(57)【要約】【課題】脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制する。【解決手段】情報処理システム１００は、心電位計測用の電極４９及び電極４８と、電極４８より電極４９に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサ６１と、電極４９で取得された信号を増幅するバッファ９０と、電極４９とバッファ９０の端子とを電気的に接続する配線５９と、電極４９及び第一配線をシールドするシールド６５と、第一バッファ回路、及び、第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有し、脈波センサが脈波計測する所定タイミング前に、第一バッファ回路が生成する信号に対する第一生成信号をシールド６５への印加を開始し、所定タイミングに、第二バッファ回路が生成する信号に対する第二生成信号をシールド６５に印加するシールド電位生成部６４とを備える。【選択図】図２２
2018086243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電位計測用の第一電極及び第二電極と、
前記第二電極より前記第一電極に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサと、
前記第一電極で取得された信号を増幅する第一増幅部と、
前記第一電極と前記第一増幅部の端子とを電気的に接続し、前記信号を伝達する第一配線と、
前記第一電極及び前記第一配線をシールドする第一シールド部材と、
第一バッファ回路、及び、前記第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有し、前記脈波センサが前記脈波を計測する所定のタイミング前に、前記第一バッファ回路が生成する前記信号に対する第一生成信号を前記第一シールド部材への印加を開始し、前記所定のタイミングにおいて、前記第二バッファ回路が生成する前記信号に対する第二生成信号を前記第一シールド部材に印加を開始するシールド電位制御器とを備える、
電子機器。
【請求項２】
前記第一電極は、人の一の指に接触して前記信号を取得し、
前記脈波センサは、前記一の指から前記脈波を検知する
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記脈波センサは、
発光部と、
前記発光部による発光を制御する発光制御信号を生成する発光制御回路とを備え、
前記シールド電位制御器は、
前記発光制御信号を取得し、取得した前記発光制御信号が前記発光部を発光させるタイミングを前記所定のタイミングとする
請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記シールド電位制御器は、
前記脈波センサが検知した前記脈波に基づいて予測される、新たな脈波ピークが検知されるべきタイミングを、前記所定のタイミングとする
請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項５】
前記電子機器は、さらに、人の指によって把持される筐体を備え、
前記第一電極及び前記脈波センサは、前記筐体の外部に露出して、第一方向に並んで配置され、
前記第一電極は、平面視において円形状を有し、
前記平面視において、前記第一電極の直径Ｘと、前記脈波センサの前記第一方向における長さＹと、前記第一電極と前記脈波センサとの間に設けるべき最小間隔Ｄと、前記指と前記筐体との標準的な接触領域を示す略円形状の直径Ｆとが、以下の式を満たす
Ｆ≧Ｘ＋Ｄ＋Ｙ
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第一シールド部材は、
平面視において、前記第一電極と同一の中心を有する円環形状を有し、
前記第一電極と前記第一シールド部材との距離は、基板における配線間隔の最小値の２倍以上であり、
前記第一シールド部材の平面視における直径方向の幅は、基板における配線間隔の最小値の３倍以上である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記電子機器は、さらに、
前記シールド電位制御器が、（ｉ）前記第一生成信号の前記第一シールド部材への印加を行い、かつ、前記第二生成信号の前記第一シールド部材への印加を行わない第一指示、（ｉｉ）前記第一生成信号の前記第一シールド部材への印加を行い、かつ、前記第二生成信号の前記第一シールド部材への印加を行う第二指示の一方の指示を受け付ける受付部を備える、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記第一電極及び前記第二電極のそれぞれは、アクティブ電極である
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項９】
前記電子機器は、さらに、
前記第一増幅部に第二配線により接続され、前記第一増幅部が増幅した信号を受信する信号受信部を備え、
前記シールド電位制御器は、さらに、
前記第一生成信号及び／又は前記第二生成信号を、前記第二配線をシールドする第二シールド部材に印加する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記シールド電位制御器は、
前記第一生成信号を前記第二シールド部材に印加するか否かを切り替える第一切替器、及び、前記第二生成信号を前記第二シールド部材に印加するか否かを切り替える第二切替器を含む切替部を有する
請求項９に記載の電子機器。
【請求項１１】
前記シールド電位制御器は、さらに、
前記第二電極で取得された第二信号を増幅する第二増幅部と、
前記第二電極と前記第二増幅部の端子とを電気的に接続し前記第二信号を伝達する第三配線と、
前記第二電極及び前記第三配線をシールドする第三シールド部材とを備え、
前記シールド電位制御器は、さらに、第三バッファ回路、及び、前記第三バッファ回路の駆動電流より駆動電流が高い第四バッファ回路を有し、前記第三バッファ回路が生成する前記第二信号に対する第三生成信号を前記第三シールド部材に印加し、及び／又は、前記所定のタイミングにおいて、前記第四バッファ回路が生成する前記第二信号に対する第四生成信号を前記第三シールド部材に印加する
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１２】
電子機器の制御方法であって、
前記電子機器は、
心電位計測用の第一電極及び第二電極と、
前記第二電極より前記第一電極に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサと、
前記第一電極で取得された信号を増幅する第一増幅部と、
前記第一電極と前記第一増幅部の端子とを電気的に接続し、前記信号を伝達する第一配線と、
前記第一電極及び前記第一配線をシールドする第一シールド部材と、
第一バッファ回路、及び、前記第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有するシールド電位制御器とを備え、
前記制御方法は、
前記脈波センサが前記脈波を計測する所定のタイミングを取得するステップと、
前記所定のタイミング前に、前記第一バッファ回路が生成する前記信号に対する第一生成信号を前記第一シールド部材への印加を開始するステップと、
前記所定のタイミングにおいて、前記第二バッファ回路が生成する前記信号に対する第二生成信号を前記第一シールド部材に印加を開始するステップとを含む
電子機器の制御方法。
【請求項１３】
電子機器の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記電子機器は、
心電位計測用の第一電極及び第二電極と、
前記第二電極より前記第一電極に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサと、
前記第一電極で取得された信号を増幅する第一増幅部と、
前記第一電極と前記第一増幅部の端子とを電気的に接続し、前記信号を伝達する第一配線と、
前記第一電極及び前記第一配線をシールドする第一シールド部材と、
第一バッファ回路、及び、前記第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有するシールド電位制御器とを備え、
前記制御方法は、
前記脈波センサが前記脈波を計測する所定のタイミングを取得するステップと、
前記所定のタイミング前に、前記第一バッファ回路が生成する前記信号に対する第一生成信号を前記第一シールド部材への印加を開始するステップと、
前記所定のタイミングにおいて、前記第二バッファ回路が生成する前記信号に対する第二生成信号を前記第一シールド部材に印加を開始するステップとを含む
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子機器、電子機器の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の情報処理システムとして、電極からバッファ（インピーダンス変換回路）への配線の外側を覆うようにシールドが配置されている生体用電極が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２０７０５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、特許文献１に開示される構成では、脈波と心電位との同時計測において心電位の信号品質が劣化するという問題が生じ得る。具体的には、特許文献１に開示される構成で脈波と心電位との同時計測を行う場合、被験者が両手の指をそれぞれの電極に触れて心電位の測定を常時しながら、さらに、電極に近接した脈波センサに片手の指で触れた状態で脈波を測定する。このとき、電極、及び、電極からバッファへの配線が、脈波センサにより検出した脈波信号の影響をノイズとして拾うので、心電位の信号品質を劣化させる。
【０００５】
そこで、本開示の非限定的で例示的な一態様は、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制する電子機器等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る電子機器は、心電位計測用の第一電極及び第二電極と、前記第二電極より前記第一電極に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサと、前記第一電極で取得された信号を増幅する第一増幅部と、前記第一電極と前記第一増幅部の端子とを電気的に接続し、前記信号を伝達する第一配線と、前記第一電極及び前記第一配線をシールドする第一シールド部材と、第一バッファ回路、及び、前記第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有し、前記脈波センサが前記脈波を計測する所定のタイミング前に、前記第一バッファ回路が生成する前記信号に対する第一生成信号を前記第一シールド部材への印加を開始し、前記所定のタイミングにおいて、前記第二バッファ回路が生成する前記信号に対する第二生成信号を前記第一シールド部材に印加を開始するシールド電位制御器とを備える。
【０００７】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。本開示の一態様の付加的な恩恵及び有利な点は本明細書及び図面から明らかとなる。この恩恵及び／又は有利な点は、本明細書及び図面に開示した様々な態様及び特徴により個別に提供され得るものであり、その１以上を得るために全てが必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、情報処理システムの利用シーンを示す外観図である。
【図２】図２は、コントローラの形状の例を示す外観図である。
【図３】図３は、コントローラの形状の別の例を示す外観図である。
【図４】図４は、電極がコントローラの裏面に設置された場合の電極位置の例を示す説明図である。
【図５】図５は、電極がコントローラの上面に設置された場合の電極位置の例を示す説明図である。
【図６】図６は、電極がコントローラの裏面と右側面とに設置された場合の電極位置の例を示す説明図である。
【図７】図７は、電極がコントローラの裏面と右側面とに設置された場合の電極位置の別の例を示す説明図である。
【図８】図８は、電極がコントローラの裏面と上側面に設置された場合の電極位置の例を示す説明図である。
【図９】図９は、コントローラにおける電極の形状と個数との例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、コントローラにおける電極の形状に関する他の例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、コントローラにおける脈波センサの形状とＬＥＤの個数の例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、コントローラの電極と脈波センサとの位置関係を示す説明図である。
【図１３】図１３は、心電位と脈波の測定時間の例を示す説明図である。
【図１４】図１４は、心電位と脈波の測定時間の別の例を示す説明図である。
【図１５】図１５は、情報処理システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、情報処理システムのコントローラ及び情報処理システムの構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、コントローラのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、情報処理システムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、情報処理システムの基本的な処理を示すフロー図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、実施の形態１における、電極と、電極の周囲に設置するシールド部材との位置関係を示す説明図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、実施の形態１における、電極と、電極の周囲に設置するシールド部材と、人の指との位置関係を示す説明図である。
【図２１】図２１は、実施の形態１における、電極の実装面より１つ下の配線層に設置するシールド部材の位置を示す説明図である。
【図２２】図２２は、実施の形態１における、コントローラの裏面に設置したシールド付きアクティブ電極の構成を示す構成図である。
【図２３】図２３は、実施の形態１における、コントローラの裏面に設置したシールド配置の他の例を示す構成図である。
【図２４】図２４は、実施の形態１における電極部と生体電位増幅部との接続を示す説明図である。
【図２５】図２５は、実施の形態１における脈波センサ部および脈波信号増幅部の構成を示す説明図である。
【図２６】図２６は、実施の形態１における脈波信号増幅部の回路図である。
【図２７】図２７は、実施の形態１におけるシールド電位生成部の回路図である。
【図２８】図２８は、実施の形態１におけるシールド電位生成部の変形例１の回路図である。
【図２９】図２９は、実施の形態１におけるシールド電位生成部の変形例２の回路図である。
【図３０】図３０は、実施の形態１におけるシールド電位生成部の変形例３の回路図である。
【図３１】図３１は、実施の形態１におけるシールド制御部による制御の内容を示す制御表の説明図である。
【図３２】図３２は、実施の形態１におけるシールド制御部による制御方法を示すフロー図である。
【図３３】図３３は、実施の形態１におけるシールド駆動能力の時系列変化の一例を示す説明図である。
【図３４】図３４は、実施の形態１における生体電位処理部の構成を示すブロック図である。
【図３５】図３５は、実施の形態１における脈波信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３６】図３６は、実施の形態１におけるアプリ処理部によるアプリ処理のフロー図である。
【図３７】図３７は、実施の形態１における表示部が表示する画像を示す説明図である。
【図３８】図３８は、実施の形態１における表示部が表示する画像の変形例を示す説明図である。
【図３９】図３９は、実施の形態２における生体電位処理部の構成を示すブロック図である。
【図４０】図４０は、実施の形態２における脈波信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図４１】図４１は、実施の形態２におけるシールド制御部による制御の内容を示す制御表の説明図である。
【図４２】図４２は、実施の形態２におけるシールド制御部による制御方法のフロー図である。
【図４３】図４３は、実施の形態２におけるシールド駆動能力の時系列変化の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の一態様に係る電子機器は、心電位計測用の第一電極及び第二電極と、前記第二電極より前記第一電極に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサと、前記第一電極で取得された信号を増幅する第一増幅部と、前記第一電極と前記第一増幅部の端子とを電気的に接続し、前記信号を伝達する第一配線と、前記第一電極及び前記第一配線をシールドする第一シールド部材と、第一バッファ回路、及び、前記第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有し、前記脈波センサが前記脈波を計測する所定のタイミング前に、前記第一バッファ回路が生成する前記信号に対する第一生成信号を前記第一シールド部材への印加を開始し、前記所定のタイミングにおいて、前記第二バッファ回路が生成する前記信号に対する第二生成信号を前記第一シールド部材に印加を開始するシールド電位制御器とを備える。
【００１１】
上記態様によれば、電子機器は、脈波センサを測定するタイミングにおいて、第一電極及び第一配線が、駆動電流が比較的大きい第二バッファ回路により駆動されるシールド部材によりシールドされる。これにより、電極により取得した心電位に、脈波信号によるノイズが混入することが抑制される。これは、心電位と比べて脈波信号の振幅が大きく、また、心電位と脈波信号との位相が異なるので、駆動電流が比較的大きいバッファ（例えば１ｍＡ）の出力線を用いてシールドすることが可能であることを利用したものである。このように、電子機器は、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。
【００１２】
例えば、前記第一電極は、人の一の指に接触して前記信号を取得し、前記脈波センサは、前記一の指から前記脈波を検知する。
【００１３】
上記態様によれば、電子機器は、人の一の指から心電計測用の信号と、脈波計測用の信号とを取得することができる。よって、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制するとともに、電子機器による計測点を少なくすることで利便性が高められる。
【００１４】
例えば、前記脈波センサは、発光部と、前記発光部による発光を制御する発光制御信号を生成する発光制御回路とを備え、前記シールド電位制御器は、前記発光制御信号を取得し、取得した前記発光制御信号が前記発光部を発光させるタイミングを前記所定のタイミングとする。
【００１５】
上記態様によれば、電子機器は、発光部が発光するタイミングにおいて、第一電極及び第一配線が、駆動電流が比較的大きい第二バッファ回路により駆動されるシールド部材によりシールドされる。脈波センサが脈波を測定する時には、発光部が発光する。よって、電子機器は、発光部による発光のタイミングを利用して脈波の測定タイミングを容易に取得し、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。
【００１６】
例えば、前記シールド電位制御器は、前記脈波センサが検知した前記脈波に基づいて予測される、新たな脈波ピークが検知されるべきタイミングを、前記所定のタイミングとする。
【００１７】
上記態様によれば、電子機器は、新たな脈波ピークが検知されるべきタイミングにおいて、第一電極及び第一配線が、駆動電流が比較的大きい第二バッファ回路により駆動されるシールド部材によりシールドされる。脈波センサにより計測される脈波は、周期的なパターンを有するので、脈波を連続的に測定している場合には、新たな脈波ピークが測定されるタイミングがある程度予測できる。よって、電子機器は、新たな脈波ピークが測定されるタイミングを利用して脈波の測定タイミングを容易に取得し、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。
【００１８】
例えば、前記電子機器は、さらに、人の指によって把持される筐体を備え、前記第一電極及び前記脈波センサは、前記筐体の外部に露出して、第一方向に並んで配置され、前記第一電極は、平面視において円形状を有し、前記平面視において、前記第一電極の直径Ｘと、前記脈波センサの前記第一方向における長さＹと、前記第一電極と前記脈波センサとの間に設けるべき最小間隔Ｄと、前記指と前記筐体との標準的な接触領域を示す略円形状の直径Ｆとが、以下の式を満たす。
【００１９】
Ｆ≧Ｘ＋Ｄ＋Ｙ
【００２０】
上記態様によれば、人が自然に、言い換えれば、普段通りに、電子機器を把持するときに、人の指が電極と脈波センサとの両方に接触し、脈波と心電位との同時計測が適切になされる。
【００２１】
例えば、前記第一シールド部材は、平面視において、前記第一電極と同一の中心を有する円環形状を有し、前記第一電極と前記第一シールド部材との距離は、基板における配線間隔の最小値の２倍以上であり、前記第一シールド部材の平面視における直径方向の幅は、基板における配線間隔の最小値の３倍以上である。
【００２２】
上記態様によれば、電子機器は、シールド部材による電極のシールド効果を維持しながらコンパクトに構成され得る。これにより、人が電子機器を自然に把持するときに、人の指が電極と脈波センサとの両方に、より容易に接触するようになり、脈波と心電位との同時計測が適切になされる。また、電子機器の小型化に寄与する。
【００２３】
例えば、前記電子機器は、さらに、前記シールド電位制御器が、（ｉ）前記第一生成信号の前記第一シールド部材への印加を行い、かつ、前記第二生成信号の前記第一シールド部材への印加を行わない第一指示、（ｉｉ）前記第一生成信号の前記第一シールド部材への印加を行い、かつ、前記第二生成信号の前記第一シールド部材への印加を行う第二指示の一方の指示を受け付ける受付部を備える。
【００２４】
上記態様によれば、電子機器は、ユーザからの指示に基づいてシールド部材によるシールド効果を制御することができる。これによりユーザの意図を反映したタイミングで脈波と心電位との同時計測を行うことができる。
【００２５】
例えば、前記第一電極及び前記第二電極のそれぞれは、アクティブ電極である。
【００２６】
上記態様によれば、電子機器は、アクティブ電極を用いることで、より高精度に心電位を計測することができる。
【００２７】
例えば、前記電子機器は、さらに、前記第一増幅部に第二配線により接続され、前記第一増幅部が増幅した信号を受信する信号受信部を備え、前記シールド電位制御器は、さらに、前記第一生成信号及び／又は前記第二生成信号を、前記第二配線をシールドする第二シールド部材に印加する。
【００２８】
上記態様によれば、電子機器は、第一増幅部が増幅した後の信号が伝達される配線のシールド部材をもバッファ回路により駆動する。これにより、電極により取得した心電位が配線により精度よく伝達される効果が得られる。
【００２９】
例えば、前記シールド電位制御器は、前記第一生成信号を前記第二シールド部材に印加するか否かを切り替える第一切替器、及び、前記第二生成信号を前記第二シールド部材に印加するか否かを切り替える第二切替器を含む切替部を有する。
【００３０】
上記態様によれば、電子機器は、第一増幅部が増幅した後の信号が伝達される配線のシールド部材にバッファ回路が駆動するか否かを制御可能とすることで、必要なときに駆動を行うという制御を行うことができる。必要な時にも駆動を行うことで、消費電力の低減効果が得られる。
【００３１】
例えば、前記シールド電位制御器は、さらに、前記第二電極で取得された第二信号を増幅する第二増幅部と、前記第二電極と前記第二増幅部の端子とを電気的に接続し前記第二信号を伝達する第三配線と、前記第二電極及び前記第三配線をシールドする第三シールド部材とを備え、前記シールド電位制御器は、さらに、第三バッファ回路、及び、前記第三バッファ回路の駆動電流より駆動電流が高い第四バッファ回路を有し、前記第三バッファ回路が生成する前記第二信号に対する第三生成信号を前記第三シールド部材に印加し、及び／又は、前記所定のタイミングにおいて、前記第四バッファ回路が生成する前記第二信号に対する第四生成信号を前記第三シールド部材に印加する。
【００３２】
上記態様によれば、電子機器は、第一電極及び第一配線だけでなく、第二電極及び第三配線が、駆動電流が比較的大きい第二バッファ回路により駆動されるシールド部材によりシールドされる。これにより、電極により取得した心電位に、脈波信号によるノイズが混入することがより一層抑制される。
【００３３】
また、本開示の一態様に係る電子機器の制御方法について、前記電子機器は、心電位計測用の第一電極及び第二電極と、前記第二電極より前記第一電極に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサと、前記第一電極で取得された信号を増幅する第一増幅部と、前記第一電極と前記第一増幅部の端子とを電気的に接続し、前記信号を伝達する第一配線と、前記第一電極及び前記第一配線をシールドする第一シールド部材と、第一バッファ回路、及び、前記第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有するシールド電位制御器とを備え、前記制御方法は、前記脈波センサが前記脈波を計測する所定のタイミングを取得するステップと、前記所定のタイミング前に、前記第一バッファ回路が生成する前記信号に対する第一生成信号を前記第一シールド部材への印加を開始するステップと、前記所定のタイミングにおいて、前記第二バッファ回路が生成する前記信号に対する第二生成信号を前記第一シールド部材に印加を開始するステップとを含む。
【００３４】
これにより、上記電子機器と同様の効果を奏する。
【００３５】
また、本開示の一態様に係るプログラムは、電子機器の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記電子機器は、心電位計測用の第一電極及び第二電極と、前記第二電極より前記第一電極に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサと、前記第一電極で取得された信号を増幅する第一増幅部と、前記第一電極と前記第一増幅部の端子とを電気的に接続し、前記信号を伝達する第一配線と、前記第一電極及び前記第一配線をシールドする第一シールド部材と、第一バッファ回路、及び、前記第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有するシールド電位制御器とを備え、前記制御方法は、前記脈波センサが前記脈波を計測する所定のタイミングを取得するステップと、前記所定のタイミング前に、前記第一バッファ回路が生成する前記信号に対する第一生成信号を前記第一シールド部材への印加を開始するステップと、前記所定のタイミングにおいて、前記第二バッファ回路が生成する前記信号に対する第二生成信号を前記第一シールド部材に印加を開始するステップとを含む。
【００３６】
これにより、上記電子機器と同様の効果を奏する。
【００３７】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００３８】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３９】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４０】
（実施の形態１）
実施の形態１において、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制する電子機器などについて説明する。
【００４１】
（コントローラおよび情報処理装置を含む情報処理システムの説明）
図１は、情報処理システム１００の利用シーンを示す外観図である。図１に示す情報処理システム１００は、コントローラ１と、情報処理装置２と、表示装置３とを備える。コントローラ１、情報処理装置２、及び表示装置３は、それぞれ有線又は無線で通信可能に接続されており、情報を送受信する。情報処理システム１００は、電子機器に相当する。
【００４２】
コントローラ１は、ユーザが情報処理システム１００を操作するための操作情報の入力を受け付ける入力装置を備え、所望の処理を実現するための操作情報が入力される。
【００４３】
情報処理装置２は、コントローラ１に入力された操作情報を受け取り、所定の処理を実行する。本明細書において、「所定の処理」とは、ゲーム、健康管理又は学習など、家庭用のコンピュータで実行されるようなアプリケーションの総称である。
【００４４】
表示装置３は、情報処理装置２で行われた処理結果を表示する。ここでいう「表示する」とは、具体的には、映像をディスプレイに出力することを意味する。なお、表示装置３は、映像をディスプレイに出力するとともに、又は、代えて、音声をスピーカから出力してもよい。以降において、「表示する」との表現は、処理結果を映像により提示すること、及び、処理結果を音声により提示することを含む概念であるとする。
【００４５】
（コントローラの形状）
図２は、コントローラ１の形状の一例を示す外観図である。例えば、ユーザは、両手でコントローラ１を把持して、コントローラ１に操作情報を入力する。コントローラ１の形状の具体例は、スティック型のコントローラ１−１（図２の（ａ）参照）、及び、パッド型のコントローラ１−２（図２の（ｂ）参照）である。
【００４６】
図２の（ａ）に示すスティック型のコントローラ１−１は、横長棒状のスティック型の形状を有する。ユーザは、コントローラ１−１の両端を両手で把持し、左手の親指で操作ボタン４１を操作し、また、右手の親指で操作ボタン４２を操作する。操作ボタン４１は、例えば上下左右の方向の入力が可能な矢印キーを有し、操作ボタン４２は、例えば２つの制御を行うための２つのボタンを有する。
【００４７】
図２の（ｂ）に示すパッド型のコントローラ１−２は、板状のパッド型の形状を有する。ユーザは、コントローラ１−２の両側を両手で把持し、左手の親指で操作ボタン４１を操作し、また、右手の親指で操作ボタン４２を操作する。コントローラ１−２は、中央部に表示部４７を備える。表示部４７は、操作の状態、及び／又は、アプリケーションの処理結果を表示する表示装置である。
【００４８】
図３は、コントローラ１の形状の他の具体例を示す外観図である。コントローラ１の形状の他の具体例は、リストバンド型のコントローラ１−３である（図３参照）。図３に示すリストバンド型のコントローラ１−３は、リストバンド又は腕時計型の形状を有する。例えば、ユーザは、左手の手首にコントローラ１−３を装着し、右手でコントローラ１−３を操作する。より具体的には、ユーザは、右手の親指で操作ボタン４１と操作ボタン４２とを操作する。コントローラ１−３は、中央部に表示部４７を備える。表示部４７は、操作の状態や、アプリケーションの処理結果を表示する表示装置である。
【００４９】
（面の定義）
図２を用いて、本願明細書で用いる面の呼称を定義する。
【００５０】
コントローラ１は、操作面４３と、左側面（図示せず）と、右側面４４、上側面４５、下側面（図示せず）と、裏面４６とを有する。
【００５１】
例えば、スティック型のコントローラ１−１（図２の（ａ）参照）において、操作面４３は、操作ボタン４１及び操作ボタン４２が設置されている面である。操作面４３に向かって、左側、右側、上側及び下側の側面のそれぞれを、左側面（図示せず）、右側面４４、上側面４５、及び、下側面（図示せず）という。操作面４３の反対側の面を裏面４６という。
【００５２】
パッド型のコントローラ１−２、及び、リストバンド型のコントローラ１−３においても、操作面４３等が上記と同様に定義され得る。
【００５３】
なお、表示部４７がタッチパネルディスプレイにより構成される場合、表示部４７に操作ボタン４１及び４２が表示されてもよい。この場合には、コントローラ１の表示部４７を有する面を操作面４３とする。また、表示部４７の情報を表示する画面を操作面４３としてもよい。操作面４３がタッチパネルディスプレイで構成されるコントローラは、典型的にはスマートフォン又はタブレット型コンピュータである。このようなスマートフォン又はタブレット型コンピュータは、情報処理装置２を操作するためのアプリケーションソフトウェアを実行することにより、ハードウェアとしての操作ボタン４１及び４２を有するコントローラ１と同等の機能を有することになる。ハードウェアとしての操作ボタン４１及び４２を有するコントローラ、および、ソフトウェアによる操作ボタン４１及び４２（操作入力表示）を有するコントローラを包括して、本願明細書では「電子機器」と呼ぶ。
【００５４】
なお、操作面４３と、左側面（図示せず）と、右側面４４と、上側面４５と、下側面（図示せず）と、裏面４６とが１つの面で形成されている場合には、左側面（図示せず）と、右側面４４と、上側面４５と、下側面（図示せず）と、裏面４６とは、操作面４３との位置関係で規定される、上記１つの面の一部分を意味するものとする。
【００５５】
図３に示すリストバンド型のコントローラ１−３においても、操作面４３等が同様に定義され得る。操作面４３がタッチパネルディスプレイで構成されるコントローラは、典型的にはスマートウォッチである。
【００５６】
（電極と脈波センサの位置について）
次に、コントローラ１に設置される生体電位計測用電極および脈波センサの位置について説明する。
【００５７】
図４は、電極がコントローラの裏面に設置された場合の電極位置の例を示す説明図である。図４の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、コントローラ１−１及び１−２の裏面４６に、生体信号計測用の電極４８及び４９および脈波センサ６１を設置した例を示す。
【００５８】
コントローラ１には、生体電位信号を計測するために、少なくとも複数の電極が設置されている。生体電位信号とは、ユーザ（より詳細にはユーザの皮膚）とコントローラとが接触する複数の位置の間の電位差を示す信号である。生体電位信号の一例は、ユーザの右手のいずれかの指と、当該ユーザの左手のいずれかの指との間の電位差であり、心電由来の生体信号などを含む。コントローラ１には、さらに、少なくとも１個のＬＥＤ（発光ダイオード）と、少なくとも１個のＰＤ（フォトディテクタ）を備える脈波センサ６１が設置されている。脈波信号の一例は、ＬＥＤからの光が右手のいずれかの指に当たって反射した反射光をＰＤにより光電変換した、脈波に由来する生体信号である。脈波センサは、上記電極のいずれか１個に近接して配置される。図４の（ａ）および（ｂ）の例では、脈波センサ６１は電極４９に近接して配置される。
【００５９】
ユーザは、スティック型のコントローラ１−１を両手で把持して、左右の親指それぞれにより操作ボタン４１及び４２を操作する。このとき、ユーザは、人差し指又は中指で裏面４６を支えることにより、親指が操作ボタン４１、４２を押す力に対抗する必要がある。裏面４６を支えるために、ユーザの人差し指又は中指は、裏面４６に接触する。
【００６０】
ユーザがコントローラ１−１を把持するとき、ユーザの指がコントローラ１−１に接触する位置に、コントローラ１−１は電極と脈波センサを有する。
【００６１】
例えば、裏面４６は、操作面４３の操作ボタン４１及び４２の位置と対向する位置を含む所定の範囲Ａに、複数の電極と脈波センサとを有する。所定の範囲Ａの一例は、操作ボタン４１及び４２の位置と対向する位置、つまり、操作ボタン４１及び４２に背向する裏面４６における位置を含む範囲であり、コントローラ１−１を支えるためにユーザの指が置かれ得る範囲である。
【００６２】
図４の（ａ）に示すスティック型のコントローラ１−１は、左手の指が接触する部分に左手用の電極４８と、右手の指が接触する部分に右手用の電極４９と脈波センサ６１とを有する。
【００６３】
図４の（ｂ）に示すパッド型のコントローラ１−２の場合も、ユーザは、操作面４３に設置された操作ボタン４１及び４２を押す力に対抗するために裏面４６を指で支える。裏面４６を支えるためにユーザが裏面４６に接触する位置に、コントローラ１−２は、左手用の電極４８と、右手用の電極４９と、脈波センサ６１とを備える。この位置に電極および脈波センサが設置されることで、情報処理システム１００は、ユーザがコントローラ１−２を操作しているときでも継続して生体電位と脈波信号とを同時計測することができる。
【００６４】
図５は、電極がコントローラの上面に設置された場合の電極位置の例を示す説明図である。図５の（ａ）は、コントローラ１−１についての上記電極位置を示したものであり、図５の（ｂ）は、コントローラ１−２についての上記電極位置を示したものである。
【００６５】
図５は、コントローラ１の上側面４５に、生体信号計測用の電極と脈波センサとを設置した例を示す。ユーザがスティック型のコントローラ１−１を両手で持つ際に、人差し指を上側面４５に置き、中指、薬指及び小指を裏面４６に置く持ち方も考えられる。この場合には、ユーザは、操作ボタン４１及び４２を押す力に対抗して裏面４６を支えるだけではなく、上側面４５に人差し指を置くこともある。コントローラ１−１は、人差し指の設置位置である上側面４５に所定の範囲Ａを設定し、左手用の電極４８と、右手用の電極４９と、脈波センサ６１とを有してもよい。
【００６６】
パッド型のコントローラ１−２においても、上側面４５に人差し指を置く持ち方も想定される。よって、コントローラ１−２は、上側面４５に左手用の電極４８と、右手用の電極４９と、脈波センサ６１とを有していてもよい。
【００６７】
図６は、リストバンド型のコントローラ１−３の裏面４６と右側面４４に、生体信号計測用の電極と脈波センサとを設置した例を示す。
【００６８】
ユーザは、リストバンド型のコントローラ１−３を左手の手首に装着して、このとき、バンド（図示せず）でコントローラ１−３を左手の手首に固定することにより、裏面４６の左手用の電極４８が左手の手首に接触する。左手用の電極４８が配置される所定の範囲Ａの一例は、裏面４６が左手の手首と接する範囲である。
【００６９】
ユーザは、右手の親指で操作ボタン４１及び４２を操作する。このとき、ユーザは、右手の人差し指、中指及び薬指のいずれかで右側面４４を支えることにより、右手の親指で操作ボタン４１及び４２を押す力に対抗する必要がある。右側面４４を支えるために、ユーザの右手の人差し指、中指及び薬指のいずれかが右側面４４に接触する。
【００７０】
ユーザの右手の人差し指、中指及び薬指のいずれかでコントローラ１−３の右側面４４を支えるときにユーザの指がコントローラに接触する位置に、コントローラ１−３は、右手用の電極４９と、脈波センサ６１とを有する。
【００７１】
右手用の電極４９と脈波センサ６１とが設置される所定の範囲Ａの一例は、右側面４４のうち上側面４５に接する位置を含む範囲であり、コントローラ１−３を支えるためにユーザの指が置かれ得る範囲である。この位置に電極４９が設置することで、ユーザがコントローラ１−３を操作しているときでも継続した生体電位計測および脈波信号計測が可能になる。
【００７２】
なお、脈波センサ６１は、右手用の電極４９に近接した位置に設置する代わりに、図７に示す別の例のように、左手用の電極４８に近接した位置に設置されてもよい。この位置に脈波センサ６１が設置されることで、脈波センサ６１が左手の手首に接触した状態を維持することができるので、ユーザが右手の指でコントローラ１−３を操作しているときでも継続した脈波信号計測が可能になる。
【００７３】
図８は、リストバンド型のコントローラ１−３の上側面４５に、生体信号計測用の電極を設置した例を示す。
【００７４】
ユーザは、リストバンド型のコントローラ１−３を左手の手首に装着して、このとき、バンド（図示せず）でリストバンド型のコントローラ１−３を左手の手首に固定することにより、裏面４６の左手用の電極４８が左手の手首に接触する。
【００７５】
ユーザは、右手の親指で操作ボタン４１及び４２を操作する。このとき、ユーザは、右手の人差し指、中指及び薬指のいずれかで上側面４５を支えることにより、右手の親指で操作ボタン４１及び４２を押す力に対抗する必要がある。上側面４５を支えるために、ユーザの右手の人差し指、中指及び薬指のいずれかは、上側面４５に接触する。
【００７６】
ユーザの右手の人差し指、中指及び薬指のいずれかでコントローラ１−３の上側面４５を支えるときにユーザの指がコントローラに接触する位置に、コントローラ１−３は右手用の電極４９を有する。
【００７７】
右手用の電極４９と脈波センサ６１とが設置される所定の範囲Ａの一例は、操作ボタン４１を上側面４５に投影した位置を含む範囲である。この位置に電極を設置することで、操作中でも継続した生体信号計測および脈波信号計測が可能になる。
【００７８】
なお、脈波センサ６１は、右手用の電極４９に近接した位置に設置する代わりに、左手用の電極４８に近接した位置（図示せず）に設置されてもよい。この位置に脈波センサを設置することで、ユーザがコントローラ１−３を操作しているときでも継続した脈波信号計測が可能になる。
【００７９】
（電極形状と個数）
図９は、コントローラ１における電極の形状と個数との例を示す説明図である。図９の（ａ）〜（ｄ）は、電極の形状の例を示す。電極は、導電性の物質によって構成される。電極の材料の一例は、金、銀であり、電極の材料は、銀塩化銀であってもよい。銀塩化銀は、生体と接触した場合の分極が少ないからである。
【００８０】
図９の（ａ）の電極５１は、医療用に使われる電極と同様の円形状の電極である。電極の形状及び個数は、図９の（ａ）の円形状の電極５１以外にも、用途によって、さまざまな形状が想定される。また、一方の手が接触するための電極の個数もひとつでなくてよい。具体的には、（１）図９の（ｂ）のように半円形状の２つの電極５２ａ及び５２ｂを含む構成、（２）図９の（ｃ）のように同心円状に配置された、１つの円形状の電極５３ａと、環状の電極５３ｂとを含む構成、又は、（３）図９の（ｄ）のように１つの円形状の電極５４ａと、２つの半円環状の電極５４ｂ及び５４ｃを含む構成としてもよい。
【００８１】
また、図１０に示すように電極の形状は円形状には限定されない。具体的には、図１０の（ａ）に示すように、手が接触すると想定される比較的広い範囲を覆う比較的大きな電極５５Ｌ及び５５Ｒを設置して、常に接触が維持されるようにしてもよい。また、裏面４６のみならず、上側面４５及び下側面にもつながる帯状の電極５６Ｌ及び５６Ｒを含む構成（図１０の（ｂ）参照）、複数の帯状の電極５７Ｌａ並びに５７Ｌｂ及び５７Ｒａ並びに５７Ｒｂを含む構成（図１０の（ｃ）参照）を用いることができる。これにより、さまざまな持ち方が想定されている場合でも、生体電位信号の計測が可能になる。
【００８２】
（脈波センサの形状とＬＥＤの個数）
図１１の（ａ）〜（ｅ）は、脈波センサ６１の形状の例を示す。
【００８３】
図１１の（ａ）の脈波センサ６１は、長方形形状のＬＥＤ６１ａと、長方形形状のＰＤ６１ｂとが隣り合っている構成を有する。脈波センサ６１は、上記構成以外にも、用途によって、さまざまな形状が想定される。例えば、（１）図１１の（ｂ）のように円形状のＬＥＤ６１ａとＰＤ６１ｂとが隣り合っている構成、（２）図１１の（ｃ）のようにＰＤ６１ｂが環状のＬＥＤ６１ａに囲まれた構成、（３）図１１の（ｄ）のようにＬＥＤ６１ａが環状のＰＤ６１ｂに囲まれた構成、又は、（４）図１１の（ｅ）のように、発光波長の異なる２個のＬＥＤ６１ａ及び６１ｃの間にＰＤ６１ｂを挟んで配置した構成であってもよい。上記（４）において、例えば、ＬＥＤ６１ａが赤色ＬＥＤ、ＬＥＤ６１ｃが赤外ＬＥＤで構成され得る。
【００８４】
（電極と脈波センサの位置関係）
図４に示した電極４９と脈波センサ６１の相対的な位置関係を図１２に示す。電極４９は円形状をなしており、脈波センサ６１が有するＬＥＤ６１ａとＰＤ６１ｂとはそれぞれ長方形をなしていると想定する。
【００８５】
成人の男性が中指の先端部分が上側面４５に接触している場合、ユーザがコントローラ１に接触している範囲は、おおよそ直径１４ｍｍの略円形状となる。成人男性の人差し指及び薬指は、おおよそ中指と同様の範囲で、コントローラ１と接触する。成人女性又は子供に対応する電極は、その手の寸法に応じて、成人男性に対応する電極の寸法より所定程度小さく構成されてもよい。
【００８６】
電極の想定される寸法は、人差し指、中指及び薬指の接触範囲が直径Ｆ＝１４ｍｍの円形状をなしていることから決定される。具体的には、円形状の電極４９の直径Ｘは６ｍｍであり、ＬＥＤ６１ａとＰＤ６１ｂとの並び方向に垂直な方向（つまり紙面の縦方向）の長さＹは３ｍｍである。ここでＬＥＤ６１ａとＰＤ６１ｂとの並び方向に垂直な方向は、指の第１関節から指先の方向に一致する。
【００８７】
指の腹を電極４９の中心に当てると、脈波センサ６１が有するＬＥＤ６１ａとＰＤ６１ｂとの両方が指に当たる位置関係になっている。すなわち、電極４９及び脈波センサ６１が所定の範囲内に位置する。ここで、電極４９の寸法により、電極４９と脈波センサ６１との距離が決定される。
【００８８】
電極４９の直径をＸとし、脈波センサ６１のＬＥＤ６１ａとＰＤ６１ｂに平行な方向の長さをＹとし、電極４９と脈波センサ６１との間隔をＤとすると、以下の（式１）の関係を満たしてもよい。
【００８９】
（式１）  Ｆ≧Ｘ＋Ｄ＋Ｙ
【００９０】
例えば、Ｆ＝１４ｍｍ、Ｘ＝６ｍｍ、Ｄ＝１ｍｍ、Ｙ＝３ｍｍとすると、上記（式１）この関係を満たす。
【００９１】
なお、電極の寸法は、指の実際の接触範囲に基づいて上記寸法を縮小又は拡大したものであってもよい。
【００９２】
（生体電位と脈波の計測時間）
図１３に生体電位と脈波の計測時間との一例を示す。ユーザが電極を用いて心電位を常時測定しながら、さらに、図１３に示すように数時間おきに脈波センサを用いて脈波の測定が行われる。より具体的には、例えば、３時間おきに１分間脈波の測定が行われる。
【００９３】
図１４に生体信号と脈波の計測時間の他の例を示す。図６のリストバンド型のコントローラ１−３をユーザが把持した時間を基準とし、数時間おきにユーザの右手人指し指に対して、電極４９と脈波センサ６１とを用いて心電位と脈波との同時測定が行われる。より具体的には、例えば、３時間おきに１分間の心電位と脈波との同時測定が行われる。
【００９４】
（システム構成図）
図１５に、情報処理システム１００のシステム構成を示す。コントローラ１は、操作入力装置１ａ、生体電位計測装置１ｂ、および脈波信号計測装置１ｃを備える。
【００９５】
コントローラ１は、ユーザの操作入力、及び操作時のユーザの生体電位および脈波信号を計測する。計測した生体電位および脈波信号を含む情報は、情報処理装置２に送信される。
【００９６】
情報処理装置２は、操作入力装置１ａ、生体電位計測装置１ｂおよび脈波信号計測装置１ｃの入力を受けて、所定の処理を実行して、表示装置３に対して処理結果を出力する。コントローラ１と情報処理装置２との間は、無線又は有線によって通信可能に接続される。
【００９７】
図１６に、コントローラ１と情報処理装置２との構成を示す。
【００９８】
コントローラ１に含まれる操作入力装置１ａは、操作入力部１１と、操作信号出力部１２とを備える。操作入力部１１は、操作ボタン４１及び４２から入力された操作信号を取得し、判定処理をする部分である。取得された操作信号は、操作信号出力部１２から情報処理装置２に向けて送信される。
【００９９】
コントローラ１に含まれる生体電位計測装置１ｂは、電極部１３と、生体電位増幅部１４と、生体電位出力部１５とを備える。
【０１００】
コントローラ１に含まれる脈波信号計測装置１ｃは、脈波センサ部１６と、脈波信号増幅部１７と、脈波信号出力部１８とを備える。
【０１０１】
電極部１３は、複数の電極により構成される。複数の電極は、例えば、ユーザの右手がコントローラ１に接触する位置と、ユーザの左手がコントローラ１に接触する位置とに配置されている。
【０１０２】
生体電位増幅部１４は、複数の電極の間の電位差に相当する生体電位を増幅する。例えば、右手と左手との間の電位差が生体電位増幅部１４により増幅される。増幅された信号はＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号に変換された生体電位の情報は、生体電位出力部１５より情報処理装置２に送信される。
【０１０３】
なお、生体電位増幅部１４は、所定以上の電位の大きさの生体電位を計測できる場合には、生体電位を増幅せず、複数の電極の電位を測定してもよい。よって、以下において、生体電位増幅部１４を生体信号計測部と表記することもある。
【０１０４】
脈波センサ部１６は、ＬＥＤとＰＤとを有する脈波センサを備える。脈波センサは、例えば、ユーザの右手がコントローラ１に接触する位置に配置されている。
【０１０５】
脈波信号増幅部１７は、脈波センサ部１６のＰＤに流れる電流値を、電圧信号（脈波信号ともいう）に変換した後に、所定の倍率だけ増幅する。増幅された脈波信号は、Ａ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号に変換された脈波信号の情報が脈波信号出力部１８より情報処理装置２に送信される。
【０１０６】
なお、脈波信号増幅部１７は、所定以上の信号の大きさの脈波信号を計測できる場合には、脈波信号を増幅せず、脈波センサのＰＤに流れる電流値を電圧信号に変換してもよい。脈波信号増幅部１７を脈波信号計測部と表記することもある。
【０１０７】
情報処理装置２は、操作入力情報を操作信号取得部２１により受信し、生体電位の源信号を生体電位取得部２２により受信し、脈波信号の源信号を脈波信号取得部２４により受信することで、コントローラ１からの情報を受信する。
【０１０８】
生体電位処理部２３は、生体電位取得部２２が取得した、生体電位の源信号から生体電位を抽出する処理を行う。上記源信号は、生体電位としての有用な情報として使用できないことが多いからである。例えば、生体電位処理部２３は、両手の間の電位変化の信号の時系列変化から、ピーク検出をして心拍情報を取得するなどの処理を行う。
【０１０９】
脈波信号処理部２５は、脈波信号取得部２４が取得した、脈波信号の源信号から脈波信号を抽出する処理を行う。上記源信号は、脈波信号としての有用な情報として使用できないことが多いからである。例えば、脈波信号処理部２５は、脈波信号の時系列変化から、ピーク検出をして脈波情報を取得するなどの処理を行う。
【０１１０】
アプリケーション処理部２６は、情報処理装置２の中心的な処理を行う。アプリケーション処理部２６による処理の例は、ゲームアプリにおけるゲームの進行、健康管理アプリにおけるデータの記録、管理及び表示、並びに、学習アプリにおける出題、採点及び結果表示などである。なお、アプリケーション処理部２６による処理には、生体電位処理部２３および脈波信号処理部２５から得られた脈波伝播時間の算出処理、及び、血圧の推定を行う処理が含まれていてもよい。アプリケーション処理部２６による処理は、コントローラ１からの入力を受けて所定の処理を行うことで実現される。
【０１１１】
表示情報出力部２７および音響情報出力部２８は、アプリケーション処理部２６で処理した結果をユーザにフィードバックするために、視覚的又は聴覚的な信号を出力する。この出力信号は表示装置３に送られる。
【０１１２】
表示装置３は、表示情報出力部２７および音響情報出力部２８から出力された信号を表示する。これにより、信号がユーザに提示される。表示装置３の例は、テレビ、ディスプレイ、又はスピーカである。
【０１１３】
なお、コントローラ１が生体電位処理部２３および脈波信号処理部２５を含んでいてもよい。その場合には、情報処理装置２は、生体電位処理部２３および脈波信号処理部２５を備えず、アプリケーション処理部２６が生体電位処理部２３および脈波信号処理部２５で取得した生体電位および脈波信号を受信する。
【０１１４】
（ハードウェア構成）
図１７は、コントローラ１のハードウェア構成を示すブロック図である。コントローラ１は、操作ボタン群７１と、制御信号変換回路７２と、計測電極７３ａと、参照電極７３ｂと、アース７３ｃと、生体アンプ７４と、Ａ／Ｄコンバータ７５と、脈波センサ７６と、脈波アンプ７７と、送信回路７９と、信号処理ユニット７８と、アンテナ８０と、バッテリ８１とを備えている。
【０１１５】
このうち、操作ボタン群７１と制御信号変換回路７２とは、図１６に示す操作入力部１１に対応する。また、計測電極７３ａと参照電極７３ｂとアース７３ｃとは、図１６に示す電極部１３に相当し、生体アンプ７４は図１６に示す生体電位増幅部１４に相当する。
【０１１６】
なお、脈波信号増幅部１７は生体電位増幅部１４に含まれてもよい。なお、Ａ／Ｄコンバータ７５は、生体電位増幅部１４および／または脈波信号増幅部１７に含まれてもよい。
【０１１７】
信号処理ユニット７８は、ＣＰＵ１０１とメモリ１０２とプログラム１０３とＲＯＭ１０４とを有する。
【０１１８】
送信回路７９とアンテナ８０とは、図１６に示す生体電位出力部１５および／または操作信号出力部１２として機能する。これらを「出力部」または「送信部」と呼ぶこともある。
【０１１９】
これらの各構成要素は互いにバス１０５で接続され、相互にデータの授受が可能である。また、それぞれの回路にはバッテリ８１から電力が供給されている。
【０１２０】
操作ボタン群７１に関する各ボタンの押下情報は、制御信号変換回路７２にて変換され、バス１０５を経由してＣＰＵ１０１に送られる。
【０１２１】
生体アンプ７４には、計測電極７３ａと参照電極７３ｂとアース７３ｃとが接続され、これらの電極はコントローラの所定の位置に設置されている。計測電極７３ａと参照電極７３ｂの間の電位差は生体アンプ７４で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ７５でアナログの生体電位信号からデジタル信号に変換され、処理や送信が可能な生体信号としてバス１０５を経由してＣＰＵ１０１に送られる。
【０１２２】
脈波アンプ７７は、脈波センサ７６が接続され、コントローラ１の所定の位置に設置されている。脈波センサ７６のＰＤに流れる電流値は、脈波アンプ７７で電圧信号に変換された後に増幅され、Ａ／Ｄコンバータ７５でアナログの脈波信号からデジタル信号に変換され、処理や送信が可能な脈波信号としてバス１０５を経由してＣＰＵ１０１に送られる。
【０１２３】
ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に格納されているプログラム１０３を実行する。プログラム１０３には、後述するフローチャートに示される処理手順が記述されている。コントローラ１は、プログラム１０３にしたがって、操作信号と生体電位信号と脈波信号とを変換し、変換した信号を、送信回路７９を経由してアンテナ８０により情報処理装置２に送信する。プログラム１０３はＲＯＭ１０４に格納される場合もある。
【０１２４】
なお、信号処理ユニット７８と制御信号変換回路７２と送信回路７９と生体アンプ７４と脈波アンプ７７とＡ／Ｄコンバータ７５とは、１つの半導体回路にコンピュータプログラムを組み込んだＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等のハードウェアとして実現されてもよい。１つの半導体回路に集積すると、実装面積が削減され、消費電力が低減される効果も得られる。
【０１２５】
また、生体アンプ７４と脈波アンプ７７とＡ／Ｄコンバータ７５とを１つの半導体回路に集積し、信号処理ユニット７８と制御信号変換回路７２と送信回路７９とを別の半導体回路に集積し、上記２つの半導体回路どうしを１つのパッケージ内で接続してＳｉＰ（システム・イン・パッケージ）として統合し、コンピュータプログラムを組み込んだＤＳＰ等のハードウェアとして実現されてもよい。上記２つの半導体回路を別々のプロセスで実現することで、１つの半導体回路に集積したものに比べコストが低減される効果も得られる。
【０１２６】
図１８は、情報処理装置２のハードウェア構成を示す。情報処理装置２は、アンテナ８０と、受信回路８２と、信号処理ユニット１０８と、画像制御回路８４と、表示情報出力回路８５と、音響制御回路８６と、音響情報出力回路８７と、電源８８とを備えている。
【０１２７】
このうち、アンテナ８０と受信回路８２とは、図１６に示す生体電位取得部２２および／または脈波信号取得部２４および／または操作信号取得部２１として機能する。これらを「受信部」と呼ぶこともある。
【０１２８】
信号処理ユニット１０８は、ＣＰＵ１１１とメモリ１１２とプログラム１１３とＲＯＭ１１４とを有する。信号処理ユニット１０８は、図１６の生体電位処理部２３および／または脈波信号処理部２５および／またはアプリケーション処理部２６として機能する。画像制御回路８４および表示情報出力回路８５は、図１６の表示情報出力部２７として機能する。また音響制御回路８６および音響情報出力回路８７は、図１６の音響情報出力部２８として機能する。これらは互いにバス１１５で接続され、相互にデータの授受が可能である。また、それぞれの回路には電源８８から電力が供給されている。
【０１２９】
コントローラ１からの操作情報および生体情報は、アンテナ８０を経由して受信回路８２で受信され、バス１１５を経由してＣＰＵ１１１に送られる。
【０１３０】
ＣＰＵ１１１は、メモリ１１２に格納されているプログラム１１３を実行する。プログラム１１３には、後述するフローチャートに示される処理手順が記述されている。情報処理システム１００は、このプログラム１１３にしたがって、操作信号と生体電位信号および脈波信号を変換し、所定のアプリケーションを実行するための処理を行って、ユーザに画像、及び／又は、音響によってフィードバックを行うための信号を作成する。プログラム１１３は、ＲＯＭ１１４に格納される場合もある。
【０１３１】
信号処理ユニット１０８により生成された画像のフィードバック信号は、画像制御回路８４を経由して表示情報出力回路８５から出力され、音響のフィードバックは音響制御回路８６を経由して音響情報出力回路８７から出力される。
【０１３２】
なお、信号処理ユニット１０８と受信回路８２と画像制御回路８４と音響制御回路８６とは、１つの半導体回路にプログラムを組み込んだＤＳＰ等のハードウェアとして実現されてもよい。１つの半導体回路にすると、消費電力が低減される効果も得られる。
【０１３３】
（処理フローの概要）
図１９に、コントローラ１と情報処理装置２の処理のフローを示す。ステップＳ１１からステップＳ１８までが、コントローラ１の内部処理、ステップＳ２１からステップＳ２８までが情報処理装置２の処理を示している。
【０１３４】
＜ステップＳ１１＞
操作入力部１１は、操作入力を受け付ける。操作入力部１１は、具体的には、受付のタイミングでどの操作ボタンが押されているかを検出する。受付のタイミングの例は、操作ボタンが押下されたときである。
【０１３５】
＜ステップＳ１２＞
操作信号出力部１２は、操作入力部１１がステップＳ１１で受け付けた操作入力の操作信号を情報処理装置２（操作信号取得部２１）に送信する。
【０１３６】
＜ステップＳ１３＞
生体電位増幅部１４は、複数の電極部１３の間の電位差に相当する生体電位を測定する。例えば、電極部１３に接触しているユーザの右手と左手との電位差を生体電位として測定する。また、生体電位増幅部１４は、測定した生体電位を増幅する。
【０１３７】
＜ステップＳ１４＞
生体電位出力部１５は、ステップＳ１３で増幅した生体電位を送信する。
【０１３８】
＜ステップＳ１５＞
脈波信号計測装置１ｃは、脈波の測定を行うか否かを判定する。脈波の測定を行うと判定した場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）にはステップＳ１６に進み、そうでない場合（ステップＳ１５でＮｏ）にはステップＳ２１に進む。
【０１３９】
＜ステップＳ１６＞
脈波信号計測装置１ｃは、脈波センサ部１６にＬＥＤの制御信号を送ることで、ＬＥＤを制御する。
【０１４０】
＜ステップＳ１７＞
脈波信号増幅部１７は、脈波センサ部１６のＰＤに流れる電流に相当する脈波信号を測定する。また、脈波信号増幅部１７は、測定した脈波信号を増幅する。
【０１４１】
＜ステップＳ１８＞
脈波信号出力部１８は、ステップＳ１７で増幅した脈波信号を送信する。
【０１４２】
なお、ステップＳ１３及びステップＳ１４の処理と、ステップＳ１５からステップＳ１８の処理とは、それぞれ独立な処理として、並行して行われ得る。
【０１４３】
なお、ステップＳ１１及びステップＳ１２と、ステップＳ１３及びステップＳ１４とは、それぞれ独立な処理として並行して行ってもよく、つまり、ステップＳ１１からステップＳ１４の処理を、全て順序どおりに行う必要はない。
【０１４４】
なお、ステップＳ１１及びステップＳ１２と、ステップＳ１５からステップＳ１８とは、それぞれ独立な処理として並行して行ってもよく、つまり、ステップＳ１１からステップＳ１８の処理を、全て順序どおりに行う必要はない。
【０１４５】
＜ステップＳ２１＞
操作信号取得部２１は、ステップＳ１２で操作信号出力部１２が送信した操作信号を受信する。
【０１４６】
＜ステップＳ２２＞
生体電位取得部２２は、ステップＳ１４で生体電位出力部１５が送信した生体信号の源信号を受信する。
【０１４７】
＜ステップＳ２３＞
生体電位処理部２３は、ステップＳ２２で生体電位取得部２２が受信した生体信号の源信号から、生体電位を抽出する。
【０１４８】
＜ステップＳ２４＞
脈波信号取得部２４は、ステップＳ１８で脈波信号出力部１８が送信した脈波信号を受信したか否かを判定する。脈波信号を受信した場合（ステップＳ２４でＹｅｓ）にはステップＳ２５に進み、そうでない場合（ステップＳ２４でＮｏ）にはステップＳ２７に進む。
【０１４９】
＜ステップＳ２５＞
脈波信号取得部２４は、ステップＳ２４で脈波信号出力部１８が送信した脈波信号の源信号を受信する。
【０１５０】
＜ステップＳ２６＞
脈波信号処理部２５は、ステップＳ２５で脈波信号取得部２４が受信した脈波信号の源信号から、脈波信号を抽出する。
【０１５１】
＜ステップＳ２７＞
アプリケーション処理部２６は、操作信号取得部２１からの操作情報と、生体電位処理部２３からの生体電位情報と、脈波信号処理部２５からの脈波情報とを受けて、所定のアプリケーション処理を実行する。
【０１５２】
＜ステップＳ２８＞
表示情報出力部２７は、アプリケーション処理部２６の処理結果をユーザにフィードバックするために映像情報を出力する。なお、本ステップにおいて、表示情報出力部２７が映像情報を出力するとともに、又は、代えて、音響情報出力部２８がアプリケーション処理部２６の処理結果をユーザにフィードバックするために音響情報を出力してもよい。本ステップで表示情報出力部２７が出力した映像情報、又は、音響情報出力部２８が出力した音響情報に基づいて表示装置３により映像表示又は音響出力がなされる。
【０１５３】
なお、ステップＳ２２及びステップＳ２３の処理と、ステップＳ２４からステップＳ２６の処理とは、それぞれ独立な処理として並列して行われ得る。
【０１５４】
なお、アプリケーション処理部２６は、操作信号取得部２１からの操作情報と、生体電位処理部２３からの生体電位情報と、脈波信号処理部２５からの脈波情報とのすべての情報を用いて処理を行う必要はなく、生体電位信号と脈波信号を用いて処理を行ってもよいし、又は、生体電位信号を用いて処理を行ってもよい。その場合には、操作信号を受信するステップＳ２１を省略することもできる。
【０１５５】
以降において、本実施の形態の特徴の１つである、電極部１３、生体電位増幅部１４、脈波センサ部１６、生体電位処理部２３、脈波信号処理部２５、アプリケーション処理部２６の構成をより詳しく説明する。
【０１５６】
（電極部および脈波センサ部）
図２０Ａは、電極部１３及び脈波センサ部１６の配置の一例を示す。また、図２０Ｂは、電極部１３及び脈波センサ部と、ユーザの指との位置関係の一例を示す。
【０１５７】
図２０Ａは、コントローラ１における、ユーザの指が接触する部分の中心に円盤形状（上面視において円形状）の電極４９が配置されている。なお、電極４９の上面視における形状は、図９に示したとおり様々な形状があり得る。また、電極４９の厚さは、例えば数１０μｍ〜数１００μｍ程度である。
【０１５８】
成人の男性の中指の先端部分が裏面４６に接触している場合、ユーザがコントローラ１に接触している範囲は、おおよそ直径１４ｍｍである。成人男性の人差し指及び薬指は、おおよそ中指と同様の範囲で、コントローラ１と接触する。成人女性又は子供に対応する電極は、その手の寸法に応じて、成人男性に対応する電極の寸法より所定程度小さく構成されてもよい。
【０１５９】
電極の想定される寸法は、人差し指、中指及び薬指の接触範囲が直径Ｆ＝１４ｍｍの円形状をなしていることから決定される。具体的には、円形状の電極４９の直径Ｘは６ｍｍである。脈波センサ６１のＬＥＤとＰＤとの並び方向に垂直な方向（つまり、紙面の縦方向）が第一方向に相当する。言い換えれば、第一方向とは、円形状の電極４９の中心を紙面の縦方向に通る直線が延びる方向である。
【０１６０】
上記位置関係によれば、ユーザの指の腹が電極４９の中心に当てられるときに、脈波センサ６１のＬＥＤとＰＤとの両方がユーザの一の指に当たり、この一の指から心電計測用の信号と、脈波計測用の信号とを取得することができる（図２０Ｂ参照）。すなわち、電極４９及び脈波センサ６１が所定の範囲内に位置する。ここで所定の範囲内とは、例えば、ユーザの指の接触範囲である。少なくとも電極４９及び脈波センサ６１のＬＥＤとＰＤが、上述した所定の範囲内に位置する。電極４９の寸法に応じて、電極４９と脈波センサ６１との所定の距離が決定される。なお、脈波センサ６１のＬＥＤとＰＤとが、指との間に若干の空隙を有している場合が脈波センサ６１による脈波の計測には好ましい。脈波の計測に好ましい空隙の間隔Ｄ３は、概ねＤ３＝０．６ｍｍ程度である。
【０１６１】
電極４９の直径Ｘ、脈波センサ６１のＬＥＤとＰＤとの並び方向に垂直な方向の幅Ｙ、電極４９と脈波センサ６１との間隔をＤとすると、（式１）の関係を満たしてもよい。例えば、Ｘ＝６ｍｍ、Ｙ＝３ｍｍ、Ｄ＝１ｍｍの場合、ユーザの指の接触範囲である直径Ｆ＝１４ｍｍが（式１）を満たすので、電極４９及び脈波センサ６１が所定の範囲に位置しているといえる。
【０１６２】
なお、電極の寸法は、指の実際の接触範囲に基づいて上記寸法を縮小又は拡大したものでもよい。
【０１６３】
また、電極４９の裏面（コントローラ１の内部に位置する側の面）の一部（例えば上面視における円形状の中心）に配線５９の一端が電気的に接続される。配線５９は、電極４９とバッファ９０の入力端子とを電気的に接続する配線である。
【０１６４】
さらに、電極４９の周囲に、電極４９を包囲するシールド６５を設置する。図２０Ａは、電極４９とシールド６５との配置位置を示す説明図であり、図２０Ａの（ａ）が電極４９の正面図であり、図２０Ａの（ｂ）が斜視図である。ここで、電極４９を包囲するシールド６５が第一シールド部材に相当する。そして、電極４９と同じように電極４８を包囲するシールド６５が第三シールド部材に相当する。
【０１６５】
図２０Ａの（ａ）及び（ｂ）に示すように、電極４９及びシールド６５は基板に配置されている。電極４９は、ユーザの指が配置されるときに指に接する位置に形成されている。シールド６５は、電極４９の外周を包囲する位置に形成されている。シールド６５は、電極４９よりひとまわり大きい円環形状を有する。シールド６５の材質は、導電性の物質（例えば銅）である。シールド６５は、完全に閉じた円環形状でなくてもよく、円環形状の一部がカットされていてもよい。そして、上記一部に電極４９と生体電位増幅部１４とを接続する配線５９のパターンが形成されていてもよい。
【０１６６】
ここで、シールド６５の基板表面からの高さは、電極４９の基板表面からの高さより、少なくとも電極４９の厚さ（例えば数１０μｍ〜数１００μｍ程度）の分だけ低くてもよい。ユーザの指がシールド６５に電気的に接触しないからである。なお、脈波センサ６１は、指に近接する必要があるが、必ずしも指に接触する必要はなく、例えば数１００μｍ程度（より具体的には６００μｍ）の間隔が空いていてもよい。ユーザの指の腹が電極４９に接触している状態では、指の腹の位置から少し外れた位置が脈波センサ６１に近接することで、上記適切な間隔が確保される。
【０１６７】
図２０Ａに示すように、電極４９とシールド６５との間の距離をＤ１、シールド６５のパターンの幅をＷ、シールド６５と脈波センサ６１の間の距離をＤ２とすると、以下の（式２）の関係を満たしてもよい。
【０１６８】
（式２）  Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｗ
【０１６９】
電極４９と脈波センサ６１とが基板上に配置されている場合には、電極４９とシールド６５との間の距離Ｄ１の範囲には、電極４９と脈波センサ６１とが配置されている面上には、いずれの配線パターンも設けなくてもよい。例えば、Ｄ１＝０．２ｍｍ、Ｗ＝０．３ｍｍ、Ｄ２＝０．５ｍｍとすると（式２）を満たす。
【０１７０】
ここで、Ｄ１は上記の例のように、基板の配線間隔の最小値０．１ｍｍの２倍で設計してもよい。Ｗは、後述のようにシールド６５の駆動能力を最大にする場合を考慮し、基板の配線幅の最小値０．１ｍｍの３倍で設計してもよい。Ｄ２は、脈波センサ６１と配線との最小間隔であり、通常、Ｄ２＝０．５ｍｍの間隔が取られる。
【０１７１】
なお、図２１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、電極４９及びシールド６５が配置されている基板が複数の層を有するものであってもよい。そして、電極４９が配置されている層より下の層に、円形状をなすシールド６５ａのパターンを、電極４９と同心円状に設置してもよい。図２１の（ａ）が、シールド６５ａが配置された層の正面図であり、図２１の（ｂ）が分解斜視図である。図２１の（ｂ）に示されるように、電極４９及びシールド６５が配置された層は、図２０Ａの（ａ）と同じ構成である。
【０１７２】
シールド６５ａは、図２０Ａに示すシールド６５と接続される。シールド６５ａのパターンの直径をＺとすると、（式３）を満たしてもよい。
【０１７３】
（式３）  Ｘ＋２×Ｄ１≦Ｚ≦Ｘ＋２×（Ｄ１＋Ｗ）
【０１７４】
例えば、Ｘ＝６ｍｍ、Ｄ１＝０．２ｍｍ、Ｗ＝０．３ｍｍ、とした場合、シールド６５ａは、直径Ｚ＝７ｍｍの円をなす。図２１のシールド６５ａは、図２０Ａのシールド６５のパターン上に設けられたビア（図示せず）を通して電気的に接続される。
【０１７５】
なお、シールド６５ａは、電極４９と生体電位増幅部１４とを接続する配線５９が通る経路が除かれた配線パターン（不図示）として形成されていてもよい。
【０１７６】
（コントローラ上に配置されたシールド）
図２２は、コントローラ１の裏面４６に電極を配置したときの一例を示す。
【０１７７】
電極部１３は、コントローラ１の筐体に配置されており、少なくとも２つの電極４８及び４９と、２本の配線５８及び５９と、２つのシールド６５とが配置されている。なお、電極４８及び４９のうちの一方（例えば電極４８）が参照電極として機能し、電極４８及び４９のうちの他方（例えば電極４９）が測定電極として機能する。なお、電極４８及び４９のうち脈波センサ６１に近い位置に配置されている電極４９が第一電極に相当し、電極４８が第二電極に相当する。
【０１７８】
図２２に示すように、ユーザが両手でコントローラを把持した状態において、電極４８がユーザの左手の指と接触し、電極４９と脈波センサ６１とがユーザの右手の指と接触する。図２２の例のように、ユーザの右手の中指の腹と、左手の中指の腹とが、それぞれ、電極４８及び４９に当たっている場合、全ての電極部と脈波センサとに指が当たっている状態になる。
【０１７９】
図２２に示すように、電極４８および４９により検出した電位は、それぞれバッファ９０でバッファリングされ、生体電位増幅部１４に送られる。ここで、電極４９に配線５９により接続されているバッファ９０が第一増幅部に相当し、配線５９が第一配線に相当する。また、電極４８に配線５８により接続されているバッファ９０が第二増幅部に相当し、配線５８が第三配線に相当する。
【０１８０】
電極４８および４９それぞれの周囲と、電極４８および４９からバッファ９０の入力端子までの配線５８および５９は、シールド６５で覆われる。シールド６５は、基板上において、電極４８および配線５８の外周を包囲する位置及び形状の配線パターンとして形成されている。なお、シールド６５は、シールド６５の全体が同電位になる配線パターンであることを要し、電極４８および配線５８の外周を完全に包囲する構成だけでなく、一部（例えば外周のうちの１０％程度）が途切れていても一定の効果を奏する。
【０１８１】
また、上記と同様に、シールド６５は、基板上において、電極４９および配線５９の外周を包囲する位置及び形状の配線パターンとして形成されている。外周を完全に包囲する構成だけでなく、一部が途切れていても一定の効果を奏することは上記と同様である。
【０１８２】
電極４８および４９からバッファ９０の入力端子までの配線５８および５９それぞれと、シールド６５との間隔Ｄ１は、Ｄ１＝０．２ｍｍであってもよい。それぞれのシールド６５の電位は、ＬＥＤ制御部６２からの制御信号を受けたシールド電位生成部６４により供給される。
【０１８３】
電極４８及び４９のいずれか１個と、１個のバッファ９０とを組み合わせたものは、いわゆるアクティブ電極９５である。アクティブ電極９５は、シールド６５、およびシールド電位生成部６４も含むものとする。
【０１８４】
なお、図２３に示すように、電極４８および４９から生体電位増幅部１４の間の経路にバッファ９０を設置しない場合、電極４８および４９のそれぞれから生体電位増幅部１４までの経路をシールド６５で覆ってもよい。
【０１８５】
（電極部から生体電位増幅部への接続）
図２４は、コントローラ１の電極部１３から生体電位増幅部１４への接続を示す。電極４９が測定電極（Ｃｈ１）であり、電極４８が参照電極（Ｒｅｆ）であるとして以降を説明する。
【０１８６】
電極部１３のアクティブ電極９５のそれぞれについて、電極４８及び４９は、バッファ９０を介して生体電位増幅部１４のＣｈ１およびＲｅｆにそれぞれ接続される。生体電位増幅部１４において、Ｃｈ１の信号は、Ｒｅｆの信号との差を取った後に増幅（差動増幅）され、増幅された信号は、低域通過フィルタによるフィルタリング、Ａ／Ｄコンバータによるデジタル信号への変換を経て生体電位出力部１５へ出力される。
【０１８７】
図２５は、コントローラ１の脈波センサ部１６から脈波信号増幅部１７への接続を示す。脈波センサ部１６は、ＬＥＤ制御部６２と、脈波センサ６１とを備える。ＬＥＤ制御部６２は、ＬＥＤ電流制御部６２ａと、ＬＥＤ電流生成部６２ｂとを備える。ＬＥＤ電流制御部６２ａは、ＬＥＤ６１ａに流す電流の量を調整するための制御信号をＬＥＤ電流生成部６２ｂに送る。ＬＥＤ電流生成部６２ｂは、ＬＥＤ電流制御部６２ａから送られた制御信号に基づく量の電流をＬＥＤ６１ａに流す。
【０１８８】
なお、所定の電流とは、時間的に変動しない一定の電流量であってもよいし、矩形波のように、周期的に電流がＯＮ／ＯＦＦとなる一定の振幅の電流パルスであってもよい。ＬＥＤ６１ａは、ＬＥＤ６１ａのアノード・カソード端子間で流れる電流に基づいて、所定の波長分布特性を持った光を発する。この光をユーザの右手の中指が受け、中指で反射した光がＰＤ６１ｂのカソード・アノード端子間に流れる電流に変換される。ＰＤ６１ｂのカソード端子は、脈波信号増幅部１７に接続される。
【０１８９】
図２６は、脈波信号増幅部１７の回路図の一例を示す。脈波信号増幅部１７は、電流電圧変換回路１７ａと、ＡＣ増幅回路１７ｂと、低域通過フィルタ１７ｃとを備えている。電流電圧変換回路１７ａは、脈波センサ部１６において、ＰＤ６１ｂのカソード端子に流れる電流を電圧信号に変換する。ＡＣ増幅回路１７ｂは、増幅器９１を用いた電流電圧変換回路１７ａで出力される電圧波形に対し、直流成分を取り除きながら増幅器９２を用いて増幅する。増幅された脈波信号は、低域通過フィルタ１７ｃによりフィルタリングされる。図１６において、脈波信号増幅部１７では、さらにＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換され、脈波信号のデジタルデータは、脈波信号出力部１８へ出力される。
【０１９０】
（シールド電位生成部）
図２７にアクティブ電極９５に設けられたシールド電位生成部６４を示す。電極４９の周囲、および電極４９からバッファ９０の入力端子に接続される配線５９の周囲にシールド６５が配置されている。また、電極部１３は、シールド電位生成部６４を備える。なお、シールド電位生成部６４は、シールド電位制御器に相当する。
【０１９１】
なお、電極４９からバッファ９０の入力端子への配線５９と、シールド６５との間隔を０．２ｍｍ設けてもよい。
【０１９２】
バッファ９０の消費電流Ｉ０は４０μＡとする。シールド電位生成部６４は、シールド制御部６４ａと、シールド用バッファ群６４ｂと、シールド用スイッチ群６４ｃとを有している。シールド制御部６４ａは、前述のＬＥＤ制御部６２（図示せず）からの制御信号を受け、図２７に示すようにシールド用バッファ群６４ｂおよびシールド用スイッチ群６４ｃにシールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４を送る。
【０１９３】
図２７は、シールド用バッファ群６４ｂの配置の一例を示す。シールド用バッファ群６４ｂは、複数の駆動能力の異なるバッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄを有する。電極４９により検出する電位が、複数のバッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄに共通に入力される。複数のバッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄに接続される配線は、シールド６５で覆われる。バッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄそれぞれの動作は、シールド制御部６４ａにより制御される。具体的には、シールド制御部６４ａが出力するシールド制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４により、それぞれ、バッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄの動作が制御される。バッファの出力端子Ｖｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３及びＶｓ４の配線は、それぞれ、シールド用スイッチ群６４ｃが有するスイッチに接続される。Ｖｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３及びＶｓ４の電位は、いずれも、上記配線の電位を１倍に増幅した電位であるので、電極４９で検出される電位に等しいが、出力端子Ｖｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３及びＶｓ４に対応するそれぞれの配線は、バッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄのそれぞれの消費電力に対応した駆動能力（それぞれ、２０μＡ、４０μＡ、８０μＡ及び１６０μＡ）に対応する点が異なっている。
【０１９４】
なお、配線５９からバッファ９０ａ及びスイッチＳＷ１を介してシールド６５に接続する回路部分が第一バッファ回路に相当し、配線５９からバッファ９０ｂ及びスイッチＳＷ２を介してシールド６５に接続する回路部分が第二バッファ回路に相当する。また、第二バッファ回路には、配線５９からバッファ９０ｃ及びスイッチＳＷ３を介してシールド６５に接続する回路部分と、配線５９からバッファ９０ｄ及びスイッチＳＷ４を介してシールド６５に接続する回路部分との一方又は両方を含めてもよい。シールド電位生成部６４は、シールド制御部６４ａによる制御に基づいて、第一バッファ回路及び／又は第二バッファ回路を介して、配線５９により伝達される信号をシールド６５に印加する。
【０１９５】
また、電極４８とバッファ９０とを接続する配線５８に配置される、上記第一バッファ回路及び第二バッファ回路に相当する回路部分を、それぞれ、第三バッファ回路及び第四バッファ回路という。シールド電位生成部６４は、第三バッファ回路及び／又は第四バッファ回路を介して、配線５８により伝達される信号をシールド６５に印加する。
【０１９６】
なお、複数のバッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び、９０ｄのそれぞれの駆動能力の比は、図２７に示すような１：２：４：８であってもよいし、均等な重み付け（１：１：１：１）であってもよいし、その他の任意の割合で重み付けされていてもよい。
【０１９７】
図２７は、シールド用スイッチ群６４ｃの配置の一例を示す。シールド用スイッチ群６４ｃは、複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４を備え、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４のそれぞれの一端は、シールド用バッファ群６４ｂのバッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄのそれぞれの出力Ｖｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３及びＶｓ４に接続され、別の一端は、いずれもシールド６５の配線に接続される。スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４は、シールド制御部６４ａからのシールド制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４によりそれぞれ制御される。スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４のサイズは、均等な重み付け（１：１：１：１）であってもよいし、シールド用バッファ群６４ｂの複数のバッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄのそれぞれが有する駆動能力に対応した重み付け（１：２：４：８）であってもよい。
【０１９８】
なお、シールド電位生成部６４は、電極の周囲に用いられるシールドだけでなく、同軸ケーブルのシールド線（第三シールド部材に相当）にシールド用の電位を供給してもよい。具体的には、図２８に示すように、電極部１３は、さらにシールド用スイッチ群６４ｅを１つ備え、シールド用バッファ群６４ｂのバッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄのそれぞれがシールド用スイッチ群６４ｅに接続される。シールド用スイッチ群６４ｅのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４のそれぞれの一端に接続される。スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４の他端は、同軸ケーブル９７のシールド線９８に共通に入力される。同軸ケーブル９７の芯線は、バッファ９０の出力端子に接続され、さらに生体電位増幅部１４（図示せず）に接続される。これにより、脈波の測定を行う際に、バッファ９０の出力を外来ノイズから厳重に守りたい場合に、同軸ケーブルに適切な電流駆動能力を有するシールド電位を供給できるという利点がある。なお、この場合、生体電位増幅部１４が信号受信部に相当する。また、シールド用スイッチ群６４ｅが切替部に相当する。
【０１９９】
なお、シールド電位生成部６４は、電極の周囲に用いられるシールドだけでなく、シールド用バッファ群６４ｂのバッファ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ及び９０ｄがそれぞれ有する駆動能力を利用して、バッファ９０が行うバッファリング動作の駆動能力を向上させることができる。例えば、図２９に示すようにバッファ９０の出力端子と生体電位増幅部１４（図示せず）とを接続する配線が比較的長い場合、この配線の電流駆動能力を向上させる必要がある。その際、シールド電位生成部６４のシールド用バッファ群６４ｂのうち、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４により選択されたバッファの分だけ駆動能力を向上させることができる利点がある。
【０２００】
なお、シールド電位生成部６４は、シールド用バッファ群６４ｂとシールド用スイッチ群６４ｃに代えて、駆動能力が変更可能な１個のバッファ９０ｅと、スイッチＳＷ５と、カレントミラー回路６４ｄとＯＲゲートＯＲ１を用いた構成でも実現できる（図３０参照）。シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４を基に、カレントミラー回路６４ｄで生成する電流源のミラー比を変更し、バッファ９０ｅの内部に備えているテール電流源用のバイアス電圧Ｖｂを供給する。図３０に示す例では、バッファ９０ｅの電流駆動能力は、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４の組み合わせにより、２０μＡから３００μＡまで変更することができる。ＯＲゲートは、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４の４つが入力され、Ｓ１〜Ｓ４の論理和（ＯＲ）であるＳ＿ＥＮがＳＷ５の制御信号として供給される。また、Ｓ＿ＥＮ信号は、バッファ９０ｅの動作を制御するために入力される。バッファ９０ｅの出力信号Ｖｓ５は、ＳＷ５を介してシールド電位として供給される。
【０２０１】
（シールド制御部の制御フロー）
図３１に、測定状態のバリエーションを示す。第１状態は、心電位を測定する測定状態であり、第２状態は心電位と脈波との両方を測定（同時測定）する測定状態である。図３１の第１状態と第２状態とについて、図３２に示すフローチャートを参照しながら処理を説明する。図３２のステップＳ１０１からステップＳ１０３、及びステップＳ１１１とステップＳ１１２までが、コントローラ１に設置されているシールド制御部６４ａによる処理を示している。なお、以降の説明において、「Ｈ」及び「Ｈレベル」との記載はハイレベル（高電位）を意味し、「Ｌ」及び「Ｌレベル」との記載はロウレベル（低電位）を意味する。
【０２０２】
＜ステップＳ１０１＞
シールド制御部６４ａは、ＬＥＤ制御信号がＨレベルであるか否かを判定する。ＬＥＤ制御信号がＨレベルである場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合（ステップＳ１０１でＮＯ）には、ステップＳ１１１に進む。
【０２０３】
＜ステップＳ１０２＞
シールド制御部６４ａは、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４を出力する。Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの論理レベルは、Ｓ１がＨ、Ｓ２がＨ、Ｓ３がＨ、Ｓ４がＨである。これは、測定状態を、心電位と脈波とを測定する第２状態に遷移させることに相当する。
【０２０４】
＜ステップＳ１０３＞
コントローラ１及び情報処理装置２は、電極４９により心電位を測定しながら、脈波センサ６１により脈波信号を測定する。
【０２０５】
＜ステップＳ１１１＞
シールド制御部６４ａは、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４を出力する。Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの論理レベルは、Ｓ１がＨ、Ｓ２がＬ、Ｓ３がＬ、Ｓ４がＬである。これは、測定状態を、心電位を測定する第１状態に遷移させることに相当する。
【０２０６】
＜ステップＳ１１２＞
コントローラ１及び情報処理装置２は、電極４９により心電位を測定する。
【０２０７】
以上の一連の処理により、シールド制御部６４ａは、脈波センサ６１により脈波を計測する所定のタイミングにおいて、第二バッファ回路を介して、第一配線により伝達される信号を第一シールド部材に印加する。上記所定のタイミングは、ＬＥＤ制御部６２がＬＥＤを発光させるタイミングである。
【０２０８】
このように、情報処理システム１００は、第１状態と第２状態とを切り替えながら脈波と心電位とを計測することで、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。
【０２０９】
（シールド駆動能力の制御例）
シールド制御部６４ａでシールド駆動能力を制御する例を図３１および図３３を用いて説明する。時刻ｔは、心電位と脈波との同時測定の開始時刻ｔ０を基準にし、時刻ｔ０の前後で第１状態と第２状態とを分けて説明する。
【０２１０】
第１状態は、図３３のｔ０以前の時刻において、心電位の測定を行う状態を示す。このとき、図３１に示すように、ＬＥＤ制御部６２から受ける制御信号はＬ（オフ）で、シールド制御部６４ａで出力されるシールド制御信号は、Ｓ１がＨ、Ｓ２がＬ、Ｓ３がＬ、Ｓ４がＬレベルになる。これにより、シールド用バッファ群６４ｂのバッファ９０ａの動作がオン、バッファ９０ｂの動作がオフ、バッファ９０ｃの動作がオフ、バッファ９０ｄの動作がオフに制御され、シールド用スイッチ群６４ｃのＳＷ１がオン、ＳＷ２がオフ、ＳＷ３がオフ、ＳＷ４がオフに制御される。
【０２１１】
したがって、Ｉ１＝２０μＡの駆動能力を有する電位Ｖｓ１が、シールド６５の電位として供給される。アクティブ電極９５の１個当たりの消費電流は、Ｉ０とＩ１の和に等しいので６０μＡである。心電位を測定する場合は、シールド６５の駆動能力、すなわちアクティブ電極９５の消費電流を必要以上に大きくする必要はない。なお、参照用電極として用いられる電極４８（図示せず）は、脈波センサ６１が近接した位置に配置されていないので、後述する第２状態（心電と脈波の同時測定）においても、アクティブ電極９５の消費電流を６０μＡから変更する必要はない。
【０２１２】
第２状態は、図３３の時刻ｔ０を起点として、心電位と脈波との同時測定を行う状態である。このとき、Ｃｈ１用測定電極として用いられる電極４９のシールド６５の駆動電流を変更する。図３１に示すように、ＬＥＤ制御部６２より受ける制御信号はＨ（オン）で、シールド制御部６４ａで出力されるシールド制御信号は、Ｓ１〜Ｓ４がいずれもＨレベルになり、シールド用バッファ群６４ｂのバッファ９０ａ〜９０ｄの動作がいずれもオンに制御され、シールド用スイッチ群６４ｃのＳＷ１〜ＳＷ４がいずれもオンに制御される。したがって、バッファ９０ａ〜９０ｄの全ての駆動能力の総和である１５×Ｉ１＝３００μＡの駆動能力を有する電位Ｖｓ１が、シールド６５の電位として供給される。シールド６５の配線の駆動能力を３００μＡに上昇させることにより、図３３に示すような心電位波形と脈波波形との同時取得ができる。このときのアクティブ電極９５の１個当たりの消費電流は、３４０μＡである。この消費電流は、従来の約１／３であり、低消費電力で、かつ信号品質の高い心電位と脈波の同時計測が行える。
【０２１３】
（生体電位処理部）
図３４は、生体電位処理部２３の構成を示す。図３４に示す生体電位処理部２３は、生体電位波形調整部２３ａを備える。コントローラ１の一例は、少なくとも生体電位取得部２２と、生体電位波形調整部２３ａとを備える。
【０２１４】
生体電位取得部２２は、電極４８と電極４９との間の生体電位の情報を取得する。
【０２１５】
生体電位取得部２２で取得したＣｈ１の心電位のデータは、生体電位波形調整部２３ａに送られる。生体電位波形調整部２３ａは、設定可能なカットオフ周波数を有する高域通過フィルタ、および低域通過フィルタ等を備えている。なお、生体電位波形調整部２３ａは、商用電源の周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を遮断するノッチフィルタを備えていてもよい。生体電位波形調整部２３ａは、これらのフィルタ等を用いて信号処理を行い、生体電位波形を生成する。生成した生体電位波形は、表示情報出力部２７を経由して表示装置３で表示されるものである。
【０２１６】
（脈波信号処理部）
図３５は、脈波信号処理部２５の構成を示す。図３５に示す脈波信号処理部２５は、脈波波形調整部２５ａを備える。コントローラ１の一例は、少なくとも脈波信号取得部２４と、脈波波形調整部２５ａとを備える。
【０２１７】
脈波信号取得部２４は、脈波センサ部１６で検出された脈波信号の情報を取得する。
【０２１８】
脈波信号取得部２４で取得した脈波信号のデータは、脈波波形調整部２５ａに送られる。脈波波形調整部２５ａは、設定可能なカットオフ周波数を有する高域通過フィルタ、および低域通過フィルタ等を備えている。なお、脈波波形調整部２５ａは、商用電源の周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を遮断するノッチフィルタを備えていてもよい。脈波波形調整部２５ａは、これらのフィルタ等を用いて信号処理を行い、脈波波形を生成する。生成した脈波波形は、表示情報出力部２７を経由して表示装置３に送信され、表示装置３により表示されるものである。
【０２１９】
（アプリケーション処理部）
図３６は、アプリケーション処理部２６が生体情報を処理するフローを示す。図３６に示されるフロー図について、図３７に示される表示画像を参照しながら説明する。なお、図３７は、コントローラ１の裏面に設けられた電極を、コントローラ１を表面側から透過的に見たときの電極の配置を示している。また、図３７に示される表示画像は、表示装置３（例えば図１参照）であってもよいし、コントローラ１の表示部４７（例えば図２の（ｂ）参照）であってもよい。図３７は、表示部４７に表示される表示画像を示している。
【０２２０】
図３７には、現在計測されている心電波形と脈波波形とが、それぞれ、表示部４７における心電波形表示部４７ａと脈波波形表示部４７ｂに表示されている。また、心電位を測定している場合には、画面上の対応する電極図示部４７ｃに色をつけて表示し、心電位を測定していない場合には、電極図示部４７ｃを白色のまま表示する。さらに脈波信号を測定している場合には、画面上の対応する脈波センサ図示部４７ｅにＬＥＤとＰＤとに対応する色をつけて表示し、脈波信号を測定していない場合には、脈波センサ図示部４７ｅを、ＬＥＤとＰＤとを表示しない白色の四角のまま維持する。
【０２２１】
＜ステップＳ１６１＞
アプリケーション処理部２６は、生体電位処理部２３の出力結果に基づいて、心電位を測定している状態であるか否かを判定する。心電位を測定している状態である場合（ステップＳ１６１でＹＥＳ）にはステップＳ１６２に進み、心電位を測定していない状態である場合（ステップＳ１６１でＮＯ）にはステップＳ１６６に進む。
【０２２２】
＜ステップＳ１６２＞
表示情報出力部２７は、心電位を測定している状態のため、「心電位測定中」というメッセージを表示部４７に表示させる。
【０２２３】
＜ステップＳ１６３＞
表示情報出力部２７は、Ｒｅｆ（参照電極）、及び、Ｃｈ１（計測電極）に対応する電極の図形を表示部４７にハイライトさせる。当該のハイライトは、図３７の電極図示部４７ｃに描かれた電極の図形に表示される。
【０２２４】
＜ステップＳ１６４＞
表示情報出力部２７は、Ｒｅｆ（参照電極）、及び、Ｃｈ１（計測電極）のそれぞれのシールドに対応する図形を表示部４７にハイライトさせる。当該のハイライトは、図３７のシールド図示部４７ｄに描かれたシールド図示部４７ｄに表示される。
【０２２５】
＜ステップＳ１６５＞
表示情報出力部２７は、Ｃｈ１（計測電極）で測定された心電波形を、図３７の心電波形表示部４７ａに表示させる。
【０２２６】
＜ステップＳ１６６＞
表示情報出力部２７は、心電位と脈波とを測定していないので、「心電位未測定、脈波未測定」というメッセージを表示部４７に表示させ、処理を終了する。当該メッセージは、表示部４７における測定状態表示部４７ｆに表示される。
【０２２７】
＜ステップＳ１６７＞
アプリケーション処理部２６は、脈波信号処理部２５の出力結果に基づいて、脈波を測定している状態であるか否かを判定する。脈波を測定している状態である場合（ステップＳ１６７でＹＥＳ）には、ステップＳ１６８に進み、脈波を測定していない状態である場合（ステップＳ１６７でＮＯ）には、ステップＳ１７２に進む。
【０２２８】
＜ステップＳ１６８＞
表示情報出力部２７は、脈波信号を測定している状態であるので、「脈波測定中」というメッセージを表示部４７の測定状態表示部４７ｆに表示させる。
【０２２９】
＜ステップＳ１６９＞
表示情報出力部２７は、Ｒｅｆ（参照電極）、及び、Ｃｈ１（計測電極）のそれぞれのシールドの強度に対応する図形を更新して、表示部４７にハイライトさせる。当該ハイライトは、図３７のシールド図示部４７ｄに表示される。シールドの強度は、通常、心電位の測定時と比較し、シールドの駆動能力の最大限まで強化されるので、右側のシールド図示部４７ｄの線幅が最大になるように表示される。
【０２３０】
＜ステップＳ１７０＞
表示情報出力部２７は、脈波センサに対応する図形を表示部４７にハイライトさせる。当該ハイライトは、図３７の脈波センサ図示部４７ｅの脈波センサの図形に表示される。
【０２３１】
＜ステップＳ１７１＞
表示情報出力部２７は、脈波センサで測定した脈波信号波形を、図３７の脈波波形表示部４７ｂに表示し、処理を終了する。
【０２３２】
＜ステップＳ１７２＞
表示情報出力部２７は、脈波を測定していない状態であるので、「脈波未測定」というメッセージを表示部４７に表示させ、処理を終了する。当該メッセージは、測定状態表示部４７ｆに表示される。
【０２３３】
（図示部の変形例）
図３８の表示部４７に示すように、シールド駆動能力設定部４７ｇをユーザが操作することにより、シールド制御部６４ａで制御するシールドの強度（駆動能力）を調整してもよい。図３８の表示部４７のシールド駆動能力設定部４７ｇで設定されたシールド駆動能力に対応したシールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４は、図３１で示された値から更新される。そして、更新された設定値のシールド駆動能力を有するシールド６５の電位が、シールド制御部６４ａにより供給される。
【０２３４】
なお、シールド駆動能力設定部４７ｇは、シールド電位生成部６４が、第一バッファ回路及び第二バッファ回路のどちらを介して信号を第一シールド部材に印加するかを示す指示を受け付ける受付部に相当する。
【０２３５】
（効果）
以上のように、ＬＥＤ制御部６２からの制御信号に基づいて、コントローラ１に搭載された電極の周りに配置したシールドの駆動能力が変更できるので、生体電位と脈波を同時測定する際、低消費電力でかつ、高い信号品質の生体電位と脈波の同時測定を行うことが可能になる。
【０２３６】
（実施の形態２）
本実施の形態による情報処理システムの全体の基本的な構成は、図１５及び図１６に示す構成と同じである。そこで以下では、実施の形態１の構成と異なる構成である生体電位処理部２３の処理、脈波信号処理部２５の処理、およびシールド制御部６４ａの制御を説明する。
【０２３７】
（生体電位処理部）
図３９は、生体電位処理部２３の構成を示す。図３９に示す生体電位処理部２３は、生体電位波形調整部２３ａに加え、さらに生体電位特徴量抽出部２３ｂを備える。コントローラ１は、少なくとも生体電位取得部２２と、生体電位波形調整部２３ａと、生体電位特徴量抽出部２３ｂとを備える。
【０２３８】
生体電位特徴量抽出部２３ｂは、生体電位波形調整部２３ａで整形された生体電位波形を基に、生体電位の特徴量を抽出する。例えば、生体電位波形調整部２３ａで整形された心電波形から、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波及びＵ波等の成分を抽出し、時間的に隣接するＲ波の間隔（ＲＲ間隔）を算出することで、心電波形の周期に関する情報を抽出する。
【０２３９】
なお、生体電位特徴量抽出部２３ｂで抽出された情報は、表示情報出力部２７を経由して表示装置３で表示してもよい。
【０２４０】
（脈波信号処理部）
図４０は、脈波信号処理部２５の構成を示す。図４０に示す脈波信号処理部２５は、脈波波形調整部２５ａに加え、さらに脈波特徴量抽出部２５ｂおよび脈波波形間引き部２５ｃを備える。コントローラ１の一例は、少なくとも脈波信号取得部２４と、脈波波形調整部２５ａと、脈波特徴量抽出部２５ｂと、脈波波形間引き部２５ｃとを備える。
【０２４１】
脈波特徴量抽出部２５ｂは、脈波波形調整部２５ａで整形された脈波波形を基に、脈波の特徴量を抽出する。例えば、脈波波形を基に、時間に関する１階微分を取った速度脈波波形と、時間に関する２階微分を取った加速度脈波波形を算出する。速度脈波波形を基に、脈波波形のピークに関する情報が抽出される。加速度脈波波形を基に、それぞれのピーク、及び／又は、脈波波形の変曲点に関する情報が抽出される。
【０２４２】
なお、脈波特徴量抽出部２５ｂで抽出された情報は、表示情報出力部２７を経由して表示装置３に送信され、表示装置３により表示してもよい。
【０２４３】
脈波波形間引き部２５ｃは、脈波波形に関して、所定の間引き間隔に基づいて間引きされた脈波波形が出力される。例えば、脈波波形のサンプリング周波数を１０２４Ｈｚとした場合、間引き点数を６４点とすると、間引き間隔は１／１６（０．０６２５）秒である。
【０２４４】
（シールド制御部の制御フロー）
図４１に、測定状態およびシールド制御信号のバリエーションを示す。シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４の値は、脈波の波形情報を基に判定される。第１状態は、生体電位の測定であり、脈波の測定をしないので、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４の値は、Ｓ１がＨ、Ｓ２〜Ｓ４がＬと設定される。第２状態は、心電位と脈波との同時測定であり、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４の値は、脈波の振幅及び周期を基に図４１で示すバリエーションのうちの１つが選択される。
【０２４５】
図４１の第１状態と第２状態とについて、図４２に示すフローチャートを参照しながら処理を説明する。図４２のステップＳ２３１からＳ２３７までが、コントローラ１に設置されているシールド制御部６４ａによる処理を示している。
【０２４６】
＜ステップＳ２０１＞
シールド制御部６４ａは、脈波の波形情報を基に、脈波を測定するか否かを判定する。脈波を測定していると判定した場合（ステップＳ２０１でＹＥＳ）には、ステップＳ２０２に進み、そうでない場合（ステップＳ２０１でＮＯ）には、ステップＳ２１１に進む。なお、脈波を測定すると判定されるのは、例えば、脈波センサ６１が検知した脈波に基づいて予測される、新たな脈波ピークが検知されるべきときである。
【０２４７】
＜ステップＳ２０２＞
シールド制御部６４ａは、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４を出力する。シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４は、脈波の波形情報を基に、図４１の組合せのうちの一つが選択される。これは、測定状態を、心電位と脈波とを測定する第２状態に遷移させることに相当する。
【０２４８】
＜ステップＳ２０３＞
シールド制御部６４ａは、心電波形に応じて、シールドの駆動電流を微調整するか否かを判定する。シールドの駆動電流を微調整すると判定した場合（ステップＳ２０３でＹＥＳ）には、ステップＳ２０４に進み、そうでない場合（ステップＳ２０３でＮＯ）には、処理を終了する。
【０２４９】
＜ステップＳ２０４＞
シールド制御部６４ａは、心電波形の情報を基に、ステップＳ２０２で選択されたＳ１〜Ｓ４の値の組合せから微調整を行う。
【０２５０】
＜ステップＳ２０５＞
コントローラ１及び情報処理装置２は、電極４９により心電位を測定しながら、脈波センサ６１により脈波信号を測定する。
【０２５１】
＜ステップＳ２１１＞
シールド制御部６４ａは、シールド制御信号Ｓ１〜Ｓ４を出力する。Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの論理レベルは、Ｓ１がＨ、Ｓ２がＬ、Ｓ３がＬ、Ｓ４がＬである。これは、測定状態を、心電位を測定する第１状態に遷移させることに相当する。
【０２５２】
＜ステップＳ２１２＞
コントローラ１及び情報処理装置２は、電極４９により心電位を測定する。
【０２５３】
以上の一連の処理により、シールド制御部６４ａは、脈波センサ６１により脈波を計測する所定のタイミングにおいて、第二バッファ回路を介して、第一配線により伝達される信号を第一シールド部材に印加する。上記所定のタイミングは、脈波センサ６１が検知した脈波に基づいて予測される、新たな脈波ピークが検知されるべきタイミングである。
【０２５４】
このように、コントローラ１及び情報処理装置２は、第１状態と第２状態とを切り替えながら脈波と心電位とを計測することで、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。
【０２５５】
（シールドの制御部の制御例）
シールド制御部６４ａでシールド駆動能力を制御する例について図４３を用いて説明する。時刻ｔは、心電位と脈波との同時測定の開始時刻ｔ０を基準にし、時刻ｔ０の前後で第１状態と第２状態とを分けて説明する。
【０２５６】
第１状態は、図４３のｔ０以前の時刻において、心電位の測定を行う状態を示す。このとき、図２８に示すように、心電位の測定を行い、脈波波形の情報はないので、シールド制御部６４ａで出力されるシールド制御信号のそれぞれは、Ｓ１がＨ、Ｓ２〜Ｓ４がＬレベルになり、シールド用バッファ群６４ｂのバッファ９０ａの動作がオン、バッファ９０ｂ〜９０ｄの動作がオフに制御され、シールド用スイッチ群６４ｃのＳＷ１がオン、ＳＷ２〜ＳＷ４がオフに制御される。したがって、Ｉ１＝２０μＡの駆動能力を有する電位Ｖｓ１が、シールド６５の電位として供給される。アクティブ電極９５の１個当たりの消費電流は、６０μＡである。なお、参照用電極として用いられる電極４８（図示せず）は、脈波センサ６１が近接した位置に配置されていないので、後述する第２状態（心電と脈波の同時測定）においても、アクティブ電極９５の消費電流を６０μＡから変更する必要はない。
【０２５７】
第２状態は、図４３のｔ０を起点として、心電位と脈波との同時測定を行う状態である。このとき、Ｃｈ１用測定電極として用いられる電極４９のシールド６５の駆動電流を、脈波情報を基に変更する。
【０２５８】
例えば、図４３に示す脈波波形の場合、シールド制御部６４ａで出力されるシールド制御信号は、時刻ｔ０が脈波振幅のピークの時刻に比較的近いので、Ｓ１をＬに、Ｓ２とＳ３とをＨに、Ｓ４をＬに制御する。これにより、シールド用バッファ群６４ｂのバッファ９０ａの動作がオフに、バッファ９０ｂおよび９０ｃの動作がオンに、バッファ９０ｄの動作がオフに制御され、シールド用スイッチ群６４ｃのＳＷ１がオフに、ＳＷ２およびＳＷ３がオンに、ＳＷ４がオフに制御される。したがって、バッファ９０ａ〜９０ｃの全ての駆動能力の総和である６×Ｉ１＝１２０μＡの駆動能力を有する電位Ｖｓ１の配線がシールド６５の電位として供給される。シールド６５の配線の駆動能力を１２０μＡに上昇させることにより、図４３に示すような心電位波形と脈波波形とを同時に取得することができる。このときのアクティブ電極９５の１個当たりの消費電流は、１６０μＡである。
【０２５９】
時刻１／１６秒のときは、シールド制御部６４ａで出力されるシールド制御信号は、Ｓ１がＨ、Ｓ２がＬ、Ｓ３がＨ、Ｓ４がＨとなり、シールドの駆動能力は２６０μＡに制御される。このときのアクティブ電極９５の１個当たりの消費電流は、３００μＡである。そして上記と同様に、シールド制御部６４ａは、脈波波形に基づいてシールドの駆動能力の制御を行う。
【０２６０】
脈波信号のピークを過ぎた後、心電位波形は相変わらず脈波信号より十分小さな振幅の波形を表し続ける。なお、心電位波形の特徴的な波形であるＴ波、Ｕ波が現れる辺りで、シールドの駆動能力を少し上昇させることで、心電位波形の小さな変化を忠実に捉えられる利点がある。例えば、時刻５／１６秒（０．３１２５秒）の時のように、心電位波形のＴ波のように、Ｒ波より小さい振幅をもつ波形が現れる場合には、シールド制御部６４ａは、さらに生体電位波形に基づいてシールド制御部６４ａの駆動能力を微調整してもよい。脈波の振幅が基準（ＧＮＤ）に近いにも関わらず、心電波形のＴ波を精度良く捉えるために、このときのシールドの駆動能力は１２０μＡにまで上昇されている。
【０２６１】
以上述べたように、アクティブ電極の消費電流の平均値は、電極１個あたり１２０μＡと、従来に比べて８分の１の低消費電力に抑えることができる。
【０２６２】
なお、シールド制御部６４ａでシールド能力を制御するための、脈波波形の間引き点は６４に必ずしも固定する必要はなく、ユーザが図３７の表示部を用いて、間引き点数を変更できるようにしてもよい。
【０２６３】
以上のように、上記実施の形態における情報処理システム１００は、コントローラの上側面に設置した電極の周囲に駆動能力が変更することが可能なシールドを設置することで、脈波信号に由来する電位変動の影響を受けることなく、低消費電力でかつ、信号品質が高い、生体電位と脈波の同時測定を行うことが可能になる。
【０２６４】
また、電子機器は、脈波センサを測定するタイミングにおいて、第一電極及び第一配線が、駆動電流が比較的大きい第二バッファ回路により駆動されるシールド部材によりシールドされる。これにより、電極により取得した心電位に、脈波信号によるノイズが混入することが抑制される。これは、心電位と比べて脈波信号の振幅が大きく、また、心電位と脈波信号との位相が異なるので、駆動電流が比較的大きいバッファ（例えば１ｍＡ）の出力線を用いてシールドすることが可能であることを利用したものである。このように、電子機器は、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。
【０２６５】
また、電子機器は、人の一の指から心電計測用の信号と、脈波計測用の信号とを取得することができる。よって、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制するとともに、電子機器による計測点を少なくすることで利便性が高められる。
【０２６６】
また、電子機器は、発光部が発光するタイミングにおいて、第一電極及び第一配線が、駆動電流が比較的大きい第二バッファ回路により駆動されるシールド部材によりシールドされる。脈波センサが脈波を測定する時には、発光部が発光する。よって、電子機器は、発光部による発光のタイミングを利用して脈波の測定タイミングを容易に取得し、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。
【０２６７】
また、新たな脈波ピークが検知されるべきタイミングにおいて、第一電極及び第一配線が、駆動電流が比較的大きい第二バッファ回路により駆動されるシールド部材によりシールドされる。脈波センサにより計測される脈波は、周期的なパターンを有するので、脈波を連続的に測定している場合には、新たな脈波ピークが測定されるタイミングがある程度予測できる。よって、電子機器は、新たな脈波ピークが測定されるタイミングを利用して脈波の測定タイミングを容易に取得し、脈波と心電位との同時計測における心電位の信号品質の劣化を抑制することができる。
【０２６８】
また、人が自然に、言い換えれば、普段通りに、電子機器を把持するときに、人の指が電極と脈波センサとの両方に接触し、脈波と心電位との同時計測が適切になされる。
【０２６９】
また、電子機器は、シールド部材による電極のシールド効果を維持しながらコンパクトに構成され得る。これにより、人が電子機器を自然に把持するときに、人の指が電極と脈波センサとの両方に、より容易に接触するようになり、脈波と心電位との同時計測が適切になされる。また、電子機器の小型化に寄与する。
【０２７０】
また、電子機器は、ユーザからの指示に基づいてシールド部材によるシールド効果を制御することができる。これによりユーザの意図を反映したタイミングで脈波と心電位との同時計測を行うことができる。
【０２７１】
また、電子機器は、アクティブ電極を用いることで、より高精度に心電位を計測することができる。
【０２７２】
また、電子機器は、第一増幅部が増幅した後の信号が伝達される配線のシールド部材をもバッファ回路により駆動する。これにより、電極により取得した心電位に、脈波信号によるノイズが混入することを、より一層抑制することができる。
【０２７３】
また、電子機器は、第一増幅部が増幅した後の信号が伝達される配線のシールド部材をバッファ回路に駆動するか否かを制御可能とすることで、必要なときに駆動を行うという制御を行うことができる。必要な時にも駆動を行うことで、消費電力の低減効果が得られる。
【０２７４】
また、電子機器は、第一電極及び第一配線だけでなく、第二電極及び第三配線が、駆動電流が比較的大きい第二バッファ回路により駆動されるシールド部材によりシールドされる。これにより、電極により取得した心電位に、脈波信号によるノイズが混入することがより一層抑制される。
【０２７５】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の電子機器などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０２７６】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、電子機器の制御方法であって、前記電子機器は、心電位計測用の第一電極及び第二電極と、前記第二電極より前記第一電極に近い位置に設けられ、脈波を検知する脈波センサと、前記第一電極で取得された信号を増幅する第一増幅部と、前記第一電極と前記第一増幅部の端子とを電気的に接続し、前記信号を伝達する第一配線と、前記第一電極及び前記第一配線をシールドする第一シールド部材と、第一バッファ回路、及び、前記第一バッファ回路の駆動電流より駆動電流が大きい第二バッファ回路を有するシールド電位制御器とを備え、前記制御方法は、前記脈波センサが前記脈波を計測する所定のタイミングを取得するステップと、前記所定のタイミング前に、前記第一バッファ回路が生成する前記信号に対する第一生成信号を前記第一シールド部材への印加を開始するステップと、前記所定のタイミングにおいて、前記第二バッファ回路が生成する前記信号に対する第二生成信号を前記第一シールド部材に印加を開始するステップとを含む電子機器の制御方法を実行させる。
【０２７７】
以上、一つまたは複数の態様に係る情報処理システム（電子機器）などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２７８】
本開示にかかる情報処理システムは、生体電位計測装置および脈波信号計測装置を有し、健康モニタリング機器等として有用である。またゲーム等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０２７９】
１、１−１、１−２、１−３  コントローラ
１ａ  操作入力装置
１ｂ  生体電位計測装置
１ｃ  脈波信号計測装置
２  情報処理装置
３  表示装置
１１  操作入力部
１２  操作信号出力部
１３  電極部
１４  生体電位増幅部
１５  生体電位出力部
１６  脈波センサ部
１７  脈波信号増幅部
１７ａ  電流電圧変換回路
１７ｂ  ＡＣ増幅回路
１７ｃ  低域通過フィルタ
１８  脈波信号出力部
２１  操作信号取得部
２２  生体電位取得部
２３  生体電位処理部
２３ａ  生体電位波形調整部
２３ｂ  生体電位特徴量抽出部
２４  脈波信号取得部
２５  脈波信号処理部
２５ａ  脈波波形調整部
２５ｂ  脈波特徴量抽出部
２５ｃ  脈波波形間引き部
２６  アプリケーション処理部
２７  表示情報出力部
２８  音響情報出力部
４１、４２  操作ボタン
４３  操作面
４４  右側面
４５  上側面
４６  裏面
４７  表示部
４７ａ  心電波形表示部
４７ｂ  脈波波形表示部
４７ｃ  電極図示部
４７ｄ  シールド図示部
４７ｅ  脈波センサ図示部
４７ｆ  測定状態表示部
４７ｇ  シールド駆動能力設定部
４８、４９、５１、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５５Ｌ、５５Ｒ、５６Ｌ、５６Ｒ、５７Ｌａ、５７Ｌｂ、５７Ｒａ、５７Ｒｂ  電極
５８、５９  配線
６１、７６  脈波センサ
６１ａ、６１ｃ  ＬＥＤ
６１ｂ  ＰＤ
６２  ＬＥＤ制御部
６２ａ  ＬＥＤ電流制御部
６２ｂ  ＬＥＤ電流生成部
６４  シールド電位生成部
６４ａ  シールド制御部
６４ｂ  シールド用バッファ群
６４ｃ、６４ｅ  シールド用スイッチ群
６４ｄ  カレントミラー回路
６５、６５ａ  シールド
７１  操作ボタン群
７２  制御信号変換回路
７３ａ  計測電極
７３ｂ  参照電極
７３ｃ  アース
７４  生体アンプ
７５  Ａ／Ｄコンバータ
７７  脈波アンプ
７８、１０８  信号処理ユニット
７９  送信回路
８０  アンテナ
８１  バッテリ
８２  受信回路
８４  画像制御回路
８５  表示情報出力回路
８６  音響制御回路
８７  音響情報出力回路
８８  電源
９０、９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、９０ｅ  バッファ
９１、９２  増幅器
９５  アクティブ電極
９７  同軸ケーブル
９８  シールド線
１００  情報処理システム
１０１、１１１  ＣＰＵ
１０２、１１２  メモリ
１０３、１１３  プログラム
１０４、１１４  ＲＯＭ
１０５、１１５  バス
Ａ  範囲
ＯＲ１  ＯＲゲート
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  シールド制御信号
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５  スイッチ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2018086243.tif 000033
【図３１】
2018086243.tif 000034
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
2018086243.tif 000040
【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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