(57)【要約】【課題】より精度良く脈波を検出可能な脈波検出装置を提供する。【解決手段】脈波検出装置は、ＬＥＤを発光させている時に加えて、その前後における受光強度を取得する。そして、ＬＥＤ発光時の受光強度である発光時強度から、ＬＥＤを発光させる直前の受光強度を減算した値を前差分強度として算出するとともに、発光時強度からＬＥＤを消灯させた直後の受光強度を減算した値を後差分強度として算出する。脈波指標値算出部は、前差分強度と後差分強度を足し合わせた値をサブ指標値として算出する。１回の指標値算出処理として、ＬＥＤを発光させる度に以上のサブ指標値を算出し、それらを足し合わせた値を脈波指標値として採用する。【選択図】図５
2019025243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測対象としての生体へ光を照射することによって前記生体の血管の状態を示す脈波指標値を算出する指標値算出処理を、所定のサンプリング周期で逐次実行し、当該脈波指標値の時間変化に基づいて前記生体の脈波を検出する脈波検出装置であって、
光を照射する発光部の動作を制御する構成であって、１回の前記指標値算出処理において前記発光部を所定回数発光させる発光制御部（Ｆ１）と、
前記発光部が光を照射する方向から到来する光の強度である受光強度を出力する受光部（３）から、前記発光制御部が前記発光部に光を照射させているときの前記受光強度を、照射時強度として取得する照射時強度取得部（Ｆ２１）と、
前記発光部が光を照射していないときの前記受光強度であって、前記発光制御部が前記発光部に光を照射させる前の前記受光強度を、照射前強度として取得する照射前強度取得部（Ｆ２２）と、
前記発光部が光を照射していないときの前記受光強度であって、前記発光制御部が前記発光部に光を照射させた後の前記受光強度を、照射後強度として取得する照射後強度取得部（Ｆ２３）と、
前記発光制御部が前記発光部に光を照射させる度に、当該照射に対応する前記照射時強度から、当該照射に対応する前記照射前強度を減算した値である前差分強度を算出する前差分強度算出部（Ｆ３１）と、
前記発光制御部が前記発光部に光を照射させる度に、当該照射に対応する前記照射時強度から、当該照射に対応する前記照射後強度を減算した値である後差分強度を算出する後差分強度算出部（Ｆ３２）と、
１回の前記指標値算出処理において前記発光制御部が前記発光部に光を照射させる度に前記前差分強度算出部が算出する前記前差分強度及び前記後差分強度算出部が算出する前記後差分強度を足し合わせてなる値を、前記脈波指標値として算出する指標値算出部（Ｆ３）と、を備えることを特徴とする脈波検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の脈波検出装置であって、
前記指標値算出部は、
前記脈波指標値が所定の目標レベルで推移するように、１回の前記指標値算出処理において前記発光部を発光させる回数である発光回数を調整する発光回数調整部（Ｆ７）を備えることを特徴とする脈波検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の脈波検出装置であって、
前記指標値算出部は、前記発光部に１回光を照射させることによって１つずつ得られる前記前差分強度と前記後差分強度の合計値であるサブ指標値を、前記発光部に光を照射させる度に算出するものであって、
前記発光回数調整部は、複数の前記サブ指標値を母集団とする代表値を算出し、前記代表値と前記目標レベルとに基づいて、前記脈波指標値が前記目標レベルで推移するための適正な前記発光回数を決定することを特徴とする脈波検出装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の脈波検出装置であって、
前記脈波指標値を時系列順に並べた時系列データに基づいて、前記生体の状態を示す複数種類の生体情報を特定可能に構成されている生体情報特定部（Ｆ８）と、
複数種類の前記生体情報のうち、前記生体情報特定部による特定の対象とする前記生体情報を、ユーザ操作に基づいて設定する特定対象設定部（Ｆ４）と、
前記目標レベルを、前記特定対象設定部によって特定対象として設定されている前記生体情報の種類に応じた値に設定する目標レベル設定部（Ｆ５）と、を備えることを特徴とする脈波検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の脈波検出装置であって、
複数種類の前記生体情報のうちの少なくとも１つは、脈波の高度解析が必要な前記生体情報として予め登録されており、
前記目標レベル設定部は、
脈波の高度解析が必要な前記生体情報に設定されている種類の前記生体情報が前記特定対象として設定されていない場合には、前記目標レベルを所定の第１目標レベルに設定する一方、
脈波の高度解析が必要な前記生体情報として設定されている種類の前記生体情報が前記特定対象として設定されている場合には、前記目標レベルを前記第１目標レベルよりも高い所定の第２目標レベルに設定することを特徴とする脈波検出装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の脈波検出装置であって、
前記受光部は、受光素子が出力する前記受光強度を示すアナログ信号を、デジタル信号に変換して出力するアナログデジタル変換部（３３）を備え、
前記アナログデジタル変換部は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際のサンプリングレート及び分解能の少なくとも何れか一方を変更可能に構成されており、
前記アナログデジタル変換部の前記サンプリングレート及び前記分解能のうち、設定値を変更可能に構成されているパラメータの値を調整する変換部設定変更部（Ｆ６）を備え、
前記変換部設定変更部は、
脈波の高度解析が必要な前記生体情報に設定されている前記生体情報が前記特定対象として設定されていない場合には、前記アナログデジタル変換部を所定の簡易解析用モードで動作するように前記パラメータの値を設定する一方、
脈波の高度解析が必要な前記生体情報に設定されている前記生体情報が前記特定対象として設定されている場合には、前記アナログデジタル変換部を所定の高度解析用モードで動作するように前記パラメータの値を設定することを特徴とする脈波検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の脈波検出装置であって、
前記アナログデジタル変換部はサンプリング時間を変更可能に構成されてあって、
前記変換部設定変更部は、前記発光部が光を照射していないときの前記受光強度である消灯時強度が、太陽光が当たる環境で使用されていることを示す所定の太陽光下閾値以上である場合には、前記サンプリング時間を、前記消灯時強度が前記太陽光下閾値未満である場合よりも短い値に設定することを特徴とする脈波検出装置。
【請求項８】
請求項４から７の何れか１項に記載の脈波検出装置であって、
前記目標レベル設定部は、前記発光部が光を照射していないときの前記受光強度である消灯時強度が、太陽光が当たる環境で使用されていることを示す所定の太陽光下閾値以上である場合には、前記目標レベルを、前記消灯時強度が前記太陽光下閾値未満である場合よりも高いレベルに設定することを特徴とする脈波検出装置。
【請求項９】
請求項４から８の何れか１項に記載の脈波検出装置は、前記生体の所定の部位に装着されて使用されるものであって、
加速度を検出する加速度センサ（４）を備え、
前記目標レベル設定部は、前記加速度センサの出力値が、前記生体が動いていることを示す所定の体動閾値以上である場合には、前記目標レベルを、前記加速度センサの出力値が前記体動閾値未満である場合よりも高いレベルに設定することを特徴とする脈波検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、観測対象としての生体へ光を照射することによって脈波を検出する脈波検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子を用いて観測対象としての生体に光を照射するとともに当該生体からの反射光を受光素子にて受光し、受光した反射光の強度における時間の経過に伴う変化に基づいて脈波を検出する、いわゆる光学式の脈波検出装置が知られている。なお、ここでの脈波とは、心拍に従って発生する、血管内の血液の波動的な圧力変動のことを表す。
【０００３】
このような光学式の脈波検出装置では、血液成分による吸光特性を利用して脈波を検出するため、屋外等において使用する場合は、例えば太陽光等の外乱光の影響を除去する必要が生じる。特許文献１には、外乱光の影響を抑制するために、発光素子を通常レベルで生体に発光させたときの反射光の受光強度から、発光素子を通常レベルの半分のレベル（以降、減光レベル）で発光させたときの反射光の受光強度を減算した値を、脈拍成分を示すパラメータ（以降、脈波指標値）として採用する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３２０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成において、仮に外乱光の強度が一定である場合には、通常レベルでの発光時の受光強度と、減光レベルでの発光時の受光強度のそれぞれに、等しい量の外乱光成分が含まれる。そのため、両者の差分をとることにより外乱光成分を除去することができる。つまり、特許文献１の構成によれば、仮に外乱光の強度が一定である場合には、脈波指標値に外乱光に由来する誤差が含まれることを抑制しうる。
【０００６】
しかしながら、外乱光の強さは経時的に（換言すれば動的に）変化しうる。また、通常レベルでの発光時の受光強度を取得するタイミングと、減光レベルでの発光時の受光強度を取得するタイミングとは、異なるタイミングとなる。
【０００７】
故に、通常レベルでの発光時の受光強度に含まれる外乱光成分の大きさと、減光レベルでの発光時の受光強度に含まれる外乱光成分の大きさは、異なることが想定される。すなわち、特許文献１に開示の構成では、受光強度の検出タイミングの時間差に起因して外乱成分に誤差が発生し、精度のよい脈波の波形を得ることができない、という問題があった。
【０００８】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、より精度良く脈波を検出可能な脈波検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その目的を達成するための本開示は、観測対象としての生体へ光を照射することによって生体の血管の状態を示す脈波指標値を算出する指標値算出処理を所定のサンプリング周期で逐次実行し、当該脈波指標値の時間変化に基づいて生体の脈波を検出する脈波検出装置であって、光を照射する発光部の動作を制御する構成であって、１回の指標値算出処理において発光部に所定回数光を照射させる発光制御部（Ｆ１）と、発光部が光を照射する方向から到来する光の強度である受光強度を出力する受光部（３）から、発光制御部が発光部に光を照射させているときの受光強度を照射時強度として取得する照射時強度取得部（Ｆ２１）と、発光部が光を照射していないときの受光強度であって、発光制御部が発光部に光を照射させる前の受光強度を照射前強度として取得する照射前強度取得部（Ｆ２２）と、発光部が光を照射していないときの受光強度であって、発光制御部が発光部に光を照射させた後の受光強度を照射後強度として取得する照射後強度取得部（Ｆ２３）と、発光制御部が発光部に光を照射させる度に、当該照射に対応する照射時強度から、当該照射に対応する照射前強度を減算した値である前差分強度を算出する前差分強度算出部（Ｆ３１）と、発光制御部が発光部に光を照射させる度に、当該照射に対応する照射時強度から、当該照射に対応する照射後強度を減算した値である後差分強度を算出する後差分強度算出部（Ｆ３２）と、１回の指標値算出処理において発光制御部が発光部に光を照射させる度に前差分強度算出部が算出する前差分強度及び後差分強度算出部が算出する後差分強度を足し合わせてなる値を脈波指標値として算出する指標値算出部（Ｆ３）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
以上の構成において指標値生成部は、前差分強度算出部が算出する前差分強度と、後差分強度算出部が算出する後差分強度とを足し合わせることによって、脈波指標値を生成する。前差分強度算出部が算出する前差分強度には、前差分強度の算出に用いた照射前強度を取得した時点から、照射時強度を取得した時点までの時間差に由来する外乱光成分の経時変化分が誤差として含まれる。また、後差分強度算出部が算出する後差分強度には、照射時強度を取得した時点から、後差分強度の算出に用いた照射後強度を取得した時点までの時間差に由来する外乱光成分の経時変化分が誤差として含まれる。
【００１１】
このような構成において、発光部が発光する前後の時間帯において外乱光の強度が単調増加している場合、前差分強度と後差分強度とを足し合わせると、前差分強度に含まれる外乱光成分の誤差と、後差分強度に含まれる外乱光成分の誤差とが相殺される。また、発光前後の時間帯において外乱光の強度が経時的に単調減少している場合も同様に、前差分強度に含まれる外乱光成分の誤差と、後差分強度に含まれる外乱光成分の誤差とが打ち消し合うように作用する。
【００１２】
そのため、上記の指標値算出部が算出する脈波指標値に含まれる外乱光の経時的な変化に由来する誤差は、相対的に小さい値へと抑制される。当然、脈波指標値に含まれる外乱光に由来する誤差が小さいほど、精度のよい脈波の波形を得ることができる。つまり、以上の構成によれば、より精度良く脈波を検出することができる。
【００１３】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態にかかる脈波検出装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】制御部１の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図３】指標値算出処理について説明するための図である。
【図４】指標値算出処理のフローチャートである。
【図５】本実施形態でのサブ指標値の算出方法の効果について説明するための図である。
【図６】発光回数Ｋと脈波指標値Ｍの推移レベル及び振幅との関係を示す図である。
【図７】生体情報特定処理のフローチャートである。
【図８】設定変更処理のフローチャートである。
【図９】発光回数調整処理のフローチャートである。
【図１０】発光回数調整部Ｆ７の作動を説明するための図である。
【図１１】発光回数調整部Ｆ７の作動を説明するための図である。
【図１２】発光回数調整部Ｆ７の作動を説明するための図である。
【図１３】比較構成の作動を説明するための図である。
【図１４】外乱光成分の経時的な変化が比較構成でのサブ指標値に与える影響について説明するための図である。
【図１５】変形例１における制御部１の作動を説明するための図である。
【図１６】変形例５における制御部１の作動を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本開示の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本開示に係る脈波検出装置１００の概略的な構成の一例を示す図である。脈波検出装置１００は、観測対象としての人物の身体の所定部位２００へ光を照射することによって、観測対象の脈波を示す脈波信号を計測（換言すれば検出）する装置である。脈波信号とは、より詳細には、観測対象の脈波を反映して変動する脈波変動成分を表す信号である。
【００１６】
この脈波検出装置１００は、図１に示すように、少なくとも制御部１と、発光モジュール２と、受光モジュール３と、を備える。また、本実施形態ではより好ましい態様として、脈波検出装置１００は、加速度センサ４、操作部５、表示部６、無線通信モジュール７、及び充電部８を備えるものとする。発光モジュール２、受光モジュール３、加速度センサ４、操作部５、表示部６、無線通信モジュール７、及び充電部８はそれぞれ制御部１と電気的に通信可能に接続されている。なお、電気的に接続されている態様には、双方向又は単方向通信可能に接続されている態様も含まれる。
【００１７】
なお、脈波検出装置１００は、上述した全ての構成要素が１つの筐体に収容されていてもよいし、２以上の筐体に分割して収容されてもよい。脈波検出装置１００は、その全体が、観測対象としての人物（以降、ユーザ）の身体に装着されて使用されるように構成されていてもよい。また、一部のみをユーザの身体に装着するものであってもよい。ユーザの身体に装着されるべき構成要素としては、発光モジュール２及び受光モジュール３が挙げられる。また、脈波検出装置１００が加速度センサ４を備える場合には加速度センサ４もまた、ユーザの身体に装着されるべき構成に該当する。脈波検出装置１００の一部又は全部を装着するユーザの身体部位としては、例えば、手首、腕、胴部、脚、首、頭部等が挙げられる。
【００１８】
本実施形態では一例として脈波検出装置１００は、全ての構成要素が１つの筐体に収容されており、ユーザの手首に装着されて使用されるものとする。すなわち、脈波検出装置１００は、腕時計型或いはリストバンド型のウェアラブルデバイスとして構成されているものとする。
【００１９】
制御部１は、脈波検出装置１００の作動を制御することによって前述の脈波信号を生成する構成である。また、本実施形態の制御部１は、詳細は別途後述するように、脈波信号を解析することによってピーク間隔や、ピーク間隔のゆらぎの有無、包絡線波形等を特定し、ユーザの状態を特定する機能も備える。
【００２０】
この制御部１は、コンピュータとして構成されている。すなわち、制御部１は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、Ｉ／Ｏ１４、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備える。ＣＰＵ１１は例えばマイクロプロセッサ等を用いて実現されればよい。制御部１が備えるＣＰＵ１１の数は１つでも複数でもよい。また、制御部１は、ＣＰＵ１１の代わりに、ＧＰＵやＭＰＵを用いて実現されていても良い。さらにＣＰＵやＧＰＵ、ＭＰＵを組み合わせて実現されていてもよい。Ｉ／Ｏ１４は、制御部１が、脈波検出装置１００が備える他の構成とデータの入出力をするためのインターフェースである。Ｉ／Ｏ１４は、ＩＣやデジタル回路素子、アナログ回路素子などを用いて実現されればよい。
【００２１】
ＲＯＭ１３には、通常のコンピュータを制御部１として機能させるためのプログラム（以降、脈波検出プログラム）等が格納されている。なお、上述の脈波検出プログラムは、ＲＯＭ１３などの非遷移的実体的記録媒体（non- transitory tangible storage medium）に格納されていればよい。脈波検出プログラムは、ＲＯＭ１３に代わってフラッシュメモリに保存されていても良い。ＣＰＵ１１が脈波検出プログラムを実行することは、脈波検出プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。
【００２２】
制御部１はＣＰＵ１１が上述の脈波検出プログラムを実行することによって、図２に示す種々の機能ブロックに対応する機能を提供する。すなわち、制御部１は機能ブロックとして、発光制御部Ｆ１、受光強度取得部Ｆ２、脈波指標値算出部Ｆ３、特定対象設定部Ｆ４、目標レベル設定部Ｆ５、Ａ／Ｄ変換設定変更部Ｆ６、発光回数調整部Ｆ７、生体情報特定部Ｆ８、及び、提示処理部Ｆ９を備える。受光強度取得部Ｆ２はより細かい機能（換言すればサブ機能）として発光時強度取得部Ｆ２１、発光前強度取得部Ｆ２２、及び発光後強度取得部Ｆ２３を備える。脈波指標値算出部Ｆ３はより細かい機能（換言すればサブ機能）として前差分強度算出部Ｆ３１及び後差分強度算出部Ｆ３２を備える。これらの機能の詳細については別途後述する。発光時強度取得部Ｆ２１、発光前強度取得部Ｆ２２、及び発光後強度取得部Ｆ２３が順に、請求項に記載の照射時強度取得部、照射前強度取得部、照射後強度取得部に相当する。Ａ／Ｄ変換設定変更部Ｆ６が請求項に記載の変換部設定変更部に相当する。
【００２３】
なお、制御部１を構成するこれらの機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能は、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。ハードウェアを用いて実現する態様には１つ又はＩＣを用いて実現する態様も含まれる。
【００２４】
発光モジュール２は、発光ダイオード（以降、ＬＥＤ：Light Emitting Diode）２１及び駆動回路２２を備える。駆動回路２２は、制御部１からの指示に従って、ＬＥＤ２１に通電し、所定のパルス幅の光を照射させる（換言すれば発光させる）回路である。ＬＥＤ２１が照射する光は、可視光であることが好ましい。例えば波長が５０００Å〜７０００Åである光とすればよい。可視光を用いて脈波を検出する構成によれば、ユーザは、ＬＥＤ２１から光が発せられていることに基づいて、視覚的に脈波検出装置１００が動作しているか否かを認識できる。なお、他の態様としてＬＥＤ２１は近赤外線等を出力する赤外線ＬＥＤであってもよい。
【００２５】
発光モジュール２は、予め規定された脈波検出装置１００の使用方法において、ユーザの所定部位２００に向けて光を照射するように構成されている。発光モジュール２が請求項に記載の発光部に相当する。発光モジュール２が光の照射対象とする部位（以降、照射部位）２００は適宜選定されればよく、例えば、手首や、指、足首、首、額などを採用することができる。照射部位２００は、心拍に従って発生する、血管内の血液の波動的な圧力変動が相対的に生じやすい部位であることが好ましい。
【００２６】
なお、本実施形態の脈波検出装置１００はユーザの手首に装着されて使用されることを想定して構成されている。故に、照射部位２００は手首である。照射部位２００として手首を採用する場合、脈波検出装置１００において発光モジュール２は、ユーザの手首と接する面に設けられた照射窓から光を照射するように構成されていればよい。脈波検出装置１００の外観構成及び使用方法は、照射部位に応じて適宜設計されればよい。ＬＥＤ２１が照射した光の一部は皮膚の毛細血管内において反射される。
【００２７】
受光モジュール３は、フォトダイオード（以降、ＰＤ：Photodiode）、電流電圧変換部（以降、Ｉ／Ｖ変換部）３２、及びアナログデジタル変換部（以降、Ａ／Ｄ変換部）３３を備える。受光モジュール３が請求項に記載の受光部に相当する。ＰＤ３１は、ＬＥＤ２１が照射する光を含む波長帯の光を受光して、電気信号に変換して出力する受光素子である。なお、受光素子としては例えばフォトトランジスタを用いても良い。
【００２８】
ＰＤ３１は受光量に応じた電流信号を出力する。ＰＤ３１は、ＬＥＤ２１が照射した光のうち、毛細血管内の血液（より具体的にはヘモグロビン）で反射された光を受光するように構成されている。例えばＰＤ３１はＬＥＤ２１と隣接する位置に、ＬＥＤ２１の照射方向から到来する光を受光するように配置されている。
【００２９】
ＰＤ３１は、ＬＥＤ２１が照射した光のうち、毛細血管内で反射された光を受光し、電気信号として取り出す機能を果たす。取り出した電気信号は、ユーザの脈波を反映して変動する脈波変動成分を含む信号である。Ｉ／Ｖ変換部３２は、ＰＤ３１が出力する電流信号を電圧信号に変換してＡ／Ｄ変換部３３に出力する。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換部３３は、Ｉ／Ｖ変換部３２から入力されるアナログ電圧信号を所定の分解能（換言すればビット数）で量子化したデータを出力する構成である。つまり、周知のアナログデジタル（以降、Ａ／Ｄ：Analog to Digital）変換処理を実施する。Ａ／Ｄ変換部３３が出力するデータは、受光量の大きさを示す。Ａ／Ｄ変換部３３は、制御部１からの指示に基づいてＡ／Ｄ変換を実施する。本実施形態のＡ／Ｄ変換部３３は、ΔΣ変調を用いてＡ／Ｄ変換を行うΔΣ型のＡ／Ｄコンバータとする。他の態様としてＡ／Ｄ変換部３３は、並列比較型のＡ／Ｄコンバータや、逐次比較型Ａ／Ｄコンバータ、追従比較型Ａ／Ｄコンバータであってもよい。
【００３１】
なお、Ａ／Ｄ変換部３３としてのΔΣ型Ａ／Ｄコンバータは、入力信号の値とある固定電圧値の差を求める減算（つまりΔ）回路と、その減算した結果を次々に加えて行く加算回路（または積分回路）と、加算結果を基準値と比較する比較器、その比較結果（デジタル値）に応じて動作するスイッチとを用いて実現することができる。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換部３３は、Ａ／Ｄ変換部３３の動作を制御するパラメータであって、且つ、制御部１が設定値を変更可能なパラメータとして、オーバーサンプリングレート（以降、ＯＳＲ：Over-Sampling Rate）と、使用ビット数とを備える。ＯＳＲは、サンプリングレートを規定するパラメータである。ＯＳＲを上げるとＡ／Ｄ変換の精度が向上する一方、Ａ／Ｄ変換に要する時間が長くなる。
【００３３】
使用ビット数は、デジタル変換後の値を示す際に使用するビットの数を規定するパラメータである。使用ビット数が多いほど、分解能は上がる。なお、使用ビット数には上限が予め定められている。ここでは一例として使用ビット数の上限は２４ビットに設定されているものとする。ＯＳＲや使用ビット数は制御部１によって変更される。
【００３４】
加速度センサ４は、加速度を検出するセンサである。加速度センサ４としては、例えば、互いに直交する３つの検出軸を備え、各軸方向に作用する加速度を計測するセンサ（つまり３軸加速度センサ）を採用することができる。もちろん、他の態様として加速度センサ４は２軸加速度センサや１軸加速度センサなどであっても良い。加速度センサ４は、検出した加速度を表すデータを制御部１に逐次出力する。
【００３５】
本実施形態のように脈波検出装置１００がユーザの身体に装着されて使用されるものである場合、加速度センサ４は、ユーザの動きに応じた加速度の向き及び大きさを検出する。そのため、加速度センサ４はユーザの動きの有無等を検出するためのセンサとして機能する。なお、ユーザの動きを感知するためのセンサとしては、加速度センサ４の代わりにジャイロセンサを用いても良い。
【００３６】
操作部５は、ユーザの操作を受け付け、操作に対応した信号（以降、操作信号）を制御部１に出力する構成である。ユーザの操作としては、例えば後述する生体情報特定処理の実行を指示する操作や、特定対象とする生体情報の変更を指示する操作等が含まれうる。なお、操作部５を操作する人物はユーザ以外の者であってもよい。例えば、医師、看護師等であってもよい。操作部５は、物理的に実現されたボタンを用いて実現されていてもよいし、表示部６に積層されたタッチパネルであってもよい。また、音声入力装置であっても良い。それらを組み合わせて備えていてもよい。
【００３７】
表示部６は、画像を表示可能な装置である。表示部６は、制御部１から入力された画像を表示する。無線通信モジュール７は、外部と無線通信を行うための通信モジュールである。無線通信モジュール７は、ユーザが携帯する通信端末（例えばスマートフォン）と直接的に無線通信を実施するための通信モジュールであってもよいし、広域通信網を介してサーバ等と通信するための通信モジュールであっても良い。スマートフォン等の携帯端末と直接的に無線通信を実施するための通信規格としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを採用することができる。充電部８は、外部電源と有線接続又は無線接続されることによって、脈波検出装置１００が備える二次電池（図示略）に電力を供給する回路である。
【００３８】
＜指標値算出処理＞
次に、制御部１が実行する指標値算出処理について、図３及び図４に基づき説明する。指標値算出処理は、ユーザの脈波を反映して変動する脈波変動成分を表すパラメータである脈波指標値Ｍを算出する処理である。指標値算出処理は、所定のサンプリング周期Ｔｓ毎に繰り返し実行される。指標値算出処理を繰り返し実施することを以降ではサンプリングとも称する。サンプリングは、例えば後述する生体情報特定処理の開始に対応する操作が行われた場合に実行される。
【００３９】
１回の指標値算出処理によって取得される脈波指標値Ｍは、詳細は後述するように、或る１時点における血管の状態（容積／圧力）を表すものである。故に、指標値算出処理を複数回実行することによって収集される複数時点の脈波指標値の間を直線又は曲線で結んで（換言すれば補間して）なるグラフは、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、脈波の波形を表す。脈波指標値Ｍが冒頭に記載の脈波信号に相当する。なお、図３は指標値算出処理の概要を表す模式図であり、図３の（Ｃ）は１回の指標値算出処理での制御部１の作動を示している。
【００４０】
１回の指標値算出処理において制御部１の発光制御部Ｆ１は、少なくとも１回はＬＥＤ２１を発光させる。また、受光強度取得部Ｆ２は、ＬＥＤ２１を発光させているときとその前後において、Ａ／Ｄ変換部３３に対してＡ／Ｄ変換を実施するように指示し、それらの時点での受光強度を取得する。１回の指標値算出処理においてＬＥＤ２１を複数回発光させる場合には、所定の発光間隔Ｔｐで発光させる。
【００４１】
なお、発光間隔Ｔｐは、ＬＥＤ２１を発光させ始めてから消灯させるまでの発光継続時間Ｔｑと、ＬＥＤ２１を消灯した状態を維持する消灯継続時間との合算値である。消灯継続時間は、別の観点によれば、発光間隔Ｔｐから発光継続時間Ｔｑを減算した時間である。Ａ／Ｄ変換部３３を動作させることによって受光強度を取得する間隔Ｔｒは、脈波変動成分が一定であると見なせるほど、平均的な脈拍の間隔に対して十分に小さい値に設定されているものとする。脈拍の間隔は、ＲＲＩ（R-R Interval）に相当する。Ａ／Ｄ変換部３３の動作時間（換言すればサンプリング時間）は、適宜設計されればよい。
【００４２】
図３では一例として１回の指標値算出処理において２回発光させる場合を例示している。図４は、１回の指標値算出処理でＬＥＤ２１を発光させる回数（以降、発光回数）Ｋを２回に設定している場合の、指標値算出処理実行時の制御部１の作動を表すフローチャートである。
【００４３】
図４に示すフローチャートは、生体情報特定処理の開始に対応する操作が行われてから、所定の解析所要回数実行されるまで、サンプリング周期Ｔｓ毎に繰り返し実行される。具体的には後述する生体情報特定処理のステップＳ２０４に移ってからステップＳ２０７に移るまで、定期的に実行される。なお、指標値算出処理の実行条件は適宜設計されればよく、上述した態様に限らない。以下の説明におけるステップの実行主体が省略されている場合、そのステップの実行主体は制御部１である。指標値算出処理において取得又は算出される種々のデータはＲＡＭ１２に保存されて他の演算処理に利用されるものとする。
【００４４】
まずステップＳ１０１では発光制御部Ｆ１が、ＬＥＤ２１を消灯させる指示を発光モジュール２（より具体的には駆動回路２２）に出力し、消灯状態に移行させる。なお、既に消灯状態である場合にはその状態を継続させればよい。そして、受光強度取得部Ｆ２が、Ａ／Ｄ変換部３３を動作させ、Ａ／Ｄ変換部３３からＰＤ３１が受光している光の強度（以降、受光強度）を示すデータを取得してステップＳ１０２に移る。
【００４５】
以降、当該ステップＳ１０１で取得した受光強度の値を、他のステップで取得する受光強度と区別するために、Ｌ１と記載する。他のステップで取得される受光強度についても、その具体的な値を示す変数としてＬ２〜Ｌ５を導入して記載する。また、以降では、ＬＥＤ２１を消灯している時の受光強度のことを消灯時強度とも記載するとともに、ＬＥＤ２１を発光させている時の受光強度のことを発光時強度とも記載する。
【００４６】
消灯時強度Ｌ１は、ＬＥＤ２１からユーザへ光を照射していないときに、ＰＤ３１にて受光した光の強度を表すため、外乱光の強度（つまり外乱光成分）を表す。外乱光とは、ＬＥＤ２１を発光させていなくともＰＤ３１にて受光される光である。外乱光には、例えば太陽光や照明の光等が含まれうる。また、ステップＳ１０１で取得する消灯時強度Ｌ１は、次のステップＳ１０２でＬＥＤ２１を発光させる前の消灯時強度に該当する。故に、消灯時強度Ｌ１は、次のステップＳ１０２でのＬＥＤ２１の発光に対応する発光前強度（換言すれば照射前強度）に該当する。発光前強度とは、ＬＥＤ２１を発光させる前の状態における受光強度である。ステップＳ１０１において消灯時強度Ｌ１を取得する受光強度取得部Ｆ２が、前述の発光前強度取得部Ｆ２２、すなわち請求項に記載の照射前強度取得部に相当する。
【００４７】
ステップＳ１０２では発光制御部Ｆ１が、ＬＥＤ２１を発光させるための信号を駆動回路２２に出力し、所定の発光継続時間Ｔｑだけ発光させる。発光継続時間ＴｑはＬＥＤ２１が発光している時の受光強度をＡ／Ｄ変換部３３が出力可能なように、Ａ／Ｄ変換部３３の応答速度や処理速度に基づいて適宜設計されれば良い。
【００４８】
また、ステップＳ１０２では上記のＬＥＤ２１の発光と並行して、受光強度取得部Ｆ２がＡ／Ｄ変換部３３を動作させ、ＬＥＤ２１発光時の受光強度（以降、発光時強度）Ｌ２を示すデータを取得してステップＳ１０３に移る。発光時強度Ｌ２は請求項に記載の照射時強度に相当する。ステップＳ１０２で取得する発光時強度Ｌ２は、１回の指標値算出処理における１回目のＬＥＤ２１の発光に対応する発光時強度に相当する。発光時強度Ｌ２を取得する受光強度取得部Ｆ２が、前述の発光時強度取得部Ｆ２１、すなわち照射時強度取得部に相当する。
【００４９】
発光時強度Ｌ２は、外乱光成分に脈波変動成分が重畳した値を示す。具体的には、発光時強度Ｌ２は、外乱光成分に、ＬＥＤ２１が照射した光が毛細血管内で反射されて戻ってきた成分と、ＬＥＤ２１が照射した光が体表面（すなわち皮膚）で反射されて戻ってきた成分（以降、表面反射成分）とが加わった値である。表面反射成分は、脈波検出装置１００の装着状態が安定している場合には、血管の状態に依らずに一定である一方、毛細血管内で反射されて戻って来る成分は血管の状態に応じて変動する。毛細血管内で反射されて戻って来る成分が脈波変動成分に該当する。なお、ここでいう一定とは、経時的な変化が所定値以内であることが含まれうる。体表面反射成分は一定と見なすことができるため、脈波の波形に基づいて生体情報を特定するフェーズにおいては無視することができる。
【００５０】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１と同様に発光制御部Ｆ１が、ＬＥＤ２１を消灯させる指示を駆動回路２２に出力して消灯状態に移行させる。そして、受光強度取得部Ｆ２が、Ａ／Ｄ変換部３３を動作させ、消灯時強度Ｌ３を取得してステップＳ１０４に移る。
【００５１】
ステップＳ１０３で取得する消灯時強度Ｌ３は、ステップＳ１０２でのＬＥＤ２１の発光に対応する発光後強度（換言すれば照射後強度）に該当する。故に、消灯時強度Ｌ３を取得する受光強度取得部Ｆ２は、前述の発光後強度取得部Ｆ２３、すなわち照射後強度取得部に相当する。
【００５２】
また、消灯時強度Ｌ３は、ステップＳ１０７でＬＥＤ２１を発光させる前の消灯時強度に該当する。故に、消灯時強度Ｌ３は、ステップＳ１０７でのＬＥＤ２１の発光に対応する発光前強度に該当する。消灯時強度Ｌ３を取得する受光強度取得部Ｆ２は、前述の発光前強度取得部Ｆ２２、すなわち照射前強度取得部にも相当する。
【００５３】
ステップＳ１０４では前差分強度算出部Ｆ３１が、発光時強度Ｌ２から、当該発光時強度Ｌ２を取得する直前に取得した消灯時強度Ｌ１を減算した値Ｌｂ１を算出して、ステップＳ１０５に移る。以降では、発光時強度から、当該発光時強度を取得する直前に取得した消灯時強度を減算した値のことを前差分強度と記載する。つまりステップＳ１０４は、ステップＳ１０２のＬＥＤ２１の発光に対応する前差分強度Ｌｂ１を算出するステップである。前差分強度は、主として脈波変動成分と表面反射成分とを示す。ただし、前差分強度には、ステップＳ１０１を実行してからステップＳ１０２を実行するまでの時間差に由来する外乱光成分の経時変化分が、誤差として含まれる。
【００５４】
ステップＳ１０５では後差分強度算出部Ｆ３２が、発光時強度Ｌ２から、当該発光時強度Ｌ２を取得した直後に取得した消灯時強度Ｌ３を減算した値Ｌａ１を算出して、ステップＳ１０６に移る。以降では、発光時強度から、当該発光時強度を取得する直後に取得した消灯時強度を減算した値のことを後差分強度と記載する。つまり、ステップＳ１０５はステップＳ１０２でのＬＥＤ２１の発光に対応する後差分強度Ｌａ１を算出するステップである。後差分強度は、主として脈波変動成分と表面反射成分とを示す。ただし、後差分強度にも、前差分強度と同様に、ステップＳ１０２を実行してからステップＳ１０３を実行するまでの時間差に由来する外乱光成分の経時変化分が、誤差として含まれる。
【００５５】
ステップＳ１０６では脈波指標値算出部Ｆ３が、ステップＳ１０４で算出した前差分強度Ｌｂ１とステップＳ１０５で算出した後差分強度Ｌａ１とを加算した値をサブ指標値Ｎ１として算出し、ステップＳ１０７に移る。このようにして算出されるサブ指標値Ｎ１は、図５に示すように、仮に外乱光成分の経時的な変化量が一定である場合、前差分強度に含まれる外乱光成分の誤差（＋１）と、後差分強度に含まれる外乱光成分の誤差（−１）とが相殺し、ＬＥＤ発光時点での生体成分をちょうど２倍した値が得られる。ここでの生体成分とは、脈波変動成分と体表面反射成分とを合わせたものである。図５ではＬＥＤ発光時点での生体成分を１００としている場合を例示している。
【００５６】
このようにして求まるサブ指標値Ｎ１は、生体成分を２回計測した分の受光強度を示すパラメータである。また、サブ指標値Ｎ１は、脈波変動成分を含むため脈波指標と同様に、或る１時点における血管の状態（容積／圧力）を表すものである。故に、サブ指標値Ｎ１自体もまた、脈波指標値Ｍとして利用可能である。
【００５７】
再び図４に戻ってサンプリン処理の説明を続ける。制御部１はステップＳ１０６での処理が完了するとステップＳ１０７を実行する。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０２と同様に発光制御部Ｆ１が、ＬＥＤ２１を発光させるための信号を駆動回路２２に出力して発光させるとともに、受光強度取得部Ｆ２が、Ａ／Ｄ変換部３３を動作させ発光時強度Ｌ４を取得してステップＳ１０８に移る。ステップＳ１０７で取得する発光時強度Ｌ４は、１回の指標値算出処理において２回目の発光に対応する発光時強度に相当する。
【００５８】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０１、Ｓ１０３と同様に発光制御部Ｆ１が、ＬＥＤ２１を消灯させる指示を駆動回路２２に出力して消灯状態に移行させる。そして、受光強度取得部Ｆ２が、Ａ／Ｄ変換部３３を動作させ、消灯時強度Ｌ５を取得してステップＳ１０９に移る。消灯時強度Ｌ５は、ステップＳ１０７でのＬＥＤ２１の発光に対応する発光後強度に該当する。
【００５９】
ステップＳ１０９では前差分強度算出部Ｆ３１が、ステップＳ１０７でのＬＥＤ２１の発光に対応する前差分強度Ｌｂ２を算出する。すなわち、発光時強度Ｌ４から、当該発光時強度Ｌ４を取得する直前に取得した消灯時強度Ｌ３を減算することによって前差分強度Ｌｂ２を算出する。ステップＳ１０９での処理が完了するとステップＳ１１０に移る。
【００６０】
ステップＳ１１０では後差分強度算出部Ｆ３２が、ステップＳ１０７でのＬＥＤ２１の発光に対応する後差分強度Ｌａ２を算出する。すなわち、発光時強度Ｌ４から、当該発光時強度Ｌ４を取得する直後に取得した消灯時強度Ｌ５を減算することによって後差分強度Ｌａ２を算出する。Ｓ１１０での処理が完了するとステップＳ１１１に移る。
【００６１】
ステップＳ１１１では脈波指標値算出部Ｆ３が、Ｓ１０９で算出した前差分強度Ｌｂ２とＳ１１０で算出した後差分強度Ｌａ２とを加算した値をサブ指標値Ｎ２として算出し、Ｓ１１２に移る。なお、ステップＳ１０６で算出されるサブ指標値Ｎ１は、ステップＳ１０２でのＬＥＤ２１の発光（つまり１回目の発光）に対応するサブ指標値であり、Ｓ１１１で算出されるサブ指標値Ｎ１はステップＳ１０７でのＬＥＤ２１の発光（つまり２回目の発光）に対応するサブ指標値である。以降ではサブ指標値Ｎ１、Ｎ２とを区別せずに、サブ指標値Ｎ１、Ｎ２に相当する概念を指す場合にはサブ指標値Ｎと記載する。脈波指標値算出部Ｆ３は、ＬＥＤ２１を発光させる度に、前差分強度と後差分強度の和であるサブ指標値Ｎを算出する。
【００６２】
ステップＳ１１２では脈波指標値算出部Ｆ３が、ステップＳ１０６で算出したサブ指標値Ｎ１とステップＳ１１１で算出したサブ指標値Ｎ２とを加算した値を脈波指標値Ｍとして算出し、本フローを終了する。
【００６３】
なお、以上では１回の指標値算出処理における発光回数Ｋを２回とする場合の制御部１の作動を説明したが発光回数Ｋは、特定対象とする生体情報の種類に応じて適宜設計されればよい。発光回数Ｋは１回であってもよい。Ｋ＝１とする場合にはサブ指標値Ｎ１をそのまま脈波指標値Ｍとして採用すればよい。
【００６４】
発光回数Ｋが多いほど、図６に示すように、脈波指標値Ｍが推移するレベルは高くなるとともに、その振幅も大きくなる。脈波指標値Ｍの推移レベルが高いほど、脈波変動成分に対する外乱光成分の比率（つまり、Ｓ／Ｎ比）は小さくなる。すなわち、発光回数Ｋを大きい値に設定するほど、脈波指標値Ｍに含まれる誤差としての外乱光成分を抑制でき、脈波指標値Ｍを時系列順に並べてなるデータは、実際の脈波の波形が備える特徴（ピークの鋭さ等）をより精度良く示すデータとなる。図６における破線は発光回数Ｋを１回に設定した場合の推移レベルを概念的に表しており、一点鎖線は発光回数Ｋを２回に設定した場合の推移レベルを概念的に表している。実線は発光回数Ｋを３回に設定した場合の推移レベルを概念的に表している。
【００６５】
なお、１回の指標値算出処理における発光回数Ｋを１回増やす毎に、ステップＳ１０７〜Ｓ１１１に相当する処理を実行する回数を増やせばよい。発光回数Ｋを増やすことはサブ指標値Ｎの加算回数を増やすことに相当する。また、発光回数Ｋを増やすことは、脈波指標値Ｍが推移するレベル、すなわち、脈波指標値Ｍをつなげてなる脈波波形の推移レベルを高くしたり振幅を大きくしたりすることに相当する。
【００６６】
脈波指標値Ｍは、１回の指標値算出処理で算出されるサブ指標値Ｎの合計値である。個々のサブ指標値Ｎは脈波変動成分を表すものであり、また、発光間隔Ｔｐは脈拍の間隔に対して十分に小さい値に設定されているため、サブ指標値Ｎの合算値である脈波指標値Ｍもまた或る１時点での脈波変動成分を示す。
【００６７】
なお、本実施形態では１回の指標値算出処理で算出されるサブ指標値Ｎの数は、発光回数Ｋと一致する。故に、１回の指標値算出処理の発光回数Ｋを４回とした場合には、サブ指標値Ｎは４回算出され、その合計値が脈波指標値となる。１つのサブ指標値ＮはＬＥＤ発光時点での生体成分を約２倍した値となるため、発光回数Ｋを４回とした場合の脈波指標値Ｍは、生体成分を８倍した値と同等の信号強度（換言すればレベル）となる。
【００６８】
制御部１は以上の指標値算出処理によって逐次取得する脈波指標値Ｍを時系列順に並べることで、図３に示す脈波の波形を示す信号系列を形成する。
【００６９】
＜生体情報特定処理について＞
次に制御部１が実行する生体情報特定処理について説明する。生体情報特定処理は、指標値算出処理によって得られる脈波指標値の時間変化（つまり脈波）を解析することによって、ユーザの状態を示す所定の項目の数値／状態を特定する処理である。
【００７０】
生体情報特定部Ｆ８が脈波の波形から特定可能な項目（換言すれば生体情報の種類）は適宜設計されれば良い。ここでは一例として生体情報特定部Ｆ８は、脈拍数、自律神経の活動状態、呼吸数、呼吸深度、胸腔内圧変化量、及び血圧を特定可能に構成されているものとする。もちろん、生体情報特定部Ｆ８は、これらの全てを特定可能に構成されている必要はなく、その一部のみを特定可能に構成されていてもよい。また、上述した以外の項目を特定可能に構成されていてもよい。
【００７１】
なお、脈拍数（換言すれば心拍数）は、脈波のピーク間隔（つまりＲＲＩ）に基づいて算出可能である。例えば、６０秒を、一定時間当りのＲＲＩの平均値又は中央値で除算した値を脈拍数として採用可能である。自律神経の活動状態は、ＲＲＩのゆらぎの有無によって特定可能である。具体的にはＲＲＩの時系列データを周波数解析することによって特定可能である。自立神経の活動状態には、交感神経と副交感神経のどちらか活性（換言すれば優位）であるかが含まれる。交感神経の活性度合いは、ユーザがストレスを感じているか、リラックスしているかの指標としても機能する。
【００７２】
呼吸数は、一定時間当りの呼吸数である。一定時間あたりの呼吸数は、当該時間帯における脈波の包絡線のピークの数によって特定可能である。脈波の包絡線のピーク間隔は、呼吸のリズムを表す。故に、生体情報特定部Ｆ８は、脈波呼吸のリズムも特定可能である。呼吸深度は、脈波の包絡線の振幅に基づいて特定可能である。胸腔内圧変化量は、脈波の１次包絡線と２次包絡線の差分によって表される。血圧は、脈波を時間で２回微分した波形（いわゆる加速度脈波）が備える特徴点の分布から特定可能である。なお、加速度脈波は学術的には２階微分脈波とも称される。
【００７３】
制御部１（具体的には生体情報特定部Ｆ８）が特定対象とする項目（以降では特定対象）は、操作部５を介してユーザによって選択可能に構成されている。すなわち、ユーザは、操作部５を操作することで特定対象項目を選択することができる。また、本実施形態の制御部１は、ユーザによって複数種類の項目を特定対象に設定可能に構成されているものとする。
【００７４】
生体情報特定処理は、例えば、操作部５に対して生体情報特定処理の開始を指示するユーザ操作が行われた場合に実行される。生体情報特定処理の開始を指示するユーザ操作が行われたか否かといったユーザ操作の内容は操作部５から入力される操作信号によって特定される。生体情報特定処理は、所定の特定周期Ｔｘで自動的に繰り返し実行されてもよい。換言すれば、制御部１は所定の特定周期Ｔｘで自動的に生体情報特定処理を実行する動作モード（以降、定期診断モード）を備えていてもよい。
【００７５】
図７は生体情報特定処理を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローチャートを用いて生体情報特定処理における制御部１の作動について説明する。なお、以下の説明におけるステップの実行主体が省略されている場合、そのステップの実行主体は制御部１である。生体情報特定処理において取得又は算出される種々のデータはＲＡＭ１２に保存されて他の演算処理に利用されるものとする。
【００７６】
まずステップＳ２０１では特定対象設定部Ｆ４が、操作部５から入力された操作信号に基づいて、特定対象としてユーザによって選択された生体情報（換言すれば項目）を特定し、当該生体情報を特定対象に設定してステップＳ２０２に移る。ステップＳ２０２では設定変更処理を実行する。設定変更処理は、脈波検出装置１００の動作態様を定める種々のパラメータを、ユーザ操作によって特定対象に設定されている項目に応じた設定値に変更する処理である。設定変更処理については図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７７】
まず、設定変更処理の最初のステップとしてのステップＳ３０１では、ユーザによって特定対象に指定された項目が、脈波を高度に解析（換言すれば高精度に検出）する必要がある項目であるか否かを判定する。脈波の高度解析を必要とする項目とは、当該項目を特定する上で相対的に高精度、高分解能で収集された脈波指標値Ｍを母集団として用いる必要がある項目に相当する。例えば自律神経の活動状態は、ＲＲＩのゆらぎを高精度に特定する必要があるため、脈波の高度解析を必要とする項目に該当しうる。また、血圧は、脈波の１階微分や２階微分等によって定まる指標を用いて推定される。故に、血圧も脈波の高度解析が必要な項目に該当しうる。
【００７８】
一方、ＲＲＩから定まる脈拍数は、脈波のピークさえ検出できれば特定可能となる。また、ＲＲＩのゆらぎを検出可能なほど厳密に、ピークを特定する必要もない。つまり、脈拍数は相対的に低分解能で表現された、ある程度の誤差を含む脈波指標値Ｍを用いても特定可能である。
【００７９】
以上を踏まえ、ここでは一例として、自律神経の活動状態、呼吸数、呼吸深度、胸腔内圧変化量、及び血圧が、脈波の高度解析が必要な項目として予め登録されており、かつ、脈拍数は高度解析が不要な項目として設定されているものとする。脈波の高度解析を必要とする項目、及び、脈波の高度解析が不要な項目は適宜設計されれば良い。
【００８０】
上記設定において、仮に脈波の高度解析を必要とする項目が１つも選択されていない場合には、脈波の高度解析は不要であると判定してステップＳ３０２に移る。具体的には、脈拍数のみが特定対象に設定されている場合には、脈波の高度解析は不要であると判定してステップＳ３０２に移る。一方、脈拍数以外の項目、すなわち脈波の高度解析を必要とする項目が１つでも特定対象に設定されている場合には、脈波の高度解析が必要であると判定してステップＳ３０５に移る。
【００８１】
ステップＳ３０２ではＡ／Ｄ変換設定変更部Ｆ６が、Ａ／Ｄ変換部３３の設定を所定の簡易解析用設定に変更する。具体的にＯＳＲと使用ビット数のそれぞれを所定のデフォルト値に設定してステップＳ３０３に移る。ＯＳＲのデフォルト値は、脈拍数を特定する上で必要十分なサンプリングレートを提供する値に設定されていればよい。使用ビット数のデフォルト値は例えば１８ビットとする。ステップＳ３０２での処理が完了するとステップＳ３０３に移る。なお、ＯＳＲ及び使用ビット数をそれぞれのデフォルト値に設定している状態が請求項に記載の簡易解析用モードに相当する。
【００８２】
ステップＳ３０３では目標レベル設定部Ｆ５が、脈波指標値Ｍの目標レベルを、所定の第１目標レベルＬｖ１に設定する。第１目標レベルＬｖ１は、例えば脈波指標値Ｍが脈拍数の特定に必要なレベルで推移するように設定されていればよい。例えば第１目標レベルＬｖ１は５１２に設定されていればよい。そのような態様によれば、脈波を９ビットの分解能で解析することができる。ステップＳ３０３での処理が完了するとステップＳ３０４を実行する。
【００８３】
ステップＳ３０４では１回の指標値算出処理での発光回数Ｋを、所定の第１デフォルト回数Ｋ１に設定する。第１デフォルト回数Ｋ１は、例えば下記の関係式１を充足するように設定されている。
【００８４】
（Ｋ１−１）×Ｎ０＜Ｌｖ１≦Ｋ１×Ｎ０  ・・・（式１）
上記式１中のＮ０は、１回のＬＥＤ発光によって得られるサブ指標値Ｎの設計上の想定値である。上記式１の設定によれば、必要以上にＬＥＤ２１を発光させることがなく、かつ、脈波指標値Ｍとして必要な振幅を得ることができる。本実施形態では一例として第１デフォルト回数Ｋ１は２に設定されているものとして以降の説明を行う。
【００８５】
なお、ＬＥＤ２１から照射された光を血管が反射する量（換言すれば脈波変動成分）には、個人差がある。また、脈波検出装置１００の装着状態によっても脈波変動成分としての受光強度は異なりうる。故に、ユーザ個々な身体的な特性や装着状態によって、１回のＬＥＤ発光によって得られるサブ指標値Ｎにはばらつきがある。上記式１で用いられるサブ指標値Ｎの想定値Ｎ０は、平均的な体格の人物が、脈波検出装置１００を設計仕様に基づいた装着状態で使用している場合に観測されるサブ指標値Ｎの平均値を示すものとすればよい。また、サブ指標値Ｎの想定値Ｎ０は、種々の体格の人物でのサブ指標値Ｎの実測値を母集団として統計学的に定まる代表値（例えば平均値や中央値、最頻値）としてもよい。
【００８６】
また、本実施形態では一例として上記式１に従って第１デフォルト回数Ｋ１を設定するものとするが、これに限らない。第１デフォルト回数Ｋ１は、他の規則によって設定されても良い。例えば、正の係数αを導入して、Ｌ１の代わりに、Ｌ１×αを基準としてＫ１を決定しても良い。αは例えば０．８など、０．５〜１．５程度の値に設定されれば良い。なお、α＝１と設定した場合には式１と同一となる。ステップＳ３０４での処理が完了すると本フローを終了して、図７に示す生体情報特定処理のステップＳ２０３を実行する。
【００８７】
ステップＳ３０５ではＡ／Ｄ変換設定変更部Ｆ６が、Ａ／Ｄ変換部３３の設定を所定の高度解析用設定に変更する。具体的にはＯＳＲと使用ビット数のそれぞれを所定のハイレベル値に設定してステップＳ３０３に移る。ＯＳＲのハイレベル値は、少なくともデフォルト値よりも高い値である。ＯＳＲを上げることで前述の通り、Ａ／Ｄ変換の精度を上げることができる。ＯＳＲのハイレベル値は、例えばデフォルト値の２倍に設定されていればよい。ＯＳＲのハイレベル値は、例えば自律神経の活動状態や血圧を特定する上で必要十分なサンプリングレートに設定されていればよい。
【００８８】
使用ビット数のハイレベル値は、使用ビット数の上限（２４ビット）を超えない範囲において、使用ビット数のデフォルト値（１８ビット）よりも高ければよい。使用ビット数のハイレベル値は例えば２０ビットとする。使用ビット数を大きくすることで、アナログ信号としての受光強度の分解能を上げることができる。ステップＳ３０５での処理が完了するとステップＳ３０６に移る。なお、ＯＳＲ及び使用ビット数をそれぞれハイレベル値に設定している状態が請求項に記載の高度解析用モードに相当する。
【００８９】
ステップＳ３０６では目標レベル設定部Ｆ５が、脈波指標値Ｍの目標レベルを、所定の第２目標レベルＬｖ２に設定する。第２目標レベルＬｖ２は、例えば脈波指標値Ｍが自律神経の活動状態や血圧の特定に必要な振幅で推移するように設定されていればよい。第２目標レベルＬｖ２は、第１目標レベルＬｖ１よりも大きい値に設定されている。例えば第２目標レベルＬｖ２は１０２４に設定されていればよい。そのような態様によれば、脈波を１０ビットの分解能で解析することができる。ステップＳ３０６での処理が完了するとステップＳ３０７を実行する。
【００９０】
ステップＳ３０７では、１回の指標値算出処理での発光回数Ｋを、所定の第２デフォルト回数Ｋ２に設定する。第２デフォルト回数Ｋ２は、例えば下記の関係式２を充足するように設定されている。下記式２中のＮ０は、式１と同様にサブ指標値Ｎの想定値である。
【００９１】
（Ｋ２−１）×Ｎ０＜Ｌｖ２≦Ｋ２×Ｎ０  ・・・（式２）
上記式２の設定によれば、脈波指標値Ｍとして必要な振幅を得つつ、必要以上にＬＥＤ２１を発光させることを抑制できる。もちろん、第２デフォルト回数Ｋ２についても第１デフォルト回数Ｋ１と同様のその他の規則によって決定されても良い。本実施形態では一例として第２デフォルト回数Ｋ２は４に設定されているものとして以降の説明を行う。ステップＳ３０７での処理が完了すると本フローを終了して、図７に示す生体情報特定処理のステップＳ２０３を実行する。
【００９２】
なお、本実施形態ではサンプリング周期Ｔｓ自体は一定とするが、これに限らない。他の態様として、脈波の高度解析が必要か否かによってサンプリング周期Ｔｓを変更してもよい。その場合、脈波の高度解析が必要な場合のサンプリング周期Ｔｓは、脈波の高度解析が不要な場合のサンプリング周期Ｔｓよりも短い値に設定されれば良い。
【００９３】
ステップＳ２０３では発光回数調整部Ｆ７が、発光回数調整処理を実施する。発光回数調整処理は、脈波指標値Ｍが目標レベルに応じたレベルで推移するように、指標値算出処理における発光回数Ｋを調整する処理である。例えば発光回数調整部Ｆ７は、脈波指標値Ｍが、ステップＳ２０２で設定された目標レベルを下回って推移する場合には、脈波指標値Ｍ１が目標レベルに応じたレベルで推移するように発光回数Ｋを増やす。また、ステップＳ２０２で設定された目標レベルに対して脈波指標値Ｍが大きすぎる場合には発光回数Ｋを減らす。脈波指標値Ｍが目標レベルに応じたレベルで推移するように発光回数Ｋを調整するということは、別の観点によれば、脈波の波形が所望の振幅を提供するように発光回数Ｋを調整することに相当する。
【００９４】
発光回数調整部Ｆ７は、発光回数調整処理として例えば図９に示すフローチャートに沿って各ステップに対応する処理を実行する。すなわち、発光回数調整部Ｆ７は、最初のステップＳ４０１として、発光制御部Ｆ１等と協働して、試験的に指標値算出処理を所定の複数回実施する。試験的に実行する指標値算出処理の回数（以降、試験回数）は、心拍１拍分の脈波指標値Ｍを収集可能な回数に設定されていればよい。例えば試験回数は、ＲＲＩの最大値として想定される所定の値を、サンプリング周期Ｔｓで除算した値とすればよい。ステップＳ４０１では、指標値算出処理の結果として得られる脈波指標値Ｍの他、その過程で算出されたサブ指標値ＮもＲＡＭ１２に保存される。ステップＳ４０１としての処理が完了するとステップＳ４０２を実行する。
【００９５】
なお、ステップＳ４０１で実行される指標値算出処理の結果として収集される脈波指標値Ｍは、本フローの結果として発光回数Ｋが変更されなかった場合には、脈波の解析及び当該解析に基づく生体情報の特定に使用してもよい。一方、本フローの結果として発光回数Ｋが変更され場合には、ステップＳ４０１で取得した複数の脈波指標値Ｍは、脈波の解析及び当該解析に基づく生体情報の特定に使用しないように処理（例えば破棄）されるものとする。
【００９６】
次に発光回数調整部Ｆ７はステップＳ４０２として、ステップＳ４０１で収集した複数の脈波指標値Ｍを母集団として、実際に観測された脈波指標値Ｍの代表値（以降、脈波指標代表値）Ｍｘを算出する。脈波指標代表値Ｍｘとしては例えば平均値や、中央値、最大値、最小値などを採用することができる。ここでは一例として脈波指標代表値Ｍｘは、ステップＳ４０１で収集した複数の脈波指標値Ｍの最小値とする。
【００９７】
また、ステップＳ４０２において発光回数調整部Ｆ７は、ステップＳ４０１で収集した複数のサブ指標値Ｎを母集団として、実際に観測されたサブ指標値Ｎの代表値（以降、サブ指標代表値）Ｎｘを算出する。サブ指標代表値Ｎｘとしては例えば平均値や、中央値、最大値、最小値などを採用することができる。ここでは一例としてサブ指標代表値Ｎｘは、ステップＳ４０１で収集した複数のサブ指標値Ｎの最小値とする。ステップＳ４０２での処理が完了するとステップＳ４０３に移る。
【００９８】
ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２で算出（換言すれば決定）した脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルを下回っているか否かを判定する。脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルを下回っている場合にはステップＳ４０４を実行する。一方、脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルを下回っていない場合にはステップＳ４０５を実行する。
【００９９】
ステップＳ４０４では、指標値算出処理での発光回数Ｋを１回増やす。例えば図１０に示すように、目標レベルが第１目標レベルＬｖ１に設定されており、かつ、発光回数Ｋが第１デフォルト回数Ｋ１＝２に設定されている場合に、脈波指標代表値Ｍｘが第１目標レベルＬｖ１を下回る場合には、発光回数Ｋを１回増やし、合計３回とする。
【０１００】
そのような構成によれば、３回目のＬＥＤ発光に伴うサブ指標値Ｎ３が加算されるようになるため、脈波指標値Ｍが大きくなり、第１目標レベルＬｖ１を超過するようになる。なお、１回分の増加ではまだ脈波指標値Ｍの代表値が第１目標レベルＬｖ１を超過しない場合には、脈波指標値Ｍの代表値が第１目標レベルＬｖ１を超過するようになるまで、１回ずつ発光回数Ｋを増加させればよい。
【０１０１】
また、発光回数Ｋの増加は、１回ずつ行う必要はない。例えば、目標レベルに対する脈波指標代表値Ｍｘの不足分ΔＭと、サブ指標代表値Ｎｘに基づいて増加回数ｋｐを算出しても良い。具体的には、下記式３Ａ、３Ｂに示すように、不足分ΔＭをサブ指標代表値Ｎｘで除算した値を切り上げてなる整数を、増加回数ｋｐとすればよい。式３ＡはΔＭ／Ｎｘが整数である場合、すなわち、不足分ΔＭをサブ指標代表値Ｎｘで割り切れる場合に適用される式である。式３Ｂは、不足分ΔＭをサブ指標代表値Ｎｘで割り切れない場合に適用される式である。
【０１０２】
ｋｐ＝ΔＭ／Ｎｘ  ・・・（式３Ａ）
ｋｐ＝［ΔＭ／Ｎｘ］＋１  ・・・（式３Ｂ）
なお、式３Ｂ中における“［  ］”はガウス記号である。式３Ｂ中の“［ΔＭ／Ｎｘ］”はΔＭをＮｘで除算した値を超えない最も大きい整数を示す。式３Ａ、３Ｂを用いて増加回数ｋｐを決定した場合には、図１１に示すように、ステップＳ２０２で設定されているデフォルト回数に、増加回数ｋｐを加算した値を、最終的な発光回数Ｋとして採用する。なお、このような態様は、複数のサブ指標値Ｎを母集団とするサブ指標代表値Ｎｘと目標レベルとに基づいて、１回の指標値算出処理における適正な発光回数を決定する態様に相当する。ステップＳ４０４での処理が完了すると、本フローを終了して、図７に示す生体情報特定処理のステップＳ２０４を実行する。
【０１０３】
ステップＳ４０５では、脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルに対して大きすぎるか否かを判定する。例えば、脈波指標代表値Ｍｘから目標レベルを減算した値が、サブ指標代表値Ｎｘ以上である場合には、脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルに対して大きすぎると判定する。脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルに対して大きすぎるとは、別の観点によれば、発光回数Ｋを１回減らしてもまだ新たな発光回数Ｋのもとでの脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルを超過する場合に相当する。
【０１０４】
脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルに対して大きすぎる場合には、ステップＳ４０６を実行する。一方、脈波指標代表値Ｍｘが目標レベルに対して大きすぎることはない場合、すなわち、脈波指標代表値Ｍｘと目標レベルとの差がサブ指標代表値Ｎｘである場合には、ステップＳ４０７を実行する。
【０１０５】
ステップＳ４０６では発光回数Ｋを１回減らす。例えば図１２に示すように目標レベルが第２目標レベルＬｖ２に設定されており、かつ、発光回数Ｋが第２デフォルト回数Ｋ２＝４に設定されている場合に、脈波指標値Ｍの代表値が、第２目標レベルＬｖ２よりもサブ指標値Ｎ以上大きい場合には、発光回数Ｋを１回減らし、合計３回とする。そのような構成によれば、不要なＬＥＤの発光を抑制することができ、消費電力を抑制することができる。また、制御部１の演算負荷を低減することもできる。
【０１０６】
ステップＳ４０６での処理が完了すると、本フローを終了して、図７に示す生体情報特定処理のステップＳ２０４を実行する。ステップＳ４０７ではステップＳ２０２で設定されているデフォルトの発光回数をそのまま発光回数Ｋとして維持して本フローを終了する。そして、図７に示す生体情報特定処理のステップＳ２０４を実行する。つまり、ステップＳ４０３及びＳ４０５を否定判定してステップＳ４０７に移る処理ルートでは発光回数Ｋの変更を実施しない。
【０１０７】
ステップＳ２０４では脈波指標値Ｍの収集を開始する。すなわち、サンプリング処理を実行し始める。このステップＳ２０４から後述するＳ２０７を実行するまでの間は、所定のサンプリング周期Ｔｓで指標値算出処理を実施する。サンプリング処理の結果としての得られる複数の脈波指標値Ｍは、取得時刻順にソートされてＲＡＭ１２等に保存されていく。
【０１０８】
ステップＳ２０５では、ＲＡＭ１２に蓄積されている複数の脈波指標値Ｍに基づいて、ユーザによって指定されている生体情報（換言すれば特定対象項目）の数値／状態を特定することが可能であるか否かを判定する。ステップＳ２０５での判定処理は、別の観点によれば、特定対象項目の数値／状態を特定するために必要な数（以降、解析必要数）の脈波指標値Ｍを収集できたか否かを判定することに相当する。解析必要数の脈波指標値Ｍをまだ収集できていない場合には、サンプリング処理を継続させ（ステップＳ２０６）、一定時間経過後に再びステップＳ２０５を実行する。そして、解析必要数の脈波指標値Ｍを収集できた場合には、ステップＳ２０７に移る。
【０１０９】
ステップＳ２０７ではサンプリング処理を停止して、ステップＳ２０８に移る。ステップＳ２０８では生体情報特定部Ｆ８が、以上の処理で収集した脈波指標値Ｍの時系列データに基づいて、特定対象項目の値／状態を特定する。種々の生体情報毎の特定方法は前述の通りである。ステップＳ２０８での処理が完了するとステップＳ２０９を実行する。
【０１１０】
ステップＳ２０９では提示処理部Ｆ９が、ステップＳ２０８で特定した生体情報毎の数値／状態を表示部６に表示して本フローを終了する。なお、ステップＳ２０８で特定した生体情報毎の数値／状態を示すデータは、無線通信モジュール７を介して外部装置に送信されても良い。ここでの外部装置とは、例えばスマートフォン等のユーザが携帯する携帯端末であってもよいし、センタ等であってもよい。
【０１１１】
なお、本実施形態の発光回数調整部Ｆ７は、ステップＳ２０４以降のサンプリング処理とは別途、指標値算出処理を試験的に複数回実施することによって発光回数Ｋの調整を行うものとするが、これに限らない。サンプリング処理の途中で発光回数Ｋの変更を実施しても良い。ただし、サンプリング処理の途中で発光回数Ｋの変更を行った場合には、それ以前に収集した脈波指標値Ｍは、脈波の解析及び当該解析に基づく生体情報の特定には使用しないように処理（例えば破棄）するか、又は、脈波指標値Ｍの推移レベルが整合するようにオフセットをかけて使用するものとする。
【０１１２】
＜実施形態の効果＞
次に、比較構成を導入して、本実施形態の効果について説明する。ここでの比較構成とは、図１３に示すように１回の指標値算出処理において、ＬＥＤ２１を発光させている時の受光強度（つまり発光時強度）Ｌｐ１、Ｌｐ３、Ｌｐ５と、ＬＥＤ２１を発光状態から消灯状態へと切り替えた後の受光強度（つまり消灯時強度）Ｌｐ２、Ｌｐ４、Ｌｐ６との差分の合計値を脈波指標値として採用する構成である。なお、図では一例として、ＬＥＤ２１の発光から消灯までを１セットとした場合に、４セット分の発光時強度と消灯時強度の差分の合計値を脈波指標値として採用する態様を図示している。便宜上、１セットでの発光時強度と消灯時強度の差分値を、比較構成におけるサブ指標値と称する。１回の指標値算出処理におけるセット数は、脈波指標値が所望のレベルで推移するように設計されれば良い。
【０１１３】
そのような構成では図１４に示すように外乱光の強度が経時的に増加している場合、受光強度の検出タイミングの時間差ΔＴに起因する外乱成分の変化量が誤差としてそのままサブ指標値に含まれる。具体的には、図１４に示す例では、検出タイミングの時間差ΔＴに起因する外乱成分の変化量「１」が誤差としてサブ指標値に残ってしまう。
【０１１４】
また、比較構成では脈波の波形が所望の振幅を提供するように１回の指標値算出処理におけるセット数（換言すれば発光回数）を増やせば、そのセット数に応じて誤差が積み重なってしまう。例えば１セット当りの誤差が１である場合には、４セット分のサブ指標値の合計値である脈波指標値には、１×４＝４の誤差が含まれることになる。
【０１１５】
これに対し、本実施形態の構成では、ＬＥＤ２１を発光させる直前及び直後の消灯時強度を照射時強度から減算してなる２つの値（具体的には前差分強度と後差分強度）を加算することで１つのサブ指標値Ｎを生成する。なお、ＬＥＤ２１を発光させる直前の消灯時強度とは、前回ＬＥＤ２１を発光させてから今回ＬＥＤ２１を発光させるまでに取得した受光強度である。ＬＥＤ２１を発光させる直前の消灯時強度とは、別の観点によれば、ＬＥＤ２１を発光させ始める時点（以降、発光開始時点）から過去、消灯継続時間以内となる任意の時点における受光強度である。また、ＬＥＤ２１を発光状態から消灯状態へと遷移させた直後の消灯時強度とは、今回ＬＥＤ２１を発光させてから次回ＬＥＤ２１を発光させるまでに取得した受光強度である。ＬＥＤ２１を発光状態から消灯状態へと遷移させた直後の消灯時強度とは、別の観点によれば、ＬＥＤ２１を消灯した時点から消灯継続時間経過するまでの任意の時点における受光強度である。
【０１１６】
このようなサブ指標値Ｎの算出態様によれば、図５を用いて前述したように、外乱光成分の経時的な変化量が一定である場合、前差分強度に含まれる外乱光成分の誤差と、後差分強度に含まれる外乱光成分の誤差とが相殺し、Ｓ１０２でのＬＥＤ発光時点での生体成分（例えば１００）をちょうど２倍した値が得られる。すなわち、外乱光成分の経時的な変化量に由来する誤差がサブ指標値Ｎに含まれることを抑制する事ができる。
【０１１７】
故に、サブ指標値Ｎを積み重ねてなる脈波指標値Ｍ自体に、外乱光成分の経時的な変化量に由来する誤差が含まれることを抑制できる。その結果、脈波指標値の時系列データが示す脈波波形を、実際の脈波波形により一層近づけることができる。つまり、上記の構成によればより精度良く脈波を検出することができる。
【０１１８】
・本実施形態の構成によれば、ＬＥＤ２１を２回発光させることによって、比較構成での４セット分と同程度の大きさの脈波指標値を得ることができる。つまり、比較構成と同程度の振幅を有する脈波指標値を得るために必要なＬＥＤ２１の発光回数Ｋを半分に低減することができる。当然、発光回数Ｋが少ないほど、消費電力は低下する。つまり、本実施形態の構成によれば、比較構成よりも消費電力を抑制することができる。
【０１１９】
・本実施形態では発光回数Ｋを調整することによって、脈波指標値Ｍの推移レベルを調整する。脈波指標値Ｍの推移レベルを調整するための他の構成としては、ＬＥＤ２１に流す電流を制御することによって、ＬＥＤ２１の発光強度自体を調整する構成（以降、想定構成）も考えられる。しかしながら、発光強度を単純に２倍にしたからといって、発光時強度が２倍になるとは限らない。肌の色や、レンズ距離、装着状態などによって、ＬＥＤ２１が照射した光の反射光がＰＤ３１で受光される量は変化するためである。
【０１２０】
つまり、発光強度と受光強度との対応関係が不確定であるため、想定構成では、発光強度を２倍にしたからといって所望の脈波指標値Ｍの推移レベルを２倍にできるとは限らない。さらに想定構成では、脈波指標値Ｍの推移レベルを所望のレベルに移すための電流制御として、発光強度が大きすぎたら低減し、少なくなりすぎたら増大させるといった処理が繰り返し実行されることが予想される。また、想定構成では、電流制御を行う回路モジュールや、当該回路モジュールへの電力供給が必要となってしまう。
【０１２１】
対して、本実施形態の構成によれば、発光回数Ｋの増加減によって脈波指標値Ｍの推移レベルを調整するため、脈波指標値Ｍの推移レベルを所望のレベルに設定することが相対的に容易である。特に、１回当りの発光に由来するサブ指標値Ｎの大きさは、試験的な指標値算出処理の実測値に基づいて定まるため、発光回数と脈波指標値との対応関係は明確である。そのようなことを鑑みると、本実施形態において脈波指標値Ｍの推移レベルを所望のレベルに設定する際の確実性や精度は、想定構成よりも高いといえる。
【０１２２】
また、脈波指標値Ｍの推移レベルを所望のレベルに移すための制御に要する時間を抑制することもできる。さらに、本実施形態ではＬＥＤ２１の発光強度は一定値とすることができるため、想定構成で必要となる電流制御を行う回路モジュールや、当該回路モジュールへの電力供給が不要である。故に、想定構成に比べて部品コストや消費電力を抑制できる。
【０１２３】
また、前述の通り、ＬＥＤ２１から照射された光を血管が反射する量には、個人差がある。これに対し、本実施形態の構成によれば、発光回数Ｋを調整することによって、脈波指標値Ｍの推移レベルを調整することができる。つまり、発光回数Ｋの増減といった相対的に簡易な処理によって、ＬＥＤ２１が照射した光の反射量についての個人差を吸収（換言すれば解消）することができる。
【０１２４】
・本実施形態では、脈波の高度解析が必要な場合には、発光回数Ｋを相対的に大きい値にすることで、脈波の振幅を相対的に大きくする一方、脈波の高度解析が不要である場合には相対的に発光回数Ｋを小さい値に設定する。このように必要に応じて発光回数Ｋを動的に制御するため、消費電力をより一層低減できる。
【０１２５】
・本実施形態では、脈波の高度解析が不要である場合には、ＯＳＲの低下や使用ビット数の低減など、Ａ／Ｄ変換部３３の性能を落として動作させるため小さい値に設定するため、消費電力をより一層低減できる。
【０１２６】
・脈波検出装置１００を定期診断モードで動作させる場合、すなわち、所定の特定周期Ｔｘで定期的に生体情報特定処理を実行させる場合には、特定対象として設定している生体情報が定期的に特定される。例えば、脈拍数や血圧、自律神経の活動状態等を定期的に特定する。そのような定期診断モードは、例えば病院での入院患者の検査やモニタリングに利用することができる。また、高齢者や要介護者、ドライバ等の見守りや体調管理に利用することができる。特に、運送車両や旅行バスのドライバなど、長距離、長時間の運転を実施する人物の体調管理に好適である。もちろん、その他の人物にも適用可能である。なお、以上では人間を観測対象とする態様を例示したがこれに限らない。人間以外の動物に使用してもよい。
【０１２７】
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【０１２８】
なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
【０１２９】
［変形例１］
上述した実施形態では、ＬＥＤ２１を発光させる直前及び直後の消灯時強度を照射時強度から減算してなる２つの値（具体的には前差分強度と後差分強度）を加算することで１つのサブ指標値Ｎを生成する態様を開示した。しかし、サブ指標値Ｎを算出する上で照射時強度から減算する消灯時強度は、ＬＥＤ２１を発光させる直前及び直後の消灯時強度でなくともよい。
【０１３０】
例えば図１５に示すように、１回の指標値算出処理において３回ＬＥＤ２１を発光させる構成において、２回目の発光に対応する発光時強度Ｌ４から１回目の発光前に取得した消灯時強度Ｌ１を減算することで前差分強度を算出するとともに、２回目の発光に対応する発光時強度Ｌ４から３回目の発光後に取得した消灯時強度Ｌ７を減算することで後差分強度を算出し、それらを足し合わせることで１つのサブ指標値Ｎ４を生成してもよい。
【０１３１】
なお、図１５のＬ６は３回目の発光に対応する発光時強度を示しており、Ｎ３は３回目のＬＥＤ２１の発光に対応するサブ指標値Ｎである。３回目のＬＥＤ２１の発光に対応するサブ指標値Ｎ３は、発光時強度Ｌ６から３回目の発光直前の消灯時強度Ｌ５を減算してなる前差分強度と、発光時強度Ｌ６から３回目の消灯直後の消灯時強度Ｌ７を減算してなる後差分強度とを加算したものである。
【０１３２】
このような制御態様によれば、３回の発光によって合計４つのサブ指標値Ｎを算出することができる。つまり、実施形態の構成において発光回数Ｋを４に設定した場合と同等の推移レベルを提供する脈波指標値Ｍを得ることができる。
【０１３３】
また、上述した実施形態では、比較構成における８セット分のサブ指標値Ｎの合計値と同等の大きさの脈波指標値Ｍを算出しようとすると、発光回数Ｋを４に設定する必要がある。一方、図１５を用いて説明した本変形例の構成を適用すれば、３回の発光によって比較構成における８セット分のサブ指標値の合計値と同等の大きさの脈波指標値Ｍを得ることができる。つまり、比較構成での８セット分のサブ指標値の合計値と同等の大きさの脈波指標値Ｍを１回の指標値算出処理で得ようとする場合に、当該変形例１の構成によれば発光回数を実施形態よりも抑制できる。その結果、消費電力をより一層低減できる。また、１回の指標値算出処理に要する時間も短縮できる。
【０１３４】
なお、以上では１回の指標値算出処理でＬＥＤ２１を３回発光させる場合に本変形例１の思想を適用した場合の制御部１の作動について説明したが、発光回数Ｋが４以上であっても同様に適用できる。
【０１３５】
［変形例２］
制御部１は、上述した実施形態での脈波指標値の算出方法と、比較構成による脈波指標値の算出方法の両方を選択的に実施可能に構成されてあって、外部環境等に応じてそれらの算出方法を使い分けるように構成されていてもよい。便宜上、実施形態に開示の方法で脈波指標値Ｍを算出する動作モードを第１モードと称するとともに、比較構成として開示の方法で脈波指標値Ｍを算出する動作モードを第２モードと称する。
【０１３６】
例えば、制御部１は、特定対象項目として脈波の高周波成分を用いる必要がある項目が選択されている場合には第１モードで動作する一方、脈波の高周波成分を用いる必要がある項目が選択されていない場合には第２モードで動作する。
【０１３７】
発明者らは種々の試験によって、第１モードと第２モードのノイズ抑制効果を評価した結果、第１モードのほうが第２モードよりも脈波の高周波成分に重畳するノイズを抑制できる一方、相対的に低い周波数帯においては、第１モードよりも第２モードのほうがノイズの抑制効果が高い場合があるといった知見を得た。故に、特定対象項目として設定されている項目に応じて、第１モードと第２モードとを使い分けることで、より精度良く特定対象項目の数値／状態を特定することができる。
【０１３８】
［変形例３］
目標レベル設定部Ｆ５は、消灯時強度の値が、脈波検出装置１００が太陽光の当たる環境で使用されていることを示す所定の閾値（以降、太陽光下閾値）以上である場合、目標レベルを消灯時強度が太陽光下閾値未満である場合よりも高いレベルに設定しても良い。例えば目標レベル設定部Ｆ５は、消灯時強度が太陽光下閾値未満である場合には、高度解析が必要であるか否かに応じたデフォルトレベルに設定する。一方、消灯時強度が太陽光下閾値以上である場合には、デフォルトレベルを１．５倍した値に設定する。なお、消灯時強度が太陽光下閾値以上である場合に適用される目標レベルのデフォルトレベルに対する倍率は、１よりも大きければよく、例えば１．２倍や２．０倍などであってもよい。また、所定の係数を乗じるのではなく、デフォルトレベルに所定の値を加算することで、最終的な目標レベルを相対的に高いレベルに設定しても良い。
【０１３９】
この変形例３の構成によれば、太陽光が当たる環境下において脈波の検出精度が低下することを抑制できる。具体的には次の通りである。まず前提として、太陽光は一般的に室内で使用される照明の光よりも強度が強い。そのため、太陽光が当たる環境下では、室内等で使用されている場合に比べて外乱光成分が大きくなる傾向がある。そのような課題に対して本変形例３の構成では、消灯時強度が太陽光下閾値以上である場合には目標レベルを相対的に高いレベルに設定するため、この目標レベルの引き上げに伴って発光回数Ｋも増加し、脈波指標値Ｍの経時的な振幅を大きくすることができる。脈波指標値Ｍの経時的な振幅を大きくすれば、Ｓ／Ｎ比が低下するため、太陽光が検出結果に与える影響を抑制することができる。
【０１４０】
［変形例４］
Ａ／Ｄ変換設定変更部Ｆ６は消灯時強度の値が、脈波検出装置１００が太陽光の当たる環境で使用されていることを示す所定の閾値（以降、太陽光下閾値）以上である場合、サンプリング時間を、消灯時強度が太陽光下閾値未満である場合よりも短い値に設定してもよい。なお、前提としてＡ／Ｄ変換部３３は、サンプリング時間の値を変更可能に構成されているものとする。サンプリング時間は、標本化の対象とする入力アナログ電圧を蓄電する時間であって、一回のＡ／Ｄ変換処理においてＡ／Ｄ変換部３３を作動させる時間に相当する。
【０１４１】
例えばＡ／Ｄ変換設定変更部Ｆ６は、消灯時強度が太陽光下閾値未満である場合には、所定の値（つまりデフォルト値）に設定する。一方、消灯時強度が太陽光下閾値以上である場合には、デフォルト値よりも短い値、例えば０．５倍の値に設定する。なお、倍率は１よりも小さければよく、例えば０．８倍などであってもよい。
【０１４２】
この変形例４の構成によれば、消灯時強度が太陽光下閾値以上である場合にはサンプリング時間を相対的に短い値に設定するため、外乱光を除去する性能が向上する。その結果、変形例３と同様に、太陽光が当たる環境下において脈波の検出精度が低下することを抑制できる。なお、消灯時強度が太陽光下閾値未満である場合には、サンプリング時間は相対的に長い値に設定されるため、１回あたりの蓄積電圧を高めることができる。
【０１４３】
［変形例５］
目標レベル設定部Ｆ５は、加速度センサ４の出力値が、ユーザが動いていることを示す所定の体動閾値以上である場合には、目標レベルを、加速度センサの出力値が体動閾値未満である場合よりも高いレベルに設定してもよい。
【０１４４】
脈波検出装置１００がウェラブルデバイスとして構成されてあって、ユーザが動いている場合、ユーザの動きによって脈波検出装置１００とユーザの体との接触状態が変動しうる。当然、接触状態が変動していると、外乱光の混入確率が変化するため、検出精度の劣化が想定される。そのような課題に対して、本変形例５の構成によれば、加速度センサ４の出力値が体動閾値以上である場合、すなわちユーザが動いていることを示す値となっている場合には、目標レベルを相対的に高いレベルに設定するため、この目標レベルの引き上げに伴って発光回数Ｋも増加し、脈波指標値Ｍの経時的な振幅を大きくすることができる。脈波指標値Ｍの経時的な振幅を大きくすれば、Ｓ／Ｎ比が低下するため、外乱光が検出結果に与える影響を抑制することができる。
【０１４５】
［変形例６］
上述した実施形態では、脈波指標値算出処理においてｊ回目（ｊは自然数）の発光に対応する発光後強度を、ｊ＋１回目の発光に対応する発光前強度としても利用する態様を開示した。例えば１回目の発光に対応する発光後強度としての消灯時強度Ｌ３を、２回目の発光に対応する発光前強度としても利用する態様を開示した。しかしながら、受光強度取得部Ｆ２の作動態様はこれに限らない。
【０１４６】
図１６に示すように、例えば１回目の発光に対応する発光後強度としての消灯時強度Ｌ３とは別に、２回目の発光に対応する発光前強度としての消灯時強度Ｌ８を取得してもよい。図１６に示すＬ９は２回目の発光に対応する発光時強度を表しており、Ｌ１０は２回目の発光に対応する発光後強度としての消灯時強度を表している。
【符号の説明】
【０１４７】
１００  脈波検出装置、１  制御部、２  発光モジュール（発光部）、３  受光モジュール（受光部）、４  加速度センサ、Ｆ１  発光制御部、Ｆ２  受光強度取得部、Ｆ３  脈波指標値算出部、Ｆ４  特定対象設定部、Ｆ５  目標レベル設定部、Ｆ６  Ａ／Ｄ変換設定変更部（変換部設定変更部）、Ｆ７  発光回数調整部、Ｆ８  生体情報特定部、Ｆ９  提示処理部
【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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【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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