(57)【要約】  脈波伝播時間計測装置（１）は、第１発光素子（１１）と第１受光素子（１２）とを有し第１の光電脈波信号を検出する第１光電脈波センサ（１０）と、第２発光素子（２１）と第２受光素子（２２）とを有し第２の光電脈波信号を検出する第２光電脈波センサ（２０）とを備える。第１光電脈波センサ（１０）および第２光電脈波センサ（２０）は装着時に身体と接触する一の接触面（１ａ）上に配置される。第２発光素子（２１）と第２受光素子（２２）との間隔は第１発光素子（１１）と第１受光素子（１２）との間隔よりも短く設定され、第２光電脈波センサ（２０）は毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出し、第１光電脈波センサ（１０）は、毛細血管よりも深い位置にあり毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出する。
2015159692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発光素子と第１受光素子とを有し第１の光電脈波信号を検出する第１光電脈波センサと、
第２発光素子と第２受光素子とを有し第２の光電脈波信号を検出する第２光電脈波センサと、
前記第１光電脈波センサにより検出された第１の光電脈波信号、及び、前記第２光電脈波センサにより検出された第２の光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された第１の光電脈波信号のピークと第２の光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間演算手段と、を備え、
前記第１光電脈波センサおよび前記第２光電脈波センサは、装着時に身体と接触する一の接触面に配置され、
前記第２光電脈波センサは、毛細血管の血流に応じた前記第２の光電脈波信号を検出し、
前記第１光電脈波センサは、前記毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた前記第１の光電脈波信号を検出することを特徴とする脈波伝播時間計測装置。
【請求項２】
前記第２発光素子と第２受光素子との間隔は、前記第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項３】
前記第１発光素子は、波長が８００〜１０００ｎｍの光を出力し、
前記第２発光素子は、波長が４５０〜５８０ｎｍの光を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項４】
第１発光素子と第１受光素子とを有し第１の光電脈波信号を検出する第１光電脈波センサと、
前記第１発光素子と第２受光素子とを有し第２の光電脈波信号を検出する第２光電脈波センサと、
前記第１光電脈波センサにより検出された第１の光電脈波信号、及び、前記第２光電脈波センサにより検出された第２の光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された第１の光電脈波信号のピークと第２の光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間演算手段と、を備え、
前記第１光電脈波センサおよび前記第２光電脈波センサは、装着時に身体と接触する一の接触面に配置され、
前記第２光電脈波センサは、毛細血管の血流に応じた前記第２の光電脈波信号を検出し、
前記第１光電脈波センサは、前記毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた前記第１の光電脈波信号を検出することを特徴とする脈波伝播時間計測装置。
【請求項５】
前記第１発光素子と第２受光素子との間隔は、前記第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短いことを特徴とする請求項４に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項６】
第１発光素子と第１受光素子とを有し第１の光電脈波信号を検出する第１光電脈波センサと、
第２発光素子と前記第１受光素子とを有し第２の光電脈波信号を検出する第２光電脈波センサと、
前記第１光電脈波センサにより検出された第１の光電脈波信号、及び、前記第２光電脈波センサにより検出された第２の光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された第１の光電脈波信号のピークと第２の光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間演算手段と、を備え、
前記第１光電脈波センサおよび前記第２光電脈波センサは、装着時に身体と接触する一の接触面に配置され、
前記第２光電脈波センサは、毛細血管の血流に応じた前記第２の光電脈波信号を検出し、
前記第１光電脈波センサは、前記毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた前記第１の光電脈波信号を検出することを特徴とする脈波伝播時間計測装置。
【請求項７】
前記第２発光素子と第１受光素子との間隔は、前記第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短いことを特徴とする請求項６に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項８】
前記第１発光素子は、波長が８００〜１０００ｎｍの光を出力し、
前記第２発光素子は、波長が４５０〜５８０ｎｍの光を出力することを特徴とする請求項６又は７に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項９】
前記ピーク検出手段は、前記第１の光電脈波信号の振幅が所定値以下の場合には、エラーであると判定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１０】
前記第１光電脈波センサの位置は、可変できることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１１】
前記第１光電脈波センサおよび前記第２光電脈波センサは、装着時に手首と接触する一の接触面に配置され、
前記第１光電脈波センサは、橈骨動脈の血流に応じた前記第１の光電脈波信号を検出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１２】
装着時に、前記第１光電脈波センサが、橈骨動脈上の表皮と接触するように、前記接触面上に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１３】
前記接触面の内、前記第１光電脈波センサが配設されている領域は、該第１光電脈波センサが配設されていない領域よりも、装着時に、手首側に凸状に出っ張るように形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１４】
発光素子と受光素子とを有し光電脈波信号を検出する光電脈波センサと、
圧電素子を有し圧電脈波信号を検出する圧電脈波センサと、
前記光電脈波センサにより検出された光電脈波信号、及び、前記圧電脈波センサにより検出された圧電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された光電脈波信号のピークと圧電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間演算手段と、を備え、
前記光電脈波センサおよび前記圧電脈波センサは、装着時に身体と接触する一の接触面に配置され、
前記光電脈波センサは、毛細血管の血流に応じた前記光電脈波信号を検出し、
前記圧電脈波センサは、前記毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた前記圧電脈波信号を検出することを特徴とする脈波伝播時間計測装置。
【請求項１５】
前記ピーク検出手段は、前記圧電脈波信号の振幅が所定値以下の場合には、エラーであると判定することを特徴とする請求項１４に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１６】
前記圧電脈波センサの位置は、可変できることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１７】
前記光電脈波センサおよび前記圧電脈波センサは、装着時に手首と接触する一の接触面に配置され、
前記圧電脈波センサは、橈骨動脈の血流に応じた前記圧電脈波信号を検出することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１８】
装着時に、前記圧電脈波センサが、橈骨動脈上の表皮と接触するように、前記接触面上に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項１９】
前記接触面の内、前記圧電脈波センサが配設されている領域は、該圧電脈波センサが配設されていない領域よりも、装着時に、手首側に凸状に出っ張るように形成されていることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項２０】
前記脈波伝播時間演算手段は、求めた脈波伝播時間が所定値以下の場合には、ノイズであると判定することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置と、
脈拍間隔の変化率を取得する脈拍間隔変化率取得手段と、
前記脈拍間隔変化率取得手段により取得された脈拍間隔の変化率のばらつきに基づいて、脈拍リズム異常を判定する脈拍リズム異常判定手段と、を備えることを特徴とする生体状態推定装置。
【請求項２２】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置と、
前記脈波伝播時間演算手段により求められた脈波伝播時間が、所定のしきい値以下の場合に、睡眠に適した状態になっていないと判定する睡眠状態判定手段と、を備えることを特徴とする生体状態推定装置。
【請求項２３】
前記睡眠状態判定手段により睡眠に適した状態になっていないと判定された場合に、前腕部の温度を上げる前腕部加温手段をさらに備えることを特徴とする請求項２２に記載の生体状態推定装置。
【請求項２４】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の脈波伝播時間計測装置と、
脈波伝播時間と自律神経機能との関係に基づいて予め定められた自律神経機能相関情報を記憶する相関情報記憶手段と、
前記脈波伝播時間演算手段により求められた脈波伝播時間、及び、前記相関情報記憶手段に記憶されている自律神経機能相関情報に基づいて、使用者の自律神経機能を推定する生体状態推定手段と、を備えることを特徴とする生体状態推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波伝播時間を計測する脈波伝播時間計測装置、および該脈波伝播時間計測装置を用いた生体状態推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体の動脈内を脈波が伝播する速度や時間などに関連した情報である脈波伝播速度（又は時間）を計測する脈波伝播速度計測装置が知られている。この脈波伝播速度は生体の２部位間を脈波が伝播する速度に関連した情報であるので、脈波伝播速度（又は時間）を計測するには、心電波形（心電図）、動脈脈波などの生体信号を２箇所で計測するために、２つのセンサを生体に装着する必要があった。【０００３】
ここで、特許文献１には、中枢側脈波伝播速度および末梢側脈波伝播速度を測定することができる脈波伝播速度測定装置が開示されている。この脈波伝播速度測定装置は、手首に向かって押圧される押圧面に、表皮上から橈骨動脈に向かって押圧されて橈骨動脈波を検出する半導体感圧素子と、橈骨動脈に向かって押圧される圧電シートとを備えるとともに、指先に装着されて末梢脈波を検出するプローブを備えている。さらに、電話機本体部に、圧電シートから出力される信号から心音を抽出する心音抽出手段と、その抽出された心音と橈骨動脈波に基づいて心臓から手首までの脈波伝播速度（中枢側脈波伝播速度）を算出する中枢側脈波伝播速度算出手段と、橈骨動脈波と末梢脈波に基づいて手首から指先までの脈波伝播速度（末梢側脈波伝播速度）を算出する末梢側脈波伝播速度算出手段とを備えている。【０００４】
この脈波伝播速度測定装置によれば、プローブが指先の表皮に装着された後、押圧面に設けられた感圧素子が橈骨動脈を押圧し、押圧面に設けられた圧電シートが橈骨を押圧するように、生体信号センサユニットの押圧面が手首に押圧された状態において、感圧素子により橈骨動脈波が検出され、圧電シートにより心音を含む振動が検出され、プローブにより末梢脈波が検出される。よって、橈骨動脈波、心音、および末梢脈波が同時に測定される。そして、心音と橈骨動脈波から中枢側脈波伝播速度が算出され、橈骨動脈波と末梢脈波から末梢側末梢側脈波伝播速度が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２１２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、特許文献１に記載されている脈波伝播速度測定装置を用いて、脈波伝播速度を測定するには、まず、プローブの本体部を指先に装着するとともに、該プローブの入力端子を電話機本体部のコネクタに差し込む。そして、一方の手（例えば右手）で第２電極に触れるようにして携帯電話機を把持した状態で、第１押圧面が表皮上から橈骨動脈を押圧し、同時に第２押圧面が表皮上から橈骨を押圧するように、携帯電話機を他方（例えば左手）の手首に押圧する必要がある。【０００７】
そのため、この脈波伝播速度測定装置では、両手を用いなければ脈波伝播速度を計測することができないため、活動中に（例えば日常生活の中で）連続して計測することが困難である。また、上述したように装置の装着が煩雑であり、使い勝手があまり良くない。【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能な脈波伝播時間計測装置および該脈波伝播時間計測装置を用いた生体状態推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置は、第１発光素子と第１受光素子とを有し第１の光電脈波信号を検出する第１光電脈波センサと、第２発光素子と第２受光素子とを有し第２の光電脈波信号を検出する第２光電脈波センサと、第１光電脈波センサにより検出された第１の光電脈波信号、及び、第２光電脈波センサにより検出された第２の光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、ピーク検出手段により検出された第１の光電脈波信号のピークと第２の光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間演算手段とを備え、第１光電脈波センサおよび第２光電脈波センサが、装着時に身体と接触する一の接触面に配置され、第２光電脈波センサが、毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出し、第１光電脈波センサが、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することを特徴とする。【００１０】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置によれば、第１光電脈波センサおよび第２光電脈波センサが、装着時に身体と接触する一の接触面に配置されている。そのため、当該接触面を身体（例えば手首など）に接触させるように装着するだけで、毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号と、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号とを検出することができる。よって、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能となる。【００１１】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、第２発光素子と第２受光素子との間隔が、第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短いことが好ましい。【００１２】
この場合、第２発光素子と第２受光素子との間隔が第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短く設定されているため、第２光電脈波センサにより、表皮に近い位置（すなわち浅い位置）にある毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出することができる。一方、第１光電脈波センサにより、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することができる。【００１３】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、第１発光素子が、波長が８００〜１０００ｎｍの光を出力し、第２発光素子が、波長が４５０〜５８０ｎｍの光を出力することが好ましい。【００１４】
ところで、波長が４５０〜５８０ｎｍの青色〜黄緑色の光は、生体での吸収が強いため、光電脈波信号の出力は大きくなるが光路長を長く取ることができない。これに対し、波長が８００〜１０００ｎｍの近赤外光は、生体での吸収が強くないため、光電脈波信号の出力は小さくなるが光路長を長く取ることができる。そのため、このようにすれば、第１発光素子および第２発光素子として同一波長の光源を使用する場合と比較して、よりＳ／Ｎを向上させることができる。【００１５】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置は、第１発光素子と第１受光素子とを有し第１の光電脈波信号を検出する第１光電脈波センサと、上記第１発光素子と第２受光素子とを有し第２の光電脈波信号を検出する第２光電脈波センサと、第１光電脈波センサにより検出された第１の光電脈波信号、及び、第２光電脈波センサにより検出された第２の光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、ピーク検出手段により検出された第１の光電脈波信号のピークと第２の光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間演算手段とを備え、第１光電脈波センサおよび第２光電脈波センサが、装着時に身体と接触する一の接触面に配置され、第２光電脈波センサが、毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出し、第１光電脈波センサが、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することを特徴とする。【００１６】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置によれば、第１光電脈波センサおよび第２光電脈波センサが、装着時に身体と接触する一の接触面に配置されている。そのため、当該接触面を身体（例えば手首など）に接触させるように装着するだけで、毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号と、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号とを検出することができる。よって、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能となる。なお、この場合には、発光素子を共有することにより、装置の小型軽量化、抵コスト化等を図ることができる。【００１７】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、第１発光素子と第２受光素子との間隔が、第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短いことが好ましい。【００１８】
この場合、第１発光素子と第２受光素子との間隔が、第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短く設定されているため、第２光電脈波センサにより、表皮に近い位置（すなわち浅い位置）にある毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出することができる。一方、第１光電脈波センサにより、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することができる。【００１９】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置は、第１発光素子と第１受光素子とを有し第１の光電脈波信号を検出する第１光電脈波センサと、第２発光素子と上記第１受光素子とを有し第２の光電脈波信号を検出する第２光電脈波センサと、第１光電脈波センサにより検出された第１の光電脈波信号、及び、第２光電脈波センサにより検出された第２の光電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、ピーク検出手段により検出された第１の光電脈波信号のピークと第２の光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間演算手段とを備え、第１光電脈波センサおよび第２光電脈波センサが、装着時に身体と接触する一の接触面に配置され、第２光電脈波センサが、毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出し、第１光電脈波センサが、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた前記第１の光電脈波信号を検出することを特徴とする。【００２０】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置によれば、第１光電脈波センサおよび第２光電脈波センサが、装着時に身体と接触する一の接触面に配置されている。そのため、当該接触面を身体（例えば手首など）に接触させるように装着するだけで、毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号と、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号とを検出することができる。よって、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能となる。なお、この場合には、受光素子を共有することにより、装置の小型軽量化、抵コスト化等を図ることができる。【００２１】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、第２発光素子と第１受光素子との間隔が、第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短いことが好ましい。【００２２】
この場合、第２発光素子と第１受光素子との間隔が、第１発光素子と第１受光素子との間隔よりも短く設定されているため、第２光電脈波センサにより、表皮に近い位置（すなわち浅い位置）にある毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出することができる。一方、第１光電脈波センサにより、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することができる。【００２３】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、第１発光素子が、波長が８００〜１０００ｎｍの光を出力し、第２発光素子が、波長が４５０〜５８０ｎｍの光を出力することが好ましい。【００２４】
このようにすれば、第１発光素子および第２発光素子として同一波長の光源を使用した場合と比較して、よりＳ／Ｎを向上させることができる。【００２５】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、ピーク検出手段が、第１の光電脈波信号の振幅が所定値以下の場合には、エラーであると判定することが好ましい。【００２６】
ところで、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある毛細血管よりも太い動脈での光電脈波信号検出は、検出位置に対する依存性が強く、検出位置が検出に適した位置からずれてしまうと光電脈波信号を適切に検出することができなくなるおそれがある。この場合、第１の光電脈波信号の振幅が所定値以下の場合にエラーと判定することにより、検出位置のずれを認識することができるため、検出位置がずれた状態のままで計測することを防止することが可能となる。【００２７】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、第１光電脈波センサの位置が可変できることが好ましい。【００２８】
このようにすれば、装置を身体から取り外すことなく、第１光電脈波センサの検出位置を調節することができる。【００２９】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、第１光電脈波センサおよび第２光電脈波センサが、装着時に手首と接触する一の接触面に配置され、第１光電脈波センサが、橈骨動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することが好ましい。【００３０】
ところで、太い動脈の中でも橈骨動脈は表皮から比較的浅い位置にある。そのため、この場合、第１の光電脈波信号を安定して計測することができる。また、装置を手首に装着するため、使用者の装置装着に対する抵抗を比較的小さくでき、違和感なく長時間装着することが可能となる。【００３１】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、装着時に、第１光電脈波センサが橈骨動脈上の表皮と接触するように、接触面上に配置されていることが好ましい。【００３２】
このようにすれば、使用者が橈骨動脈の位置を正確に認識できていない場合であっても容易に第１光電脈波センサの位置合わせを行うことが可能となる。【００３３】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、上記接触面の内、第１光電脈波センサが配設されている領域が、該第１光電脈波センサが配設されていない領域よりも、装着時に、手首側に凸状に出っ張るように形成されていることが好ましい。【００３４】
ところで、橈骨動脈は毛細血管に比べて表皮から深い位置にある。この場合、第１光電脈波センサが配設されている領域が手首側に凸状に出っ張るように形成されているため、該第１光電脈波センサが手首側に押圧され、より安定して第１の光電脈波信号の計測を行うことが可能となる。【００３５】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置は、発光素子と受光素子とを有し光電脈波信号を検出する光電脈波センサと、圧電素子を有し圧電脈波信号を検出する圧電脈波センサと、光電脈波センサにより検出された光電脈波信号、及び、圧電脈波センサにより検出された圧電脈波信号それぞれのピークを検出するピーク検出手段と、ピーク検出手段により検出された光電脈波信号のピークと圧電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を求める脈波伝播時間演算手段とを備え、光電脈波センサおよび前記圧電脈波センサが、装着時に身体と接触する一の接触面に配置され、光電脈波センサが、毛細血管の血流に応じた光電脈波信号を検出し、圧電脈波センサが、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた圧電脈波信号を検出することを特徴とする。【００３６】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置によれば、光電脈波センサおよび圧電脈波センサが、装着時に身体と接触する一の接触面に配置されている。そのため、当該接触面を身体（例えば手首など）に接触させるように装着するだけで、毛細血管の血流に応じた光電脈波信号と、毛細血管よりも太い動脈の血流（拍動）に応じた圧電脈波信号とを検出することができる。よって、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能となる。【００３７】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、ピーク検出手段が、圧電脈波信号の振幅が所定値以下の場合には、エラーであると判定することが好ましい。【００３８】
上述したように、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある毛細血管よりも太い動脈での圧電脈波信号検出は、検出位置に対する依存性が強く、検出位置が検出に適した位置からずれてしまうと圧電脈波信号を適切に検出することができなくなるおそれがある。この場合、圧電脈波信号の振幅が所定値以下の場合にエラーと判定することにより、検出位置がずれた状態のままで計測することを防止することが可能となる。【００３９】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、圧電脈波センサの位置が可変できることが好ましい。【００４０】
このようにすれば、装置を身体から取り外すことなく、圧電脈波センサの検出位置を調節することができる。【００４１】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、光電脈波センサおよび圧電脈波センサが、装着時に手首と接触する一の接触面に配置され、圧電脈波センサが、橈骨動脈の血流に応じた圧電脈波信号を検出することが好ましい。【００４２】
上述したように、太い動脈の中でも橈骨動脈は表皮から比較的浅い位置にある。そのため、この場合、圧電脈波信号を安定して計測することができる。また、装置を手首に装着するため、使用者の装置装着に対する抵抗を比較的小さくでき、違和感なく長時間装着することが可能となる。【００４３】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、装着時に、圧電脈波センサが、橈骨動脈上の表皮と接触するように、接触面上に配置されていることが好ましい。【００４４】
このようにすれば、使用者が橈骨動脈の位置を正確に認識できていない場合であっても容易に圧電脈波センサの位置合わせを行うことが可能となる。【００４５】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、上記接触面の内、圧電脈波センサが配設されている領域が、該圧電脈波センサが配設されていない領域よりも、装着時に、手首側に凸状に出っ張るように形成されていることが好ましい。【００４６】
上述したように、橈骨動脈は毛細血管に比べて表皮から深い位置にある。この場合、圧電脈波センサが配設されている領域が手首側に凸状に出っ張るように形成されているため、該圧電脈波センサが手首側に押圧され、より安定して圧電脈波信号の計測を行うことが可能となる。【００４７】
本発明に係る脈波伝播時間計測装置では、脈波伝播時間演算手段が、求めた脈波伝播時間が所定値以下の場合には、ノイズであると判定することが好ましい。【００４８】
このようにすれば、脈波信号に重畳している例えば体動に由来するノイズを簡易かつ適確に判別することが可能となる。【００４９】
本発明に係る生体状態推定装置は、上記いずれかの脈波伝播時間計測装置と、脈拍間隔の変化率を取得する脈拍間隔変化率取得手段と、脈拍間隔変化率取得手段により取得された脈拍間隔の変化率のばらつきに基づいて、脈拍リズム異常を判定する脈拍リズム異常判定手段とを備えることを特徴とする。【００５０】
本発明に係る生体状態推定装置によれば、不整脈等による脈拍リズム異常を簡易かつ適確に判定することが可能となる。特に、この場合、上記いずれかの脈波伝播時間計測装置を備えているため、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈拍リズム異常を検出することができる。また、脈拍間隔の変化率のばらつきを用いることにより、呼吸性変動のような周期的脈拍間隔変動と区別することができる。さらに、上述したノイズ判定と組み合わせることにより、体動ノイズ等との誤判定を低減できるため、脈拍リズム異常をより精度よく判定することが可能となる。【００５１】
本発明に係る生体状態推定装置は、上記いずれかの脈波伝播時間計測装置と、脈波伝播時間演算手段により求められた脈波伝播時間が所定のしきい値以下の場合に、睡眠に適した状態になっていないと判定する睡眠状態判定手段とを備えることを特徴とする。【００５２】
本発明に係る生体状態推定装置によれば、該脈波伝播時間が所定のしきい値以下の場合に、睡眠に適した状態になっていないと判定される。よって、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態であるか否かを判定することができる。特に、この場合、上記いずれかの脈波伝播時間計測装置を備えているため、身体への装着をより簡易に行うことができる。【００５３】
また、本発明に係る生体状態推定装置は、睡眠状態判定手段により睡眠に適した状態になっていないと判定された場合に、前腕部の温度を上げる前腕部加温手段をさらに備えることが好ましい。【００５４】
ところで、手先が冷えて末梢の血管が収縮した状態ではスムーズに睡眠（入眠）することが難しく、また深い睡眠を得にくい。ここで、本発明に係る生体状態推定装置によれば、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっていない場合には、使用者の前腕部の温度が上げられる。そのため、体幹部の温度を上げることなく、前腕部のみを温めることができる。よって、前腕部が温められて手先の末梢の血管が拡張した状態にされるとともに体幹部の温度が低い状態、すなわち睡眠に適した状態にされる。その結果、スムーズに睡眠（入眠）できるとともに深い睡眠を得ることが可能となる。【００５５】
本発明に係る生体状態推定装置は、上記いずれかの脈波伝播時間計測装置と、脈波伝播時間と自律神経機能との関係に基づいて予め定められた自律神経機能相関情報を記憶する相関情報記憶手段と、脈波伝播時間演算手段により求められた脈波伝播時間、及び、相関情報記憶手段に記憶されている自律神経機能相関情報に基づいて、使用者の自律神経機能を推定する生体状態推定手段とを備えることを特徴とする。【００５６】
本発明に係る生体状態推定装置によれば、脈波伝播時間と自律神経機能との関係に基づいて予め定められた自律神経機能相関情報が記憶されているため、使用者の脈波伝播時間を計測することにより、脈波伝播時間を指標として、生体状態としての自律神経機能を推定して評価することが可能となる。特に、太い動脈および毛細血管それぞれの脈波のピークの時間差を計測するため、毛細血管の影響を強く反映させることができ、血管収縮・拡張と関係する自律神経活動や手の冷え／血行状態を推定することができる。また、この場合、上記いずれかの脈波伝播時間計測装置を備えているため、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して自律神経機能を推定して評価することができる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明によれば、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態に係る脈波伝播時間計測装置を用いた生体状態推定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る脈波伝播時間計測装置を用いた腕時計形の生体状態推定装置の外観を示す図である。
【図３】光路長と、光電脈波信号の検出対象となる動脈との関係を示す図である。
【図４】橈骨動脈での光電脈波計測部位を示す図である。
【図５】橈骨動脈および毛細血管で計測した光電脈波（加速度脈波）の計測結果の一例を示す図である。
【図６】実施形態に係る生体状態推定装置による生体状態（自律神経機能）推定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】実施形態に係る生体状態推定装置による睡眠支援処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】第１変形例に係る脈波伝播時間計測装置を用いた生体状態推定装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第２変形例に係る脈波伝播時間計測装置を用いた生体状態推定装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第３変形例に係る脈波伝播時間計測装置を用いた生体状態推定装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６０】
まず、図１、図２を併せて用いて、実施形態に係る脈波伝播時間計測装置１を用いた生体状態推定装置３の構成について説明する。図１は、脈波伝播時間計測装置１を用いた生体状態推定装置３の構成を示すブロック図である。また、図２は、脈波伝播時間計測装置１を用いた腕時計形の生体状態推定装置３の外観を示す図である。
【００６１】
生体状態推定装置３は、第１の光電脈波信号および第２の光電脈波信号を検出し、検出した第１の光電脈波信号のピークと第２の光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を計測する脈波伝播時間計測装置１を備えている。そして、生体状態推定装置３は、計測された脈波伝播時間に基づいて、使用者の生体状態（例えば、脈拍リズム異常（不整脈）、自律神経機能、睡眠状態等）を推定する。
【００６２】
そのため、生体状態推定装置３は、主として、第１の光電脈波信号を検出するための第１光電脈波センサ１０、第２の光電脈波信号を検出するための第２光電脈波センサ２０、及び、検出された第１の光電脈脈波信号並びに第２の光電脈波信号に基づいて脈波伝播時間等を計測するとともに、生体状態を推定する信号処理ユニット３０を備えている。すなわち、信号処理ユニット３０は、脈波伝播時間計測装置１および生体状態推定装置３によって共有されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００６３】
第１光電脈波センサ１０は、血中ヘモグロビンの吸光特性を利用して、第１の光電脈波信号を光学的に検出するセンサである。そのため、第１光電脈波センサ１０は、第１発光素子１１と第１受光素子１２とを有して構成されている。
【００６４】
同様に、第２光電脈波センサ２０は、血中ヘモグロビンの吸光特性を利用して、第２の光電脈波信号を光学的に検出するセンサである。そのため、第２光電脈波センサ２０は、第２発光素子２１と第２受光素子２２とを有して構成されている。
【００６５】
第１発光素子１１は、信号処理ユニット３０の駆動部３８１から出力されるパルス状の駆動信号に応じて発光する。第１発光素子１１としては、例えば、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＬＡＳＥＲ）、又は共振器型ＬＥＤ等を用いることができる。なお、駆動部３８１は、第１発光素子１１を駆動するパルス状の駆動信号を生成して出力する。
【００６６】
第１受光素子１２は、第１発光素子１１から照射され、例えば手首などの人体を透過して入射される光の強さに応じた検出信号を出力する。第１受光素子１２としては、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等が好適に用いられる。本実施形態では、第１受光素子１２として、フォトダイオードを用いた。第１受光素子１２は、信号処理ユニット３０に接続されており、第１受光素子１２で得られた検出信号（第１の光電脈波信号）は信号処理ユニット３０に出力される。
【００６７】
同様に、第２発光素子２１は、信号処理ユニット３０の駆動部３８２から出力されるパルス状の駆動信号に応じて発光する。第２発光素子２１としては、例えば、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ、又は共振器型ＬＥＤ等を用いることができる。なお、駆動部３８２は、第２発光素子２１を駆動するパルス状の駆動信号を生成して出力する。
【００６８】
第２受光素子２２は、第２発光素子２１から照射され、例えば手首などの人体を透過して入射される光の強さに応じた検出信号を出力する。第２受光素子２２としては、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等が好適に用いられる。本実施形態では、第２受光素子２２として、フォトダイオードを用いた。第２受光素子２２は、信号処理ユニット３０に接続されており、第２受光素子２２で得られた検出信号（第２の光電脈波信号）は信号処理ユニット３０に出力される。
【００６９】
ここで、第１発光素子１１は、波長が８００〜１０００ｎｍの近赤外光を出力することが好ましい。なお、本実施形態では、波長が８５０ｎｍの近赤外光を出力するものを用いた。一方、第２発光素子２１は、波長が４５０〜５８０ｎｍの青色〜黄緑色の光を出力することが好ましい。なお、本実施形態では、波長が５２５ｎｍの緑色の光を出力するものを用いた。また、第２発光素子２１と第２受光素子２２との間隔は、第１発光素子１１と第１受光素子１２との間隔よりも短くなるように設定されている。
【００７０】
ここで、青〜黄緑色の光は生体吸収が大きいため、得られる光電脈波信号も大きくなるが、生体中ではすぐに減衰するため光路長を長くすることができない。一方、近赤外光は生体吸収があまり大きくないため、得られる光電脈波信号はあまり大きくないが、光路長を長くすることができる。そのため、第１の光電脈波信号と第２の光電脈波信号を同じ波長の光を用いて計測することも可能であるが、光路長の長い第１光電脈波センサ１０では近赤外光を用い、光路長の短い第２光電脈波センサ２０では青〜黄緑色の光を用いることが好ましい。
【００７１】
なお、第１の光電脈波信号と第２の光電脈波信号とを分離する方法としては、例えば、時分割による方法（検出光をパルス状に発光させ、その発光タイミングをずらす方法）、波長分割による方法（受光素子の手前に各波長に対応した波長フィルタを配置する方法）、空間分割による方法（各検出光が互いに干渉しないように距離を離して配置する方法）などを適宜用いることができる。
【００７２】
上述したように構成されることにより、図３に示されるように、光路長の短い第２光電脈波センサ２０は、表皮に比較的近い位置（すなわち浅い位置）にある毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出する。一方、光路長の長い第１光電脈波センサ１０は、表皮から比較的遠い位置（すなわち深い位置）にある、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出する。なお、図３は、光路長（発光素子１１，１２と受光素子２１，２２の配置）と、光電脈波信号の検出対象となる動脈との関係を示す図である。
【００７３】
ここで、第１光電脈波センサ１０は、表皮に比較的近い位置に太い動脈がある部位、例えば、橈骨動脈のある手首、頸動脈のある首、上腕動脈のある肘、浅側頭動脈のあるこめかみ等に装着されることが好ましい。以下、本実施形態では、生体状態推定装置３（脈波伝播時間計測装置１）を手首に装着する場合を例にして説明する。
【００７４】
ここで、腕時計形の生体状態推定装置３（脈波伝播時間計測装置１）の外観を図２に示す。この腕時計形の生体状態推定装置３（脈波伝播時間計測装置１）は、本体部２００と、該本体部２００に取り付けられたベルト２１０と、該ベルト２１０に移動可能に取り付けられた脈波センシング部１００とを備えている。
【００７５】
本体部２００には、内部に信号処理ユニット３０や電池等が収納されるとともに、背面（装着時に手首に接触する面）に第２光電脈波センサ２０が配設されている。また、本体部２００の外表面には、表示部５０が取り付けられている。なお、第２光電脈波センサ２０は、脈波センシング部１００に配設してもよい。
【００７６】
脈波センシング部１００の内面側は、第１光電脈波センサ１０が配設されている。すなわち、第１光電脈波センサ１０および第２光電脈波センサ２０は、装着時に、手首と接触する一の接触面１ａ、すなわち本体部２００およびベルト２１０の内側の面に配置される。よって、使用者がこの腕時計形の生体状態推定装置３（脈波伝播時間計測装置１）を一方の手（例えば左手）の手首に装着すると、第１光電脈波センサ１０と第２光電脈波センサ２０が使用者の手首に接触し、脈波伝播時間の計測および生体情報の取得が行われる。
【００７７】
脈波センシング部１００にはベルト２１０を通すための横長のベルト通し孔１１０が形成されている。このベルト通し孔１１０にベルト２１０が通されることにより、脈波センシング部１００は、ベルト２１０に移動可能に取り付けられる。すなわち、脈波センシング部１００（第１光電脈波センサ１０）は可動式になっており、その位置を変更（調節）できるように構成されている。脈波センシング部１００にはケーブル１２０が接続されており、このケーブル１２０にはコネクタ１３０が接続されている。そして、コネクタ１３０が本体部２００に挿入（接続）されることにより、脈波センシング部１００（第１光電脈波センサ１０）が本体部２００（信号処理ユニット３０）に接続される。
【００７８】
脈波センシング部１００の内面側（請求の範囲に記載の接触面１ａの内、第１光電脈波センサ１０が配設されている領域に相当）は、ベルト２１０に沿って円弧状に形成されている。すなわち、脈波センシング部１００の内面は、ベルト２１０の内周面および本体部２００の背面（請求の範囲に記載の第１光電脈波センサ１０が配設されていない領域に相当）よりも、装着時に、手首側に滑らかな凸状に出っ張るように形成されている。なお、この凸部は、応力集中により使用者が痛みを感じたり、圧痕が皮膚に残ったりしないよう、皮膚に接触する箇所が角部のない曲面で構成されている。
【００７９】
上述したように構成されることにより、第１光電脈波センサ１０は、装着時に、図４に示される橈骨動脈上の表皮と接触するように配置（調整）される。そして、第１光電脈波センサ１０は、橈骨動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出する。一方、第２光電脈波センサ２０は、手首の毛細血管の血流に応じた光電脈波信号を検出する。
【００８０】
より詳細には、光路長が短い第２光電脈波センサ２０の場合には、太い橈骨動脈の情報をほとんど含まず毛細血管の情報を多く含む光電脈波信号となる。一方、光路長が長い第１光電脈波センサ１０場合、太い橈骨動脈と毛細血管の情報のどちらも含む光電脈波となるが、通常毛細血管よりも太い橈骨動脈の方が信号が大きくなるため、光路長が長い場合には太い橈骨動脈の情報の方が優位になる。ここで、心臓から送り出された脈波は大動脈を通り、分岐して橈骨動脈に至り、さらに分岐して毛細血管に到達するため、それぞれに到達するまでに時間差が生じる。そのため、橈骨動脈とその周囲の毛細血管とで光電脈波を計測することにより、ほぼ同じ部位で脈波伝播時間を計測することが可能になる。
【００８１】
上述したように、第１光電脈波センサ１０及び第２光電脈波センサ２０それぞれは、信号処理ユニット３０に接続されており、検出された第１の光電脈波信号、及び第２の光電脈波信号が信号処理ユニット３０に入力される。なお、以下、第１の光電脈波信号と第２の光電脈波信号とをまとめて、単に光電脈波信号ということもある。
【００８２】
信号処理ユニット３０は、入力された第１の光電脈波信号、第２の光電脈波信号を処理して、脈拍数や脈拍間隔などを計測する。さらに、信号処理ユニット３０は、検出した第１の光電脈波信号のピークと第２の光電脈波信号のピークとの時間差から脈波伝播時間を計測する。なお、その際に、信号処理ユニット３０は、後述する第１信号処理部３１０、第２信号処理部３２０におけるピークのずれ（遅延）を補正し、高精度に脈波伝播時間を計測する。
【００８３】
そして、信号処理ユニット３０は、計測した脈波伝播時間、及び、脈波伝播時間と生体状態との関係を定めた相関情報に基づいて、使用者の自律神経機能を推定する。また、信号処理ユニット３０は、取得した脈拍間隔の変化率のばらつきに基づいて脈拍リズム異常を判定する。さらに、信号処理ユニット３０は、計測した脈波伝播時間に基づいて、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態であるか否かを判定するとともに、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっていないと判定した場合に、使用者の身体の状態を睡眠に適した状態にする。
【００８４】
そのため、信号処理ユニット３０は、増幅部３１１，３２１、第１信号処理部３１０、第２信号処理部３２０、ピーク検出部３１６，３２６、ピーク補正部３１８，３２８、及び脈波伝播時間計測部３３０、脈波伝播時間記憶部３４０、相関情報記憶部３４１、及び生体状態推定部３５０等を有している。また、上記第１信号処理部３１０は、アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４、２階微分処理部３１５を有している。一方、第２信号処理部３２０は、アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５を有している。
【００８５】
ここで、上述した各部の内、ディジタルフィルタ３１４，３２４、２階微分処理部３１５，３２５、ピーク検出部３１６，３２６、ピーク補正部３１８，３２８、脈波伝播時間計測部３３０、脈波伝播時間記憶部３４０、相関情報記憶部３４１、及び生体状態推定部３５０は、演算処理を行うＣＰＵ、該ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、及び演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ等により構成されている。すなわち、ＲＯＭに記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、上記各部の機能が実現される。
【００８６】
増幅部３１１は、例えばオペアンプ等を用いた増幅器により構成され、第１光電脈波センサ１０により検出された第１の光電脈波信号を増幅する。増幅部３１１で増幅された第１の光電脈波信号は、第１信号処理部３１０に出力される。同様に、増幅部３２１は、例えばオペアンプ等を用いた増幅器により構成され、第２光電脈波センサ２０により検出された第２の光電脈波信号を増幅する。増幅部３２１で増幅された第２の光電脈波信号は、第２信号処理部３２０に出力される。
【００８７】
第１信号処理部３１０は、上述したように、アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４、２階微分処理部３１５を有しており、増幅部３１１で増幅された第１の光電脈波信号に対して、フィルタリング処理及び２階微分処理を施すことにより拍動成分を抽出する。
【００８８】
また、第２信号処理部３２０は、上述したように、アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５を有しており、増幅部３２１で増幅された第２の光電脈波信号に対して、フィルタリング処理及び２階微分処理を施すことにより拍動成分を抽出する。
【００８９】
アナログフィルタ３１２，３２２、及び、ディジタルフィルタ３１４，３２４は、光電脈波信号を特徴づける周波数以外の成分（ノイズ）を除去し、Ｓ／Ｎを向上するためのフィルタリングを行う。より詳細には、一般的に光電脈波信号は０．１〜数十Ｈｚ付近の周波数成分が支配的であるため、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ等のアナログフィルタ及びディジタルフィルタを用いてフィルタリング処理を施し、上記周波数範囲の信号のみを選択的に通過させることによりＳ／Ｎを向上する。
【００９０】
なお、拍動成分の抽出のみを目的とする場合には、ノイズ耐性を向上するために通過周波数範囲をより狭くして拍動成分以外の成分を遮断してもよい。また、アナログフィルタ３１２，３２２とディジタルフィルタ３１４，３２４は必ずしも両方備える必要はなく、アナログフィルタ３１２，３２２とディジタルフィルタ３１４，３２４のいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。なお、アナログフィルタ３１２、ディジタルフィルタ３１４によりフィルタリング処理が施された第１の光電脈波信号は、２階微分処理部３１５へ出力される。同様に、アナログフィルタ３２２、ディジタルフィルタ３２４によりフィルタリング処理が施された光電脈波信号は、２階微分処理部３２５へ出力される。
【００９１】
２階微分処理部３１５は、第１の光電脈波信号を２階微分することにより、第１の２階微分脈波（加速度脈波）信号を取得する。取得された第１の加速度脈波信号は、ピーク検出部３１６へ出力される。なお、光電脈波のピークは変化が明確でなく検出しにくいことがあるため、加速度脈波に変換してピーク検出を行うことが好ましいが、２階微分処理部３１５を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。
【００９２】
同様に、２階微分処理部３２５は、第２の光電脈波信号を２階微分することにより、第２の２階微分脈波（加速度脈波）信号を取得する。取得された第２の加速度脈波信号は、ピーク検出部３２６へ出力される。なお、２階微分処理部３２５を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。
【００９３】
ピーク検出部３１６は、第１信号処理部３１０によりフィルタリング処理が施された第１の光電脈波信号（加速度脈波）のピークを検出する。なお、ピーク検出部３１６は、第１の光電脈波信号（又は加速度脈波）の振幅が所定値以下の場合には、エラーであると判定する。なお、エラーと判定された場合には、脈波センシング部１００（第１光電脈波センサ１０）の位置を、エラーが解消されるように移動する（調節する）ことが好ましい。
【００９４】
一方、ピーク検出部３２６は、第２信号処理部３２０によりフィルタリング処理が施された第２の光電脈波信号（加速度脈波）のピークを検出する。すなわち、ピーク検出部３１６，３２６は、請求の範囲に記載のピーク検出手段として機能する。なお、ピーク検出部３１６、及びピーク検出部３２６それぞれは、検出したすべてのピークについて、ピーク時間、ピーク振幅等の情報をＲＡＭ等に保存する。
【００９５】
ピーク補正部３１８は、第１信号処理部３１０（アナログフィルタ３１２、ディジタルフィルタ３１４、２階微分処理部３１５）における第１の光電脈波信号の遅延時間を求める。ピーク補正部３１８は、求めた第１の光電脈波信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出部３１６により検出された第１の光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークを補正する。同様に、ピーク補正部３２８は、第２信号処理部３２０（アナログフィルタ３２２、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５）における第２の光電脈波信号の遅延時間を求める。ピーク補正部３２８は、求めた第２の光電脈波信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出部３２６により検出された第２の光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークを補正する。補正後の第１の光電脈波信号（加速度脈波）のピーク、及び補正後の第２の光電脈波信号（加速度脈波）のピークは、脈波伝播時間計測部３３０に出力される。なお、第１の光電脈波信号（加速度脈波信号）と第２の光電脈波信号（加速度脈波信号）の遅延時間がほぼ同じとみなせる場合、ピーク補正部３１８，３２８を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。
【００９６】
脈波伝播時間計測部３３０は、ピーク補正部３１８により補正された第１の光電脈波信号（加速度脈波）のピークと、ピーク補正部３２８により補正された第２の光電脈波信号（加速度脈波）のピークとの間隔（時間差）から脈波伝播時間を求める。すなわち、脈波伝播時間計測部３３０は、請求の範囲に記載の脈波伝播時間演算手段として機能する。
【００９７】
ここで、第１の光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークと第２の光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークとの間隔から求められる脈波伝播時間を図５示す。なお、図５では、第１の光電脈波信号（加速度脈波信号）の波形を実線で示すとともに、第２の光電脈波信号（加速度脈波信号）を破線で示した。図５に示されるように、橈骨動脈と毛細血管（ここでは手首腹側中央（図４参照））の２箇所で検出した光電脈波信号から求めた加速度脈波のａ波ピークの時間差（脈波伝播時間）は、０．０１〜０．０４ｓｅｃ．程度である。なお、脈波伝播時間計測部３３０は、求めた脈波伝播時間が所定値（例えば０．０１ｓｅｃ．）以下の場合には、検出された光電脈波信号がノイズであると判定する。
【００９８】
脈波伝播時間計測部３３０は、脈波伝播時間に加えて、例えば、光電脈波信号（加速度脈波）から脈拍数、脈拍間隔、脈拍間隔変化率等も算出する。算出された脈波伝播時間、脈拍数、脈拍間隔、光電脈波、及び加速度脈波等の計測データは、脈波伝播時間記憶部３４０、生体状態推定部３５０、表示部５０に出力される。
【００９９】
脈波伝播時間記憶部３４０は、例えば、上述したバックアップＲＡＭ等で構成されており、脈波伝播時間計測部３３０により算出された脈波伝播時間等の計測データを計測日時等の情報とともに記憶する。
【０１００】
相関情報記憶部３４１は、例えば、上述したＲＯＭ等で構成されており、脈波伝播時間と生体状態との関係に基づいて予め定められた相関情報を記憶する。すなわち、相関情報記憶部３４１は、請求の範囲に記載の相関情報記憶手段に相当する。より具体的には、相関情報記憶部３４１は、脈波伝播時間と自律神経機能との関係に基づいて予め定められた自律神経機能テーブル（自律神経機能相関情報に相当）を記憶する。なお、その際に、相関情報記憶部３４１は、年齢毎、及び／又は、性別毎に分けて、脈波伝播時間と生体情報（自律神経機能）との関係を示す相関情報（自律神経機能テーブル）を記憶する構成とすることが好ましい。
【０１０１】
ところで、血管の拡張収縮は、自律神経のうち、特に交感神経が司る。そのため、血管の拡張収縮と密接な関係にある脈波伝播時間と、交感神経系／副交感神経系のバランスを示す自律神経機能とは、相関関係を有している。そこで、自律神経機能と、同時刻に計測された脈波伝播時間の計測結果とに基づいて、脈波伝播時間と自律神経機能との関係を定めた相関式又は自律神経機能テーブルが予め作成され、相関情報記憶部３４１に記憶される。なお、脈波伝播時間のみでなく、脈拍間隔の周波数解析より算出されるＬＦ／ＨＦも加えて自律神経機能との関係を定めた相関式又は自律神経機能テーブルを用いてもよい。
【０１０２】
生体状態推定部３５０は、脈波伝播時間計測部３３０により求められた脈波伝播時間、及び、相関情報記憶部３４１に記憶されている相関情報に基づいて、使用者の生体状態を推定する。すなわち、生体状態推定部３５０は、請求の範囲に記載の生体状態推定手段として機能する。
【０１０３】
より具体的には、生体状態推定部３５０は、脈波伝播時間、及び、自律神経機能テーブル（自律神経機能相関情報）に基づいて、使用者の自律神経機能を推定する。ここで、上述したように相関情報記憶部３４１には、脈波伝播時間と自律神経機能との関係を定めた自律神経機能テーブルが記憶されているため、生体状態推定部３５０は、脈波伝播時間に基づいて、自律神経機能テーブルを検索することにより、自律神経機能を推定する。
【０１０４】
また、生体状態推定部３５０は、脈拍間隔の変化率を取得する。そして、取得された脈拍間隔の変化率のばらつきに基づいて、脈拍リズム異常を判定する。すなわち、生体状態推定部３５０は、請求の範囲に記載の脈拍間隔変化率取得手段、および脈拍リズム異常判定手段として機能する。
【０１０５】
さらに、生体状態推定部３５０は、脈波伝播時間計測部３３０により求められた脈波伝播時間が、所定のしきい値以下の場合に、睡眠に適した状態になっていないと判定する。すなわち、生体状態推定部３５０は、請求の範囲に記載の睡眠状態判定手段として機能する。ここで、所定のしきい値は、脈拍間隔が長くなるにしたがって、小さくなるように設定されている。よって、生体状態推定部３５０は、脈波伝播時間が脈拍間隔に対応する所定のしきい値以下の場合、すなわち、脈拍間隔と脈波伝播時間との組み合せが睡眠に適した領域に入っていない場合に、睡眠に適した状態になっていないと判定する。なお、生体状態推定部３５０では、脈拍間隔に関係なく、脈波伝播時間が一定のしきい値以下の場合に、睡眠に適した状態になっていないと判定するようにしてもよい。
【０１０６】
ここで、脈波伝播時間は、自律神経のうち交感神経が活発（優位）になっているとき、例えば、緊張しているとき、身体に力が入っているとき、および血管が収縮して血行が悪い状態のときなど（すなわち身体が睡眠に適した状態になっていないとき）に短くなる傾向がある。また、脈拍間隔の長さと眠気の強さには相関が見られる。よって、脈波伝播時間が短くかつ脈拍間隔が短い状態は、睡眠に適していない状態であると判定される。逆に、脈波伝播時間が長くかつ脈拍間隔が長い状態は、睡眠に適した状態であると判定される。
【０１０７】
前腕部加温部５１は、生体状態推定部３５０により、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっていないと判定された場合に、前腕部（前腕部の一部（例えば手首等）を含む。以下同様。）を温める（又は前腕部の保温効果を高める）ことにより、前腕部の温度を上げる。すなわち、前腕部加温部５１は、請求の範囲に記載の前腕部加温手段として機能する。
【０１０８】
より具体的には、前腕部加温部５１は、手首に装着される生体状態推定装置３の本体裏面もしくはベルト２１０に内蔵される。また、腕時計形ではなく、例えば、加温機能を有するリストバンドや、ブレスレット、シャツ、寝巻などとしてもよい。さらに、生体状態推定装置３から前腕加温機能を分離し、生体状態推定装置３からの判定結果に基づいて加温機能を有するリストバンド等を制御する構成としてもよい。前腕部加温部５１は、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっていないと判定された場合に、前腕を温める（又は保温効果を高める）。その際に、前腕部加温部５１は、脈波伝播時間と上記所定のしきい値との偏差が大きくなるほど、前腕部の温度が高くなるように出力を調節する。一方、前腕部加温部５１は、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっていると判定されたときには、そのときの状態を保持するか、又は加温の程度を弱くする。
【０１０９】
前腕部加温部５１による加温方法としては、例えば、電気ヒータなどを利用する方法や、保温性の高い素材で形成した袖口部の締め付けを強くして保温性を高める方法などを挙げることができる。また、袖口部の締め付けの強さを可変する手法としては、例えば、エアポンプによるカフ圧の変化を利用するものでもよいし、機構的なものでもよい。なお、加温は、使用者が不快に感じないよう、温度調節に制限を設けたり、又は、温度センサを設けてフィードバックをかけるようにすることが好ましい。
【０１１０】
なお、上述した前腕部加温部５１に代えて又は加えて、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっていないと判定された場合に、脚部（脚部の一部（例えば足首等）を含む）を温める（又は脚部の保温効果を高める）ことにより脚部の温度を上げる脚部加温部、及び、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっていないと判定された場合に、首周りを冷やすことにより、首周りの温度を下げる首周り冷却部などを適宜組み合わせて用いてもよい。
【０１１１】
推定された生体状態（すなわち、自律神経機能、脈拍リズム異常、睡眠状態）をはじめ、算出された脈波伝播時間、脈拍数、脈拍間隔、光電脈波、及び加速度脈波等の計測データは、表示部５０等に出力される。なお、取得された生体状態や、脈波伝播時間、脈拍数等の計測データは、例えば、上述したＲＡＭなどに蓄積して記憶しておき、計測が終了した後に、スマートフォンやパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等に出力して確認するようにしてもよい。
【０１１２】
表示部５０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やＬＥＤ等からなり、取得された脈波伝達時間、推定された生体状態、脈拍数等の計測データ（計測結果）および装着エラー等のステータスをリアルタイムに表示する。また、上記情報を、通信部３７０を介して、例えば、ＰＣや、ディスプレイを有する携帯型音楽プレーヤ、又はスマートフォン等に送信して表示させる構成とすることもできる。なお、その場合には、計測結果や推定結果に加えて、計測日時等のデータも送信することが好ましい。
【０１１３】
次に、図６及び図７を参照しつつ、生体状態推定装置３の動作について説明する。図６は、生体状態推定装置３による生体状態（自律神経機能）推定処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図７は、生体状態推定装置３による睡眠支援処理の処理手順を示すフローチャートである。図６、図７に示される処理は、主として信号処理ユニット３０によって所定のタイミングで繰り返して実行される。まず、図６を参照しつつ、生体状態推定装置３による生体状態（自律神経機能）推定処理について説明する。
【０１１４】
ステップＳ１００では、第１光電脈波センサ１０により検出された第１の光電脈波信号および第２光電脈波センサ２０により検出された第２の光電脈波信号が読み込まれる。続くステップＳ１０２では、ステップＳ１００で読み込まれた第１の光電脈波信号および第２の光電脈波信号に対してフィルタリング処理が施される。また、第１の光電脈波信号および第２の光電脈波信号それぞれが２階微分されることにより第１の加速度脈波および第２の加速度脈波が取得される。
【０１１５】
次に、ステップＳ１０４では、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波信号）および第２の光電脈波信号（第２の加速度脈波信号）のピークが検出される。そして、検出されたすべてのピークについて、ピーク時間、ピーク振幅等の情報が記憶される。
【０１１６】
続いて、ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で検出された第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波信号）のピークの振幅が所定値以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波信号）のピークの振幅が所定値以上である場合には、ステップＳ１１０に処理が移行する。一方、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波信号）のピークの振幅が所定値未満のときにはステップＳ１０８において、装着エラー情報（ワーニング情報）が出力された後、本処理から一旦抜ける。
【０１１７】
ステップＳ１１０では、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波）のピークおよび第２の光電脈波信号（第２の加速度脈波）のピークそれぞれの遅延時間（ずれ量）が求められるとともに、求められた遅延時間に基づいて、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波）のピークおよび第２の光電脈波信号（第２の加速度脈波）のピークがそれぞれ補正される。なお、各ピークの補正方法は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１１８】
そして、ステップＳ１１２では、補正された第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波）のピークと、第２の光電脈波信号（第２の加速度脈波）のピークとの時間差（ピーク時間差）が算出される。
【０１１９】
続いて、ステップＳ１１４では、ステップＳ１１２で算出されたピーク時間差が所定時間（例えば０．０１ｓｅｃ．）以上か否かについての判断が行われる。ここで、ピーク時間差が所定時間以上の場合には、ステップＳ１１８に処理が移行する。一方、ピーク時間差が所定未満のときには、ステップＳ１１６においてエラー情報（ノイズ判定）が出力された後、本処理から一旦抜ける。
【０１２０】
ステップＳ１１８では、ステップＳ１１２で算出されたピーク時間差が脈波伝播時間として確定されるとともに、脈波間隔が取得される。
【０１２１】
次に、ステップＳ１２０では、ステップＳ１１８で取得された脈拍間隔の変化率が算出されるとともに、脈拍間隔の変化率のばらつきが求められる。そして、続くステップＳ１２２では、ステップＳ１２０で求められた脈拍間隔の変化率のばらつきが所定の範囲内であるか否かについての判断が行われる。ここで、脈拍間隔の変化率のばらつきが所定の範囲内である場合には、ステップＳ１２６に処理が移行する。一方、脈拍間隔の変化率のばらつきが所定の範囲内でないときには、ステップＳ１２４において、脈拍リズム異常情報が出力される。また、同時に、脈拍間隔および脈波伝播時間が出力される。
【０１２２】
ステップＳ１２６では、ステップＳ１１８において確定された脈波伝播時間に基づいて自律神経機能テーブルが検索され、自律神経機能が推定される。ここで、自律神経機能テーブル等については上述した通りであるので、ここでは、詳細な説明を省略する。
【０１２３】
そして、ステップＳ１２８では、ステップＳ１２６において推定された自律神経機能が出力される。また、同時に、脈波伝播時間や脈拍間隔等の情報も出力される。その後、本処理から一旦抜ける。
【０１２４】
次に、図７を参照しつつ、生体状態推定装置３による睡眠支援処理について説明する。
【０１２５】
ステップＳ２００では、第１光電脈波センサ１０により検出された第１の光電脈波信号および第２光電脈波センサ２０により検出された第２の光電脈波信号が読み込まれる。続くステップＳ２０２では、ステップＳ２００で読み込まれた第１の光電脈波信号および第２の光電脈波信号に対してフィルタリング処理が施される。また、第１の光電脈波信号および第２の光電脈波信号それぞれが２階微分されることにより第１の加速度脈波および第２の加速度脈波が取得される。
【０１２６】
次に、ステップＳ２０４では、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波信号）および第２の光電脈波信号（第２の加速度脈波信号）のピークが検出される。そして、検出されたすべてのピークについて、ピーク時間、ピーク振幅等の情報が記憶される。
【０１２７】
続いて、ステップＳ２０６では、ステップＳ２０４で検出された第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波信号）のピークの振幅が所定値以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波信号）のピークの振幅が所定値以上である場合には、ステップＳ２１０に処理が移行する。一方、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波信号）のピークの振幅が所定値未満のときにはステップＳ２０８において、装着エラー情報（ワーニング情報）が出力された後、本処理から一旦抜ける。
【０１２８】
ステップＳ２１０では、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波）のピークおよび第２の光電脈波信号（第２の加速度脈波）のピークそれぞれの遅延時間（ずれ量）が求められるとともに、求められた遅延時間に基づいて、第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波）のピークおよび第２の光電脈波信号（第２の加速度脈波）のピークがそれぞれ補正される。なお、各ピークの補正方法は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１２９】
そして、ステップＳ２１２では、補正された第１の光電脈波信号（第１の加速度脈波）のピークと、第２の光電脈波信号（第２の加速度脈波）のピークとの時間差（ピーク時間差）が算出される。
【０１３０】
続いて、ステップＳ２１４では、ステップＳ２１２で算出されたピーク時間差が所定時間（例えば０．０１ｓｅｃ．）以上か否かについての判断が行われる。ここで、ピーク時間差が所定時間以上の場合には、ステップＳ２１８に処理が移行する。一方、ピーク時間差が所定未満のときには、ステップＳ２１６においてエラー情報（ノイズ判定）が出力された後、本処理から一旦抜ける。
【０１３１】
ステップＳ２１８では、ステップＳ２１２で算出されたピーク時間差が脈波伝播時間として確定されるとともに、脈波間隔が取得される。
【０１３２】
次に、ステップＳ２２０では、ステップＳ２１８において算出された脈波伝播時間（今回計測値）が現在記憶されている判定基準値（脈波伝播時間の最大値）よりも大きい否かについての判断が行われる。ここで、脈波伝播時間（今回計測値）が現在記憶されている判定基準値よりも大きい場合には、ステップＳ２２２に処理が移行する。一方。脈波伝播時間（今回計測値）が現在記憶されている判定基準値以下のときには、ステップＳ２２４に処理が移行する。
【０１３３】
ステップＳ２２２では、判定基準値（脈波伝播時間の最大値）が更新される。すなわちステップＳ２１８で得られた脈波伝播時間（今回計測値）が新たな判定基準値として記憶される。また、新たな判定基準値に基づいて、睡眠に適した状態か否かを判定するための所定のしきい値も再設定される。その後、ステップＳ２２４に処理が移行する。
【０１３４】
ステップＳ２２４では、脈波伝播時間が脈拍間隔に対応する所定のしきい値よりも長いか否か、すなわち、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態であるか否かについての判断が行われる。ここで、脈波伝播時間が脈拍間隔に対応する所定のしきい値よりも長い場合、すなわち、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっている場合には、ステップＳ２２８に処理が移行する。一方、脈波伝播時間が脈拍間隔に対応する所定のしきい値以下のとき、すなわち、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態ではないときには、ステップＳ２２６に処理が移行する。
【０１３５】
ステップＳ２２６では、前腕部（例えば手首）が温められること（又は前腕部の保温効果が高められること）により、前腕部の温度が上げられる。また、首周りが冷やされることにより、首周りの温度が下げられる。そのため、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になる。その後、本処理から一旦抜ける。
【０１３６】
一方、ステップＳ２２８では、前腕部加温部５１等の稼働状態が変更されることなく維持され（又は稼働状態が緩和され）、使用者の身体の状態が、睡眠に適した状態に保持される。その後、本処理から一旦抜ける。
【０１３７】
以上、本実施形態によれば、第１光電脈波センサ１０および第２光電脈波センサ２０が、装着時に身体と接触する一の接触面１ａ上に配置されている。そのため、当該接触面１ａを身体に接触させるように装着するだけで、毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号と、毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号とを検出することができる。よって、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも脈波伝播時間を連続して計測することが可能となる。
【０１３８】
本実施形態によれば、第２発光素子２１と第２受光素子２２との間隔が、第１発光素子１１と第１受光素子１２との間隔よりも短く設定されているため、第２光電脈波センサ２０により、表皮に近い位置（すなわち浅い位置）にある毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出することができる。一方、第１光電脈波センサ１０により、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することができる。
【０１３９】
ところで、波長が４５０〜５８０ｎｍの青色〜黄緑色の光は、生体での吸収が強いため、光電脈波信号の出力は大きくなるが光路長を長く取ることができない。これに対し、長が８００〜１０００ｎｍの近赤外光は、生体での吸収が強くないため、光電脈波信号の出力は小さくなるが光路長を長く取ることができる。そのため、本実施形態によれば、第１発光素子１１および第２発光素子２１として同一波長の光源を使用する場合と比較して、よりＳ／Ｎを向上させることができる。
【０１４０】
ところで、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある毛細血管よりも太い動脈での光電脈波信号検出は、検出位置に対する依存性が強く、検出位置が検出に適した位置からずれてしまうと光電脈波信号を適切に検出することができなくなるおそれがある。本実施形態によれば、第１の光電脈波信号１０の振幅が所定値以下の場合にエラーと判定することにより、検出位置のずれを認識することができるため、検出位置がずれた状態のままで計測することを防止することが可能となる。
【０１４１】
また、本実施形態によれば、脈波センシング部１００（第１光電脈波センサ１０）が可動できるように構成されている。そのため、例えば装着エラーが出力された場合に、装置を身体から取り外すことなく、脈波センシング部１００（第１光電脈波センサ１０）の位置を調節することができる。
【０１４２】
本実施形態によれば、第１光電脈波センサ１０および第２光電脈波センサ２０が、装着時に手首と接触する一の接触面１ａ上に配置され、第１光電脈波センサ１０が、橈骨動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出する。ここで、太い動脈の中でも橈骨動脈は表皮から比較的浅い位置にある。そのため、本実施形態によれば、第１の光電脈波信号を安定して計測することができる。また、装置を手首に装着するため、使用者の装置装着に対する抵抗を比較的小さくでき、違和感なく長時間装着することが可能となる。
【０１４３】
また、本実施形態によれば、装着時に、脈波センシング部１００（第１光電脈波センサ１０）が、橈骨動脈上の表皮と接触するように、接触面１ａ上に配置されている。そのため、使用者が橈骨動脈の位置を正確に認識できていない場合であっても容易に脈波センシング部１００（第１光電脈波センサ１０）の位置合わせを行うことが可能となる。
【０１４４】
ところで、橈骨動脈は毛細血管に比べて表皮から深い位置にある。本実施形態によれば、接触面１ａの内、第１光電脈波センサ１０が配設されている領域が手首側に滑らかな凸状に出っ張るように形成されているため、該第１光電脈波センサ１０が手首側に押圧され、より安定して第１の光電脈波信号の計測を行うことが可能となる。
【０１４５】
本実施形態によれば、求めた脈波伝播時間が所定値以下の場合には、ノイズであると判定される。そのため、脈波信号に重畳している例えば体動に由来するノイズを簡易かつ適確に判別することが可能となる。
【０１４６】
本実施形態によれば、不整脈による脈拍リズム異常を簡易かつ適確に判定することが可能となる。特に、この場合、上述した脈波伝播時間計測装置１を備えているため、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈拍リズム異常を検出することができる。
【０１４７】
本実施形態によれば、脈波伝播時間が所定のしきい値以下の場合に、睡眠に適した状態になっていないと判定される。よって、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態であるか否かを判定することができる。特に、この場合、上述した脈波伝播時間計測装置１を備えているため、身体への装着をより簡易に行うことができる。
【０１４８】
また、本実施形態によれば、使用者の身体の状態が睡眠に適した状態になっていない場合には、使用者の前腕部の温度が上げられる。そのため、体幹部の温度を上げることなく、前腕部のみを温めることができる。よって、前腕部が温められて手先の末梢の血管が拡張した状態にされるとともに体幹部の温度が低い状態、すなわち睡眠に適した状態にされる。その結果、スムーズに睡眠（入眠）できるとともに深い睡眠を得ることが可能となる。
【０１４９】
さらに、本実施形態によれば、脈波伝播時間と自律神経機能との関係に基づいて予め定められた自律神経機能テーブル（自律神経機能相関情報）が記憶されているため、使用者の脈波伝播時間を計測することにより、脈波伝播時間を指標として、生体状態としての自律神経機能を推定して評価することが可能となる。特に、太い動脈および毛細血管それぞれの脈波のピークの時間差を計測するため、毛細血管の影響を強く反映させることができ、血管収縮・拡張と関係する自律神経活動や手の冷え／血行状態を推定することができる。また、この場合、上述した脈波伝播時間計測装置１を備えているため、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して自律神経機能を推定して評価することができる。
【０１５０】
（第１変形例）
上述した実施形態では、第１、第２の光電脈波信号を検出するために、第１発光素子１１および第１受光素子１２を有する第１光電脈波センサ１０と、第２発光素子２１および第２受光素子２２を有する第２光電脈波センサ２０を用いたが、図８に示されるように、第１発光素子１１と第２発光素子２１とを共通化（すなわち第１光電脈波センサ１０と第２光電脈波センサ２０とで共有）する構成とすることもできる。図８は、第１変形例に係る脈波伝播時間計測装置１Ｂを用いた生体状態推定装置３Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図８において上記実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
【０１５１】
第１変形例に係る脈波伝播時間計測装置１Ｂでは、第１光電脈波センサ１０は、上記実施形態と同様に、第１発光素子１１と第１受光素子１２とを有し第１の光電脈波信号を検出する。一方、第２光電脈波センサ２０Ｂは、第１発光素子１１と第２受光素子２２とを有し、第２の光電脈波信号を検出する。
【０１５２】
第１光電脈波センサ１０、第２光電脈波センサ２０Ｂは、脈波センシング部１００に配設される。また、その際に、第１発光素子１１と第２受光素子２２との間隔は、第１発光素子１１と第１受光素子１２との間隔よりも短くなるように設定される。その他の構成は、上述した生体情報推定装置３（脈波伝播時間計測装置１）と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１５３】
なお、第１の光電脈波信号と第２の光電脈波信号とを分離する方法としては、例えば、時分割による方法（検出光をパルス状に発光させ、その発光タイミングをずらす方法）、波長分割による方法（受光素子の手前に各波長に対応した波長フィルタを配置する方法）、空間分割による方法（各検出光が互いに干渉しないように距離を離して配置する方法）などを適宜用いることができる。
【０１５４】
本変形例によれば、上記実施形態と同様に、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能となる。なお、この場合には、発光素子を共通化することにより、装置の小型軽量化、抵コスト化等を図ることができる。
【０１５５】
また、本変形例によれば、第１発光素子１１と第２受光素子２２との間隔が、第１発光素子１１と第１受光素子１２との間隔よりも短く設定されているため、第２光電脈波センサ２０Ｂにより、表皮に近い位置（すなわち浅い位置）にある毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出することができる。一方、第１光電脈波センサ１０により、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することができる。
【０１５６】
（第２変形例）
上述した実施形態では、第１、第２の光電脈波信号を検出するために、第１発光素子１１および第１受光素子１２を有する第１光電脈波センサ１０と、第２発光素子２１および第２受光素子２２を有する第２光電脈波センサ２０を用いたが、図９に示されるように、第１受光素子１２と第２受光素子２２とを共通化（すなわち第１光電脈波センサ１０と第２光電脈波センサ２０とで共有）する構成とすることもできる。図９は、第２変形例に係る脈波伝播時間計測装置１Ｃを用いた生体状態推定装置３Ｃの構成を示すブロック図である。図９において上記実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。なお、この場合、増幅部等も共有する構成としてもよい。
【０１５７】
第２変形例に係る脈波伝播時間計測装置１Ｃでは、第１光電脈波センサ１０は、上記実施形態と同様に、第１発光素子１１と第１受光素子１２とを有し第１の光電脈波信号を検出する。一方、第２光電脈波センサ２０Ｃは、第２発光素子２１と第１受光素子１２とを有し、第２の光電脈波信号を検出する。
【０１５８】
第１光電脈波センサ１０、第２光電脈波センサ２０Ｃは、脈波センシング部１００に配設される。また、その際に、第２発光素子２１と第１受光素子１２との間隔は、第１発光素子１１と第１受光素子１２との間隔よりも短くなるように設定されている。その他の構成は、上述した生体情報推定装置３（脈波伝播時間計測装置１）と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１５９】
なお、第１の光電脈波信号と第２の光電脈波信号とを分離する方法としては、例えば、時分割による方法（検出光をパルス状に発光させ、その発光タイミングをずらす方法）、波長分割による方法（受光素子の手前に各波長に対応した波長フィルタを配置する方法）、空間分割による方法（各検出光が互いに干渉しないように距離を離して配置する方法）などを適宜用いることができる。
【０１６０】
本変形例によれば、上記実施形態と同様に、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能となる。なお、この場合には、受光素子を共通化することにより、装置の小型軽量化、抵コスト化等を図ることができる。
【０１６１】
また、本変形例によれば、第２発光素子２１と第１受光素子１２との間隔が、第１発光素子１１と第１受光素子１２との間隔よりも短く設定されているため、第２光電脈波センサ２０Ｃにより、表皮に近い位置（すなわち浅い位置）にある毛細血管の血流に応じた第２の光電脈波信号を検出することができる。一方、第１光電脈波センサ１０により、表皮から遠い位置（すなわち深い位置）にある毛細血管よりも太い動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出することができる。
【０１６２】
（第３変形例）
上述した実施形態では、橈骨動脈の血流に応じた第１の光電脈波信号を検出するために、第１発光素子１１および第１受光素子１２を有する第１光電脈波センサ１０を用いたが、図１０に示されるように、第１光電脈波センサ１０に代えて、圧電素子１４を有し圧電脈波信号を検出する圧電脈波センサ１３を用いる構成とすることもできる。図８は、第３変形例に係る脈波伝播時間計測装置１Ｄを用いた生体状態推定装置３Ｄの構成を示すブロック図である。なお、図１０において上記実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
【０１６３】
第３変形例に係る脈波伝播時間計測装置１Ｄでは、圧電脈波センサ１３は、橈骨動脈の血流（拍動）に応じた圧電脈波信号を検出する。一方、光電脈波センサ２０Ｄは、発光素子２１Ｄと受光素子２２Ｄとを有し、毛細血管の血流に応じた光電脈波信号を検出する。
【０１６４】
圧電脈波センサ１３は、上述した脈波センシング部１００に配設される。その他の構成は、上述した生体情報推定装置３（脈波伝播時間計測装置１）と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。ただし、圧電脈波は光電脈波とは異なり速度脈波であるため、上述した２階微分処理部３１５に代えて（１階）微分処理部３１５Ｂが用いられる。
【０１６５】
本変形例によれば、上記実施形態と同様に、身体への装着をより簡易に行うことができ、かつ、活動中（日常生活の中）でも連続して脈波伝播時間を計測することが可能となる。
【０１６６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、腕時計形の生体情報推定装置３を例にして説明したが、生体情報推定装置の形態は、腕時計形には限られない。例えば、リストバンド形やシャツなどの衣服の袖口に配置する形態としてもよい。例えば、リストバンド形の生体情報推定装置では、装着時に使用者の手首に密着するように、伸縮性を有する素材で形成されたリストバンドの内側に第１光電脈波センサ１０および第２光電脈波センサ２０が取り付けられる。
【０１６７】
また、上記実施形態では、橈骨動脈のある手首で脈波伝播時間を計測したが、脈波伝播時間の計測部位は手首に限られることなく、例えば、頸動脈のある首、上腕動脈のある肘、浅側頭動脈のあるこめかみ等で計測するようにしてもよい。
【０１６８】
また、上記実施形態では、使用者の生体状態（自律神経機能）を推定するために自律神経機能テーブルを用いたが、相関式に基づいて演算によって推定する構成としてもよい。
【０１６９】
また、取得された脈拍信号や脈波伝播時間などの計測データは、ＰＣや、ディスプレイを有する携帯型音楽プレーヤ、又はスマートフォン等に出力して表示させるような構成とすることもできる。その場合に、生体状態の推定は、ＰＣやスマートフォン側で行ってもよい。さらには、データをサーバーに送信してサーバー側で処理を行う構成とすることもできる。このような場合、上述した相関情報等のデータは、ＰＣや、スマートフォン、サーバー側に記憶される。
【符号の説明】
【０１７０】
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  脈波伝播時間計測装置
１ａ  接触面
３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ  生体状態推定装置
１０  第１光電脈波センサ
１１  第１発光素子
１２  第１受光素子
１３  圧電脈波センサ
１４  圧電素子
２０，２０Ｂ，２０Ｃ  第２光電脈波センサ
２０Ｄ  光電脈波センサ
２１  第２発光素子
２１Ｄ  発光素子
２２  第２受光素子
２２Ｄ  受光素子
３０  信号処理ユニット
３１０  第１信号処理部
３２０  第２信号処理部
３１１，３２１  増幅部
３１２，３２２  アナログフィルタ
３１３，３２３  Ａ／Ｄコンバータ
３１４，３２４  ディジタルフィルタ
３１５，３２５  ２階微分処理部
３１６，３２６  ピーク検出部
３１８，３２８  ピーク補正部
３３０  脈波伝播時間計測部
３４０  脈波伝播時間記憶部
３４１  相関情報記憶部
３５０  生体状態推定部
５０  表示部
５１  前腕部加温部
１００  脈波センシング部
２００  本体部
２１０  ベルト
【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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【国際調査報告】
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