(57)【要約】  脈波検出装置は、被験者に光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射され、前記被験者によって反射された光を受光する受光素子とを有する反射型脈波センサと、前記反射型脈波センサを前記被験者の眉間に密着させる付勢部材とを備える。
2018147192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射され、前記被験者によって反射された光を受光する受光素子とを有する反射型脈波センサと、
前記反射型脈波センサを前記被験者の眉間に密着させる付勢部材と
を備える脈波検出装置。
【請求項２】
前記発光素子は、緑色ＬＥＤである
請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項３】
前記反射型脈波センサは、前記発光素子と前記被験者との間に配置される拡散部を更に有する
請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項４】
前記受光素子によって受光された光に基づく信号の微分演算を行う微分演算部を更に備える
請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項５】
前記反射型脈波センサによって検出された脈波データを出力する出力部を更に備え、
前記出力部は、携帯端末に搭載されている
請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項６】
前記反射型脈波センサと、前記付勢部材とは、ヘッドマウントディスプレイに搭載されている
請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項７】
前記付勢部材は、ヘッドバンドである
請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項８】
前記発光素子は、少なくとも第１発光素子と、第２発光素子とを含み、
前記受光素子によって受光された光の信号を分析する信号分析部と、
前記第１発光素子から光が照射される場合に前記受光素子によって受光される光の信号である第１信号と、前記第２発光素子から光が照射される場合に前記受光素子によって受光される光の信号である第２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する使用発光素子選択部と
を更に備える請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項９】
前記第１信号が前記第２信号よりも脈波データとして適している場合に、前記使用発光素子選択部は、脈波データの検出に使用される発光素子として前記第１発光素子を選択し、
前記第２信号が前記第１信号よりも脈波データとして適している場合に、前記使用発光素子選択部は、脈波データの検出に使用される発光素子として前記第２発光素子を選択する
請求項８に記載の脈波検出装置。
【請求項１０】
前記発光素子は、少なくとも第１発光素子と、第２発光素子とを含み、
前記受光素子は、少なくとも第１受光素子と、第２受光素子とを含み、
前記第１受光素子によって受光された光の信号と、前記第２受光素子によって受光された光の信号とを分析する信号分析部と、
前記第１発光素子から光が照射される場合に前記第１受光素子によって受光される光の信号である第１信号と、前記第２発光素子から光が照射される場合に前記第２受光素子によって受光される光の信号である第２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する使用発光素子選択部と、
前記第１信号と、前記第２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される受光素子を選択する使用受光素子選択部と
を更に備える請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項１１】
前記第１信号が前記第２信号よりも脈波データとして適している場合に、前記使用発光素子選択部は、脈波データの検出に使用される発光素子として前記第１発光素子を選択し、前記使用受光素子選択部は、脈波データの検出に使用される受光素子として前記第１受光素子を選択し、
前記第２信号が前記第１信号よりも脈波データとして適している場合に、前記使用発光素子選択部は、脈波データの検出に使用される発光素子として前記第２発光素子を選択し、前記使用受光素子選択部は、脈波データの検出に使用される受光素子として前記第２受光素子を選択する
請求項１０に記載の脈波検出装置。
【請求項１２】
発光素子と受光素子とを有する反射型脈波センサと、付勢部材とを備える脈波検出装置の脈波検出方法であって、
前記付勢部材が前記反射型脈波センサを被験者の眉間に密着させる第１ステップと、
前記発光素子が前記被験者に光を照射する第２ステップと、
前記受光素子が、前記発光素子から照射され、前記被験者によって反射された光を受光する第３ステップと
を含む脈波検出装置の脈波検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波検出装置および方法に関する。
本願は、２０１７年２月１３日に、日本に出願された特願２０１７−０２３７６１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脈波センサを備える生体情報処理装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された生体情報処理装置では、脈波センサとして、光電センサまたは超音波センサが用いられる。脈波センサとして、発光素子と受光素子とを有する反射型脈波センサ（光電センサの一種）が用いられる場合がある。
ところで、脈波センサとして反射型脈波センサが用いられる場合、特許文献１に記載された生体情報処理装置のように、ヘッドマウントディスプレイに脈波センサを単に搭載しただけでは、脈波データの検出精度を十分に向上させることができない。
一方、脈波データの検出精度を向上させるためにカメラを有する脈波センサが用いられる場合には、脈波データを算出するための画像解析が必要になってしまい、演算負荷が増加してしまう。
また、脈波センサによる脈波データの検出対象の血管の周りの筋肉量が多い場合にも、血管の周りの筋肉の動きに伴う体動ノイズが脈波データに含まれてしまい、脈波データの検出精度を十分に向上させることができない。【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、演算負荷を抑制しつつ、脈波データの検出精度を十分に向上させることができる脈波検出装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、被験者に光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射され、前記被験者によって反射された光を受光する受光素子とを有する反射型脈波センサと、前記反射型脈波センサを前記被験者の眉間に密着させる付勢部材とを備える脈波検出装置である。【０００７】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置において、前記発光素子は、緑色ＬＥＤである。【０００８】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置において、前記反射型脈波センサは、前記発光素子と前記被験者との間に配置される拡散部を更に有する。【０００９】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置は、前記受光素子によって受光された光に基づく信号の微分演算を行う微分演算部を更に備える。【００１０】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置は、前記反射型脈波センサによって検出された脈波データを出力する出力部を更に備え、前記出力部は、携帯端末に搭載されている。【００１１】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置において、前記反射型脈波センサと、前記付勢部材とは、ヘッドマウントディスプレイに搭載されている。【００１２】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置において、前記付勢部材は、ヘッドバンドである。【００１３】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置において、前記発光素子は、少なくとも第１発光素子と、第２発光素子とを含み、上述の脈波検出装置は、前記受光素子によって受光された光の信号を分析する信号分析部と、前記第１発光素子から光が照射される場合に前記受光素子によって受光される光の信号である第１信号と、前記第２発光素子から光が照射される場合に前記受光素子によって受光される光の信号である第２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する使用発光素子選択部とを更に備える。【００１４】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置において、前記第１信号が前記第２信号よりも脈波データとして適している場合に、前記使用発光素子選択部は、脈波データの検出に使用される発光素子として前記第１発光素子を選択し、前記第２信号が前記第１信号よりも脈波データとして適している場合に、前記使用発光素子選択部は、脈波データの検出に使用される発光素子として前記第２発光素子を選択する。【００１５】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置において、前記発光素子は、少なくとも第１発光素子と、第２発光素子とを含み、前記受光素子は、少なくとも第１受光素子と、第２受光素子とを含み、上述の脈波検出装置は、前記第１受光素子によって受光された光の信号と、前記第２受光素子によって受光された光の信号とを分析する信号分析部と、前記第１発光素子から光が照射される場合に前記第１受光素子によって受光される光の信号である第１信号と、前記第２発光素子から光が照射される場合に前記第２受光素子によって受光される光の信号である第２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する使用発光素子選択部と、前記第１信号と、前記第２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される受光素子を選択する使用受光素子選択部とを更に備える。【００１６】
本発明の一実施形態では、上述の脈波検出装置において、前記第１信号が前記第２信号よりも脈波データとして適している場合に、前記使用発光素子選択部は、脈波データの検出に使用される発光素子として前記第１発光素子を選択し、前記使用受光素子選択部は、脈波データの検出に使用される受光素子として前記第１受光素子を選択し、前記第２信号が前記第１信号よりも脈波データとして適している場合に、前記使用発光素子選択部は、脈波データの検出に使用される発光素子として前記第２発光素子を選択し、前記使用受光素子選択部は、脈波データの検出に使用される受光素子として前記第２受光素子を選択する。【００１７】
また、本発明の一実施形態は、発光素子と受光素子とを有する反射型脈波センサと、付勢部材とを備える脈波検出装置の脈波検出方法であって、前記付勢部材が前記反射型脈波センサを被験者の眉間に密着させる第１ステップと、前記発光素子が前記被験者に光を照射する第２ステップと、前記受光素子が、前記発光素子から照射され、前記被験者によって反射された光を受光する第３ステップとを含む脈波検出装置の脈波検出方法である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、演算負荷を抑制しつつ、脈波データの検出精度を十分に向上させることができる脈波検出装置および方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の脈波検出装置の構成の一例を示す図である。
【図２Ａ】拡散部が設けられる前の状態における反射型脈波センサの正面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＶ１−Ｖ１線に沿った概略断面図である。
【図２Ｃ】拡散部が設けられた後の状態における反射型脈波センサの正面図である。
【図２Ｄ】図２ＣのＶ２−Ｖ２線に沿った概略断面図である。
【図３】第１実施形態の脈波検出装置の出力部によって出力される微分演算前脈波データと微分演算後脈波データと脈波ピーク検出パルスとを示す図である。
【図４Ａ】ヘッドマウントディスプレイを左側から見た斜視図である。
【図４Ｂ】ヘッドマウントディスプレイの一部を左上側かつ後側から見た斜視図である。
【図５】第１実施形態の脈波検出装置のセンサ部の第２適用例を示す図である。
【図６Ａ】被験者の眉間の動脈（または動脈群）が、発光素子の近くに位置するように、反射型脈波センサが被験者の眉間に密着させられた状態を示す概略断面図である。
【図６Ｂ】被験者の眉間の動脈（または動脈群）が、発光素子の近くに位置するように、反射型脈波センサが被験者の眉間に密着させられた状態を示す概略断面図である。
【図７】第１実施形態の脈波検出装置による脈波検出方法において実行される処理を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の脈波検出装置の構成の一例を示す図である。
【図９Ａ】拡散部が設けられる前の状態における反射型脈波センサの正面図である。
【図９Ｂ】拡散部が設けられた後の状態における反射型脈波センサの正面図である。
【図１０】第３実施形態の脈波検出装置の構成の一例を示す図である。
【図１１Ａ】拡散部が設けられる前の状態における反射型脈波センサの正面図である。
【図１１Ｂ】拡散部が設けられた後の状態における反射型脈波センサの正面図である。
【図１２Ａ】被験者の眉間の動脈（または動脈群）が、発光素子の近くに位置するように、反射型脈波センサが被験者の眉間に密着させられた状態を示す概略断面図である。
【図１２Ｂ】被験者の眉間の動脈（または動脈群）が、発光素子の近くに位置するように、反射型脈波センサが被験者の眉間に密着させられた状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。まず、図１を参照して、第１実施形態の脈波検出装置１の構成について説明する。
【００２１】
＜脈波検出装置１の構成＞
図１は、第１実施形態の脈波検出装置１の構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、脈波検出装置１が、センサ部１ａと、信号処理部１ｂとを備えている。センサ部１ａは、被験者の脈波データを検出する反射型脈波センサ１１と、反射型脈波センサ１１を被験者の眉間に密着させる付勢部材１２とを備えている。
【００２２】
図２Ａ〜図２Ｄは、第１実施形態の脈波検出装置１の反射型脈波センサ１１の構成の一例を示す図である。詳細には、図２Ａは拡散部１１ｄが設けられる前の状態における反射型脈波センサ１１の正面図である。図２Ｂは図２ＡのＶ１−Ｖ１線に沿った概略断面図である。図２Ｃは拡散部１１ｄが設けられた後の状態における反射型脈波センサ１１の正面図である。図２Ｄは図２ＣのＶ２−Ｖ２線に沿った概略断面図である。
図２Ａ〜図２Ｄに示す例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２と、受光素子１１ｂ１と、脈波センサ本体１１ｃと、拡散部１１ｄとを有する。発光素子１１ａ１、１１ａ２は、被験者に光を照射する。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ１、１１ａ２から照射され、被験者によって反射された光を受光する。また、受光素子１１ｂ１は、受光した光に基づく信号である脈波データを出力する。拡散部１１ｄは、発光素子１１ａ１、１１ａ２と被験者との間に配置される。
【００２３】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、発光素子１１ａ１は、受光素子１１ｂ１を隔てて発光素子１１ａ２の反対側に配置されている。発光素子１１ａ１の中心と受光素子１１ｂ１の中心との間隔、および、受光素子１１ｂ１の中心と発光素子１１ａ２の中心との間隔は、２．５４ｍｍである。
図２Ａ〜図２Ｄに示す例では、発光素子１１ａ１、１１ａ２として、同一の型式の部品が用いられる。発光素子１１ａ１、１１ａ２は緑色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。発光素子１１ａ１、１１ａ２から照射される光のピーク波長は、例えば５２０〜５７０［ｎｍ］である。受光素子１１ｂ１は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタである。
図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、発光素子１１ａ１、１１ａ２が、拡散部１１ｄによって覆われている。そのため、発光素子１１ａ１、１１ａ２からの光は、拡散部１１ｄによって拡散させられた後に、被験者に照射される。一方、受光素子１１ｂ１は、拡散部１１ｄによって覆われていない。そのため、被験者からの光は、拡散部１１ｄによって拡散させられることなく、受光素子１１ｂ１によって受光される。
図２Ａ〜図２Ｄに示す例では、発光素子１１ａ１、１１ａ２として、発光機能のみを有する素子が用いられ、受光素子１１ｂ１として、受光機能のみを有する素子が用いられる。他の例では、代わりに、発光素子１１ａ１、１１ａ２および受光素子１１ｂ１として、発光機能および受光機能の両方を選択的に有する素子（例えばＬＥＤ）を用いてもよい。この例では、それらの素子を発光素子として用いるか、あるいは、受光素子として用いるかが、適宜選択される。また、この例では、センサ部１ａの使用中に、それらの素子の機能を、発光機能から受光機能に切り替えたり、受光機能から発光機能に切り替えたりしてもよい。
【００２４】
図１に示す例では、脈波検出装置１の信号処理部１ｂが、使用発光素子選択部１３と、Ａ／Ｄ変換部１５と、信号分析部１６と、心拍情報解析部１７とを備えている。使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２のいずれを使用するかを選択する。Ａ／Ｄ変換部１５は、受光素子１１ｂ１から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号分析部１６は、Ａ／Ｄ変換部１５からの信号に基づいて、受光素子１１ｂ１から出力された信号を分析する。
図１に示す例では、心拍情報解析部１７が、演算部１７ａと、記憶部１７ｂと、出力部１７ｃと、操作部１７ｄとを備えている。演算部１７ａは、微分演算部１７ａ１を備えている。微分演算部１７ａ１は、受光素子１１ｂ１によって受光された光に基づく信号である脈波データの微分演算を実行する。詳細には、微分演算部１７ａ１は、受光素子１１ｂ１から出力され、Ａ／Ｄ変換部１５によってＡ／Ｄ変換された信号の微分演算を実行する。記憶部１７ｂは、微分演算部１７ａ１によって微分演算が実行される前の脈波データと、微分演算部１７ａ１によって微分演算が実行された後の脈波データとを記憶する。
【００２５】
図１に示す例では、出力部１７ｃが、反射型脈波センサ１１によって検出された脈波データを出力する。詳細には、出力部１７ｃは、微分演算部１７ａ１によって微分演算が実行される前の脈波データである微分演算前脈波データと、微分演算部１７ａ１によって微分演算が実行された後の脈波データである微分演算後脈波データとを出力する。微分演算前脈波データの振幅は、被験者の呼吸に伴って、上下に変動する（つまり、うねりを生ずる）。一方、微分演算後脈波データでは、被験者の呼吸の影響が除外されている。
図１に示す例では、演算部１７ａは、微分演算後脈波データに基づいて、脈波ピーク時刻を算出する。出力部１７ｃは、演算部１７ａによって算出された脈波ピーク時刻を示すパルスである脈波ピーク検出パルスを出力する。
【００２６】
図３は、第１実施形態の脈波検出装置１の出力部１７ｃによって出力される微分演算前脈波データと微分演算後脈波データと脈波ピーク検出パルスとを示す図である。図３の縦軸は振幅を示しており、横軸は時刻を示している。
図３に示す例では、微分演算前脈波データのうねりの山部が、図３の左端部と右端部とに存在する。微分演算前脈波データのうねりの谷部は、図３の中央部に存在する。微分演算後脈波データでは、微分演算前脈波データに含まれる被験者の呼吸の影響（つまり、波形のうねり）が除外されている。
図３に示す例では、微分演算後脈波データの増加中のゼロクロス時刻に、脈波ピーク検出パルスが立ち上がっている。また、微分演算後脈波データの減少中のゼロクロス時刻に、脈波ピーク検出パルスが立ち下がっている。
図３に示す例では、脈波検出装置１が、微分演算前脈波データ、微分演算後脈波データ、および、脈波ピーク検出パルスに基づいて、心拍数を得ることができる。また、心拍変動の周波数解析によって、自律神経の状態を示唆する自律神経指標を得ることができる。
【００２７】
図１に示す例では、出力部１７ｃが、例えばディスプレイなどのような表示部である。
他の例では、代わりに、出力部１７ｃが例えばプリンタなどのような印字部であってもよい。
【００２８】
図１に示す例では、操作部１７ｄが、例えば被験者などのような脈波検出装置１のユーザによる操作を受け付ける。
図１に示す例では、操作部１７ｄが、例えばタッチパネルである。他の例では、操作部１７ｄが、キー入力方式の操作部などであってもよい。
【００２９】
図１に示す例では、出力部１７ｃなどを備えている信号処理部１ｂが、例えばスマートフォンのような携帯端末に搭載されている。出力部１７ｃおよび操作部１７ｄは、携帯端末のタッチパネルディスプレイによって構成されている。
図１に示す例では、センサ部１ａと、信号処理部１ｂとが、無線通信または有線通信を介して接続されている。
【００３０】
図４Ａおよび図４Ｂは、第１実施形態の脈波検出装置１のセンサ部１ａの第１適用例を示す図である。
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、センサ部１ａの反射型脈波センサ１１と、付勢部材１２とが、ヘッドマウントディスプレイに搭載されている。図４Ａはヘッドマウントディスプレイを左側から見た斜視図であり、図４Ｂはヘッドマウントディスプレイの一部を左上側かつ後側から見た斜視図である。
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、ヘッドマウントディスプレイが、ＶＲ（バーチャルリアリティ）用ヘッドマウントディスプレイであって、３次元視覚投影用ヘッドマウントディスプレイである。
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、反射型脈波センサ１１が、ヘッドマウントディスプレイの図４Ｂに示す位置に搭載されている。その結果、ヘッドマウントディスプレイの表示部に表示されているコンテンツを被験者が鑑賞している状態で、反射型脈波センサ１１を被験者の眉間に密着させることができる。そのため、脈波検出装置１は、被験者がコンテンツを鑑賞しながらリラックスしている状態で、被験者の脈波データを取得することができる。つまり、図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、病院などで脈波データの検出が行われる場合よりも、理想的な脈波データを取得ことができる。
図４Ａおよび図４Ｂに示すヘッドマウントディスプレイがゲーム用ディスプレイである場合、脈波検出装置１は、被験者がゲームをしている状態で、被験者の脈波データを取得することができる。
【００３１】
生体情報やその変化は、短期的にはコンテンツから被験者が受けるストレスや刺激を反映する可能性がある。また、長期的（数か月から数年または数年）に渡り観察された変化は、生活習慣病などの慢性疾患や老化を反映する可能性がある。
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、脈波検出装置１が、ヘッドマウントディスプレイを用いることによって、様々な時間スケールでの心理・生理状態や健康に関する生体情報を取得する。
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、ヘッドマウントディスプレイに適用された脈波検出装置１によって、ＶＲ環境下での労働が行われる労働者の健康管理を行うことができる。
【００３２】
図５は、第１実施形態の脈波検出装置１のセンサ部１ａの第２適用例を示す図である。
図５に示す例では、センサ部１ａの付勢部材１２が、例えばスポーツ用のヘッドバンドである。センサ部１ａの反射型脈波センサ１１は、ヘッドバンドに搭載されている。つまり、図５はヘッドバンドを左上側かつ後側から見た斜視図である。
図５に示す例では、反射型脈波センサ１１が、ヘッドバンドの図５に示す位置に搭載されている。つまり、反射型脈波センサ１１によって脈拍データが検出される期間中、被験者の両手は拘束されない。そのため、脈波検出装置１は、被験者の両手が他の用途に用いられている状態においても、被験者の脈波データを取得することができる。
第１実施形態の脈波検出装置１のセンサ部１ａを幼児用ヘッドバンドに適用することによって、幼児の脈波データを容易に取得することもできる。
【００３３】
第１実施形態の脈波検出装置１では、反射型脈波センサ１１が、上述したように、発光素子１１ａ１と、発光素子１１ａ２とを有する。また、信号分析部１６は、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号を分析する。
受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２の両方から光が照射されると、受光素子１１ｂ１によって受光される光に、発光素子１１ａ１からの光および発光素子１１ａ２からの光の両方が含まれてしまい、脈波データの検出精度が低下するおそれがある。
そこで、第１実施形態の脈波検出装置１では、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２の一方のみから光が照射される。使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１から光を照射するか、あるいは、発光素子１１ａ２から光を照射するかを選択する。つまり、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２のうちから、脈波データの検出に使用されるいずれか一方の発光素子を選択する。
【００３４】
第１実施形態の脈波検出装置１では、脈波検出装置１が脈波データの検出を実行する前に、使用発光素子選択部１３が、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２のうちから、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する。
使用発光素子選択部１３が脈波データの検出に使用される発光素子を選択する場合には、例えば、最初に、発光素子１１ａ１が光を照射し、発光素子１１ａ２は光を照射しない。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ１から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ１から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第１信号を分析する。
次いで、発光素子１１ａ１は光を照射せず、発光素子１１ａ２が光を照射する。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ２から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ２から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第２信号を分析する。
次いで、使用発光素子選択部１３は、第１信号と第２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する。例えば、第１信号が第２信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ１を選択する。第２信号が第１信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ２を選択する。
【００３５】
図６Ａおよび図６Ｂは、第１実施形態の脈波検出装置１の使用発光素子選択部１３が脈波データの検出に使用される発光素子を選択する例を説明するための図である。詳細には、図６Ａは被験者Ａの眉間Ａ１の動脈（または動脈群）Ａ１ａが、発光素子１１ａ１の近くに位置するように、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられた状態を示す概略断面図である。図６Ｂは被験者Ａの眉間Ａ１の動脈（または動脈群）Ａ１ａが、発光素子１１ａ２の近くに位置するように、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられた状態を示す概略断面図である。
【００３６】
図６Ａに示す例では、被験者Ａが図４Ａおよび図４Ｂに示すようなセンサ部１ａあるいは図５に示すようなセンサ部１ａを装着した場合に、被験者Ａの眉間Ａ１の動脈Ａ１ａが、発光素子１１ａ１の近くに位置するように、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられる。
そのため、発光素子１１ａ１から照射され、被験者Ａによって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第１信号は、発光素子１１ａ２から照射され、被験者Ａによって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第２信号よりも、脈波データとして適している。その結果、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ１を選択する。
【００３７】
図６Ｂに示す例では、被験者Ａが図４Ａおよび図４Ｂに示すようなセンサ部１ａあるいは図５に示すようなセンサ部１ａを装着した場合に、被験者Ａの眉間Ａ１の動脈Ａ１ａが、発光素子１１ａ２の近くに位置するように、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられる。
そのため、発光素子１１ａ２から照射され、被験者Ａによって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第２信号は、発光素子１１ａ１から照射され、被験者Ａによって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第１信号よりも、脈波データとして適している。その結果、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ２を選択する。
【００３８】
第１実施形態の脈波検出装置１が適用された図６Ａまたは図６Ｂに示す例では、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２のいずれかから照射され、被験者Ａによって反射された光が、受光素子１１ｂ１によって受光される。
第１実施形態の脈波検出装置１が適用された他の例では、代わりに、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２の両方から同時に照射され、被験者Ａによって反射された光を、受光素子１１ｂ１によって受光してもよい。つまり、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された他の例では、複数の発光素子から同時に照射され、被験者Ａによって反射された光を、１つの受光素子によって受光してもよい。
【００３９】
＜脈波検出装置１による脈波検出方法において実行される処理＞
図７は、第１実施形態の脈波検出装置１による脈波検出方法において実行される処理を示すフローチャートである。
図７に示す例では、ステップＳ１において、被験者Ａ自身によって、あるいは、補助者によって、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられる。次いで、ステップＳ２では、使用発光素子選択部１３が、脈波データの検出に使用される発光素子として、発光素子１１ａ１または発光素子１１ａ２を選択する。また、使用発光素子選択部１３によって選択された発光素子が、被験者Ａに光を照射する。
次いで、ステップＳ３では、受光素子１１ｂ１が、使用発光素子選択部１３によって選択された発光素子から照射され、被験者Ａによって反射された光を受光する。また、脈波検出装置１が、受光素子１１ｂ１によって受光された光に基づく信号である脈波データを検出する。
【００４０】
＜第１実施形態のまとめ＞
以上、第１実施形態の脈波検出装置１について説明した。
第１実施形態の脈波検出装置１は、被験者Ａに光を照射する発光素子１１ａ１、１１ａ２と、発光素子１１ａ１、１１ａ２から照射され、被験者Ａによって反射された光を受光する受光素子１１ｂ１とを有する反射型脈波センサ１１と、反射型脈波センサ１１を被験者Ａの眉間Ａ１に密着させる付勢部材１２とを備えている。
このように構成することにより、脈波検出装置１は、演算負荷を抑制しつつ、脈波データの検出精度を十分に向上させることができる。
詳細には、脈波検出装置１は、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられない場合よりも、脈波データの検出精度を向上させることができる。
また、脈波検出装置１は、カメラを有する脈波センサが用いられる場合よりも、演算負荷を抑制することができる。
また、脈波検出装置１は、脈波センサによる脈波データの検出対象の血管の周りの筋肉量が多い場合よりも、脈波データの検出精度を向上させることができる。
また、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられるため、脈波検出装置１は、被験者Ａの右目の瞬目の影響を抑制することができると共に、被験者Ａの左目の瞬目の影響を抑制することができる。
【００４１】
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、発光素子１１ａ１、１１ａ２が、緑色ＬＥＤである。
このように構成することにより、脈波検出装置１は、発光素子から赤外光が照射される場合よりも、受光素子１１ｂ１によって受光される光量を増加させることができ、脈波データの検出精度を向上させることができる。
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２と被験者Ａとの間に配置される拡散部１１ｄを更に有する。
このように構成することにより、脈波検出装置１は、脈波データの検出対象の血管が発光素子１１ａ１、１１ａ２の光軸上に存在しない場合にも、発光素子１１ａ１、１１ａ２から照射された光を、脈波データの検出対象の血管に到達させることができ、脈波データを検出することができる。
【００４２】
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、脈波検出装置１が、受光素子１１ｂ１によって受光された光に基づく信号の微分演算を行う微分演算部１７ａ１を更に備えている。
このように構成することにより、脈波検出装置１は、受光素子１１ｂ１によって受光された光に基づく信号から、被験者Ａの呼吸の影響を除外することができる。つまり、脈波検出装置１は、被験者Ａの呼吸の影響が除外された脈波データを得ることができる。
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、脈波検出装置１が、反射型脈波センサ１１によって検出された脈波データを出力する出力部１７ｃを更に備えている。また、出力部１７ｃは、携帯端末に搭載されている。
このように構成することにより、脈波検出装置１は、脈波データを出力する出力部１７ｃが携帯端末に搭載されていない場合よりも、脈波検出装置１のユーザが脈波データにアクセスしやすくすることができる。
【００４３】
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、反射型脈波センサ１１と、付勢部材１２とが、ヘッドマウントディスプレイに搭載されている。
このように構成することにより、脈波検出装置１は、ヘッドマウントディスプレイの表示部に表示されているコンテンツを被験者Ａが鑑賞している状態で、反射型脈波センサ１１を被験者Ａの眉間Ａ１に密着させることができる。そのため、脈波検出装置１は、被験者Ａがコンテンツを鑑賞しながらリラックスしている状態で、被験者Ａの脈波データを取得することができる。つまり、病院などで脈波データの検出が行われる場合よりも、理想的な脈波データを取得ことができる。
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、付勢部材１２が、例えばヘッドバンドである。
このように構成することにより、反射型脈波センサ１１によって脈拍データが検出される期間中、被験者Ａの両手は拘束されない。そのため、脈波検出装置１は、被験者Ａの両手が他の用途に用いられている状態においても、被験者Ａの脈波データを取得することができる。
【００４４】
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１と、発光素子１１ａ２とを有する。また、脈波検出装置１が、信号分析部１６と、使用発光素子選択部１３とを更に備えている。信号分析部１６は、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号を分析する。使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１から光が照射される場合に受光素子１１ｂ１によって受光される光の信号である第１信号と、発光素子１１ａ２から光が照射される場合に受光素子１１ｂ１によって受光される光の信号である第２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する。
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、第１信号が第２信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として第１発光素子１１ａ１を選択する。第２信号が第１信号よりも脈波データとして適している場合には、使用発光素子選択部１３が、脈波データの検出に使用される発光素子として第２発光素子１１ａ２を選択する。
このように構成することにより、脈波検出装置１は、受光素子１１ｂ１によって受光される光に、発光素子１１ａ１からの光および発光素子１１ａ２からの光の両方が含まれることに伴って、脈波データの検出精度が低下してしまうおそれを抑制することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態の脈波検出装置１について説明する。第２実施形態の脈波検出装置１は、後述する点を除き、第１実施形態の脈波検出装置１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の脈波検出装置１によれば、後述する点を除き、第１実施形態の脈波検出装置１と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
＜脈波検出装置１の構成＞
図８は、第２実施形態の脈波検出装置１の構成の一例を示す図である。
第１実施形態の脈波検出装置１が適用された図１に示す例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２を有するが、第２実施形態の脈波検出装置１が適用された図８に示す例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３、１１ａ４を有する。
【００４７】
図９Ａおよび図９Ｂは、第２実施形態の脈波検出装置１の反射型脈波センサ１１の構成の一例を示す図である。詳細には、図９Ａは拡散部１１ｄが設けられる前の状態における反射型脈波センサ１１の正面図である。図９Ｂは拡散部１１ｄが設けられた後の状態における反射型脈波センサ１１の正面図である。
図９Ａおよび図９Ｂに示す例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３、１１ａ４と、受光素子１１ｂ１と、脈波センサ本体１１ｃと、拡散部１１ｄとを有する。発光素子１１ａ１〜１１ａ４は、被験者に光を照射する。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ１〜１１ａ４から照射され、被験者によって反射された光を受光する。また、受光素子１１ｂ１は、受光した光に基づく信号である脈波データを出力する。拡散部１１ｄは、発光素子１１ａ１〜１１ａ４と被験者との間に配置される。
【００４８】
図９Ａに示すように、発光素子１１ａ３、１１ａ４が、受光素子１１ｂ１を中心に発光素子１１ａ１、１１ａ２を９０°回転させた位置に配置されている。
図９Ａおよび図９Ｂに示す例では、発光素子１１ａ１〜１１ａ４として、同一の型式の部品が用いられる。
図９Ａおよび図９Ｂに示すように、発光素子１１ａ１〜１１ａ４が、拡散部１１ｄによって覆われている。そのため、発光素子１１ａ１〜１１ａ４からの光は、拡散部１１ｄによって拡散させられた後に、被験者に照射される。一方、受光素子１１ｂ１は、拡散部１１ｄによって覆われていない。そのため、被験者からの光は、拡散部１１ｄによって拡散させられることなく、受光素子１１ｂ１によって受光される。
【００４９】
上述したように、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された図１に示す例では、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２のいずれを使用するかを選択する。
一方、第２実施形態の脈波検出装置１が適用された図８に示す例では、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１、発光素子１１ａ２、発光素子１１ａ３、および、発光素子１１ａ４のいずれを使用するかを選択する。
【００５０】
上述したように、第１実施形態の脈波検出装置１では、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２の一方のみから光が照射される。また、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１から光を照射するか、あるいは、発光素子１１ａ２から光を照射するかを選択する。
一方、第２実施形態の脈波検出装置１では、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、発光素子１１ａ１、発光素子１１ａ２、発光素子１１ａ３、および、発光素子１１ａ４のいずれかのみから光が照射される。また、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１から光を照射するか、発光素子１１ａ２から光を照射するか、発光素子１１ａ３から光を照射するか、あるいは、発光素子１１ａ４から光を照射するかを選択する。
【００５１】
第２実施形態の脈波検出装置１では、脈波検出装置１が脈波データの検出を実行する前に、使用発光素子選択部１３が、発光素子１１ａ１〜１１ａ４のうちから、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する。
【００５２】
第２実施形態の脈波検出装置１が適用された図９Ａおよび図９Ｂに示す例では、使用発光素子選択部１３が脈波データの検出に使用される発光素子を選択する場合には、例えば、最初に、発光素子１１ａ１が光を照射し、発光素子１１ａ２、１１ａ３、１１ａ４は光を照射しない。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ１から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ１から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第１信号を分析する。
次いで、発光素子１１ａ２が光を照射し、発光素子１１ａ１、１１ａ３、１１ａ４は光を照射しない。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ２から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ２から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第２信号を分析する。
【００５３】
次いで、発光素子１１ａ３が光を照射し、発光素子１１ａ１、１１ａ２、１１ａ４は光を照射しない。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ３から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ３から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第３信号を分析する。
次いで、発光素子１１ａ４が光を照射し、発光素子１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３は光を照射しない。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ４から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ４から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号である第４信号を分析する。
【００５４】
次いで、使用発光素子選択部１３は、第１信号と第２信号と第３信号と第４信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する。詳細には、第１信号が第２信号、第３信号および第４信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ１を選択する。第２信号が第１信号、第３信号および第４信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ２を選択する。第３信号が第１信号、第２信号および第４信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ３を選択する。第４信号が第１信号、第２信号および第３信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ４を選択する。
【００５５】
［第３実施形態］
以下、第３実施形態の脈波検出装置１について説明する。第３実施形態の脈波検出装置１は、後述する点を除き、第１実施形態の脈波検出装置１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の脈波検出装置１によれば、後述する点を除き、第１実施形態の脈波検出装置１と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
＜脈波検出装置１の構成＞
図１０は、第３実施形態の脈波検出装置１の構成の一例を示す図である。
第１実施形態の脈波検出装置１が適用された図１に示す例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２を有するが、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された図１０に示す例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３、１１ａ４、１１ａ５、１１ａ６、１１ａ７、１１ａ８、１１ａ９を有する。
また、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された図１に示す例では、反射型脈波センサ１１が、受光素子１１ｂ１を有するが、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された図１０に示す例では、反射型脈波センサ１１が、受光素子１１ｂ１、１１ｂ２、１１ｂ３、１１ｂ４を有する。
【００５７】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、第３実施形態の脈波検出装置１の反射型脈波センサ１１の構成の一例を示す図である。詳細には、図１１Ａは拡散部１１ｄが設けられる前の状態における反射型脈波センサ１１の正面図である。図１１Ｂは拡散部１１ｄが設けられた後の状態における反射型脈波センサ１１の正面図である。
図１１Ａおよび図１１Ｂに示す例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３、１１ａ４、１１ａ５、１１ａ６、１１ａ７、１１ａ８、１１ａ９と、受光素子１１ｂ１、１１ｂ２、１１ｂ３、１１ｂ４と、脈波センサ本体１１ｃと、拡散部１１ｄとを有する。発光素子１１ａ１〜１１ａ９は、被験者に光を照射する。受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４は、発光素子１１ａ１〜１１ａ９から照射され、被験者によって反射された光を受光する。また、受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４は、受光した光に基づく信号である脈波データを出力する。拡散部１１ｄは、発光素子１１ａ１〜１１ａ９と被験者との間に配置される。
【００５８】
図１１Ａに示すように、発光素子１１ａ６は、受光素子１１ｂ１を隔てて発光素子１１ａ１の反対側に配置されている。受光素子１１ｂ２は、発光素子１１ａ６を隔てて受光素子１１ｂ１の反対側に配置されている。発光素子１１ａ２は、受光素子１１ｂ２を隔てて発光素子１１ａ６の反対側に配置されている。
発光素子１１ａ５、１１ａ７および受光素子１１ｂ３、１１ｂ４は、発光素子１１ａ６を中心に発光素子１１ａ１、１１ａ２および受光素子１１ｂ１、１１ｂ２を９０°回転させた位置に配置されている。発光素子１１ａ３、１１ａ４は、受光素子１１ｂ１を中心に発光素子１１ａ１、１１ａ６を９０°回転させた位置に配置されている。発光素子１１ａ８、１１ａ９は、受光素子１１ｂ２を中心に発光素子１１ａ６、１１ａ２を９０°回転させた位置に配置されている。
【００５９】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示す例では、発光素子１１ａ１〜１１ａ９として、同一の型式の部品が用いられる。受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４として、同一の型式の部品が用いられる。
図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、発光素子１１ａ１〜１１ａ９が、拡散部１１ｄによって覆われている。そのため、発光素子１１ａ１〜１１ａ９からの光は、拡散部１１ｄによって拡散させられた後に、被験者に照射される。一方、受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４は、拡散部１１ｄによって覆われていない。そのため、被験者からの光は、拡散部１１ｄによって拡散させられることなく、受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４によって受光される。
【００６０】
上述したように、図１に示す例では、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２のいずれを使用するかを選択する。
一方、図１０に示す例では、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１〜１１ａ９のいずれを使用するかを選択する。
【００６１】
図１に示す例では、反射型脈波センサ１１が受光素子１１ｂ１を１つのみ有するため、脈波検出装置１の信号処理部１ｂが、使用受光素子選択部１４を備えていない。
一方、図１０に示す例では、反射型脈波センサ１１が複数の受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４を有するため、脈波検出装置１の信号処理部１ｂが、使用受光素子選択部１４を備えている。使用受光素子選択部１４は、受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４のいずれを使用するかを選択する。
【００６２】
図１に示す例では、信号分析部１６は、受光素子１１ｂ１から出力された信号を分析する。
一方、図１０に示す例では、信号分析部１６は、受光素子１１ｂ１から出力された信号と、受光素子１１ｂ２から出力された信号と、受光素子１１ｂ３から出力された信号と、受光素子１１ｂ４から出力された信号とを分析する。
【００６３】
上述したように、第１実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、発光素子１１ａ１および発光素子１１ａ２の一方のみから光が照射される。また、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１から光を照射するか、あるいは、発光素子１１ａ２から光を照射するかを選択する。
一方、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、受光素子１１ｂ１に隣接する発光素子１１ａ１、発光素子１１ａ３、発光素子１１ａ４、および、発光素子１１ａ６のいずれかのみから光が照射される。また、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１から光を照射するか、発光素子１１ａ３から光を照射するか、発光素子１１ａ４から光を照射するか、あるいは、発光素子１１ａ６から光を照射するかを選択する。
また、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、受光素子１１ｂ２によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、受光素子１１ｂ２に隣接する発光素子１１ａ２、発光素子１１ａ６、発光素子１１ａ８、および、発光素子１１ａ９のいずれかのみから光が照射される。また、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ２から光を照射するか、発光素子１１ａ６から光を照射するか、発光素子１１ａ８から光を照射するか、あるいは、発光素子１１ａ９から光を照射するかを選択する。
また、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、受光素子１１ｂ３によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、受光素子１１ｂ３に隣接する発光素子１１ａ３、発光素子１１ａ５、発光素子１１ａ６、および、発光素子１１ａ８のいずれかのみから光が照射される。また、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ３から光を照射するか、発光素子１１ａ５から光を照射するか、発光素子１１ａ６から光を照射するか、あるいは、発光素子１１ａ８から光を照射するかを選択する。
また、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、受光素子１１ｂ４によって受光された光の信号が信号分析部１６によって分析される時に、受光素子１１ｂ４に隣接する発光素子１１ａ４、発光素子１１ａ６、発光素子１１ａ７、および、発光素子１１ａ９のいずれかのみから光が照射される。また、使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ４から光を照射するか、発光素子１１ａ６から光を照射するか、発光素子１１ａ７から光を照射するか、あるいは、発光素子１１ａ９から光を照射するかを選択する。
【００６４】
第３実施形態の脈波検出装置１が適用された一例では、脈波検出装置１が脈波データの検出を実行する前に、使用発光素子選択部１３が、発光素子１１ａ１〜１１ａ９のうちから、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する。また、脈波検出装置１が脈波データの検出を実行する前に、使用受光素子選択部１４は、受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４のうちから、脈波データの検出に使用される受光素子を選択する。
【００６５】
第３実施形態の脈波検出装置１が適用された図１１Ａおよび図１１Ｂに示す例では、使用発光素子選択部１３が脈波データの検出に使用される発光素子を選択し、使用受光素子選択部１４が脈波データの検出に使用される受光素子を選択する場合には、例えば、最初に、発光素子１１ａ１が光を照射し、発光素子１１ａ２〜１１ａ９は光を照射しない。発光素子１１ａ１に隣接する受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ１から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ１から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号であるａ１−ｂ１信号を分析する。
次いで、例えば、受光素子１１ｂ１に隣接する発光素子１１ａ３が光を照射し、発光素子１１ａ１、１１ａ２、１１ａ４〜１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ３から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ３から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号であるａ３−ｂ１信号を分析する。
【００６６】
次いで、例えば、受光素子１１ｂ１に隣接する発光素子１１ａ４が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ３、１１ａ５〜１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ４から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ４から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号であるａ４−ｂ１信号を分析する。
次いで、例えば、受光素子１１ｂ１に隣接する発光素子１１ａ６が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ５、１１ａ７〜１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ１は、発光素子１１ａ６から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ６から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号であるａ６−ｂ１信号を分析する。
【００６７】
次いで、例えば、発光素子１１ａ２が光を照射し、発光素子１１ａ１、１１ａ３〜１１ａ９は光を照射しない。発光素子１１ａ２に隣接する受光素子１１ｂ２は、発光素子１１ａ２から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ２から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ２によって受光された光の信号であるａ２−ｂ２信号を分析する。
次いで、例えば、受光素子１１ｂ２に隣接する発光素子１１ａ６が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ５、１１ａ７〜１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ２は、発光素子１１ａ６から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ６から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ２によって受光された光の信号であるａ６−ｂ２信号を分析する。
【００６８】
次いで、例えば、受光素子１１ｂ２に隣接する発光素子１１ａ８が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ７、１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ２は、発光素子１１ａ８から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ８から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ２によって受光された光の信号であるａ８−ｂ２信号を分析する。
次いで、例えば、受光素子１１ｂ２に隣接する発光素子１１ａ９が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ８は光を照射しない。受光素子１１ｂ２は、発光素子１１ａ９から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ９から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ２によって受光された光の信号であるａ９−ｂ２信号を分析する。
【００６９】
次いで、例えば、発光素子１１ａ３が光を照射し、発光素子１１ａ１、１１ａ２、１１ａ４〜１１ａ９は光を照射しない。発光素子１１ａ３に隣接する受光素子１１ｂ３は、発光素子１１ａ３から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ３から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ３によって受光された光の信号であるａ３−ｂ３信号を分析する。
次いで、例えば、受光素子１１ｂ３に隣接する発光素子１１ａ５が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ４、１１ａ６〜１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ３は、発光素子１１ａ５から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ５から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ３によって受光された光の信号であるａ５−ｂ３信号を分析する。
【００７０】
次いで、例えば、受光素子１１ｂ３に隣接する発光素子１１ａ６が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ５、１１ａ７〜１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ３は、発光素子１１ａ６から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ６から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ３によって受光された光の信号であるａ６−ｂ３信号を分析する。
次いで、例えば、受光素子１１ｂ３に隣接する発光素子１１ａ８が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ７、１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ３は、発光素子１１ａ８から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ８から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ３によって受光された光の信号であるａ８−ｂ３信号を分析する。
【００７１】
次いで、例えば、発光素子１１ａ４が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ３、１１ａ５〜１１ａ９は光を照射しない。発光素子１１ａ４に隣接する受光素子１１ｂ４は、発光素子１１ａ４から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ４から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ４によって受光された光の信号であるａ４−ｂ４信号を分析する。
次いで、例えば、受光素子１１ｂ４に隣接する発光素子１１ａ６が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ５、１１ａ７〜１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ４は、発光素子１１ａ６から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ６から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ４によって受光された光の信号であるａ６−ｂ４信号を分析する。
【００７２】
次いで、例えば、受光素子１１ｂ４に隣接する発光素子１１ａ７が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ６、１１ａ８、１１ａ９は光を照射しない。受光素子１１ｂ４は、発光素子１１ａ７から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ７から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ４によって受光された光の信号であるａ７−ｂ４信号を分析する。
次いで、例えば、受光素子１１ｂ４に隣接する発光素子１１ａ９が光を照射し、発光素子１１ａ１〜１１ａ８は光を照射しない。受光素子１１ｂ４は、発光素子１１ａ９から照射され、被験者によって反射された光を受光する。信号分析部１６は、発光素子１１ａ９から照射され、被験者によって反射され、受光素子１１ｂ４によって受光された光の信号であるａ９−ｂ４信号を分析する。
【００７３】
次いで、使用発光素子選択部１３および使用受光素子選択部１４は、ａ１−ｂ１信号と、ａ３−ｂ１信号と、ａ４−ｂ１信号と、ａ６−ｂ１信号と、ａ２−ｂ２信号と、ａ６−ｂ２信号と、ａ８−ｂ２信号と、ａ９−ｂ２信号と、ａ３−ｂ３信号と、ａ５−ｂ３信号と、ａ６−ｂ３信号と、ａ８−ｂ３信号と、ａ４−ｂ４信号と、ａ６−ｂ４信号と、ａ７−ｂ４信号と、ａ９−ｂ４信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子および受光素子を選択する。
詳細には、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された図１１Ａおよび図１１Ｂに示す例では、使用発光素子選択部１３および使用受光素子選択部１４が、信号が脈波データとして最も適している発光素子および受光素子の組み合わせを選択する。
例えば、ａ１−ｂ１信号が脈波データとして最も適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ１を選択し、使用受光素子選択部１４は、脈波データの検出に使用される受光素子として受光素子１１ｂ１を選択する。
例えば、ａ９−ｂ４信号が脈波データとして最も適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ９を選択し、使用受光素子選択部１４は、脈波データの検出に使用される受光素子として受光素子１１ｂ４を選択する。
【００７４】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、第３実施形態の脈波検出装置１の使用発光素子選択部１３が脈波データの検出に使用される発光素子を選択し、使用受光素子選択部１４が脈波データの検出に使用される受光素子を選択する例を説明するための図である。詳細には、図１２Ａは被験者Ａの眉間Ａ１の動脈（または動脈群）Ａ１ａが、発光素子１１ａ１の近くに位置するように、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられた状態を示す概略断面図である。図１２Ｂは被験者Ａの眉間Ａ１の動脈（または動脈群）Ａ１ａが、発光素子１１ａ２の近くに位置するように、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられた状態を示す概略断面図である。
【００７５】
図１２Ａに示す例では、被験者Ａが図４Ａおよび図４Ｂに示すようなセンサ部１ａあるいは図５に示すようなセンサ部１ａを装着した場合に、被験者Ａの眉間Ａ１の動脈Ａ１ａが、発光素子１１ａ１の近くに位置するように、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられる。
そのため、発光素子１１ａ１から照射され、被験者Ａによって反射され、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号であるａ１−ｂ１信号が脈波データとして最も適している。その結果、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ１を選択し、使用受光素子選択部１４は、脈波データの検出に使用される受光素子として受光素子１１ｂ１を選択する。
【００７６】
図１２Ｂに示す例では、被験者Ａが図４Ａおよび図４Ｂに示すようなセンサ部１ａあるいは図５に示すようなセンサ部１ａを装着した場合に、被験者Ａの眉間Ａ１の動脈Ａ１ａが、発光素子１１ａ２の近くに位置するように、反射型脈波センサ１１が被験者Ａの眉間Ａ１に密着させられる。
そのため、発光素子１１ａ２から照射され、被験者Ａによって反射され、受光素子１１ｂ２によって受光された光の信号であるａ２−ｂ２信号が脈波データとして最も適している。その結果、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ２を選択し、使用受光素子選択部１４は、脈波データの検出に使用される受光素子として受光素子１１ｂ２を選択する。
【００７７】
第３実施形態の脈波検出装置１が適用された図１１Ａおよび図１１Ｂに示す例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１〜１１ａ９と、受光素子１１ｂ１〜１１ｂ４とを有する。
第３実施形態の脈波検出装置１が適用された他の例では、図１１Ａに示す発光素子１１ａ３〜１１ａ９および受光素子１１ｂ３、１１ｂ４を省略してもよい。
つまり、この例では、反射型脈波センサ１１が、発光素子１１ａ１、１１ａ２と、受光素子１１ｂ１、１１ｂ２とを有する。信号分析部１６は、受光素子１１ｂ１によって受光された光の信号と、受光素子１１ｂ２によって受光された光の信号とを分析する。使用発光素子選択部１３は、発光素子１１ａ１から光が照射される場合に受光素子１１ｂ１によって受光される光の信号であるａ１−ｂ１信号と、発光素子１１ａ２から光が照射される場合に受光素子１１ｂ２によって受光される光の信号であるａ２−ｂ２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される発光素子を選択する。使用受光素子選択部１４は、ａ１−ｂ１信号と、ａ２−ｂ２信号とに基づいて、脈波データの検出に使用される受光素子を選択する。
詳細には、この例では、ａ１−ｂ１信号がａ２−ｂ２信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ１を選択し、使用受光素子選択部１４は、脈波データの検出に使用される受光素子として受光素子１１ｂ１を選択する。ａ２−ｂ２信号がａ１−ｂ１信号よりも脈波データとして適している場合に、使用発光素子選択部１３は、脈波データの検出に使用される発光素子として発光素子１１ａ２を選択し、使用受光素子選択部１４は、脈波データの検出に使用される受光素子として受光素子１１ｂ２を選択する。
この例では、脈波検出装置１は、受光素子１１ｂ１によって受光される光に、発光素子１１ａ１からの光および発光素子１１ａ２からの光の両方が含まれることに伴って、脈波データの検出精度が低下してしまうおそれを抑制することができ、かつ、受光素子１１ｂ２によって受光される光に、発光素子１１ａ１からの光および発光素子１１ａ２からの光の両方が含まれることに伴って、脈波データの検出精度が低下してしまうおそれを抑制することができる。
【００７８】
第３実施形態の脈波検出装置１が適用された図１２Ａに示す例では、発光素子１１ａ１から照射され、被験者Ａによって反射された光が、受光素子１１ｂ１および受光素子１１ｂ２のいずれか（詳細には、受光素子１１ｂ１）によって受光される。
第３実施形態の脈波検出装置１が適用された他の例では、代わりに、発光素子１１ａ１から照射され、被験者Ａによって反射された光を、受光素子１１ｂ１および受光素子１１ｂ２の両方によって受光してもよい。つまり、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された他の例では、代わりに、１つの発光素子から照射され、被験者Ａによって反射された光を、複数の受光素子によって受光してもよい。詳細には、第３実施形態の脈波検出装置１が適用された他の例では、ある受光素子によって受光された光に基づく脈波データと、他の受光素子によって受光された光に基づく脈波データとが加算され、反射型脈波センサ１１によって検出された脈波データとして、出力部１７ｃから出力される。
第３実施形態の脈波検出装置１が適用された更に他の例では、代わりに、複数の発光素子から同時に照射され、被験者Ａによって反射された光を、複数の受光素子によって受光してもよい。
【００７９】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。
【００８０】
なお、上記の実施形態における脈波検出装置１の全部または一部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【００８１】
なお、脈波検出装置１の全部または一部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、各システムが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００８２】
なお、脈波検出装置１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
【００８３】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１…脈波検出装置、１ａ…センサ部、１ｂ…信号処理部、１１…反射型脈波センサ、１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３、１１ａ４、１１ａ５、１１ａ６、１１ａ７、１１ａ８、１１ａ９…発光素子、１１ｂ１、１１ｂ２、１１ｂ３、１１ｂ４…受光素子、１１ｃ…脈波センサ本体、１１ｄ…拡散部、１２…付勢部材、１３…使用発光素子選択部、１４…使用受光素子選択部、１５…Ａ／Ｄ変換部、１６…信号分析部、１７…心拍情報解析部、１７ａ…演算部、１７ａ１…微分演算部、１７ｂ…記憶部、１７ｃ…出力部、１７ｄ…操作部、Ａ…被験者、Ａ１…眉間、Ａ１ａ…動脈
【図１】
2018147192.tif 000003
【図２Ａ】
2018147192.tif 000004
【図２Ｂ】
2018147192.tif 000005
【図２Ｃ】
2018147192.tif 000006
【図２Ｄ】
2018147192.tif 000007
【図３】
2018147192.tif 000008
【図４Ａ】
2018147192.tif 000009
【図４Ｂ】
2018147192.tif 000010
【図５】
2018147192.tif 000011
【図６Ａ】
2018147192.tif 000012
【図６Ｂ】
2018147192.tif 000013
【図７】
2018147192.tif 000014
【図８】
2018147192.tif 000015
【図９Ａ】
2018147192.tif 000016
【図９Ｂ】
2018147192.tif 000017
【図１０】
2018147192.tif 000018
【図１１Ａ】
2018147192.tif 000019
【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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2018147192.tif 000024
2018147192.tif 000025
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