリングコイル
１１７：第５カップリングコイル
２００：第２筐体
２１１：信号受信部
２１２：情報送信部
２１３：給電部
２１４：第２の挟み込み部
２１５：第２カップリングコイル
２１６：第４カップリングコイル
２１７：第６カップリングコイル
３０１：衣服
３０２：体表面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】