(57)【要約】【課題】  従来技術の不利点を改良するために、放射光強度を適切なレベルに素早く調節し得る、心拍を検出する方法及び心拍を検出する方法を用いるＨＲＭデバイスを提供する。【解決手段】  心拍モニタリング（ＨＲＭ）デバイスのために放射光強度を制御する方法が開示される。方法は、使用者の皮膚の表面状態を取得するステップと、皮膚の表面状態に従って放射光の放射強度を決定するステップと、放射強度を備える放射光に従って使用者の心拍を決定するステップとを含む。【選択図】  図１
2018075343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心拍を検出する方法であって、
使用者の皮膚の表面状態を取得するステップと、
前記皮膚の前記表面状態に従って放射光の放射強度を決定するステップと、
前記皮膚に向かう前記放射強度を備える前記放射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するステップとを含む、
方法。
【請求項２】
前記使用者の皮膚の表面状態を取得するステップは、
前記皮膚に向かう第１の放射光に対応する第１の反射光を検知するステップと、
該第１の反射光に従って前記皮膚に対応する暗さを決定するステップとを含み、
前記表面状態は、前記皮膚に対応する前記暗さである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記使用者の皮膚に対応する暗さを決定するステップは、
前記皮膚からの前記第１の反射光に対応する反射率を取得するステップと、
該反射率に従って前記皮膚に対応する前記暗さを決定するステップとを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記放射強度を備える前記放射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するステップは、
前記放射強度を備える前記放射光を前記皮膚に向かって放射するステップと、
前記放射光に対応する第２の反射光を検知するステップと、
該第２の反射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するステップとを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の反射光に対応する反射強度を取得するステップと、
前記第２の反射光に対応する受信強度及び暗さに従って前記第２の放射光の放射強度を決定するステップとを更に含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の反射光に対応する前記反射強度が特定の値よりも大きいか否かを決定するステップと、
前記第２の反射光に対応する前記反射強度が前記特定の値よりも大きいときに、前記放射光の前記放射強度を増大させるステップとを更に含む、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記使用者の前記皮膚の前記表面状態を取得するステップは、
前記使用者の前記皮膚の画像を取り込むステップと、
前記画像に対して画像解析を行い、前記画像の明るさを取得するステップと、
前記画像の前記明るさに従って前記皮膚の前記表面状態を取得するステップとを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記画像に対して前記画像解析を行い、前記画像の前記明るさを取得するステップは、
前記画像を灰色濃度写真に変換するステップと、
該灰色濃度写真内の複数の画素に対応する複数の灰色濃度値に対して加法を行うステップと、
該複数の灰色濃度値の加法結果に従って前記画像の前記明るさを取得するステップとを含む、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
使用者の皮膚の表面状態を取得するための、表面状態決定モジュールと、
処理装置と、
以下のステップ、即ち、
前記皮膚の前記表面状態に従って放射光の放射強度を決定するステップと、
前記皮膚に向かう前記放射強度を備える前記放射光に従って前記使用者の心拍を決定するステップとを行うよう、前記処理装置に指令する、プログラムコードを格納するための、
記憶装置とを含む、
心拍モニタリングデバイス。
【請求項１０】
前記表面状態決定モジュールは、前記皮膚からの第１の反射光を検知し、且つ、該第１の反射光に従って前記皮膚に対応する暗さを決定するように、構成され、前記表面状態は、前記皮膚に対応する前記暗さである、請求項９に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１１】
前記表面状態決定モジュールは、前記第１の反射光を検知するための、第１の光検知ユニットを含む、請求項１０に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１２】
前記表面状態決定モジュールは、前記皮膚に向かう第１の放射光を放射するための、第１発光ユニットを更に含み、前記第１の反射光は、前記第１の放射光に対応する、請求項１０に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１３】
前記表面状態決定モジュールは、
前記第１の反射光に従って前記皮膚に対応する前記暗さを決定するために、以下のステップ、即ち、
前記皮膚からの前記第１の反射光に対応する反射率を取得するステップと、
該反射率に従って前記皮膚に対応する前記暗さを決定するステップとを行うように、
更に構成される、
請求項１０に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１４】
検知モジュールを更に含み、該検知モジュールは、前記放射光に対応する第２の反射光を検知するための、第２の光検知ユニットを含む、請求項９に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１５】
前記検知モジュールは、前記放射光を放射するための、第２の発光ユニットを更に含む、請求項１４に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１６】
前記プログラムコードは、
前記皮膚に向かう前記放射強度を備える前記第２の放射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するために、以下のステップ、即ち、前記皮膚からの前記第２の反射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するステップを行うよう、前記処理装置に更に指令する、
請求項１４に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１７】
前記プログラムコードは、
以下のステップ、即ち、前記第２の反射光に対応する反射強度を取得するステップと、前記第２の反射光に対応する受信強度及び暗さに従って前記第２の放射光の前記放射強度を決定するステップとを行うよう、前記処理装置に更に指令する、
請求項１４に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１８】
前記プログラムコードは、
以下のステップ、即ち、前記第２の反射光に対応する前記反射強度が特定の値よりも大きいか否かを決定するステップと、前記第２の反射光に対応する前記反射強度が前記特定の値よりも大きいときに、前記放射光の前記放射強度を増大させるステップとを行うよう、前記処理装置に更に指令する、
請求項１７に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１９】
前記表面状態決定モジュールは、カメラであり、該カメラは、前記使用者の前記皮膚の画像を取り込むように構成され、前記プログラムコードは、前記画像に対して画像解析を行い、且つ、前記画像の明るさを取得するよう、前記処理装置に更に指令し、前記皮膚の前記表面状態は、前記画像の前記明るさである、請求項９に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項２０】
前記表面状態決定モジュールは、色センサであり、該色センサは、前記皮膚の皮膚色を決定するように構成され、前記表面状態は、前記皮膚の前記皮膚色である、請求項９に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項２１】
実行可能なプログラムを格納する不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記プログラムは、以下のステップ、即ち、
使用者の皮膚の表面状態を取得するステップと、
前記皮膚に対応する前記表面状態に従って第２の放射光の放射強度を決定するステップと、
放射強度を備える前記第２の放射光に従って前記使用者の心拍を決定するステップとを行うよう、
デバイスに指令する、
不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍を検出する方法及び心拍を検出する方法を用いる心拍モニタリングデバイス（ＨＲＭ）に関し、より具体的には、皮膚の表面状態に従って心拍を検出する方法及び皮膚の表面状態に従って心拍を検出する方法を用いるＨＲＭデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
人々が末梢血管循環系状況又は使用者若しくは患者の心拍をモニタリングするのを助けるために光電脈波（ＰＰＧ）信号が開発されている。ＰＰＧ信号は非侵襲的な心拍モニタリング（ＨＲＭ）デバイスによって取得されてよい。技術が成長するに応じて、ＨＲＭデバイスは、スマートウォッチ又はスマートブレスレットのような、ウェアラブル電子デバイスであることがある。
【０００３】
具体的には、ＨＲＭデバイスは、ＰＰＧセンサを含むことがある。ＰＰＧセンサは、使用者／患者の皮膚に向かって放射光(emitted  light)を放射し、皮膚から反射されてＰＰＧセンサによって受け取られる反射光(reflected  light)は、ＰＰＧ信号を生成するために用いられる。従来技術において、ＨＲＭデバイスは、反射光の反射強度が、ＨＲＭデバイスがＰＰＧ信号を識別し、相応して、心拍信号を生成するのに十分であるよう、放射光ユニットの放射強度(emitted  strength)／明るさ(brightness)を徐々に増分的に調節する。しかしながら、従来技術のＨＲＭデバイスが放射光強度を適切なレベルに調節するのは時間がかかる。従って、従来技術を改良することが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の主要な目的は、従来技術の不利点を改良するために、放射光強度を適切なレベルに素早く調節し得る、心拍を検出する方法及び心拍を検出する方法を用いるＨＲＭデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施態様は、心拍を決定する方法を開示する。本方法は、使用者の皮膚の表面状態を取得するステップと、皮膚の表面状態に従って放射光の放射強度を決定するステップと、放射強度を備える放射光に従って使用者の心拍を決定するステップとを含む。
【０００６】
本発明の実施態様は、使用者の皮膚の表面状態を取得するための、表面状態決定モジュールと、処理装置と、以下のステップ、即ち、皮膚の表面状態に放射光の放射強度を決定するステップと、放射強度を備える放射光に従って使用者の心拍を決定するステップとを行うよう、処理装置に指令する、プログラムコードを格納するための、記憶装置とを含む。
【０００７】
本発明のこれらの及び他の目的は、様々な図面及び図中に例示される好適な実施態様についての以下の詳細な記述を判読した後に当業者に疑義なく明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のある実施態様に従った心拍モニタリング（ＨＲＭ）デバイスの概略図である。
【０００９】
【図２】光学スペクトル反射率の概略図である。
【００１０】
【図３】本発明のある実施態様に従ったプロセスの概略図である。
【００１１】
【図４】本発明のある実施態様に従ったプロセスの概略図である。
【００１２】
【図５】本発明のある実施態様に従ったＨＲＭデバイスの概略図である。
【００１３】
【図６】本発明のある実施態様に従ったプロセスの概略図である。
【００１４】
【図７】本発明のある実施態様に従ったプロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施態様に従った心拍モニタリング（ＨＲＭ）デバイス１の概略図である図を参照のこと。ＨＲＭデバイスは、使用者／患者の心拍をモニタリング（監視）するように構成される、スマートウォッチ、スマートブレスレット、指画像脈圧計(finger  image  sphygmomanometer)等のような、ウェアラブル電子デバイス(wearable  electronic  device)であってよい。ＨＲＭデバイス１は、表面状態決定モジュール１０と、検知モジュール１２と、処理装置１４と、記憶装置１６とを含む。検知モジュール１２は、ＰＰＧ信号Ｐ１を生成し得る光電脈波（ＰＰＧ）センサであってよい。処理装置１４は、ＰＰＧ信号Ｐ１に従って使用者／患者の心拍を決定してよい。表面状態決定モジュール１０は、使用者の皮膚の暗さを決定し(determine)、相応して、暗さ結果ＤＫを生成するように構成される。記憶装置１６内に格納されるプログラムコード１６０は、プロセスのステップを実行するよう処理装置１４に指令するように構成される。処理装置１４は、マイクロプロセッサ又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であってよい。記憶装置１６は、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）、不揮発性記憶装置（例えば、電気消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ記憶デバイス等を含んでよく、ここでは限定されない。
【００１６】
注目すべきことには、検知モジュール１２は、放射強度(emitted  strength)／明るさ(brightness)ＴｘＰを備える放射光(emitted  light)を放射してよく、放射強度ＴｘＰは、輝度(luminance)に関する測定値であってよい。放射強度ＴｘＰは、放射強度情報ＥＳＩを通じて処理装置１４によって示される。検知モジュール１２によって放射される放射光に対応する反射光(reflected  light)の反射強度(reflected  strength)が、ＨＲＭデバイス１がＰＰＧ信号Ｐ１を生成し且つＰＰＧ信号Ｐ１に従って使用者の心拍信号を計算するのに十分であるよう、処理装置１４は、表面状態決定モジュール１０によって生成される暗さ結果ＤＫに従って検知モジュール１２のために放射強度情報ＥＳＩを決定する(determine)。注目すべきことには、ここにおいて、暗さ結果ＤＫは、使用者の皮膚ＳＫの一種の表面状態として考えられてよいことである。
【００１７】
具体的には、表面状態決定モジュール１０は、発光ユニット１００と、光検知ユニット１０２とを含んでよい。発光ユニット１００は、皮膚ＳＫに向かって放射光ＬＥ１を放射してよく、第１の光検知ユニット１０２は、皮膚ＳＫからの反射光ＬＲ１を受け取ってよい／取り込んでよい。表面状態決定モジュール１０は、皮膚に対応する暗さを決定し、相応して、暗さ結果ＤＫを生成し、暗さ結果ＤＫを給送してよい。故に、処理装置１４は、暗さ結果ＤＫに従って検知モジュール１２のために放射強度情報ＥＳＩを決定してよい。
【００１８】
暗さ結果ＤＫを生成する表面状態決定モジュール１０の動作は限定されない。ある実施態様において、皮膚ＳＫに対応する暗さは、皮膚ＳＫの光反射率に基づき決定される。具体的には、表面状態決定モジュール１０は、反射光ＬＲ１を解析し、反射光ＬＲ１に対応する光学スペクトル反射率を取得してよい。反射光学スペクトル反射率に従って、表面状態決定モジュール１０は、皮膚ＳＫに対応する光学スペクトル反射率に関する暗さ結果ＤＫを生成してよい。
【００１９】
異なる皮膚の色に対応する光学スペクトル反射率の曲線を例示する図２を参照のこと。図２において、実線、破線、及び点線は、それぞれ、濃い皮膚の色、中間の皮膚の色、薄い皮膚の色の光学スペクトル反射率の曲線を表している。図２から分かるように、濃い皮膚の色に対応する光学スペクトル反射率は、５％〜１１％の間にあり、中間の皮膚の色に対応する光学スペクトル反射率は、１３％〜３８％の間にあり、薄い皮膚の色に対応する光学スペクトル反射率は、２９％〜５４％の間にある。
【００２０】
皮膚ＳＫからの反射光ＬＲ１の光学スペクトル反射率がより低いとき、皮膚ＳＫの皮膚色は、より濃い／より暗い（或いは皮膚ＳＫ上の使用者の毛はより密である）ことを暗示する。そのような状況では、検知モジュール１２によって放射される放射光に対応する反射光の反射強度が、ＨＲＭデバイスがＰＰＧ信号Ｐ１を識別し、心拍を正しく生成するのに十分であるよう、検知モジュール１２は、より多くの放射強度ＴｘＰを備える放射光を放射すべきである。
【００２１】
ある実施態様において、表面状態決定モジュール１０は、皮膚ＳＫに対応する光学スペクトル反射率の統計を計算し、光学スペクトル反射率の統計に従って暗さ結果ＤＫを生成してよく、統計は、光学スペクトル反射率の平均値、最大値、最小値等であってよい。ある実施態様において、表面状態決定モジュール１０は、光学スペクトル反射率（又は光学スペクトル反射率の統計）を１ビット又は数ビットに量子化し、量子化された光学スペクトル反射率（又は光学スペクトル反射率の統計）に基づき暗さ結果ＤＫを生成してよい。
【００２２】
暗さ結果ＤＫに従って放射強度情報ＥＳＩを決定する処理装置１４の動作は限定的でない。ある実施態様では、暗さ結果ＤＫと放射強度情報ＥＳＩとの間の対応する関係を含むルックアップ表（ＬＵＴ）が、記憶装置１６中に格納されてよい。処理装置１４は、ルックアップ表を参照し、暗さ結果ＤＫに対応する放射強度情報ＥＳＩを検知モジュール１２に出力してよい。
【００２３】
放射強度情報ＥＳＩは、検知モジュール１２によって受信され、検知モジュール１２は、発光ユニット１２０と、光検知ユニット１２２と、（図１に例示しない）フロントエンド回路(front-end  circuit)とを含む。フロントエンド回路は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）又は増幅器を含んでよい。発光ユニット１２０が、放射強度ＴｘＰを備える放射光ＬＥ２を皮膚ＳＫに向かって放射するよう、フロントエンド回路は、放射強度情報ＥＳＩを受信して、発光ユニット１２０を駆動させる。故に、放射光ＬＥ２は、使用者／患者の皮膚ＳＫ、組織ＴＳ、及び毛細血管ＵＳを貫通し、放射光ＬＥ２に対応する反射光ＬＲ２が、毛細血管ＶＳから（或いは皮膚ＳＫから）反射させられる。光検知ユニット１２２は、反射光ＬＲ２を受信／検知するように構成され、検知モジュール１２は、ＨＲＭデバイス１が心拍信号を決定するよう、反射光ＬＲ２に従ってＰＰＧ信号Ｐ１を生成する。具体的には、反射光ＬＲ２は、低域フィルタ又は高域フィルタ、増幅器、又はアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）によって処理されてよく、次に、相応して、ＰＰＧ信号Ｐ１が生成される。反射光ＬＲ２に従ってＰＰＧ信号Ｐ１を生成する検知モジュール１２の更なる詳細は、当該技術分野において知られており、ここでは述べられない。
【００２４】
加えて、検知モジュール１２は、反射光ＬＲ２に対応する反射強度を検知してよく、処理装置１４は、暗さ結果ＤＫに従った放射強度情報ＥＳＩ並びに反射光ＬＲ２の反射強度を決定してよい。
【００２５】
加えて、発光ユニット１００及び１２０は、発光ダイオード（ＬＥＤｓ）であってよく、光検知ユニット１０２及び１２２は、フォトダイオードであってよい。好ましくは、発光ユニット１２０によって放射される放射光ＬＥ２は、緑色光、赤色光、又は／及び赤外線を含んでよく、よって、光検知ユニット１２２は、緑色光、赤色、光又は赤外線に対応する波長を備える光に感応するように選択される。他方、発光ユニット１００によって放射される放射光ＬＥ１は、広い光学スペクトル帯域幅を有してよく、よって、光検知ユニット１０２は、広範囲の波長を備える反射光に感応するように選択される。
【００２６】
ＨＲＭデバイス１の動作は、プロセス３０として要約されてよい。図３に示すように、プロセス３０は、以下のステップを含む。
【００２７】
ステップ３００：表面状態決定モジュール１０は、皮膚ＳＫに向かって放射される放射光ＬＥ１に対応する反射光ＬＲ１を検知する。
【００２８】
ステップ３０２：表面状態決定モジュール１０は、反射光ＬＲ１に従って皮膚ＳＫに対応する暗さＤＫを決定し、相応して、暗さ結果ＤＫを生成する。
【００２９】
ステップ３０４：処理装置１４は、暗さ結果ＤＫに従って放射光ＬＥ２の放射強度情報ＥＳＩを決定する。
【００３０】
ステップ３０６：検知モジュール１２は、放射強度情報ＥＳＩに対応する放射強度ＴｘＰを備える放射光ＬＥ２を使用者の皮膚に向かって放射する。
【００３１】
ステップ３０８：検知モジュール１２は、皮膚ＳＫからの放射光ＬＥ２に対応する反射光ＬＲ２を検知し、相応して、ＰＰＧ信号Ｐ１を生成する。
【００３２】
ステップ３１０：処理装置１４は、ＰＰＧ信号に従って使用者の心拍信号を決定する。
【００３３】
処理装置１４がＰＰＧ信号に従って心拍信号を決定するステップ３１０の詳細は、当該技術分野において知られており、ここでは述べられない。処理装置１４によって実行されるステップ３０４及びステップ３１０は、記憶装置１６中に格納されるプログラムコード１６０として編集（コンパイル）されてよい。プロセス３０の詳細は、上述の段落が参照されてよく、ここでは述べられない。
【００３４】
加えて、環境変動（例えば、環境暗さ又は明るさの変動）に順応するよう、放射強度ＴｘＰを備える放射光ＬＥ２が放射され、反射光ＬＲ２が検知モジュール１２によって受信された後に、処理装置１４は、反射光ＬＲ２の反射強度が十分であるか否かを更に決定してよい、即ち、処理装置１４は、反射光ＬＲ２の反射強度が特定の値よりも大きいか否かを決定してよい。反射光ＬＲ２の反射強度が特定の値よりも大きいとき、ＨＲＭデバイス１が放射強度ＴｘＰを更に増大させる必要はない。さもなければ、処理装置１４が、（反射光ＬＲ２の反射強度が、ＨＲＭデバイス１がＰＰＧ信号Ｐ１を識別するのに不十分であることを意味する）、反射光ＬＲ２の反射強度が特定の値よりも小さいことを決定するとき、処理装置１４は、放射強度ＴｘＰを更に増大させてよい。反射光ＬＲ２の反射強度を決定する動作及び放射強度ＴｘＰを調節する動作は、反射光ＬＲ２の反射強度が特定の値よりも大きくなるまで、反復的に行われてよく、それはプロセス４０として要約されてよい。図４に示すように、プロセス４０は、以下のステップを含む。
【００３５】
ステップ４００：開始する。
【００３６】
ステップ４０２：検知モジュール１２は、放射強度情報ＥＳＩに対応する放射強度ＴｘＰを備える放射光ＬＥ２を使用者の皮膚ＳＫに向かって放射する。
【００３７】
ステップ４０４：検知モジュール１２は、皮膚ＳＫからの放射光ＬＥ２に対応する反射光ＬＲ２を検知し、相応して、ＰＰＧ信号Ｐ１を生成する。
【００３８】
ステップ４０６：処理装置１４は、反射光ＬＲ２の反射強度が特定の値よりも大きいか否かを決定する。
【００３９】
ステップ４０８：処理装置１４は、放射強度ＴｘＰを増大させ、増大させられた放射強度ＴｘＰに対応する放射強度情報ＥＳＩを生成する。
【００４０】
ステップ４１０：終了する。
【００４１】
プロセス４０の詳細は、上述の段落が参照されてよく、ここでは述べられない。
【００４２】
注目すべきことには、上述の実施態様は、本発明の着想を例示するために利用される。当業者は、相応して、修正及び変更を行ってよく、ここでは限定されない。例えば、ＨＲＭデバイスは、２つの個々の発光ユニット１００及び１２０を含むことに限定されない。ある実施態様において、発光ユニット１００及び１２０は、１つの単一の発光モジュールとして統合されてよい。ある実施態様において、ＨＲＭデバイスは、１つの単一の発光ユニットだけを含んでよい。例えば、それぞれ本発明のある実施態様に従った、ＨＲＭデバイス５及びＨＲＭデバイス６の概略図である、図５及び図６を参照のこと。ＨＲＭデバイス５及びＨＲＭデバイス６は、ＨＲＭデバイス１と類似し、よって、同じ構成部品は、同じ記号によって指し示される。ＨＲＭデバイス１と異なって、ＨＲＭデバイス５は、表面状態決定モジュール５０と、検知モジュール５２とを含み、検知モジュール５２は、発光ユニット５２０を含むが、表面状態決定モジュール５０は、発光ユニットを含まない。発光ユニット５２０は、（広い光学スペクトル帯域幅を備える）放射光ＬＥ１’と、放射光ＬＥ２とを放射するように、構成される。放射光ＬＥ１’に対応する反射光ＬＲ１’は、光検知ユニット１０２によって受信される。他方、ＨＲＭデバイス６は、表面状態決定モジュール６０と、検知モジュール６２とを含み、表面状態決定モジュール６０は、発光ユニット６００を含むが、検知モジュール６２は、発光ユニットを含まない。同様に、発光ユニット６００は、（広い光学スペクトル帯域幅を備える）放射光ＬＥ１と、放射光ＬＥ２’とを放射するように、構成される。放射光ＬＥ２’に対応する反射光ＬＲ２’が、光検知ユニット１２２によって受信される。
【００４３】
加えて、本発明の表面状態決定モジュールは、皮膚ＳＫの暗さを決定することに限定されない。ある実施態様において、本発明の表面状態決定モジュール１０は、カメラであってよい。カメラは、使用者の皮膚ＳＫに対応する画像をキャプチャ（取り込む）ように構成される。そして、処理装置１４が、画像の明るさに従って放射強度ＴｘＰを決定／調節してよいよう、処理装置１４は、画像に対する画像解析を行って、画像の明るさを取得してよい。具体的には、処理装置１４は、画像を灰色濃度写真(gray  level  picture)に変換して、濃度画像内の複数の画素に対応する複数の灰色濃度値(gray-level  values)に対して加法を行ってよい。複数の灰色濃度値の加法結果は、画像の明るさを表す。画像の明るさは、使用者の皮膚ＳＫの一種の表面状態として考えられてよいことに留意のこと。画像の明るさは、使用者の皮膚ＳＫの一種の表面状態と考えられてよいことに留意のこと。
【００４４】
ある実施態様において、本発明の表面状態決定モジュール１０は、色センサであってよい。色センサは、反射光に従って皮膚ＳＫの皮膚色を決定するように構成される。皮膚色は、使用者の皮膚ＳＫの一種の表面状態と考えられてよいことに留意のこと。
【００４５】
本発明のＨＲＭデバイスの動作は、プロセス７０として要約されてよい。図７に示すように、プロセス７０は、以下のステップを含む。
【００４６】
ステップ７００：使用者の皮膚の表面状態を取得する。
【００４７】
ステップ７０２：皮膚の表面状態に従って放射光の放射強度を決定する。
【００４８】
ステップ７０４：放射強度を備える放射光に従って使用者の心拍を決定する。
【００４９】
プロセス７０の詳細は、上述の段落が参照されてよく、ここでは述べられない。
【００５０】
この開示の脈絡において、機械可読記憶媒体又は不揮発性コンピュータ可読媒体が、データ処理システム、装置、若しくはデバイスによる又はデータ処理システム、装置若しくはデバイスとの関係における使用のためのプログラムを格納する。この点において、１つの実施例は、とりわけ、図１中のＨＲＭデバイスのようなデータ処理システム中で実行可能なプログラムを具現する機械可読記憶媒体である。そのような実施例によれば、プログラムが実行されて、データ処理システムにプロセス７０を遂行させてよい。加えて、機械可読媒体は、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フレッシュメモリデバイスのような、記憶媒体を含んでよく、電気的、光学的、又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外信号、デジタル信号等）のような、伝送媒体(transmission  mediums)等を含んでよい。
【００５１】
要約すれば、本発明は、処理装置が皮膚に対応する暗さに従って放射光強度を決定してよいように、表面状態決定モジュールを利用して、使用者の皮膚に対応する暗さを決定する。従来技術と比較して、本発明は、放射光強度を適切なレベルに素早く調節する。
【００５２】
当業者は、本発明の教示を維持しながら、デバイス及び方法の数多くの変形及び変更が行われてよいことに直ちに気付くであろう。従って、上記開示は、付属の請求項の境界(metes  and  bounds)によってのみ限定されるものと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【００５３】
１        心拍モニタリングデバイス（ＨＲＭデバイス）
(heart  rate  monitoring  device  (HRM  device))
５        ＨＲＭデバイス  (HRM  device)
６        ＨＲＭデバイス  (HRM  device)
１０      表面状態決定モジュール
(surface  condition  determining  module)
１２      検知モジュール  (sensing  module)
１４      処理装置  (processing  unit)
１６      記憶装置  (storage  unit)
３０      プロセス  (process)
４０      プロセス  (process)
５０      決定モジュール  (determining  module)
５２      検知モジュール  (sensing  module)
６０      決定モジュール  (determining  module)
６２      検知モジュール  (sensing  module)
７０      プロセス  (process)
１０      発光ユニット  (light-emitting  unit)
１０      光検知ユニット  (light-sensing  unit)
１２      発光ユニット  (light-emitting  unit)
１２      光検知ユニット  (light-sensing  unit)
１６      プログラムコード  (program  code)
５２      発光ユニット  (light-emitting  unit)
６０      発光ユニット  (light-emitting  unit)
ＡＤ      アナログ／デジタル変換器  (analog-to-digital  converter)
ＤＡ      デジタル／アナログ変換器  (digital-to-analog  converter)
ＤＫ      暗さ結果  (darkness  result)
ＥＳ      放射強度情報  (emitted  strength  information)
ＬＥ１    放射光  (emitted  light)
ＬＥ２    放射光  (emitted  light)
ＬＥ２’  放射光  (emitted  light)
ＬＲ１    反射光  (reflected  light)
ＬＲ２    反射光  (reflected  light)
ＬＲ２’  反射光  (reflected  light)
ＬＵＫ    ルックアップ表  (look-up table)
Ｐ１      ＰＰＧ信号  (photoplethysmography  signal)
ＳＫ      皮膚  (skin)
ＴＳ      組織  (tissue)
ＴｘＰ    放射強度  (emitted  strength)
ＶＳ  毛細血管  (capillary  vessel)
【図１】
2018075343.tif 000003
【図２】
2018075343.tif 000004
【図３】
2018075343.tif 000005
【図４】
2018075343.tif 000006
【図５】
2018075343.tif 000007
【図６】
2018075343.tif 000008
【図７】
2018075343.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月22日(2017.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスのための心拍検出方法であって、
使用者の皮膚に対応する表面状態を取得するステップと、
ルックアップ表に従って前記表面状態に対応する放射光の放射強度を決定するステップと、
前記皮膚に向かう前記放射強度を備える前記放射光に従って前記使用者に対応する心拍を決定するステップとを含み、
前記ルックアップ表は、前記電子デバイス中に格納され、前記表面状態と前記放射強度との間の関係を記録する、
心拍検出方法。
【請求項２】
前記使用者の皮膚の表面状態を取得するステップは、
前記皮膚に向かう第１の放射光に対応する第１の反射光を検知するステップと、
該第１の反射光に従って前記皮膚に対応する表面状態を決定するステップとを含む、
請求項１に記載の心拍検出方法。
【請求項３】
前記使用者の皮膚に対応する表面状態を決定するステップは、
前記皮膚からの前記第１の反射光に対応する反射率を取得するステップと、
該反射率に従って前記皮膚に対応する前記表面状態を決定するステップとを含む、
請求項２に記載の心拍検出方法。
【請求項４】
前記放射強度を備える前記放射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するステップは、
前記放射強度を備える前記放射光を前記皮膚に向かって放射するステップと、
前記放射光に対応する第２の反射光を検知するステップと、
該第２の反射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するステップとを含む、
請求項１に記載の心拍検出方法。
【請求項５】
前記第２の反射光に対応する反射強度を取得するステップと、
前記第２の反射光に対応する受信強度及び表面状態に従って前記第２の放射光の放射強度を決定するステップとを更に含む、
請求項４に記載の心拍検出方法。
【請求項６】
前記第２の反射光に対応する前記反射強度が特定の値よりも大きいか否かを決定するステップと、
前記第２の反射光に対応する前記反射強度が前記特定の値よりも小さいときに、前記放射光の前記放射強度を増大させるステップとを更に含む、
請求項５に記載の心拍検出方法。
【請求項７】
前記使用者の前記皮膚の前記表面状態を取得するステップは、
前記使用者の前記皮膚の画像を取り込むステップと、
前記画像に対して画像解析を行い、前記画像の明るさを取得するステップと、
前記画像の前記明るさに従って前記皮膚の前記表面状態を取得するステップとを含む、
請求項１に記載の心拍検出方法。
【請求項８】
前記画像に対して前記画像解析を行い、前記画像の前記明るさを取得するステップは、
前記画像を灰色濃度写真に変換するステップと、
該灰色濃度写真内の複数の画素に対応する複数の灰色濃度値に対して加法を行うステップと、
該複数の灰色濃度値の加法結果に従って前記画像の前記明るさを取得するステップとを含む、
請求項７に記載の心拍検出方法。
【請求項９】
使用者の皮膚に対応する表面状態を取得するための、表面状態決定モジュールと、
処理装置と、
以下のステップ、即ち、
ルックアップ表に従って前記表面状態に対応する放射光の放射強度を決定するステップと、
前記皮膚に向かう前記放射強度を備える前記放射光に従って前記使用者に対応する心拍を決定するステップとを行うよう、前記処理装置に指令する、プログラムコードを格納するための、
記憶装置とを含み、
前記ルックアップ表は、前記記憶装置中に格納され、前記表面状態と前記放射強度との間の関係を記録する、
心拍モニタリングデバイス。
【請求項１０】
前記表面状態決定モジュールは、前記皮膚からの第１の反射光を検知し、且つ、該第１の反射光に従って前記皮膚に対応する表面状態を決定するように、構成される、請求項９に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１１】
前記表面状態決定モジュールは、前記第１の反射光を検知するための、第１の光検知ユニットを含む、請求項１０に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１２】
前記表面状態決定モジュールは、前記皮膚に向かう第１の放射光を放射するための、第１発光ユニットを更に含み、前記第１の反射光は、前記第１の放射光に対応する、請求項１０に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１３】
前記表面状態決定モジュールは、
前記第１の反射光に従って前記皮膚に対応する前記表面状態を決定するために、以下のステップ、即ち、
前記皮膚からの前記第１の反射光に対応する反射率を取得するステップと、
該反射率に従って前記皮膚に対応する前記表面状態を決定するステップとを行うように、
更に構成される、
請求項１０に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１４】
検知モジュールを更に含み、該検知モジュールは、前記放射光に対応する第２の反射光を検知するための、第２の光検知ユニットを含む、請求項９に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１５】
前記検知モジュールは、前記放射光を放射するための、第２の発光ユニットを更に含む、請求項１４に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１６】
前記プログラムコードは、
前記皮膚に向かう前記放射強度を備える前記第２の放射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するために、以下のステップ、即ち、前記皮膚からの前記第２の反射光に従って前記使用者の前記心拍を決定するステップを行うよう、前記処理装置に更に指令する、
請求項１４に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１７】
前記プログラムコードは、
以下のステップ、即ち、前記第２の反射光に対応する反射強度を取得するステップと、前記第２の反射光に対応する受信強度及び表面状態に従って前記第２の放射光の前記放射強度を決定するステップとを行うよう、前記処理装置に更に指令する、
請求項１４に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１８】
前記プログラムコードは、
以下のステップ、即ち、前記第２の反射光に対応する前記反射強度が特定の値よりも大きいか否かを決定するステップと、前記第２の反射光に対応する前記反射強度が前記特定の値よりも小さいときに、前記放射光の前記放射強度を増大させるステップとを行うよう、前記処理装置に更に指令する、
請求項１７に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項１９】
前記表面状態決定モジュールは、カメラであり、該カメラは、前記使用者の前記皮膚の画像を取り込むように構成され、前記プログラムコードは、前記画像に対して画像解析を行い、且つ、前記画像の明るさを取得するよう、前記処理装置に更に指令し、前記皮膚の前記表面状態は、前記画像の前記明るさである、請求項９に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項２０】
前記表面状態決定モジュールは、色センサであり、該色センサは、前記皮膚の皮膚色を決定するように構成され、前記表面状態は、前記皮膚の前記皮膚色である、請求項９に記載の心拍モニタリングデバイス。
【請求項２１】
実行可能なプログラムを格納する不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記プログラムは、以下のステップ、即ち、
使用者の皮膚に対応する表面状態を取得するステップと、
ルックアップ表に従って前記表面状態に対応する第２の放射光の放射強度を決定するステップと、
放射強度を備える前記第２の放射光に従って前記使用者に対応する心拍を決定するステップとを行うよう、
デバイスに指令し、
前記ルックアップ表は、当該不揮発性コンピュータ可読記憶媒体中に格納され、前記表面状態と前記放射強度との間の関係を記録する、
不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。