(57)【要約】  信頼性の高い心拍数を提供する。  心拍検出装置１は、センサー２により検出したユーザの体表面の振動波から、心拍を検出する第１検出部１１と、前記ユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数により振幅変調された心拍の振動波を抽出し、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から心拍を検出する第２検出部１２と、前記第１検出部１１により検出した心拍及び前記第２検出部１２により検出した心拍のいずれかを選択し、選択した心拍に基づいて、心拍数を決定して出力する出力制御部１４と、を備える。
2019049667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーにより検出したユーザの体表面の振動波から、心拍を検出する第１検出部と、
前記ユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数により振幅変調された心拍の振動波を抽出し、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から心拍を検出する第２検出部と、
前記第１検出部により検出した心拍と前記第２検出部により検出した心拍のいずれかを選択し、選択した心拍に基づいて心拍数を決定して出力する出力制御部と、
を備えることを特徴とする心拍検出装置。
【請求項２】
前記第１検出部により検出した心拍の信頼性の判定部を備え、
前記出力制御部は、前記判定部の判定結果に応じて、前記心拍の選択を行うことを特徴とする請求項１に記載の心拍検出装置。
【請求項３】
前記出力制御部は、前記判定部において、前記第１検出部により検出した心拍の信頼性が低いと判定した場合、前記第２検出部により検出した心拍を選択して、前記心拍数の決定を行うことを特徴とする請求項２に記載の心拍検出装置。
【請求項４】
前記出力制御部は、前記判定部において、前記第１検出部により検出した心拍の信頼性が高いと判定した場合、前記第１検出部により検出した心拍を選択して、前記心拍数の決定を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の心拍検出装置。
【請求項５】
前記第２検出部は、前記遅延前と遅延後の各振動波の差の波形において、前記差が最小値となる複数のピークのうち、前記第１検出部により検出され、かつ前記判定部により信頼性が高いと判定された心拍と周期が対応するピークを、心拍として検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の心拍検出装置。
【請求項６】
センサーにより検出したユーザの体表面の振動波から、心拍を検出する第１検出工程と、
前記ユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数により振幅変調された心拍の振動波を抽出し、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から心拍を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程により検出した心拍と前記第２検出工程により検出した心拍のいずれかを選択し、選択した心拍に基づいて心拍数を決定して出力する出力工程と、
を含むことを特徴とする心拍検出方法。
【請求項７】
コンピュータに、
センサーにより検出したユーザの体表面の振動波から、心拍を検出する第１検出工程と、
前記ユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数により振幅変調された心拍の振動波を抽出し、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から心拍を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程により検出した心拍と前記第２検出工程により検出した心拍のいずれかを選択し、選択した心拍に基づいて心拍数を決定して出力する出力工程と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍検出装置、心拍検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転に適した状態か否かの判断材料を提供するため、ドライバーの心拍を検出することが行われている。ドライバーの体表面には、心拍によって振動が生じることから、体表面の振動波を検出し、この振動波から抽出した心拍による振動成分により心拍数を算出する脈波測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。シートに組み込んだセンサーを使用して、ドライバーの背部の体表面に生じる振動波を検出すれば、ドライバーを拘束することなく心拍数を算出することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５４８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、体表面の振動波には、ドライバーの体動による大きな振動成分がノイズとして重畳しやすく、波形が大きく乱れることがある。波形が大きく乱れた振動波から算出した心拍数は、ノイズの影響を受けて実際の心拍数と大きな誤差が生じ、信頼性が低下することがあった。【０００５】
本発明は、信頼性の高い心拍数を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、
センサーにより検出したユーザの体表面の振動波から、心拍を検出する第１検出部と、
前記ユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数により振幅変調された心拍の振動波を抽出し、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から心拍を検出する第２検出部と、
前記第１検出部により検出した心拍と前記第２検出部により検出した心拍のいずれかを選択し 、選択した心拍に基づいて、心拍数を決定して出力する出力制御部と、
を備えることを特徴とする心拍検出装置が提供される。【０００７】
これにより、第１検出部により検出した心拍と第２検出部により検出した心拍のうちのいずれかに基づいて心拍数を決定できる。そのため、通常は、第１検出部により検出した心拍を基に心拍数を出力し、ユーザの体動によって体表面の振動波に乱れが生じ、第１検出部の心拍の信頼性が低下した場合には第２検出部により検出した心拍を基に心拍数を出力することができる。第２検出部により検出した心拍は、体表面の振動波からユーザの体動による振動成分を除去して検出した心拍であり、体動の影響が少ない。したがって、体動による誤差が少なく、信頼性の高い心拍数を提供することができる。【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、
前記第１検出部により検出した心拍の信頼性の判定部を備え、
前記出力制御部は、前記判定部の判定結果に応じて、前記心拍の選択を行うことを特徴とする請求項１に記載の心拍検出装置が提供される。【０００９】
これにより、第１検出部により検出した心拍の信頼性の判定結果によって、第１検出部と第２検出部の各心拍の選択による心拍数の決定を行うことができる。【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、
前記出力制御部は、前記判定部において、前記第１検出部により検出した心拍の信頼性が低いと判定した場合、前記第２検出部により検出した心拍を選択し、前記心拍数の決定を行うことを特徴とする請求項２に記載の心拍検出装置が提供される。【００１１】
これにより、第１検出部により検出した心拍の信頼性が低い場合は、代わりに第２検出部により検出した、体動による誤差が少ない心拍を基に、信頼性の高い心拍数を決定することができる。【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、
前記出力制御部は、前記判定部において、前記第１検出部により検出した心拍の信頼性が高いと判定した場合、前記第１検出部により検出した心拍を選択し、前記心拍数の決定を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の心拍検出装置が提供される。【００１３】
これにより、第１検出部により検出した心拍の信頼性が高い場合は、その信頼性が高い心拍を基に心拍数を決定することができる。【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、
前記第２検出部は、前記遅延前と遅延後の各振動波の差の波形において、前記差が最小値となる複数のピークのうち、前記第１検出部により検出され、かつ前記判定部により信頼性が高いと判定された心拍と周期が対応するピークを、心拍として検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の心拍検出装置が提供される。【００１５】
これにより、遅延前の振動波に、心拍以外に周期性を有する振動波成分が含まれている場合でも、心拍を精度良く検出することができる。【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、
センサーにより検出したユーザの体表面の振動波から、心拍を検出する第１検出工程と、
前記ユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数により振幅変調された心拍の振動波を抽出し、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から心拍を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程により検出した心拍と前記第２検出工程により検出した心拍のいずれかを選択し、選択した心拍に基づいて、心拍数を決定して出力する出力工程と、
を含むことを特徴とする心拍検出方法が提供される。【００１７】
これにより、第１検出工程により検出した心拍と第２検出工程により検出した心拍のうちのいずれかに基づいて心拍数を決定できる。そのため、通常は、第１検出工程により検出した心拍を基に心拍数を出力し、ユーザの体動によって体表面の振動波に乱れが生じ、第１検出工程の心拍の信頼性が低下した場合には第２検出工程により検出した心拍を基に心拍数を出力することができる。第２検出工程により検出した心拍は、体表面の振動波からユーザの体動による振動成分を除去して検出した心拍であり、体動の影響が少ない。したがって、体動による誤差が少なく、信頼性の高い心拍数を提供することができる。【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、
コンピュータに、
センサーにより検出したユーザの体表面の振動波から、心拍を検出する第１検出工程と、
前記ユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数により振幅変調された心拍の振動波を抽出し、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から心拍を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程により検出した心拍と前記第２検出工程により検出した心拍のいずれかを選択し、選択した心拍に基づいて、心拍数を決定して出力する出力工程と、
を実行させるためのプログラムが提供される。【００１９】
これにより、第１検出工程により検出した心拍と第２検出工程により検出した心拍のうちのいずれかに基づいて心拍数を決定できる。そのため、通常は、第１検出工程により検出した心拍を基に心拍数を出力し、ユーザの体動によって体表面の振動波に乱れが生じ、第１検出工程の心拍の信頼性が低下した場合には第２検出工程により検出した心拍を基に心拍数を出力することができる。第２検出工程により検出した心拍は、体表面の振動波からユーザの体動による振動成分を除去して検出した心拍であり、体動の影響が少ない。したがって、体動による誤差が少なく、信頼性の高い心拍数を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、信頼性の高い心拍数を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の心拍検出装置の構成を機能ごとに示すブロック図である。
【図２】第２検出部において体表面の振動波から抽出した振動波の一例を示すグラフである。
【図３】体表面の振動波から抽出した振動波と、当該振動波を一定時間ずつ遅延した各振動波の一例を示す図である。
【図４】遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差の波形の一例を示す図である。
【図５】心拍検出装置において心拍数を出力するときの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】第１検出部及び第２検出部によりそれぞれ検出した心拍の心拍数の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の心拍検出装置、心拍検出方法及びプログラムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態である心拍検出装置１の構成を機能ごとに示すブロック図である。
図１に示すように、心拍検出装置１は、センサー２に接続され、センサー２により検出したユーザの体表面の振動波からユーザの心拍を検出し、その心拍数を出力する。
【００２４】
（センサー）
センサー２は、ユーザの体表面に生じる振動波を検出する。センサー２としては、例えばマイクロフォンセンサ等を使用することができる。
センサー２は、例えば特開２０１６−５４８１４号公報に記載された、ユーザの背部と密着して使用されるパッド等に配置することにより、ユーザの背部の体表面の振動波を検出することができる。このパッドは、ユーザの背部から押圧を受けて張力を生じ、センサー２へ背部の体表面の振動を伝搬する３次元立体編物を備えている。
【００２５】
（心拍検出装置）
心拍検出装置１は、図１に示すように、第１検出部１１、第２検出部１２、判定部１３及び出力制御部１４を備えて、構成されている。
心拍検出装置１の各構成部の処理内容は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のハードウェアにより実現することができる。また、各構成部の処理内容は、その処理手順を記述したプログラムを、当該プログラムを記憶する記憶媒体からコンピュータが読み取って実行するソフトウェア処理により、実現することもできる。コンピュータとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサーを使用することができる。記憶媒体としては、ハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）等を使用することができる。
【００２６】
第１検出部１１は、センサー２により検出したユーザの体表面の振動波を取得し、当該振動波から心拍を検出する。
第１検出部１１における心拍の検出方法としては、単独で体表面の振動波から心拍を検出できる方法であれば、どのような方法であってもよい。例えば、第１検出部１１の検出方法として、特開２０１６−５４８１４号公報に開示された検出方法を用いることができる。この検出方法では、体表面の振動波から、心拍の周波数帯域の基準波と、当該心拍の周波数帯域とより高周波の周波数帯域とを含む強調波と、を抽出し、抽出した基準波のピークの周辺に出現する強調波のピークを心拍として検出する。
【００２７】
第２検出部１２は、センサー２により検出したユーザの体表面の振動波を取得する。体表面の振動波において、心拍の振動波は人体の共振周波数によって振幅変調されているため、第２検出部１２は、体表面の振動波から人体の共振周波数で振幅変調された心拍の振動波を抽出する。第２検出部１２は、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から、心拍を検出する。
【００２８】
第２検出部１２は、図１に示すように、抽出部１２１、自動利得制御部１２２、第１蓄積部１２３、遅延部１２４、遅延制御部１２５、タイミング生成部１２６、第２蓄積部１２７、比較部１２８及び照合部１２９を備えて、構成されている。
【００２９】
抽出部１２１は、ユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数で振幅変調された心拍の振動波を抽出する。具体的には、抽出部１２１は、人体の共振周波数を中心とする一定範囲の周波数帯域を抽出する。一定範囲は、心拍の周波数によって決定でき、抽出部１２１は、例えば人体の共振周波数±心拍の周波数の周波数帯域の振動波を抽出する。抽出部１２１は、バンドパスフィルター、ハイパスフィルター、ローパスフィルター等を使用して、体表面の振動波をフィルター処理することにより、目的の周波数帯域の振動波を抽出できる。
【００３０】
個人差はあるが、一般的に心拍の振動波の周波数は１Ｈｚ付近であり、身体状態によって０．７〜２．０Ｈｚ程度の範囲内で変動がある。一方、人体の共振周波数は明確なデータはなく、５Ｈｚ、８Ｈｚ、３０Ｈｚ等と諸説ある。例えば、人体の共振周波数を８Ｈｚとする場合、抽出部１２１では、この８Ｈｚを中心に±２Ｈｚの範囲内、すなわち６〜１０Ｈｚの周波数帯域の振動波を抽出する。
【００３１】
ユーザの体表面には、ユーザの体動によって心拍より大きな振動が生じ、その振動波がノイズ成分となって波形が大きく乱れ、センサー２からの出力値が飽和する（saturate）ことがある。体動の振動波は、人体の共振周波数よりも低周波数帯域、例えば０．１〜０．５Ｈｚ程度である。よって、上述のように、体表面の振動波から、人体の共振周波数を中心とする周波数帯域の振動波を抽出することにより、ノイズ成分となる体動の振動波を除去することができる。
【００３２】
図２は、体表面の振動波から抽出部１２１により抽出した振動波の一例を示している。
抽出部１２１により抽出した振動波は、人体の共振周波数によって振幅変調された心拍の振動波であるので、図２に示すように、抽出した振動波の包絡線が、心拍の周期を表しているといえる。
【００３３】
自動利得制御部１２２は、抽出部１２１により抽出した振動波のうち、心拍に影響がない長周期の振動波成分の振幅を一定に調整して出力する。
【００３４】
第１蓄積部１２３は、自動利得制御部１２２から出力された振動波を保持する。第１蓄積部１２３としては、バッファーメモリ等を使用することができる。
【００３５】
遅延部１２４は、遅延制御部１２５の指示にしたがって、自動利得制御部１２２から出力された振動波を一定時間ずつ遅延し、遅延後の各振動波を出力する。
【００３６】
遅延制御部１２５は、タイミング生成部１２６において生成されるクロック信号に合わせて、遅延部１２４における振動波の遅延を指示する。
【００３７】
タイミング生成部１２６は、センサー２からの出力をＡ／Ｄ変換するためのクロック信号を生成する。
【００３８】
第２蓄積部１２７は、遅延部１２４から出力された遅延後の各振動波を保持する。第２蓄積部１２７としては、リングバッファーメモリ等を使用することができる。
【００３９】
比較部１２８は、第１蓄積部１２３に保持した遅延前の振動波と、第２蓄積部１２７に保持した遅延後の各振動波との差を算出する。
【００４０】
図３は、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の一例を示している。
図３に示すように、遅延部１２４により、元の振動波Ｗ０から一定時間ｔをそれぞれｉ倍（ｉは１以上の整数）した時間だけ遅延した各振動波Ｗｉが得られる。例えば、振動波Ｗ１は振動波Ｗ０から一定時間ｔだけ遅延した振動波であり、振動波Ｗ２は振動波Ｗ１からさらに一定時間ｔだけ遅延した振動波、すなわち振動波Ｗ０から時間２ｔだけ遅延した振動波である。
【００４１】
比較部１２８は、演算期間Ｔｃ内において、遅延前の振動波Ｗ０と、遅延後の各振動波Ｗｉとを比較し、その差を算出する。
演算期間Ｔｃは、検出対象とする心拍の周期に応じて決定することができる。例えば、心拍数が３０ＢＰＭ以上の心拍を検出する場合、１周期の心拍の検出に少なくとも２秒が必要であるので、演算期間Ｔｃを２秒以上に決定すればよい。
【００４２】
具体的には、比較部１２８は、演算期間Ｔｃ内において、遅延前の振動波Ｗ０及び遅延後の各振動波Ｗｉを、一定のサンプリング間隔でサンプリングする。サンプリング間隔は、各振動波Ｗｉの遅延量と同じ時間である。比較部１２８は、下記式に示すように、サンプリングした遅延前の振動波Ｗ０ｊと遅延後の各振動波Ｗｉｊの差の絶対値の総和Ｓｊを算出する。なお、ｊは、サンプリングした回数を表す数字であり、ｊ＝０〜ｎである。
【００４３】
Ｓｊ＝Σ｛ａｂｓ（Ｗ０ｊ−Ｗｉｊ）｝
上記式において、ａｂｓ（）は、（）内の演算結果の絶対値を出力する関数を表す。Ｗ０ｊは、サンプリングした遅延前の振動波Ｗ０の振幅値を示す。Ｗｉｊは、サンプリングした遅延後の各振動波Ｗｉの振幅値を示す。
【００４４】
例えば、図３中のＳ０、Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎは、次のように算出することができる。
S0=abs(W00-W00)+abs(W01-W01)+・・・+abs(W0n-W0n)
S1=abs(W00-W10)+abs(W01-W11)+・・・+abs(W0n-W1n)
S2=abs(W00-W20)+abs(W01-W21)+・・・+abs(W0n-W2n)
・・・
Sn=abs(W00-Wi0)+abs(W01-Wi1)+・・・+abs(W0n-Win)
【００４５】
心拍のように周期性を有する振動波は、一定時間遅延すると元の振動波との差が大きくなるが、さらに遅延して自己の振動波と周期が一致すると、その差が最も小さくなる。そのため、図３に示すように、遅延時間と同じサンプリング間隔でＳｊを出力すると、元の振動波Ｗ０、すなわち人体の共振周波数によって心拍の振動波が振幅変調された変調波の周期を基本周期とした繰り返しの波である振動波Ｗｃを得ることができる。振動波Ｗｃは、元の振動波Ｗ０の自己相関性を表し、振幅の値が小さいほど、自己相関性が高い。
【００４６】
なお、遅延部１２４では、演算期間Ｔｃの間、遅延した振動波Ｗｉを出力する。
例えば、振動波Ｗ０の遅延時間が１／３２秒であり、演算期間Ｔｃが８秒の場合、遅延部１２４では、振動波Ｗ１〜Ｗ２５５を出力する。サンプリング間隔は遅延時間と同じ１／３２秒であるので、演算期間Ｔｃの間に２５６回のサンプリングが行われる。
【００４７】
照合部１２９は、比較部１２８から出力された遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差の波形において、当該差が最小値となる複数のピークを、第１検出部１１により検出され、かつ判定部１３により信頼性が高いと判定された心拍と照合する。照合部１２９は、判定部１３において第１検出部１１により検出した心拍の信頼性が高いと判定されている間は、当該心拍を照合に用いる。照合部１２９は、この信頼性が高いと判定された、現時点から一定時間内の心拍を保持し、第１検出部１１により検出した心拍の信頼性が低いと判定された場合には、信頼性が高いと判定され、保持されたなかでも最新の心拍を照合に用いる。これにより、第２検出部１２において信頼性の高い心拍を出力することができる。
【００４８】
照合部１２９は、複数のピークのうち、照合した心拍と周期が対応するピークを、心拍として検出する。照合部１２９は、第１検出部１１により検出した心拍との時間差が閾値以下のピークを、第１検出部１１により検出した心拍と周期が対応すると判断することができる。閾値は、許容できる誤差の範囲内で適宜設定可能である。
【００４９】
図４は、遅延前と遅延後の各振動波の差の波形の一例を示している。
図４に示すように、遅延前と遅延後の各振動波の差である振動波Ｗｃには、差が最小値となる複数のピークｐ０〜ｐ５がある。心拍のように周期性を有する振動波が遅延した振動波と周期が一致すると、差が最小値となるため、各ピークｐ０〜ｐ５は心拍の可能性がある。しかし、遅延前の振動波が心拍以外にも周期性を有する振動波成分を含むことがあるため、すべてのピークｐ０〜ｐ５が心拍であるとは限らない。照合部１２９は、各ピークｐ０〜ｐ５のうち、第１検出部１１により検出した心拍と周期が対応するピークｐ３を、心拍として検出する。
【００５０】
判定部１３は、第１検出部１１により検出した心拍の信頼性を判定する。例えば、判定部１３は、第１検出部１１により検出した心拍の周期から心拍数を算出し、算出した直近５つの心拍数の分散値を算出する。判定部１３は、分散値が閾値以上であれば信頼性が低いと判定し、分散値が閾値未満であれば信頼性が高いと判定することができる。また、判定部１３は、ユーザの動きによって振動波が大きく乱れてセンサー２の出力が飽和した場合に、信頼性が低いと判定することもできる。
【００５１】
出力制御部１４は、第１検出部１１により検出した心拍と第２検出部１２により検出した心拍のいずれかを選択し、選択した心拍を用いて、心拍数を決定して出力する。
【００５２】
図５は、上記心拍検出装置１において心拍を検出するときの処理手順を示すフローチャートである。
心拍検出装置１では、図５に示すように、センサー２から入力した体表面の振動波から、第１検出部１１が心拍を検出する（ステップＳ１）。また、同じ振動波から、第２検出部１２も心拍を検出する（ステップＳ２）。判定部１３は、第１検出部１１により検出した心拍の信頼性を判定する（ステップＳ３）。
【００５３】
判定部１３により心拍の信頼性が高いと判定した場合（ステップＳ３：Ｎ）、出力制御部１４は、第１検出部１１及び第２検出部１２により検出した各心拍のうち、第１検出部１１により検出した心拍を選択する（ステップＳ４）。出力制御部１４は、選択した心拍を用いて心拍数を決定し、出力する（ステップＳ６）。
【００５４】
出力制御部１４は、第１検出部１１により検出した心拍の周期から直接的に心拍数を算出することができるし、第１検出部１１により検出した心拍を時系列分析して心拍数を算出することもできる。時系列分析して算出する心拍数は、例えば現時点から一定期間、第１検出部１１により検出した心拍の周期をカルマンフィルターによりフィルター処理することにより、得ることができる。時系列分析により、より正確な心拍数を提供することができる。
【００５５】
一方、判定部１３により心拍の信頼性が低いと判定した場合（ステップＳ３：Ｙ）、出力制御部１４は第１検出部１１及び第２検出部１２により検出した各心拍のうち、第２検出部１２により検出した心拍を選択する（ステップＳ５）。出力制御部１４は、選択した心拍を用いて心拍数を決定し、出力する（ステップＳ６）。この場合も同様に、出力制御部１４は、第２検出部１２により検出した心拍の周期から直接的に心拍数を算出することができるし、第２検出部１２により検出した心拍を時系列分析して心拍数を算出することもできる。
【００５６】
図６は、第１検出部１１及び第２検出部１２により検出した心拍からそれぞれ算出した心拍数（ＢＰＭ）の一例を示している。
図６に示すように、第１検出部１１の心拍を用いて算出した心拍数（ＢＰＭ）は、ユーザの体動が生じると、体動の振動波の影響を受けて大きく変動している。一方、第２検出部１２の心拍を用いて算出した心拍数（ＢＰＭ）は、体動が生じても変動が少なく、信頼性が高いことが分かる。
【００５７】
図６に示すように、第１検出部１１の心拍の信頼性が高い間は、第１検出部１１の心拍を用いて、第１検出部１１の心拍の信頼性が低い間は、第２検出部１２の心拍を用いて、心拍数を算出することにより、常に信頼性の高い心拍数を提供することができる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態の心拍検出装置１は、センサー２により検出したユーザの体表面の振動波から、心拍を検出する第１検出部１１と、同じユーザの体表面の振動波から、人体の共振周波数により振幅変調された心拍の振動波を抽出し、抽出した振動波を一定時間ずつ遅延して、遅延前の振動波と遅延後の各振動波の差から心拍を検出する第２検出部１２と、第１検出部１１により検出した心拍と第２検出部１２により検出した心拍のいずれかを選択し、選択した心拍に基づいて、心拍数を決定して出力する出力制御部１４と、を備える。
【００５９】
上記実施の形態によれば、第１検出部１１により検出した心拍と第２検出部１２により検出した心拍のうちのいずれかを基に心拍数の決定を行うことができる。第１検出部１１により検出した心拍の信頼性が高い間は当該心拍を基に心拍数を出力し、ユーザの体動によって体表面の振動波に乱れが生じ、第１検出部１１の心拍の信頼性が低下した場合には、第２検出部１２の心拍を基に心拍数を出力することができる。第２検出部１２により検出した心拍は、体表面の振動波からユーザの体動による振動成分を除去して検出した心拍であり、体動の影響が少ない。したがって、体動による誤差が少なく、信頼性の高い心拍数を提供することができる。
【００６０】
上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の技術的思想の範囲内で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、第１検出部１１と第２検出部１２が共通のセンサー２から体表面の振動波を取得する。しかし、同じユーザの体表面の振動波を取得できるのであれば、第１検出部１１と第２検出部１２が異なるセンサーから振動波を取得する構成であってもよい。
【００６１】
また、上記処理手順では、出力制御部１４は、第１検出部１１又は第２検出部１２により検出した各心拍を選択し、選択した心拍のみを用いて心拍数を決定している。これに限らず、選択した心拍を基に心拍数を決定するのであれば、選択した心拍に選択しなかった心拍を補助的に用いて心拍数を決定することもできる。
【００６２】
具体的には、出力制御部１４は、第１検出部１１の心拍と第２検出部１２の心拍を、選択した心拍を重み付けて補間し、補間した心拍から心拍数を決定する。例えば、第２検出部１２の心拍を選択した場合、出力制御部１４は、第２検出部１２の心拍の重みを９／１０、第１検出部１１の心拍の重みを１／１０として、各心拍を重み付けて補間し、得られた心拍から心拍数を決定する。
【００６３】
また、上記処理手順では、出力制御部１４は、判定部１３による判定結果に応じて、心拍の選択を行って心拍数の決定を行っている。これに限らず、出力制御部１４は、判定部１３の判定がなくても、心拍の選択による心拍数の決定を常に行うこととしてもよい。例えば、出力制御部１４は、通常は第１検出部１１の心拍を選択し、加速度センサ等のセンサによって閾値を超えるユーザの大きな動きを検出した場合等に第２検出部１２の心拍を選択するようにしてもよい。
【００６４】
本出願は、２０１７年９月６日に出願された日本特許出願である特願２０１７−１７０９１３号に基づく優先権を主張し、当該日本特許出願のすべての記載内容を援用する。
【符号の説明】
【００６５】
１    心拍検出装置
１１    第１検出部
１２    第２検出部
１２１    抽出部
１２３    第１蓄積部
１２４    遅延部
１２７    第２蓄積部
１２８    比較部
１２９    照合部
１３    判定部
１４    出力制御部
２    センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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