JP2023089506A - センサシステム - Google Patents

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昌志 高畑
Masashi Takahata
剛 邵
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Abstract

【課題】管理対象のメンバーの身体状況の変化を容易に把握することができるセンサシステムを提供する。【解決手段】センサシステム１０００は、第１制御部と第１通信部とを有する第１デバイス１１００と、高度センサと血中酸素飽和度センサと第２制御部と第２通信部とを有する複数の第２デバイス１２００と、を備える。第２デバイス１２００の第２制御部は、高度センサが測定した高度情報及び前記血中酸素飽和度センサが測定した生体情報を、前記第１デバイスに前記第２通信部を介して送信する。第１デバイス１１００は、複数の高度に対応した血中酸素飽和度の判定閾値を含む判定情報を有し、第１制御部は、第１通信部を介して複数の第２デバイス１２００の各々から受信した高度情報及び生体情報と判定情報とに基づいて、血中酸素飽和度が高度情報に対応した判定閾値よりも小さいことを警告する。【選択図】図１

Description

本発明は、センサシステムに関する。
手指、手首、又は足にある静脈などの血管パターンを検出するため、光源とセンサ部を備えた検出装置が近年開発されている。特許文献１の検出装置は、光源とセンサ部とが、被検出体を挟むように配置されている。このような検出装置においては、光源から皮膚に光が照射され、体内に光が入射する。そして、光は、体内の血液や筋肉組織等を透過し、さらに体外に出射してセンサ部に受光される。
特表２０２０－５２９６９５号公報
例えば、登山時に標高が高くなると空気中の酸素濃度が低くなり、体内の酸素も少なくなった場合に、酸素が欠乏する高山病が発生する可能性がある。このため、登山ツアーのリーダー、ガイド等は、複数のメンバーの体調を把握することが望ましいが、顔色や行動でメンバーの体調をある程度把握できても、実際の身体状況を常に把握することが困難である。このような問題は、登山以外にも遠足、避難生活等の複数の人間が行動を共にする場合に発生する問題である。
本発明の目的は、管理対象のメンバーの身体状況の変化を容易に把握することができるセンサシステムを提供することにある。
本発明の一態様のセンサシステムは、第１制御部と第１通信部とを有する第１デバイスと、高度センサと血中酸素飽和度センサと第２制御部と第２通信部とを有する複数の第２デバイスと、を備え、前記第２デバイスの前記第２制御部は、前記高度センサが測定した高度情報及び前記血中酸素飽和度センサが測定した生体情報を、前記第１デバイスに前記第２通信部を介して送信し、前記第１デバイスは、複数の高度に対応した血中酸素飽和度の判定閾値を含む判定情報を有し、前記第１制御部は、前記第１通信部を介して複数の前記第２デバイスの各々から受信した前記高度情報及び前記生体情報と前記判定情報とに基づいて、前記血中酸素飽和度が前記高度情報に対応した前記判定閾値よりも小さいことを警告する。
本発明の一態様のセンサシステムは、制御部と高度センサと血中酸素飽和度センサと通信部とを有する複数のウェアラブルデバイスを備え、複数のウェアラブルデバイスの各々は、複数の高度に対応した血中酸素飽和度の判定閾値を含む判定情報を有し、前記制御部は、前記血中酸素飽和度センサによって測定した前記血中酸素飽和度が前記高度センサによって測定した高度情報に対応した前記判定閾値よりも小さいか否かを識別可能な状態情報を複数の前記ウェアラブルデバイスで共有する。
図１は、実施形態１に係るセンサシステムのシステム構成の一例を示す構成図である。 図２は、図１に示す第２デバイスを示す模式図である。 図３は、検出装置の構成を示す模式図である。 図４は、内側に被検出対象を収めた状態の第２デバイスを筒の一端側から見た場合の構成配置例を示す模式図である。 図５は、実施形態１に係る検出装置を示す平面図である。 図６は、実施形態１に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。 図７は、検出装置を示す回路図である。 図８は、複数の部分検出領域を示す回路図である。 図９は、第２デバイスの機能構成の一例を示す構成図である。 図１０は、実施形態１に係る第１デバイスの機能構成の一例を示す構成図である。 図１１は、登山における高度と血中酸素飽和度との関係例を説明するための図である。 図１２は、第１デバイスの判定閾値の一例を示す図である。 図１３は、状態情報の表示例を示す図である。 図１４は、実施形態１に係る第２デバイスが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１５は、実施形態１に係る第１デバイスが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１６は、実施形態１の変形例に係る第１デバイスの機能構成の一例を示す構成図である。 図１７は、実施形態１の変形例に係る第１デバイスが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１８は、実施形態２に係るセンサシステムのシステム構成の一例を示す構成図である。 図１９は、実施形態２に係る第３デバイスの機能構成の一例を示す構成図である。 図２０は、実施形態２に係る第３デバイスが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
（実施形態１）
［センサシステム］
図１は、実施形態１に係るセンサシステムのシステム構成の一例を示す構成図である。図１に示すように、センサシステム１０００は、リーダー２１００と複数のメンバー２２００とが属するグループにおいて、メンバー２２００の体調変化を把握可能な機能を提供できる。グループは、例えば、登山、避難、遠足、運動会、旅行、工事作業、建設作業等で複数の人間が属するグループを含む。本実施形態では、グループは、複数人で登山するグループである場合の一例について説明する。この場合、リーダー２１００は、登山のグループの管理者であり、メンバー２２００は、登山グループの同行者である。
センサシステム１０００は、第１デバイス１１００と、複数の第２デバイス１２００と、を備える。第１デバイス１１００は、リーダー２１００が通信可能なスマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、スマートウォッチ等を含む。複数の第２デバイス１２００は、複数のメンバー２２００の各々が携帯可能なウェアラブルデバイスである。第１デバイス１１００と複数の第２デバイス１２００とは、ネットワークを介して通信したり、ネットワークを介さずに直に通信したりすることが可能な構成になっている。本実施形態では、センサシステム１０００は、第１デバイス１１００がマスター装置であり、第２デバイス１２００がスレーブ装置である場合について説明するが、これに限定されない。
本開示では、センサシステム１０００は、全てのメンバー２２００が第２デバイス１２００を携帯させ、第２デバイス１２００でメンバー２２００の血中酸素濃度等の生体に関する情報を測定し、測定結果をリーダー２１００の第１デバイス１１００に逐次送信する。センサシステム１０００は、第１デバイス１１００が複数の第２デバイス１２００から取得したデータをモニタリングし、リーダー２１００が複数のメンバー２２００の体調変化に対して迅速に対応できるように支援する機能を提供できる。
［第２デバイス］
図２は、実施形態による第２デバイス１２００を示す模式図である。第２デバイス１２００は、柱状の筐体２０１と、筐体２０１内に設けられた検出装置１と、を備える。筐体２０１は、例えば、ヒトの指輪又はリストバンドとして使用されることを想定された樹脂、布又は金属、合金若しくはセラミックスの筒状部材である。第２デバイス１２００は、指輪又はリストバンドとすることで、メンバー２２００が携帯しやすくなり、システムの適用範囲を広げることができる。以下の説明では、筐体２０１は、指輪として使用されることを想定された、剛性を有する円柱状の合成樹脂であるものとする。
図３は、検出装置１の構成を示す模式図である。図４は、内側に指Ｆｇを収めた状態の第２デバイス１２００を筒の一端側から見た場合の構成配置例を示す模式図である。図３及び図４に示す検出装置１は、センサ基板２１と、後述する検出領域ＡＡに設けられたフォトダイオードＰＤを有するセンサ部１０（図５参照）と、センサ部１０の配置に対応して並ぶ複数の光源６０と、を備える。
検出領域ＡＡは、図４に示すように、第２デバイス１２００の筒の内周面に設けられる。検出領域ＡＡは、第２デバイス１２００内に収められた構成（例えば、図４に示す指Ｆｇ）と当接する。より具体的には、検出領域ＡＡは、図３に示す検出領域ＡＡの一端側の接続部ＣＰ１と、検出領域ＡＡの他端側の接続部ＣＰ２と、が接続されるよう設けられる。これによって、検出領域ＡＡは、図２に示す筒状の第２デバイス１２００の内周面が描く環に沿って、３６０°連続するように環を形成する。
なお、図２及び図３を参照した説明では、図２に示す接続部ＣＰの位置で、図３に示す接続部ＣＰ１と接続部ＣＰ２とが当接し、検出領域ＡＡが環を形成するよう設けられているものとする。また、図２に示す接続部ＣＰから、第２デバイス１２００の筒の内周面が描く環に沿って一方側に向かう方向を第１方向Ｖ１とし、当該環に沿って一方側に向かう方向を第２方向Ｖ２とする。また、図２、図３及び図４では、検出領域ＡＡが形成する環の各部分を区別する目的で、環における０°の位置と１８０°の位置とを定義している。図３及び図４では、さらに、当該０°の位置と１８０°の位置との間で４５°毎に区切られた４５°，９０°，１３５°，２２５°，２７０°及び３１５°の位置を示している。
図３では、接続部ＣＰから第２方向Ｖ２側に向かって、０°，４５°，９０°，１３５°，１８０°，２２５°，２７０°，３１５°の各位置が一点鎖線で示されている。また、図３では、０°，４５°，９０°，１３５°，１８０°，２２５°，２７０°，３１５°の各位置を中心とした検出領域ＡＡの部分領域ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３，ＡＡ４，ＡＡ５，ＡＡ６，ＡＡ７，ＡＡ８が矩形の破線領域として示されている。部分領域ＡＡ１は、０°を中心として、±２２．５°の範囲をカバーする領域である。部分領域ＡＡ２は、４５°を中心として、±２２．５°の範囲をカバーする領域である。部分領域ＡＡ３は、９０°を中心として、±２２．５°の範囲をカバーする領域である。部分領域ＡＡ４は、１３５°を中心として、±２２．５°の範囲をカバーする領域である。部分領域ＡＡ５は、１８０°を中心として、±２２．５°の範囲をカバーする領域である。部分領域ＡＡ６は、２２５°を中心として、±２２．５°の範囲をカバーする領域である。部分領域ＡＡ７は、２７０°を中心として、±２２．５°の範囲をカバーする領域である。部分領域ＡＡ８は、３１５°を中心として、±２２．５°の範囲をカバーする領域である。部分領域ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３，ＡＡ４，ＡＡ５，ＡＡ６，ＡＡ７，ＡＡ８として機能する検出領域ＡＡを構成するセンサ部１０（図５参照）の基材として、図４に示すように、センサ基板２１が筐体２０１の内周面に沿って環を描くように設けられる。
図３に示すように、部分領域ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３，ＡＡ４，ＡＡ５，ＡＡ６，ＡＡ７，ＡＡ８の各々を挟んで対向するよう、２つの光源６０が設けられている。当該２つの光源６０の一方は、検出領域ＡＡに対して、第２デバイス１２００が形成する筒の一端側に位置する。当該２つの光源６０の他方は、検出領域ＡＡに対して、第２デバイス１２００が形成する筒の他端側に位置する。従って、図４に示すように、第２デバイス１２００を一端側から見た場合、第２デバイス１２００の内周面が形成する環に沿って、８つの光源６０が並んでいる。当該８つの光源６０に含まれる各光源６０は、４５°毎に配置される。図示しないが、第２デバイス１２００を他端側から見た場合にも、同様に、第２デバイス１２００の内周面が形成する環に沿って、８つの光源６０が並んでいる。
各光源６０は、第１光源６１と、第２光源６２とを有する。従って、部分領域ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３，ＡＡ４，ＡＡ５，ＡＡ６，ＡＡ７，ＡＡ８の各々を挟んで対向するよう、２つの第１光源６１が設けられている。また、部分領域ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３，ＡＡ４，ＡＡ５，ＡＡ６，ＡＡ７，ＡＡ８の各々を挟んで対向するよう、２つの第２光源６２が設けられている。第１光源６１は、第２デバイス１２００の内周面が形成する環において、第２光源６２に対して第１方向Ｖ１側に位置する。第２光源６２は、第２デバイス１２００の内周面が形成する環において、第１光源６１に対して第２方向Ｖ２側に位置する。図２に示すように、１つの光源６０が有する第１光源６１と第２光源６２との境界線は、０°，４５°，９０°，１３５°，１８０°，２２５°，２７０°，３１５°を示す一点鎖線のいずれかと重なる。なお、図４に示す光ＸＬは、第１光源６１から照射されて指Ｆｇを透過した光（例えば、赤外線）である。
以下、検出装置１を構成の一例について説明する。図５は、実施形態１に係る検出装置１を示す平面図である。図５に示すように、検出装置１は、センサ基板２１と、センサ部１０と、ゲート線駆動回路１５と、信号線選択回路１６と、検出回路４８と、制御回路１２２と、電源回路１２３と、第１光源基材５１と、第２光源基材５２と、第１光源６１と、第２光源６２と、を有する。
センサ基板２１には、フレキシブルプリント基板７１を介して制御基板１２１が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板７１には、検出回路４８が設けられている。制御基板１２１には、制御回路１２２及び電源回路１２３が設けられている。制御回路１２２は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）である。制御回路１２２は、センサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に制御信号を供給して、センサ部１０の検出動作を制御する。また、制御回路１２２は、第１光源６１及び第２光源６２に制御信号を供給して、第１光源６１及び第２光源６２の点灯又は非点灯を制御する。電源回路１２３は、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳ（図８参照）等の電圧信号をセンサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に供給する。また、電源回路１２３は、電源電圧を第１光源６１及び第２光源６２に供給する。
センサ基板２１は、検出領域ＡＡと、周辺領域ＧＡとを有する。検出領域ＡＡは、センサ部１０が有する複数のフォトダイオードＰＤが設けられた領域である。周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外周と、センサ基板２１の端部との間の領域であり、フォトダイオードＰＤと重ならない領域である。
矩形状の検出領域ＡＡと周辺領域ＧＡとの境界を形成する検出領域ＡＡの四辺のうち一辺と重なる位置が図３に示す接続部ＣＰ１になる。また、検出領域ＡＡの四辺のうち検出領域ＡＡを挟んで当該一辺と対向する位置の他の一辺と重なる位置が図３に示す接続部ＣＰ２になる。
ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６は、周辺領域ＧＡに設けられる。具体的には、ゲート線駆動回路１５は、周辺領域ＧＡのうち第２方向Ｄｙに沿って延在する領域に設けられる。信号線選択回路１６は、周辺領域ＧＡのうち第１方向Ｄｘに沿って延在する領域に設けられ、センサ部１０と検出回路４８との間に設けられる。
なお、第１方向Ｄｘは、センサ基板２１と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、センサ基板２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。また、第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、センサ基板２１の法線方向である。
複数の第１光源６１は、第１光源基材５１に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って配列される。複数の第２光源６２は、第２光源基材５２に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って配列される。第１光源基材５１及び第２光源基材５２は、それぞれ、制御基板１２１に設けられた端子部１２４、１２５を介して、制御回路１２２及び電源回路１２３と電気的に接続される。
複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、例えば、無機ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）等が用いられる。複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２は、それぞれ異なる波長の第１の光及び第２の光を出射する。本実施形態では、第１光源６１は、波長が８８０ｎｍの赤外光を照射する。第２光源６２は、波長が６６５ｎｍの赤色光を出射する。また、検出時、第１光源１１１と第２光源１１２は、交互に点灯する。よって、フォトダイオードＰＤは、赤外光と赤色光の反射光Ｌ２を交互に受光する。
赤外光の反射光は、血管パターンを検出するための情報を含む。血液に含まれている赤血球は、ヘモグロビンを有する。第１光源１１１から照射される赤外光は、ヘモグロビンにより吸光され易い。言い換えると、ヘモグロビンよる赤外光の吸光係数は、体の内部の他の部分よりも吸光係数が高い。よって、複数のフォトダイオードＰＤの受光量を読み込み、赤外光の反射光Ｌ２の受光量が相対的に少ない箇所を特定することで、静脈などの血管パターンを検出できる。
また、赤外光と赤色光の反射光は、血液中の酸素飽和度（以下、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）と称する）を測定するための情報を含む。なお、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）は、血液中のヘモグロビンの全てに酸素が結合したと仮定した場合の総酸素量に対し、実際にヘモグロビンに結合している酸素量の比である。
赤外光は、ヘモグロビンにより吸光され易い。ヘモグロビンの量が多くなると、吸光される赤外光の光量も多くなり、フォトダイオードＰＤの受光量も低減する。つまり、赤外光の反射光Ｌ２の受光量により、ヘモグロビンの全体量が把握される。
一方で、ヘモグロビンは、酸素と結合していない状態で赤黒い色であり、酸素と結合すると鮮やかな赤色となる。このため、ヘモグロビンは、酸素と結合した状態と、酸素と結合していない状態とで、赤色光を吸収する吸光係数が異なる。よって、血液中に酸素と結合した状態のヘモグロビンが多いと、赤色光の反射光が多くなる。他方で、血液中に酸素と結合していない状態のヘモグロビンが多いと、赤色光の反射光が少なくなる。以上から、赤色光の反射光の受光量に基づき、酸素と結合した状態のヘモグロビンの量が相対的に把握される。
そして、把握されたヘモグロビンの全体量と、酸素と結合した状態のヘモグロビンの量と、を対比することで、実際にヘモグロビンに結合している酸素量の比（血中酸素飽和度（ＳｐＯ２））が把握される。これにより、検出装置１は、第１光源６１及び複数の第２光源６２を有しているので、第１の光に基づいた検出と、第２の光に基づいた検出とを行うことで、指Ｆｇ等の内部の生体に関する情報を検出することができる。検出装置１は、検出した血中酸素飽和度、脈拍等を含む生体に関する情報を、フレキシブルプリント基板７１を介して制御基板１２１に供給できる。
なお、本開示において、第１光源６１と第２光源６２から出射される光の波長は上記に限定されない。第１光源６１は、波長が８００以上１０００ｎｍ未満の赤外光を出射できればよい。第２光源６２は、波長が６００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の赤色光を出射できればよい。
なお、図５に示す第１光源６１及び第２光源６２の配置は、あくまで一例であり適宜変更することができる。例えば、第１光源基材５１及び第２光源基材５２のそれぞれに、複数の第１光源６１及び複数の第２光源６２が配置されていてもよい。この場合、複数の第１光源６１を含むグループと、複数の第２光源６２を含むグループとが、第２方向Ｄｙに並んで配置されていてもよいし、第１光源６１と第２光源６２とが交互に第２方向Ｄｙに配置されていてもよい。また、第１光源６１及び第２光源６２が設けられる光源基材は１つ又は３つ以上であってもよい。
図６は、実施形態に係る検出装置１の構成例を示すブロック図である。図６に示すように、検出装置１は、さらに検出制御部１１と検出部４０と、有する。検出制御部１１の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。また、検出部４０のうち、検出回路４８以外の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。
センサ部１０は、光電変換素子であるフォトダイオードＰＤを有する光センサである。センサ部１０が有するフォトダイオードＰＤは、照射される光に応じた電気信号を、検出信号Ｖｄｅｔとして信号線選択回路１６に出力する。また、センサ部１０は、ゲート線駆動回路１５から供給されるゲート駆動信号Ｖｇｃｌにしたがって検出を行う。
検出制御部１１は、ゲート線駆動回路１５、信号線選択回路１６及び検出部４０にそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御部１１は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号をゲート線駆動回路１５に供給する。また、検出制御部１１は、選択信号ＡＳＷ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。また、検出制御部１１は、各種制御信号を第１光源６１及び第２光源６２に供給して、それぞれの点灯及び非点灯を制御する。
ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて複数のゲート線ＧＣＬ（図７参照）を駆動する回路である。ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを順次又は同時に選択し、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬに接続された複数のフォトダイオードＰＤを選択する。
信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図７参照）を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。信号線選択回路１６は、例えばマルチプレクサである。信号線選択回路１６は、検出制御部１１から供給される選択信号ＡＳＷに基づいて、選択された信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、信号線選択回路１６は、フォトダイオードＰＤの検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
検出部４０は、検出回路４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、記憶部４６と、検出タイミング制御部４７と、画像処理部４９と、を備える。検出タイミング制御部４７は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、検出回路４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、画像処理部４９と、が同期して動作するように制御する。
検出回路４８は、例えばアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ：Analog Front End）である。検出回路４８は、少なくとも検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部４２は、検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
信号処理部４４は、検出回路４８の出力信号に基づいて、センサ部１０に入力された所定の物理量を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指Ｆｇが検出面に接触又は近接した場合に、検出回路４８からの信号に基づいて指Ｆｇや掌の表面の凹凸を検出できる。また、信号処理部４４は、検出回路４８からの信号に基づいて生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報は、例えば、指Ｆｇの脈拍、血中酸素飽和度等である。
また、信号処理部４４は、複数のフォトダイオードＰＤにより同時に検出された検出信号Ｖｄｅｔ（生体に関する情報）を取得し、これらを平均化する処理を実行してもよい。この場合、検出部４０は、ノイズや、指Ｆｇ等の被検出体とセンサ部１０との相対的な位置ずれに起因する測定誤差を抑制して、安定した検出が可能となる。
記憶部４６は、信号処理部４４で演算された信号を一時的に保存する。記憶部４６は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ回路等であってもよい。
座標抽出部４５は、信号処理部４４において指の接触又は近接が検出されたときに、指等の表面の凹凸の検出座標を求める論理回路である。また、座標抽出部４５は、指Ｆｇや掌の血管の検出座標を求める論理回路である。画像処理部４９は、センサ部１０の各フォトダイオードＰＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指Ｆｇ等の表面の凹凸の形状を示す二次元情報及び指Ｆｇや掌の血管の形状を示す二次元情報を生成する。なお、座標抽出部４５は、検出座標を算出せずにセンサ出力Ｖｏとして検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。また、座標抽出部４５及び画像処理部４９は、検出部４０に含まれていない場合であってもよい。
次に、検出装置１の回路構成例について説明する。図７は、検出装置１を示す回路図である。図８は、複数の部分検出領域を示す回路図である。なお、図８では、検出回路４８の回路構成も併せて示している。
図７に示すように、センサ部１０は、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。複数の部分検出領域ＰＡＡには、それぞれフォトダイオードＰＤが設けられている。
ゲート線ＧＣＬは、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）は、第２方向Ｄｙに配列され、それぞれゲート線駆動回路１５に接続される。なお、以下の説明において、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を区別して説明する必要がない場合には、単にゲート線ＧＣＬと表す。また、図７では説明を分かりやすくするために、８本のゲート線ＧＣＬを示しているが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、Ｍ本（Ｍは８以上、例えばＭ＝２５６）配列されていてもよい。
信号線ＳＧＬは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡのフォトダイオードＰＤに接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６及びリセット回路１７に接続される。なお、以下の説明において、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線ＳＧＬと表す。
また、説明を分かりやすくするために、１２本の信号線ＳＧＬを示しているが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、Ｎ本（Ｎは１２以上、例えばＮ＝２５２）配列されていてもよい。また、図７では、信号線選択回路１６とリセット回路１７との間にセンサ部１０が設けられている。これに限定されず、信号線選択回路１６とリセット回路１７とは、信号線ＳＧＬの同じ方向の端部にそれぞれ接続されていてもよい。
ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号を、制御回路１２２（図５参照）から受け取る。ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を時分割的に順次選択する。ゲート線駆動回路１５は、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線ＧＣＬに接続された複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌが供給され、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡが、検出対象として選択される。
なお、ゲート線駆動回路１５は、指紋の検出及び異なる複数の生体に関する情報（例えば、脈拍、血中酸素飽和度等）のそれぞれの検出モードごとに、異なる駆動を実行してもよい。例えば、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動してもよい。
具体的には、ゲート線駆動回路１５は、制御信号に基づいて、ゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）のうち、所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択する。例えば、ゲート線駆動回路１５は、６本のゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（６）を同時に選択し、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。ゲート線駆動回路１５は、選択された６本のゲート線ＧＣＬを介して、複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを含む検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２が、それぞれ検出対象として選択される。ゲート線駆動回路１５は、所定数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。
信号線選択回路１６は、複数の選択信号線Ｌｓｅｌと、複数の出力信号線Ｌｏｕｔと、第３スイッチング素子ＴｒＳと、を有する。複数の第３スイッチング素子ＴｒＳは、それぞれ複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。６本の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ２に接続される。出力信号線Ｌｏｕｔ１、Ｌｏｕｔ２は、それぞれ検出回路４８に接続される。
ここで、信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）を第２信号線ブロックとする。複数の選択信号線Ｌｓｅｌは、１つの信号線ブロックに含まれる第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートにそれぞれ接続される。また、１本の選択信号線Ｌｓｅｌは、複数の信号線ブロックの第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートに接続される。
具体的には、選択信号線Ｌｓｅｌ１、Ｌｓｅｌ２、…、Ｌｓｅｌ６は、それぞれ信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと接続される。また、選択信号線Ｌｓｅｌ１は、信号線ＳＧＬ（１）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（７）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。選択信号線Ｌｓｅｌ２は、信号線ＳＧＬ（２）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（８）に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。
制御回路１２２（図５参照）は、選択信号ＡＳＷを順次選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて信号線ＳＧＬを時分割的に順次選択する。また、信号線選択回路１６は、複数の信号線ブロックでそれぞれ１本ずつ信号線ＳＧＬを選択する。このような構成により、検出装置１は、検出回路４８を含むＩＣ（Integrated Circuit）の数、又はＩＣの端子数を少なくすることができる。
なお、信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬを束ねて検出回路４８に接続してもよい。具体的には、制御回路１２２（図５参照）は、選択信号ＡＳＷを同時に選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて複数の信号線ＳＧＬ（例えば６本の信号線ＳＧＬ）を選択し、複数の信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２で検出された信号が検出回路４８に出力される。この場合、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２に含まれる複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）からの信号が統合されて検出回路４８に出力される。
ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６の動作により、検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとに検出を行うことで、１回の検出で得られる検出信号Ｖｄｅｔの強度が向上するのでセンサ感度を向上させることができる。また、検出に要する時間を短縮することができる。このため、検出装置１は、検出を短時間で繰り返し実行することができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、又、脈波等の生体に関する情報の時間的な変化を精度よく検出することができる。
図７に示すように、リセット回路１７は、基準信号線Ｌｖｒ、リセット信号線Ｌｒｓｔ及び第４スイッチング素子ＴｒＲを有する。第４スイッチング素子ＴｒＲは、複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。基準信号線Ｌｖｒは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのソース又はドレインの一方に接続される。リセット信号線Ｌｒｓｔは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのゲートに接続される。
制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２をリセット信号線Ｌｒｓｔに供給する。これにより、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲがオンになり、複数の信号線ＳＧＬは基準信号線Ｌｖｒと電気的に接続される。電源回路１２３は、基準信号ＣＯＭを基準信号線Ｌｖｒに供給する。これにより、複数の部分検出領域ＰＡＡに含まれる容量素子Ｃａ（図８参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
図８に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、フォトダイオードＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。図８では、複数のゲート線ＧＣＬのうち、第２方向Ｄｙに並ぶ２つのゲート線ＧＣＬ（ｍ）、ＧＣＬ（ｍ＋１）を示す。また、複数の信号線ＳＧＬのうち、第１方向Ｄｘに並ぶ２つの信号線ＳＧＬ（ｎ）、ＳＧＬ（ｎ＋１）を示す。部分検出領域ＰＡＡは、ゲート線ＧＣＬと信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。第１スイッチング素子Ｔｒは、フォトダイオードＰＤに対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成されている。
第１方向Ｄｘに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第２方向Ｄｙに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、フォトダイオードＰＤのカソード及び容量素子Ｃａに接続される。
フォトダイオードＰＤのアノードには、電源回路１２３からセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳが供給される。また、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａには、電源回路１２３から、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａの初期電位となる基準信号ＣＯＭが供給される。
部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、フォトダイオードＰＤには光量に応じた電流が流れ、これにより容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。第１スイッチング素子Ｔｒがオンになると、容量素子Ｃａに蓄積された電荷に応じて、信号線ＳＧＬに電流が流れる。信号線ＳＧＬは、信号線選択回路１６の第３スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８に接続される。これにより、検出装置１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又は検出領域グループＰＡＧ１、ＰＡＧ２ごとにフォトダイオードＰＤに照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
検出回路４８は、読み出し期間にスイッチＳＳＷがオンになり、信号線ＳＧＬと接続される。検出回路４８の検出信号増幅部４２は、信号線ＳＧＬから供給された電流の変動を電圧の変動に変換して増幅する。検出信号増幅部４２の非反転入力部（＋）には、固定された電位を有する基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、反転入力端子（－）には、信号線ＳＧＬが接続される。本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆとして基準信号ＣＯＭと同じ信号が入力される。また、検出信号増幅部４２は、容量素子Ｃｂ及びリセットスイッチＲＳＷを有する。リセット期間において、リセットスイッチＲＳＷがオンになり、容量素子Ｃｂの電荷がリセットされる。
このような構成により、検出装置１は、複数のフォトダイオードＰＤを有することで、対象物の血中酸素飽和度、脈拍等の生体に関する情報を検出し、検出した情報を含む生体情報をユニットの外部に供給することができる。
次に、第２デバイス１２００の機能構成について説明する。図９は、第２デバイス１２００の機能構成の一例を示す構成図である。図９に示すように、第２デバイス１２００は、上述した検出装置１と、高度センサ２１０と、通信部２２０と、記憶部２３０と、制御部２４０と、を備える。制御部２４０は、検出装置１、高度センサ２１０、通信部２２０及び記憶部２３０と電気的に接続されている。
検出装置１は、メンバー２２００の指Ｆｇ等の内部の生体に関する生体情報Ｄ１０を測定し、該生体情報Ｄ１０を制御部２４０に供給する。検出装置１は、例えば、所定のタイミングで生体情報Ｄ１０を測定するごとに、生体情報Ｄ１０を制御部２４０に供給する。所定のタイミングは、例えば、設定された周期、間隔、時間等を含む。本実施形態では、検出装置１は、血中酸素飽和度を含む生体情報Ｄ１０を制御部２４０に供給することで、血中酸素飽和度センサとして機能している。
高度センサ２１０は、第２デバイス１２００の高度に関する情報を測定する。高度センサ２１０は、気圧センサ、ＧＰＳ（全地球測位システム：Global Positioning System）受信機、高度計等を含む。高度センサ２１０は、第２デバイス１２００に作用する周囲の気圧を測定し、該気圧を高度に置き換える機能を有する。高度センサ２１０は、測定した気圧を変換プログラム、変換テーブル等を用いて高度を算出する。高度センサ２１０は、ＧＰＳ受信機が測定した第２デバイス１２００の現在位置（緯度経度）の高度（標高）を、地図情報が示す緯度経度と高さとの関係から算出する。地図情報は、例えば、緯度経度と高度（標高）との情報がマッピングされた情報を含む。高度センサ２１０は、測定した高度、気圧等が識別可能な高度情報Ｄ２０を制御部２４０に供給する。本実施形態では、高度センサ２１０は、検出装置１に含まれない構成について説明するが、検出装置１に含まれる構成としてもよい。また、リーダー２１００が複数のメンバー２２００と行動を共にすることを前提にする場合、第２デバイス１２００は、高度センサ２１０を備えない構成とし、第１デバイス１１００が自機の高度をメンバー２２００の高度としてもよい。
通信部２２０は、無線により通信する。通信部２２０は、無線通信規格をサポートする。通信規格は、例えば、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ等のセルラーフォンの通信規格と、近距離無線の通信規格と、を含む。通信部２２０は、受信した情報を制御部２４０に供給する。通信部２２０は、制御部２４０の要求された各種情報を送信先に送信する。本実施形態では、通信部２２０は、第２通信部として機能している。
記憶部２３０は、プログラム及びデータを記憶する。記憶部２３０は、制御部２４０の処理結果を一時的に記憶する。記憶部２３０は、記憶媒体を含む。記憶媒体は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、メモリカード、光ディスク、又は光磁気ディスク等を含む。記憶部２３０は、検出装置１及び高度センサ２１０が検出した検出結果等を識別可能な情報を記憶する。
記憶部２３０は、例えば、設定情報２３１、生体情報Ｄ１０、高度情報Ｄ２０等を記憶する。設定情報２３１は、第２デバイス１２００に対して設定された各種情報である。設定情報２３１は、例えば、第２デバイス１２００、第２デバイス１２００を携帯するメンバー２２００等を識別可能な識別情報、送信先情報等を含む。設定情報２３１は、システムにおけるマスターとスレーブとの関係、グループに属するデバイス等を識別可能な情報を含む。生体情報Ｄ１０は、検出装置１が供給した情報であり、例えば、指Ｆｇや掌の脈拍、血中酸素飽和度等の生体に関する情報を含む。高度情報Ｄ２０は、高度センサ２１０が供給した情報であり、例えば、検出した高度、気圧等の情報を含む。記憶部２３０は、検出タイミングが同一又は近い生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を関連付けて記憶する。
制御部２４０は、例えば、ＭＣＵ（Micro Control Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含む。制御部２４０は、第２デバイス１２００の動作を統括的に制御する。制御部２４０は、例えば、生体情報Ｄ１０等を第１デバイス１１００に送信する機能、高度情報Ｄ２０を取得する機能等を有する。制御部２４０の各種機能は、プログラムを実行することによって実現される。本実施形態では、制御部２４０は、第２制御部として機能している。
制御部２４０は、検出装置１からの生体情報Ｄ１０と高度センサ２１０からの高度情報Ｄ２０を関連付けて記憶部２３０に記憶する。制御部２４０は、検出装置１が測定した生体情報Ｄ１０及び高度センサ２１０が測定した高度情報Ｄ２０を、第１デバイス１１００に通信部２２０を介して送信する。本実施形態では、制御部２４０は、高度センサ２１０が測定した高度情報Ｄ２０及び検出装置１（血中酸素飽和度センサ）が測定した生体情報Ｄ１０を、第１デバイス１１００に通信部２２０（第２通信部）を介して送信する第２制御部として機能する。なお、制御部２４０は、生体情報Ｄ１０と高度情報Ｄ２０を異なるタイミングで第１デバイス１１００に送信してもよい。
以上、本実施形態に係る第２デバイス１２００の機能構成例について説明した。なお、図２乃至図９を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る第２デバイス１２００の機能構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る第２デバイス１２００の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
［第１デバイス］
次に、第１デバイス１１００の機能構成について説明する。図１０は、実施形態１に係る第１デバイス１１００の機能構成の一例を示す構成図である。図１０に示すように、第１デバイス１１００は、高度センサ１１０と、通信部１２０と、表示部１３０と、入力部１４０と、記憶部１５０と、制御部１６０と、を備える。制御部１６０は、高度センサ１１０、通信部１２０、表示部１３０、入力部１４０及び記憶部１５０と電気的に接続されている。
高度センサ１１０は、例えば、気圧センサ、ＧＰＳ受信機、高度計等を含む。高度センサ１１０は、第１デバイス１１００に作用する周囲の気圧を測定し、該気圧を高度に置き換える機能を有する。高度センサ１１０は、測定した気圧を変換プログラム、変換テーブル等を用いて高度を算出する。高度センサ１１０は、ＧＰＳ受信機が測定した第１デバイス１１００の現在位置（緯度経度）の高度（標高）を、地図情報が示す緯度経度と高さとの関係から算出する。地図情報は、例えば、緯度経度と高度（標高）との情報がマッピングされた情報を含む。高度センサ１１０は、測定した高度、気圧等が識別可能な高度情報Ｄ２０を制御部１６０に供給する。
通信部１２０は、無線により通信する。通信部１２０は、無線通信規格をサポートする。通信規格は、例えば、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ等のセルラーフォンの通信規格と、近距離無線の通信規格と、を含む。通信部１２０は、受信した情報を制御部１６０に供給する。通信部１２０は、制御部１６０の要求された各種情報を送信先に送信する。本実施形態では、通信部１２０は、第１通信部として機能している。
表示部１３０は、各種情報を表示する機能を有する。表示部１３０は、例えば、第２デバイス１２００から受信した情報、支援するための情報等を表示する。表示部１３０は、制御部１６０によって表示が制御される。表示部１３０は、例えば、各種情報を表示する表示デバイスなどを用いることができる。表示デバイスには、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。
入力部１４０は、ユーザによる物理的な入力操作を検出する機能を有する。入力部１４０は、例えば、タッチスクリーン、操作ボタンなどの操作機器を備える。入力部１４０は、検出した入力操作を示す入力情報を制御部１６０に供給する。
記憶部１５０は、プログラム及びデータを記憶する。記憶部１５０は、制御部１６０の処理結果を一時的に記憶する。記憶部１５０は、記憶媒体を含む。記憶媒体は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカード、光ディスク、又は光磁気ディスク等を含む。記憶部１５０は、高度センサ１１０が測定した測定結果等を識別可能な情報を記憶する。
記憶部１５０は、例えば、判定情報１５１、グループ情報１５２、生体情報Ｄ１０、高度情報Ｄ２０、状態情報Ｄ３０等を記憶する。判定情報１５１は、複数の高度、高度区間、高度範囲等に対応した血中酸素飽和度の判定閾値を含む。判定閾値は、血中酸素飽和度が異常な状態であるか否かを判定するための閾値である。換言すると、判定閾値は、血中酸素飽和度の異常を警告する必要があるか否かを判定可能な閾値である。判定情報１５１の一例については、後述する。グループ情報１５２は、リーダー２１００が管理するグループにおけるメンバー２２００、当該メンバー２２００が携帯する第２デバイス１２００等を識別可能な情報を含む。例えば、グループ情報１５２は、例えば、メンバー２２００と第２デバイス１２００とを関連付けるテーブルを示す情報を有する。グループ情報１５２は、マスターである第１デバイス１１００が通信可能なスレーブと設定した第２デバイス１２００を識別可能な情報を含む。第１デバイス１１００が通信する第２デバイス１２００は、リーダー２１００が管理するメンバー２２００が携帯する第２デバイス１２００である。例えば、グループ情報１５２は、管理対象のメンバー２２００と、該メンバー２２００に関連付けられた第２デバイス１２００との関係を示す情報を含む。
生体情報Ｄ１０は、第２デバイス１２００から受信した生体情報Ｄ１０であり、メンバー２２００及び第２デバイス１２００の少なくとも一方に関連付けられている。高度情報Ｄ２０は、高度センサ１１０が供給した情報を含む。高度情報Ｄ２０は、第２デバイス１２００から受信した情報を含み、メンバー２２００及び第２デバイス１２００の少なくとも一方に関連付けられている。記憶部１５０は、生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０をメンバー２２００及び第２デバイス１２００の少なくとも一方に関連付けて記憶する。状態情報Ｄ３０は、複数の第２デバイス１２００の各々で測定した血中酸素飽和度が危険範囲であるか否かを識別可能な情報を含む。本実施形態では、状態情報Ｄ３０は、複数のメンバー２２００の血中酸素飽和度が正常、注意及び危険のいずれであるかの判定結果を示す情報を含む場合について説明するが、例えば、血中酸素飽和度が異常と判定したメンバー２２００を示す情報としてもよい。
制御部１６０は、例えば、ＭＣＵ、ＣＰＵ等を含む。制御部１６０は、第１デバイス１１００の動作を統括的に制御する。制御部１６０は、例えば、通信部１２０を介して複数の第２デバイス１２００の各々から受信した高度情報Ｄ２０及び生体情報Ｄ１０を取得する機能を有する。制御部１６０は、受信した高度情報Ｄ２０及び生体情報Ｄ１０と判定情報１５１とに基づいて、血中酸素飽和度が高度情報Ｄ２０に対応した判定閾値よりも小さいことを警告する機能を有する。制御部１６０は、複数の第２デバイス１２００の各々で測定した前記血中酸素飽和度が危険範囲であるか否かを識別可能な状態情報を表示部１３０に表示する機能を有する。制御部１６０は、第１デバイス１１００及び第２デバイス１２００で測定した測定結果を管理し、血中酸素飽和度が高度情報Ｄ２０に対応した判定閾値よりも小さいことを警告する機能を有する。制御部１６０の各種機能は、プログラムを実行することによって実現される。本実施形態では、制御部１６０は、第１制御部として機能している。
以上、本実施形態に係る第１デバイス１１００の機能構成例について説明した。なお、図１０を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る第１デバイス１１００の機能構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る第１デバイス１１００の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
［第１デバイスの判定閾値］
次に、第１デバイス１１００の判定閾値の一例について説明する。図１１は、登山における高度と血中酸素飽和度との関係例を説明するための図である。図１２は、第１デバイス１１００の判定閾値の一例を示す図である。
図１１に示すように、登山時の人間の血中酸素飽和度は、高度が高くなるに従って低くなり、体内の酸素も低くなる。そして、登山者は、酸素が欠乏することによって「高山病」が発症してしまう。しかし、登山ツアーのリーダー２１００は、顔色や行動でメンバー２２００の体調をある程度把握することができるが、実際の身体状況を詳細に把握することは困難である。このため、センサシステム１０００は、リーダー２１００がメンバー２２００の失調の状況を迅速に把握できるように支援する。
センサシステム１００は、複数の高度ごとに、血中酸素飽和度の平均値と許容偏差値から危険値を算出し、正常から危険の範囲を複数の段階に分割し、それぞれの許容値の範囲を示すテーブルを作成する機能を有する。図１２に示すように、センサシステム１００は、高度ごとに、血中酸素飽和度の平均値を算出し、該平均値を公式に適用して標準偏差を算出する。センサシステム１００は、高度ごとに、血中酸素飽和度の平均から標準偏差＊２を差し引いて危険値を算出する。図１２において、Ｘは、メンバー２２００の実際の血中酸素飽和度の値である。図１２では、説明を簡単化するために、高度が２３５０ｍ、２７００ｍ、３５００ｍの３つである場合について説明するが、高度の数はこれに限定されない。
例えば、センサシステム１０００は、正常、注意及び危険の３段階でメンバー２２００の身体状態を判定する場合、以下のように判定情報１５１を設定することができる。センサシステム１００は、高度ごとに、正常と判定する正常閾値を、高度ごとの平均から標準偏差を差し引いて設定する。センサシステム１０００は、高度ごとに、注意と判定する条件として、上限を正常閾値、下限を危険値にそれぞれ設定する。センサシステム１０００は、高度ごとに、危険と判定する条件として、危険値よりも小さいことを設定する。
図１２に示す一例では、判定情報１５１は、高度が２３５０ｍの場合、正常の判定条件としてＸ＞９０．７％、注意の判定条件として８８．２％＜Ｘ＜９０．７％、危険の判定条件としてＸ＜８８．２％がそれぞれ設定される。判定情報１５１は、高度が２７００ｍの場合、正常の判定条件としてＸ＞８８．５％、注意の判定条件として８５．９％＜Ｘ＜８８．５％、危険の判定条件としてＸ＜８５．９％がそれぞれ設定される。判定情報１５１は、高度が３５００ｍの場合、正常の判定条件としてＸ＞８１．３％、注意の判定条件として７６．８％＜Ｘ＜８１．３％、危険の判定条件としてＸ＜７６．８％がそれぞれ設定される。これにより、センサシステム１０００は、メンバー２２００の高度に対応した判定条件の閾値（判定閾値）と実際の血中酸素飽和度とを比較することで、メンバー２２００の体調の変化を判定してリーダー２１００に通知することができる。
本実施形態では、判定情報１５１は、判定条件の閾値が判定閾値であり、正常、注意及び危険のそれぞれの判定条件が判定閾値を含む場合について説明するが、これに限定されない。例えば、判定情報１５１は、危険であるか否かの判定が可能な判定閾値のみを含む構成としてもよい。判定閾値は、血中酸素飽和度が危険と判定する判定条件の閾値を設定することで、検出した高度において、血中酸素飽和度が危険な状態のメンバー２２００の存在をリーダー２１００等に警告することができる。判定閾値は、血中酸素飽和度が注意と判定する判定条件の閾値を設定することで、検出した高度において、血中酸素飽和度が注意、すなわち危険な状態に変化する可能性があるメンバー２２００の存在をリーダー２１００等に事前に警告することができる。また、判定情報１５１は、例えば、機械学習を用いて求めた判定閾値、判定条件等を設定してもよい。
［状態情報の表示例］
次に、第１デバイス１１００が表示する状態情報Ｄ３０の一例を説明する。図１３は、状態情報Ｄ３０の表示例を示す図である。図１３に示すように、状態情報Ｄ３０は、メンバー２２００と血中酸素飽和度の状態とを識別可能な情報になっている。状態情報Ｄ３０は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５人のメンバー２２００の血中酸素飽和度の状態が正常、注意及び危険のいずれであるかを識別可能な情報になっている。この場合、グループ情報１５２は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５人のメンバー２２００とスレーブとして設定した第２デバイス１２００との関係を示す情報を含んでいる。
図１３に示す一例では、状態情報Ｄ３０は、Ａ，Ｃ，Ｄのメンバー２２００の状態（体調）が正常、Ｂのメンバー２２００の状態が注意、Ｅのメンバー２２００の状態が危険であることを示している。なお、図１３に示す一例では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、メンバー２２００の名前を示しているが、メンバー２２００の識別番号、第２デバイス１２００の識別番号等としてもよい。状態情報Ｄ３０は、正常な状態を緑色、注意の状態を黄色、危険の状態を赤色で表示するように構成されている。第１デバイス１１００は、正常、注意及び危険の状態を異なる表示態様とした状態情報Ｄ３０を表示部１３０に表示することで、リーダー２１００がメンバー２２００の状態を把握し易くしている。
本実施形態では、センサシステム１０００は、第１デバイス１１００が複数の第２デバイス１２００から生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を取得し、第２デバイス１２００を携帯するメンバー２２００の体調の変化を判定する。センサシステム１０００は、第１デバイス１１００が状態情報Ｄ３０を表示部１３０に表示させることで、複数のメンバー２２００の血中酸素飽和度の状態をリーダー２１００に一目で把握させる。図１３に示す一例では、センサシステム１０００は、メンバー２２００の「Ｅさん」が危険な状態で、「Ｂさん」が注意な状態であることを迅速に把握することができるので、体調の変化に素早く対応させることができる。なお、第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度が危険及び注意の少なくとも一方と判定したメンバー２２００の状態情報Ｄ３０のみを表示させるように構成してもよい。
［実施形態１に係る第２デバイスの処理手順例］
次に、メンバー２２００が携帯する第２デバイス１２００の処理手順について説明する。図１４は、実施形態１に係る第２デバイス１２００が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図１４に示す処理手順は、第２デバイス１２００の制御部２４０がプログラムを実行することより実現される。第２デバイス１２００は、例えば、設定された判定タイミングになると図１４に示す処理手順を実行する。
図１４に示すように、第２デバイス１２００は、対象物があるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。例えば、第２デバイス１２００は、検出装置１によって生体情報Ｄ１０が測定できている場合に、対象物があると判定し、生体情報Ｄ１０が測定できていない場合に、対象物がないと判定する。第２デバイス１２００は、対象物がないと判定した場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、図１４に示す処理手順を終了させる。また、第２デバイス１２００は、対象物があると判定した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、処理をステップＳ２０２に進める。
第２デバイス１２００は、血中酸素飽和度を測定する（ステップＳ２０２）。例えば、第２デバイス１２００は、検出装置１によってメンバー２２００の指Ｆｇ等の内部の生体の血中酸素飽和度、脈拍等を測定し、測定結果を示す生体情報Ｄ１０を生成する。第２デバイス１２００は、ステップＳ２０２の処理が終了すると、処理をステップＳ２０３に進める。
第２デバイス１２００は、検出装置１から生体情報Ｄ１０を取得する（ステップＳ２０３）。例えば、第２デバイス１２００は、検出装置１が測定した血中酸素飽和度、脈拍等を含む生体情報Ｄ１０を取得し、該生体情報Ｄ１０を時系列順に記憶部２３０に記憶する。第２デバイス１２００は、ステップＳ２０３の処理が終了すると、処理をステップＳ２０４に進める。
第２デバイス１２００は、気圧に基づいて高度情報Ｄ２０を測定する（ステップＳ２０４）。例えば、第２デバイス１２００は、高度センサ２１０によって気圧を測定し、該気圧に基づいて第２デバイス１２００の高度を算出することで、気圧、高度等を示す高度情報Ｄ２０を測定する。第２デバイス１２００は、ステップＳ２０４の処理が終了すると、処理をステップＳ２０５に進める。
第２デバイス１２００は、血中酸素飽和度を含む生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を第１デバイス１１００へ送信する（ステップＳ２０５）。例えば、第２デバイス１２００は、通信部２２０を介して、設定情報２３１が示すマスターの第１デバイス１１００へ生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を送信する。第２デバイス１２００は、第２デバイス１２００及び第２デバイス１２００を携帯するメンバー２２００を識別可能な情報を関連付けて、生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を第１デバイス１１００へ送信する。第２デバイス１２００は、ステップＳ２０５の処理が終了すると、図１４に示す処理手順を終了させる。
［実施形態１に係る第１デバイスの処理手順例］
次に、リーダー２１００が利用する第１デバイス１１００の処理手順について説明する。図１５は、実施形態１に係る第１デバイス１１００が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図１５に示す処理手順は、第１デバイス１１００の制御部１６０がプログラムを実行することより実現される。第１デバイス１１００は、例えば、リーダー２１００を支援する対象期間において、図１５に示す処理手順を繰り返し実行する。
図１５に示すように、第１デバイス１１００は、第２デバイス１２００から情報を受信しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、第１デバイス１１００は、通信部１２０を介して、グループ情報１５２が示すスレーブの第２デバイス１２００から情報を受信している場合に、第２デバイス１２００から受信していると判定する。第１デバイス１１００は、第２デバイス１２００から情報を受信していないと判定した場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、図１５に示す処理手順を終了させる。また、第１デバイス１１００は、第２デバイス１２００から情報を受信していると判定した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０２に進める。
第１デバイス１１００は、受信した生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を記憶部１５０に記憶する（ステップＳ１０２）。例えば、第１デバイス１１００は、第２デバイス１２００から受信した生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を第２デバイス１２００及び当該第２デバイス１２００を携帯するメンバー２２００に関連付けて記憶部１５０に記憶する。第１デバイス１１００は、ステップＳ１０２の処理が終了すると、処理をステップＳ１０３に進める。
第１デバイス１１００は、受信した高度情報Ｄ２０が示す高度に対応した判定情報１５１を取得する（ステップＳ１０３）。例えば、第１デバイス１１００は、高度情報Ｄ２０が２３５０ｍを示している場合、図１２に示す２３５０ｍに対応した判定閾値を含む判定情報１５１を記憶部１５０から取得する。第１デバイス１１００は、ステップＳ１０３の処理が終了すると、処理をステップＳ１０４に進める。
第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度と判定閾値を比較し、比較結果を記憶部１５０に記憶する（ステップＳ１０４）。例えば、第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度が判定情報１５１の危険を示す判定閾値よりも低いか否かの比較結果を、メンバー２２００に関連付けて記憶部１５０に記憶する。本実施形態では、第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度が判定情報１５１の危険を示す判定閾値よりも低くない場合、血中酸素飽和度が正常又は注意の判定条件を満たすか否かを判定して判定結果を記憶部１５０に記憶する。これにより、第１デバイス１１００は、メンバー２２００の血中酸素飽和度の状態が正常、注意及び危険のいずれであるかを識別可能な情報を記憶部１５０に記憶する。第１デバイス１１００は、ステップＳ１０４の処理が終了すると、処理をステップＳ１０５に進める。
第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さいメンバー２２００が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。例えば、第１デバイス１１００は、記憶部１５０に記憶している管理対象のメンバー２２００の最新の判定結果の中で、血中酸素飽和度が危険の判定閾値よりも小さいとの判定結果がある場合に、血中酸素飽和度が異常のメンバー２２００が存在するので、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さいメンバー２２００が存在すると判定する。例えば、第１デバイス１１００は、記憶部１５０に記憶している管理対象のメンバー２２００の最新の判定結果の中で、血中酸素飽和度が注意の判定閾値（上限の値）よりも小さいとの判定結果がある場合に、血中酸素飽和度が異常または注意のメンバー２２００が存在するので、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さいメンバー２２００が存在すると判定してもよい。第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さいメンバー２２００が存在しないと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、図１５に示す処理手順を終了させる。また、第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さいメンバー２２００が存在すると判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０６に進める。
第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度の警告処理を実行する（ステップＳ１０６）。例えば、警告処理は、メンバー２２００の血中酸素飽和度が警告の状態であることを表示、音声等で警告する処理、アラームを出力する処理、血中酸素飽和度が異常のメンバー２２００を通知する処理、複数のメンバー２２００のそれぞれの血中酸素飽和度の状態を識別可能な状態情報Ｄ３０を表示する処理等を含む。第１デバイス１１００は、警告処理を実行することで、血中酸素飽和度が悪化したメンバー２２００をリーダー２１００に把握させる支援を行う。第１デバイス１１００は、ステップＳ１０６の処理が終了すると、図１５に示す処理手順を終了させる。
図１５に示す処理手順では、第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さいメンバー２２００が存在しないと判定した場合、処理手順を終了させているが、例えば、最新の状態情報Ｄ３０を表示部１３０に表示させる等の処理を実行してもよい。
以上により、センサシステム１０００は、複数のメンバー２２００のそれぞれの第２デバイス１２００が生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を第１デバイス１１００に送信する。センサシステム１０００は、第１デバイス１１００が複数の第２デバイス１２００から主審した生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０に基づいて、複数のメンバー２２００の中で血中酸素濃度が高度に対応した判定閾値よりも小さいメンバー２２００を警告する。これにより、センサシステム１０００は、第１デバイス１１００が危険な血中酸素飽和度を警告することで、管理対象のメンバー２２００の身体状況の変化をリーダー２１００に容易に把握させることができる。その結果、センサシステム１０００は、グループに属するメンバー２２００の体調が悪化したことをリーダー２１００に警告することで、体調変化に対する早急な対応を支援することができる。特に、センサシステム１０００は、登山において、リーダー２１００がメンバー２２００の顔色や行動を常時確認できなくても、体調が悪化したメンバー２２００を把握させることで、高山病の発生リスクを抑制することができる。
センサシステム１０００では、第１デバイス１１００は、複数の第２デバイス１２００の各々で測定した血中酸素飽和度が危険な状態であるか否かを識別可能な状態情報Ｄ３０を表示部１３０に表示する。これにより、センサシステム１０００は、第１デバイス１１００が状態情報Ｄ３０を表示部１３０に表示することで、複数のメンバー２２００の血中酸素飽和度が危険であるか否かをリーダー２１００に迅速に把握させることができる。その結果、センサシステム１０００は、リーダー２１００が全てのメンバー２２００の顔色や行動を把握できなくても、メンバー２２００の身体状況を常に把握させることができる。また、センサシステム１０００は、第１デバイス１１００が血中酸素飽和度の正常、注意及び危険の段階的な状態を状態情報Ｄ３０で表示することで、メンバー２２００の血中酸素飽和度の変化を迅速に把握させることができる。
また、センサシステム１０００は、第１デバイス１１００が高度に対応した判定閾値で血中酸素飽和度を判定するので、複数のメンバー２２００が異なる高度に存在しても、それぞれの高度に適した血中酸素飽和度の判定を行うことができる。例えば、建設現場では、同一の建物において異なる階でメンバー２２００が作業を行っていても、センサシステム１０００は、全てのメンバー２２００の血中酸素濃度を判定できる。これにより、センサシステム１０００は、高度が異なる広範囲に存在する複数のメンバー２２００の血中酸素飽和度を判定できるので、システムの利便性を向上させることができる。
（実施形態１の変形例）
上述した実施形態１では、センサシステム１０００は、図１０に示す第１デバイス１１００がリーダー２１００の状態を計測しない場合について説明したが、これに限定されず、以下の第１デバイス１１００Ａに置き換えることができる。すなわち、センサシステム１０００は、第１デバイス１１００Ａと、複数の第２デバイス１２００と、を備える構成としてもよい。なお、第１デバイス１１００Ａは、上述した第２デバイス１２００と同様に、リーダー２１００が装着可能なデバイスである。なお、以下の説明では、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
［実施形態１の変形例に係る第１デバイス］
次に、実施形態１の変形例に係る第１デバイス１１００Ａの機能構成について説明する。図１６は、実施形態１の変形例に係る第１デバイス１１００Ａの機能構成の一例を示す構成図である。図１６に示すように、第１デバイス１１００Ａは、上述した検出装置１と、高度センサ１１０と、通信部１２０と、表示部１３０と、入力部１４０と、記憶部１５０と、制御部１６０と、を備える。制御部１６０は、検出装置１、高度センサ１１０、通信部１２０、表示部１３０、入力部１４０及び記憶部１５０と電気的に接続されている。第１デバイス１１００Ａは、例えば、指輪又はリストバンドとスマートフォンとの組み合わせで実現してもよいし、スマートウォッチで実現してもよい。
検出装置１は、リーダー２１００の指等の内部の生体に関する生体情報Ｄ１０を検出し、該生体情報Ｄ１０を制御部１６０に供給する。検出装置１は、例えば、所定のタイミングで生体情報Ｄ１０を測定するごとに、生体情報Ｄ１０を制御部１６０に供給する。本実施形態では、検出装置１は、血中酸素飽和度を含む生体情報を制御部１６０に供給することで、血中酸素飽和度センサとして機能している。
制御部１６０は、検出装置１が供給する生体情報Ｄ１０をリーダー２１００の情報として記憶部１５０に記憶する。制御部１６０は、第１デバイス１１００Ａ及び第２デバイス１２００の検出装置１で測定した測定結果を管理し、血中酸素飽和度が高度情報Ｄ２０に対応した判定閾値よりも小さいことを警告する機能を有する。制御部１６０は、リーダー２１００及び複数のメンバー２２００の血中酸素飽和度の異常を警告することができることで、リーダー２１００の体調管理も支援することができる。制御部１６０は、第１デバイス１１００及び複数の第２デバイス１２００の各々で測定した血中酸素飽和度が危険範囲であるか否かを識別可能な状態情報Ｄ３０を表示部１３０に表示する機能を有する。
以上、実施形態１の変形例に係る第１デバイス１１００Ａの機能構成例について説明した。なお、図１６を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る第１デバイス１１００Ａの機能構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る第１デバイス１１００Ａの機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
［実施形態１の変形例に係る第１デバイスの処理手順例］
次に、リーダー２１００が利用する第１デバイス１１００Ａの処理手順について説明する。図１７は、実施形態１の変形例に係る第１デバイス１１００Ａが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図１７に示す処理手順は、第１デバイス１１００Ａの制御部１６０がプログラムを実行することより実現される。第１デバイス１１００Ａは、例えば、リーダー２１００を支援する対象期間において、図１７に示す処理手順を繰り返し実行する。
図１７に示すように、第１デバイス１１００Ａは、対象物があるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。例えば、第１デバイス１１００Ａは、検出装置１によって生体情報Ｄ１０が測定できている場合に、対象物があると判定し、生体情報Ｄ１０が測定できていない場合に、対象物がないと判定する。第１デバイス１１００Ａは、対象物がないと判定した場合（ステップＳ１１１でＮｏ）、図１７に示す処理手順を終了させる。また、第１デバイス１１００Ａは、対象物があると判定した場合（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、処理をステップＳ１１２に進める。
第１デバイス１１００Ａは、血中酸素飽和度を測定する（ステップＳ１１２）。例えば、第１デバイス１１００Ａは、検出装置１によってリーダー２１００の生体の血中酸素飽和度、脈拍等を測定し、測定結果を示す生体情報Ｄ１０を生成する。第１デバイス１１００Ａは、ステップＳ１１２の処理が終了すると、処理をステップＳ１１３に進める。
第１デバイス１１００Ａは、検出装置１から生体情報Ｄ１０を取得する（ステップＳ１１３）。例えば、第１デバイス１１００Ａは、検出装置１が測定した血中酸素飽和度、脈拍等を含む生体情報Ｄ１０を取得し、該生体情報Ｄ１０を記憶部１５０に記憶する。第１デバイス１１００Ａは、ステップＳ１１３の処理が終了すると、処理をステップＳ１１４に進める。
第１デバイス１１００Ａは、気圧に基づいて高度情報Ｄ２０を測定する（ステップＳ１１４）。例えば、第１デバイス１１００Ａは、高度センサ１１０によって気圧を測定し、該気圧に基づいて第１デバイス１１００Ａの高度を算出することで、気圧、高度等を示す高度情報Ｄ２０を測定する。第１デバイス１１００Ａは、ステップＳ１１４の処理が終了すると、処理をステップＳ１１５に進める。
第１デバイス１１００Ａは、血中酸素飽和度を含む生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を関連付けて記憶部１５０に記憶する（ステップＳ１１５）。例えば、第１デバイス１１００Ａは、生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を、リーダー２１００が識別可能な情報に関連付けて記憶部１５０に記憶する。第１デバイス１１００Ａは、ステップＳ１１５の処理が終了すると、処理をステップＳ１０１に進める。
なお、以下のステップＳ１０１からステップＳ１０４の処理手順は、図１５に示したステップＳ１０１からステップＳ１０４の処理手順と同一であるため、説明を簡単化する。
第１デバイス１１００Ａは、第２デバイス１２００から情報を受信しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。第１デバイス１１００Ａは、第２デバイス１２００から情報を受信していないと判定した場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、処理をステップＳ１０４に進める。第１デバイス１１００Ａは、血中酸素飽和度と判定閾値を比較し、比較結果を記憶部１５０に記憶する（ステップＳ１０４）。すなわち、第１デバイス１１００Ａは、第１デバイス１１００Ａが検出装置１から取得したリーダー２１００の血中酸素飽和度と判定閾値を比較し、比較結果を記憶部１５０に記憶する。第１デバイス１１００Ａは、ステップＳ１０４の処理が終了すると、処理を後述するステップＳ１２０に進める。
また、第１デバイス１１００Ａは、第２デバイス１２００から情報を受信していると判定した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０２に進める。第１デバイス１１００Ａは、受信した生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を記憶部１５０に記憶する（ステップＳ１０２）。例えば、第１デバイス１１００Ａは、第２デバイス１２００から受信した生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を第２デバイス１２００及び当該第２デバイス１２００を携帯するメンバー２２００に関連付けて記憶部１５０に記憶する。第１デバイス１１００Ａは、ステップＳ１０２の処理が終了すると、処理をステップＳ１０３に進める。
第１デバイス１１００Ａは、受信した高度情報Ｄ２０が示す高度に対応した判定情報１５１を取得する（ステップＳ１０３）。そして、第１デバイス１１００Ａは、血中酸素飽和度と判定閾値を比較し、比較結果を記憶部１５０に記憶する（ステップＳ１０４）。すなわち、第１デバイス１１００Ａは、第１デバイス１１００Ａが検出装置１から取得したリーダー２１００の血中酸素飽和度及び第２デバイス１２００からのメンバー２２００の血中酸素飽和度と判定閾値を比較し、比較結果を記憶部１５０に記憶する。第１デバイス１１００Ａは、ステップＳ１０４の処理が終了すると、処理をステップＳ１２０に進める。
第１デバイス１１００Ａは、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在するか否かを判定する（ステップＳ１２０）。例えば、第１デバイス１１００Ａは、記憶部１５０に記憶している管理対象のリーダー２１００及びメンバー２２００の最新の判定結果の中で、血中酸素飽和度が危険の判定閾値よりも小さいとの判定結果がある場合に、血中酸素飽和度が異常の人が存在するので、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在すると判定する。例えば、第１デバイス１１００Ａは、記憶部１５０に記憶している管理対象のリーダー２１００及びメンバー２２００の最新の判定結果の中で、血中酸素飽和度が注意の判定閾値（上限の値）よりも小さいとの判定結果がある場合に、血中酸素飽和度が異常または注意の人が存在するので、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在すると判定してもよい。第１デバイス１１００Ａは、第１デバイス１１００は、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在しないと判定した場合（ステップＳ１２０でＮｏ）、図１７に示す処理手順を終了させる。また、第１デバイス１１００Ａは、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在すると判定した場合（ステップＳ１２０でＹｅｓ）、処理をステップＳ１２１に進める。
第１デバイス１１００Ａは、血中酸素飽和度の警告処理を実行する（ステップＳ１２１）。例えば、警告処理は、リーダー２１００及びメンバー２２００のうちの少なくとも１人の血中酸素飽和度が警告の状態であることを表示、音声等で警告する処理、アラームを出力する処理、血中酸素飽和度が異常の人を通知する処理、リーダー２１００及び複数のメンバー２２００のそれぞれの血中酸素飽和度の状態を識別可能な状態情報Ｄ３０を表示する処理等を含む。第１デバイス１１００Ａは、警告処理を実行することで、血中酸素飽和度が悪化したリーダー２１００及びメンバー２２００を把握させる支援を行う。第１デバイス１１００Ａは、ステップＳ１２１の処理が終了すると、図１７に示す処理手順を終了させる。
以上により、センサシステム１０００は、複数のメンバー２２００のそれぞれの第２デバイス１２００が生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を第１デバイス１１００Ａに送信し、第１デバイス１１００Ａによってメンバー２２００の血中酸素濃度が高度に対応した判定閾値よりも小さいことを警告する。さらに、センサシステム１０００は、リーダー２１００の生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を取得し、血中酸素濃度が高度に対応した判定閾値よりも小さいことを警告する。これにより、センサシステム１０００は、第１デバイス１１００Ａが危険な血中酸素飽和度を警告することで、リーダー２１００及び複数のメンバー２２００の身体状況の変化をリーダー２１００に容易に把握させることができる。その結果、センサシステム１０００は、リーダー２１００及び複数のメンバー２２００の体調が悪化したことをリーダー２１００に警告することで、グループで発生する体調変化に対する早急な対応を支援することができる。
（実施形態２）
［実施形態２に係るセンサシステム］
図１８は、実施形態２に係るセンサシステムのシステム構成の一例を示す構成図である。図１８に示すように、センサシステム１０００Ａは、リーダー２１００と複数のメンバー２２００とが属するグループにおいて、メンバー２２００の体調変化を把握可能な機能を提供できる。センサシステム１０００Ａは、複数の第３デバイス１３００を備える。第３デバイス１３００は、例えば、リストバンド、指輪、スマートウォッチ等のリーダー２１００及びメンバー２２００が携帯可能なウェアラブルデバイスである。第３デバイス１３００は、クラウド上のサーバ１４００にアクセス可能な構成になっている。サーバ１４００は、ネットワークサーバ装置であり、データ記憶部１４１０を有する。データ記憶部１４１０は、第３デバイス１３００が測定した生体情報Ｄ１０の判定結果を識別可能な情報を記憶し、記憶している情報をリーダー２１００及びメンバー２２００に共有している。
［第３デバイス］
次に、第３デバイス１３００の機能構成について説明する。図１９は、実施形態２に係る第３デバイス１３００の機能構成の一例を示す構成図である。図１９に示すように、第３デバイス１３００は、上述した検出装置１と、高度センサ３１０と、通信部３２０と、表示部３３０と、入力部３４０と、記憶部３５０と、制御部３６０と、を備える。制御部３６０は、検出装置１、高度センサ３１０、通信部３２０、表示部３３０、入力部３４０及び記憶部３５０と電気的に接続されている。
検出装置１は、リーダー２１００またはメンバー２２００の生体に関する生体情報Ｄ１０を検出し、該生体情報Ｄ１０を制御部３６０に供給する。検出装置１は、例えば、所定のタイミングで生体情報Ｄ１０を測定するごとに、生体情報Ｄ１０を制御部３６０に供給する。本実施形態では、検出装置１は、血中酸素飽和度を含む生体情報を制御部３６０に供給することで、血中酸素飽和度センサとして機能している。
高度センサ３１０は、例えば、気圧センサ、ＧＰＳ受信機等を含む。高度センサ３１０は、第３デバイス３１００に作用する周囲の気圧を検出し、該気圧を高度に置き換える機能を有する。高度センサ３１０は、ＧＰＳ受信機が測定した第３デバイス１３００の現在位置（緯度経度）の高度（標高）を、地図情報が示す緯度経度と高さとの関係から算出する。高度センサ３１０は、検出した高度、気圧等を識別可能な高度情報Ｄ２０を制御部３６０に供給する。
通信部３２０は、無線により通信する。通信部３２０は、無線通信規格をサポートする。通信規格は、例えば、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ等のセルラーフォンの通信規格と、近距離無線の通信規格と、を含む。通信部３２０は、受信した情報を制御部３６０に供給する。通信部３２０は、制御部１６０の要求された各種情報をサーバ１４００、他の第３デバイス１３００等の送信先に送信する。
表示部３３０は、各種情報を表示する機能を有する。表示部３３０は、例えば、サーバ１４００から受信した情報、支援するための情報等を表示する。表示部３３０は、制御部３６０によって表示が制御される。表示部３３０は、例えば、各種情報を表示する表示デバイスなどを用いることができる。表示デバイスには、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。
入力部３４０は、ユーザによる物理的な入力操作を検出する機能を有する。入力部３４０は、例えば、タッチスクリーン、操作ボタンなどの操作機器を備える。入力部３４０は、検出した入力操作を示す入力情報を制御部３６０に供給する。
記憶部３５０は、プログラム及びデータを記憶する。記憶部３５０は、制御部３６０の処理結果を一時的に記憶する。記憶部３５０は、記憶媒体を含む。記憶媒体は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカード、光ディスク、又は光磁気ディスク等を含む。記憶部３５０は、高度センサ３１０が検出した検出結果等を識別可能な情報を記憶する。記憶部３５０は、例えば、上述した判定情報１５１、グループ情報１５２、生体情報Ｄ１０、高度情報Ｄ２０及び状態情報Ｄ３０等の各種情報を記憶する。
制御部３６０は、例えば、ＭＣＵ、ＣＰＵ等を含む。制御部３６０は、第３デバイス１３００の動作を統括的に制御する。制御部３６０は、例えば、通信部３２０を介して複数のサーバ１４００、他の第３デバイス１３００等から受信した情報を取得する機能を有する。制御部３６０は、検出装置１によって測定した血中酸素飽和度が高度情報Ｄ２０に対応した判定閾値よりも小さいか否かを識別可能な状態情報Ｄ３０を複数の第３デバイス１３００で共有する機能を有する。制御部３６０は、他の第３デバイス１３００が共有した状態情報Ｄ３０を取得して表示部３３０に表示する機能を有する。状態情報Ｄ３０は、リーダー２１００及びメンバー２２００の血中酸素飽和度が正常、注意、危険の段階的な状態を示す。制御部３６０は、状態情報Ｄ３０を表示部３３０に常時表示させたり、警告時に表示させたりすることができる。制御部３６０の各種機能は、プログラムを実行することによって実現される。
以上、本実施形態に係る第３デバイス１３００の機能構成例について説明した。なお、図１９を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る第３デバイス１３００の機能構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る第３デバイス１３００の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
［実施形態２に係る第３デバイスの処理手順例］
次に、リーダー２１００及び複数のメンバー２２００が利用するそれぞれの第３デバイス１３００の処理手順について説明する。図２０は、実施形態２に係る第３デバイス１３００が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図２０に示す処理手順は、第３デバイス１３００の制御部３６０がプログラムを実行することにより実現される。第３デバイス１３００は、例えば、リーダー２１００を支援する対象期間において、図２０に示す処理手順を繰り返し実行する。
図２０に示すように、第３デバイス１３００は、対象物があるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。例えば、第３デバイス１３００は、検出装置１によって生体情報Ｄ１０が測定できている場合に対象物があると判定し、生体情報Ｄ１０が測定できていない場合に対象物がないと判定する。第３デバイス１３００は、対象物がないと判定した場合（ステップＳ３０１でＮｏ）、図２０に示す処理手順を終了させる。また、第３デバイス１３００は、対象物があると判定した場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、処理をステップＳ３０２に進める。
第３デバイス１３００は、血中酸素飽和度を測定する（ステップＳ３０２）。例えば、第３デバイス１３００は、検出装置１によってリーダー２１００またはメンバー２２００の生体の血中酸素飽和度、脈拍等を測定し、測定結果を示す生体情報Ｄ１０を生成する。第３デバイス１３００は、ステップＳ３０２の処理が終了すると、処理をステップＳ３０３に進める。
第３デバイス１３００は、検出装置１から生体情報Ｄ１０を取得する（ステップＳ３０３）。例えば、第３デバイス１３００は、検出装置１が測定した血中酸素飽和度、脈拍等を含む生体情報Ｄ１０を取得し、該生体情報Ｄ１０を記憶部３５０に記憶する。第３デバイス１３００は、ステップＳ３０３の処理が終了すると、処理をステップＳ３０４に進める。
第３デバイス１３００は、気圧に基づいて高度情報Ｄ２０を測定する（ステップＳ３０４）。例えば、第３デバイス１３００は、高度センサ１１０によって気圧を測定し、該気圧に基づいて第３デバイス１３００の高度を算出することで、気圧、高度等を示す高度情報Ｄ２０を測定する。第３デバイス１３００は、ステップＳ３０４の処理が終了すると、処理をステップＳ３０５に進める。
第３デバイス１３００は、血中酸素飽和度を含む生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を関連付けて記憶部３５０に記憶する（ステップＳ３０５）。例えば、第３デバイス１３００は、生体情報Ｄ１０及び高度情報Ｄ２０を関連付けて記憶部３５０に記憶する。第３デバイス１３００は、ステップＳ３０５の処理が終了すると、処理をステップＳ３０６に進める。
第３デバイス１３００は、血中酸素飽和度と高度に対応した判定閾値を比較し、比較結果を記憶部３５０に記憶する（ステップＳ３０６）。例えば、第３デバイス１３００は、高度情報Ｄ２０が示す高度に対応した判定情報１５１を取得し、判定情報１５１が示す判定閾値と血中酸素飽和度を比較した比較結果を記憶部１５０に記憶する。本実施形態では、比較結果は、例えば、血中酸素飽和度が上述した正常、注意及び警告のいずれであるかを示す。第３デバイス１３００は、ステップＳ３０６の処理が終了すると、処理をステップＳ３０７に進める。
第３デバイス１３００は、比較結果をサーバ１４００のデータ記憶部１４１０に記憶する（ステップＳ３０７）。例えば、第３デバイス１３００は、通信部３２０を介して、ステップＳ３０６の比較結果の保存をサーバ１４００に要求する。これにより、サーバ１４００は、血中酸素飽和濃度の判定結果を示す情報を第３デバイス１３００及びグループの識別が可能なようにデータ記憶部１４１０に記憶する。第３デバイス１３００は、ステップＳ３０７の処理が終了すると、処理をステップＳ３０８に進める。
第３デバイス１３００は、サーバ１４００から他の第３デバイス１３００の判定結果を取得する（ステップＳ３０８）。例えば、第３デバイス１３００は、通信部３２０を介して、グループ情報１５２が示すグループに属する第３デバイス１３００の判定結果の取得をサーバ１４００に要求する。これにより、サーバ１４００は、要求されたグループの判定結果をデータ記憶部１４１０から抽出し、該判定結果を要求元の第３デバイス１３００に供給する。第３デバイス１３００は、サーバ１４００から取得した判定結果をリーダー２１００またはメンバー２２００を識別可能なように記憶部３５０の状態情報Ｄ３０に記憶することで、状態情報Ｄ３０を複数の第３デバイス１３００で共有し、処理をステップＳ３０９に進める。
第３デバイス１３００は、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０９）。例えば、第３デバイス１３００は、サーバ１４００から取得した複数の比較結果の中に、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さいとの判定結果が存在する場合に、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在すると判定する。第３デバイス１３００は、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在しないと判定した場合（ステップＳ３０９でＮｏ）、図２０に示す処理手順を終了させる。また、第３デバイス１３００は、血中酸素飽和度が判定閾値よりも小さい人が存在すると判定した場合（ステップＳ３０９でＹｅｓ）、処理をステップＳ３１０に進める。
第３デバイス１３００は、血中酸素飽和度の警告処理を実行する（ステップＳ３１０）。例えば、警告処理は、リーダー２１００及びメンバー２２００の血中酸素飽和度が警告の状態であることを表示、音声等で警告する処理、アラームを出力する処理、血中酸素飽和度が異常のリーダー２１００、メンバー２２００等を通知する処理、リーダー２１００及び複数のメンバー２２００のそれぞれの血中酸素飽和度の状態を識別可能な状態情報Ｄ３０を表示する処理等を含む。第３デバイス１３００は、警告処理を実行することで、血中酸素飽和度が悪化したリーダー２１００、メンバー２２００等を把握させる支援を行う。第３デバイス１３００は、ステップＳ３１０の処理が終了すると、図２０に示す処理手順を終了させる。
以上により、センサシステム１０００Ａは、リーダー２１００及び複数のメンバー２２００のそれぞれが第３デバイス１３００を携帯し、第３デバイス１３００ごとに血中酸素濃度が高度に対応した判定閾値よりも小さいか否かを判定する。センサシステム１０００Ａは、第３デバイス１３００によって血中酸素濃度が高度に対応した判定閾値よりも小さいか否かの判定結果を複数の第３デバイス１３００で共有する。これにより、センサシステム１０００Ａは、リーダー２１００だけではなく、グループの全員がお互いの血中酸素飽和度の状態を把握させることができる。その結果、センサシステム１００Ａは、リーダー２１００及びメンバー２２００がお互いの血中酸素飽和度の状態を確認できるので、グループで発生する体調変化に対する早急な対応を支援することができる。
上述した各実施形態は、各構成要素を適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１ 検出装置
１０ センサ部
２１ センサ基板
６０ 光源
６１ 第１光源
６２ 第２光源
１１０ 高度センサ
１２０ 通信部
１３０ 表示部
１４０ 入力部
１５０ 記憶部
１５１ 判定情報
１５２ グループ情報
１６０ 制御部
２０１ 筐体
２１０ 高度センサ
２２０ 通信部
２３０ 記憶部
２３１ 設定情報
２４０ 制御部
３１０ 高度センサ
３２０ 通信部
３３０ 表示部
３４０ 入力部
３５０ 記憶部
３６０ 制御部
１０００，１０００Ａ センサシステム
１１００，１１００Ａ 第１デバイス
１２００ 第２デバイス
１３００ 第３デバイス
Ｄ１０ 生体情報
Ｄ２０ 高度情報
Ｄ３０ 状態情報
ＰＤ フォトダイオード
ＡＡ 検出領域
ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３，ＡＡ４，ＡＡ５，ＡＡ６，ＡＡ７，ＡＡ８ 部分領域

Claims (11)

  1. 第１制御部と第１通信部とを有する第１デバイスと、
    高度センサと血中酸素飽和度センサと第２制御部と第２通信部とを有する複数の第２デバイスと、を備え、
    前記第２デバイスの前記第２制御部は、前記高度センサが測定した高度情報及び前記血中酸素飽和度センサが測定した生体情報を、前記第１デバイスに前記第２通信部を介して送信し、
    前記第１デバイスは、複数の高度に対応した血中酸素飽和度の判定閾値を含む判定情報を有し、
    前記第１制御部は、前記第１通信部を介して複数の前記第２デバイスの各々から受信した前記高度情報及び前記生体情報と前記判定情報とに基づいて、前記血中酸素飽和度が前記高度情報に対応した前記判定閾値よりも小さいことを警告する
    センサシステム。
  2. 前記第１デバイスは、複数の前記第２デバイスの各々で測定した前記血中酸素飽和度が危険範囲であるか否かを識別可能な状態情報を表示部に表示する
    請求項１に記載のセンサシステム。
  3. 前記第１デバイスは、前記高度センサと前記血中酸素飽和度センサとを有し、
    前記第１制御部は、前記第１デバイス及び前記第２デバイスで測定した測定結果を管理し、前記血中酸素飽和度が前記高度情報に対応した前記判定閾値よりも小さいことを警告する
    請求項１または２に記載のセンサシステム。
  4. 前記第１デバイスまたは前記第２デバイスは、リストバンドまたは指輪である
    請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサシステム。
  5. 前記第１デバイスは、複数の前記第２デバイスと通信するスレーブを設定する
    請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサシステム。
  6. 制御部と高度センサと血中酸素飽和度センサと通信部とを有する複数のウェアラブルデバイスを備え、
    複数の前記ウェアラブルデバイスの各々は、
    複数の高度に対応した血中酸素飽和度の判定閾値を含む判定情報を有し、
    前記制御部は、前記血中酸素飽和度センサによって測定した前記血中酸素飽和度が前記高度センサによって測定した高度情報に対応した前記判定閾値よりも小さいか否かを識別可能な状態情報を複数の前記ウェアラブルデバイスで共有する
    センサシステム。
  7. 前記ウェアラブルデバイスは、他の前記ウェアラブルデバイスが共有した前記状態情報を取得して表示部に表示する
    請求項６に記載のセンサシステム。
  8. 前記ウェアラブルデバイスは、リストバンドまたは指輪である
    請求項６または７に記載のセンサシステム。
  9. 前記血中酸素飽和度センサは、センサ基板と、前記センサ基板に沿って配置されたセンサ部と、前記センサ部の配置に対応して並ぶ複数の光源と、を有する
    請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサシステム。
  10. 前記高度センサは、気圧センサである
    請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサシステム。
  11. 前記高度センサは、全地球測位システムと地図情報とに基づいて高度を算出する
    請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサシステム。
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