WO2017017799A1 - バイタルデータ計測機能を有したメガネ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to glasses having a vital data measurement function that enables biological information to be collected by a biological information measurement sensor.
- This type of health promotion device aims to improve the blood flow by radiating and heating far infrared rays emitted from carbon materials to the deep part of the body.
- An isotropic high-density carbon material is also known as a high carbon material. It is also known that ⁇ -waves are generated from the carbon material, thereby reducing fatigue.
- the temple that touches the skin is made of carbon material, but since glasses are always worn during the day, they are light and easy to wear. And durable ones are required.
- the present invention has been proposed in view of such circumstances, and its purpose is light and durable, and the glasses are made of a carbon material, thereby promoting blood flow by far infrared rays emitted by the carbon material.
- An object of the present invention is to provide glasses having a vital data measurement function that are effective and can be quickly and quantitatively confirmed on a display unit or the like.
- the glasses having the vital data measuring function of the present invention are formed of a temple made of a carbon fiber reinforced carbon composite material, and an ear-side end portion of the temple.
- a biological information measurement sensor including a provided blood flow sensor and a data processing unit that collects and stores biological information detected by the biological information measurement sensor are provided.
- an isotropic high-density carbon material may be attached to a portion of the nose pad and / or temple that contacts the skin.
- this invention is good also as a structure provided with the electric heating control part for carrying out electric heating of an isotropic high-density carbon material.
- the present invention may have a configuration in which ultra-high heat conductive graphite is provided on a portion of the temple that contacts the skin or a nose pad.
- the present invention may be configured to further include a wireless communication connection unit for communicating and transmitting biological information collected and stored in the data processing unit to an external information processing device.
- the biological information measurement sensor may be configured by a blood flow sound sensor that detects a blood flow sound.
- this invention is good also as a structure further provided with the GPS measurement means provided with the radio
- a surface coloration treatment may be performed by performing DLC treatment or ion plating treatment on the surface of the temple or nose pad formed of a carbon material.
- the carbon material includes a carbon fiber reinforced carbon composite material, an isotropic high-density carbon material, and ultra-high heat conductive graphite.
- the biological information detected by the biological information measurement sensor can be measured and stored at the time of wearing, and the measured biological information is displayed on the display unit of the main body case. Can be quantitatively displayed and confirmed.
- the temple is made of a carbon fiber reinforced carbon composite material, the temple can be lightened, the strength of the temple can be increased, and the glasses can be made durable and easy to use.
- the isotropic high-density carbon material provided on the temple or nose pad is heated at the body temperature of the human body and resonates with the tissue of the human body. Since far-infrared rays are emitted, it is possible to enhance the blood flow promotion effect by heating the deep part of the human body. Moreover, it is possible to alleviate brain fatigue and eye strain by ⁇ waves emitted from the carbon material.
- the glasses can be heated to a temperature higher than the temperature of the human body, thereby Beneficial far-infrared rays can be efficiently emitted to improve the blood circulation enhancement effect.
- the high thermal conductivity of ultra-high thermal conductivity graphite enables far-infrared radiation to be emitted more efficiently, and more rapid heating of the human body.
- the wireless communication connection unit since the wireless communication connection unit is provided, the biometric information collected and stored by the data processing unit can be transmitted to a personal computer, a smartphone, a tablet terminal, and the like. Various diagnoses can be made using apps and programs.
- a blood flow sound sensor that only monitors blood flow sound is provided as a biological information measurement sensor. The clogging caused by blood clots can be determined
- the GPS measuring means having a wireless communication function is further provided, the GPS function is used to search for positional information such as a demented patient with deafness, a care recipient, and an elderly person living alone. be able to.
- the appearance design of the glasses can be specified in accordance with the user's hobbies and the like, thereby enhancing fashionability.
- (A) is the perspective view of the spectacles which concern on one Embodiment of this invention
- (b) is the perspective view seen from the front and the upper direction of the spectacles. It is the side view which showed the wearing condition of glasses.
- It is a block diagram which shows the internal structure of glasses.
- It is a flowchart of blood flow data measurement collection. It is a conceptual diagram of the graph display of the measured blood flow data.
- the glasses 10 are detected by a temple 11 made of a carbon fiber reinforced carbon composite material, a biological information measurement sensor 20 including a blood flow sensor provided on the ear-side end portion 11 c of the temple 11, and the biological information measurement sensor 20. It is the glasses with the vital data measurement function provided with the data processing part 21 which collects and stores biometric information.
- a temple 11 and the nose pad 14 an isotropic high-density carbon material is attached to at least a part of a portion in contact with the skin.
- the eyeglass 10 includes a lens 13, a lens frame 12, a nose pad 14 attached to the lens frame 12, and a temple 11.
- the lens frame 13 and the temple 11 can be folded by a hinge (not shown).
- the temple 11 has a vine body 11a and an ear hook 11b.
- the glasses 10 may be glasses without the lens 13.
- the lens 13 may be either entered or not, or sunglasses.
- it may be a glasses-type wearable terminal having a communication function, a health promotion function, a video / music viewing function, and the like.
- the temple 11 has a shape in which an ear side end portion 11c, which is an open end portion of the ear hook portion 11b, extends to the back of the base of the ear.
- the ear-side end portion 11c extends to the base of the ear, and in particular, in the present embodiment, the back of the earlobe extends slightly below the wains.
- the ear-side end portion 11c is formed in a substantially disc shape and has a blood flow sensor 20a attached to the skin contact surface. When the eyeglasses 10 are worn, the blood flow sensor 20a is pressed by the elastic force of the temple 11 so as to come into firm contact with the skin.
- the surface of the temple 11 that contacts the skin and the nose pad 14 are formed of a carbon material.
- the whole of each part may be shape
- part may be shape
- the carbon material on which the temple 11 is formed is a carbon fiber reinforced carbon composite material (hereinafter referred to as a CC composite), and a thin film of an isotropic high-density carbon material is attached to the CC composite.
- a CC composite carbon fiber reinforced carbon composite material
- an ultra-high thermal conductive graphite having a particularly high thermal conductivity and a thermal conductivity of 1700 W / (m ⁇ K) may be provided as the carbon material.
- DLC treatment and ion plating treatment By applying DLC treatment and ion plating treatment to the surface of the temple 11, it becomes possible to perform high-quality color treatment such as iridescent, monochromatic, and matte black on the surface visible from the outside.
- the color can be improved by surface treatment.
- the CC composite is obtained by reinforcing carbon with carbon fiber.
- it can be made by heat-treating carbon fiber reinforced plastic, which is a fiber reinforced composite material, and carbonizing the base material plastic. Since this CC composite has excellent characteristics such as light weight and high strength as compared with carbon fiber reinforced plastic and glass fiber reinforced plastic, the thickness of the temple 11 can be reduced.
- This CC composite is suitable for the material of temple 11 because it has high strength compared to isotropic high-density carbon material, it is difficult to bend, it is difficult to wear, and cracks and chips are not likely to occur. Long, energy saving and environmentally friendly.
- CC composites have high thermal conductivity, so they are suitable for transmitting the body temperature of the human body and have good biocompatibility.
- High thermal conductivity graphite has higher thermal conductivity.
- An isotropic high-density carbon material is produced as follows. First, about 5% by weight of a binder such as a phenol-based adhesive, pitch, or tar is added to a carbonaceous particulate carbon material such as graphite or bamboo charcoal, and filled into an elastic mold (for example, a rubber mold). Then, the mold is sealed, immersed in a pressure vessel, and pressurized with water as a pressure medium. By so doing, the carbon material is pressurized isotropically from all directions, so that randomly oriented lumps with an isotropic (anisotropic ratio of 1.0 to 1.1) are generated.
- a binder such as a phenol-based adhesive, pitch, or tar
- a carbonaceous particulate carbon material such as graphite or bamboo charcoal
- the lump of carbon material taken out from the mold is heated in a state where oxygen is depleted, and finally fired at about 2000 to 3000 ° C.
- the phenol component, pitch, or tar volatilizes at about 1200 ° C. during the temperature rise, so that the carbon material is crystallized (graphitized), and has a high-density crystal structure.
- These carbon materials especially isotropic high-density carbon materials and ultra-high thermal conductivity graphite, have high thermal conductivity as described above, and radiate a large amount of far-infrared rays by the energy absorbed in the form of external heat or light. Material.
- these carbon materials are not corroded and are the same as organic constituents that form the human body. Therefore, they have good biocompatibility, high safety to the human body, and no worry about metal allergies.
- the human body is 60% of the body composition, 25% is carbon, and always emits 10-micron far-infrared rays at an average body temperature of 36.5 ° C.
- the human body absorbs far infrared rays and is heated.
- isotropic high-density carbon material and ultra-high thermal conductivity graphite and far infrared rays of the same wavelength are radiated between humans and the carbon material maintains about 36.5 ° C, while water molecules in the body Violently collides, and this vibration becomes kinetic energy, which is converted into heat and warms the body.
- the temple 11 is mainly made of CC composite, the temple 11 can be formed with light weight and high strength. Since the temple 11 is lightweight, the glasses 10 are easy to handle, and because the temple 11 is high in strength, it is difficult to be damaged. Therefore, for example, it is suitable as the glasses 10 for sports. In addition, since the carbon material is conductive, generation of static electricity can be reduced.
- an isotropic high-density carbon material or ultra-high heat conductive graphite on the entire inner surface of the temple 11, but a part thereof may be used. Even if a part of the temple 11 is provided with an isotropic high-density carbon material and ultra-high heat conductive graphite, the CC composite comes into contact with the skin, so that the far infrared effect by the CC composite can be obtained.
- the nose pad 14 is smaller in volume than the temple 11, has a small contact area with the skin, and uses a small amount of carbon material. Therefore, it is not necessary to consider weight reduction and high strength. Therefore, it is not necessary to use a material including a CC composite characterized by light weight.
- the present glasses 10 can quickly and specifically confirm that the human body is warmed with a carbon material and blood flow is promoted in this way.
- the glasses 10 are configured as shown in FIG.
- the blood flow sensor 20a is attached to the skin contact portion of the ear-side end portion 11c.
- the blood flow sensor 20a is composed of a microphone element (blood flow sound sensor) for inputting blood flow sound.
- the input bloodstream sound is denoised by a data processing unit 21 described later and stored as digital data.
- the blood flow sound monitoring by the blood flow sound sensor requires processing such as noise removal, but the configuration of the glasses 10 is simplified.
- a sensor chip in which a laser diode that emits laser light having a high skin transmittance and an end-face incident type photodiode are integrated on the same substrate may be used.
- This sensor irradiates laser light from a laser diode under the skin, and the amount of Doppler shift between the backscattered light reflected from the skin surface, which is a stationary tissue, and the laser light reflected in a capillary vessel, which is a moving tissue
- other types of blood flow sensors such as an ultrasonic type and an electromagnetic type may be used.
- the present glasses 10 have a blood flow at a branch point where the artery is divided into two parts. Blood flow sound can be measured.
- the body glasses 10 may be provided with a walking detection sensor, a body fat sensor, or the like as the biological information measurement sensor 20 to collect other body data.
- a glasses-type wearable terminal having various health promotion functions may be employed to collect, store, and transfer other body data together with blood flow data.
- the blood flow sensor 20a provided as the biological information measurement sensor 20 detects blood flow velocity, flow rate, blood flow sound, and the like. Since the biological information measurement sensor 20 is driven by power supplied from a power source such as a battery, it may be configured to supply power from a battery or a rechargeable secondary battery module.
- the glasses 10 include an operation unit 22, a data processing unit 21 that performs various data processing such as data collection of the blood flow sensor 20a, a display unit 23 that displays blood flow data, and an external device such as a personal computer, a smartphone, or a tablet terminal.
- Wireless communication connection unit 24 for communication connection with information processing device 31, power supply unit 25, storage unit 26 for storing data, and energization for heating by energizing CC composite or isotropic high-density carbon material
- a heating control unit 27 and a GPS measurement unit 28 are provided.
- the data processing unit 21 is mounted on a circuit board embedded in the temple 11, and includes a CPU and a program, and collects and stores blood flow data detected by the blood flow sensor 20a in the storage unit 26.
- the data processing unit 21 also operates as a control unit that performs instruction and control of each unit by operating the operation unit 22. Further, editing of display data on the display unit 23, transmission of data to a wireless communication connection unit 24, which will be described later, drive control of the energization heating control unit 27, and the GPS measurement unit 28 are also performed.
- the wireless communication connection unit 24 and the storage unit 26 are also mounted on the circuit board.
- the power supply unit 25 is a small battery built in the other temple 11. Moreover, you may mount
- the energization heating control unit 27 includes an electrode and a battery power source, and is configured to energize and heat the isotropic high-density carbon material of the temple 11 and the ultrahigh heat conductive graphite.
- the energization heating control unit 27 energizes the isotropic high-density carbon material or ultra-high heat conductive graphite and heats it to a temperature higher than the temperature of the human body. Can be heated. Even when the ambient temperature is low, such as in winter, the human body can be warmed to prevent cooling.
- the operation unit 22 and the display unit 23 may be provided in the glasses main body. However, if the operation unit 22 and the display unit 23 are provided in a controller connected to the glasses main body by wire or wirelessly, it is easy to operate and display is easy to see. Further, the display unit 23 may be configured by a transmissive display in which a half mirror is embedded, which is used in a glasses-type wearable terminal or the like.
- various sensors such as a camera, acceleration, magnetism, illuminance, direction, gyroscope, etc. may be incorporated, and a microphone or bone conduction speaker may be incorporated as a voice recognition device. Good.
- the operation unit 22 can perform an operation for collecting blood flow data.
- the display unit 23 is composed of the transmissive display described above.
- the display unit 23 can display a graph of collected blood flow data (see FIG. 5).
- the GPS measuring means 28 is a system that measures the current location using an artificial satellite, has a wireless communication function, and displays the current location of the user of the glasses 10 on the display unit 23 as a map.
- the wireless communication connection unit 24 is connected to information processing devices 31 and 31 such as a personal computer, a smartphone, and a tablet terminal, and performs communication control for data transmission / reception.
- information processing devices 31 and 31 such as a personal computer, a smartphone, and a tablet terminal, and performs communication control for data transmission / reception.
- a wired connection using a USB connector or the like may be used, but a wireless connection such as Bluetooth or infrared is desirable. Of course, Wi-Fi may be used.
- the data measurement and collection by the blood flow sensor 20a is performed by an operation as shown in the flowchart of FIG.
- N blood flow data collection starts every 5 minutes.
- the data processing unit 21 (control unit) first drives the blood flow sensor 20a (S101), and repeats the next operation (S102 to S108) N times.
- the control unit causes the blood flow sensor 20a to detect the blood flow, and inputs the detected blood flow data (S103). Blood flow detection may be retried a plurality of times, and the average of the input blood flow values may be taken.
- the control unit determines whether the input blood flow data is normal or abnormal, and notifies them on the display unit 23 or the like (S104 to S106).
- normal value range data may be acquired and stored in advance, compared with the normal range data, and the display unit 23 may be notified of normality or abnormality.
- normal value range data for the user may be used. Since the collection of blood flow data is for confirming the blood flow promotion effect, it is normal when a predetermined rate of increase is obtained compared to the previous data (5 minutes before), and abnormal otherwise. Is notified. Then, the collected data is stored in the storage unit 26 (S107). The above process is repeated every 5 minutes, and when the N processes are completed, the blood flow data measurement and collection functions are terminated.
- the blood flow data collected in this way can be displayed as numerical data on the display unit 23 by the operation of the operation unit 22, or can be displayed on the display unit 23 in a graph format as shown in FIG. 5, for example. .
- the graph of FIG. 5 is a line graph every 5 minutes, the vertical axis represents the blood flow change rate, and the horizontal axis represents the elapsed time.
- blood flow data when the glasses 10 are not worn is stored in the storage unit 26, and the blood flow at that time is 1.0 (straight line N in the figure). It is the graph which showed how much change with progress.
- the blood flow promoting effect by far infrared rays radiated by a carbon material such as an isotropic high-density carbon material is displayed on the display unit 23 and quantitatively confirmed quickly. be able to.
- the blood flow sensor 20a can be used to monitor daily blood flow promoting effects and to collect blood flow data statistics. These can contribute to preventive measures for apnea syndrome, arrhythmia, cerebral infarction, myocardial infarction, pneumonia, and the like. Measurement of biological information can be used at rest or during driving. Also, sports accidents can be prevented by monitoring during exercise.
- biological information such as blood flow data measured by the blood flow sensor 20a may be stored and accumulated in the storage unit 26 of the glasses 10, but instead of or in addition to that, via the wireless communication connection unit 24. Then, it may be transferred to the external information processing devices 31 and 31 and stored (see FIG. 3).
- blood flow data may be expressed in various graphs and tables using various programs (applications), and blood flow data can be easily visualized in various styles.
- biological information such as blood flow data may be stored in association with each user in the database 32a of the medical server 32 via the Internet L. In medical institutions, these data can be used for health maintenance and diagnosis.
- the glasses 10 are provided with GPS measuring means, the position of the wearer can be confirmed by searching for the presence of the glasses 10 using an application on a personal computer or smartphone at home.
- the position of the wearer may be monitored by another information device.
- an external medical institution can monitor the current location of the patient in addition to daily health management and physical abnormality monitoring.
- personal authentication may be performed so that the glasses 10 can be used by a plurality of users.
- the personal authentication may be based on the user ID input through the operation unit 22 or may be provided with other biometric authentication means for discrimination.
- biometric authentication means for example, a fingerprint sensor may be incorporated in the temple 11.
- Permission to use or prohibit the use of the glasses 10 may be determined using such personal authentication means.
- personal identification data based on personal authentication may be transferred in association with blood flow data.
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Abstract
軽くて丈夫であり、かつ炭素材が放射する遠赤外線による血流促進効果の確認を迅速に行える、バイタルデータ計測機能を有したメガネを提供する。 メガネ10は、炭素繊維強化炭素複合素材で構成したテンプル11と、テンプル11の耳側端部11cに設けた血流センサー20aを含んだ生体情報計測センサー20と、生体情報計測センサー20で検知した生体情報を収集して、記憶するデータ処理部21とを備えている。
Description
本発明は、生体情報計測センサーで生体情報を収集できるようにした、バイタルデータ計測機能を有したメガネに関する。
従来、健康増進器具として、ネックレスや時計バンドなどの装身具を炭素材で形成し、炭素材の遠赤外線の放射による健康増進を図ったものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
この種の健康増進器具は、炭素材から発せられる遠赤外線を身体の深部に放射して加温することで、血流を改善するなどの効果を狙ったものであり、また、遠赤外線効果の高い炭素材として、等方性高密度炭素材も知られている。また、炭素材からはα波が発生し、それにより疲れを緩和することも知られている。
しかしながら、このような健康増進器具を用いても、その器具を装着した者が、どの程度の効果があるのかを定量的に確認することができず、また、定量的に計測した生体情報を一定期間計測し記憶させて、診断に使用することはできなかった。
また、このような炭素材をメガネに適用する場合、皮膚に触れるテンプルを炭素材で構成することが想定できるが、メガネは昼間、常時身に付けているものであるから、軽くて着用しやすく、かつ丈夫なものが求められる。
本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、軽くて丈夫であり、かつメガネを炭素材で構成することで、炭素材が放射する遠赤外線による血流促進効果が得られ、表示部などで定量的に迅速に確認できる、バイタルデータ計測機能を有したメガネを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のバイタルデータ計測機能を有したメガネ(以下、たんに「メガネ」という)は、炭素繊維強化炭素複合素材で構成したテンプルと、テンプルの耳側端部に設けた血流センサーを含んだ生体情報計測センサーと、生体情報計測センサーで検知した生体情報を収集して、記憶するデータ処理部とを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、鼻パッドおよび/またはテンプルの皮膚に接触する部分に等方性高密度炭素材を添設したものとしてもよい。
更に、本発明は、等方性高密度炭素材を通電加熱するための通電加熱制御部を備えた構成としてもよい。
更に、本発明は、テンプルの皮膚に接触する部位または鼻パッドに超高熱伝導グラファイトを設けた構成としてもよい。
更に、本発明は、データ処理部において収集、記憶した生体情報をを外部の情報処理機器に通信伝送するための無線通信接続部を更に備えた構成としてもよい。
更に、本発明は、生体情報計測センサーが、血流音を検知する血流音センサーで構成されたものとしてもよい。
更に、本発明は、無線通信機能を備えたGPS計測手段を更に備えた構成としてもよい。
更に、本発明は、テンプル、鼻パッドのうちの炭素材で形成された表面に、DLC処理、イオンプレーティング処理を施すことで表面の配色処理をしたものとしてもよい。ここで、炭素材としては、炭素繊維強化炭素複合材、等方性高密度炭素材、超高熱伝導グラファイトが含まれる。
本発明によれば、生体情報計測センサーとデータ処理部を備えているため、装着時に、生体情報計測センサーにより検出した生体情報を計測し記憶保持でき、本体ケースの表示部に、計測した生体情報を定量的に表示して確認できる。また、テンプルが炭素繊維強化炭素複合材料で構成されているため、テンプルを軽くでき、テンプルの強度を高くすることもでき、メガネを丈夫で使いやすいものとすることができる。
また、他の本発明によれば、メガネを装着している際には、テンプルや鼻パッドに設けた等方性高密度炭素材が人体の体温で加熱され、人体の組織と共鳴して、遠赤外線を放射するので、人体の深奥部を加熱して、血流促進効果を高めることができる。また、炭素材が放射するα波により脳の疲れや眼精疲労を緩和することもできる。
更に他の本発明によれば、通電加熱制御部を設けて等方性高密度炭素材を通電加熱できる構成にしているので、メガネを人体の温度よりも高い温度に加熱でき、それにより人体に有益な遠赤外線を効率よく放射して、血行増進効果を向上することができる。
更に他の本発明によれば、超高熱伝導グラファイトの高熱伝導性により、さらに効率よく遠赤外線の放射ができ、より迅速な人体の加温もできる。
更に他の本発明によれば、無線通信接続部を備えているので、データ処理部で収集し記憶した生体情報をパソコンやスマートフォン、タブレット端末などに送信でき、それらの情報処理機器で、専用のアプリやプログラムを用いて種々の診断を行うことができる。
更に他の本発明によれば、生体情報計測センサーとして、血流音をモニタリングするだけの血流音センサーが設けてあるため、血流音を計測することで、血流の流れ具合や血管の血栓によるつまり具合が判断できる。
更に他の本発明によれば、無線通信機能を備えたGPS計測手段を更に備えているため、徘徊癖のある痴呆患者や要介護者、独居老人などの位置情報をGPS機能を用いて検索することができる。
更に他の本発明によれば、テンプルや鼻パッドの表面に配色処理がなされているので、使用者の趣味などに合わせてメガネの外観意匠を特定して、ファッション性を高めることができる。
以下に、本発明の実施の形態に係るメガネについて、添付図面を参照して説明する。
まず、メガネ10の概略基本構成について説明する。
まず、メガネ10の概略基本構成について説明する。
このメガネ10は、炭素繊維強化炭素複合素材で構成したテンプル11と、テンプル11の耳側端部11cに設けた血流センサーを含んだ生体情報計測センサー20と、生体情報計測センサー20で検知した生体情報を収集して、記憶するデータ処理部21とを備えた、バイタルデータ計測機能を有したメガネである。テンプル11および鼻パッド14は、皮膚に接触する部分の少なくとも一部に等方性高密度炭素材が添設されている。
ついで、メガネ10の詳細な構成および動作について説明する。
このメガネ10は、レンズ13と、レンズフレーム12と、レンズフレーム12に取り付けた鼻パッド14と、テンプル11とを備えている。レンズフレーム13とテンプル11とは蝶番(図示省略)により折り畳みできるようになっている。また、テンプル11はツル本体11aと耳掛け部11bとを有している。
メガネ10は、レンズ13なしのメガネであってもよい。レンズ13は、度入り、度なしのいずれでもよく、サングラスでもよい。さらに、通信機能、健康増進機能、動画・音楽視聴機能などを備えたメガネ型のウェアラブル端末であってもよい。
テンプル11は、図1(a)(b)、特に図2に示すように、耳掛け部11bの開放端部である耳側端部11cが耳の付け根の後ろがわまで延びた形状とされる。これらの図に例示したものは、耳側端部11cが耳の付け根、特に本実施形態のものは耳たぶの後ろがわのやや下方まで延びている。この耳側端部11cは略円盤状に平たく形成されており、その皮膚接触がわの面に血流センサー20aが取り付けてある。このメガネ10を着用したときには、血流センサー20aはテンプル11の弾性力で押圧され、皮膚にしっかりと接触するようになっている。
上記構成部のうち、テンプル11の皮膚に接触する面と鼻パッド14とが炭素材で形成されている。なお、それら各部の全体が炭素材で成形されていてもよいが、皮膚接触部位の一部だけが炭素材で成形されたものでもよい。テンプル11を構成するツル本体11aおよび耳掛け部11bの一方のみが炭素材を含んだものであってもよい。
テンプル11を形成した炭素材は、上述したように、炭素繊維強化炭素複合材料(以下、CCコンポジットという)とされ、このCCコンポジットに等方性高密度炭素材の薄膜が貼り付けられている。
また、等方性高密度炭素材に代えてあるいは加えて、炭素材として熱伝導率が特に高い、熱伝導率が1700W/(m・K)の超高熱伝導グラファイトを設けてもよい。
テンプル11の表面には、DLC処理、イオンプレーティング処理を施すことで、外側から視認できる表面に玉虫色、単色、艶消しの黒色などの高級感のある配色処理をすることが可能となり、炭素材の表面処理によって配色することで、ファッション性を高めることができる。
CCコンポジットは、炭素を炭素繊維で強化したもので、たとえば繊維強化複合材である炭素繊維強化プラスチックを熱処理し、母材のプラスチックを炭化させて作ることができる。このCCコンポジットは、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどに比べて、軽量で高強度などのすぐれた特性があるので、テンプル11の厚みを薄くできる。このCCコンポジットは、等方性高密度炭素材と比較して、強度が高く、たわみにくく、磨耗しにくく、割れ・欠けが発生しにくいので、テンプル11の材料に適しており、製品の寿命が長く、省エネに繋がり環境にも優しい。
また、CCコンポジットは高い熱伝導性を有しているので、人体の体温を伝えるのに適しており、生体親和性もよいが、CCコンポジットに添設される等方性高密度炭素材や超高熱伝導グラファイトは、さらに熱伝導性が高い。
等方性高密度炭素材は、つぎのように生成される。まず、黒鉛、竹炭などの炭化物の粒子状の炭素材料にフェノール系接着剤、ピッチ又はタールなどのバインダを5重量%程度加えて、弾性を有する型(たとえば、ゴム製の型)に充填する。そして、その型をシールし、圧力容器内に水没させて圧力媒体である水で加圧する。こうすれば、炭素材料は全方向より等圧的に加圧されるので、ランダムに配向し等方性(異方比1.0~1.1)の塊が生成される。その後、型から取り出した炭素材料の塊を酸素を欠乏させた状態で加熱し、最終的には2000~3000℃程度で焼成する。焼成の途中、フェノール成分、ピッチ又はタールは昇温途中の約1200℃程度で揮発するので、炭素材料は結晶化(黒鉛化)し、高密度で整った結晶構造となる。
これらの炭素材は、特に等方性高密度炭素材や超高熱伝導グラファイトは、上述したように熱伝導率が高く、外部の熱や光などの形で吸収したエネルギーにより多量の遠赤外線を放射する素材である。また、これらの炭素材は腐食のおそれもなく、人体を形成する有機物の構成物質と同じであるため、生体親和性がよく、人体への安全性も高く、金属アレルギーの心配もない。
人体は、身体組成の60%は水分、25%は炭素であり、36.5℃の平均体温で常に10ミクロンの遠赤外線を放射しているので、人体の皮膚に等方性高密度炭素材や超高熱伝導グラファイトが触れると、人体が遠赤外線を吸収して加温される。すなわち、等方性高密度炭素材や超高熱伝導グラファイトと、人との間で同じ波長の遠赤外線を放射し合って炭素材は約36.5℃を維持する一方で身体の中では水分子が激しく衝突して、この振動が運動エネルギーとなって、熱に変換され身体が加温される。
その結果、遠赤外線が皮下組織や血管などに作用して血流が改善されるが、本発明者によれば、抹消、中枢の血流に15%の上昇効果があることが確認されている。また、これらの炭素材は、α波を発生して、身体を癒し健康増進に寄与する。
また、テンプル11はCCコンポジットが主材料となっているため、テンプル11を軽量で高強度に形成できる。テンプル11が軽量であるためメガネ10の取り扱いがしやすく、かつテンプル11は高強度であるため傷つきにくい。したがって、たとえば、スポーツ用のメガネ10として適している。また、炭素材は導電性があるため静電気の発生を緩和することができる。
なお、テンプル11の内側全面に等方性高密度炭素材や超高熱伝導グラファイトを設けることが遠赤外線効果を高めるうえで望ましいが、一部であってもよい。テンプル11の一部に等方性高密度炭素材、超高熱伝導グラファイトを設けたものでも、CCコンポジットが皮膚に接触するので、CCコンポジットによる遠赤外線効果が得られる。
また、鼻パッド14の皮膚に接触する部分にも等方性高密度炭素材を用いれば、高い血流増進効果が得られ、眼精疲労の回復に有益である。鼻パッド14はテンプル11にくらべ体積が小さく、皮膚への接触面積も小さく、使用する炭素材の量が少ないため、軽量化、高強度化を考慮する必要性は低い。そのため、軽量を特徴としたCCコンポジットを含んだ材料としなくてもよい。
本メガネ10は、このように人体が炭素材で温められ、血流が促進されることを、迅速にかつ具体的に確認できるようになっており、そのためにメガネ10は、図1(a)等に示すように耳側端部11cの皮膚接触部に、血流センサー20aが取り付けられている。
この血流センサー20aは、血流音を入力するマイクロフォン素子(血流音センサー)で構成されている。入力した血流音は、後述するデータ処理部21でノイズを除去され、デジタルデータとして記憶される。血流音センサーによる血流音のモニタリングは雑音の除去などの処理が必須となるが、メガネ10の構成が簡易となる。
また、血流センサー20aとしては、皮膚透過率の高いレーザ光を発するレーザダイオードと、端面入射型フォトダイオードとを同一基板上に集積したセンサーチップを用いてもよい。このセンサーは、レーザダイオードからのレーザ光を皮膚下に照射し、静止組織である皮膚面から反射された後方散乱光と、移動組織である毛細血管内で反射してきたレーザ光とのドップラシフト量を検出して血液の流速と流量を検出する血流計アルゴリズムを用いて分析を行う構成となっているが、超音波式や電磁式など他方式の血流センサーを用いてもよい。
特に本メガネ10は、血流センサー20aがテンプルの耳たぶの後ろがわまで延びた耳側端部11cに取り付けてあるので(図2参照)、動脈が2つに分かれる分岐点での血流、血流音を測定することができる。
また、本メガネ10に、生体情報計測センサー20として、歩行検知用センサー、体脂肪センサーなどを設けて、他の身体データを収集するようにしてもよい。さらに、種々の健康増進機能を有したメガネ型のウェアラブル端末を採用して、血流データとともに他の身体データを収集、保存、転送を行うようにしてもよい。
生体情報計測センサー20として備えた血流センサー20aは、血液の流速、流量、血流音などを検出する。生体情報計測センサー20は、電池などの電源によって電力が供給され、駆動するようになっているので、電池や充電可能な2次電池モジュールから電源を供給するように構成すればよい。
ついで、図3にもとづいて、血流センサー20aを含む本メガネ10の内部基本構成について説明する。
メガネ10は、操作部22と、血流センサー20aのデータ収集など種々のデータ処理をするデータ処理部21と、血流データの表示を行う表示部23と、パソコンやスマートフォン、タブレット端末などの外部の情報処理機器31と通信接続するための無線通信接続部24と、電源部25と、データが保存される記憶部26と、CCコンポジットや等方性高密度炭素材に通電して加熱する通電加熱制御部27と、GPS計測手段28とを備えている。
データ処理部21はテンプル11に埋め込んだ回路基板に搭載されており、CPUおよびプログラムなどよりなり、血流センサー20aで検出した血流データの記憶部26への収集、保存を行う。また、データ処理部21は、操作部22の操作による各部の指示、制御などを行う制御部としても動作する。さらに、表示部23への表示データの編集や、後述する無線通信接続部24へのデータ送出、通電加熱制御部27、GPS計測手段28の駆動制御なども行う。
無線通信接続部24および記憶部26も、上記回路基板に搭載されている。また、電源部25は、他方のテンプル11に内蔵した小型バッテリよりなる。また、補助電源として、室内光でも充電できるソーラーパネルを装着してもよい。
通電加熱制御部27は、電極および電池電源を有し、テンプル11の等方性高密度炭素材や超高熱伝導グラファイトを通電加熱するようになっている。通電加熱制御部27で等方性高密度炭素材や超高熱伝導グラファイトに通電し、人体の温度よりも高い温度に加熱することで、更に、人体に有益な遠赤外線を効率よく放射し、人体を加温することができる。冬場など環境温度が低い場合にも、人体を温めて、冷えを抑制できる。
操作部22および表示部23は、メガネ本体に設けてもよいが、メガネ本体に有線または無線で接続されたコントローラに設ければ、操作しやすく、表示も見やすい。また、メガネ型のウェアラブル端末などで用いられる、ハーフミラーを埋め込んだ透過型ディスプレイで表示部23を構成してもよい。
また、メガネ型のウェアラブル端末を使用する場合、カメラ、加速度、磁気、照度、方向、ジャイロスコープなどの各種センサを内蔵してもよいし、音声認識デバイスとしてマイクや骨伝導スピーカを内蔵してもよい。
操作部22では、血流データを収集するための操作ができるようになっている。また、収集したデータをグラフ表示するための操作など、表示部23に対する操作ができるもの望ましい。
表示部23としては、上述した透過型ディスプレイで構成したものが望ましい。この表示部23には、収集した血流データのグラフ表示(図5参照)ができるようになっている。
GPS計測手段28は、人工衛星により現在地を測定するシステムであり、無線通信機能を備えており、メガネ10の利用者の現在地が表示部23に地図表示されるようになっている。
無線通信接続部24は、パソコンやスマートフォン、タブレット端末などの情報処理機器31、31と接続してデータ送受信のための通信制御を行う。USBコネクタなどによる有線接続でもよいが、ブルートゥース、赤外線などの無線接続が望ましい。もちろんWi-Fiを利用してもよい。
血流センサー20aによるデータ測定および収集は、たとえば図4のフローチャートに示すような動作によりなされる。
操作部22で血流データの測定および収集の機能の開始操作がされると、5分ごとのN回の血流データ収集が開始される。開始操作(S100)がされると、データ処理部21(制御部)はまず血流センサー20aを駆動し(S101)、次の動作(S102~S108)をN回繰り返す。
制御部は血流センサー20aに血流を検出させ、検出した血流データを入力する(S103)。血流検出を複数回リトライさせ、入力した血流値の平均をとるようにしてもよい。
制御部は入力した血流データの正常、異常を判定し、それらを表示部23の表示などで報知する(S104~S106)。たとえば、予め、一般的な正常値の値域データを取得、保存しておき、それとの比較を行い、表示部23へ正常または異常の報知を行うようにすればよい。また、使用者にとっての正常値の値域データを用いてもよい。血流データの収集は血流促進効果を確認するためのものであるから、前回(5分前)のデータと比較して所定の上昇率が得られた場合に正常とし、そうでない場合に異常を報知する。
そして、収集したデータを記憶部26に保存する(S107)。
5分ごとに上記処理を繰り返し、N回の処理が終了すれば、血流データ測定および収集の機能を終了する。
制御部は血流センサー20aに血流を検出させ、検出した血流データを入力する(S103)。血流検出を複数回リトライさせ、入力した血流値の平均をとるようにしてもよい。
制御部は入力した血流データの正常、異常を判定し、それらを表示部23の表示などで報知する(S104~S106)。たとえば、予め、一般的な正常値の値域データを取得、保存しておき、それとの比較を行い、表示部23へ正常または異常の報知を行うようにすればよい。また、使用者にとっての正常値の値域データを用いてもよい。血流データの収集は血流促進効果を確認するためのものであるから、前回(5分前)のデータと比較して所定の上昇率が得られた場合に正常とし、そうでない場合に異常を報知する。
そして、収集したデータを記憶部26に保存する(S107)。
5分ごとに上記処理を繰り返し、N回の処理が終了すれば、血流データ測定および収集の機能を終了する。
こうして収集した血流データは、操作部22の操作により、数値データとして表示部23に表示したり、あるいは、たとえば図5に示したようなグラフ形式で表示部23に表示できるようになっている。
図5のグラフは、5分ごとの折れ線グラフで、縦軸は血流の変化率を表し、横軸は経過時間を表している。図5に示したグラフは、メガネ10を装着していないときの血流データを記憶部26に保存しておき、そのときの血流を1.0(図中の直線N)とし、時間の経過にともなってどの程度の変化があるかを示したグラフである。
以上に説明したように、本メガネ10によれば、等方性高密度炭素材などの炭素材が放射する遠赤外線による血流促進効果を表示部23に表示させて定量的に迅速に確認することができる。
また、本メガネ10を安静時のみならず日常生活において利用することで、血流センサー20aにより、日々の血流促進効果を監視したり、血流データの統計をとったりすることができる。これらにより、無呼吸症候群や不整脈、脳梗塞や心筋梗塞、肺炎などの予防対策にも寄与できる。生体情報の計測は、静止時や運転中に利用できる。また、運動中にモニタリングすることでスポーツ災害も防止できる。
このように、本メガネ10を用いれば、種々の生体情報をウェアラブル計測でき、生体を傷つけることのない理想的な非侵襲診断が可能となる。
また、血流センサー20aで測定した血流データなどの生体情報は、メガネ10の記憶部26に保存、蓄積してもよいが、それに代えて、あるいはそれに加えて、無線通信接続部24を介して、外部の情報処理機器31、31に転送し、保存するようにしてもよい(図3参照)。それらの情報処理機器31、31では、種々のプログラム(アプリ)を用いて、血流データをさまざまなグラフや表で表現すればよく、そうすることで血流データをさまざまな様式で簡易に視覚化することができる。
また、血流データなどの生体情報は、インターネットLを通じて、医療サーバ32のデータベース32aに利用者ごとに紐付けて保存されるようにしてもよい。医療機関において、それらのデータを健康維持や診断に利用することもできる。
さらに、本メガネ10はGPS計測手段を備えているため、自宅のパソコンやスマートフォンのアプリを用いてメガネ10の存在を検索することで、装着者の位置を確認することができる。装着者が徘徊の癖のある痴呆患者や要介護者、独居老人である場合には、他の情報機器で装着者の位置を監視するようにすればよい。たとえば、医療サーバ32と連携させれば、外部の医療機関が、日々の健康管理および身体異常の監視に加えて、患者の現在地の監視を行うこともできる。
また、本メガネ10を複数の利用者で利用できるように、個人認証ができるようにしてもよい。個人認証は、操作部22で入力されたユーザIDによるものでもよいし、他の生体認証手段を備え、それにより判別するものでもよい。生体認証手段としては、たとえば、指紋センサをテンプル11に組み込んでもよい。
このような個人認証手段を利用して、本メガネ10の使用許可、禁止を判断するようにしてもよい。医療サーバ32に送出する場合は、個人認証による個人識別データを血流データに関連付けて転送するようにすればよい。
10 メガネ
11 テンプル
11a ツル本体
11b 耳掛け部
11c 耳側端部
12 レンズフレーム
13 レンズ
14 鼻パッド
20 血流センサー
21 データ処理部(制御部)
22 操作部
23 表示部
24 無線通信接続部
25 電源部
26 記憶部
31 情報処理機器
32 医療サーバ
11 テンプル
11a ツル本体
11b 耳掛け部
11c 耳側端部
12 レンズフレーム
13 レンズ
14 鼻パッド
20 血流センサー
21 データ処理部(制御部)
22 操作部
23 表示部
24 無線通信接続部
25 電源部
26 記憶部
31 情報処理機器
32 医療サーバ
Claims (8)
- 炭素繊維強化炭素複合素材で構成したテンプルと、該テンプルの耳側端部に設けた血流センサーを含んだ生体情報計測センサーと、前記生体情報計測センサーで検知した生体情報を収集して、記憶するデータ処理部とを備えたことを特徴とする、バイタルデータ計測機能を有したメガネ。
- 請求項1において、
鼻パッドおよび/または前記テンプルの皮膚に接触する部分に等方性高密度炭素材を添設している、バイタルデータ計測機能を有したメガネ。 - 請求項2において、
前記等方性高密度炭素材を通電加熱するための通電加熱制御部を備えている、バイタルデータ計測機能を有したメガネ。 - 請求項1~3のいずれかにおいて、
前記テンプルの皮膚に接触する部位または鼻パッドに超高熱伝導グラファイトを設けている、バイタルデータ計測機能を有したメガネ。 - 請求項1~4のいずれかにおいて、
前記データ処理部において収集、記憶した生体情報を外部の情報処理機器に通信伝送するための通信接続部を更に備えている、バイタルデータ計測機能を有したメガネ。 - 請求項1~5のいずれかにおいて、
前記生体情報計測センサーが、血流音を検知する血流音センサーである、バイタルデータ計測機能を有したメガネ。 - 請求項1~6のいずれかにおいて、
無線通信機能を備えたGPS計測手段を更に備えている、バイタルデータ計測機能を有したメガネ。 - 請求項1~7のいずれかにおいて、
前記テンプルの炭素材で形成された表面に、DLC処理、イオンプレーティング処理を施すことで表面の配色処理をしている、バイタルデータ計測機能を有したメガネ。
Priority Applications (2)
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ID=57884504
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|---|---|---|---|
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| ENP | Entry into the national phase |
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15899632 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15899632 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |