(57)【要約】【課題】測定中に測定条件を切り替えるための技術を提供する。【解決手段】測定装置は、測定位置にある生体からの反射光、又は、測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、複数の画素の各画素は、分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、受光手段の所定画素の受光結果から生体信号を生成する生成手段と、生体信号の周期を判定する第１判定手段と、生体信号の特徴量を検出する検出手段と、生体の測定条件を分光センサに設定する設定手段と、生体信号に基づき測定条件の変更が必要か否かを判定する第２判定手段と、生体信号の第１周期において測定条件の変更が必要であると判定すると、第１周期において検出手段が特徴量を検出してから第１周期の終了時刻までの期間内で測定条件の変更が可能であるかを判定する第３判定手段と、を備えている。【選択図】図１
2019170540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定位置に向けて光を射出する光源と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
前記受光手段の所定画素の受光結果から生体信号を生成する生成手段と、
前記生体信号の周期を判定する第１判定手段と、
前記生体信号の特徴量を検出する検出手段と、
前記生体の測定条件を前記分光センサに設定する設定手段と、
前記生体信号に基づき前記測定条件の変更が必要か否かを判定する第２判定手段と、
前記生体信号の第１周期において前記測定条件の変更が必要であると前記第２判定手段が判定すると、前記第１周期において前記検出手段が前記特徴量を検出してから前記第１周期の終了時刻までの期間内で前記測定条件の変更が可能であるかを判定する第３判定手段と、
を備えていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記第３判定手段は、前記第１周期より前の１つ以上の第２周期に基づき前記第１周期の終了時刻を推定することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第３判定手段は、前記生体信号の周期の変動量にさらに基づき前記第１周期の終了時刻を推定することを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記第３判定手段は、前記測定条件の変更に要する時間と、前記第１周期において前記検出手段が前記特徴量を検出してから前記第１周期の終了時刻までの期間と、を比較することで、前記測定条件の変更が可能であるかを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記第１判定手段は、前記生体信号の極値に基づき前記生体信号の周期を判定し、
前記第３判定手段は、前記測定条件の変更に要する時間と前記第１判定手段が前記生体信号の極値を検出するために必要な所定の時間との和を求め、前記和と前記第１周期において前記検出手段が前記特徴量を検出してから前記第１周期の終了時刻までの期間とを比較することで、前記測定条件の変更が可能であるかを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記第２判定手段は、前記生体信号の周期のピーク値に基づき当該周期において前記測定条件の変更が必要か否かを判定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記第２判定手段は、前記生体信号の周期のピーク値が所定範囲内にないと、当該周期において前記測定条件の変更が必要と判定することを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記第２判定手段が前記第１周期のピーク値に基づき前記測定条件の変更が必要であると判定すると、前記設定手段は、当該ピーク値に基づき変更後の測定条件を判定することを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記第１周期において前記測定条件の変更が可能であると前記第３判定手段が判定すると、前記設定手段は、前記変更後の測定条件に変更することを特徴とする請求項８に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記設定手段は、前記測定条件の変更量の上限値を求めるパラメータを有し、
前記第１周期において前記測定条件の変更が可能であると前記第３判定手段が判定すると、前記設定手段は、前記変更後の測定条件に変更するための変更量が前記上限値を超えているかを判定し、前記変更後の測定条件に変更するための変更量が前記上限値を超えていると、前記上限値だけ前記測定条件を変更することを特徴とする請求項８に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記設定手段が、前記上限値だけ前記測定条件を変更した場合、前記第３判定手段は、前記第１周期において前記測定条件のさらなる変更が可能であるかを判定することを特徴とする請求項１０に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記測定条件は、前記光源の発光強度、前記受光手段の受光時間及び前記受光手段の受光感度の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記生体信号は、脈波信号であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記検出手段は、前記脈波信号を１回以上微分した信号の変化点の情報を前記特徴量とすることを特徴とする請求項１３に記載の測定装置。
【請求項１５】
前記検出手段は、前記脈波信号を２回、又は、４回微分した微分信号を求め、前記脈波信号の極値のタイミングから所定数の前記微分信号の極値を前記特徴量とすることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の測定装置。
【請求項１６】
測定位置に向けて光を射出する光源と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
前記受光手段の所定画素の受光結果から生体信号を生成する生成手段と、
前記生体信号の特徴量を検出する検出手段と、
前記生体の測定条件を前記分光センサに設定する設定手段と、
を備え、
前記設定手段は、前記生体信号の周期において前記検出手段が前記特徴量を検出してから該周期の終了時刻までの期間内で、前記生体の測定条件を設定することを特徴とする測定装置。
【請求項１７】
測定位置に向けて光を射出する光源と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
１つ以上のプロセッサーと、
を有する測定装置の前記１つ以上のプロセッサーで実行されると、
前記測定装置に、
前記生体の測定条件を前記分光センサに設定することと、
前記受光手段の所定画素の受光結果から生体信号を生成することと、
前記生体信号の周期を判定することと、
前記生体信号の特徴量を検出することと、
前記測定条件の変更が必要か否かを判定し、前記生体信号の第１周期において前記測定条件の変更が必要であると判定すると、前記第１周期において前記特徴量を検出してから前記第１周期の終了時刻までの期間内で前記測定条件の変更が可能であるかを判定することと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の測定装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の一部に光を照射し、生体からの反射光量又は透過光量を検出して、生体情報を検出する測定装置が知られている。生体情報とは、例えば、脈拍数や血管の硬化度合いといった、生体が発する種々の生理学的・解剖学的情報である。例えば、脈拍数は、血管内の血液移動に伴う反射又は透過光量の変動を示す脈波信号に基づき検出することができる。また、例えば、血管の硬化度合いは、脈波信号を２回微分した加速度脈波信号（以下、単に、加速度信号と呼ぶ。）の特徴点に基づいて検出することができる。
【０００３】
特許文献１は、生体情報の測定装置の一例である脈波測定装置を開示している。特許文献１によると、脈波測定装置は、指尖部に対して光束を照射し、その反射光量の時間的な変動から脈波を検出している。生体情報の検出において、測定開始後に生体の測定状態が変化すると、測定精度が低下し得る。そのため、特許文献２は、測定中に生体の測定状態が変化すると、発光パルスの発光時間や発光間隔といった測定条件を切り替える構成を開示している。また、特許文献３は、受光部が検出した検出信号の特徴点のタイミングに基づいて、受光部の動作モードを切り替えることにより、測定装置の消費電力を削減する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０００４６７号公報
【特許文献２】特開２０１０−００４９７２号公報
【特許文献３】特開２０１７−１０８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生体情報の検出中に測定条件を切り替えると、受光部が検出する検出信号が変化し、この検出信号の変化により、検出信号から生体情報を検出することが難しくなる。一方、測定条件の切替のために測定を中断すると、連続した生体情報の検出が途切れてしまい、さらに、生体情報の検出時間が長くなる。特許文献２は、測定条件を切り替えることを開示しているが、それに伴う検出信号の変動の影響を回避する構成を開示してはいない。特許文献３は、消費電力の削減を目的とし、生体の測定状態の変化に応じて測定条件を切り替えるものでなく、かつ、この切り替えに起因する検出信号の変動の影響を回避する構成を開示してはいない。
【０００６】
本発明は、測定中に測定条件を切り替えるための技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によると、測定装置は、測定位置に向けて光を射出する光源と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、前記受光手段の所定画素の受光結果から生体信号を生成する生成手段と、前記生体信号の周期を判定する第１判定手段と、前記生体信号の特徴量を検出する検出手段と、前記生体の測定条件を前記分光センサに設定する設定手段と、前記生体信号に基づき前記測定条件の変更が必要か否かを判定する第２判定手段と、前記生体信号の第１周期において前記測定条件の変更が必要であると前記第２判定手段が判定すると、前記第１周期において前記検出手段が前記特徴量を検出してから前記第１周期の終了時刻までの期間内で前記測定条件の変更が可能であるかを判定する第３判定手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、測定中に測定条件を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による測定装置の機能ブロック図。
【図２】一実施形態による測定装置の構成図。
【図３】一実施形態による白色光源のスペクトルとラインセンサの構成を示す図。
【図４】一実施形態による生体情報の検出処理のフローチャート。
【図５】一実施形態による生体信号及び加速度信号並びに特徴点を示す図。
【図６】一実施形態による測定条件の変更処理のフローチャート。
【図７】一実施形態による測定条件の変更処理の説明図。
【図８】一実施形態による測定条件の変更処理のフローチャート。
【図９】一実施形態による測定条件の変更処理の説明図。
【図１０】一実施形態による測定装置の外観を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１１】
＜第一実施形態＞
図１０は、本実施形態による測定装置１の斜視図である。なお、図１０（Ａ）は、シャッタ部材１０２が開口部５００を覆った状態を示し、図１０（Ｂ）は、シャッタ部材１０２が退避位置に移動されて開口部５００が露出した状態を示している。なお、開口部５００は、ハウジング１１０内部への異物の落下を防止する透明カバー４００で覆われている。ハウジング１１０には、図１０のＸ方向に沿った溝状のガイドレール１１６が設けられている。また、ガイド部材１０３のガイド部１３１は、このガイドレール１１６にはめ込まれている。これにより、ガイド部材１０３及びシャッタ部材１０２は、Ｘ方向において、ガイドレール１１６が設けられた範囲内で移動可能な様になっている。なお、ガイド部材１０３のガイド部１３１には、ハウジング１１０内においてバネが取り付けられている。そして、このバネの力により、ガイド部材１０３に外部から力を加えない状態において、ガイド部材１０３は、図１０（Ａ）の位置で止まる様になっている。ユーザが生体情報を測定する際、ユーザは、指によりガイド部材１０３の指受け部３２０をＸ方向に押し込み、ガイド部材１０３及びシャッタ部材１０２をＸ方向にスライドさせる。ガイド部材１０３及びシャッタ部材１０２をガイドレール１１６で制限される位置まで指で押し込むと、指の先端部分が開口部５００を覆う状態となる様に、測定装置１は構成されている。この状態において、ハウジング１１０の内部から、白色光源２１（図２）は、開口部５００を介して指に光を照射し、ハウジング１１０の内部のラインセンサ２４（図２）は、その反射光を受光する。
【００１２】
また、ハウジング１１０には、軸受部１１９により回転可能に保持される押圧部材１０５と押圧バネ１５１が設けられている。押圧バネ１５１は、押圧部材１０５に対して、開口部５００に向かう力を加える。また、押圧部材１０５には押圧リブ１５２が設けられ、シャッタ部材１０２には被押圧リブ１２３が設けられる。図１０（Ａ）の状態では、押圧リブ１５２が被押圧リブ１２３に当接し、これにより、シャッタ部材１０２はハウジング１１０の上面に対し付勢される。また、シャッタ部材１０２の開口部５００側の面には、白色基準板が設けられる。この白色基準板は、ハウジング１１０内部の白色光源２１やラインセンサ２４等のキャリブレーションに使用される。シャッタ部材１０２は、キャリブレーション時にハウジング１１０から開口部５００を介して外部に光が漏れることを防止する。また、押圧部材１０５は、測定時、測定対象の指先を開口部５００の位置で安定させる役割も有する。
【００１３】
図２は、測定装置１のハウジング１１０内に配置されるハードウェアの構成図である。ＣＰＵ５０は、測定装置１の全体を制御する制御部である。ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５１に格納されたプログラムに基づいて後述する各種制御を実行する。なお、ＣＰＵ５０は、各種制御を実行する際に使用するデータや、一時的に記憶する必要があるデータをＲＡＭ５２に記憶する。ＣＰＵ５０は、バス５３を介して、ＲＯＭ５１と、ＲＡＭ５２と、Ｉ／Ｏポート５４と、ＡＤ変換回路５５と、外部通信回路５６と通信できる。光源駆動回路６０は、白色光源２１の発光を制御する。また、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５４を介して、光源駆動回路６０を制御することで、白色光源２１の発光強度を制御することができる。さらに、ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏポート５４を介して、ラインセンサ２４の電荷蓄積時間の設定を行うことができる。ラインセンサ２４は、後述する様に、白色光源２１が射出した光の反射光を集光レンズ２２及び回折格子２３を介して受光し、受光量に応じた電圧をＡＤ変換回路５５に出力する。そして、ＣＰＵ５０は、ＡＤ変換回路５５を介して、ラインセンサ２４が出力する受光量に応じた電圧を取得する。さらに、ＣＰＵ５０は、外部通信回路５６を介して外部機器３０と通信可能な様に構成される。なお、集光レンズ２２、回折格子２３及びラインセンサ２４は、分光測色計（分光センサ）を構成している。或いは、白色光源２１、集光レンズ２２、回折格子２３及びラインセンサ２４は、分光センサを構成している。
【００１４】
図１は、本実施形態における測定装置１の動作を説明するためのブロック図である。ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５１に格納されたプログラムを実行することで、Ｉ／Ｏポート５４、光源駆動回路６０、ＡＤ変換回路５５、外部通信回路５６、ＲＯＭ５１及びＲＡＭ５２と協働して図１の制御部１０として機能する。発光制御部１１は、ＣＰＵ５０及び光源駆動回路６０に対応し、白色光源２１の発光強度を調整し、かつ、白色光源２１の発光を制御する。白色光源２１は、可視光全体にわたる発光波長分布を有する。白色光源２１としては、例えば、タングステン光や白色ＬＥＤ、ＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の３色ＬＥＤ等を使用可能である。本実施形態において白色光源２１は、青色光を発光するＬＥＤ素子を、黄色の蛍光材を混合した樹脂でパッケージングした白色ＬＥＤであるものとする。図３（Ａ）は、本実施形態で用いる白色光源２１の波長別の相対強度（輝度）を示している。波長４５０ｎｍ付近のピークは青色ＬＥＤの発光スペクトルであり、６００ｎｍ付近のピークは黄色蛍光体のスペクトルである。このスペクトルは蛍光材がＬＥＤ素子からの光を受けて蛍光したときに発生される光によるものである。
【００１５】
図１に示す様に、白色光源２１が射出する光７０は、ハウジング１１０の開口部５００を、その法線方向に対して約４５度の角度で通過して測定位置にある測定対象９０である指先を照射する。そして、この照射光は、測定対象９０の光吸収特性に応じた散乱光７１となる。散乱光７１の一部は、集光レンズ２２により平行光７２に変換され、回折格子２３に９０度の入射角で入射する。回折格子２３は、入射光を波長に応じて分光する。分光された分散光７３は、ラインセンサ２４の各画素に入射する。ラインセンサ２４の各画素は、入射した分散光７３の受光量に応じた電圧を受光量検出部１２に出力する。図３（Ｂ）は、ラインセンサ２４の模式図である。本実施形態によるラインセンサ２４は、波長約４００ｎｍから約７００ｎｍの可視光を５ｎｍ単位で検出するために必要な６０画素を有する。本実施形態では、ラインセンサ２４の１番の画素が約４００ｎｍ、６０番の画素が約７００ｎｍの波長を含む光を検出する様に、測定装置１は調整して組み立てられている。受光量検出部１２は、ＣＰＵ５０、ＡＤ変換回路５５及びＩ／Ｏポート５４に対応する。実際には、ＡＤ変換回路５５は、ラインセンサ２４が出力する各画素の電圧をそれぞれ、例えば、１２ビットのデジタル値に変換し、ＣＰＵ５０は、この各画素の受光量を示すデジタル値をＡＤ変換回路５５から取得する。本実施形態のラインセンサ２４は、電荷蓄積型であり、所定の蓄積時間に入射した分散光の光量に応じて、画素ごとに電圧信号を出力する。ラインセンサ２４での蓄積時間は、受光量検出部１２、より詳しくは、ＣＰＵ５０がＩ／Ｏポート５４を介してラインセンサ２４に設定する。
【００１６】
生体信号生成部１３は、所定画素の受光結果、つまり、受光量を示す値に基づき生体信号を生成する。本実施形態では、生体の指先を測定対象９０とし、約５９０ｎｍの波長を含む光を検知する３８番の画素の受光量に基づき生体信号を生成する。この生体信号は、指尖容積脈波信号としても参照される。生体信号の生成に使用する約５９０ｎｍの波長は、血液中のヘモグロビンでの吸光量が比較的大きい波長である。
【００１７】
外部通信部１７は、外部通信回路５６に対応し、外部機器３０と通信を行う。外部機器３０は、測定装置１に測定開始及び測定終了の指示を行う。また、測定装置１は、生体信号や、生体信号を複数回微分した信号や、生体信号の周期Ｃや、生体信号の特徴点等を外部機器３０に送信する。なお、外部機器３０は、生体信号の周期Ｃから脈拍の値を算出することができる。さらに、外部機器３０は、各特徴点及びその値に基づき血管の硬化度合いを判定することができる。外部機器３０は、例えば、パーソナルコンピュータやタブレット端末である。なお、外部機器３０との通信は、有線であっても無線であっても良い。条件変更部１４については後述する。
【００１８】
図４は、生体情報の検出処理のフローチャートである。測定装置１は、外部機器３０から測定開始指示を受信すると、Ｓ１００で、測定条件を決定する。なお、測定条件は、例えば、白色光源２１の発光強度や、ラインセンサ２４の電荷蓄積時間（受光時間）である。例えば、発光制御部１１は、白色光源２１を所定の発光強度で発光させ、受光量検出部１２は、生体信号の生成に使用する３８番の画素の受光量を所定期間検出する。そして、制御部１０は、所定期間で検出した受光量の最大値がＡＤ変換回路５５により検出可能な電圧範囲の最大値付近となる様に、白色光源２１の発光強度及び／又はラインセンサ２４の電荷蓄積時間を決定し、これを測定条件とする。なお所定期間は、生成する生体信号である指尖容積脈波信号の1周期以上とし、例えば、２秒とすることができる。なお、Ｓ１００で測定条件を決定するための白色光源２１の発光強度については予め決めておく。そして、制御部１０は、この発光強度と、３８番の画素の受光量の最大値に基づき、使用する白色光源２１の発光強度及び／又はラインセンサ２４の電荷蓄積時間を計算により求める。なお、白色光源２１の発光強度及び／又はラインセンサ２４の電荷蓄積時間を所定期間毎に変化させながら、受光量の最大値が適切となる白色光源２１の発光強度及び／又はラインセンサ２４の電荷蓄積時間を求める構成であっても良い。制御部１０は、決定した測定条件を発光制御部１１及び受光量検出部１２にＳ１０１で設定する。これにより、発光制御部１１は、Ｓ１００で決定した発光強度で白色光源２１を発光させる。また、受光量検出部１２は、Ｓ１００で決定した電荷蓄積時間をラインセンサ２４に設定する。
【００１９】
生体信号生成部１３は、３８番の画素の各タイミングの受光量に基づき生体信号を生成し、周期算出部１５及び特徴算出部１６に生体信号を出力する。なお、生体信号生成部１３は、３８番の画素の各タイミングの受光量をそのまま時系列で示すことで生体信号を生成することができる。また、生体信号生成部１３は、３８番の画素の各タイミングの受光量を所定数毎に区切り、所定数の平均値を求め、この平均値を時系列で示すことで生体信号を生成することができる。また、生体信号生成部１３は、３８番の画素の所定数のタイミングの受光量の移動平均により生体信号を生成することができる。また、各タイミングの受光量又はその平均値を時系列で示す信号に対してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の信号を生体信号とすることができる。周期算出部１５及び特徴算出部１６は、Ｓ１０２で生体信号を検知する。そして、周期算出部１５は、Ｓ１０３で、生体信号の周期Ｃを生体信号の極値に基づき判定する。周期算出部１５は、例えば、生体信号の局所的最小値の時間間隔に基づき生体信号の周期Ｃを判定する。図５（Ａ）は、生体信号と、生体信号の周期Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４の４回分）の検出例を示している。また、周期算出部１５は、生体信号を２回微分した加速度信号の局所的最大値の時間間隔に基づき生体信号の周期を判定することもできる。図５（Ｂ）は、加速度信号と、加速度信号の局所的最大値の時間間隔から判定される生体信号の周期Ｃ（Ｃ'１〜Ｃ'４の４回分）の検出例を示している。
【００２０】
また、特徴算出部１６は、Ｓ１０４で、生体信号の特徴点及びその値を算出する。本実施形態においては、生体信号の周期Ｃの開始タイミングを基点として、生体信号を２回微分した加速度信号の局所的最大値及び局所的最小値の最初の５つを特徴点とする。なお、生体信号の周期Ｃの開始タイミングは、生体信号の局所的最小値のタイミングとする。図５（Ｃ）は、５つの特徴点ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅの一例をしている。なお、特徴算出部１６は、生体信号を４回微分した信号の局所的最大値及び局所的最小値を特徴点とすることもできる。より一般的には、特徴算出部１６は、生体信号を１回以上微分した微分信号の変化点の情報を特徴量とすることができる。また、特徴点とする数は、４に限定されず、他の数であっても良い。外部通信部１７は、Ｓ１０５で、生体信号と、加速度信号と、生体信号の周期Ｃと、特徴点及びその値と、を外部機器３０に出力する。制御部１０は、Ｓ１０６で、外部機器３０から測定終了指示を受信したかを判定し、測定終了指示を受信するまで、Ｓ１０２から処理を繰り返す。
【００２１】
図６は、図４のＳ１０２からＳ１０５の処理を繰り返している間に行う、測定条件の変更処理のフローチャートである。Ｓ２００で、条件変更部１４は、周期算出部１５が、生体信号の周期Ｃを算出するまで待機する。図７（Ａ）は、タイミングＴａにおいて、周期算出部１５が、生体信号の周期Ｃ１の終わりを検知した状態を示している。本実施形態において、周期算出部１５は、生体信号の振幅が所定時間以上連続して上昇することを検出することで、生体信号の局所的最小値を検出している。つまり、周期算出部１５は、生体信号の周期Ｃ１の終了時間（局所的最小値となった時刻）を事後的に検出する。
【００２２】
タイミングＴａで生体信号の１つ前の周期の終了を検出すると、条件変更部１４は、Ｓ２０１で、現在の周期Ｃ（図７（Ａ）の周期Ｃ２）での特徴算出部１６による特徴点算出の終了まで待機する。図７（Ａ）には、特徴点の算出が終了したタイミングをタイミングＴｂとして示している。特徴点の算出が完了すると、条件変更部１４は、Ｓ２０２で、現在の周期Ｃ２の開始タイミングから生体信号の特徴点の算出終了までの時間を特徴点算出期間Ｐとして算出する。特徴点算出期間Ｐは、周期Ｃ１の終了タイミング（周期Ｃ２の開始タイミング）からタイミングＴｂまでの期間となる。条件変更部１４は、Ｓ２０３で、測定条件の変更の必要性を判定する。例えば、条件変更部１４は、現在の周期の特徴点算出期間Ｐにおける生体信号のピーク値Ｍを求め、ピーク値Ｍが所定範囲内の値ではない場合、測定条件の変更が必要と判断する。例えば、ＡＤ変換回路５５が１２ビットの分解能であるとすると、所定範囲は、ＡＤ変換回路５５で検出可能な最大値付近である３８００〜４０００とすることができる。
【００２３】
条件変更部１４は、測定条件の変更が必要ではないと判断すると、Ｓ２０７で、生体情報の測定が終了したかを判定し、終了していなければＳ２００から処理を繰り返す。一方、測定条件の変更が必要と判断すると、条件変更部１４は、Ｓ２０４で、測定条件の変更が可能であるかを判断する。本実施形態において、条件変更部１４は、現在の周期Ｃ２の終了時刻を予測時刻ＣＸとして推定し、予測時刻ＣＸまでに測定条件の変更が完了する場合、測定条件の変更が可能と判定する。一方、予測時刻ＣＸまでに測定条件の変更が完了しない場合、条件変更部１４は、測定条件の変更が不可能と判定する。本実施形態においては、予測時刻ＣＸを、周期Ｃ２の開始タイミングから１つ前の周期Ｃ１に対応する期間だけ後の時刻とする。なお、１つ前の周期Ｃではなく、過去複数回の周期Ｃの平均値を用いて予測時刻ＣＸを算出する構成とすることもできる。なお、生体信号の周期は変動するため、条件変更部１４は、生体信号の変動量である変動マージンＺを予測時刻ＣＸの算出に使用することができる。この場合、条件変更部１４は、周期Ｃ２の開始タイミングから１つ前の周期、或いは、過去複数回の周期の平均値だけ後の時刻より、変動マージンＺだけ早い時刻を予測時刻ＣＸとする。なお、変動マージンＺの値は、予め、ＲＯＭ５１に格納されている。本例では、変動マージンＺを１００ミリ秒としている。
【００２４】
条件変更部１４は、特徴点算出期間Ｐと、測定条件の変更に必要な変更時間Ｄと、の合計値Ｓ１を求め、周期Ｃ２の開始タイミングから合計値Ｓ１だけ後の時刻を完了時刻ＣＰとする。そして、条件変更部１４は、予測時刻ＣＸよりも完了時刻ＣＰが遅いと測定条件の変更が不可であると判定し、そうでなければ測定条件の変更が可能であると判定する。言い換えると、条件変更部１４は、特徴量の算出が完了したタイミングＴｂから予測時刻ＣＸまでの期間内に測定条件の変更が完了するかを、当該期間と変更時間Ｄとを比較することで判定する。つまり、条件変更部１４は、当該期間が変更時間Ｄより短いと測定条件の変更が不可であると判定し、そうでなければ測定条件の変更が可能であると判定する。ここで、変更時間Ｄとは、測定条件を変更してから、生体信号が安定し、よって、生体信号に基づき周期及び特徴点を判定できるようになるまでの時間である。例えば、白色光源２１の発光強度を変更する場合には、発光強度の安定待ち時間が変更時間Ｄには含まれる。また、受光量検出部１２がローパスフィルタ等のフィルタ回路を有する場合にはフィルタの時定数に基づく時間が変更時間Ｄに含まれる。さらに、生体信号生成部１３が、時系列のデジタル値の移動平均処理等により生体信号を生成する場合には、平均処理に要する時間が変更時間Ｄには含まれる。本実施形態では、測定中は、白色光源２１の発光強度のみを変更し、生体信号生成部１３は、時系列のデジタル値を移動平均処理して生体信号を生成しているものとする。この場合、発光強度の安定待ち時間を２０ミリ秒とし、移動平均処理に要する時間を８０ミリ秒とし、変更時間Ｄを、その合計である１００ミリ秒とすることができる。
【００２５】
なお、生体信号の局所的最小値の検出のため、局所的最小値となる前の生体信号の振幅の減少を所定期間だけ検出する必要がある場合、条件変更部１４は、この所定期間を検知時間Ｙとして合計値Ｓ１の算出に考慮することができる。この場合、条件変更部１４は、特徴点算出期間Ｐと、変更時間Ｄと、検知時間Ｙとの合計値Ｓ１を求めて完了時刻ＣＰを判定する。つまり、条件変更部１４は、特徴量の算出が完了したタイミングＴｂから予測時刻ＣＸまでの期間が変更時間Ｄと検知時間Ｙとの和より短いと測定条件の変更が不可であると判定し、そうでなければ測定条件の変更が可能であると判定する。
【００２６】
図６に戻り、Ｓ２０４で測定条件の変更が可能と判断すると、条件変更部１４は、Ｓ２０５で特徴点算出期間Ｐの生体信号の最大値Ｍの値に基づいて、新しい測定条件を算出する。本例において測定中は、白色光源２１の発光強度を変更し、ラインセンサ２４の電荷蓄積時間は一定とする。測定条件の決定方法は、図４のＳ１００で説明したのと同様であり、再度の説明は省略する。条件変更部１４は、Ｓ２０６で、決定した測定条件に変更する。図７（Ｂ）は、タイミングＴｂで測定条件を変更した場合における、生体信号の例を示している。図７（Ｃ）は、タイミングＴｂで測定条件を変更した場合における、加速度信号の例を示している。条件変更部１４は、外部機器３０から測定終了指示を受信するまで、Ｓ２００からの処理を繰り返し行う。
【００２７】
例えば、開口部５００の透明カバー４００に測定対象９０である指を押し付ける力や、透明カバー４００と測定対象９０との接触状態は、測定中に変化し得る。この場合、測定開始時に決定した測定条件が、状態変化後の測定対象９０に対して適切ではなくなることがあり得る。このため、本実施形態では、測定中において必要に応じて測定条件を変更する。ここで、本実施形態では、生体信号のある周期において特徴点を算出してから、次の周期の開始までに、測定条件を変更可能であるか否かを判定する。そして、次の周期の開始までに、測定条件を変更可能であると、測定条件を変更する。つまり、生体信号のうち、生体情報の検出に使用しない信号期間において測定条件の変更が可能である場合に測定条件を変更する。この構成により、測定対象９０の状態が変化した場合においても、生体信号の特徴点及び周期の算出を中断することなく、測定条件を変更することが可能となる。
【００２８】
なお、例えば、図６のＳ２０４でＮｏであることは測定条件の変更が必要と判定したにも拘わらず測定条件の変更ができないことに相当する。したがって、所定回数だけ連続して図６のＳ２０４の処理がＮｏであると、強制的に測定条件を変更する構成とすることもできる。この場合、１つの周期における特徴点の算出が中断されることになるが、測定条件が適切ではないことに起因する生体信号の検出精度の劣化を抑えることができる。
【００２９】
＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態では、図６のＳ２０５で変更後の測定条件を決定し、Ｓ２０６で、決定した測定条件に変更していた。本実施形態では、測定条件の変更量に制限を設ける。図８は、本実施形態による測定条件の変更処理のフローチャートである。Ｓ３００〜Ｓ３０３までの処理は、図６のＳ２００〜Ｓ２０３までの処理と同様であり、その説明は省略する。
【００３０】
Ｓ３０３で測定条件の変更が必要であると判定すると、条件変更部１４は、Ｓ３０４で、現在の周期が終了するまでに測定条件の変更が完了するかを判定する。本実施形態においても、第一実施形態と同様に、条件変更部１４は、予測時刻ＣＸを求め、現在時刻から変更時間Ｄだけ後の時刻を完了時刻ＣＰとする。そして、条件変更部１４は、予測時刻ＣＸよりも完了時刻ＣＰが遅いと測定条件の変更が不可であると判定し、そうでなければ測定条件の変更が可能であると判定する。Ｓ３０４で測定条件の変更が可能と判断すると、条件変更部１４は、Ｓ３０５で、新しい測定条件を決定する。新しい測定条件の決定方法は、第一実施形態と同様である。続いて、条件変更部１４は、Ｓ３０６で、測定条件の変更量を決定する。例えば、白色光源２１の発光強度を変更する場合、条件変更部１４は、変更量の上限を変更前の強度に対する割合で求める。例えば、割合を０．５％とすることできる。そして、条件変更部１４は、Ｓ３０５で決定した測定条件に変更するための変更量が、この上限を超えていると、この上限を変更量とする。一方、Ｓ３０５で決定した測定条件に変更するための変更量が上限を超えてないと、Ｓ３０６で決定する変更量は、Ｓ３０５で決定した測定条件に変更するための変更量になる。なお、変更量の上限は、割合ではなく、その絶対値で規定することもできる。なお、変更量の上限値又は上限値を決定するためのパラメータは、予めＲＯＭ５１に格納されている。
【００３１】
条件変更部１４は、Ｓ３０７において、Ｓ３０６で決定した変更量だけ測定条件を変更する。そして、条件変更部１４は、Ｓ３０８で、変更後の測定条件がＳ３０５で決定した測定条件であるかを判定する。変更後の測定条件がＳ３０５で決定した測定条件であると、条件変更部１４は、Ｓ３０９で、生体情報の測定が終了したかを判定する。一方、変更後の測定条件がＳ３０５で決定した測定条件に達していないと、条件変更部１４は、Ｓ３０４から処理を繰り返す。なお、Ｓ３０４から処理を繰り返す場合、条件変更部１４は、次のＳ３０４での判定において、完了時刻ＣＰを算出する基準となる現在時刻を、Ｓ３０７で測定条件を変更したタイミングより所定時間Ｗだけ後のタイミングとする。なお、所定時間Ｗは、変更時間Ｄと同じとすることができる。つまり、条件変更部１４は、生体信号の１周期内で複数回、測定条件を変更する場合、測定条件の変更を行うタイミングの間隔として、所定時間Ｗを確保する。これは、前回の測定条件の変更後、生体信号が安定してから次の測定条件の変更を行う様にするためである。
【００３２】
図９（Ａ）は、タイミングＴｂで特徴点の算出後、タイミングＴｃまでの間に複数回、測定条件の変更を行っている様子を示している。時間的に隣接する測定条件の変更タイミング間の間隔は、上述した様に所定時間Ｗである。図９（Ｂ）は、生体信号の２つの周期それぞれにおいて、タイミングＴｂからＴｃまでの期間に測定条件を変更した場合における、生体信号の例を示している。図９（Ｃ）は、生体信号の２つの周期それぞれにおいて、タイミングＴｂからＴｃまでの間に複数回、測定条件を変更した場合における、加速度信号の例を示している。
【００３３】
以上、本実施形態では、測定条件の変更量に上限を設けることで、測定条件の変更に対する生体信号や加速度信号の変化を抑えることができる。例えば、生体信号として容積脈波信号を検知し、外部機器３０に加速信号を表示しながら測定する場合、加速度信号の特徴点でない箇所における不要な信号変化を低減することができる。また、加速度信号の局所的最大値の間隔から脈拍数を算出する場合、測定条件の変更に起因する加速度信号の変化により脈拍数を誤検知する可能性を低減させることができる。
【００３４】
なお、上記各実施形態では、測定中に変更する測定条件を白色光源２１の発光強度のみとしていた。しかしながら、白色光源２１の発光強度に加えて、或いは、代えて、ラインセンサ２４の電荷蓄積時間を変更することもできる。さらに、ラインセンサ２４の受光感度（ゲイン）を切り替えられる場合、ラインセンサ２４の受光感度（ゲイン）を測定条件として変更することもできる。
【００３５】
［その他の実施形態］
なお、上記実施形態において、測定装置１のラインセンサ２４は、測定対象９０からの反射光を受光するものであったが、透過光を受光する構成とすることもできる。また、本発明の測定装置１の外観や、機械的構造は、図１０に示すものに限定されない。
【００３６】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２１：白色光源、２２：回折格子、２４：ラインセンサ、１３：生体信号生成部、１５：周期判定部、１６：特徴量算出部、１４：条件変更部、
【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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