(57)【要約】【課題】ユーザが必ずしも心拍の測定を意図せずとも心拍を測定することのできる心拍測定装置、心拍測定方法及び心拍測定プログラムを提供する。【解決手段】心拍測定装置１０は、指を接触させて用いるセンサの周囲に配置され、指の脈波を表す複数の波形データを測定する複数の脈波センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、複数の波形データに関するスコアを算出する第１算出部１２と、スコアに基づいて、複数の波形データから１又は複数の波形データを選択する選択部１３と、１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出する第２算出部１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指を接触させて用いるセンサの周囲に配置され、前記指の脈波を表す複数の波形データを測定する複数の脈波センサと、
前記複数の波形データに関するスコアを算出する第１算出部と、
前記スコアに基づいて、前記複数の波形データから１又は複数の波形データを選択する選択部と、
前記１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出する第２算出部と、
を備える心拍測定装置。
【請求項２】
前記第１算出部は、前記複数の波形データの隣接するピークの間隔のばらつき、ピークの高さのばらつき及び所定の区間に含まれるピークの数に基づいて、前記スコアを算出する、
請求項１に記載の心拍測定装置。
【請求項３】
前記センサは、前記指の指紋を、登録されたデータと照合して、ユーザ認証を行う指紋センサであり、
前記複数の脈波センサは、前記指紋センサにより前記ユーザ認証を行う際に、前記複数の波形データを測定する、
請求項１又は２に記載の心拍測定装置。
【請求項４】
前記スコアに基づいて、前記指紋センサによる前記ユーザ認証とは異なる追加認証を行う追加認証部をさらに備える、
請求項３に記載の心拍測定装置。
【請求項５】
前記第２算出部は、前記１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍数を算出し、
前記心拍数の基準となる基準心拍数を記憶する記憶部と、
前記基準心拍数に基づいて定められる閾値に基づいて、前記第２算出部により算出された前記心拍数の採否を決定する決定部と、
をさらに備える請求項３又は４に記載の心拍測定装置。
【請求項６】
前記指紋センサは、前記データの登録を受け付け、
前記複数の脈波センサは、前記指紋センサにより前記データの登録を受け付ける際に、前記複数の波形データを測定し、
前記記憶部は、前記指紋センサにより前記データの登録を受け付ける際に測定された前記複数の波形データに基づいて前記第２算出部により算出された前記心拍数を、前記基準心拍数として記憶する、
請求項５に記載の心拍測定装置。
【請求項７】
前記複数の脈波センサは、前記複数の波形データの振幅の上限及び下限を規定するリミッタ回路を含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載の心拍測定装置。
【請求項８】
前記１又は複数の波形データの第１時点における隣接するピークの間隔と、前記第１時点に隣接する第２時点における前記１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔と、の統計を求める統計部をさらに備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の心拍測定装置。
【請求項９】
前記第２算出部は、前記１又は複数の波形データのピークの高さの揺らぎに基づき、呼吸数を算出する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の心拍測定装置。
【請求項１０】
前記センサに前記指が接触した際の接触の態様に基づいて、前記複数の脈波センサによる前記複数の波形データの測定を省略するか否かを判定する判定部をさらに備える、
請求項１から９のいずれか一項に記載の心拍測定装置。
【請求項１１】
複数の脈波センサ及び演算部を備える心拍測定装置による心拍測定方法であって、
センサに指を接触させている間に、当該センサの周囲に配置される前記複数の脈波センサが、前記指の脈波を表す複数の波形データを測定することと、
前記演算部が、前記複数の波形データに関するスコアを算出することと、
前記演算部が、前記スコアに基づいて、前記複数の波形データから１又は複数の波形データを選択することと、
前記演算部が、前記１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出することと、
を含む心拍測定方法。
【請求項１２】
指を接触させて用いるセンサの周囲に配置され、前記指の脈波を表す複数の波形データを測定する複数の脈波センサ及び演算部を備える心拍測定装置の前記演算部を、
前記複数の波形データに関するスコアを算出する第１算出部、
前記スコアに基づいて、前記複数の波形データから１又は複数の波形データを選択する選択部、及び
前記１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出する第２算出部、
として機能させる心拍測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍測定装置、心拍測定方法及び心拍測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主要な生体情報の一つである心拍数等の心拍に関する数値は、ユーザが自発的に測定装置を用いることで測定されたり、センサを体に固定することで自動的に測定されたりすることがある。センサを体に固定して心拍を測定する場合、例えば発光素子及び受光素子を含むセンサをベルトによって体表面に接触するように固定して、光の反射量の変動に基づいて心拍を測定することがある。
【０００３】
心拍の測定について、下記特許文献１には、ヒトの心拍をある時間にわたり測定して心拍信号を生成し、ヒトのある身体部位の動きをある時間にわたり測定して動き信号を生成し、心拍信号の信号品質が閾値を上回る場合に心拍信号に基づいて心拍を計算し、心拍信号の信号品質が閾値を下回る場合に動き信号に基づいて心拍を推定するポータブル装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５３００３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
心拍は、健康状態や運動状態によって変動するため、定期的に測定されることが望ましいが、ユーザに自発的に測定させるのでは、測定を忘れたり、測定する習慣が定着しなかったりして、必ずしも継続的に測定が行われないことがある。また、センサを体に固定して心拍を測定する場合、センサを常に身に着けていなければならないため、煩わしさを感じてセンサを外してしまったり、装着が習慣化されずに測定が行われなくなったりすることがある。
【０００６】
そこで、本発明は、ユーザが必ずしも心拍の測定を意図せずとも心拍を測定することのできる心拍測定装置、心拍測定方法及び心拍測定プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る心拍測定装置は、指を接触させて用いるセンサの周囲に配置され、指の脈波を表す複数の波形データを測定する複数の脈波センサと、複数の波形データに関するスコアを算出する第１算出部と、スコアに基づいて、複数の波形データから１又は複数の波形データを選択する選択部と、１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出する第２算出部と、を備える。
【０００８】
この態様によれば、センサの周囲に脈波センサを配置することで、ユーザがセンサを用いる場合に、センサの機能を妨げずに指の脈波を表す波形データを測定し、心拍を測定することができる。また、複数の脈波センサを配置して複数の波形データを測定し、そのスコアに基づいて波形データを選択して心拍に関する数値を算出するため、ユーザがどのような方向からセンサに指を接触させても、安定して心拍を測定することができる。そのため、ユーザが必ずしも心拍の測定を意図せずとも心拍を測定することができる。
【０００９】
上記態様において、第１算出部は、複数の波形データの隣接するピークの間隔のばらつき、ピークの高さのばらつき及び所定の区間に含まれるピークの数に基づいて、スコアを算出してもよい。
【００１０】
この態様によれば、ピークの間隔のばらつき、ピークの高さのばらつき及び所定の区間に含まれるピークの数に基づいて、波形データが脈波を適切に表すものであるか否かを定量的に評価することができ、複数の脈波センサで測定された複数の波形データの中から信頼性の高い波形データを選択することができる。
【００１１】
上記態様において、センサは、指の指紋を、登録されたデータと照合して、ユーザ認証を行う指紋センサであり、複数の脈波センサは、指紋センサによりユーザ認証を行う際に、複数の波形データを測定してもよい。
【００１２】
この態様によれば、心拍の測定を意図せずとも、ユーザ認証が行われる度に心拍を測定することができる。これにより、心拍の測定を習慣化させなくても、継続的に心拍を測定することができる。
【００１３】
上記態様において、スコアに基づいて、指紋センサによるユーザ認証とは異なる追加認証を行う追加認証部をさらに備えてもよい。
【００１４】
この態様によれば、複数の波形データのスコアに基づいて、指紋によるユーザ認証とは異なる観点から追加認証を行うことで、ユーザ認証の安全性をより高めることができる。
【００１５】
上記態様において、第２算出部は、１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍数を算出し、心拍数の基準となる基準心拍数を記憶する記憶部と、
基準心拍数に基づいて定められる閾値に基づいて、第２算出部により算出された心拍数の採否を決定する決定部と、をさらに備えてもよい。
【００１６】
この態様によれば、基準心拍数に基づいて定められる閾値に基づいて心拍数をフィルタリングすることで、より高精度に心拍数を測定することができる。
【００１７】
上記態様において、指紋センサは、データの登録を受け付け、複数の脈波センサは、指紋センサによりデータの登録を受け付ける際に、複数の波形データを測定し、記憶部は、指紋センサによりデータの登録を受け付ける際に測定された複数の波形データに基づいて第２算出部により算出された心拍数を、基準心拍数として記憶してもよい。
【００１８】
この態様によれば、指紋センサにより指紋に関するデータの登録を受け付ける際に、併せて基準心拍数を測定することで、ユーザが必ずしも基準心拍数の登録を意図せずとも基準心拍数を測定し、登録することができる。
【００１９】
上記態様において、複数の脈波センサは、複数の波形データの振幅の上限及び下限を規定するリミッタ回路を含んでもよい。
【００２０】
この態様によれば、脈波センサが使用される環境によらず、波形データを適切に測定することができ、どのような環境でも安定的に心拍を測定できるようになる。
【００２１】
上記態様において、１又は複数の波形データの第１時点における隣接するピークの間隔と、第１時点に隣接する第２時点における１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔と、の統計を求める統計部をさらに備えてもよい。
【００２２】
この態様によれば、心拍に関するいわゆるポアンカレプロットに基づいて、心臓の健康状態を把握することができる。
【００２３】
上記態様において、第２算出部は、１又は複数の波形データのピークの高さの揺らぎに基づき、呼吸数を算出してもよい。
【００２４】
この態様によれば、心拍に関する数値のみならず、ユーザが必ずしも測定を意図せずとも呼吸数を測定することができる。
【００２５】
上記態様において、センサに指が接触した際の接触の態様に基づいて、複数の脈波センサによる複数の波形データの測定を省略するか否かを判定する判定部をさらに備えてもよい。
【００２６】
この態様によれば、ユーザの選択により心拍の測定を省略させ、センサの使用を短時間で終えることができるようになり、様々な使用態様に柔軟に対応できるようになる。
【００２７】
本発明の他の態様に係る心拍測定方法は、複数の脈波センサ及び演算部を備える心拍測定装置による心拍測定方法であって、センサに指を接触させている間に、当該センサの周囲に配置される複数の脈波センサが、指の脈波を表す複数の波形データを測定することと、演算部が、複数の波形データに関するスコアを算出することと、演算部が、スコアに基づいて、複数の波形データから１又は複数の波形データを選択することと、演算部が、１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出することと、を含む。
【００２８】
この態様によれば、センサの周囲に脈波センサを配置することで、ユーザがセンサを用いる場合に、センサの機能を妨げずに指の脈波を表す波形データを測定し、心拍を測定することができる。また、複数の脈波センサを配置して複数の波形データを測定し、そのスコアに基づいて波形データを選択して心拍に関する数値を算出するため、ユーザがどのような方向からセンサに指を接触させても、安定して心拍を測定することができる。そのため、ユーザが必ずしも心拍の測定を意図せずとも心拍を測定することができる。
【００２９】
本発明の他の態様に係る心拍測定プログラムは、指を接触させて用いるセンサの周囲に配置され、指の脈波を表す複数の波形データを測定する複数の脈波センサ及び演算部を備える心拍測定装置の演算部を、複数の波形データに関するスコアを算出する第１算出部、スコアに基づいて、複数の波形データから１又は複数の波形データを選択する選択部、及び１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出する第２算出部、として機能させる。
【００３０】
この態様によれば、センサの周囲に脈波センサを配置することで、ユーザがセンサを用いる場合に、センサの機能を妨げずに指の脈波を表す波形データを測定し、心拍を測定することができる。また、複数の脈波センサを配置して複数の波形データを測定し、そのスコアに基づいて波形データを選択して心拍に関する数値を算出するため、ユーザがどのような方向からセンサに指を接触させても、安定して心拍を測定することができる。そのため、ユーザが必ずしも心拍の測定を意図せずとも心拍を測定することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ユーザが必ずしも心拍の測定を意図せずとも心拍を測定することのできる心拍測定装置、心拍測定方法及び心拍測定プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る心拍測定装置をスマートフォンに搭載した例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る心拍測定装置の外観を示す図である。
【図３】本実施形態に係る心拍測定装置の回路図である。
【図４】本実施形態に係る心拍測定装置の機能ブロック図である。
【図５】本実施形態に係る心拍測定装置の物理的構成を示す図である。
【図６】本実施形態に係る心拍測定装置により測定される複数の波形データの例である。
【図７】本実施形態に係る心拍測定装置により実行される第１処理のフローチャートである。
【図８】本実施形態に係る心拍測定装置により実行される心拍測定処理のフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る心拍測定装置により実行される第２処理のフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係る心拍測定装置により実行される第３処理のフローチャートである。
【図１１】本実施形態に係る心拍測定装置により算出された心拍数と、正確な心拍数との関係の一例を表すグラフである。
【図１２】本実施形態に係る心拍測定装置により実行される第４処理のフローチャートである。
【図１３】本実施形態に係る心拍測定装置により描画されるポアンカレプロットの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００３４】
図１は、本実施形態に係る心拍測定装置１０をスマートフォン１００に搭載した例を示す図である。心拍測定装置１０は、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄが、指を接触させて用いる指紋センサ２０の周囲に配置されるように、スマートフォン１００に搭載される。なお、本例のスマートフォン１００は、ディスプレイの反対側の面（背面）に指紋センサ２０を備えるものであるため、同図では心拍測定装置１０をスマートフォン１００の背面に搭載した例を示している。指紋センサ２０がスマートフォン１００のディスプレイ側の面（表面）に設けられている場合、心拍測定装置１０は、複数の脈波センサが指紋センサ２０を囲むようにディスプレイ側の面に配置されてよい。また、本例のスマートフォン１００は、主に人差し指の指紋を指紋センサ２０により読み取るものであるが、指紋センサ２０に接触させる指の種類は、親指、人差し指、中指、薬指及び小指のいずれであってもよいし、左右どちらの手の指であってもよい。
【００３５】
図２は、本発明の実施形態に係る心拍測定装置１０の外観を示す図である。本実施形態に係る心拍測定装置１０は、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄを備える。第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄは、それぞれ光学式の脈波センサであってよく、指先に所定の波長の光を投光する投光部と、指先で反射した光を受光する受光部と、を含んでよい。投光部は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等であってよく、受光部は、例えばフォトダイオードであってよい。指先に投光された光は、一部が血管で吸収又は散乱され、一部が反射される。その反射率が、血管を流れる血液の体積に応じて変化するため、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによって、脈動する血管を流れる血液の体積変化の波、すなわち脈波を測定することができる。なお、図１では心拍測定装置１０の基板の片面を示しており、基板に搭載された脈波センサ以外の電気回路が図示されていないが、図示した面及び／又はその反対側の面には任意の電気回路が搭載されてよい。
【００３６】
また、基板にはＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算部、半導体記憶素子等の記憶部、通信部、入力部及び表示部等が搭載されてもよいし、基板に搭載されたコネクタを介して、演算部、記憶部、通信部、入力部及び表示部等と電気的に接続されてもよい。例えば、心拍測定装置１０は、基板に搭載されたコネクタを介してスマートフォン１００と電気的に接続され、スマートフォン１００の演算部、記憶部、通信部、入力部及び表示部等と電気的に接続されてよい。
【００３７】
なお、図１及び図２に示す心拍測定装置１０は一例であり、心拍測定装置１０の外観は必ずしもこれらの図に示すようなものでなくてもよい。また、心拍測定装置１０は、スマートフォン１００に内蔵されていてもよく、スマートフォン１００が心拍測定装置として機能してもよい。もっとも、心拍測定装置１０は、必ずしもスマートフォン１００に搭載されなくてもよく、部屋の入退室を管理する指紋認証システムに心拍測定装置１０を搭載し、当該指紋認証システムが備える指紋センサの周囲に複数の脈波センサが配置されてもよいし、給湯ポッド等の日常的に用いる機械に心拍測定装置１０を搭載し、機械の操作ボタンの周囲に複数の脈波センサが配置されてもよい。また、心拍測定装置１０は、１つの装置により構成されるものに限られず、２以上の装置により構成されるものとしてもよい。例えば、心拍測定装置１０のうち、複数の脈波センサを残りの部分とは別体の装置として構成し、相互に無線等によって通信可能に構成してもよい。この場合、例えば、給湯ポッド等の機械の操作ボタンの周囲に複数の脈波センサを配置し、心拍測定装置１０の残りの部分をスマートフォン１００に搭載することができる。心拍測定装置１０が備える複数の脈波センサは、指を接触させて用いるセンサの周囲に配置されていればよく、指を接触させて用いるセンサには、指紋センサの他、タッチパネル、物理的又は仮想的なプッシュボタン等が含まれる。
【００３８】
図３は、本実施形態に係る心拍測定装置１０の回路図である。心拍測定装置１０の備える４つの脈波センサは、それぞれ受光センサ１１ｐを含み、受光センサ１１ｐは５Ｖの電源電圧の供給を受けて、受光した光の強度に応じた波形データを出力する。４つの脈波センサは、複数の波形データの振幅の上限及び下限を規定するリミッタ回路３０を含む。リミッタ回路３０は、オペアンプ３３のネガティブフィードバックに第１ツェナーダイオード３１及び第２ツェナーダイオード３２を接続した回路であり、「Ｏｕｔｐｕｔ」と記載した、出力される波形データの振幅の上限及び下限を所定の範囲に限定する。具体的には、本例のリミッタ回路３０によって、出力される波形データの振幅が０から５Ｖの範囲に限定される。
【００３９】
脈波センサの受光センサ１１ｐには、投光部により投光された光のみならず、日光や室内の照明等の外乱光も入射し得る。そのため、指を指紋センサ２０に接触させる前後で受光センサ１１ｐに入射する光量が大きく変動することがあり、リミッタ回路３０を含まない場合には、脈波センサから出力される波形データの振幅が急激に変動することがある。そのため、脈波センサが使用される環境によっては、測定開始時からしばらくの間、脈波を表す波形データが適切に測定できない場合がある。複数の脈波センサがリミッタ回路３０を備えることで、脈波センサが使用される環境によらず、波形データを適切に測定することができ、どのような環境でも安定的に心拍を測定できるようになる。
【００４０】
なお、図３では、受光センサ１１ｐとリミッタ回路３０を含む回路図を示したが、同図に示す回路は心拍測定装置１０の回路の一部である。心拍測定装置１０は、図３に示した回路以外に、投光部による投光を制御する回路や、測定された波形データにバンドパスフィルタを適用する回路及び波形データに基づいて心拍に関する数値を算出する回路等が含まれてよい。
【００４１】
図４は、本実施形態に係る心拍測定装置１０の機能ブロック図である。心拍測定装置１０は、指紋センサ２０を備えるスマートフォン１００に搭載され、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ、第４脈波センサ１１ｄ、第１算出部１２、選択部１３、第２算出部１４、追加認証部１５、記憶部１６、決定部１７及び統計部１８を備える。
【００４２】
第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄは、指を接触させて用いるセンサの周囲に配置され、指の脈波を表す複数の波形データを測定する複数の脈波センサである。本実施形態において、センサは、指の指紋を、登録されたデータと照合して、ユーザ認証を行う指紋センサ２０であり、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄは、指紋センサ２０によりユーザ認証を行う際に、複数の波形データを測定してもよい。これにより、心拍の測定を意図せずとも、ユーザ認証が行われる度に心拍を測定することができ、心拍の測定を習慣化させなくても、継続的に心拍を測定することができる。
【００４３】
なお、センサがプッシュボタン等の指紋センサ以外のセンサである場合であっても、複数の脈波センサは、プッシュボタン等が押下されている間に指の脈波を表す複数の波形データを測定してよい。
【００４４】
第１算出部１２は、複数の波形データに関するスコアを算出する。ここで、スコアは、複数の波形データが指の脈波をどの程度忠実に表しているかを示す信頼性に関するスコアであってよい。より具体的には、第１算出部１２は、複数の波形データの隣接するピークの間隔のばらつき、ピークの高さのばらつき及び所定の区間に含まれるピークの数に基づいて、スコアを算出してよい。スコアの算出方法の詳細については、図７を用いて詳細に説明する。
【００４５】
選択部１３は、第１算出部１２により算出されたスコアに基づいて、複数の波形データから１又は複数の波形データを選択する。本実施形態に係る心拍測定装置１０の選択部１３は、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄにより測定された４チャネルの波形データそれぞれについて算出されたスコアに基づいて、１チャネルの波形データを選択する。
【００４６】
第２算出部１４は、選択部１３により選択された１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出する。本実施形態に係る心拍測定装置１０の第２算出部１４は、選択された１の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍数を算出する。なお、第２算出部１４は、心拍数のみならず、選択された１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔や、ピークの間隔の分散、ピークの間隔の時間変化、心拍数の変化速度、心拍数の変化加速度等の心拍に関する数値を算出してもよい。また、第２算出部１４は、選択部１３により複数の波形データが選択された場合、複数の波形データの隣接するピークの間隔に関する情報を統合して、心拍に関する数値を算出してもよい。例えば、複数の波形データからそれぞれ信頼性が高い区間を抽出して１つの波形データとして合成して、合成した波形データのピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出してもよい。
【００４７】
第２算出部１４は、選択部１３により選択された１又は複数の波形データのピークの高さの揺らぎに基づき、呼吸数を算出してもよい。脈波を表す波形データの振幅は、呼吸に合わせて変動することが知られており、複数の脈波センサにより十分な長さの波形データが得られれば、波形データのピークの高さの揺らぎに基づき、単位時間当たりの呼吸数を算出することができる。これにより、心拍に関する数値のみならず、ユーザが必ずしも呼吸数の測定を意図せずとも、指紋センサ２０によってユーザ認証を行う間等、呼吸数の測定以外の目的でセンサに触れている間に呼吸数を測定することができる。
【００４８】
追加認証部１５は、第１算出部１２により算出されたスコアに基づいて、指紋センサ２０によるユーザ認証とは異なる追加認証を行う。追加認証は、複数の波形データのうち少なくとも１つの波形データについて、信頼性を表すスコアが閾値以上（又は閾値以下）であるか否かを判定することで行ってよい。このように、複数の波形データのスコアに基づいて、指紋によるユーザ認証とは異なる観点から追加認証を行うことで、ユーザ認証の安全性をより高めることができる。例えば、指紋が人工樹脂等によって偽造された場合、指紋センサ２０によるユーザ認証は解除できる可能性があるが、追加認証部１５によって脈波を表す波形データに基づいたユーザ認証を行うことで、生きた人の指であるか否かを判定することができ、不正なユーザ認証を防止することができる。また、指紋センサ２０に指を接触させている人が強制的に指を接触させられている場合、波形データが乱れるため、脈波を表す波形データに基づいて算出されるスコアに基づいて追加認証を行うことで、不正なユーザ認証を防止することができる。
【００４９】
記憶部１６は、心拍数の基準となる基準心拍数を記憶する。基準心拍数は、指紋センサ２０により指紋に関するデータを登録する際に、複数の脈波センサにより測定した心拍数であってよい。より具体的には、指紋センサ２０は、ユーザ認証の際に照合対象となるデータの登録を受け付け、複数の脈波センサは、指紋センサ２０によりデータの登録を受け付ける際に、複数の波形データを測定し、記憶部１６は、指紋センサ２０によりデータの登録を受け付ける際に測定された複数の波形データに基づいて第２算出部１４により算出された心拍数を、基準心拍数として記憶してよい。指紋センサ２０により指紋に関するデータの登録を受け付ける際に、併せて基準心拍数を測定することで、ユーザが必ずしも基準心拍数の登録を意図せずとも基準心拍数を測定し、登録することができる。
【００５０】
決定部１７は、基準心拍数に基づいて定められる閾値に基づいて、第２算出部１４により算出された心拍数の採否を決定する。決定部１７は、例えば、基準心拍数に２０ｂｐｍ（beats per minute）足した値を第１閾値とし、基準心拍数から２０ｂｐｍ引いた値を第２閾値として、算出された心拍数が第１閾値以下、第２閾値以上である場合には採用し、第１閾値以下、第２閾値以上でない場合には採用しないこととしてよい。基準心拍数に基づいて定められる閾値に基づいて心拍数をフィルタリングすることで、より高精度に心拍数を測定することができる。決定部１７によるフィルタリングについては、図１０を用いて詳細に説明する。
【００５１】
統計部１８は、選択部１３により選択された１又は複数の波形データの第１時点における隣接するピークの間隔と、第１時点に隣接する第２時点における１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔と、の統計を求める。本実施形態に係る心拍測定装置１０では、統計部１８は、選択部１３により選択された１の波形データについて、第１時点における隣接するピークの間隔を横軸に示し、第１時点に隣接する第２時点における隣接するピークの間隔を縦軸に示した、いわゆるポアンカレプロットを作成する。心拍に関するポアンカレプロットは、健康状態であれば２次元ガウシアンで近似できる分布を示すことが知られている。そのため、心拍のポアンカレプロットが２次元ガウシアンから乖離しているか否かを判断することで、心臓に何らかの異常を抱えているか否かを判断することができ、心臓の健康状態を把握することができる。
【００５２】
判定部１９は、センサに指が接触した際の接触の態様に基づいて、複数の脈波センサによる複数の波形データの測定を省略するか否かを判定する。本実施形態に係る心拍測定装置１０の判定部１９は、圧力の大小を検出できる指紋センサ２０によって、指が比較的強く押下されたか否かに基づいて、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによる複数の波形データの測定を省略するか否かを判定する。具体的には、指紋センサ２０に指が比較的強く押下された場合には、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによる複数の波形データの測定を省略し、指紋センサ２０に指が比較的弱く押下された場合には、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによる複数の波形データの測定を行うこととしてよい。これにより、ユーザの選択により心拍の測定を省略させ、センサの使用を短時間で終えることができるようになり、様々な使用態様に柔軟に対応できるようになる。指紋センサ２０がスマートフォン１００に設けられている場合、急いでユーザ認証を終えたい場合には指を比較的強く押下してもらい、ユーザ認証を急がない場合には指を比較的弱く接触させてもらうこととして、ユーザに脈波センサの使用を強制させないようにすることができる。
【００５３】
心拍測定装置１０は、複数の波形データからノイズを取り除く補正を行ってもよい。第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄにより測定される複数の波形データは、指を置いた直後について波形が乱れる傾向にあるため、波形が整った後半のデータに基づいて、波形が乱れた前半のデータを補正することとしてもよい。
【００５４】
なお、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄにより測定された波形データをインターネット等の通信ネットワークを介してサーバ装置に送信し、サーバ装置によって、複数の波形データに関するスコアを算出し、スコアに基づいて複数の波形データから１又は複数の波形データを選択し、選択された１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出して、算出された数値を、通信ネットワークを介して心拍測定装置１０に送信することとして、心拍測定システムを構築してもよい。例えば、指紋センサ２０、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄを搭載したスマートフォン１００によって、指紋によるユーザ認証を行う際に脈波を表す複数の波形データを測定し、複数の波形データをサーバ装置に送信して、サーバ装置が第１算出部１２、選択部１３、第２算出部１４、追加認証部１５、記憶部１６、決定部１７及び統計部１８等の機能を実行してもよい。
【００５５】
図５は、本実施形態に係る心拍測定装置１０の物理的な構成を示す図である。心拍測定装置１０は、ハードウェアプロセッサに相当するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａと、メモリに相当するＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂと、メモリに相当するＲＯＭ（Read only Memory）１０ｃと、通信部１０ｄと、入力部１０ｅと、表示部１０ｆとを有する。これら各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例では心拍測定装置１０が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、心拍測定装置１０は、複数のコンピュータを用いて実現されてもよい。
【００５６】
ＣＰＵ１０ａは、ＲＡＭ１０ｂ又はＲＯＭ１０ｃに記憶されたプログラムの実行に関する制御やデータの演算、加工を行う制御部である。ＣＰＵ１０ａは、指の脈波を表す複数の波形データに基づいて、ユーザの心拍に関する数値を算出するプログラム（心拍測定プログラム）を実行する演算装置である。ＣＰＵ１０ａは、入力部１０ｅや通信部１０ｄから種々の入力データを受け取り、入力データの演算結果を表示部１０ｆに表示したり、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃに格納したりする。
【００５７】
ＲＡＭ１０ｂは、データの書き換えが可能な記憶部であり、例えば半導体記憶素子で構成される。ＲＡＭ１０ｂは、ＣＰＵ１０ａが実行するアプリケーション等のプログラムやデータを記憶する。
【００５８】
ＲＯＭ１０ｃは、データの読み出しのみが可能な記憶部であり、例えば半導体記憶素子で構成される。ＲＯＭ１０ｃは、例えばファームウェア等のプログラムやデータを記憶する。
【００５９】
通信部１０ｄは、心拍測定装置１０を通信ネットワークに接続するインターフェースである。
【００６０】
入力部１０ｅは、ユーザからデータの入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード、マウス及びタッチパネルを含む。
【００６１】
表示部１０ｆは、ＣＰＵ１０ａによる演算結果を視覚的に表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成される。
【００６２】
心拍測定プログラムは、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃ等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部１０ｄにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。心拍測定装置１０では、ＣＰＵ１０ａが心拍測定プログラムを実行することにより、図４を用いて説明した様々な機能が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、心拍測定装置１０は、ＣＰＵ１０ａとＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃが一体化したＬＳＩ（Large-Scale Integration）を備えていてもよい。
【００６３】
図６は、本実施形態に係る心拍測定装置１０により測定される複数の波形データの例である。同図では、上から順に、第１脈波センサ１１ａにより測定された第１チャネルの波形データと、第２脈波センサ１１ｂにより測定された第２チャネルの波形データと、第３脈波センサ１１ｃにより測定された第３チャネルの波形データと、第４脈波センサ１１ｄにより測定された第４チャネルの波形データと、比較対象として既存の脈波センサ（ｃｍｓ−５０ｅ）により測定された波形データの一階微分と、を示している。これらのデータは、片方の腕（例えば左腕）のいずれかの指に既存の脈波センサを装着し、もう片方の腕（例えば右手）の人差し指で指紋センサ２０に触れた場合に得られたデータである。
【００６４】
点線で示した第１チャネルの波形データ及び破線で示した第２チャネルの波形データからは、測定開始時に若干の波形が観察できるものの、１０秒間の測定期間のうちほとんどの期間で波形が観察できない。一方、一点鎖線で示した第３チャネルの波形データは、１０秒間の測定期間にわたって波形が観察できるものの、ピークが不明瞭であり、仮に波形の山を全てピークと捉えたとしても、その高さや間隔のばらつきが大きいことが読み取れる。二点鎖線で示した第４チャネルの波形データは、実線で示した比較対象となる波形データと類似した波形データとなっており、特にピークの位置は比較対象となる波形データとほとんど一致していることが読み取れる。従って、本例の場合、第４チャネルの波形データを選択し、第４チャネルの波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を求めることが望ましい。このような複数の波形データから、信頼性の高い１又は複数の波形データを選択するアルゴリズムについては、図８を用いて説明する。
【００６５】
波形データのばらつきは、ユーザが指紋センサ２０に置く指の種類（親指、人差し指、中指、薬指、小指）、ユーザの指の大きさ、指を置く方向、指を押さえる強さといった様々な要因によって生じる。本実施形態に係る心拍測定装置１０によれば、センサの周囲に配置された複数の脈波センサによって複数の波形データを測定し、信頼性の高い波形データを選択して、心拍数等を算出することで、どのような態様でセンサに指が置かれても、安定して心拍数等を算出することができる。
【００６６】
図７は、本実施形態に係る心拍測定装置１０により実行される第１処理のフローチャートである。第１処理は、指紋センサ２０によりユーザ認証を行う際に、心拍数を測定する処理である。
【００６７】
はじめに、指紋センサ２０によって、ユーザの指紋を測定する（Ｓ１０）。その際、ユーザの指が指紋センサ２０に強くタッチされたか否かを判定する（Ｓ１１）。指が強くタッチされた場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、複数の脈波センサを起動せず、心拍数の測定を省略する。一方、指が強くタッチされなかった場合（Ｓ１１：ＮＯ）、すなわち指が比較的弱くタッチされた場合、複数の脈波センサによりタッチされた指の脈波を表す複数の波形データを測定し、心拍数を算出する（Ｓ１２）。心拍数を算出する処理については、次図を用いて詳細に説明する。
【００６８】
その後、指紋センサ２０により測定された指紋を、登録されたデータと照合してユーザ認証を行う（Ｓ１３）。照合結果が正しい場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、波形データのスコアに基づいて、追加認証を行う（Ｓ１５）。追加認証の結果も正常である場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、スマートフォン１００のロックを解除する（Ｓ１７）。一方、指紋によるユーザ認証の結果が正しくなかった場合（Ｓ１４：ＮＯ）と、追加認証の結果が正常でなかった場合（Ｓ１６：ＮＯ）とは、スマートフォン１００のロックを解除しない。なお、指紋センサ２０が強く押下された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、脈波センサによる波形データの測定が省略されるため、追加認証を省略してもよい。ユーザ認証の安全性を優先する場合には、指紋センサ２０に指が接触した際の接触の態様にかかわらず、脈波センサにより波形データを測定することとして、追加認証を行うこととしてもよい。また、心拍測定装置１０をもっぱら心拍数の測定に用いる場合は、追加認証処理を省略してもよい。
【００６９】
最後に、算出された心拍数を記録し（Ｓ１８）、第１処理が終了する。なお、指紋センサ２０が強く押下された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、心拍数の測定が省略されるため、当然ながら心拍数の記録も省略される。
【００７０】
本実施形態に係る心拍測定装置１０によれば、センサの周囲に脈波センサを配置することで、ユーザがセンサを用いる場合に、センサの機能を妨げずに指の脈波を表す波形データを測定し、心拍を測定することができる。また、複数の脈波センサを配置して複数の波形データを測定し、そのスコアに基づいて波形データを選択して心拍に関する数値を算出するため、ユーザがどのような方向からセンサに指を接触させても、安定して心拍を測定することができる。そのため、ユーザが必ずしも心拍の測定を意図せずとも心拍を測定することができる。
【００７１】
図８は、本実施形態に係る心拍測定装置１０により実行される心拍測定処理のフローチャートである。同図では、図７の心拍数を算出する処理（Ｓ１２）の詳細を示している。
【００７２】
はじめに、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによって、それぞれ指の脈波を表す４チャネルの波形データを測定する（Ｓ１２０）。以下では、時刻０からＴまでの区間の波形データを、Ｄi［０，Ｔ］（ｉ＝１〜４）と表す。ここで、インデックスｉは、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄのいずれにより測定された波形データであるかを示す。また、Ｔは脈波の測定時間に応じて変動するが、例えば３〜１０秒であったり、数分間であったりしてよい。
【００７３】
測定された波形データに対して、０．５〜３Ｈｚのバンドパスフィルタを適用して、波形データをフィルタリングする（Ｓ１２１）。ここで、０．５〜３Ｈｚは、３０〜１８０ｂｐｍの心拍数に相当する。なお、バンドパスフィルタの設定は任意に調整されてよい。
【００７４】
次に、４チャネルの波形データＤi［０，Ｔ］それぞれについて、波形データの始点を２００ｍｓずつ０からＴ／２までずらした区間を抜き出す（Ｓ１２２）。これにより、４チャネルそれぞれについて、Ｄi［ｔ，Ｔ］，ｔ∈｛０，２００ｍｓ，４００ｍｓ，…，Ｔ／２｝という複数の波形データが抽出される。なお、本例では２００ｍｓ間隔で波形データから区間を抜き出す場合について説明するが、この間隔は、心拍に関する数値を算出する処理の実行時間に応じてより短く設定されてもよいし、より長く設定されてもよい。区間を抜き出す間隔を短くすれば、複数の波形データの信頼性を表すスコアをより正確に求めることができるが、処理の実行時間が長くなる。複数の波形データから区間を抜き出す間隔は、信頼性を表すスコアの算出精度と処理の実行時間とを比較して決定されてよい。
【００７５】
抽出した各区間Ｄi［ｔ，Ｔ］について、ピーク数及びＣＶ１＝（ＰＰＩの分散）／（ＰＰＩの平均）を算出する（Ｓ１２３）。ここで、ＰＰＩ（Peak to Peak Interval）は、隣接するピークの間隔であり、単位はｍｓ（ミリ秒）であってよい。ＣＶ１は、隣接するピークの間隔の変動係数（Coefficient of Variation）であり、隣接するピークの間隔のばらつきを評価する値である。
【００７６】
さらに、各区間Ｄi［ｔ，Ｔ］について算出したＣＶ１について、平均及び分散を算出し、ＣＶ１が１σ（１標準偏差）以上乖離している区間を除外する（Ｓ１２４）。
【００７７】
次に、抽出した各区間Ｄi［ｔ，Ｔ］について、ＣＶ２＝（ピーク高さの分散）／（ピーク高さの平均）を算出する（Ｓ１２５）。ＣＶ２は、ピークの高さの変動係数（Coefficient of Variation）であり、ピークの高さのばらつきを評価する値である。
【００７８】
さらに、各区間Ｄi［ｔ，Ｔ］について算出したＣＶ２について、平均及び分散を算出し、ＣＶ２が１σ（１標準偏差）以上乖離している区間を除外する（Ｓ１２６）。
【００７９】
ＣＶ１及びＣＶ２に基づくフィルタリングの後に残った区間のうち、区間に含まれるピーク数が最も多い区間をチャネルの代表区間とする（Ｓ１２７）。これにより、４チャネルについてそれぞれ１つの代表区間Ｄi［ｔ，Ｔ］が選択されることとなる。
【００８０】
４チャネルの代表区間のうち、その区間についてＣＶ１×ＣＶ２／（ピーク数）によりスコアを算出し、スコアの値が最も小さい区間を選択する（Ｓ１２８）。ＣＶ１×ＣＶ２／（ピーク数）により算出されるスコアは、隣接するピークの間隔のばらつきが大きいほど大きく、ピークの高さのばらつきが大きいほど大きく、ピーク数が少ないほど大きい値となる。つまり、スコアが最も小さい区間とは、隣接するピークの間隔のばらつきが小さく、ピークの高さのばらつきが小さく、ピーク数が多い区間であり、データの信頼性が比較的高い区間である。
【００８１】
最後に、選択された区間のＰＰＩにより心拍数を算出する。心拍数は、例えば、区間に含まれる複数のＰＰＩの平均値の逆数に６０を乗じることで算出してよい。以上により、心拍数を算出する処理（Ｓ１２）が終了する。
【００８２】
本実施形態に係る心拍測定装置１０によれば、ピークの間隔のばらつき、ピークの高さのばらつき及び所定の区間に含まれるピークの数に基づいて、波形データが脈波を適切に表すものであるか否かを定量的に評価することができ、複数の脈波センサで測定された複数の波形データの中から信頼性の高い波形データを選択することができる。
【００８３】
図９は、本実施形態に係る心拍測定装置１０により実行される第２処理のフローチャートである。第２処理は、指紋の登録と同時に基準心拍数の登録を行う処理である。
【００８４】
スマートフォン１００のユーザは、指紋によるユーザ認証を利用するために、自身の指の指紋を登録する必要がある。スマートフォン１００は、指紋センサ２０によりユーザの指の指紋の登録を受け付ける（Ｓ２０）。
【００８５】
指紋センサ２０により指紋の登録を受け付けている間に、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによって、ユーザの心拍数を測定する（Ｓ２１）。ユーザが指紋を登録する際には、ユーザ認証を行う場合よりも比較的長く指紋センサ２０に指を接触させることが通常であり、この間、複数の脈波センサによって、比較的長い期間にわたって脈波を表す波形データを測定することができ、より信頼性の高い心拍数の測定を行うことができる。
【００８６】
その後、指紋センサ２０により測定された指紋に関するデータを登録し（Ｓ２２）、算出された心拍数を基準心拍数として記憶部１６に記憶する（Ｓ２３）。以上により第２処理が終了する。
【００８７】
図１０は、本実施形態に係る心拍測定装置１０により実行される第３処理のフローチャートである。第３処理は、第２処理が行われて、基準心拍数が記憶された後に行われる処理であり、算出された心拍数をフィルタリングする処理である。
【００８８】
はじめに、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによって、ユーザの心拍数を測定する（Ｓ３０）。心拍数は、測定された波形データの中で最も信頼性の高いデータに基づいて算出されるものの、４チャネルの波形データがいずれも適切に測定されておらず、最も信頼性の高いデータであっても、指の脈波を適切に表す波形データとなっていない場合があり得る。そこで、基準心拍数に基づいて定められる閾値と、算出された心拍数とを比較し（Ｓ３１）、算出された心拍数が閾値の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ３２）。
【００８９】
ここで、基準心拍数に基づいて定められる閾値は、例えば、基準心拍数に２０ｂｐｍ足した第１閾値と、基準心拍数から２０ｂｐｍ引いた第２閾値とであってよく、算出された心拍数が閾値の範囲内にあるか否かは、算出された心拍数が第１閾値以下、第２閾値以上であるか否かによって判定してよい。もっとも、閾値の設定は任意であり、第１閾値と第２閾値を基準心拍数に対して非対称に設定してもよい。
【００９０】
算出された心拍数が閾値の範囲内にある場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、算出された心拍数を採用する（Ｓ３３）。一方、算出された心拍数が閾値の範囲内にない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、算出された心拍数を採用せずに破棄する（Ｓ３４）。以上により第３処理が終了する。
【００９１】
図１１は、本実施形態に係る心拍測定装置１０により算出された心拍数と、正確な心拍数との関係の一例を表すグラフである。同図では、指紋センサ２０に指を５秒間接触させた場合に、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによって脈波を表す複数の波形データを測定し、心拍数を算出した予測値（Estimated HR）を縦軸に示し、比較対象として指紋センサ２０に触れた手と反対の手について既存の脈波センサにより測定した心拍数の参照値（Ground Truth HR）を横軸に示している。また、実線で示した三角は、決定部１７により採用された心拍数を表し、破線で示した三角は、決定部１７により採用されず破棄された心拍数を表している。
【００９２】
図１１によれば、破線で示したデータ点にはばらつきがあるが、決定部１７によるフィルタリングを経た後の実線で示されたデータ点は、正確な心拍数を表す参照値とほぼ比例関係にある。つまり、決定部１７によるフィルタリングによって、高精度な心拍数の測定が行えていることが確認できる。
【００９３】
なお、決定部１７による心拍数のフィルタリングは、必ずしも常に行わなくてもよい。例えば、第１算出部１２により算出されるスコアが十分に小さく、波形データの信頼性が高いと判断される場合には、決定部１７による処理を省略し、第１算出部１２により算出されるスコアが比較的大きく、波形データの信頼性が低いと判断される場合には、決定部１７による処理を実行して、基準心拍数に基づいて定められる閾値に基づいて、第２算出部１４により算出された心拍数の採否を決定することとしてもよい。
【００９４】
図１２は、本実施形態に係る心拍測定装置１０により実行される第４処理のフローチャートである。第４処理は、心拍数のポアンカレプロットを描画する処理である。
【００９５】
心拍測定装置１０は、はじめに、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによって、ユーザの心拍数を測定する（Ｓ４０）。そして、選択部１３により選択された波形データの第１時点における隣接するピークの間隔と、第１時点に隣接する第２時点における選択された波形データの隣接するピークの間隔と、を集計する（Ｓ４１）。
【００９６】
最後に、心拍測定装置１０は、集計したピークの間隔の関係を、横軸に第１時点における隣接するピークの間隔を示し、縦軸に第１時点に隣接する第２時点における隣接するピークの間隔を示して、２次元プロットを行う（Ｓ４２）。以上により第４処理が終了する。なお、プロットした結果は、スマートフォン１００のディスプレイに表示されてもよいし、他の機器の表示部に表示されてもよい。
【００９７】
図１３は、本実施形態に係る心拍測定装置１０により描画されるポアンカレプロットの一例である。同図は、第１脈波センサ１１ａ、第２脈波センサ１１ｂ、第３脈波センサ１１ｃ及び第４脈波センサ１１ｄによって、ユーザの心拍数を５分間にわたって計測し、隣接するＰＰＩの分布をプロットしたものである。
【００９８】
心拍測定装置１０は、例えば１０秒間等の比較的短い期間で測定された心拍数に基づいて、ポアンカレプロットを再構築してもよい。その場合、心拍数の測定が行われる度にプロット点を累積して１つのプロットを生成してもよいし、測定が行われる時間帯に応じてポアンカレプロットの再構築を行うアルゴリズムを修正して、時間帯毎にプロットを生成してもよい。
【００９９】
心拍測定装置１０の統計部１８は、隣接するＰＰＩの標準偏差をＳＤ１と表し、ＰＰＩの分散から（ＳＤ１）2を引いた値の平方根をＳＤ２と表すとき、ＳＤ１／ＳＤ２という統計量を算出してもよい。ＳＤ１／ＳＤ２は、心臓に異常があるか否かを見分ける指標として用いることができる。
【０１００】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【０１０１】
例えば、心拍測定装置１０の複数の脈波センサは、日常的にある程度の時間、指を接触させることが想定される任意の場所に設けられてもよい。そのような場所としては、例えば、スマートフォンの側面、電話機の受話器、料理道具の取っ手部分等が想定される。心拍測定装置１０の複数の脈波センサを、センサの周囲に限られない場所に配置する場合であっても、複数の脈波センサによって指の脈波を表す複数の波形データを測定し、複数の波形データに関するスコアを算出し、スコアに基づいて複数の波形データから１又は複数の波形データを選択し、選択された１又は複数の波形データの隣接するピークの間隔に基づいて、心拍に関する数値を算出することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…心拍測定装置、１０ａ…ＣＰＵ、１０ｂ…ＲＡＭ、１０ｃ…ＲＯＭ、１０ｄ…通信部、１０ｅ…入力部、１０ｆ…表示部、１１ａ…第１脈波センサ、１１ｂ…第２脈波センサ、１１ｃ…第３脈波センサ、１１ｄ…第４脈波センサ、１１ｐ…受光センサ、１２…第１算出部、１３…選択部、１４…第２算出部、１５…追加認証部、１６…記憶部、１７…決定部、１８…統計部、２０…指紋センサ、３０…リミッタ回路、３１…第１ツェナーダイオード、３２…第２ツェナーダイオード、３３…オペアンプ、１００…スマートフォン
【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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