(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の測定部位に光を照射する発光部と、
前記発光部から照射される光の光量を周期的に変化させる発光制御部と、
前記発光部から前記測定部位に照射された光を受光して検出信号を出力する受光部と、
前記検出信号の信号レベルを閾値と比較する比較部と、
前記比較部で前記検出信号の信号レベルが前記閾値以上になった時点から所定時間が経過した時点の前記検出信号の信号レベルを取得する信号取得部と、
前記信号取得部で取得した信号レベルから生体情報を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする生体情報検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の生体情報検出器において、
前記発光制御部は、前記検出部で検出された生体情報の周期に基づいて、前記光量を変化させる周期を設定する
ことを特徴とする生体情報検出器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の生体情報検出器において、
前記信号取得部は、前記検出部で検出された生体情報の周期に基づいて、前記所定時間を設定する
ことを特徴とする生体情報検出器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体情報検出器において、
前記生体情報は、脈拍数である
ことを特徴とする生体情報検出器。
【請求項５】
請求項４に記載の生体情報検出器において、
前記発光制御部は、前記検出部で検出された前記脈拍数に応じた周期に基づいて、前記光量を変化させる周期を設定する
ことを特徴とする生体情報検出器。
【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検出器において、
前記受光部から出力される前記検出信号の平均レベルを求める平均レベル算出部と、
前記平均レベルに基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、
を備えることを特徴とする生体情報検出器。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の生体情報検出器において、
前記閾値は、前記検出信号の信号レベルを表す電圧に関する値である
ことを特徴とする生体情報検出器。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の生体情報検出器と、
前記生体情報検出器で検出された生体情報を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項９】
生体の測定部位に光量を周期的に変化させて光を照射し、
前記測定部位に照射された光を受光して検出信号を出力し、
前記検出信号の信号レベルを予め設定した閾値と比較し、
前記検出信号の信号レベルが前記閾値以上になった時点から所定時間経過時の前記検出信号の信号レベルを取得し、
前記取得した信号レベルから生体情報を検出する
ことを特徴とする生体情報検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報検出器、生体情報検出装置および生体情報検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織に発光手段から光を照射し、その透過光や反射光を受光手段で受光して得られた脈波を処理し、血液中の光吸収物質の濃度を得る血中光吸収物質濃度測定装置が知られている（特許文献１参照）。
この特許文献１では、脈波の交流成分を検出し、その交流成分が所定の範囲内に入るように、所定時間ごとに発光手段であるＬＥＤの駆動パルスの幅や振幅を予め制御することで、一定以上の測定精度を維持しつつ、ＬＥＤの消費電力を抑えるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７８７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、受光手段で得られた検出結果に基づいて、発光手段の光量をフィードバック制御する場合、測定対象者の皮膚色、毛の濃さ、血流の深さ・量などの測定対象者ごとの測定条件の相違による、反射光量の相違に関しては対応可能である。
【０００５】
しかしながら、各測定対象者において、継続的に測定している場合の事後の変化に対しては対応できないという問題があった。
すなわち、測定対象者の測定部位、たとえば手首や指などに測定機器を取り付けた状態で継続的に生体情報を測定する場合、測定部位に対する測定部（発光手段や受光手段）の押し付け圧力の変化や、測定部位の移動による血流変化などが生じると、その変化による受光量の変化は、心拍数などの生体情報の変化に比べて非常に大きいため、生体情報を精度よく検出することが難しいという問題があった。
【０００６】
さらに、生体情報の変化は微小であるため、発光手段の光量を大きくすることで生体情報の変化の振幅を大きくすることも考えられるが、受信手段における信号が飽和して検出できないという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、継続的に測定している場合の事後の変化があった場合でも、生体情報を精度よく検出できる生体情報検出器、生体情報検出装置、生体情報検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の生体情報検出器は、生体の測定部位に光を照射する発光部と、前記発光部から照射される光の光量を周期的に変化させる発光制御部と、前記発光部から前記測定部位に照射された光を受光して検出信号を出力する受光部と、前記検出信号の信号レベルを閾値と比較する比較部と、前記比較部で前記検出信号の信号レベルが前記閾値以上になった時点から所定時間が経過した時点の検出信号の信号レベルを取得する信号取得部と、前記信号取得部で取得した信号レベルから生体情報を検出する検出部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、発光制御部によって発光部から測定部位に照射する光の光量を周期的に変化させているので、前記測定部位で反射や透過して前記受光部で受光する光の光量も前記照射光量の変化に連動して変化する。このため、生体情報検出器の装着状態などが変動して測定部位における反射率が事後的（測定中）に変化しても、受光部から出力される検出信号を前記閾値レベルで検出することができる。そして、信号取得部では信号レベルが閾値以上になった時点から所定時間が経過した時点の信号レベルを取得しているので、生体情報による反射率の変化を、前記取得した信号レベルの変化に反映させることができる。従って、前記検出部は、取得した信号レベルから生体情報を安定して精度良く検出できる。
【００１０】
本発明の生体情報検出器において、前記発光制御部は、前記検出部で検出された生体情報の周期に基づいて、前記光量を変化させる周期を設定することが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記光量を変化させる周期は、生体情報の周期に比べて短く設定する必要があるが、特に生体情報の周期（周波数）が変化した際に、その周期に応じて前記光量の周期を設定すればよい。すなわち、生体情報の周期が以前の周期よりも短くなった場合には、前記光量を変化させる周期も短くし、生体情報の周期が以前の周期よりも長くなった場合には、前記光量を変化させる周期も長くすればよい。
このように設定すれば、生体情報のサンプリング数を、その１周期の中で所定数以上に設定でき、生体情報の波形などを精度良く検出できる。
【００１２】
本発明の生体情報検出器において、前記信号取得部は、前記検出部で検出された生体情報の周期に基づいて、前記所定時間を設定することが好ましい。
【００１３】
本発明においては、前記所定時間を生体情報の周期に基づいて設定しているので、生体情報の周期が短くなると前記所定時間を短くし、生体情報の周期が長くなると前記所定時間を長くすることができる。このため、生体情報の周期が変化した場合でも、前記所定時間に対する生体情報の変化割合を同程度にでき、所定時間経過後に取得する信号レベルもほぼ同じレベルにできるため、その後の信号処理を容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の生体情報検出器において、前記受光部から出力される検出信号の平均レベルを求める平均レベル算出部と、前記平均レベルに基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、を備えることが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、測定部位が移動したり、発光部および受光部からなる測定部の押し付け圧力が変化することで、測定部位における反射率等が大きく変動した場合であっても、変動後の反射率に応じて比較電圧を調整できる。このため、生体情報を安定して検出できる。また、閾値設定部は、前記平均レベルを基準にして、例えば、３０％増の値に閾値を設定できるので、生体情報を検出するのに適した閾値に設定できる。特に、生体情報は、受光光量レベルが高くなるほど大きくなるため、平均レベルよりも閾値を高く設定することで、検出する生体情報の値を大きくでき、生体情報を検出し易くできる。
【００１６】
本発明の生体情報検出装置は、前記生体情報検出器と、前記生体情報検出器で検出された生体情報を表示する表示部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、生体情報検出装置は、生体情報検出器と、表示部とを備えているので、検出した生体情報を前記表示部で表示でき、利用者は表示された生体情報を見ながら運動などを行うことができ、利用者の利便性を向上できる。
【００１８】
本発明の生体情報検出方法は、発光部から生体の測定部位に光量を周期的に変化させて光を照射し、前記測定部位に照射された光を受光部で受光して検出信号を出力し、前記検出信号の信号レベルを予め設定した閾値と比較し、前記検出信号の信号レベルが前記閾値以上になった時点から所定時間経過時の検出信号の信号レベルを取得し、前記取得した信号レベルから生体情報を検出することを特徴とする。
本発明によれば、前記生体情報検出器と同じ作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の生体情報検出装置を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は発光素子の駆動信号を示す模式図、（Ｂ）は受光素子の検出信号と平均電圧との関係を示す模式図、（Ｃ）は所定時間経過後の信号取得タイミングを示す模式図である。
【図３】比較電圧の設定を説明する模式図である。
【図４】（Ａ）受光素子の検出信号を示す模式図、（Ｂ）は検出された脈情報を示す模式図である。
【図５】（Ａ）は図２（Ｂ）の検出結果を示す図、（Ｂ）は図２（Ｃ）の検出結果を示す図である。
【図６】本発明の生体情報検出方法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】
【００２０】
［実施形態］
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の生体情報検出装置１は、たとえば、手首に装着される腕時計タイプの脈拍計であり、図１に示すように、生体情報検出器２と、表示部３とを備える。表示部３は、液晶ディスプレイや、有機ＥＬディスプレイなどの表示装置で構成されている。
【００２１】
［生体情報検出器の全体構成〕
生体情報検出器２は、発光素子１１、輝度制御部１２、鋸波発生部１３、受光素子２１、受光・増幅部２２、平均電圧発生部２３、比較電圧演算部２４、コンパレーター２５、タイミング生成部２６、サンプルホールド部２７、ＡＣ成分抽出部２８、可変利得増幅部２９、ＡＤコンバーター３０、演算部３１、制御部３２を備えている。
【００２２】
そして、発光素子１１および輝度制御部１２によって本発明の発光部が構成され、鋸波発生部１３によって発光制御部が構成される。また、受光素子２１および受光・増幅部２２によって本発明の受光部が構成され、前記発光部および受光部で測定部が構成される。
また、平均電圧発生部２３によって平均レベル算出部が構成され、比較電圧演算部２４によって閾値設定部が構成される。さらに、コンパレーター２５によって比較部が構成され、タイミング生成部２６およびサンプルホールド部２７によって信号取得部が構成される。
また、ＡＣ成分抽出部２８、可変利得増幅部２９、ＡＤコンバーター３０、演算部３１によって、生体情報を検出する検出部が構成される。
【００２３】
［発光部の構成］
発光素子１１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光を照射する素子で構成されている。輝度制御部１２は、鋸波発生部１３から入力される駆動信号に応じて発光素子１１を駆動する信号（電流）を変化させて、発光素子１１の輝度を制御するものである。
【００２４】
鋸波発生部１３は、図２（Ａ）に示すように、電流レベルを変化させた鋸波状の駆動信号を生成し、輝度制御部１２に入力する。なお、鋸波発生部１３で生成する駆動信号の周期（周波数）は、測定対象の生体情報によって設定される。例えば、本実施形態では、血管の拡大や縮小による反射率の変化を検出することで、脈拍数を検出している。従って、前記鋸波発生部１３で生成する駆動信号の周期（周波数）は、脈拍の周期（生体情報の周波数）に比べて、例えば１／２０〜１／５０程度の短い周期（高い周波数）に設定されている。
すなわち、脈拍数は、通常は、６０〜８０ｂｐｍ（beats per minute：１分間の拍動の数）程度であり、６０ｂｐｍであればその周波数は１Ｈｚ（周期１ｓｅｃ）である。一方、前記鋸波発生部１３で生成する駆動信号は、２０〜５０Ｈｚ（周期５０〜２０msec）程度に設定される。
これは、生体情報が変化する周期よりも短い周期でサンプリングして生体情報の脈情報を検出するためである。
【００２５】
さらに、本実施形態の制御部３２は、下記表１に示すように、脈拍数の検出結果に基づいて駆動信号の周期（周波数）を設定し、さらに、後述する所定時間Δｔの値も設定している。すなわち、脈拍数が高くなると、脈拍の周期も短くなるため、脈拍を検出するための駆動信号の周期と、所定時間Δｔも短くする必要があるからである。
【００２６】
【表１】
0006019668.tif 000002
【００２７】
［受光部の構成］
受光素子２１は、フォトダイオードやフォトトランジスターなどで構成されている。受光・増幅部２２は、受光素子２１の受光量に応じて出力される検出信号を増幅するものである。
【００２８】
［平均レベル算出部の構成］
平均電圧発生部２３は、受光・増幅部２２の検出信号の電圧を平均化した平均電圧を発生するものである。この際、前記発光素子１１は、鋸波発生部１３によって輝度が低い（暗い）光から輝度が高い（明るい）光まで周期的に変化するため、受光素子２１で受光されて受光・増幅部２２から出力される検出信号（電圧）も、低い電圧から高い電圧に周期的に変化する。このため、平均電圧発生部２３で生成される平均電圧は、受光・増幅部２２から出力される信号の最小電圧と最大電圧間の値であり、例えばほぼ中間値になる。
【００２９】
［閾値設定部の構成］
比較電圧演算部２４は、平均電圧発生部２３で発生した平均電圧に基づいて比較電圧（閾値）を演算する。この比較電圧の演算方法は、予め設定される。例えば、比較電圧は、平均電圧の１．３倍（３０％増）の値に演算される。
ここで、比較電圧を平均電圧に基づいて設定しているのは、生体情報検出装置１の装着状態（装着部位や押し付け圧力）や、生体の状態（皮膚色、荒れ等）によって生体での反射率が低い場合でも、受光・増幅部２２の出力信号の電圧が比較電圧以上となって生体情報を検出できるようにするためである。
例えば、図３に示すように、比較電圧を実線１１１で固定した場合、生体での反射率が高く、検出信号が点線１１２のように、比較的大きなレベルまで変化する場合には、検出信号が実線１１１の比較電圧を超えるため、生体情報を検出できる。
一方、実線１１３の検出信号のように、生体での反射率が低い場合には、検出信号が実線１１１の比較電圧を超えることがないため、生体情報を検出できない。そのため、本実施形態では、平均電圧発生部２３によって検出信号の平均電圧を求め、比較電圧演算部２４がその平均電圧に基づく比較電圧（点線１１４）を設定することで、生体情報を検出できるようにしている。
【００３０】
また、平均電圧をそのまま比較電圧とするのではなく、比較電圧演算部２４で演算しているのは、図４に示すように、発光素子１１の照射光量が大きいほうが、検出信号も高くなり、その検出信号に含まれる脈の情報も大きくなるためである。
すなわち、図４（Ａ）に示すように、検出信号１２０が、発光素子１１を駆動する鋸波状の駆動信号と同様に変化した場合に、図４（Ｂ）に示すように、比較電圧を、低レベル、中レベル、高レベルの３段階の比較電圧１２１，１２２，１２３に切り替えたとする。
この場合、各比較電圧１２１，１２２，１２３で検出される脈情報（生体情報）の検出信号１２６，１２７，１２８を比較すると、検出信号１２０の信号レベルが高い（照射光量が高い）場合のほうが、検出できる脈情報の振幅も大きくなる。
従って、比較電圧を平均電圧よりも高くしたほうが、脈情報を検出しやすくなるため、本実施形態では、比較電圧演算部２４で比較電圧を演算している。
【００３１】
［比較部の構成］
コンパレーター２５は、比較電圧演算部２４で演算した比較電圧（閾値）と、受光・増幅部２２から出力される検出信号の電圧とを比較し、その比較結果を出力する。
【００３２】
［信号取得部の構成］
タイミング生成部２６は、前記コンパレーター２５の出力によって、検出信号が比較電圧以上になった時点から、予め設定された所定時間Δｔだけ経過したタイミングで、サンプルホールド部２７にタイミング信号を出力する。
サンプルホールド部２７は、タイミング生成部２６からホールドタイミング信号が入力された時点の検出信号のレベル（電圧）をサンプリングしてホールド（維持）する。そして、このホールドした信号（ホールド信号）をＡＣ成分抽出部２８に出力する。この所定時間Δｔだけ経過した時点の検出信号レベルをホールドすることで、生体情報の変化を検出できる。
すなわち、図２（Ａ）に示すように、発光素子１１に流す駆動信号１０１の電流つまり光量が鋸波状にかつ一定周期で変化している場合、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、検出信号１０２の電圧が変化したとする。すなわち、脈拍による反射率の変化によって、検出信号１０２の電圧（振幅）が変化する。
【００３３】
ここで、図２（Ｂ）に示すように、比較電圧１０３を超えた時点で検出信号１０２の信号レベル（電圧）をホールドすると、その出力は図５（Ａ）に示すように一定値となり、検出信号１０２の振幅の変化つまり生体情報を検出できない。
一方、図２（Ｃ）に示すように、比較電圧１０３を超えた時点から所定時間Δｔの経過後に検出信号１０２の信号レベルをホールドすると、検出信号の変化率つまり検出信号の振幅の違いによってホールドした値も異なる。すなわち、生体での反射率が高く、検出信号も大きい場合には、所定時間Δｔ経過後のホールド値も高くなる。一方、生体での反射率が低く、検出信号も小さい場合には、所定時間Δｔ経過後のホールド値も低くなる。従って、その出力は図５（Ｂ）に示すように、生体情報（脈拍）に連動して変化し、脈拍情報を検出できる。
【００３４】
［検出部の構成］
ＡＣ成分抽出部２８は、サンプルホールド部２７から入力されたホールド信号からＤＣ成分を除去してＡＣ成分を抽出する。具体的には、ホールド信号の信号レベル（電圧）からＤＣ成分である比較電圧を除去する。
すなわち、図４（Ｂ）に示すように、サンプルホールド部２７でホールドされた検出信号の電圧は、前記比較電圧１２１，１２２，１２３（図４に矢印で示すＤＣ成分）と、脈拍によって変化するＡＣ成分の検出信号１２６，１２７，１２８とを含む。従って、サンプルホールド部２７から出力されるホールド信号から比較電圧を除去することで、ＡＣ成分つまり生体情報のみを抽出できる。
なお、図４（Ａ）の検出信号１２０の周期Ｔは、前述のように、駆動信号と同じ２０〜５０msecであるのに対し、図４（Ｂ）の検出信号１２６，１２７，１２８の周期Ｔ１は、例えば脈拍数が６０ｂｐｍであれば１ｓｅｃである。すなわち、図４では、（Ａ）、（Ｂ）の各スケールは異なる。この点は、図２，５においても同様である。
【００３５】
可変利得増幅部２９は、ＡＣ成分抽出部２８から入力されたＡＣ成分を、ＡＤコンバーター３０の入力レベルに合うように調整する。図４（Ｂ）に示すように、ＡＣ成分抽出部２８で抽出されたＡＣ成分は、反射率によってその振幅も大きく異なる。このため、可変利得増幅部２９は、ＡＤコンバーター３０に入力する際のレベル（振幅）がほぼ一定となるように調整する。
【００３６】
ＡＤコンバーター３０は、可変利得増幅部２９から入力された信号をデジタルデータに変換し、そのデータを演算部３１に出力する。
演算部３１は、ＡＤコンバーター３０から入力されたデータを演算処理して脈拍数や脈拍波形データなどの生体情報を生成する。
表示部３は、演算部３１で演算された脈拍数や脈拍の波形などの生体情報を表示する。
【００３７】
制御部３２は、鋸波発生部１３、比較電圧演算部２４、タイミング生成部２６、可変利得増幅部２９、演算部３１等を制御する。また、制御部３２は、前記表１に示すように、検出した脈拍数に応じて駆動信号の周波数や所定時間Δｔを設定するため、演算部３１から脈拍数のデータを取得する。
【００３８】
［生体情報検出方法］
次に、本実施形態の生体情報検出装置１における生体情報の検出処理に関し、図６のフローチャートに基づいて説明する。
生体情報検出装置１を手首などの測定部位に装着後、ボタンなどを操作して測定を開始すると、制御部３２は、鋸波発生部１３に対して発光素子１１の駆動信号（鋸波）の周期と、所定時間Δｔの初期設定を行う。本実施形態では、表１における脈拍数０−５９ｂｐｍの場合の駆動信号の周期＝５０msec（周波数２０Ｈｚ）、所定時間Δｔ＝５msecを初期値として設定する（Ｓ１：ステップ１、以下ステップをＳと略す）。
【００３９】
発光素子１１および輝度制御部１２からなる発光部は、鋸波発生部１３から入力される駆動信号によって駆動され、測定部位に光を照射する（Ｓ２）。この際、前記駆動信号の周波数で照射する光の輝度も変化する。
【００４０】
受光素子２１および受光・増幅部２２からなる受光部は、発光素子１１から照射され、測定部位で反射あるいは透過された光を受光し、その受光量に応じた検出信号を出力する（Ｓ３）。
次に、平均電圧発生部２３は、検出信号の平均電圧を算出して発生する（Ｓ４）。ここで、平均電圧は、少なくとも駆動信号の１周期分に相当する検出信号の平均値を求めればよいが、通常は、数秒〜１０秒間程度の検出信号の平均値を求めればよい。
【００４１】
比較電圧演算部２４は、前記平均電圧発生部２３で発生された平均電圧に基づいて、比較電圧を演算する（Ｓ５）。本実施形態の比較電圧演算部２４は、平均電圧を３０％増（１．３倍）して比較電圧を求めている。
コンパレーター２５は、比較電圧演算部２４で演算された比較電圧と、検出信号を比較し、検出信号が比較電圧以上になったかを判定する（Ｓ６）。制御部３２は、Ｓ６で、駆動信号１周期の間の検出信号が比較電圧以上にならなかった場合、つまり検出信号の最大値が比較電圧未満であった場合は、Ｓ７以下の処理を行わずに、Ｓ２の処理に戻って次の周期の照射処理を行う。
【００４２】
タイミング生成部２６は、コンパレーター２５で検出信号が比較電圧以上と判定されると（Ｓ６でＹｅｓ）、その比較電圧以上と判定されたタイミングから所定時間Δｔ経過時に、サンプルホールド部２７にタイミング信号を出力し、サンプルホールド部２７はその時点の検出信号（電圧）をホールドする（Ｓ７）。
【００４３】
次に、ＡＣ成分抽出部２８は、ホールドした検出信号（電圧）からＤＣ成分（比較電圧）を除去してＡＣ成分を抽出する（Ｓ８）。
続いて、ＡＤコンバーター３０は、可変利得増幅部２９でレベルが調整されたＡＣ成分の信号をデジタルデータに変換する（Ｓ９）。
さらに、演算部３１は、前記デジタルデータを蓄積して解析し、脈拍数などを演算する（Ｓ１０）。この演算された脈拍数などの生体情報は、表示部３で表示する。
【００４４】
また、制御部３２は、前記表１のデータから、演算された脈拍数に応じた周期（周波数）および所定時間Δｔを読み出して鋸波発生部１３に出力して設定する（Ｓ１１）。
そして、制御部３２は、Ｓ２〜Ｓ１１の処理を繰り返す。これにより、生体情報検出装置１を装着したまま、継続的に脈拍を検出することができる。
【００４５】
［実施形態の作用効果］
本実施形態では、発光素子１１から測定部位に照射する光の光量を周期的に変化させている。このため、生体情報検出装置１の装着状態が変化し、測定部位が移動したり、測定部（発光部や受光部）の押し付け圧力が変化して測定部位における反射率が変化しても、照射光量の変化に連動して受光光量も変化するため、受光素子２１で所定レベルの光量を受光できる。すなわち、照射光の光量を周期的に変動させれば、反射率が低くなった場合には照射光の光量が高いタイミングで所定レベルの反射光を受光でき、反射率が高くなった場合には照射光の光量が低いタイミングで所定レベルの反射光を受光できる。このように、照射光の光量を周期的に変化させることで、生体情報検出装置１の装着状態の変化等で反射率が事後的に変動しても、一定レベルの光量を受光できるタイミングが存在する。従って、比較電圧（閾値）を設定し、比較電圧近傍の検出信号レベルを測定することで、その後の信号処理を、受光光量が一定となるように照射光量を制御した場合と同様に行うことができる。このため、例えば、光量が大きい状態で反射率が高くなったために、受光光量も大きくなって検出信号が飽和して処理できなくなったり、光量が小さい状態で反射率が低下して受光光量が大幅に小さくなって生体情報を検出できなくなることを防止でき、継続的に測定している場合の事後の変化があった場合でも、生体情報を安定してかつ精度よく検出できる。
【００４６】
また、比較電圧で検出すると検出信号レベルは一定になり、生体情報を検出することができない。これに対し、本実施形態では、検出信号が比較電圧以上になった時点から所定時間Δｔ経過後の信号レベルを検出することで、生体情報を取得することができる。すなわち、所定時間経過後の信号レベルは、反射率の違いによる受光光量の増加割合に応じて異なる。従って、前記信号レベルは、脈情報を含むことになる。また、生体情報検出装置１の押し付け圧力の変動などの大きなＤＣ変動は、前記比較電圧を基準にすることで前記信号レベルには含まれていない。従って、脈情報であるＡＣ成分のみを抽出して増幅することを容易に行うことができ、脈情報を容易に検出できる。
【００４７】
さらに、発光素子１１から照射される光の光量の周波数を、前記脈拍の周波数の２０〜５０倍と高くしているので、脈拍の変動を細かくサンプリングして検出することができる。このため、脈拍数だけでなく、その波形も精度良く検出することができる。
また、前記発光素子１１を駆動する信号の周波数（周期）を、検出している脈拍数（周波数）に応じて調整しているので、脈拍数が高くなった場合でも適切なサンプリング数で検出でき、検出精度を維持することができる。
さらに、前記所定時間Δｔを、検出している脈拍数（周波数）に応じて調整しているので、脈拍数が変動しても、前記所定時間Δｔに対する脈拍情報の変化割合を同程度にでき、所定時間Δｔ経過後に取得する信号レベルもほぼ同じレベルにできるため、その後の信号処理を容易に行うことができる。
【００４８】
また、前記実施形態では、閾値である比較電圧を、検出信号の平均電圧に基づいて設定しているので、測定部位が移動したり、発光部や受光部からなる測定部の押し付け圧力が変化することで、反射率が大きく変動した場合であっても、変動後の反射率に応じて比較電圧を調整できる。このため、生体情報を安定して検出できる。
【００４９】
さらに、生体情報検出装置１は、生体情報検出器２と、表示部３とを備えているので、検出した生体情報を前記表示部３でリアルタイムに表示でき、利用者は表示された生体情報を見ながら運動などを行うことができ、利用者の利便性を向上できる。
【００５０】
［実施形態の変形］
なお、本発明は前述の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。
例えば、前記実施形態では、生体情報検出器２は表示部３とともに生体情報検出装置１に組み込まれていたが、生体情報検出器２のみを生体（手首）などに装着し、表示部３は別体の装置で構成してもよい。生体情報検出器２と別体の装置としては、生体情報検出器２と、無線あるいは有線でデータ通信可能に接続されて表示部３を備える装置であればよい。例えば、専用の端末でもよいし、パソコン、スマートフォン、携帯電話、タブレットなどの生体情報検出器２から生体情報を受信して表示できるものであればよい。
【００５１】
前記比較電圧演算部２４は、平均電圧発生部２３から入力された平均電圧を所定の増加割合（例えば３０％）で増加して比較電圧を求めているが、平均電圧のレベルに応じて加算割合を調整してもよい。例えば、平均電圧が高いほど前記増加割合を小さくし、平均電圧が低いほど増加割合を高くすればよい。さらに、比較電圧演算部２４は、平均電圧に固定値を加算して比較電圧を求めても良い。
さらに、比較電圧演算部２４を設けずに、平均電圧発生部２３で求めた平均電圧をそのまま比較電圧（閾値）にしてもよい。
【００５２】
また、タイミング生成部２６は、所定時間Δｔを、検出した脈拍数に応じて設定していたが、所定時間Δｔを、検出した脈拍数に関係なく固定値としてもよい。
さらに、鋸波発生部１３は、照射光量を変化させる周期を、検出した脈拍数に応じて設定していたが、照射光量を変化させる周期を、検出した脈拍数に関係なく固定値としてもよい。
【００５３】
発光制御部は、鋸波発生部１３に限定されず、発光素子１１から照射される光の光量を周期的に変化させるものであれば利用できる。
さらに、本発明は、脈拍数に限らず、光を照射してその反射光や透過光を受光することで測定できる各種の生体情報の検出に利用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１…生体情報検出装置、２…生体情報検出器、３…表示部、１１…発光素子、１２…輝度制御部、１３…鋸波発生部、２１…受光素子、２２…受光・増幅部、２３…平均電圧発生部、２４…比較電圧演算部、２５…コンパレーター、２６…タイミング生成部、２７…サンプルホールド部、２８…ＡＣ成分抽出部、２９…可変利得増幅部、３０…ＡＤコンバーター、３１…演算部、３２…制御部。
【図１】
0006019668.tif 000003
【図２】
0006019668.tif 000004
【図３】
0006019668.tif 000005
【図４】
0006019668.tif 000006
【図５】
0006019668.tif 000007
【図６】
0006019668.tif 000008