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技術 生体情報測定装置及び生体情報測定装置の制御方法

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 黒田真朗中平道生青島一郎中村英典
出願日 2014年3月12日 (6年9ヶ月経過) 出願番号 2014-048549
公開日 2015年10月1日 (5年2ヶ月経過) 公開番号 2015-171470
状態 特許登録済
技術分野 脈拍・心拍・血圧・血流の測定 生体の呼吸・聴力・形態・血液特性等の測定
主要キーワード 全力疾走 側面視略円弧状 目標ゾーン 初期校正 ウェアラブル機器 指標テーブル 軸センサー ユーザー状態
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年10月1日)のものです。
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図面 (9)

課題

使用者運動時の負荷状態を効果的に報知できる生体情報測定装置及び生体情報測定装置の制御方法を提供すること。

解決手段

生体情報測定装置1は、使用者の生体情報を検出する生体情報検出部と、使用者の動作に関する動作情報を検出する動作情報検出部と、使用者の負荷状態を報知する報知部と、検出された生体情報及び動作情報に基づいて、使用者の運動種別分析する運動分析部73と、運動種別ごとに負荷状態の報知条件を設定する条件設定部74と、検出された生体情報及び動作情報に基づいて、運動分析部73により分析された使用者の運動種別に応じた報知条件が充足されるか否かを判定する条件判定部75と、条件判定部75により報知条件が充足されると判定されると、負荷状態を報知部に報知させる報知制御部77と、を有する。

概要

背景

従来、脈拍計として構成され、初期校正処理で個人毎に運動目標ゾーン脈拍数の範囲)を設定し、脈拍計で取得した算出脈拍数が、設定された目標ゾーン内の脈拍数であるか否かを判定し、ゾーン内であればLED(Light Emitting Diode)ランプを青色に点灯制御し、ゾーン外であればLEDランプを赤色に点灯制御する生体情報処理装置が知られている(例えば、特許文献1)。

この特許文献1の生体情報処理装置では、上記ゾーンと現在の脈拍数とに応じて点灯される1つのランプの色を変更することにより、運動強度負荷状態)を報知している。このような負荷状態の報知の仕方としては、圧電振動子振動させることによって行うことが提案されている。

概要

使用者の運動時の負荷状態を効果的に報知できる生体情報測定装置及び生体情報測定装置の制御方法を提供すること。生体情報測定装置1は、使用者の生体情報を検出する生体情報検出部と、使用者の動作に関する動作情報を検出する動作情報検出部と、使用者の負荷状態を報知する報知部と、検出された生体情報及び動作情報に基づいて、使用者の運動種別分析する運動分析部73と、運動種別ごとに負荷状態の報知条件を設定する条件設定部74と、検出された生体情報及び動作情報に基づいて、運動分析部73により分析された使用者の運動種別に応じた報知条件が充足されるか否かを判定する条件判定部75と、条件判定部75により報知条件が充足されると判定されると、負荷状態を報知部に報知させる報知制御部77と、を有する。

目的

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決することを目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

使用者生体情報を検出する生体情報検出部と、前記使用者の動作に関する動作情報を検出する動作情報検出部と、前記使用者の負荷状態報知する報知部と、検出された前記生体情報及び前記動作情報に基づいて、前記使用者の運動種別分析する運動分析部と、前記運動種別ごとに前記負荷状態の報知条件を設定する条件設定部と、検出された前記生体情報及び前記動作情報に基づいて、前記運動分析部により分析された前記使用者の運動種別に応じた前記報知条件が充足されるか否かを判定する条件判定部と、前記条件判定部により前記報知条件が充足されると判定されると、前記負荷状態を前記報知部に報知させる報知制御部と、を有することを特徴とする生体情報測定装置

請求項2

請求項1に記載の生体情報測定装置において、前記運動種別は、少なくとも歩行及び走行を含み、前記条件設定部は、前記運動種別が前記歩行及び前記走行のいずれかである場合に、検出された前記生体情報が前記運動種別毎に予め設定された生体情報の範囲の上限を上回ること、及び、当該生体情報の範囲の下限を下回ること、の少なくともいずれかを前記報知条件として設定することを特徴とする生体情報測定装置。

請求項3

請求項2に記載の生体情報測定装置において、前記走行は、高負荷走行及びインターバルトレーニングを含み、前記条件設定部は、前記運動種別が前記高負荷走行である場合には、検出された前記生体情報が前記高負荷走行に応じた前記生体情報の範囲の上限を上回ることを前記報知条件として設定し、前記運動種別が前記インターバルトレーニングである場合には、検出された前記生体情報が前記インターバルトレーニングに応じた前記生体情報の範囲の下限を下回ることを前記報知条件として設定することを特徴とする生体情報測定装置。

請求項4

請求項3に記載の生体情報測定装置において、前記走行は、前記高負荷走行及び前記インターバルトレーニングでない通常走行を含み、前記通常走行、前記高負荷走行、及び前記インターバルトレーニングのそれぞれに応じた前記生体情報の範囲の上限及び下限の少なくともいずれかの閾値は、前記歩行に応じた前記生体情報の範囲における前記閾値より高いことを特徴とする生体情報測定装置。

請求項5

請求項1から請求項4のいずれかに記載の生体情報測定装置において、前記使用者の位置情報を検出する位置情報検出部を有し、前記運動分析部は、前記生体情報、前記動作情報、及び前記位置情報に基づいて、前記使用者の運動種別を分析することを特徴とする生体情報測定装置。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれかに記載の生体情報測定装置において、前記運動種別毎の前記生体情報の範囲は、前記使用者に応じて設定されることを特徴とする生体情報測定装置。

請求項7

使用者の生体情報を測定する生体情報測定装置に用いられ、前記使用者の負荷状態を報知する生体情報測定装置の制御方法であって、前記使用者の生体情報を検出する生体情報検出ステップと、前記使用者の動作に関する動作情報を検出する動作情報検出ステップと、検出された前記生体情報及び前記動作情報に基づいて前記使用者の運動種別を分析する運動分析ステップと、検出された前記生体情報及び前記動作情報に基づいて、前記運動種別ごとに設定された報知条件が充足されるか否かを判定する条件判定ステップと、前記報知条件が充足されると判定されると、前記使用者の負荷状態を報知する報知ステップと、を含むことを特徴とする生体情報測定装置の制御方法。

技術分野

0001

本発明は、生体情報測定装置及び生体情報測定装置の制御方法に関する。

背景技術

0002

従来、脈拍計として構成され、初期校正処理で個人毎に運動目標ゾーン脈拍数の範囲)を設定し、脈拍計で取得した算出脈拍数が、設定された目標ゾーン内の脈拍数であるか否かを判定し、ゾーン内であればLED(Light Emitting Diode)ランプを青色に点灯制御し、ゾーン外であればLEDランプを赤色に点灯制御する生体情報処理装置が知られている(例えば、特許文献1)。

0003

この特許文献1の生体情報処理装置では、上記ゾーンと現在の脈拍数とに応じて点灯される1つのランプの色を変更することにより、運動強度負荷状態)を報知している。このような負荷状態の報知の仕方としては、圧電振動子振動させることによって行うことが提案されている。

先行技術

0004

特開2013−22256号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、各使用者によって運動の種別が異なるのにもかかわらず、上記特許文献1に記載の生体情報処理装置のように、予め定められた1つの生体情報の範囲の上限を上回った場合若しくは下限を下回った場合に使用者の負荷状態が報知されることとなれば、使用者の運動種別に応じた負荷状態を効果的に報知できないという問題がある。

0006

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、使用者の運動時の負荷状態を効果的に報知できる生体情報測定装置及び生体情報測定装置の制御方法を提供することを目的の1つとする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の第1態様に係る生体情報測定装置は、使用者の生体情報を検出する生体情報検出部と、前記使用者の動作に関する動作情報を検出する動作情報検出部と、前記使用者の負荷状態を報知する報知部と、検出された前記生体情報及び前記動作情報に基づいて、前記使用者の運動種別を分析する運動分析部と、前記運動種別ごとに前記負荷状態の報知条件を設定する条件設定部と、検出された前記生体情報及び前記動作情報に基づいて、前記運動分析部により分析された前記使用者の運動種別に応じた前記報知条件が充足されるか否かを判定する条件判定部と、前記条件判定部により前記報知条件が充足されると判定されると、前記負荷状態を前記報知部に報知させる報知制御部と、を有することを特徴とする。

0008

なお、生体情報としては、脈波体温血圧心電図及び脳波等を例示でき、動作情報としては、使用者の動作に応じて生体情報測定装置に作用する加速度値等を例示できる。脈波に基づいて測定される脈拍心拍とは厳密には異なるものを指すが、健常者においては、ほぼ同じと捉えることができるため、脈拍数を心拍数と読み替えてもよい。
上記第1態様によれば、現在の使用者の運動種別に応じて報知条件を変更でき、当該報知条件及び現在の使用者の運動状態に基づく報知を実施できる。従って、使用者の負荷状態(広義にはユーザー状態)を効果的に報知でき、生体情報測定装置の利便性を向上できる。

0009

上記第1態様では、前記運動種別は、少なくとも歩行及び走行を含み、前記条件設定部は、前記運動種別が前記歩行及び前記走行のいずれかである場合に、検出された前記生体情報が前記運動種別毎に予め設定された生体情報の範囲の上限を上回ること、及び、当該生体情報の範囲の下限を下回ること、の少なくともいずれかを前記報知条件として設定することが好ましい。

0010

なお、運動種別としては、歩行及び走行を例示できる。
上記第1態様によれば、使用者の運動種別が歩行である場合には、歩行に応じて設定される生体情報の範囲の上限を上回った場合、又は、下限を下回った場合に報知される。このため、例えば、当該生体情報の範囲が、脂肪燃焼効率が上昇する範囲(以下、脂肪燃焼ゾーンという)である場合に、検出された生体情報が上記上限を上回ると、又は、上記下限を下回ると負荷状態が報知されるので、使用者に当該歩行の負荷状態(運動強度)の是正を促すことができる。すなわち、使用者の現在の運動が、脂肪燃焼効率が高い運動ではないことを、使用者に認識させることができる。
また、上記第1態様によれば、使用者の運動種別が走行である場合には、走行に応じて設定される生体情報の範囲の上限を上回った場合、又は、下限を下回った場合に報知される。このため、例えば、上記生体情報の範囲が、有酸素運動が属する範囲(以下、有酸素運動ゾーンという)である場合に、検出された生体情報が上記上限を上回ると、又は、上記下限を下回ると負荷状態が報知されるので、使用者に当該走行の負荷状態(運動強度)の是正を促すことができる。すなわち、使用者の現在の運動が有酸素運動でないことを使用者に認識させることができる。
従って、使用者の運動における負荷状態を効果的に報知できる。

0011

上記第1態様では、前記走行は、高負荷走行及びインターバルトレーニングを含み、前記条件設定部は、前記運動種別が前記高負荷走行である場合には、検出された前記生体情報が前記高負荷走行に応じた前記生体情報の範囲の上限を上回ることを前記報知条件として設定し、前記運動種別が前記インターバルトレーニングである場合には、検出された前記生体情報が前記インターバルトレーニングに応じた前記生体情報の範囲の下限を下回ることを前記報知条件として設定することが好ましい。

0012

なお、高負荷走行とは、所定時間継続する負荷が比較的高い走行(全力疾走であり、例えばラストスパート)をいう。また、インターバルトレーニングとは、高負荷の運動(走行)と低負荷の運動(走行)とが短時間で交互に繰り返されるトレーニングをいう。
ここで、高負荷走行時には、高負荷状態が継続してしまうため、このような状態が比較的長時間継続すると、運動効率としてはあまり好ましくない。
これに対し、上記第1態様によれば、運動種別が高負荷走行の場合には、検出された生体情報が高負荷走行に応じて設定される生体情報の範囲の上限を上回ると、使用者の負荷状態が報知される。これにより、使用者に当該高負荷走行の継続による負荷状態(運動強度)の是正を促すことができる。すなわち、使用者の現在の負荷状態が適切でないことを使用者に認識させることができる。

0013

一方、インターバルトレーニングでは、高負荷の運動(ランニング)と低負荷の運動(ジョギング)を交互に繰り返すため、検出される生体情報(例えば、脈拍数)は、高負荷の運動を行っている際の脈拍数で高止まりする傾向がある。このため、高負荷の運動と低負荷の運動を交互に行ったとしても、低負荷の運動を行っている際の生体情報は、高負荷の運動を行っている際の脈拍数と同程度となる。すなわち、インターバルトレーニングを行っている際に、生体情報が当該運動種別(インターバルトレーニング)に応じて設定される生体情報の範囲(有酸素運動ゾーン)の下限を下回ることとなれば、インターバルトレーニングの効果を最大限に享受できない。
これに対し、上記第1態様によれば、運動種別がインターバルトレーニングの場合に、検出された生体情報がインターバルトレーニングに応じて設定される生体情報の範囲の下限を下回ると、使用者の負荷状態が報知される。これにより、使用者に当該インターバルトレーニングの負荷状態(運動強度)の是正を促すことができる。すなわち、使用者の現在の負荷状態が適切でないことを使用者に認識させることができる。

0014

上記第1態様では、前記走行は、前記高負荷走行及び前記インターバルトレーニングでない通常走行を含み、前記通常走行、前記高負荷走行、及び前記インターバルトレーニングのそれぞれに応じた前記生体情報の範囲の上限及び下限の少なくともいずれかの閾値は、前記歩行に応じた前記生体情報の範囲における前記閾値より高いことが好ましい。

0015

上記第1態様によれば、運動種別が走行、すなわち、通常走行(例えば、ジョギング)、高負荷走行、及びインターバルトレーニングである場合には、運動種別が歩行の場合に比べて、生体情報の範囲の上限及び下限の少なくともいずれかは高く設定される。例えば、歩行に応じて設定される生体情報の範囲の上限を超える場合に負荷状態が報知されることが報知条件として設定されている場合において、運動種別が通常走行、高負荷走行、及びインターバルトレーニングである場合に、当該運動種別に応じて設定される生体情報の範囲の上限が、運動種別(歩行)に応じて設定される生体情報の範囲と同一であれば、本来目的とする運動強度(負荷状態)を維持しているにも関わらず、負荷状態が継続して報知され続けることとなる。上記生体情報の下限を下回った場合も同様である。
これに対し、上記一態様によれば、運動種別が通常走行、高負荷走行、及びインターバルトレーニングである場合に、運動種別が歩行の場合に比べて、生体情報の範囲の上限及び下限の少なくともいずれかを高く設定するので、使用者が自己の負荷状態を誤認するような報知を抑制することができる。

0016

上記第1態様では、前記使用者の位置情報を検出する位置情報検出部を有し、前記運動分析部は、前記生体情報、前記動作情報、及び前記位置情報に基づいて、前記使用者の運動種別を分析することが好ましい。

0017

上記第1態様によれば、使用者の生体情報、動作情報に加えて、位置情報に基づいて使用者の運動種別が分析される。このため、当該位置情報の変化を取得することで、使用者の移動速度を取得できる。すなわち、上記第1態様によれば、生体情報及び動作情報に加えて位置情報に基づいて運動種別の分析を行うことができるので、当該運動種別の分析をより確実に行うことができる。

0018

上記第1態様では、前記運動種別毎の前記生体情報の範囲は、前記使用者に応じて設定されることが好ましい。
上記第1態様では、運動種別毎の生体情報の範囲は、前記使用者(例えば、使用者の最大脈拍数)に基づいて設定されるので、当該使用者ごとに異なる。このため、運動に不慣れな使用者や、アスリート等の運動に慣れた使用者のそれぞれに適した生体情報の範囲を設定できる。

0019

本発明の第2態様に係る生体情報測定装置の制御方法は、使用者の生体情報を測定する生体情報測定装置に用いられ、前記使用者の負荷状態を報知する生体情報測定装置の制御方法であって、前記使用者の生体情報を検出する生体情報検出ステップと、前記使用者の動作に関する動作情報を検出する動作情報検出ステップと、検出された前記生体情報及び前記動作情報に基づいて前記使用者の運動種別を分析する運動分析ステップと、検出された前記生体情報及び前記動作情報に基づいて、前記運動種別ごとに設定された報知条件が充足されるか否かを判定する条件判定ステップと、前記報知条件が充足されると判定されると、前記使用者の負荷状態を報知する報知ステップと、を含むことを特徴とする。
上記第2態様によれば、当該制御方法を生体情報測定装置に適用することにより、上記第1態様に係る生体情報測定装置と同様の効果を奏することができる。

図面の簡単な説明

0020

本発明の一実施形態における生体情報測定装置を示す斜視図。
上記実施形態における生体情報測定装置の構成を示すブロック図。
上記実施形態における制御部の構成を示すブロック図。
上記実施形態における報知制御処理を示すフローチャート
上記実施形態における運動種別が歩行である場合の負荷状態の報知例を示す図。
上記実施形態における運動種別が通常走行である場合の負荷状態の報知例を示す図。
上記実施形態における運動種別が通常走行から高負荷走行に変更された場合の負荷状態の報知例を示す図。
上記実施形態における運動種別が通常走行からインターバルトレーニングに変更された場合の負荷状態の報知例を示す図。

実施例

0021

[生体情報測定装置の構成]
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る生体情報測定装置1を示す斜視図である。
本実施形態に係る生体情報測定装置(以下、測定装置という場合がある)1は、使用者の生体情報、当該使用者の動作に伴う動作情報、及び使用者の位置情報を検出及び測定し、これら生体情報、動作情報及び位置情報から、使用者の運動種別を分析し、当該運動種別に応じた報知処理を実行するものである。
この測定装置1は、使用者の手首に装着され、上記生体情報、動作情報、及び位置情報を検出及び測定する腕時計型ウェアラブル機器である。このような測定装置1は、図1に示すように、外装を構成するケース2を備え、当該ケース2は、それぞれ一体的に構成された本体部21及び一対のバンド22,23と、当該バンド22,23に取り付けられるバックル24と、を有する。

0022

本体部21は、上記手首の外側の部位(手の甲側の部位)に応じた側面視略円弧状に構成されている。この本体部21における正面部21Aには、後述する報知部3の表示部31が設けられている。また、正面部21Aとは反対側の背面部21Bには、運動検出部4の生体情報検出部41が露出している。
一対のバンド22,23は、本体部21の長手方向における一端及び他端から互いに反対方向に延出している。
バックル24は、測定装置1が手首に装着された際にバンド22,23を固定する、いわゆるDバックルと呼ばれる中留めである。

0023

このように、測定装置1は、当該測定装置1の小型化及びデザイン性の向上を図ることを目的の1つとし、使用者のタップ操作(手や指等で測定装置1を叩く操作)によって操作されることを前提としており、ケース2にボタン等の操作手段は設けられていない。しかしながら、これに限らず、測定装置1に所定の処理を実行させるボタンやタッチパネル等の操作手段をケース2に設けてもよい。

0024

図2は、測定装置1の構成を示すブロック図である。
測定装置1は、上記ケース2の他、図2に示すように、当該ケース2にそれぞれ設けられる報知部3、運動検出部4、通信部5、記憶部6及び制御部7と、当該測定装置1の構成部品電力を供給する不図示の二次電池とを有し、これら各部3〜7は、バスBによって電気的に接続されている。

0025

[報知部の構成]
報知部3は、測定装置1の操作状態及び動作状態を報知するものであり、表示部31及び振動部32を有する。
表示部31は、本体部21の長手方向に沿って配列された不図示の5つのLED(Light Emitting Diode)を有する。そして、表示部31は、後述する報知制御部77による制御の下、それぞれのLEDを点灯(点滅を含む)又は消灯することによって、検出された生体情報及び加速度データに基づいて演算された使用者の負荷状態(広義にはユーザー状態)を示す運動強度を使用者のタップ操作に応じて表示する。
振動部32は、後述する報知制御部77により制御されるモーターを有し、当該モーターの駆動によって生じる振動により、当該測定装置1により検出された生体情報及び加速度データから演算された使用者の負荷状態(運動強度)を通知する。

0026

[運動検出部の構成]
運動検出部4は、使用者の生体情報を検出する生体情報検出部41、動作情報を検出する動作情報検出部42、及び使用者の位置情報を検出する位置情報検出部43を有する。
生体情報検出部41は、上記背面部21Bに露出して、測定装置1を装着した使用者の生体情報を検出する。本実施形態では、生体情報検出部41は、生体情報としての脈波を検出する脈波検出部を有する。この脈波検出部により検出された脈波に基づいて、同じく生体情報としての脈拍数(単位時間当たりの脈拍数)が測定される。
この生体情報検出部41は、本実施形態では、脈波検出部として、LED等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子とを有する光電センサーを備える。しかしながら、生体情報検出部41は、他の構成を備えていてもよい。例えば、生体情報検出部41は、超音波により血管の収縮を検出して脈拍数を計測する超音波センサーを備える構成であってもよく、電極から微弱電流体内に流して脈拍を検出するセンサー圧電素子等を備える構成であってもよい。

0027

動作情報検出部42は、測定装置1を装着した使用者の動作に伴う動作情報を検出する。本実施形態では、動作情報検出部42は、使用者の動きに応じて測定装置1に作用する加速度値(加速度データ)を検出する加速度センサーを有し、検出された加速度値を制御部7に出力する。このような加速度センサーは、X軸、Y軸及びZ軸の各軸での加速度値を所定のサンプリング周波数(例えば、16Hz)で検出する3軸センサーを例示できる。
例えば、当該動作情報検出部42は、使用者の動きを検出し、検出した加速度信号増幅回路波形整形回路、A/D変換回路(いずれも不図示)において増幅、整形、A/D変換され加速度データ(加速度値)として出力する。3軸分の加速度データは、記憶部6に加速度データ列として時系列に沿って格納(記憶)される。このようにして記憶された加速度データは、詳しくは後述するが、使用者の運動分析に用いられる。

0028

位置情報検出部43は、測定装置1を装着した使用者の位置情報を検出する。本実施形態では、位置情報検出部43は、位置情報衛星(例えば、GPS衛星及び準天頂衛星)から送信される衛星信号を受信する受信装置及び当該受信装置により受信された衛星信号から使用者の位置情報を演算する不図示の位置情報演算装置を有し、これらにより取得された位置情報を制御部7に出力する。

0029

[通信部の構成]
通信部5は、後述する動作制御部72による制御の下、外部機器と通信するモジュールである。本実施形態では、通信部5は、外部機器と無線で通信するモジュール(例えば、IEEE802.15規格等の近距離無線通信規格に準拠したモジュール)であるが、これに限らず、外部機器と有線で通信するモジュールであってもよい。更には、通信部5は、外部機器と無線及び有線のそれぞれで通信するモジュールであってもよい。

0030

[記憶部の構成]
記憶部6は、測定装置1の動作に必要なプログラム及びデータを記憶している。このようなプログラムとして、記憶部6は、後述する報知制御処理を制御部7に実行させる報知制御プログラムを記憶している。
また、記憶部6は、制御部7による制御の下、上記運動検出部4による検出結果を記憶する他、後述する条件設定部74により設定され、かつ、報知制御処理に用いられる報知条件が記憶されている。このような記憶部6は、フラッシュメモリー等の不揮発性半導体メモリーにより構成できる。

0031

[制御部の構成]
図3は、制御部7の構成を示すブロック図である。
制御部7は、制御回路により構成され、測定装置1の動作を制御する。すなわち、制御部7は、測定装置1の動作を自律的に制御する。この他、制御部7は、運動検出部4により検出された生体情報、動作情報、及び位置情報に基づいて報知条件が充足される場合に使用者の負荷状態を報知する報知制御処理を実行する。
このような制御部7は、図3に示すように、記憶部6に記憶されたプログラムを上記制御回路が実行することによりそれぞれ実現される機能部として、計時部71、動作制御部72、運動分析部73、条件設定部74、条件判定部75、ゾーン判定部76、及び報知制御部77を有する。

0032

計時部71は、現在日時を計時する。
動作制御部72は、機器全体の動作を制御する。例えば、動作制御部72は、上記生体情報検出部41により検出された脈波を分析することで、脈拍数を測定し、当該脈拍数を記憶部6に記憶させる他、上記動作情報検出部42により検出された加速度データ、及び位置情報検出部43により取得された位置情報を記憶部6に記憶させる。また、動作制御部72は、動作情報検出部42により検出される加速度変化パターンに基づく使用者の操作内容を判定し、当該操作内容に応じた処理を実行する。例えば、動作制御部72は、測定装置1に対するタップ操作による連続した衝撃に応じた加速度値の変化が生じた場合には、タップ操作が行われたと判定し、動作モードに応じた処理を実行する。

0033

運動分析部73は、生体情報検出部41、動作情報検出部42、及び位置情報検出部43によりそれぞれ検出されて記憶部6に記憶された生体情報としての脈拍数、動作情報としての加速度データ、及び位置情報に基づいて、使用者の運動の種別である運動種別を分析する。
ここで、運動種別とは、例えば、歩行、走行(通常走行、高負荷走行及びインターバルトレーニング)等を例示できる。
なお、本実施形態では、通常走行は、速度変化が小さいジョギングやランニングを指し、高負荷走行は、走行時の終盤に行われる全力疾走(ラストスパート)を指し、インターバルトレーニングは、比較的高負荷な走行(ランニング)と比較的低負荷な走行(ジョギング)とを短時間で交互に繰り返す運動を指す。

0034

例えば、運動分析部73は、記憶部6に記憶された各種運動種別ごとに設定された指標テーブルにおける加速度の階差、当該階差の出現回数、及び判断値(閾値)と、脈拍数と、位置情報(位置情報から演算される移動速度)と、に基づいて使用者の運動種別を分析する。すなわち、加速度の変化量が平均的で、脈拍数も平均的で、移動速度が時速2〜6km程度であれば、使用者の運動種別を歩行と分析する。また、加速度の変化量が高く、脈拍数も高く、かつ、移動速度が時速6〜19km程度であれば、使用者の運動種別を走行と分析する。更に、加速度の変化量が高く、脈拍数が極めて高く、かつ、移動速度が20km〜30km程度であれば、使用者の運動種別を高負荷走行と分析する。加えて、加速度の変化量及び移動速度が一定の周期をもって、交互に繰り返され、脈拍数が高止まりしている場合には、使用者の運動種別をインターバルトレーニングと分析する。
すなわち、インターバルトレーニングの分析では、まず、通常走行と運動種別が判定された後、高負荷の走行及び低負荷の走行が短時間で交互に繰り返されると、インターバルトレーニングと分析される。

0035

条件設定部74は、運動種別ごとに使用者の負荷状態を報知するか否かの報知条件を設定し、記憶部6に記憶する。
ここで、生体情報(脈拍数)から取得される使用者の負荷状態(広義にはユーザー状態)について説明する。
本実施形態では、脈拍数、加速度データ、及び位置情報に基づいて分析される運動種別が歩行である場合に、使用者がその範囲内の運動強度で運動を行うと効果的に体脂肪燃焼できる脈拍数の範囲(脂肪燃焼効率が上昇する脈拍数の範囲)である脂肪燃焼ゾーンが、使用者ごとに設定される。この際、当該脂肪燃焼ゾーンは、例えば、カルボーネン法により求められる運動強度(Heart Rate Reserve)の40%以上、70%未満に設定される。また、脈拍数の増減傾向等に個人差があることを考慮し、使用者の身長、体重、年齢性別及び運動経験の有無等の各種情報に基づいて、当該脂肪燃焼ゾーンを設定してもよい。
一方、脈拍数、加速度データ、及び位置情報に基づいて分析される運動種別が走行、高負荷走行、及びインターバルトレーニングである場合に、使用者がその範囲内の運動強度で運動を行うと効果的な有酸素運動ができる脈拍数の範囲である有酸素運動ゾーンが、使用者ごとに設定される。この際、当該有酸素運動ゾーンは、例えば、上記カルボーネン法により求められる上記運動強度の70%以上〜80%未満に設定される。また、上記脂肪燃焼ゾーンと同様に、使用者の身長等及び運動経験の有無等の各種情報に基づいて、当該有酸素運動ゾーンを設定してもよい。
なお、このようなゾーンは、上記に限らず、例えばマフトン法により求められる運動強度に基づいて設定されてもよく、使用者の最大心拍数に所定の割合(比率)を乗算して求められる上限及び下限により示される範囲(例えば、最大心拍数の40%以上、70%未満の範囲)としてもよい。

0036

そして、条件設定部74は、運動種別が歩行であれば、生体情報(脈拍数)が脂肪燃焼ゾーンに属した場合、脂肪燃焼ゾーンの上限値を上回った場合、及び、脂肪燃焼ゾーンの下限値を下回った場合を、歩行時の負荷状態を報知する報知条件として設定する。
また、使用者の運動種別が通常走行であれば、脈拍数が有酸素運動ゾーンに属した場合、有酸素運動ゾーンの上限値を上回った場合、及び有酸素運動ゾーンの下限値を下回った場合を、通常走行時の負荷状態を報知する報知条件として設定する。
更に、使用者の運動種別が高負荷走行であれば、脈拍数が有酸素運動ゾーンの上限値を超えた場合を高負荷走行時の負荷状態を報知する報知条件として設定し、運動種別がインターバルトレーニングである場合に、脈拍数が有酸素運動ゾーンの下限値を下回った場合をインターバルトレーニング時の負荷状態を報知する報知条件として設定する。
なお、条件設定部74が設定する報知条件は、これに限らず、例えば、使用者が報知条件を任意に設定できるようにしてもよい。

0037

条件判定部75は、上記運動分析部73により分析された使用者の運動種別、すなわち、現在の使用者の運動の種別と、記憶部6に記憶され、当該運動の種別に応じた条件とに基づいて、負荷状態を報知するか否かを判定する。具体的に、条件判定部75は、記憶部6を参照して、分析された現在の使用者の運動種別に応じた報知条件を取得し、検出されている生体情報、動作情報、及び位置情報に基づいて、当該報知条件が充足されるか否かを判定する。

0038

ゾーン判定部76は、生体情報検出部41により取得された生体情報が脂肪燃焼ゾーンに属しているか、当該ゾーンの上限値を超えているか、若しくは当該ゾーンの下限値を下回っているかを判定する。更に、ゾーン判定部76は、生体情報検出部41により取得された生体情報が有酸素運動ゾーンに属しているか、当該ゾーンの上限値を超えているか、若しくは当該ゾーンの下限値を下回っているかを判定する。このゾーン判定部76の判定結果に応じて、タップ操作がされた際に表示部31のLEDの点灯数が報知制御部77により変更される。

0039

[報知制御処理]
図4は、制御部7により実行される報知制御処理を示すフローチャートである。
制御部7は、測定装置1が使用者に装着されると、記憶部6に記憶されたプログラムに基づいて、以下に示す報知制御処理を実行する。
この報知制御処理では、図4に示すように、まず、動作制御部72が、運動検出部4を動作させ、当該運動検出部4を構成する生体情報検出部41、動作情報検出部42、及び位置情報検出部43により、使用者の生体情報、動作情報及び位置情報を検出させる(ステップS11,S12,S13)。これら生体情報、動作情報、及び位置情報の検出は、各検出部41,42,43により少なくとも使用者に装着されている間はそれぞれ個別に設定されるサンプリングレートで継続して実行され、検出された生体情報、動作情報、及び位置情報は、上記のように、記憶部6に記憶される。

0040

そして、運動分析部73が、記憶部6に記憶されている生体情報、動作情報、及び位置情報(移動速度)に基づいて、現在の使用者の運動の種別(運動種別)を分析する(ステップS14)。このステップS14の時点では、現在の運動種別が歩行及び走行(通常走行)のいずれであるのかの判定がなされる。
この後、条件設定部74が、運動分析部73により分析された運動種別に基づいた報知条件を設定する(ステップS15)。
そして、条件判定部75が、設定された報知条件を充足するか否かを判定する(ステップS16)。
このステップS16の判定処理により、報知条件が充足されると判定されると、報知制御部77が、報知部3に負荷状態(運動強度)を報知させる(ステップS17)。具体的に、報知制御部77は、振動部32を駆動させて測定装置1を振動させることで、報知部3により負荷状態を報知させる。

0041

一方、ステップS16の判定処理にて、報知条件を充足しないと判定された後、及び、上記ステップS17において運動強度が報知された後、再度、運動分析部73により運動種別の分析がなされる(ステップS18)。そして、ステップS19において、ステップS14において分析された運動種別と、ステップS18において分析された運動種別が異なるか否かを判定する(ステップS19)。これにより、運動種別が異ならない、すなわち、運動種別が変更されていないと判定されると、制御部7は、処理をステップS16へと戻し、上記処理を繰り返す。
例えば、ステップS14において運動種別が歩行と分析され、運動種別が変更されていない場合は、報知条件が変更されることなく、同条件を充足するか否かを判定する処理が実行され続ける。

0042

一方、ステップS19において、ステップS14において分析された運動種別とステップS18において分析された運動種別が異なる、すなわち、運動種別が変更されたと判定されると、制御部7は、処理をステップS15へと戻し、当該変更された運動種別に基づいて報知条件を設定し、上記処理を繰り返す。
例えば、ステップS14において運動種別が通常走行と分析され、ステップS19において運動種別がインターバルトレーニングと分析されると、制御部7は、処理をステップS15へと戻し、インターバルトレーニングに合わせた報知条件を設定し、当該設定した条件を充足するか否かを判定する処理が実行され続ける。

0043

[運動種別ごとの報知例]
図5は、運動種別が歩行である場合の報知例を示す図であり、図6は、運動種別が通常走行である場合の報知例を示す図である。なお、図5における直線A1は、脂肪燃焼ゾーンの下限値を示し、直線A2は上限値を示す。また、図6における直線B1は、有酸素運動ゾーンの下限値を示し、直線B1は、上記のように、脂肪燃焼ゾーンの上限値と同じ値に設定されていることから、当該直線B1は、上記直線A2と一致している。更に、図6における直線B2は、有酸素運動ゾーンの上限値を示している。

0044

[歩行の場合]
ステップS14において判定された運動種別が歩行であった場合、報知制御部77は、以下のように、条件設定部74により設定された報知条件が充足されている時及び期間、負荷状態を報知する。
例えば、報知制御部77は、図5に示すように、脈拍数が脂肪燃焼ゾーンの下限値A1を上回った時点P1で報知部3に報知を実施させ、上記脂肪燃焼ゾーンに属する運動が実施されていることを使用者に報知する。
また、脈拍数が脂肪燃焼ゾーンに属した後、当該脂肪燃焼ゾーンの上限値A2を超えている期間t1中、報知制御部77は、報知部3による報知を実施させ、過度な運動強度の運動が実施されていることを使用者に報知する。この際、例えば、報知制御部77は、発生する振動の周期が比較的短くなるように振動部32を駆動させて、即座に運動を抑制させるようにしてもよく、当該周期が比較的長くなるように振動部32を駆動させて、使用者を落ち着かせてもよい。

0045

更に、脈拍数が脂肪燃焼ゾーンに属した後、当該脂肪燃焼ゾーンの下限値A1を下回っている期間t2中、報知制御部77は、報知部3による報知を実施させ、脂肪燃焼ゾーンに達しない運動が実施されていることを使用者に報知する。この際、例えば、報知制御部77は、発生する振動の周期が上記上限値を超えた場合の振動の周期と異なるように振動部32を駆動させて、運動強度が高い運動を促してもよい。

0046

[走行(通常走行)の場合]
一方、ステップS14において判定された運動種別が通常走行であった場合、報知制御部77は、条件設定部74により設定された報知条件が充足されるとき又は期間に、負荷状態を報知させる。例えば、報知制御部77は、図6に示すように、脈拍数が有酸素運動ゾーンの下限値B1(脂肪燃焼ゾーンの上限値A2と同値)を超えた時点P2で報知部3による報知を実施させる。また、脈拍数が有酸素運動ゾーンの下限値を下回っている期間t3中、報知制御部77は、報知部3による報知を実施させ、有酸素運動ゾーンに達しない運動強度の運動が実施されていることを使用者に報知する。

0047

[走行(高負荷走行)の場合]
図7は、運動種別が通常走行から高負荷走行に変更された場合の報知例を示す図である。なお、図7における直線B1は、有酸素運動ゾーンの下限値を示し、直線B2は、有酸素運動ゾーンの上限値を示している。

0048

ステップS14において判定された運動種別が通常走行であり、その後ステップS18において判定された運動種別が高負荷走行(ラストスパート)であった場合、報知制御部77は、運動種別が変更された際に報知条件を再度設定する。すなわち、図7において、測定が開始されてから時間D1の時点までは、通常走行における報知条件が設定され、時間D1以降は、高負荷走行における報知条件が設定される。このような場合、報知制御部77は、条件設定部74により設定された報知条件が充足されるとき又は期間に、負荷状態を報知させる。

0049

例えば、報知制御部77は、図7に示すように、脈拍数が有酸素運動ゾーンの下限値B1を上回った時点P3で報知部3に報知を実施させ、上記有酸素運動ゾーンに属する運動(通常走行)が実施されていることを使用者に報知する。そして、所定時間内(例えば、10秒)に急激に心拍数(脈拍数)が上昇し、かつ、使用者の移動速度が上昇すると、運動種別が高負荷走行であると判定され、当該高負荷走行における報知条件に基づいて、報知部3による報知処理を実施させる。すなわち、脈拍数が有酸素運動ゾーンに属した後、当該有酸素運動ゾーンの上限値B2を超えている期間t4のうち、時点P4から時間D1の時点までの間は、通常走行の報知条件に基づいた報知がなされ、時間D1以降は、高負荷走行の報知条件に基づいた報知処理がなされる。これにより、有酸素運動ゾーンの上限値B2を超えている期間t4中、報知制御部77は、報知部3による報知を実施させ、過度な運動強度の運動が実施されていることを使用者に報知する。
なお、時間D1以降は、高負荷走行の報知条件に基づいた報知処理がなされるため、有酸素運動ゾーンを下回った場合には、運動強度の報知はなされない。

0050

[走行(インターバルトレーニング)の場合]
図8は、運動種別が通常走行からインターバルトレーニングに変更された場合の報知例を示す図である。なお、図8における直線B1は、有酸素運動ゾーンの下限値を示し、直線B2は、有酸素運動ゾーンの上限値を示している。
一方、ステップS14において判定された運動種別が通常走行であり、その後ステップS18において判定された運動種別がインターバルトレーニングであった場合、報知制御部77は運動種別が変更された際に報知条件を再度設定する。すなわち、図8に示すように、測定が開始されてから時間E1の時点までは、通常走行における報知条件が設定され、時間E1の時点以降は、インターバルトレーニングにおける報知条件が設定される。
例えば、脈拍数が有酸素運動ゾーンの下限値B1を上回った時点P5で報知部3に報知を実施させ、上記有酸素運動ゾーンに属する運動(通常走行)が実施されていることを使用者に報知する。そして、有酸素運動ゾーン内で高負荷の運動及び低負荷の運動が繰り返され、所定回数(例えば、2回)運動強度が上下すると、運動種別がインターバルトレーニングであると判定され、当該インターバルトレーニングにおける報知条件に基づいて、報知部3による報知処理を実施させる。すなわち、脈拍数が有酸素運動ゾーンに属した後、時点P5から時間E1の時点までの間は、通常走行の報知条件に基づいた報知がなされ、時間E1の時点以降は、高負荷走行の報知条件に基づいた報知処理がなされる。
例えば、脈拍数が有酸素運動ゾーンに属した後、当該有酸素運動ゾーンの下限値B1を下回っている期間t5及び期間t6中、報知制御部77は、報知部3による報知を実施させ、有酸素運動ゾーンに達しない運動強度の運動が実施されていることを使用者に報知する。

0051

[実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係る生体情報測定装置1によれば、以下の効果がある。
生体情報測定装置1では、運動検出部4により検出された生体情報及び動作情報に基づいて分析された使用者の運動種別に応じた報知条件が条件設定部74により設定され、条件判定部75により当該報知条件が充足されると判定された場合に、報知部3により当該負荷状態(広義にはユーザー状態)が報知される。すなわち、現在の使用者の運動種別に応じて報知条件を変更でき、当該報知条件及び現在の使用者の運動状態に基づく報知を実施できる。従って、使用者の負荷状態を効果的に報知でき、生体情報測定装置1の利便性を向上できる。

0052

使用者の運動種別が歩行である場合には、歩行に応じて設定される脂肪燃焼ゾーンの上限値A2を上回った場合、又は、下限値A1を下回った場合に運動強度が報知される。このため、検出された生体情報(脈拍数)が上限値A2を上回ると、又は、下限値A1を下回ると、負荷状態(運動強度)が報知されるので、使用者に当該歩行の負荷状態(運動強度)の是正を促すことができる。すなわち、使用者の現在の運動が脂肪燃焼効率が高い運動ではないことを、使用者に認識させることができる。
一方、使用者の運動種別が走行である場合には、走行に応じて設定される有酸素運動ゾーンの上限値B2を上回った場合、又は、下限を下回った場合に報知される。このため、検出された生体情報(脈拍数)が有酸素運動ゾーンの上限値B2を上回ると、又は、下限値B1(A2)を下回ると負荷状態が報知されるので、使用者に当該走行の負荷状態(運動強度)の是正を促すことができる。すなわち、使用者の現在の運動が有酸素運動ではないことを使用者に認識させることができる。
従って、使用者の運動における負荷状態を効果的に報知できる。

0053

運動種別が高負荷走行(ラストスパート)の場合には、検出された生体情報が高負荷走行に応じて設定される有酸素運動ゾーンの上限値B2を上回ると、使用者の負荷状態が報知される。これにより、使用者に当該高負荷走行の継続による負荷状態(運動強度)の是正を促すことができる。すなわち、使用者の現在の負荷状態が適切でないことを使用者に認識させることができる。

0054

運動種別がインターバルトレーニングの場合に、検出された生体情報がインターバルトレーニングに応じて設定される有酸素運動ゾーンの下限値B1を下回ると、使用者の負荷状態が報知される。これにより、使用者に当該インターバルトレーニングの負荷状態(運動強度)の是正を促すことができる。すなわち、使用者の現在の負荷状態が適切でないことを使用者に認識させることができる。

0055

運動種別が通常走行、高負荷走行、及びインターバルトレーニングである場合には、運動種別が歩行の場合の脂肪燃焼ゾーンの上限値A2及び下限値B1に比べて、有酸素運動ゾーンの上限値B2及び下限値B1の少なくともいずれかは高く設定されるので、使用者が自己の負荷状態を誤認するような報知を抑制することができる。

0056

使用者の生体情報(脈拍数)、動作情報(加速度データ)に加えて、位置情報に基づいて使用者の運動種別が分析される。このため、当該位置情報の変化を取得することで、使用者の移動速度を取得できる。すなわち、本実施形態によれば、生体情報及び動作情報に加えて位置情報に基づいて運動種別を行うことができるので、運動種別の分析をより確実に行うことができる。

0057

運動種別毎の生体情報の範囲は、前記使用者の最大脈拍数に基づいて設定されるので、当該使用者ごとに異なる。このため、運動に不慣れな使用者や、アスリート等の運動に慣れた使用者のそれぞれに適した生体情報の範囲を設定できる。

0058

[実施形態の変形]
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、生体情報検出部41に検出される生体情報は、脈波及び脈拍数であるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、脳波及び心拍数等の他の生体情報であってもよい。
また、測定装置1は腕時計型に構成され、当該測定装置1の装着部位は、使用者の手首としたが、本発明はこれに限らない。例えば、足首胸部及び腹部に装着してもよい。
上記実施形態では、報知部3は、表示部31及び振動部32を有する構成とした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、報知部は、表示部31及び振動部32の少なくともいずれかに代えて、或いは、これらに加えて、音声出力部を有する構成としてもよい。これにより、使用者の負荷状態を音声により出力できる。

0059

上記実施形態では、運動分析部73により分析される運動種別は、歩行及び走行としたが、これら種別に限らない。例えば、自転車走行、登山等、更に細かく分析してもよい。
また、測定装置1の報知制御部77は、報知部3に負荷状態を報知させる際に振動部32を振動させることとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、振動部32の振動に代えて、表示部31のLEDを点滅若しくは点灯させることとしてもよい。また、振動部32の振動に合わせて表示部31のLEDを点滅若しくは点灯させることとしてもよい。

0060

上記実施形態において、動作情報検出部42に備えられる加速度センサーとして3軸の加速度センサーを用いることとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、加速度センサーは、少なくとも2軸の加速度センサーであればよい。例えば、動作情報検出部42は、略直交する2軸の加速度センサーを備えていてもよいし、立体的に交差する4軸以上の加速度センサーを備えていてもよい。なお、動作情報検出部42は、加速度センサーに代えて又は加速度センサーに加えて、ジャイロセンサー気圧センサー等の他のセンサーを備える構成としてもよい。また、動作情報検出部42で検出された加速度値は、脈波検出手段である生体情報検出部41で検出された脈波信号重畳された体動に起因するノイズを低減する処理に用いてもよい。

0061

上記実施形態では、ステップS11〜S13にて生体情報の検出、加速度データの検出、及び位置情報の検出の順で実行するように記載した。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、生体情報、加速度データ、及び位置情報の検出を同時に開始してもよく、検出順序は逆でもよい。すなわち、生体情報、加速度データ、及び位置情報の検出が継続的になされ、記憶部6に記憶されていれば、ステップS11〜S13の実行順は、どのような順序でなされてもよい。

0062

上記実施形態において、運動分析部73を設け、運動種別を分析することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、分析内容を運動に限らず、使用者の行動の種別を分析するようにしてもよい。例えば、行動の種別が非運動及び睡眠の場合には、報知条件を設定しないようにしてもよいし、又は、適宜設定された報知条件を充足したとしても、報知部3による報知を規制する手段を別途設けることとしてもよい。

0063

上記実施形態において、運動種別がインターバルトレーニングである場合に、生体情報が有酸素運動ゾーンの下限を下回った場合に負荷状態を報知することとし、運動種別が高負荷走行である場合に、当該有酸素運動ゾーンの上限を上回った場合に負荷状態を報知することとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、いずれの運動種別の場合であっても運動種別が通常走行の場合と同様に、有酸素運動ゾーンの上限を上回った場合及び下限を下回った場合に、報知制御部77により報知部3に報知させるようにしてもよい。

0064

上記実施形態において、報知制御部77は、振動部32の駆動により発生する振動の周期を、運動種別、報知条件、及び、報知条件の充足結果に基づいて変化させることとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、報知制御部77は、発生する振動周期を変更しなくてもよい。

0065

上記実施形態において、運動検出部4は、位置情報検出部43を備えることとした。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、位置情報検出部43を設けなくてもよい。この場合、運動分析部73は、生体情報検出部41及び動作情報検出部42により検出された生体情報(脈拍数)及び動作情報(加速度データ)に基づいて運動種別を分析すればよい。

0066

上記実施形態では、条件設定部74が使用者に応じた生体情報のゾーン(脂肪燃焼ゾーン及び有酸素運動ゾーン)を設定することとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、外部機器と通信部5により通信し、生体情報の範囲(脂肪燃焼ゾーン及び有酸素運動ゾーン)をデータとして取得することとしてもよい。
また、生体情報の範囲を使用者ごとに設定することなく、画一的に定めるようにしてもよい。すなわち、運動種別毎に設定される異なる生体情報の範囲を、検出された使用者の運動種別に合わせて変更できればよい。

0067

1…生体情報測定装置、3…報知部、4…運動検出部、7…制御部、41…生体情報検出部、42…動作情報検出部、43…位置情報検出部、73…運動分析部、74…条件設定部、75…条件判定部、76…ゾーン判定部、77…報知制御部。

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