JP6915830B2 - Sensor device, insurance card, membership card - Google Patents
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Description
本発明は、生体情報や生体の運動情報を取得するセンサ装置、保険証、会員証に関する。 The present invention relates to a sensor device for acquiring biological information and biological motion information, a health insurance card, and a membership card.
携帯型の生体情報を取得する技術として特許文献1が開示されている。当該特許文献1は体内脂肪計を示しており、両手の指を体内脂肪計の筐体表面に設けられた接点に当て、接点間(一方の手の指と他方の手の指の間)のインピーダンスによって脂肪率を取得することができる。 Patent Document 1 is disclosed as a technique for acquiring portable biological information. The patent document 1 shows a body fat scale, and the fingers of both hands are applied to the contacts provided on the surface of the housing of the body fat scale, and the contact between the contacts (between the fingers of one hand and the fingers of the other hand). The fat percentage can be obtained by the impedance.
上述の特許文献1の技術では体内における体脂肪の存在を局所的には測ることができない。そして生体において局所的な生体情報や生体の運動情報を簡易に取得できるセンサ装置やそのセンサ装置を用いた保険証や会員証が求められている。 The above-mentioned technique of Patent Document 1 cannot locally measure the presence of body fat in the body. Then, there is a demand for a sensor device capable of easily acquiring local biological information and motion information of the living body in a living body, and an insurance card or membership card using the sensor device.
そこでこの発明は、上述の課題を解決するセンサ装置、保険証、会員証を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor device, a health insurance card, and a membership card that solve the above-mentioned problems.
本発明の第1の態様によれば、センサ装置は、複数のカード形成シートが積層され、前記カード形成シートの何れかに設けられた電子回路と、前記カード形成シートの何れかに設けられた少なくとも一対の電流出力用電極及び電圧検知用電極とを備え、生体情報をセンシングする。 According to the first aspect of the present invention, the sensor device is provided with an electronic circuit provided on any of the card forming sheets and an electronic circuit provided on any of the card forming sheets by laminating a plurality of card forming sheets. It is provided with at least a pair of electrodes for current output and electrodes for voltage detection, and senses biological information.
上述のセンサ装置は、前記電流出力用電極及び電圧検知用電極として特定される電極の対を複数組備える。 The sensor device described above includes a plurality of pairs of electrodes specified as the current output electrode and the voltage detection electrode.
上述のセンサ装置において、前記電子回路は選択した電圧検知用電極の対によって得られた電圧値と前記選択した電流出力用電極間に出力した電流値とに基づいて算出したインピーダンス値に基づいて、前記生体情報に関する処理を行う。 In the above-mentioned sensor device, the electronic circuit is based on an impedance value calculated based on a voltage value obtained by a pair of selected voltage detection electrodes and a current value output between the selected current output electrodes. The processing related to the biological information is performed.
上述のセンサ装置において、前記電子回路は前記電流出力用電極から出力した電流に基づいて前記電圧検知用電極から取得した電極間電圧に基づいて生体のインピーダンス値を取得し、当該インピーダンス値に基づいて、生体の局所領域の状態を検知する。 In the above-mentioned sensor device, the electronic circuit acquires an impedance value of a living body based on an inter-electrode voltage acquired from the voltage detection electrode based on a current output from the current output electrode, and based on the impedance value. , Detects the state of the local region of the living body.
上述のセンサ装置において、前記電子回路は複数の異なる生体情報のうちの何れの生体情報を検出するかを特定し、前記電子回路は特定した前記生体情報に応じて前記電流出力用電極及び電圧検知用電極の対を選択し、前記電子回路は選択した電圧検知用電極の対によって得られた電圧値と前記選択した電流出力用電極間に出力した電流値とに基づいて算出したインピーダンス値に基づいて、前記生体情報に関する処理を行う。 In the above-mentioned sensor device, the electronic circuit specifies which of a plurality of different biometric information is detected, and the electronic circuit detects the current output electrode and voltage according to the specified biometric information. A pair of electrodes is selected, and the electronic circuit is based on an impedance value calculated based on the voltage value obtained by the selected pair of voltage detection electrodes and the current value output between the selected current output electrodes. Then, the processing related to the biological information is performed.
上述のセンサ装置は、前記電流出力用電極及び電圧検知用電極が設けられたカード形成シートと、前記電流出力用電極及び前記電圧検知用電極に生じる電位と同じ電位を与えるシールド電極が設けられたカード形成シートとが積層されている。 The above-mentioned sensor device is provided with a card forming sheet provided with the current output electrode and the voltage detection electrode, and a shield electrode that gives the same potential as the potential generated in the current output electrode and the voltage detection electrode. The card forming sheet is laminated.
上述のセンサ装置において、前記生体情報は少なくとも脂肪厚である。 In the sensor device described above, the biometric information is at least fat.
上述のセンサ装置において、前記生体情報は少なくとも皮膚状態である。 In the sensor device described above, the biometric information is at least the skin condition.
上述のセンサ装置において、前記電子回路は温度計測部を備え、前記生体情報は少なくとも生体の温度である。 In the above-mentioned sensor device, the electronic circuit includes a temperature measuring unit, and the biological information is at least the temperature of the living body.
上述のセンサ装置において、前記生体情報は少なくとも生体の血流状態である。 In the above-mentioned sensor device, the biological information is at least the blood flow state of the living body.
上述のセンサ装置において、前記生体情報は少なくとも生体が呼吸による肺の換気状態である。 In the above-mentioned sensor device, the biological information is at least the state of ventilation of the lungs due to respiration by the living body.
上述のセンサ装置において、前記生体情報は少なくとも生体の心拍状態である。 In the above-mentioned sensor device, the biological information is at least the heartbeat state of the living body.
上述のセンサ装置は、前記カード形成シートの何れかに音検出装置を備える。 The above-mentioned sensor device includes a sound detection device on any of the card forming sheets.
上述のセンサ装置において、前記電子回路は生体の運動情報を取得する。 In the above-mentioned sensor device, the electronic circuit acquires motion information of a living body.
また本発明の第2の態様によれば、保険証は上記センサ装置を備える。 Further, according to the second aspect of the present invention, the insurance card includes the above-mentioned sensor device.
また本発明の第2の態様によれば、会員証は上記センサ装置を備える。 Further, according to the second aspect of the present invention, the membership card includes the above sensor device.
本発明によれば、生体において局所的な生体情報や生体の運動情報を簡易に取得できる。 According to the present invention, it is possible to easily acquire local biological information and biological motion information in a living body.
以下、本発明の一実施形態によるセンサ装置を図面を参照して説明する。
図1は本実施形態によるセンサ装置を示す第一の図である。
センサ装置1は図1で示すように複数の厚さの薄いシートであるカード形成シートが積層されて成る装置である。例えばセンサ装置1は複数のカード形成シートが積層されることにより矩形のカード型のサイズとなっている。より具体的にはセンサ装置1は厚さの薄いカード形成シートである第一シート10と、他の厚さの薄いカード形成シートである第二シート20が少なくとも積層される。以下カード形成シートを単にシートと呼ぶこととする。図1で示すセンサ装置は第一シート10に電子回路を設ける。センサ装置1は第二シート20に複数の電極21を設ける。電極21は電流出力用電極及び電圧検知用電極として利用される。各電極21と電子回路100は、各シートにパターン印刷された回路11(信号線)と各層を繋ぐビアやスルーホールなどの信号線とを介して接続されている。電極21は第二シート20において例えば図1で示すように、カード形成シートの短辺に平行な長い矩形形状となっている。
Hereinafter, the sensor device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a first diagram showing a sensor device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the sensor device 1 is a device formed by stacking a plurality of thin card forming sheets. For example, the sensor device 1 has a rectangular card-shaped size by stacking a plurality of card forming sheets. More specifically, in the sensor device 1, at least the
図2は本実施形態によるセンサ装置を示す第二の図である。
センサ装置1はさらに多い複数の厚さの薄いシートが積層されて構成されてよい。第二の図で示すセンサ装置1は、図1で示した第一シート10と第二シート20との間に第一中間シート30と第二中間シート40が設けられている。第一中間シート30はグランド層である。第二中間シート40はアクティブシールドが設けられている。
FIG. 2 is a second diagram showing a sensor device according to the present embodiment.
The sensor device 1 may be configured by laminating a plurality of thin sheets having a larger thickness. In the sensor device 1 shown in FIG. 2, a first
図1、図2で示す第一シート10、第二シート20、第一中間シート30、第二中間シート40はそれぞれ可撓性を有してよい。例えば各シートはフィルム等の素材によって構成されている。センサ装置1はそれら各シートを積層して一体形成される。よってセンサ装置1も可撓性を有する。センサ装置1は、各シートが積層されて一体形成され、その外側に外装フィルムによって覆われていてもよい。つまりセンサ装置1は、外装フィルムなどの絶縁体によって覆われることにより、電極21と生体とは直接に接触しない構成(非接触)となっていてもよい。各シートは接着剤等で接着されて積層されてよい。なお第一シート10、第二シート20、第一中間シート30、第二中間シート40は可撓性を有していなくともよい。
The
図1、図2には図示していないが、いずれかのシートにおいて電力供給部を有している。電力供給部60は具体的にはバッテリである。当該バッテリも薄型のシート形状となっている。その他、センサ装置1は表示部50、通信装置51、加速度センサ106、音検出装置(マイクなど)108、酸素飽和度を測定するSpO2測定センサ109、GPS測位センサ110、圧電スピーカ111などが設けられてよい。表示部50は具体的には有機液晶ディスプレイである。表示部50はセンサ装置1の表面に情報を表示する装置である。また通信装置51、加速度センサ106、音検出装置108は、可撓性のフィルム上にプリントされた回路として構成されてよい(図12参照)。SpO2測定センサ109は、赤外光LEDや赤色LEDから発光された光をフォトトランジスタで受光することにより血中の酸素飽和度や脈拍数を計測することができるセンサである。
なお通信装置51は携帯電話通信網にアクセスするための通信機能や、基地局装置と通信を行うWi−Fiなどの通信機能を備えてよい。通信装置51やGPS測位センサ110などにより、センサ装置1の位置を、そのセンサ装置1と通信を行ったサーバ装置などで特定することができる。またカード型のセンサ装置1が財布などに入っていれば財布のある場所をサーバ装置で特定することができる。また圧電スピーカ111がセンサ装置1にそなわっていれば、サーバ装置から音発信信号を送信し、その信号を受信したセンサ装置1が圧電スピーカ111を鳴動制御して位置を知らせることができる。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, any sheet has a power supply unit. Specifically, the
The
図3はセンサ装置を示す第三の図である。
図1や図2で示した各シートが積層されることにより、図3で示すようなセンサ装置1が構成される。センサ装置1には表示部50、電力供給部60等のほか、表面に入力ボタンなどが設けられていてもよい。
FIG. 3 is a third diagram showing the sensor device.
By stacking the sheets shown in FIGS. 1 and 2, the sensor device 1 as shown in FIG. 3 is configured. In addition to the
図4はセンサ装置を示す第四の図である。
センサ装置1は可撓性のある回路がパターン印刷されたシート状のフィルムを積層して形成されているため、図4で示すようにセンサ装置1自体が可撓性を有していてよい。
FIG. 4 is a fourth diagram showing a sensor device.
Since the sensor device 1 is formed by laminating a sheet-like film on which a pattern is printed in a flexible circuit, the sensor device 1 itself may have flexibility as shown in FIG.
図5Aは電極の第一の例を示す図である。
図5Bは電極の第二の例を示す図である。
センサ装置1の第二シート20には複数の電極21が設けられている。各電極は電圧検知用電極または電流出力用電極として電子回路100によって用いられる。例えば電子回路100は、第二シート20に設けられている6つの電極21のうち、最端に位置する2つの電極の組を電流出力用電極として利用する。また電子回路100は、電流出力用電極と特定された電極21の対の中間に位置する4つの電極のうちの一対または複数対を電圧検知用電極として利用してよい。図5Aには6つの電極21が平行に並べられている状態を示しているが、さらに多くの電極21が設けられていてよい。
FIG. 5A is a diagram showing a first example of an electrode.
FIG. 5B is a diagram showing a second example of the electrode.
A plurality of
図5Aに示す6つの電極を左から電極21a,21b,21c,21d,21e,21fと呼ぶとする。ユーザの生体における測定対象の局所部分は、外側から皮膚、皮膚の内側に皮下脂肪、皮下脂肪の内側に筋肉、そのさらに内側には内臓脂肪などが分布している。
The six electrodes shown in FIG. 5A are referred to as
電流源110が、電流出力用電極21cと21dの間に電流を流すと、図5B(a)で示すような電気力線E1の範囲に高い電流密度分布が生じる。電流出力用電極21cと21dの間に電流を流した場合には、電極間の距離が短いため電流密度分布の深度はd1程度である。
電流源110が、電流出力用電極21bと21eの間に電流を流すと、図5B(b)で示すような電気力線E2の範囲に高い電流密度分布が生じる。電流出力用電極21bと21eの間に電流を流した場合には、電極間の距離が図5B(a)と比較して広がる為、電流密度分布の深度はd2(>d1)となる。
電流源110が、電流出力用電極21aと21fの間に電流を流すと、図5B(c)で示すような電気力線E3の範囲に高い電流密度分布が生じる。電流出力用電極21aと21fの間に電流を流した場合には、電極間の距離が図5B(a),(b)と比較して広がる為、電流密度分布の深度はd3(>d2>d1)となる。
When the
When the
When the
電流を流す電流出力用電極21の間隔を図5Bのように変化させると、電流出力用電極21の間隔が狭い場合には、高い電流密度分布の領域が狭くなり、浅い部分の密度が高くなる。これは浅い領域の情報を多く検出することを意味する。一方、電流を流す電流出力用電極21の間隔が広い場合は、深部まで高い電流密度分布が生じ、これにより深部の情報を表面の電位差として検出でき、深部の領域の情報を検出することができる。したがって身体の皮膚から浅い領域の情報を検出する場合には、図5B(a)のような間隔の短い2つの電流出力用電極21を電流を流す電極として用い、身体の皮膚からより深い領域の情報を検出する場合には、その深さに応じて、図5B(b)や図5B(c)のような間隔のより広い2つの電流出力用電極21を電流を流す電極として用いる。
さらに、周波数を低周波から高周波へ変化させることで、電流密度分布をさらに変化させて生体構造から得られる電気インピーダンス特性を測定してもよい。
When the spacing between the
Further, by changing the frequency from low frequency to high frequency, the current density distribution may be further changed to measure the electrical impedance characteristic obtained from the biological structure.
センサ装置1を利用するユーザは、センサ装置1の第二シート20側の面を体の測定対象の局所部分に押し当てる。センサ装置1の電子回路100は例えば最端に位置する電極21a,21fを電流出力用電極として利用する。またこの場合電子回路100は中間に位置する電極21b,21c,21d,21eを電圧検知用電極として利用する。電子回路100は電流源110を制御して電流出力用電極21aと21fの間に電流を流す。電流源110は、測定する生体情報に応じた所定の周波数及び電流値の交流電流を流すように設定されている。たとえば電子回路100は脂肪や筋肉などのより体内の内部方向dの距離が深い領域の情報を取得する場合には、より周波数を上げた交流電流を出力するよう電流源110を制御する。電子回路100は測定する生体情報に応じた電圧検知用電極の組を電極21の中から特定して電圧を測定し、それら電圧値や電流値に基づいてインピーダンス値を算出する。例えば電子回路100は浅い位置の皮膚の情報を取得する場合には電流出力用電極21aと21fの中心側に位置する電極21c,21dの対を電圧検知用電極として利用する。または電子回路100はより深い方向の脂肪などの情報を取得する場合などには電流出力用電極21aと21fの間の中心から遠い側に位置する電極21b,21eの対を電圧検知用電極として利用する。検出した電圧の信号はアンプ121や122で増幅される。なお電極の利用において電子回路100は、利用すると決定した電極に電流が流れるように回路内のスイッチを切り替えるなどの制御も行う。電子回路100は、測定した電圧値と、出力した電流値とに基づいて局所部分における生体の所定領域のインピーダンス値などを測定する。なお図5Aにおいて121,122はアンプを示している。アンプは電圧検知用電極として利用される電極21間の電圧の信号値を増幅する。
The user who uses the sensor device 1 presses the surface of the sensor device 1 on the
図5Aの例では各電極のうち最も外側の2つの電極21a,21fの組を電流出力用電極とし、その電極より内側の4つの電極21b,21c,21d,21fを電圧検知用電極としている。しかしながら、例えば電極21b,21eを電流出力用電極として用い、その電極より内側の電極21c,21dを電圧検知用電極として用いてもよい。
In the example of FIG. 5A, the pair of the two
図6は電極の第三の例を示す図である。
センサ装置1に設けられた複数の電極61は、円環状に第二シート20にプリント印刷されていてもよい。図6では半径の異なる4つの円環状の電極61が同心円状に第二シート20にプリント印刷されている状態を示している。各電極61を半径が小さい順に61a,61b,61c,61dと呼ぶとする。電子回路100は、例えばこれらの電極61において、中心の円環状の電極61aと再外郭の電極61dとを電流出力用電極として利用する。また電子回路100は、内側の環状の電極61d,61cの対を電圧検知用電極として利用する。図6においては半径の異なる4つの円環状の電極が同心円状に第二シート20にプリント印刷されている状態を示しているが、さらに多くの円環状の電極が同心円状にプリント印刷されてもよい。図5Aで示した例と同様に、電子回路100は電流出力用電極として利用する電極61aと61dの間に交流電流が流れるように電流源110を制御する。電子回路100は、電圧検知用電極61b,61cの間の電圧値を検出して、インピーダンス値を測定する。
図6の例では4つの円環状の電極が同心円状に第二シート20にプリント印刷されている状態を示しているが、さらに多くの円環状の電極が同心円状に第二シート20にプリント印刷されてもよい。多くの円環状の電極が印刷されている場合には、より中心に近い位置の対の電極61を電圧検知用電極として利用すると、局所的な浅い領域の生体の状態を算出したインピーダンス値に基づいて検出することができる。またより中心から遠い位置の電極61を電圧検知用電極として利用すると、より深部の生体の状態を算出したインピーダンス値に基づいて検出することができる。
FIG. 6 is a diagram showing a third example of the electrode.
The plurality of electrodes 61 provided in the sensor device 1 may be printed on the
In the example of FIG. 6, four annular electrodes are concentrically printed on the
図7は電極の第四の例を示す図である。
第二シート20には小さい複数の電極がシート面に面状に並べられて配置されていてもよい。電子回路100は、それら小さな複数の電極(点電極)中から電流出力用電極及び電圧検知用電極として利用する電極を選択する。図7で示す四角の一つ一つはそれぞれ電極を示している。
図7で示すように電子回路100は領域71aに位置する4つの電極71を電流出力用電極と特定する。
また電子回路100は、領域71bに位置する各電極71やそれらを一辺とする矩形の辺に位置する各電極71を電圧検知用電極と特定する。
また電子回路100は、領域71cに位置する各電極71やそれらを一辺とする矩形の辺に位置する各電極71を電圧検知用電極と特定する。
また電子回路100は、領域71dに位置する各電極71やそれらを一辺とする矩形の辺に位置する各電極71を電流出力用電極と特定する。
特定された各電極を黒く塗りつぶして図6で表す。この場合、図5Aで説明した場合と同様に電流を出力し、電圧値を計測する制御を行う。
図7では電流出力用電極または電圧検知用電極として特定した点電極を黒く塗りつぶして示している。
図7で示すように電流出力用電極や電圧検知用電極として利用する電極を特定することにより、図6で示す電極と同様の生体情報のセンシングを行うことができる。
なお、図7では電極を正方形で示したが、円形・楕円形・長方形・ひし形・多角形など、どのような形状でもよい。
FIG. 7 is a diagram showing a fourth example of the electrode.
A plurality of small electrodes may be arranged on the
As shown in FIG. 7, the
Further, the
Further, the
Further, the
Each of the identified electrodes is painted black and shown in FIG. In this case, the current is output and the voltage value is measured in the same manner as in the case described with reference to FIG. 5A.
In FIG. 7, the point electrode specified as the current output electrode or the voltage detection electrode is shown in black.
By specifying the electrode to be used as the current output electrode and the voltage detection electrode as shown in FIG. 7, it is possible to perform the same sensing of biological information as the electrode shown in FIG.
Although the electrodes are shown as squares in FIG. 7, any shape such as a circle, an ellipse, a rectangle, a rhombus, or a polygon may be used.
図8は電極の第五の例を示す図である。
電極の第五の例は、第四の例と同様に第二シート20に小さい複数の電極がシート面に面状に並べられて配置されている。電子回路100は、それら小さな複数の電極うち電流出力用電極及び電圧検知用電極として利用する電極を選択する。
具体的には図8で示すように電子回路100は領域81aと81fの領域に位置する各電極を電流出力用電極と特定する。
また電子回路100は領域81bと81eの2つの領域に位置する各電極、または領域81cと81dの2つの領域に位置する各電極の何れかを電圧検知用電極と特定する。
図8で示すように電流出力用電極や電圧検知用電極として利用する電極を特定することにより、図2、図5Aで示す電極と同様の生体情報のセンシングを行うことができる。
FIG. 8 is a diagram showing a fifth example of the electrode.
In the fifth example of the electrodes, as in the fourth example, a plurality of small electrodes are arranged on the
Specifically, as shown in FIG. 8, the
Further, the
By specifying the electrodes to be used as the current output electrode and the voltage detection electrode as shown in FIG. 8, it is possible to perform the same sensing of biological information as the electrodes shown in FIGS. 2 and 5A.
図9はアクティブシールド回路を示す図である。
図2で示したように第二シート20の上層には第二中間シート40が積層されている。第二中間シート40には第二シート20の各電極21に対応する位置にシールド電極41が配置されている(図2参照)。
図9で示すアクティブシールド回路は、電流出力電極または電圧検知電極として用いられる各電極21に印加された電圧と同じ位相の電圧を、対向する位置に設けられるシールド電極41に印加する。なお図9に図示するアクティブシールド回路は、電極21とシールド電極41とに同じ位相の電圧が印加される回路の一例である。
電極21とシールド電極41とに同じ電圧に制御されることにより、電極21から出力される電流のエネルギーの多くはシールド電極41とは反対側の生体内部方向に放射される。なお図2より電極21から出力される電流の多くの放射方向がシールド電極41とは反対側の面に生体が接触等するようにセンサ装置1が用いられるよう、センサ装置1の表面と裏面にそのことが分かるような情報が印刷されている。または電極21が見えることにより、その面が生体に接触等するように用いられる。そしてその電流を電子回路100の電流計測部111で計測した値と、図9で示す電極21の間に位置する他の電極21(電圧検知用電極)から得られた信号によって電圧計測部112が計測した電圧値とを用いてインピーダンス値を算出すため、精度の高いインピーダンス値を算出することができる。
なお、第二シートの最下部にさらにフィルムなどの絶縁体が配置されても、高周波電流のみ、あるいは高周波電流と第三シートに設置された各シールド電極とアクティブシールド回路41を組み合わせることで、皮膚と電極が直接接触しなくても皮下の生体情報を測定することができる。これにより、センサ装置1をラミネートフィルムなどの絶縁体で囲んでも、生体インピーダンスを測定することが可能となる。この結果、社員証・会員証・保険証などのカードとしての基本機能に、様々な生体情報モニタ機能を組み込むことが可能となる。
FIG. 9 is a diagram showing an active shield circuit.
As shown in FIG. 2, the second
The active shield circuit shown in FIG. 9 applies a voltage having the same phase as the voltage applied to each
By controlling the voltage of the
Even if an insulator such as a film is further arranged at the bottom of the second sheet, the skin can be obtained by combining only the high-frequency current or the high-frequency current with each shield electrode installed on the third sheet and the
図10は電子回路を示す第一の図である。
電子回路100は、インピーダンス取得部101、生体情報処理部102、電極選択部103、制御部104、電流源110、電流計測部111、電圧計測部112の各機能部に相当する回路を備えている。なお電子回路100内のCPUが、インピーダンス取得部101、生体情報処理部102、制御部104のうちの1つまたは複数の機能部に相当する演算を、プログラムを実行することによって行うことにより、それら各機能部と同等の機能を発揮してもよい。
FIG. 10 is a first diagram showing an electronic circuit.
The
インピーダンス取得部101は、電流計測部111と電圧計測部112から入力した信号に基づいて公知の算出手法によりインピーダンスを算出する。
生体情報処理部102はインピーダンス取得部101などから入力した情報に基づいて生体情報に関する処理を行う。
電極選択部103は制御部104の制御に従って、電極21やシールド電極41のうち利用する電極を選択する。
制御部104は、生体情報のうち処理を行う生体情報を特定し、また各種制御情報を生成して他の機能部に指示を行う。
電子回路100は表示部50、通信装置51、入力部52などと接続されている。表示部50は、生体情報など入力した情報を表示する。通信装置51は携帯端末などの外部装置との間で通信を行う。入力部52はユーザインタフェースであり、例えばボタンやスイッチなどであってよい。また表示部50が液晶ディスプレイであれば、表示部50と入力部52は一体となるインタフェース装置であってよい。その他、電子回路100は温度計測機能、時刻カウント機能、音出力機能、加速度検出機能、などを備えてよい。
The
The biometric
The
The
The
図11はセンサ装置の処理フローを示す図である。
次にセンサ装置1の処理フローについて順を追って説明する。
ユーザは入力部を操作してセンサ装置1を起動する。例えばボタンを操作して電源をONにする。すると制御部104が起動し(ステップS101)、表示部50に表示情報を出力する。例えば生体情報選択画面を出力する。ユーザは入力部52を操作して選択情報選択画面において、所定の生体情報を選択して決定指示を入力する。すると制御部104は指示を受け付けた生体情報に対応する制御を行う(ステップS102)。具体的には、利用する電極21やシールド電極41を決定して電極選択部103に命令信号を出力する。電極選択部103は制御部104から取得した命令信号に応じた電極を選択するよう回路を切り替える(ステップS103)。また制御部104は音出力回路を制御して測定開始を報知するよう指示する。これにより音出力回路から音が発せられる。ユーザは音が鳴ったことを契機に、第二シート20側の面を体の測定対象の局所部分に押し当てる。これより電極21が生体の局所部分と接触する。なお電極21から出力される電流は高周波数な電流であるため、服の上からでも測定することが可能である。
FIG. 11 is a diagram showing a processing flow of the sensor device.
Next, the processing flow of the sensor device 1 will be described step by step.
The user operates the input unit to activate the sensor device 1. For example, operate a button to turn on the power. Then, the
局所部分の接触等に基づいて、電圧計測部112は計測した電圧値の信号をインピーダンス取得部101へ出力する。また電流計測部111は計測した電流値の信号をインピーダンス取得部101へ出力する。インピーダンス取得部101は入力した電圧値と電流値とを用いて生体の測定対象領域のインピーダンス値を算出する(ステップS104)。インピーダンス取得部101は、算出したインピーダンス値を生体情報処理部102へ出力する。生体情報処理部102は、制御部104からユーザによって選択された生体情報の種別を入力する。生体情報102は、インピーダンス値と、ユーザによって選択された生体情報の種別とに基づいて、その生体情報の種別に応じた処理を行う(ステップS105)。生体情報処理部102は処理結果を表示部50へ出力する(ステップS106)。また生体情報処理部102は処理結果を通信装置51へ出力してよい。この場合通信装置51は、制御部104によって指示された外部装置へ処理結果の情報を送信する。
The
ここでユーザが選択できる生体情報の種別は、例えば、脂肪厚、皮膚水分量、皮膚シミ、脈拍回数、肺換気量、心拍数などであってよい。これらの生体情報の種別は計測したインピーダンス値によって算出することができる。なおこれらインピーダンス値を利用した生体情報の算出手法は公知の技術を利用してよい。 The type of biological information that can be selected by the user here may be, for example, fat thickness, skin water content, skin spots, pulse rate, lung ventilation volume, heart rate, and the like. The type of these biological information can be calculated from the measured impedance value. As a method for calculating biological information using these impedance values, a known technique may be used.
例えば、生体情報処理部102は、インピーダンス値に基づいて公知の技術を用いて局所部位の脂肪厚を算出する。
また生体情報処理部102は、インピーダンス値に基づいて公知の技術を用いて局所部位の皮膚水分量(皮膚状態)を算出する。
また生体情報処理部102は、インピーダンス値に基づいて公知の技術を用いて局所部位の皮膚シミ(皮膚状態)の有無を算出する。
また生体情報処理部102は、インピーダンス値に基づいて公知の技術を用いて脈拍回数(血流状態)を算出する。
また生体情報処理部102は、インピーダンス値に基づいて公知の技術を用いて肺の換気量(換気状態)を算出する。
また生体情報処理部102は、インピーダンス値に基づいて公知の技術を用いて心臓の心拍数を算出する。
また生体情報処理部102は、インピーダンス値に基づいて公知の技術を用いて筋肉量・組成を算出する。
For example, the biometric
Further, the biometric
Further, the biometric
Further, the biological
Further, the biometric
Further, the biometric
Further, the biological
図12は電子回路を示す第二の図である。
電子回路100は、図10で示した構成に加え、温度計測部105、加速度センサ106、発光素子107(LEDなど)、音検出装置(マイク)108、SpO2測定センサ109、GPS測位センサ110、圧電スピーカ111の何れか一つまたは複数を備えていてよい。なお温度計測部105、加速度センサ106、発光素子107(LEDなど)、音検出装置(マイク)108、SpO2測定センサ109、GPS測位センサ110、圧電スピーカ111などは、電子回路100が設けられているシートと同じシートに設けられてもよく、積層されてセンサ装置1を構成しているいずれかのシートに設けられていてよい。
制御部104は入力部52を介して入力するユーザからの指示に基づいて、温度計測部105、加速度センサ106、発光素子107、音検出装置(マイク)108、SpO2測定センサ109、GPS測位センサ110、圧電スピーカ111の何れか一つまたは複数の機能を用いた情報を取得してよい。
FIG. 12 is a second diagram showing an electronic circuit.
In addition to the configuration shown in FIG. 10, the
The
(温度計測機能)
例えば、センサ装置1の起動後にユーザが温度計測機能を選択したとする。この場合、制御部104は温度計測部105を動作させる。温度計測部105はサーミスタなどの抵抗体を有した温度計測回路を備えている。温度計測部105はサーミスタの温度変化に対する電気抵抗の変化を検出し、温度を検出する。なおこの温度計測の手法は公知の技術を利用してよい。温度計測部105は、検出した温度を制御部104へ出力する。制御部104は温度を表示部50または通信装置51へ出力する。表示部50は温度を表示する。または通信装置51は温度の情報を外部装置へ送信してよい。
(Temperature measurement function)
For example, suppose that the user selects the temperature measurement function after the sensor device 1 is activated. In this case, the
(睡眠時無呼吸症候群判定機能)
またセンサ装置1の起動後にユーザが睡眠時無呼吸症候群(SAS;Sleep Apnea Syndrome)判定の機能を選択したとする。この場合、制御部104は加速度センサ106と音検出装置108を動作させる。音検出装置108はマイクとしてコンデンサマイクが用いられてよい。制御部104は加速度センサ106から出力された加速度値(運動情報)と、音検出装置108から取得した音声情報を生体情報処理部102へ出力する。生体情報処理部102は時間経過に応じた加速度値と、音声情報とをメモリ等に記録する。ユーザの就寝中の加速度と音声情報とがメモリに記録される。音声情報は例えばいびきの音の情報である。センサ装置1はカード型であるため、ユーザはセンサ装置1を胸のポケットにいれたまま寝ることができる。生体情報処理部102は、それらメモリに記録した時系列に応じた加速度と音声情報とを用いてSASの有無を解析してもよい。この解析は公知の技術を利用してよい。制御部104はSAS判定において、ユーザの肺の換気量を計測してもよい。この場合、制御部104はさらに、制御部104は電極選択部103を選択して電極21やシールド電極41を特定する。センサ装置1が胸ポケットに入れられるなど、胸近傍に取り付けられていれば、インピーダンス値から換気量を計測することができる。この換気量の増減に応じて増減の変動が少ない場合などに呼吸が停止していると判定することができる。生体情報処理部102は時刻カウント機能に基づいて時刻を検出することができる。そして例えば朝の所定の時刻に達したことを検出すると、SAS判定の解析を行うようにしてもよい。また生体情報処理部102は、ユーザの動きを加速度センサ106からえられた加速度値に基づいて検出して、歩行時間が所定時間(10秒など)続いた場合には、ユーザが起床したと判定する。そして生体情報処理部102はユーザが起床した場合に、SAS判定の解析を行うようにしてもよい。生体情報処理部102はSASの判定結果や、メモリに蓄積されている測定結果の情報を、通信装置51を介して外部装置に送信してもよい。または生体情報処理部102は、SAS判定の結果を表示部50に出力してもよい。
(Sleep apnea syndrome judgment function)
Further, it is assumed that the user selects the sleep apnea syndrome (SAS) determination function after the sensor device 1 is activated. In this case, the
制御部104は加速度センサ106から得た加速度情報に基づいて、体幹方向を検出するようにしてもよい。体幹方向とは例えばカード型のセンサ装置1の面に垂直な方向を検出する。この垂直な方向が、重力方向の逆方向を示していれば体が天井方向を向いていると判定することができる。制御部104はこの体幹方向の検出によって寝返りの頻度を計測する。寝返りの頻度は例えば単位時間当たりに加速度センサ106が得た加速度が所定値閾値以上を示した回数などとして寝返り頻度が高いかを検出することができる。制御部104はさらにこの寝返りの頻度を用いてSAS判定の解析を行うようにしてもよい。加速度センサ106によって得られた向きの変化(垂直を基準とする角度など)に基づいて、上向きで寝ている位置からの体の回転に応じた寝返りを頻度を判定するようにしてもよい。睡眠が浅い場合には寝返りの頻度が多いため、頻度が高い場合にはその影響に基づいてSAS判定を行うことができる。なお加速度センサ106によって得られた加速度の値によって胸郭の動きを判定することもできる。
The
図13はコンデンサマイクの構成を示す図である。
上述したコンデンサマイクは、図13に示すように、電極Aと電極Bの二つの電極の上に外装フィルムFが設けられ、外装フィルム(ダイアグラム)と電極との間の空気層Sの振動に基づいて、音を検出する構造となっていてよい。音検出装置108の構成は他の構成であってもよい。コンデンサマイクは、公知の超小型シリコンマイクロホンや、MEMSマイクロホンを利用してもよい。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a condenser microphone.
In the condenser microphone described above, as shown in FIG. 13, an exterior film F is provided on the two electrodes A and B, and is based on the vibration of the air layer S between the exterior film (diagram) and the electrodes. The structure may be such that sound is detected. The configuration of the
(ライフタグ機能)
センサ装置1の起動後にユーザがライフタグ機能を選択したとする。ユーザはセンサ装置1を胸のポケット等に入れる。制御部104は指示を受け付けたライフタグ機能に対応する制御を行う。具体的には、制御部104は、肺の換気量の取得制御と、心拍数の取得制御を行う。制御部104は換気量の取得制御と、心拍数の取得制御を交互に行う。またそれら制御を10分間隔などの所定の間隔で行うようにしてもよい。制御部104はそれぞれの制御において電極21やシールド電極41を決定して電極選択部103に命令信号を出力する。電極選択部103は制御部104から取得した命令信号に応じた電極を選択するよう回路を切り替える。
(Life tag function)
It is assumed that the user selects the life tag function after the sensor device 1 is activated. The user puts the sensor device 1 in a chest pocket or the like. The
ライフタグ機能の制御が行われている間、電圧計測部112は、計測した電圧値の信号をインピーダンス取得部101へ出力する。また電流計測部111は計測した電流値の信号をインピーダンス取得部101へ出力する。インピーダンス取得部101は入力した電圧値と電流値とを用いて生体の測定対象領域のインピーダンス値を算出する。インピーダンス取得部101は、算出したインピーダンス値を生体情報処理部102へ出力する。生体情報処理部102は、制御部104からユーザによって選択されたライフタグ機能を示す情報を入力する。生体情報102は、インピーダンス値と、ユーザによって選択されたライフタグ機能を示す情報とに基づいて、換気量の測定と、心拍数の測定とを制御部104の制御によって交互に行う。生体情報処理部102は処理結果を表示部50へ出力する。また生体情報処理部102は処理結果を通信装置51へ出力してよい。この場合通信装置51は、制御部104によって指示された外部装置へ処理結果の情報を送信する。生体情報処理部102は、呼吸が停止したことや、心拍が停止したことを判定した場合など、異常検知した場合、処理結果の情報を緊急情報として所定の送信先に送信するようにしてもよい。センサ装置1がGPS機能を有しており、緊急情報に位置情報がふくまれていてもよい。所定の送信先とは例えば、セキュリティ会社や消防庁などの行政が管理する通信装置であってもよい。
While the life tag function is being controlled, the
図14は電極の第六の例を示す図である。
図14で示すように図1や図2で説明した第二シート20は二層のシート(20a,20b)が積層された構造となっていてよい。この場合に、シート20aに電極21a1、シート20bに電極21a2が設けられている。電極21a1と電極21a2はそれぞれのシートの対応する位置に設けられている。また電極21b1の面積が電極21a1の面積と比較して広く、電極20a側から電極20b側を見て、電極21b1の中央に、電極21a1が位置するように各電極がシート上に配されている(図14(A),(B))。図14(C)は図14(A)、図14(B)で示す各電極21a1,21b1との間に電流を流す場合の等価回路を示している。電極21a1,21b1との間に電流を流すことにより図14(D)で示すように電極21a1の電極21b1とは反対側の領域に凸状に電界が広がる(図14(D)の網掛け範囲)。つまり電極21a1の電極21b1とは反対側の領域が生体である場合には、図14で示すような電極の構造とすることにより、より生体内に深くに電流のエネルギーが伝搬する。これにより、生体内部方向のより深部の位置の電圧を計測することが可能となる。
さらに図9のアクティブシールド回路を用いて、より高感度測定を実現しても良い。
FIG. 14 is a diagram showing a sixth example of the electrode.
As shown in FIG. 14, the
Further, the active shield circuit of FIG. 9 may be used to realize higher sensitivity measurement.
なおセンサ装置1の電子回路は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを含んで構成されてよい。そしてCPUが上記プログラムを実行することにより上記センサ装置1の処理が行われるようにしてもよい。 The electronic circuit of the sensor device 1 may include a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. Then, the processing of the sensor device 1 may be performed by the CPU executing the program.
図3で示す複数のシートが積層されて一体となったセンサ装置1の表面には、保険証や会員証などの券面情報の印刷がされてよい。これにより、保険証として利用されるセンサ装置1は、その保険証によって、医療行為を受けることができるようになるとともに、上記の生体情報を取得する装置として利用することができる。また会員証として利用されるセンサ装置1も、同様に上記の生体情報を取得する装置として利用することができる。 On the surface of the sensor device 1 in which a plurality of sheets shown in FIG. 3 are laminated and integrated, face information such as an insurance card or a membership card may be printed. As a result, the sensor device 1 used as a health insurance card can be used as a device for acquiring the above-mentioned biological information as well as being able to receive medical treatment by the health insurance card. Further, the sensor device 1 used as a membership card can also be used as a device for acquiring the above-mentioned biological information.
上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be transmitted from a computer system in which this program is stored in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the "transmission medium" for transmitting a program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, a so-called difference file (difference program) may be used, which can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.
1・・・センサ装置
10・・・第一シート
20・・・第二シート
21・・・電極(電流出力電極、電圧検知電極)
30・・・第一中間シート
40・・・第二中間シート
41・・・シールド電極
50・・・表示部
51・・・通信装置
52・・・入力部
60・・・電力供給部
100・・・電子回路
101・・・インピーダンス取得部
102・・・生体情報処理部
103・・・電極選択部
104・・・制御部
105・・・温度計測部
106・・・加速度センサ
107・・・発光素子(LED)
108・・・音検出装置
110・・・電流源
111・・・電流計測部
112・・・電圧計測部
1 ...
30 ... First
108 ...
Claims (19)
前記カード形成シートの何れかに設けられた電子回路と、
前記カード形成シートの何れかに設けられた少なくとも一対の電流出力用電極及び電圧検知用電極と、を備え、
前記電流出力用電極及び電圧検知用電極が設けられた前記カード形成シートと、前記電流出力用電極及び前記電圧検知用電極に生じる電位と同じ電位を与えるシールド電極が設けられた前記カード形成シートとが積層され、
前記電子回路が前記電流出力用電極及び前記電圧検知用電極を用いて取得した信号により算出したインピーダンス値に基づいて生体情報をセンシングするセンサ装置。 Multiple card forming sheets are stacked,
An electronic circuit provided on any of the card forming sheets and
At least a pair of current output electrodes and voltage detection electrodes provided on any of the card forming sheets are provided.
The card forming sheet provided with the current output electrode and the voltage detecting electrode, and the card forming sheet provided with a shield electrode giving the same potential as the potential generated in the current output electrode and the voltage detecting electrode. Are stacked ,
A sensor device that senses biological information based on an impedance value calculated by a signal acquired by the electronic circuit using the current output electrode and the voltage detection electrode.
請求項1または請求項2に記載のセンサ装置。 Said electronic circuit based on the impedance value calculated based on the current value output pair between a voltage value obtained said selected current output electrodes by the voltage detection electrodes selected, processing relating to the biometric information The sensor device according to claim 1 or 2.
請求項3に記載のセンサ装置。 The electronic circuit obtains the impedance values of the living body on the basis of the inter-electrode voltage obtained output the current from the voltage detection electrode from the current output electrode, based on the impedance value, the biological local region The sensor device according to claim 3, which detects a state.
前記電子回路は特定した前記生体情報に応じて前記電流出力用電極及び電圧検知用電極の対を選択し、
前記電子回路は選択した電圧検知用電極の対によって得られた電圧値と前記選択した電流出力用電極間に出力した電流値とに基づいて算出した前記インピーダンス値に基づいて、前記生体情報に関する処理を行う
請求項1から請求項4の何れか一項に記載のセンサ装置。 The electronic circuit identifies which of a plurality of different biometric information is to be detected.
The electronic circuit selects a pair of the current output electrode and the voltage detection electrode according to the specified biological information.
Said electronic circuit based on the impedance value calculated based on the current value output pair between a voltage value obtained said selected current output electrodes by the voltage detection electrodes selected, processing relating to the biometric information The sensor device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から請求項5の何れか一項に記載のセンサ装置。 The electronic circuit Ru further comprising a temperature measuring unit for measuring the temperature of a living body as other biological information,
The sensor device according to any one of claims 1 to 5.
前記GPS測位センサにより自装置の位置情報を検出する請求項1から請求項13の何れか一項に記載のセンサ装置。 The electronic circuit further comprises a GPS positioning sensor.
The sensor device according to any one of claims 1 to 13, wherein the position information of the own device is detected by the GPS positioning sensor.
請求項1から請求項14の何れか一項に記載のセンサ装置。 The electronic circuit Ru further comprising a SpO 2 measurement sensor for measuring the oxygen saturation of the other biological information,
The sensor device according to any one of claims 1 to 14.
前記加速度センサにより自装置の加速度を検出する請求項1から請求項15の何れか一項に記載のセンサ装置。 The electronic circuit includes an accelerometer and
The sensor device according to any one of claims 1 to 15, wherein the acceleration of the own device is detected by the acceleration sensor.
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