JP2007130356A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術は、心拍などの生体情報を、運動を継続したまま測定し、それを使用者または第三者に報知することができなかった。
【解決手段】本発明の生体情報測定装置は、センサー部を備えており、使用者の耳朶などで生体情報として心拍を測定する。制御部には比較手段を有しており、入力手段から入力された任意の情報と測定した心拍の情報とを比較し、その結果に基づいて報知手段を動作させる。報知手段は、例えば、発光による報知を行う。このような構成とすることによって、使用者や第三者は運動を継続したまま生体情報を把握することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、生体情報を随時測定する装置に関する。詳しくは、生体情報を測定する装置にある情報を、光を用いて使用者または第三者に対して報知する手段を有する生体情報測定装置に関する。

近年、健康意識の向上とともに日ごろから生体情報を把握し、健康管理やダイエットを効率的に行おうとする傾向がある。その生体情報のひとつに心拍があり、これを運動強度の指針とすることが提唱されている。心拍は簡便には、動脈などの近傍の皮膚を指で触れ、指に伝わる鼓動を一定時間計測することで知ることができるが、より正確に測定したいという要求や、運動中の心拍も測定したいと言う要求などに対しては、専用の電子機器を用いることが多い。

ところで、生体の心拍を測定する方法は、大別して３つの方法がある。１つは、いわゆる光電センサー式と呼ばれるものである。すなわち、生体に発光手段から光を照射し、心拍に伴う毛細血管の膨張と収縮とによる振動(血流変化)に係る光の強弱を受光手段で検出し、電気信号として増幅した後、電気的な信号処理を行うことで心拍数を算出するものである。発光手段と受光手段とをまとめて光電センサーと呼ぶ場合がある。
２つ目は、いわゆる圧力センサー式と呼ばれるものである。上述の光電センサーを圧力センサーに置き換えたもので、血管の膨張と収縮とにより生体表面に伝わる振動を圧電素子などからなる圧力センサーにより電気信号として抽出するものである。
３つ目は、電極センサー式と呼ばれるもので、心拍に同期した皮膚表面の生体電位の変化を胸部などに装着した電極センサーにより検出して心拍数に換算する方式である。

生体情報として心拍を測定する電子機器は、これらのセンサーを備えており、電子機器本体またはセンサーあるいはその両方を身体に装着して運用する。
例えば、光電センサーを備えた電子機器を腕や耳に装着して、指先や耳朶の毛細血管の膨張と収縮とによる振動(血流変化)を検出して心拍を測定するものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

特許文献１に示した従来技術は、電子機器本体が腕時計型であり手首に装着する。電子機器を装着した腕とは異なる手（指）を用いて心拍を測定し、腕時計型電子機器に備えた表示手段により心拍に係る情報を表示するものである。

特許文献２に示した従来技術は、電子機器本体が耳掛け型であり耳上部に引掛けるように装着する。耳朶に光電センサーを装着して心拍を測定し、音により心拍に係る情報を報知するものである。

特許文献１に示した従来技術は、測定した心拍に係る情報を文字で読み取ることができるという利点があるが、安静状態での心拍を測定することは容易であるけれども、運動を継続している最中では、その運動に係る心拍の状態を測定することはできないという問題があった。すなわち、心拍の測定には、電子機器を装着した腕とは異なる手（指）を用いて行う必要があることから、心拍の測定中は、その運動を取りやめて指を電子機器に当てて心拍を測定するか、運動や動作を制限して心拍を測定することしかできなかった。これでは、現在継続中の運動に係る心拍の状態を測定することはできないのである。

特許文献２に示した従来技術は、光電センサーと電子機器本体とが連結部材により接続
され、この連結部材により耳上部に引掛けるように電子機器が固定されるため、安静時でも運動中であっても心拍を測定することができるという利点がある。また、測定した心拍に係る情報を音により聞き取ることができるという利点があるが、使用者の周囲が煩い場合や、運動に集中している場合などは、その音を聞き逃してしまう場合があった。

このような問題は、センサーと電子機器とを別体にすることで解決できる場合がある。例えば、光電センサーを備えたセンサーユニットを耳に装着して、光電センサーからの電気信号を電気機器に送信して心拍を表示する電子機器が知られている（例えば、特許文献３参照。）。

特許文献３に示した従来技術は、耳掛け型の光電センサーユニットを耳に掛け、表示手段を有する機器で光電センサーユニットが測定した電気信号を受信し、表示することができる。心拍に係る情報は目で読み取ることができるという利点がある。光電センサーユニットは耳に装着したままであるから、安静中も運動中でも心拍を測定することができる。

特開昭６０−１３１４８５号公報（第１−２頁、第１図） 特開昭６１−５２８５２号公報（第２−３頁、第２図） 特開２００５−６９０６号公報（第２−４頁、第５図）

近年、健康維持や体力増進を目的とした運動を生活に取り入れることが急速に広まっている。このような目的の運動は、室内でのトレーニングの他に野外でも行われる。例えば、ウォーキングやジョギングなどである。
トレーニングの機会が室内外にあるということは、トレーニングの最中でさえ、自分以外の第三者にも注意を向けなければならない。自身のトレーニングが第三者に迷惑にならないようにする配慮も必要なのである。これはすなわち、自分がトレーニングをしていることを周囲に認知してもらうことで、無用なトラブルを回避できるということである。もちろん、使用者自身の身体情報を過度に周囲に知らしめる必要はないが、第三者に報知することで有利になる場合も多い。

すなわち、フィットネスクラブやスポーツジムに加入し、専門の知識を有するトレーナーに助言を受けながら運動を行うケースも多くなってきており、そのような場合は、自身の状態をトレーナーに伝えることでより適切な助言やアドバイスを受けられる。このようなケースは、自身の状態を積極的に周囲に認知してもらう方がよいという例である。

さらに、野外でのトレーニングの場合、都市の近代化が進む昨今では、他の交通機関にも注意を向けなければならない。つまり、ウォーキングやジョギングに夢中になり、不注意にも路上に飛び出して自動車や二輪車と接触事故を起こすケースも報告されている。また、トレーニング中に体調が悪くなり道路に倒れこみ、交通事故に巻き込まれることもある。
もちろん、自動車や二輪車の運転者がトレーニング中の人を見落としてしまい、接触事故を起こすケースもあるが、いずれにしても、このような状況を回避するためには、自動車や二輪車の運転者に対して自身の状態（例えば、トレーニング中である旨）を積極的に認知してもらう方がより安全であるといえる。

特許文献１から３に示した従来技術は、心拍を安静時でも運動中でも正しく測定することができる技術が開示されているが、上述のごとく、使用者自身の状態を周囲の第三者に認知してもらう手段は開示されていない。

すなわち、特許文献１から３に示した従来技術は、そのいずれも心拍情報の報知が腕時計型などの電子機器の表示手段に表示されるか、耳掛け型の電子機器からの音による報知かであって、使用者自身が心拍に係る情報を知り得るものなのであり、使用者以外の周囲の第三者は、使用者が心拍を測定している状態なのか、使用者の身体がどのようなのかなどを知り得ることができなかった。

ところで、生活習慣病予防やダイエットなどの目的に対し、より効果的な運動を行うためには、１分間当たりの心拍数を最大心拍数のおおよそ５０％〜６０％程度の運動強度を保つ運動ペースで行うことがよいと言われている。最大心拍数は、おおよそ次式で表すことができる。
「最大心拍数＝２１０−０．８×年齢」

特許文献２に示した従来技術では、運動に応じた身体負荷をランク分けして使用者に音で報知することができる。使用者は、この音を聞きながら運動が自身にとって過負荷にならないように運動量をコントロールすることができる。しかし、報知が音によるものであるから、使用者本人が聞き逃すと周囲の第三者は誰も使用者の身体状態を知り得ることができず、運動に熱中しすぎて身体の過負荷状態に気がつかなくなるという問題があった。

また、そもそも運動中は、腕時計型の電子機器の表示手段を注視したり、音による報知を聞き取ったりすること自体しにくいという課題もある。特に夜間に情報を視認するのは難しく、また、運動中に特定の電子機器の表示手段を注視することは長時間の脇見となり、危険でもある。
したがって、簡便にいかなる状況下でも使用者が生体情報を把握するための情報の表示手段が求められているとともに、使用者以外の周囲にも使用者の状態を素早く知り得る手段が求められていた。

これらの問題を解決するために、本発明の目的は、運動中や歩行中でも、また夜間でも簡便に、そして確実に生体情報そのものを、またはそれを加工した情報を、使用者ないしは第三者に伝えることのできる生体情報測定装置を提供することにある。

以上のような問題を解決するために、本発明の生体情報測定装置は、以下に示す構成を採用する。

システムの動作を制御する制御部と、使用者が任意の情報を入力する入力手段と、生体の振動を測定し振動情報を出力するセンサー部と、振動情報を処理し心拍信号を出力する信号処理部と、所定のプログラムまたは所定のデータおよび任意の情報を記憶する記憶部と、所定のプログラムまたは所定のデータを用いて心拍信号から生体の心拍数を算出する心拍数演算部と、心拍数または任意の情報または制御部からのシステムの動作情報を光、音、文字または振動で報知する報知手段と、報知手段を動作させる作動手段と、を有することを特徴とする。

任意の情報と前記心拍数とを比較する比較手段を備え、作動手段は、比較手段の比較結果に基づいて報知手段を動作させることを特徴とする。

時刻を計時し時刻情報として出力する計時手段と、周囲の明るさを測定し明るさ情報として出力する外光センサーとの少なくとも一方を備え、作動手段は、時刻情報または明るさ情報に基づいて報知手段を動作させることを特徴とする。

使用者が任意に操作可能なスイッチ手段を備え、作動手段は、スイッチ手段の状態に
応じて報知手段を動作させることを特徴とする。

外部機器との情報の送信および受信を行う送受信手段を備え、作動手段は、送受信手段の情報に基づいて報知手段を動作させることを特徴とする。

本発明の生体情報測定装置によれば、測定した心拍などの生体情報に基づいて報知手段による報知を制御することができる。例えば、心拍数に応じて報知手段を構成する発光手段の発光色、明るさ、発光パターンなどを変化させることができる。
このような構成とすることによって、運動中や歩行中でも、また夜間においても簡便で確実に生体情報そのもの、またはそれを加工した情報を使用者または第三者に伝えることができる。

［本発明の生体情報測定装置の構成の説明：図１］
以下図面を用いて本発明の生体情報測定装置を実施する最良の形態を説明する。図１は、本発明の生体情報測定装置の構成を説明する概略図である。ここでは、耳掛け型機器と腕装着型機器とを有する心拍測定装置を例に説明する。耳掛け型機器には、センサー部を備えており、使用者の耳朶などで心拍を測定する。センサー部を構成する生体センサーは、例えば、光電センサーを用いる。耳掛け型機器と腕装着型機器との間は、知られている通信手段を用いて情報の送受が行われる。図１に示す例では、知られている無線通信手段を用いている例を示している。また、報知手段は、光を用いる例を示している。

図１において、１１０は腕装着型機器、１１１は腕装着型機器１１０に備える表示装置、１１２は腕装着型機器１１０に備える第１の発光部、１１３は第１のスイッチ部、１２０は耳掛け型機器、１２１は耳掛け型機器１２０に備えるセンサー部、１２２は耳掛け型機器１２０に備える第２の発光部、１２５は耳掛け型機器１２０を耳に掛けるアーム部、１２４は第２のスイッチ部である。第１のスイッチ部１１３と第２のスイッチ部１２４とは、スイッチ手段であって、それぞれ複数個設ける例を示している。

［発光による報知手段の説明］
図１に示す例では、第１の発光部１１２と第２の発光部１２２とは、それぞれ２つ備えている例を示している。もちろん、それに限定するものではない。第１の発光部１１２と第２の発光部１２２とを設ける場所は、腕装着型機器１１０の側面や耳掛け型機器１２０の側面などに任意に設けることもできる。重要なことは、発光部の発光状態を使用者または第三者にわかりやすくすることである。
第１の発光部１１２および第２の発光部１２２は、それぞれ少なくとも１つの発光手段を備えている。発行手段は、例えば、発光ダイオード、エレクトロルミネッセンスパネルが好ましく、その発光面積が大きいほど好ましい。発光手段の発光色は、赤色、青色、緑色を備えるとよく、これらを組み合わせるとなおよい。発光手段は、所定の波長の光を発してもよい。所定の波長の光とは、例えば、赤外光である。

もちろん、発光の明るさ(照度や輝度)は自由に選ぶことができるとともに、発光中にそれらを変更することもできる。特に限定しないが、発光手段を発光ダイオードにする場合、発光ダイオードに流す電流の大きさを変化させたり、点灯する発光ダイオードの数を変えたりすることで照度や輝度を変えることができる。

第１の発光部１１２と第２の発光部１２２とは、本発明の生体情報測定装置の電源を投入したときに合わせて点灯または点滅することもできるが、後述するセンサー部１２１が測定した情報や後述するスイッチ手段である第１のスイッチ部１１３または第２のスイッ
チ部１２４の操作に基づいて点灯または点滅することもできる。これについては後述する。

［センサー部の説明］
耳掛け型機器１２０は、アーム部１２５で使用者の耳の上部に機器本体を引掛けるように装着する。センサー部１２１を使用者の耳朶などに装着して心拍を測定する。
耳掛け型機器１２０のセンサー部１２１は、クリップ状の形状を有する光電センサーである。使用者の耳朶などに挟み込むように装着し、その状態において耳朶との接触面に対して図示しない発光手段と図示しない受光手段とが向くようになっている。
光電センサーには、反射型と透過型とがある。反射型は、発光手段からの光を生体が反射して受光手段が検出するものであって、発光手段と受光手段とは、同一の方向に位置する。透過型は、発光手段からの光を生体が透過し、それを受光手段が検出するものであって、発光手段と受光手段とは、生体を挟み対向して位置している。本発明の生体情報測定装置のセンサー部１２１は、反射型と透過型とのどちらのタイプの光電センサーを用いてもよい。

センサー部１２１は、生体に発光手段から光を照射し、心拍に伴う毛細血管の膨張と収縮とによる振動(血流変化)に係る光の強弱を受光手段で検出し、振動情報（電気信号）として出力する。センサー部１２１から出力された振動情報は、図示しない信号処理部で処理され、心拍信号を出力する。図示しない記憶部には、所定のプログラムやデータが記憶しており、それらを用いて心拍数演算部で心拍信号から使用者の心拍数を算出する。このようなシステムの動作は後述する。

［表示手段の説明］
腕装着型機器１１０は、耳掛け型機器１２０のセンサー部１２１で測定した心拍の情報を受信し、表示装置１１１に文字またはアイコンで表示する。表示装置１１１は、例えば液晶表示装置を用いることができる。システムの低消費電力を考慮に入れると液晶表示装置は好適であり、限られた表示装置１１１の表示スペースに多くの情報を見やすく表示するには、ドットマトリクス型の液晶表示装置が好ましい。
表示装置１１１は、心拍数を示す数字１１１ａ、耳掛け型機器１２０との信号の授受状態を模式的に示すグラフ状アイコン１１１ｂ、心拍の測定状態を示すハートマーク状アイコン１１１ｃを表示している。

心拍数を示す数字１１１ａを閲覧することで、使用者は測定時における心拍数を知り得ることができる。図１に示す例では、心拍数が「１２０」である例を示している。グラフ状アイコン１１１ｂはその線をドットの集合で表現しており、耳掛け型機器１２０のセンサー部１２１で測定した心拍の情報が腕装着型機器１１０に正しく伝達できているかどうかをまるで心電図のように波形が変化する態様で示している。ハートマーク状アイコン１１１ｃは、使用者の心拍に応じてその大きさが変わるようになっているとともに、心拍の振動の応じて点滅をするようにもなっている。
グラフ状アイコン１１１ｂやハートマーク状アイコン１１１ｃを閲覧することで、耳掛け型機器１２０のセンサー部１２１が使用者の心拍を正常に測定しているか、腕装着型機器１１０と耳掛け型機器１２０との通信状態を判断できるようになっている。

また、表示装置１１１の表示状態を閲覧することによって、本発明の生体情報測定装置のコンディションを知り得ることができる。例えば、センサー部１２１の装着状態である。使用者の耳朶にセンサー部１２１が正しく装着していないと心拍を測定することができない。使用者がセンサー部１２１の装着状態に気がつかずに測定や運動を行ってしまっても、表示装置１１１の表示を見ることで間違いに気がつく。
さらに、電源手段の不具合も知り得ることができる。例えば、電池切れの認知である。
耳掛け型機器１２０には図示しない電池などの電源手段が搭載されているが、耳掛け型機器１２０が電池切れを起こしていることに気がつかずに使用者が装着してしまっても、表示装置１１１の表示を見ることで電池切れに気がつくことができる。本発明の生体情報測定装置のコンディションを検出する方法については、後述する。

［発光パターンの説明］
第２の発光部１２２は、第１の発光部１１２と同様に測定した心拍に係る情報を光により報知することができる。第１の発光部１１２と連動して発光しても発光タイミングや発光パターンや発光色を変えるなどしてもよい。

次に、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の発光パターンについて説明する。図２は、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の発光の様子を説明するための図である。図２は、発光手段として発光ダイオードを９つ備えた例を示している。この９つの発光ダイオードを１つの発光ユニットとして第１の発光部１１２または第２の発光部１２２にそれぞれ設けてもよい。
図２では、右ハッチング状態を発光ダイオードの点灯または点滅とし、空白状態を消灯として示している。図２（ａ）は、９つの発光ダイオード全てが点灯または点滅している例を示し、図２（ｂ）は、中段の横３つの発光ダイオードが点灯または点滅している例を示し、図２（ｃ）は、中央の１つの発光ダイオードが点灯または点滅している例を示している。

［スイッチ手段の説明］
第１のスイッチ部１１３と第２のスイッチ部１２４とは、入力手段であるとともに、使用者が任意の情報を入力するスイッチ手段である。
任意の情報とは、例えば、使用者の年齢や安静時などの平均的な心拍数などの使用者固有の情報のほか、最大心拍数値や、使用者へのダメージとなるような過度の運動となる心拍数や任意の目標とする心拍数などの設定値、時間調整のための時刻情報、第１の発光部１１２や第２の発光部１２２の発光タイミングや発光パターンや発光色などの機器固有の情報などを入力することができる。もちろん、これらの情報は、それぞれ複数入力することができる。
例えば、第１の心拍情報として心拍数「１２０」を第２の心拍情報として心拍数「１４０」を入力することができる。これら入力された情報は、後述する記憶部に記憶される。
また、本発明の生体情報測定装置の機能をオンまたはオフするスイッチとしても用いる。

［装着状態の説明：図３、図４］
次に、本発明の生体情報測定装置を使用者が装着している様子を図３を用いて説明する。図３において、１００は使用者、１０１は使用者１００の手首、１０２は使用者１００の耳、１０３は使用者１００の耳朶である。なお、既に説明した同一の構成には同一の番号を付与しており、以降の説明でもそれは同じである。

図３に示す例では、使用者１００の左腕の手首１０１に腕装着型機器１１０を装着し、左の耳１０２に耳掛け型機器１２０を装着し、左の耳朶１０３にセンサー部１２１を装着している。センサー部１２１は、クリップ状の形状を有しているので、図３では、耳朶１０３を後ろから挟み込むように装着している。この状態で、使用者１００は、所定の運動やウォーキングやジョギングを実施する。

耳掛け型機器１２０は、上述のように一態様を有するものではない。図４に示す例では、使用者１００の左腕の手首１０１に腕装着型機器１１０を装着し、右の耳１０４に耳掛け型機器１２０を装着している様子を示している。このように、耳掛け型機器１２０は左
右どちらの耳に装着してもよく、ヘッドフォンのように左右それぞれに装着してもよい。

[心拍情報に応じた発光形態の説明：図２]
腕装着型機器１１０に具備される第１の発光部１１２と耳掛け型機器１２０に具備される第２の発光部１２２とのうち、少なくとも一方は、図示しない制御部からの指示により使用者の心拍情報に対応して発光させることができる。

つまり、測定した心拍数が予め設定した心拍数を超えたり下回ったりした場合、注意を促すために第１の発光部１１２または第２の発光部１２２が点灯または点滅するものである。これは、過度な運動による使用者１００への身体ダメージ、またはそれらによる事故や、使用者にとって軽すぎる運動を長時間してしまうことを未然に防ぐ目的に使用することができる。

一例を示すと、使用者１００がいくつか複数の心拍数を設定し、この設定した心拍情報に基づいて第１の発光部１１２または第２の発光部１２２を発光させるのである。使用者１００は所定の運動をすることを前提に、予め第１の心拍情報として心拍数の下限値「１２０」、第２の心拍情報として上限値「１４０」をスイッチ手段である第１のスイッチ部１１３または第２のスイッチ部１２４を用いて入力する。この状態で所定の運動を実施する。
運動開始後、測定した心拍数が下限値である「１２０」に達しないと第１の発光部１１２または第２の発光部１２２が５秒に１回点滅し、心拍数が「１２０」を超え「１４０」以下の時には１秒間に１回点滅する。心拍数が上限値である「１４０」を超えると１秒間に５回点滅する。つまり、心拍数に応じて点滅が速くなるのであるから、使用者１００または第三者は、表示装置１１１を注視することなく、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の点滅周期を見て、使用者１００の状態を把握することができる。

もちろん、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の発光の状態は、点滅だけではない。心拍数が第１の心拍情報の値である「１２０」までであれば、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２は青色に点灯し、心拍数が「１２０」を超えるとその色は緑色になり、さらに心拍数が第２の心拍情報の値である「１４０」を超えると赤色にしてもよいのである。つまり、心拍数に応じて発光色が変化するのである。

さらに、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の発光の状態は、点滅や発光色の変化だけではない。予め第１のスイッチ部１１３または第２のスイッチ部１２４を操作して、発光パターンの設定を行っていてもよい。心拍数に応じて発光パターンが変化するようにできる。
例えば、図２に示すような発光パターンとしてもよい。心拍数が「１４０」を超えると図２（ａ）の表示をし、心拍数が「１２０」を超えて「１４０」以下のときは図２（ｂ）の表示をし、心拍数が「１２０」に達していないときは図２（ｃ）の表示をするようにもできる。つまり、心拍数に応じて発光パターンが変化するのである。

このようにすることで、使用者または第三者は、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の発光色または発光状態を見て瞬時に使用者の状態を把握することができる。光による報知であるから、使用者または第三者は、運動中であっても直感的に知り得ることができる。このように、心拍数に応じて使用者または第三者に使用者の状態を光を用いて報知することが本発明の生体情報測定装置の特徴的な部分である。

[任意の発光形態の説明：図５]
腕装着型機器１１０に具備される第１の発光部１１２と耳掛け型機器１２０に具備される第２の発光部１２２とのうち、少なくとも一方は、第１のスイッチ部１１３または第２
のスイッチ部１２４の操作によって、任意に発光させることができる。
図５は、本発明の生体情報測定装置を装着し、入力手段の操作を行っている様子を示す図である。図５に示す例では、使用者１００の左腕の手首１０１に腕装着型機器１１０を装着し、右の耳１０４に耳掛け型機器１２０を装着している様子を示しており、使用者１００は右手の指を用いて腕装着型機器１１０に備える第１のスイッチ部１１３を操作している。例えば、この状態で、第１の発光手段１１２または第２の発光手段１２２を発光させることができる。

すでに説明したように近年は、フィットネスクラブやスポーツジムに加入し、専門の知識を有するトレーナーに助言を受けながら運動を行うケースも多い。そのような場合、運動を行う環境が騒がしく、声が伝わらないような場合であっても、第１のスイッチ部１１３または第２のスイッチ部１２４の操作によって、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２を発光させることで、使用者１００の状態をトレーナーに伝達することができる。
例えば、使用者１００が運動中に体調が優れず運動を軽減したい、または止めたいと思った場合、予めトレーナーに対して第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の所定の発光状態（例えば、赤色の速い点滅）を自身の体調不良の合図であると取り決めておけば、その発光状態をトレーナーが目視認知し、使用者１００に対して適切な指示を送ることができるのである。

［発光部分の設定の説明：図１］
前述の通り、使用者１００は、第１のスイッチ部１１３を操作して任意の情報を入力することができる。例えば、図１に示す耳掛け型機器１２０の第２の発光手段１２２の向かって右側を赤色に、向かって左側を澄色にすることもできる。そして、スイッチ操作によりいつでも発光させることができる。
耳掛け型機器１２０を使用者の左耳に装着した場合、図１に示す例では、向かって右側が使用者の後方になる。上述のような発光色を設定することで、夜間において使用者の後方から接近する自動車や二輪車の運転者は、使用者１００の側頭部に赤色の光を認識でき、その色に傾注することで使用者１００の存在を容易に認知することができるのである。このようにすることで、使用者１００と自動車や二輪車との接触事故を防止することができる。

[内蔵するセンサーなどの情報に基づく発光形態の説明：図６]
腕装着型機器１１０に具備される第１の発光部１１２と耳掛け型機器１２０に具備される第２の発光部１２２とのうち、少なくとも一方は、内蔵するセンサーや計時手段からの情報に基づいて発光させることができる。
図６は、耳掛け型機器１２０に外光センサー１２３を備え、この外光センサー１２３からの明るさ情報に基づいて第１の発光部１１２または第２の発光部１２２を発光させることができる。例えば、本発明の生体情報測定装置を野外で使用する場合、周囲の明るさを外光センサー１２３が認識し、周囲の明るさに応じて発光状態を制御する。
また、内蔵する計時手段（図６には図示しない）からの情報に基づいて第１の発光部１１２または第２の発光部１２２を発光させることができる。例えば、計時手段により得られた時刻の情報から朝，日中，夕方，夜などの時刻に応じて発光状態を制御する。つまり、日中と夜間とで明るさや発光色を変えることができる。
もちろん、第１のスイッチ部１１３または第２のスイッチ部１２４の操作によって、使用者がその機能を使用するかどうかを決めることもできる。外光センサー１２３や計時手段の説明は、後述する。

［外部からの情報伝達の説明：図７］
外部の電子機器などからの情報に基づいて、本発明の生体情報測定装置の報知手段を動
作させる例を図７を用いて説明する。図７において、２００は使用者１００をコーチするトレーナー、２０１はトレーナーが持つ電子機器である。電子機器２０１は、無線による情報の送受信が可能な電子機器である。
トレーナー２００は、使用者１００の運動を監視するとともに指示を出す。使用者１００の運動ペースを変更したい場合、電子機器２０１を操作し、その旨の指示を本発明の生体情報測定装置に送信する。

例えば、使用者１００の運動ペースを上げさせたい場合は、電子機器２０１から第１の指示を送信する。本発明の生体情報測定装置がこれを受信すると、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２が青色に点灯する。表示装置１１１に「運動ペースを上げろ」の文字を表示してもよい。
同様に、使用者１００の運動ペースを下げさせたい場合は、電子機器２０１から第２の指示を送信する。本発明の生体情報測定装置がこれを受信すると、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２が赤色に点灯する。表示装置１１１に「運動ペースを下げろ」の文字を表示してもよい。

使用者１００は、トレーナー２００からの指示を発光または文字の閲覧で知ることができる。１００ａは、使用者１００の視線を模式的に示すものであり、図７に示す使用者１００は、トレーナー２００からの指示に気がついた様子を表している。
トレーナー２００は、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の点灯をもって自身の指示が本発明の生体情報測定装置に伝達できたことを知る。２００ａは、トレーナー２００の視線を模式的に示すものであり、図７に示すトレーナー２００は、第１の発光部１１２または第２の発光部１２２の点灯に気がついた様子を表している。

［本発明の生体情報測定装置のブロック図の説明：図８］
次に本発明の生体情報測定装置のシステムを図８のブロック図を用いて説明する。８０１は入力手段、８０２はセンサー部、８０３は制御部、８０４は報知手段、８０５は送受信手段である。８１１は自己診断部、８１２は外部制御入力部、８１３はスイッチ手段、８１４は外光センサーである。８２２は生体センサーである。８３１は信号処理部、８３２は心拍数演算部、８３４は中央制御部、８３５は記憶部、８３６は計時手段である。８４１は作動手段、８４２は振動部、８４３は発光部、８４４は表示部である。８５１は通信手段である。

図１に示す本発明の生体情報測定装置は、腕装着型機器１１０と耳掛け型機器１２０とを別体としている例を示したが、一体であってもよい。したがって、図８に示すブロック図は、腕装着型機器１１０と耳掛け型機器１２０との形状を問わずに説明するものである。
図８に示すスイッチ手段８１３は、図１に示す第１のスイッチ部１１３と第２のスイッチ部１２４とに相当する。同じくセンサー部８０２の生体センサー８２２は、センサー部１２１に相当する。発光部８４３は、第１の発光部１１２と第２の発光部１２２に相当する。表示部８４４は、表示装置１１１に相当する。

[制御部８０３の説明]
中央制御部８３４は、例えば、マイクロプロセッサで構成することができる。中央制御部８３４は、本発明の生体情報測定装置の動作を監視するとともに、各要素を制御する。計時手段８３６は、時刻を計時するためのものであって、知られている振動子と発振回路と分周回路、カウンタなどからなる。中央制御部８３４に内蔵してもかまわない。
記憶部８３５は、本発明の生体情報測定装置の動作のためのプログラムやデータを記憶している。知られているＲＯＭやＲＡＭなどのメモリー装置で構成することができる。
また、制御部８０３は比較手段８３７を有している。比較手段８３７は、入力手段８０
１から入力された任意の情報とセンサー部８０２から得られた心拍情報を用いて演算される心拍数とを比較する。中央制御部８３４は、その結果に基づいて報知手段８０４を動作させる。比較手段８３７は、中央制御部８３４に内蔵してもかまわない。

生体センサー８２２は、使用者の生体に装着され、心拍などの生体情報を計測する。例えば、光電センサーで構成することができる。生体に図示しない発光手段から光を照射し、心拍に伴う毛細血管の膨張と収縮とによる振動に係る光の強弱を図示しない受光手段で検出し、振動情報（電気信号）を出力する。
信号処理部８３１は、この振動情報（電気信号）を入力し、ノイズの除去や波形整合などの信号処理を行って心拍信号を出力する。
心拍数演算部８３２は、この心拍信号と記憶部８３５に記憶している心拍数算出のためのプログラムやデータとを用いて心拍数を出力する。心拍数は、１分間当たりの心拍の数として出力する。
中央制御部８３４では、心拍数演算部８３２から出力した心拍数と、予め入力手段８０１を用いて設定し記憶部８３５に記憶している心拍の基準値や、心拍の測定行為中に適宜操作されるスイッチ手段８１３からの情報や、計時手段８３６からの時刻情報や、外光センサー８１４からの周囲の明るさに係る明るさ情報や、外部制御入力部８１２から入力する情報や、自己診断部８１１からの情報とを比較手段８３７で比較し、報知が必要と判断した場合には、作動手段８４１へ指示を送る。作動手段８４１は、振動部８４２、発光部８４３、表示部８４４のうち、少なくとも１つを選んで報知を行う。通信手段８５１を用いて、外部の機器に報知してもよい。

[入力手段８０１の説明]
入力手段８０１は、本発明の生体情報測定装置に任意の情報を入力する手段であって、外部の電子機器と接続して情報を入力する外部情報入力部８１２とスイッチ操作を行って情報を入力するスイッチ手段８１３と、外部の明るさを検出してその明るさ情報を入力する外光センサー８１４とを有している。
外部情報入力部８１２は、コネクタやピンジャックを有しており、例えば、外部の音楽プレーヤーと接続することができる。本発明の生体情報測定装置には図示しないスピーカーが搭載しており、外部の音楽プレーヤーが出力した音楽などを聴くことができる。また、通信ポートを有してもよく、外部のコンピュータ機器などと接続し、情報やデータを入力することができる。通信ポートは、例えば、ＵＳＢインターフェースを用いることができる。
外光センサー８１４は、周囲の明るさに応じて電気信号（明るさ情報）を出力し、中央制御部８３４は、この電気信号に応じて本発明の生体情報測定装置を制御する。外光センサー８１４は、例えば、Ｃｄｓセンサーを用いることができる。Ｃｄｓセンサーは、光の強弱によって抵抗値が変化するセンサーであるから、明るさ情報は、抵抗値の変化として得ることができる。もちろん、Ｃｄｓセンサーとは異なるセンサーを用いてもかまわない。

自己診断部８１１は、本発明の生体情報測定装置の自己診断を行う。自己診断部８１１は、電池切れや生体センサー８２２の信号の不具合などの情報を電気信号として出力する。中央制御部８３４は、記憶部８３５に記憶しているプログラムなどを用いてその電気信号の処理を行う。例えば、生体センサー８２２を生体に装着し、心拍測定を開始した後にもかかわらず、振動情報（電気信号）が信号処理部８３１に到達しなかったり、心拍数演算部８３２が心拍数の異常またはゼロを出力したりすると自己診断部８１１は生体センサー８２２が生体に正しく装着されていないと判断し、その旨の電気信号を出力する。中央制御部８３４は、その電気信号に基づいて、作動手段８４１に指示を出し、報知手段８０４の振動部８４２，発光部８４３，表示部８４４のいずれかを作動させ、使用者に生体センサー８２２の装着不良を報知する。
本発明の生体情報測定装置は、図示しないが電池などの電源手段を有している。自己診断部８１１は、電池切れを検出し、電池切れである旨の電気信号を出力する。中央制御部８３４は、その電気信号に基づいて、作動手段８４１に指示を出し、報知手段８０４を作動させ、使用者に電池切れを報知する。電池切れは、例えば、電池の出力電圧の低下で知り得ることができる。このような電池電圧低下検出は広く知られており、説明は省略する。

[報知手段８０４の説明]
作動手段８４１は、中央制御部８３４からの電気信号によって、振動部８４２や発光部８４３や表示部８４４を作動させる。
振動部８４２は、知られている振動モーターなどを有するものであって、作動手段８４１の指示により動作する。発光部８４３は、例えば、発光ダイオードやエレクトロルミネッセンスパネルなどを用いることができる。発光部８４３を発光ダイオードで構成する場合、作動手段８４１は、発光ダイオードのオンまたはオフ制御の他に、発光ダイオードに流れる電流も制御することができる。これにより、発光ダイオードの明るさ(照度や輝度)を変更することができる。表示部８４４は、知られている表示装置を用いることができるが、低消費電力を期待する場合は、液晶表示装置を用いるのが好ましい。

[送受信手段８０５の説明]
送受信手段８０５は、本発明の生体情報測定装置と他の電子機器とを通信する場合に無線通信を行うための手段である。通信手段８５１は、知られている電気信号の増幅回路や通信を行うための回路から構成しており、送受信手段８０５には、図示はしないが整流回路やアンテナが設けられている。

以上説明した本発明の生体情報測定装置は、報知手段を備え、生体情報や生体の状況に応じて報知手段の報知方法を変えることができる。報知手段を光による報知とすれば、例えば、ウォーキングやジョギングなどの運動中であっても、使用者が自らの生体情報や生体の状況を、運動を止めたり、表示装置を注目したりすることなく、瞬時に把握することができる。
また、例えば、使用者がトレーナーに指示を受けながら運動を行う場合においては、離れた場所にいる本発明の生体情報測定装置を装着した使用者の生体情報や生体の状況をトレーナーが目視することができるので、過度な運動による事故を未然に防止したり、体調に合わせて適切な指導ができるなどの利点がある。さらにまた、使用者は自らの状態を声に出したりしてトレーナーなどに伝達する必要がないので、使用者とトレーナーや第三者との情報伝達を簡便に、かつ確実に行うことができるなどの利点がある。
また、本発明の生体情報測定装置は、使用者の周囲に対して使用者の生体情報や生体の状況を知らせることができるので、使用者が野外にいたとしても、自動車や二輪車の運転者などからの視認性が高く、接触事故などを防止することができる。

本発明の生体情報測定装置は、心拍を管理する運動中に、その運動行為を阻害することなく、心拍情報を使用者に報知することができる。また、周囲へ生体情報を測定中であることを報知できるので、交通事故などのトラブルを未然に防ぐことができる。したがって、心肺能力の向上やダイエット、生活習慣病予防など心拍数を管理する運動に使用する測定装置として適しており、特に野外の運動に使用する測定装置として好適である。

本発明の生体情報測定装置を説明する図である。 本発明の生体情報測定装置の発光の様子を説明するための図である。 本発明の生体情報測定装置を装着した例を説明する図である。 本発明の生体情報測定装置を装着した例を説明する図である。 本発明の生体情報測定装置を装着し操作している例を説明する図である。 本発明の生体情報測定装置の機能を説明する図である。 本発明の生体情報測定装置の機能を説明する図である。 本発明の生体情報測定装置のシステムを説明する図である。

符号の説明

１００ 使用者
１０１ 手首
１０２ 耳
１１０ 腕装着型機器
１１１ 表示装置
１１２ 第１の発光部
１１３ 第１のスイッチ部
１２０ 耳掛け型機器
１２１ センサー部
１２２ 第２の発光部
１２３ 外光センサー
１２４ 第２のスイッチ部
１２５ アーム部

Claims (5)

1. システムの動作を制御する制御部と、
   使用者が任意の情報を入力する入力手段と、
   生体の振動を測定し振動情報を出力するセンサー部と、
   該振動情報を処理し心拍信号を出力する信号処理部と、
   所定のプログラムまたは所定のデータおよび前記任意の情報を記憶する記憶部と、
   該所定のプログラムまたは該所定のデータを用いて前記心拍信号から生体の心拍数を算出する心拍数演算部と、
   該心拍数または前記任意の情報または前記制御部からのシステムの動作情報を光、音、文字または振動で報知する報知手段と、
   該報知手段を動作させる作動手段と、を有することを特徴とする生体情報測定装置。
2. 前記任意の情報と前記心拍数とを比較する比較手段を備え、
   前記作動手段は、前記比較手段の比較結果に基づいて前記報知手段を動作させることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 時刻を計時し時刻情報として出力する計時手段と、周囲の明るさを測定し明るさ情報として出力する外光センサーとの少なくとも一方を備え、
   前記作動手段は、前記時刻情報または前記明るさ情報に基づいて前記報知手段を動作させることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
4. 使用者が任意に操作可能なスイッチ手段を備え、
   前記作動手段は、該スイッチ手段の状態に応じて前記報知手段を動作させることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
5. 外部機器との情報の送信および受信を行う送受信手段を備え、
   前記作動手段は、該送受信手段の情報に基づいて前記報知手段を動作させることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。

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