(57)【要約】【課題】被計測者を拘束することなく、精度よく脈拍を計測することができるようにする。【解決手段】被計測者の表皮が、導光体１８の表面に接触しているときに、導光体１８によって導光されている光は、被計測者の表皮で反射して、導光体１８から出射され、モードスクランブル部２０によって、モードスクランブルがかけられる。そして、光検出部２２によって、モードスクランブル部２０を介して導光体１８から出射された異なる波長の光を検出する。光信号復調部２４によって、異なる波長の光の各々の時系列信号を生成し、信号処理回路２６によって、異なる波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する。【選択図】図１
2015093163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測者の表皮を表面に接触させるための、入射された光を導光する導光体と、
入射された光に対し、モードスクランブルをかけるモードスクランブル部と、
前記モードスクランブル部を介して前記導光体から出射された特定波長の光を検出する光検出部と、
前記光検出部によって検出した前記特定波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する計測部と、
を含む脈拍計測装置。
【請求項２】
被計測者の表皮を表面に接触させるための、入射された光を導光する導光体であって、光を導光する方向に対して屈曲し、又は前記光を導光する方向を軸として捩じられた導光体と、
前記導光体から出射された特定波長の光を検出する光検出部と、
前記光検出部によって検出した前記特定波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する計測部と、
を含む脈拍計測装置。
【請求項３】
複数の波長の光を照射する光源であって、照射される光の波長を前記複数の波長のうちの何れかに切り替え可能な光源と、
脈拍より早い予め定められた周波数で、前記光源により照射される光の波長を前記複数の波長のうちの何れかに切り替えるように前記光源を制御する照射制御部と、
を更に含み、
前記光検出部は、前記モードスクランブル部を介して前記導光体から出射された光を検出し、前記照射制御部による光の波長の切り替えに同期して、前記検出した光から、前記複数の波長の光の各々の時系列信号を生成し、
前記計測部は、前記光検出部によって生成した前記複数の波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する請求項１又は２記載の脈拍計測装置。
【請求項４】
複数の波長の光を照射する照射部と、
前記複数の波長に対応して設けられ、かつ、対応する波長の光を分離する複数の波長分離部と、
を更に含み、
前記光検出部は、前記複数の波長に対応して設けられた複数の光検出部であって、前記複数の波長分離部を介して前記導光体から出射された前記複数の波長の光を検出し、
前記計測部は、前記複数の光検出部によって検出した前記複数の波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する請求項１又は２記載の脈拍計測装置。
【請求項５】
前記モードスクランブル部を、拡散板とした請求項１記載の脈拍計測装置。
【請求項６】
前記モードスクランブル部を、光の入射側から光の出射側に向かって幅が狭くなるように形成されたダウンテーパとした請求項１記載の脈拍計測装置。
【請求項７】
被計測者の表皮に対して複数の波長の光を照射する光源であって、照射される光の波長を前記複数の波長のうちの何れかに切り替え可能な光源と、
脈拍より早い予め定められた周波数で、前記光源により照射される光の波長を前記複数の波長のうちの何れかに切り替えるように前記光源を制御する照射制御部と、
前記被計測者の表皮から反射された光を検出し、前記照射制御部による光の波長の切り替えに同期して、前記検出した光から、前記複数の波長の光の各々の時系列信号を生成する光検出部と、
前記光検出部によって生成した前記複数の波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する計測部と、
を含む脈拍計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈拍計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、指先や、耳たぶ、手首などの部位に密着させて、心拍や、経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定するパルスオキシメータという測定器が知られている。酸化ヘモグロビンは赤色であり、赤色を吸収せずに透過し、また、還元ヘモグロビンは黒っぽい色であり、光をよく吸収する。血液中に酸素が多いと、ＲとＩＲともに透過するが、血液中に酸素が少ない場合、Ｒの吸収が強くなる。Ｒ／ＩＲの比率から酸素飽和度が得られる。
【０００３】
また、光（赤外光）をステアリング付近に投射して、反射光で心拍を得る方式が知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、光検出部をメガネのフレームに取り付け、安定に心拍を測定する方式が知られており（特許文献２）、また、異なる波長（例７００ｎｍと８００ｎｍの半導体レーザ）を用いて、交互に照射することで心拍を測定する方法が知られている（特許文献３）。
【０００５】
また、光を照射する部分と、ステアリングに取り付けた手、指からの透過光及び反射光を受光する複数の検出器とで、心拍測定を行う方法が知られている（特許文献４）。
【０００６】
また、ＣＭＯＳカメラの画像から、赤、緑、青色の成分を時系列で検出して、信号処理により心拍を測定する方法が知られている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２２９１４号公報
【特許文献２】特許第４１８６３７４号公報
【特許文献３】特許第４４７５６０１号公報
【特許文献４】特開２０１１−２５４９５７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｍ．Ｚ．Ｐｏｈ，Ｄ．Ｊ．ＭｃＤｕｆｔ，Ｒ．Ｗ．Ｐｉｃａｒｄ，”Ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔ，  ａｕｔｏｍａｔｅｄ  ｃａｒｄｉａｃ  ｐｕｌｓｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｕｓｉｎｇ  ｖｉｄｅｏ  ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ｂｌｉｎｄ  ｓｏｕｒｃｅ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．”ＯｐｔｉｃｓＥｘｐｒｅｓｓ、Ｖｏｌ.１８，Ｎｏ１０，ｐｐ．１０７６２−１０７７４（２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような従来技術では、被計測者の体動の影響をなくすために、検出器を皮膚に密着固定したり、メガネのフレームなどのように相対的位置が変わらない場所に固定したりする必要があった。
【００１０】
本発明の目的は、被計測者を拘束することなく、精度よく脈拍を計測することができる脈拍計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために第１の発明に係る脈拍計測装置は、被計測者の表皮を表面に接触させるための、入射された光を導光する導光体と、入射された光に対し、モードスクランブルをかけるモードスクランブル部と、前記モードスクランブル部を介して前記導光体から出射された特定波長の光を検出する光検出部と、前記光検出部によって検出した前記特定波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する計測部と、を含んで構成されている。
【００１２】
第１の発明によれば、被計測者の表皮が、導光体の表面に接触しているときに、導光体によって導光されている光は、被計測者の表皮で反射して、導光体から出射され、モードスクランブル部によって、モードスクランブルがかけられる。そして、光検出部によって、前記モードスクランブル部を介して前記導光体から出射された特定波長の光を検出する。そして、計測部によって、前記光検出部によって検出した前記特定波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する。
【００１３】
このように、導光体の表面に接触している被計測者の表皮で反射して、導光体から出射された光に対し、モードスクランブルをかけて、光検出部によって、特定波長の光を検出することにより、被計測者の表皮で反射した光を混ぜて検出できるため、被計測者を拘束することなく、精度よく脈拍を計測することができる。
【００１４】
第２の発明に係る脈拍計測装置は、被計測者の表皮を表面に接触させるための、入射された光を導光する導光体であって、光を導光する方向に対して屈曲し、又は前記光を導光する方向を軸として捩じられた導光体と、前記導光体から出射された特定波長の光を検出する光検出部と、前記光検出部によって検出した前記特定波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する計測部と、を含んで構成されている。
【００１５】
第２の発明によれば、被計測者の表皮が、導光体の表面に接触しているときに、屈折し又は捩じられた導光体によって導光されている光は、被計測者の表皮で反射し、モードスクランブルがかけられて、導光体から出射される。そして、光検出部によって、前記導光体から出射された特定波長の光を検出する。そして、計測部によって、前記光検出部によって検出した前記特定波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する。
【００１６】
このように、導光体の表面に接触している被計測者の表皮で反射した光に対し、モードスクランブルがかけられ、導光体から光が出射され、光検出部によって、特定波長の光を検出することにより、被計測者の表皮で反射した光を混ぜて検出できるため、被計測者を拘束することなく、精度よく脈拍を計測することができる。
【００１７】
上記の脈拍計測装置は、複数の波長の光を照射する光源であって、照射される光の波長を前記複数の波長のうちの何れかに切り替え可能な光源と、脈拍より早い予め定められた周波数で、前記光源により照射される光の波長を前記複数の波長のうちの何れかに切り替えるように前記光源を制御する照射制御部と、を更に含み、前記光検出部は、前記モードスクランブル部を介して前記導光体から出射された光を検出し、前記照射制御部による光の波長の切り替えに同期して、前記検出した光から、前記複数の波長の光の各々の時系列信号を生成し、前記計測部は、前記光検出部によって生成した前記複数の波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測するようにすることができる。
【００１８】
上記の脈拍計測装置は、複数の波長の光を照射する照射部と、前記複数の波長に対応して設けられ、かつ、対応する波長の光を分離する複数の波長分離部と、を更に含み、前記光検出部は、前記複数の波長に対応して設けられた複数の光検出部であって、前記複数の波長分離部を介して前記導光体から出射された前記複数の波長の光を検出し、前記計測部は、前記複数の光検出部によって検出した前記複数の波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測するようにすることができる。
【００１９】
上記のモードスクランブル部を、拡散板とすることができる。また、上記のモードスクランブル部を、光の入射側から光の出射側に向かって幅が狭くなるように形成されたダウンテーパとすることができる。
【００２０】
第３の発明に係る脈拍計測装置は、被計測者の表皮に対して複数の波長の光を照射する光源であって、照射される光の波長を前記複数の波長のうちの何れかに切り替え可能な光源と、脈拍より早くなるように予め定められた周波数で、前記光源により照射される光の波長を前記複数の波長のうちの何れかに切り替えるように前記光源を制御する照射制御部と、前記被計測者の表皮から反射された光を検出し、前記照射制御部による光の波長の切り替えに同期して、前記検出した光から、前記複数の波長の光の各々の時系列信号を生成する光検出部と、前記光検出部によって生成した前記複数の波長の光の時系列信号に基づいて信号処理を行って、被計測者の脈拍を計測する計測部と、を含んで構成されている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る脈拍計測装置によれば、被計測者を拘束することなく、精度よく脈拍を計測することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る脈拍計測装置の概略構成図である。
【図２】光を照射する光源を切り替える様子を示す図である。
【図３】ダウンテーパの一例を示す図である。
【図４】異なる波長毎の光信号を示すグラフである。
【図５】分離した信号成分を示すグラフである。
【図６】分離した信号成分の周波数特性を示すグラフである。
【図７】異なる波長毎の光を検出する方法を説明するための図である。
【図８】ステアリングに導光体を設けた様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る脈拍計測装置の概略構成図である。図１に示すように、第１の実施の形態に係る脈拍計測装置１０は、複数の光源１２と、複数の光源１２を駆動する光源駆動回路１４と、複数の光源１２から照射された光を導光体１８に光学的に結合させる光結合部１６と、被計測者の表皮を表面に接触させるための、光を導光する導光体１８と、導光体１８から出射された光に対してモードスクランブルをかけるためのモードスクランブル部２０と、モードスクランブル部２０を介して出射された光を検出する光検出部２２と、光検出部２２によって検出された光から、複数の光源１２毎の光信号を生成する光信号復調部２４と、複数の光源１２毎の光信号の時系列に対して信号処理を行う信号処理回路２６とを備えている。なお、光源駆動回路１４は、照射制御部の一例であり、光検出部２２及び光信号復調部２４は、光検出部の一例であり、信号処理回路２６は、計測部の一例である。
【００２５】
複数の光源１２は、例えば、異なる波長の光を照射する複数のＬＥＤから構成される。本発明者らが、緑色（５３０−５６０ｎｍ帯辺り）の反射光に脈拍の信号が強く重畳していることを見出したため、本実施の形態では、複数の波長のうちの１つに緑色の光の波長を使うことが好ましい。例えば、波長の組み合わせとして、以下の（１）〜（３）の何れかを用いる。
【００２６】
（１）三波長の組み合わせの例：５００ｎｍ帯（青）と５５０ｎｍ（緑）と６５０ｎｍ帯（赤）とを用いる。
（２）二波長の組み合わせの例：５００ｎｍ帯（青）と５５０ｎｍ（緑）とを用いる。あるいは、５５０ｎｍ帯（緑）と６５０ｎｍ帯（赤）とを用いる。
（３）その他の組み合わせの例：白い色と５５０ｎｍ帯（緑）とを用いる。
【００２７】
なお、上記の波長の組み合わせが、特定波長の一例である。
【００２８】
光源駆動回路１４は、脈拍の測定に必要と考えられる帯域（１０Ｈｚ程度。脈拍は１Ｈｚ程度だが測定には１０Ｈｚ程度の帯域が必要）よりも十分に高い変調周波数で、光を出射する光源１２を切り替えて、複数の光源１２から、波長の異なる光信号を切り替えながら出射する。例えば、図２に示すように、波長の異なる２つの光源（ＬＥＤ）１２を交互に発光させる。
【００２９】
また、光源駆動回路１４は、十分に早い速度（ほぼ同時に測定したとみなせる程度の切り替え速度であり、心拍が１Hｚで、脈拍測定に必要な帯域を１０Hｚ程度とみなすと、切替速度は、例えば１００Hｚ程度である。）で、光を照射する光源１２を切り替える。なお、１００Ｈｚ以上の変調周波数で、光源１２を切り替えてもよい。例えば、くし形の光パルスを出射するように、複数の光源１２の各々を駆動させる。また、光源駆動回路１４は、光源１２の切り替えタイミングを示す同期信号を、光信号復調部２４に対して出力する。
【００３０】
光結合部１６は、複数の光源１２から照射された光について、放射光をなるべく発生させないように、導光体１８の光軸方向より斜めに結合する。例えば、くさび型のプリズムのような形状の光結合部を用いて高次モードを強く励振することが望ましい。
【００３１】
導光体１８は、例えば、透明な導光板や光導波路であって、導光体１８の表面に、被測定者の皮膚（上記図１の例は「手」）が接触される。導光体１８には、光結合部１６を介して、複数の光源１２からの光が入射され、モードスクランブル部２０に対して光が出射される。
【００３２】
導光体１８中を伝搬する光のうち、光の進行方向に直進する程度が高い光線である近軸光線（光導波路では「低次モード」とも言う。）では、皮膚による光強度の変調がほとんど重畳していない。一方、導光体１８をジグザグ進む光線（高次モード）では、皮膚による光強度の変調が大きくなる。
【００３３】
そこで、本実施の形態では、モードスクランブル部２０を設け、導光体１８から出射された光に対してモードスクランブルをかける。これによって、光検出部２２は、高次モードも混ぜて受光する。
【００３４】
モードスクランブル部２０は、例えば、拡散板で構成され、拡散板であるモードスクランブル部２０に、光源１２から照射された光を通過させることで、多くのモードを散乱させて混ぜることができる。なお、図３に示すように、モードスクランブル部２０として、光の進行方向に進むに従って幅が狭くなるようなダウンテーパを用いてもよい。
【００３５】
光検出部２２は、モードスクランブル部２０を介して導光体１８から出射された光を検出し、検出した光に応じた光信号を出力する。
【００３６】
光信号復調部２４は、光源駆動回路１４から入力された同期信号を用いて、光検出部２２から出力された光信号を入力として、複数の光源１２の各々に対して、入力された同期信号に同期して、当該光源１２からの光が導光体１８を通過して連続的に測定されたのと同等の光信号の時系列を生成し（図４参照）、複数の光源１２の各々に対して生成した光信号の時系列を、信号処理回路２６へ出力する。このように、光信号復調部２４は、光源１２の発光に同期させて、光検出部２２から光信号を得ることで、見かけ上、複数の光源１２からの光信号を同時に測定したようにみなせる。
【００３７】
光信号復調部２４から得られる光信号の時系列には、ヘモグロビンの吸収特性に起因する反射率変化の信号、体動による反射光強度の信号を含む信号、背景光の強度変化などの情報が含まれている。光の各波長により、前述の情報が重畳する寄与度が異なるので、複数の波長に対応する光信号から、脈拍の信号成分とノイズを分離することが可能となる。
【００３８】
そこで、信号処理回路２６は、光信号復調部２４から得られる光信号を入力として、信号とノイズを分離する信号処理を行う。例えば、多変量解析の手法を用いて信号処理を行えばよく、多変量解析の手法として、主成分分析法（PCA）、独立成分分析法（ICA）などがよく知られている。
【００３９】
脈波信号を含んだ光信号を一旦、特定波長から波長毎の信号を得るために、光フィルタや、時間的に波長を分離する手段を用いて光検出器で電気信号に変換している。具体的な信号処理としては、脈波信号と、体動信号の寄与度（強度比）が異なる組み合わせの時系列の光信号を複数取得し、それら時系列の光信号の連立方程式を解くことにより、時系列の脈波信号と、時系列の体動信号とを分離した結果を得る。
【００４０】
信号処理回路２６は、分離された信号成分に対し、周波数分析を行い、周波数分析の結果から、脈拍の周波数成分を求め、脈拍の計測結果とする。
【００４１】
なお、信号処理回路２６は、光信号から得られた電気信号を、周波数領域に変換してフィルタリングすることで、脈拍の心拍成分とノイズとを分離するようにしてもよい。
【００４２】
例えば、上記図４に示すような異なる波長毎の光信号において、測定期間中で顔の揺れ（被験者の体動：モーションアーティファクト）が複数ヶ所ある場合には、信号成分とノイズを分離する信号処理の結果、図５に示すような信号成分が得られる。また、周波数成分の分析結果として、図６に示すような周波数特性が得られる。上記図６の例では、脈拍の周波数成分が、信号のピークである０．９４Ｈｚであることが分かる
【００４３】
次に、脈拍計測装置１０の動作について説明する。
【００４４】
被測定者の手が、導光体１８の表面に接触しているときに、光源駆動回路１４によって、光を照射する光源１２を予め定められた変調周波数で切り替えながら、複数の光源１２の各々から異なる波長の光が照射されると、複数の光源１２の各々からの光が、光結合部１６を介して、導光体１８に入射される。導光体１８に入射した異なる波長の光の各々について、一部の光（特に、高次モードの光）が、導光体１８の表面に接触している被測定者の手の皮膚によって反射される。このとき、皮膚により光強度が変調される。導光体１８から出射された異なる波長の光は、モードスクランブル部２０を通過し、高次モードの光を含んだ光が、光検出部２２によって検出される。
【００４５】
光検出部２２は、検出した光に応じた光信号を光信号復調部２４へ出力する。光信号復調部２４は、光源駆動回路１４から入力された同期信号を用いて、光検出部２２から入力された光信号から、複数の光源１２から出力された、異なる波長の光の各々に対する光信号の時系列を生成し、信号処理回路２６へ出力する。
【００４６】
信号処理回路２６は、異なる波長の光の各々に対する光信号の時系列に対して、信号処理を行って、信号成分とノイズ成分とに分離し、分離された信号成分に対する周波数分析の結果に基づいて、被測定者の脈拍を計測する。
【００４７】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る脈拍計測装置によれば、導光体の表面に接触している被計測者の手で反射して、導光体から出射された異なる波長の光に対し、モードスクランブルをかけて、光検出部によって、光源毎の異なる波長の光を検出することにより、被計測者の手で反射した光を混ぜて検出できるため、被計測者を拘束することなく、精度よく脈拍を計測することができる。
【００４８】
また、被計測者の体動と脈拍に伴う皮膚の反射（あるいは吸収）を複数の波長で測定する。各々の波長は、被計測者の体動と脈拍に関わる信号を含んでいるが、波長毎に体動と脈拍信号による変化量が異なっている。波長が異なる複数の光を受光し、信号処理することで、体動と脈拍とを分離することが出来る。また、測定方式や測定環境により、測定系全体の振動（動き）や太陽光が外乱となるが、それらの外乱も分離することが出来る。このように、複数の波長の光を用いることで、外乱（太陽光、系の振動）や被計測者の体動による影響を低減して、脈拍を正しく計測できる。
【００４９】
また、発光と受光を、電気的に制御して、時間的に同期させた光信号として受光することにより、光学フィルタを使用することなく、擬似的に、波長毎の時系列信号を得ることができる。
【００５０】
また、信号の検出のＳＮを上げるためには観測に使う波長数を増やすことが有利であるが、本実施の形態のように、光検出部が１つで実現できる場合には、観測に使う波長数を増やすことが容易である。
【００５１】
なお、上記の実施の形態において、レンズを更に設けてもよい。光源に対してレンズを付加することにより、光検出部は、強い反射光を得ることができる。また、レンズにより光源からの光の入射方向を制限することができるため、顔や腕などの部位を限定することも容易となる。
【００５２】
また、上記の実施の形態では、照射する光源を交互に切り替える場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、何れの光源も発光しないタイミングを更に含むように、複数の光源を切り替えてもよい。例えば、光源を３つ利用する場合には、（１）光源１の発光、（２）光源２の発光、（３）光源３の発光、（４）非発光（この場合、背景光の時間に対する変動を測定したことになる）という周期を繰り返すように、各光源の発光タイミングを制御することで、４つの時系列信号を生成し、生成した４つの時系列信号に基づいて信号処理をすることにより、高いＳＮの信号成分を得ることができる。
【００５３】
また、上記の実施の形態では、導光体の一端側に、光源を設置し、導光体の他端側に、光検出部を設ける場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、導光体の一端側に、光源及び光検出部を設け、導光体の他端側に反射鏡を装荷して、光源と光検出部とを同じ側に配置するようにしてもよい。
【００５４】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
第２の実施の形態では、複数の光源から照射される光の異なる波長の各々に対して透過特性のあるバンドパスフィルタを用いている点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００５６】
第２の実施の形態では、例えば、図７に示すように、２つの光源（ＬＥＤ）１２を用いると共に、２つの光源１２から照射される光の波長の各々に対して透過特性のある２つのバンドパスフィルタ２２０を介して、２つの光検出部２２２によって、２つの光源１２毎の光を検出する。
【００５７】
第２の実施の形態に係る脈拍計測装置は、複数の光源１２と、光源駆動回路１４と、光結合部１６と、導光体１８と、モードスクランブル部２０と、複数のバンドパスフィルタ２２０と、モードスクランブル部２０及び複数のバンドパスフィルタ２２０を介して出射された光を検出する複数の光検出部２２２と、光信号復調部２４と、信号処理回路２６とを備えている。なお、バンドパスフィルタ２２０は、波長分離部の一例である。
【００５８】
光源駆動回路１４は、複数の光源１２を同時に駆動させて、複数の光源１２から、波長の異なる光を照射させる。
【００５９】
光検出部２２２は、モードスクランブル部２０及び対応して設置されたバンドパスフィルタ２２０を介して、導光体１８から出射された、対応する光源１２の波長の光を検出し、検出した光に応じた光信号を出力する。
【００６０】
光信号復調部２４は、複数の光検出部２２２から出力された光信号を入力として、複数の光源１２の各々に対して、当該光源１２からの光が導光体１８を通過して連続的に測定された光信号の時系列を生成し、複数の光源１２の各々に対して生成した光信号の時系列を、信号処理回路２６へ出力する。
【００６１】
なお、第２の実施の形態に係る脈拍計測装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
このように、導光体の表面に接触している被計測者の手で反射して、導光体から出射された異なる波長の光に対し、モードスクランブルをかけて、バンドパスフィルタを介して、光検出部によって、光源毎の異なる波長の光を検出することにより、被計測者の手で反射した光を混ぜて検出できるため、被計測者を拘束することなく、精度よく脈拍を計測することができる。
【００６３】
なお、上記の実施の形態では、複数の光源に対応した複数のバンドパスフィルタを用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光源を３つ利用する場合に、「緑フィルタ＋光源１」、「赤フィルタ＋光源２」、「バンドパスフィルタ無し＋光源３（背景光の変動を検出）」のように、２つのバンドパスフィルタを用いて、３つの光検出部により、３つの光信号を検出することで、高いＳＮの信号成分を得るようにしてもよい。
【００６４】
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
第３の実施の形態では、モードスクランブル部を設けずに、導光体を屈曲させることにより、モードスクランブルをかけている点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００６６】
第３の実施の形態に係る脈拍計測装置は、複数の光源１２と、光源駆動回路１４と、光結合部１６と、導光体１８と、光検出部２２と、光信号復調部２４と、信号処理回路２６とを備えている。
【００６７】
本実施の形態では、導光体１８は、光を導光する方向に対して屈曲するように形成されている。例えば、車のステアリングの、運転者と反対側の表面に、導光体１８を設置する場合には、図８に示すように、ステアリングに沿って、Ｕ字形となるように導光体１８が形成される。
【００６８】
これによって、導光体１８は、導光体１８に入射された光に対してモードスクランブルをかける。光検出部２２は、導光体１８から出射された光を検出し、検出した光に応じた光信号を出力する。これによって、光検出部２２は、高次モードも混ぜて受光する。
【００６９】
なお、第３の実施の形態に係る脈拍計測装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７０】
このように、導光体の表面に接触している被計測者の手で反射した光に対し、モードスクランブルがかけられ、導光体から光が出射され、光検出部によって、異なる波長の光を検出することにより、被計測者の手で反射した光を混ぜて検出できるため、被計測者を拘束することなく、精度よく脈拍を計測することができる。
【００７１】
また、ステアリングの裏側に円弧状に導光体を配置することにより、運転者の指先が安定に触れて、振動に強く脈拍を測定することができる。
【００７２】
なお、上記の実施の形態では、導光体を屈折するように形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、導光体を、光を導光する方向を軸として捩じるように形成してもよい。これによって、導光体に入射された光に対して、モードスクランブルがかけられる。
【００７３】
また、上記の第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、被計測者の手を、導光体の表面に接触させる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、被計測者の手以外の表皮部分を、導光体の表面に接触させるようにしてもよい。
【００７４】
次に、第４の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
第４の実施の形態では、被計測者の手に、直接、異なる波長の光を照射し、光検出部によって、異なる波長の光を検出している点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００７６】
第４の実施の形態では、導光体を用いずに、複数の光源１２から、波長の異なる光信号を切り替えながら、被計測者の手に直接照射する。
また、光結合部１６及びモードスクランブル部２０の代わりに、それぞれレンズを設ける。
【００７７】
光検出部２２は、レンズを介して、被計測者の手で反射された光を検出し、検出した光に応じた光信号を出力する。
【００７８】
光信号復調部２４は、光源駆動回路１４から入力された同期信号を用いて、光検出部２２から出力された光信号を入力として、複数の光源１２の各々に対して、入力された同期信号に同期して、当該光源１２からの光が被計測者の手で反射されて連続的に測定されたのと同等の光信号の時系列を生成し、複数の光源１２の各々に対して生成した光信号の時系列を、信号処理回路２６へ出力する。
【００７９】
なお、第４の実施の形態に係る脈拍計測装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【符号の説明】
【００８０】
１０   脈拍計測装置
１２   光源
１４   光源駆動回路
１６   光結合部
１８   導光体
２０   モードスクランブル部
２２   光検出部
２４   光信号復調部
２６   信号処理回路
２２０ バンドパスフィルタ
２２２ 光検出部
【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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