(57)【要約】【課題】脈波を測定する装置において、測定部位の動作等によって生じるノイズの影響を減らす技術を提供する。【解決手段】脈波測定装置１は、発光素子によって照射された第１の波長の光が測定部位を反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第１の受光素子と、第２の波長の光が測定部位を反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第２の受光素子とを備える。脈波測定装置１の制御部は、複数の第１の受光素子から出力される測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分の重み付け係数を算出する。制御部は、算出した重み付け係数のばらつきを成分毎に算出し、算出されたばらつきが最も小さい成分を特定する。制御部は、複数の第２の受光素子から出力される測定信号に対しても同様の処理を行ってばらつきが最も小さい成分を特定し、特定した成分に基づいて脈波を表す情報を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脈波を測定する測定部位に照射された第１の波長の光が該測定部位を通過又は反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第１の受光部と、
前記測定部位に照射された第２の波長の光が該測定部位を通過又は反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第２の受光部と、
前記複数の第１の受光部が出力する測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分を推定するとともに、該各成分の重み付け係数を算出する第１の独立成分分析部と、
前記複数の第２の受光部が出力する測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分を推定するとともに、該各成分の重み付け係数を算出する第２の独立成分分析部と、
前記第１の独立成分分析部によって算出された重み付け係数の値のばらつきを、前記第１の独立成分分析部によって推定された成分毎に算出する第１のばらつき算出部と、
前記第２の独立成分分析部によって算出された重み付け係数の値のばらつきを、前記第２の独立成分分析部によって推定された成分毎に算出する第２のばらつき算出部と、
前記第１の独立成分分析部によって推定された複数の成分のなかから、前記第１のばらつき算出部によって算出されたばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する第１の成分特定部と、
前記第２の独立成分分析部によって推定された複数の成分のなかから、前記第２のばらつき算出部によって算出されたばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する第２の成分特定部と、
前記複数の第１の受光部から出力される測定信号に対して前記第１の独立成分分析部によって算出された重み付け係数を用いた演算を行うことによって、前記第１の成分特定部により特定された成分を抽出する第１の成分抽出部と、
前記複数の第２の受光部から出力される測定信号に対して前記第２の独立成分分析部によって算出された重み付け係数を用いた演算を行うことによって、前記第２の成分特定部により特定された成分を抽出する第２の成分抽出部と、
前記第１の成分抽出部によって抽出された成分と前記第２の成分抽出部によって抽出された成分とからノイズ成分と脈動成分とを分離する分離部と、
前記分離部によって分離された脈動成分に基づいて、脈波を表す脈波情報を生成する脈波情報生成部と
を具備することを特徴とする脈波測定装置。
【請求項２】
前記第１の波長の光及び前記第２の波長の光を含む光を前記測定部位に照射する発光部
を具備し、
前記第１の波長は前記第２の波長よりも長い波長であり、前記第１の受光部と前記発光部との距離は、前記第２の受光部と前記発光部との距離よりも長い
ことを特徴とする請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項３】
前記第１の受光部と前記第２の受光部とは１対１で対応付けられており、各対をなす第１の受光部と第２の受光部とを結ぶ直線上に、前記発光部が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の脈波測定装置。
【請求項４】
前記第１の成分特定部は、前記第１のばらつき算出部によって算出されたばらつきが最も小さい成分を特定し、
前記第２の成分特定部は、前記第２のばらつき算出部によって算出されたばらつきが最も小さい成分を特定する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脈波測定装置。
【請求項５】
脈波を測定する測定部位に照射された第１の波長の光が該測定部位を通過又は反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第１の受光部と、前記測定部位に照射された第２の波長の光が該測定部位を通過又は反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第２の受光部とを備えるコンピューターに、
前記複数の第１の受光部が出力する測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分を推定するとともに、該各成分の重み付け係数を算出する第１の独立成分分析ステップと、
前記複数の第２の受光部が出力する測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分を推定するとともに、該各成分の重み付け係数を算出する第２の独立成分分析ステップと、
前記第１の独立成分分析ステップにおいて算出された重み付け係数の値のばらつきを、前記第１の独立成分分析ステップにおいて推定された成分毎に算出する第１のばらつき算出ステップと、
前記第２の独立成分分析ステップにおいて算出された重み付け係数の値のばらつきを、前記第２の独立成分分析ステップにおいて推定された成分毎に算出する第２のばらつき算出ステップと、
前記第１の独立成分分析ステップにおいて推定された複数の成分のなかから、前記第１のばらつき算出ステップにおいて算出されたばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する第１の成分特定ステップと、
前記第２の独立成分分析ステップにおいて推定された複数の成分のなかから、前記第２のばらつき算出ステップにおいて算出されたばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する第２の成分特定ステップと、
前記複数の第１の受光部から出力される測定信号に対して前記第１の独立成分分析ステップにおいて算出された重み付け係数を用いた演算を行うことによって、前記第１の成分特定ステップにおいて特定された成分を抽出する第１の成分抽出ステップと、
前記複数の第２の受光部から出力される測定信号に対して前記第２の独立成分分析ステップにおいて算出された重み付け係数を用いた演算を行うことによって、前記第２の成分特定ステップにおいて特定された成分を抽出する第２の成分抽出ステップと、
前記第１の成分抽出ステップにおいて抽出された成分と前記第２の成分抽出ステップにおいて抽出された成分とからノイズ成分と脈動成分とを分離する分離ステップと、
前記分離ステップにおいて分離された脈動成分に基づいて、脈波を表す脈波情報を生成する脈波情報生成ステップと
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の脈波を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体、特に人体における脈波の検出方法として、光電変換による脈波測定方法が用いられてきた。この方法においては、発光ダイオードなどの発光素子から血液に吸収されやすい波長の光を発光し、生体を透過若しくは生体内に進入後、生体内の組織によって散乱した光をフォトダイオードやフォトトランジスターなどの受光素子によって受光する。そして、受光した光を電気信号に変換することにより脈波を検出する。動脈は、心拍と同周期で膨張と収縮を繰り返しているが、生体内に進入した光の吸収は、動脈が膨張しているときのほうが動脈が収縮しているときに比べて大きい。そのため、受光素子で受光される光の強度は拍動に応じて変化する。すなわち、血管の膨張と収縮の周期と同じ周期で、発光素子から発せられた光の吸収量が増減し、その増減に合わせて反射光の光の強度が変化する。この変化に基づいて脈波が測定される。
【０００３】
ところで、生体の脈波を測定する場合、生体の動作（以下、体動という）によって測定結果にノイズ（以下、体動ノイズという）が生じることがある。体動ノイズは測定部位の加圧・減圧状態や、発光素子・受光素子と生体との位置関係等が体動によって変化し、受光される光の方向や量に影響することにより生じる。体動ノイズを低減させるための技術として、特許文献１には、うっ血状態を回避するような構造を持つ脈波センサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生体の皮膚の真皮層には検出対象である血管が存在するが、表面から毛細血管、乳頭下血管叢、さらに下に皮下血管叢を形成しており、深い部位にある血管は太くなる傾向にある。光電方式で脈波を計測する場合、センサー下に太い血管が存在する場合としない場合で体動ノイズの感度が異なり、センサー下に太い血管が存在する位置で測定がなされた場合には体動ノイズの影響が大きくなってしまう。特許文献１に開示された圧脈波センサーでは、うっ血状態が回避されるものの、センサーの位置によっては体動ノイズの影響を大きく受けてしまう場合があった。
本発明は、脈波を測定する装置において、測定部位の動作等によって生じるノイズの影響を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る脈波測定装置は、脈波を測定する測定部位に照射された第１の波長の光が該測定部位を通過又は反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第１の受光部と、前記測定部位に照射された第２の波長の光が該測定部位を通過又は反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第２の受光部と、前記複数の第１の受光部が出力する測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分を推定するとともに、該各成分の重み付け係数を算出する第１の独立成分分析部と、前記複数の第２の受光部が出力する測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分を推定するとともに、該各成分の重み付け係数を算出する第２の独立成分分析部と、前記第１の独立成分分析部によって算出された重み付け係数の値のばらつきを、前記第１の独立成分分析部によって推定された成分毎に算出する第１のばらつき算出部と、前記第２の独立成分分析部によって算出された重み付け係数の値のばらつきを、前記第２の独立成分分析部によって推定された成分毎に算出する第２のばらつき算出部と、前記第１の独立成分分析部によって推定された複数の成分のなかから、前記第１のばらつき算出部によって算出されたばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する第１の成分特定部と、前記第２の独立成分分析部によって推定された複数の成分のなかから、前記第２のばらつき算出部によって算出されたばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する第２の成分特定部と、前記複数の第１の受光部から出力される測定信号に対して前記第１の独立成分分析部によって算出された重み付け係数を用いた演算を行うことによって、前記第１の成分特定部により特定された成分を抽出する第１の成分抽出部と、前記複数の第２の受光部から出力される測定信号に対して前記第２の独立成分分析部によって算出された重み付け係数を用いた演算を行うことによって、前記第２の成分特定部により特定された成分を抽出する第２の成分抽出部と、前記第１の成分抽出部によって抽出された成分と前記第２の成分抽出部によって抽出された成分とからノイズ成分と脈動成分とを分離する分離部と、前記分離部によって分離された脈動成分に基づいて、脈波を表す脈波情報を生成する脈波情報生成部とを具備することを特徴とする。この構成によれば、脈波を測定する装置において、測定部位の動作等によって生じるノイズの影響を減らすことができる。
【０００７】
また、本発明に係る脈波測定装置は、上記脈波測定装置において、前記第１の波長の光及び前記第２の波長の光を含む光を前記測定部位に照射する発光部を具備し、前記第１の波長は前記第２の波長よりも長い波長であり、前記第１の受光部と前記発光部との距離は、前記第２の受光部と前記発光部との距離よりも長いこととしてもよい。この構成によれば、脈波を測定する装置において、測定部位の動作等によって生じるノイズの影響を減らすことができる。
【０００８】
また、本発明に係る脈波測定装置は、上記脈波測定装置において、前記第１の受光部と前記第２の受光部とは１対１で対応付けられており、各対をなす第１の受光部と第２の受光部とを結ぶ直線上に、前記発光部が設けられていることとしてもよい。この構成によれば、脈波を測定する装置において、測定部位の動作等によって生じるノイズの影響を減らすことができる。
【０００９】
また、本発明に係る脈波測定装置は、上記脈波測定装置において、前記第１の成分特定部は、前記第１のばらつき算出部によって算出されたばらつきが最も小さい成分を特定し、前記第２の成分特定部は、前記第２のばらつき算出部によって算出されたばらつきが最も小さい成分を特定してもよい。この構成によれば、脈波を測定する装置において、測定部位の動作等によって生じるノイズの影響を減らすことができる。
【００１０】
また、本発明に係るプログラムは、脈波を測定する測定部位に照射された第１の波長の光が該測定部位を通過又は反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第１の受光部と、前記測定部位に照射された第２の波長の光が該測定部位を通過又は反射した光の受光量に基づく測定信号を出力する複数の第２の受光部とを備えるコンピューターに、前記複数の第１の受光部が出力する測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分を推定するとともに、該各成分の重み付け係数を算出する第１の独立成分分析ステップと、前記複数の第２の受光部が出力する測定信号に対して独立成分分析を行って、各測定信号を複数の成分に分離した場合の各成分を推定するとともに、該各成分の重み付け係数を算出する第２の独立成分分析ステップと、前記第１の独立成分分析ステップにおいて算出された重み付け係数の値のばらつきを、前記第１の独立成分分析ステップにおいて推定された成分毎に算出する第１のばらつき算出ステップと、前記第２の独立成分分析ステップにおいて算出された重み付け係数の値のばらつきを、前記第２の独立成分分析ステップにおいて推定された成分毎に算出する第２のばらつき算出ステップと、前記第１の独立成分分析ステップにおいて推定された複数の成分のなかから、前記第１のばらつき算出ステップにおいて算出されたばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する第１の成分特定ステップと、前記第２の独立成分分析ステップにおいて推定された複数の成分のなかから、前記第２のばらつき算出ステップにおいて算出されたばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する第２の成分特定ステップと、前記複数の第１の受光部から出力される測定信号に対して前記第１の独立成分分析ステップにおいて算出された重み付け係数を用いた演算を行うことによって、前記第１の成分特定ステップにおいて特定された成分を抽出する第１の成分抽出ステップと、前記複数の第２の受光部から出力される測定信号に対して前記第２の独立成分分析ステップにおいて算出された重み付け係数を用いた演算を行うことによって、前記第２の成分特定ステップにおいて特定された成分を抽出する第２の成分抽出ステップと、前記第１の成分抽出ステップにおいて抽出された成分と前記第２の成分抽出ステップにおいて抽出された成分とからノイズ成分と脈動成分とを分離する分離ステップと、前記分離ステップにおいて分離された脈動成分に基づいて、脈波を表す脈波情報を生成する脈波情報生成ステップとを実行させる。この構成によれば、脈波を測定する装置において、測定部位の動作等によって生じるノイズの影響を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】脈波測定装置の外観を表す図。
【図２】脈波測定装置の構成例を示すブロック図。
【図３】発光素子と受光素子の位置関係を示す図。
【図４】測定信号の一例を示す図。
【図５】制御部の機能ブロック図。
【図６】脈波測定装置の動作を表す動作フロー図。
【図７】脈波測定装置のセンシング結果を示す図。
【図８】受光素子及び信号処理部の回路図。
【図９】発光素子と受光素子の位置関係を示す図。
【図１０】発光素子と受光素子の位置関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜構成＞
図１は本実施形態に係る脈波測定装置１の外観を示す図である。脈波測定装置１は、図１に示すように、利用者の腕２などに取り付けられ、その部分における脈波の測定を行う。脈波測定装置１は、ディスプレイ１５と脈波測定装置１を操作するための操作スイッチ１６とが設けられた装置本体１０と、装置本体１０を腕２に固定するためのバンド４０を有する。
【００１３】
図２は脈波測定装置１の構成を表すブロック図である。図において、受発光部２１０は、白色光の波長の光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子２１９と、赤色光を受光するフォトダイオードなどの受光素子２１１，２１２，２１３，２１４と、緑色光を受光するフォトダイオードなどの受光素子２１５，２１６，２１７，２１８とを有する。発光素子２１９は本発明に係る発光部の一例である。発光素子２１９が照射した光は腕２の内部に達し、血管などにおいて反射する。反射は複数の血管の位置においてなされ、全体として散乱的な反射となる。この反射光は、受光素子２１１，２１２，…，２１８で受光され、受光素子２１１，２１２，…，２１８は受光量に応じた信号を出力する。受光素子２１１，２１２，２１３，２１４は本発明に係る複数の第１の受光部の一例であり、受光素子２１５，２１６，２１７，２１８は本発明に係る複数の第２の受光部の一例である。駆動部２２０には、発光素子２１９の発光強度と発光タイミングを制御する制御信号がアナログ制御回路（不図示）から供給され、駆動部２２０はこの制御信号の振幅に応じた大きさの電流を受発光部２１０の発光素子２１９に供給する。
【００１４】
図３の（ａ）は、発光素子と受光素子の位置関係を示す図であり、図３の（ｂ）は、発光素子２１９と受光素子２１１，２１２，…，２１８を測定部位である腕２の内部（血管が位置する領域）からみた場合の位置関係を示す図である。図３の（ａ）には、腕２の断面が示されている。人体の腕は、表皮２１と、表皮２１の下にある真皮２２と、真皮２２の下にある皮下組織２３とを有する。真皮２２の浅い部分には、毛細血管２４が存在する。真皮２２の深い部分には、細動静脈（細動脈と細静脈の総称）２５が存在する。図３の（ａ）において、腕２と接触している脈波測定装置１の部分には、ガラス板などの光を透過させる透過板２３０が設けられており、透過板２３０の上面に発光素子２１９及び受光素子２１１，２１２，…，２１８が設けられている。発光素子２１９から発せられる光は、表皮２１、真皮２２を通過した後の反射により受光素子２１１，２１２，…，２１８のそれぞれに受光される。
【００１５】
図３の（ｂ）に示すように、発光素子２１９を中心として円周上に受光素子２１１，２１２，２１３，２１４がほぼ等間隔に配置されており、その内側に受光素子２１５，２１６，２１７，２１８が発光素子２１９を中心としてほぼ等間隔に配置されている。また、受光素子２１１，２１２，２１３，２１４と、受光素子２１５，２１６，２１７，２１８とは１対１で対応付けられており、各対をなす赤色光の受光素子と緑色光の受光素子とを結ぶ直線上に発光素子２１９が配置されている。
【００１６】
発光素子２１９は透過板２３０の方向が光軸方向となるように固定され、受光素子２１１，２１２，…，２１８は透過板２３０の方向に受光面が向くように固定されている。発光素子２１９が発した光は透過板２３０を透過して測定部位に照射され、測定部位から反射した赤色光を、透過板２３０を介して受光素子２１１，２１２，２１３，２１４が受光し、測定部位から反射した緑色光を、透過板２３０を介して受光素子２１５，２１６，２１７，２１８が受光する。受光素子２１１，２１２，…，２１８はそれぞれ、受光量に応じた大きさの電流の測定信号を送出する。以下の説明では、説明の便宜上、受光素子２１１が出力する測定信号を「測定信号Ｒ1」とする。同様に、受光素子２１２が出力する測定信号を「測定信号Ｒ2」、受光素子２１３が出力する測定信号を「測定信号Ｒ3」、受光素子２１４が出力する測定信号を「測定信号Ｒ4」として説明する。また、受光素子２１５，２１６，２１７，２１８が出力する測定信号をそれぞれ、「測定信号Ｇ1」、「測定信号Ｇ2」「測定信号Ｇ3」「測定信号Ｇ4」として説明する。
【００１７】
図４は、測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4の一例を概略的に示す図である。図４の（ａ）は、測定信号Ｒ1を示し、（ｂ）は測定信号Ｒ2を示し、（ｃ）は測定信号Ｒ3を示し、（ｄ）は測定信号Ｒ4を示す。真皮２２の深い部分や皮下組織２３に太い血管が存在する場合には、この太い血管の影響により、光の方向や量が体動によって大きく変化してしまう場合がある。具体的には、例えば、図３の（ｂ）において、位置Ｐ１に体動の影響を受けやすい太い血管が位置している場合には、受光素子２１３と受光素子２１４から出力される測定信号（すなわち測定信号Ｒ3や測定信号Ｒ4）は体動というノイズの影響を大きく受ける一方、受光素子２１１と受光素子２１２から出力される測定信号（すなわち測定信号Ｒ1や測定信号Ｒ2）はノイズの影響をそれほど受けていない測定信号となる。
【００１８】
図２において、制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリー（ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory））を有し、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＣＰＵが実行することにより制御部１１０と接続されている各部を制御する。具体的には、制御部１１０は、受光素子２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８から出力される測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4に応じた脈波情報を生成する処理を行う。
【００１９】
信号処理部１２０は、信号処理部１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７，１２８を備えている。信号処理部１２１は、受光素子２１１から出力される測定信号Ｒ1を取得して増幅するアンプ（図示略）と、増幅した測定信号Ｒ1を予め定められたサンプリング周波数で量子化するＡ／Ｄ変換回路（図示略）とを有する。信号処理部１２２は、受光素子２１２から出力される測定信号Ｒ2を取得して増幅するアンプ（図示略）と、増幅した測定信号Ｒ2を予め定められたサンプリング周波数で量子化するＡ／Ｄ変換回路（図示略）とを有する。信号処理部１２３は、受光素子２１３から出力される測定信号Ｒ3を取得して増幅するアンプ（図示略）と、増幅した測定信号Ｒ3を予め定められたサンプリング周波数で量子化するＡ／Ｄ変換回路（図示略）とを有する。信号処理部１２４は、受光素子２１４から出力される測定信号Ｒ4を取得して増幅するアンプ（図示略）と、増幅した測定信号Ｒ4を予め定められたサンプリング周波数で量子化するＡ／Ｄ変換回路（図示略）とを有する。信号処理部１２５，１２６，１２７，１２８も、信号処理部１２１，１２２，１２３，１２４と同様であり、受光素子２１５，２１６，２１７，２１８のそれぞれから出力される測定信号Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4をそれぞれ取得して増幅するアンプ（図示略）と、増幅した測定信号Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4を予め定められたサンプリング周波数で量子化するＡ／Ｄ変換回路（図示略）とを有する。
【００２０】
計時部１３０は、クロック供給部１４０の計時クロック信号をカウントして時刻を計時する。クロック供給部１４０は、発振回路と分周回路とを有し、発振回路によって基準クロック信号を制御部１１０へ供給するとともに、分周回路により計時用の計時クロック信号を生成して制御部１１０へ供給する。表示部１５０は、ディスプレイ１５を有し、制御部１１０の制御の下、計時部１３０で計時された時刻の情報や脈波を測定するためのメニュー画面、測定結果などの各種画像を表示する。操作部１６０は、操作スイッチ１６を有し、操作スイッチ１６が操作された操作信号を制御部１１０へ送出する。記憶部１８０は、後述する脈波情報生成処理で参照されるフラグを記憶するフラグ記憶領域１８１を有している。
【００２１】
図５は、制御部１１０における脈波測定処理の機能を実現するための機能ブロックと他の一部の構成とを表す図である。図において、独立成分分析部１１１ｒ、独立成分分析部１１１ｇ、ばらつき算出部１１２ｒ、ばらつき算出部１１２ｇ、成分特定部１１３ｒ、成分特定部１１３ｇ、成分抽出部１１４ｒ、成分抽出部１１４ｇ、分離部１１５、脈波情報生成部１１６は、制御部１１０がＲＯＭに記憶されているコンピュータープログラムを読み出して実行することによって実現される。
【００２２】
独立成分分析部１１１ｒは、複数の受光素子のそれぞれが出力する測定信号Ｒi（１≦ｉ≦ｎ；ｎは２以上の整数）に対して独立成分分析（ＩＣＡ（Independent Component Analysis））を行って、測定信号Ｒiを複数の成分Ｓｒj（１≦ｊ≦ｍ；ただしｎ≧ｍ，ｍは２以上の整数）に分離した場合の各成分を推定するとともに、各成分の重み付け係数ｗｒijを求める。複数の成分は、測定対象となっている体内の領域に複数の信号源があると想定した場合の各信号源から出力される信号を示す。ここで、各信号源は測定対象領域にある血管の挙動に応じた信号を発生するものであり、後述する数式的な解析により、体動の受けにくい位置にある信号源を特定することができる。
【００２３】
この実施形態では、独立成分分析部１１１ｒは、受光素子２１１，２１２，２１３，２１４が出力する測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4に対して独立成分分析を行って、測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4を複数の成分Ｓｒ1，Ｓｒ2，Ｓｒ3，Ｓｒ4に分離した場合の、各成分の重み付け係数ｗｒ11，ｗｒ12，…ｗｒ44を求める。この実施形態では、独立成分分析部１１１ｒは、行列Ｒを式（１）、行列Ｓｒを式（２）、行列Ｗｒを式（３）とした場合に、独立成分分析を行って、行列Ｒ、Ｓｒ、Ｗｒが以下の式（４）を満たす、独立する４つの成分Ｓｒ1，Ｓｒ2，Ｓｒ3，Ｓｒ4を推定する。すなわち、独立成分分析部１１１ｒは、成分Ｓｒ1，Ｓｒ2，Ｓｒ3，Ｓｒ4が互いに統計的に独立となるよう、非ガウス性の最大化に基づく手法、最尤推定に基づく手法、相互情報量に基づく手法、非線形関数無相関に基づく手法、テンソルに基づく手法等を用いて、重み付け係数ｗｒ11，ｗｒ12，…ｗｒ44を算出する。独立成分分析部１１１ｒが行う独立成分分析は、例えば、「村田昇著、「入門独立成分分析」、第１版、東京電機大学出版局、２００４年７月」に記載された手法を用いる。
【００２４】
【数１】
2013162821.tif 000003
【００２５】
独立成分分析部１１１ｇは、本発明に係る第２の独立成分分析部の一例であり、複数の受光素子のそれぞれが出力する測定信号Ｇk（１≦ｋ≦ｐ；ｐは２以上の整数）に対して独立成分分析を行って、測定信号Ｇkを複数の成分Ｓｇl（１≦ｌ≦ｑ；ただしｐ≧ｑ，ｑは２以上の整数）に分離した場合の各成分を推定するとともに、各成分の重み付け係数ｗｇklを求める。この実施形態では、独立成分分析部１１１ｇは、受光素子２１５，２１６，２１７，２１８が出力する測定信号Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4に対して独立成分分析を行って、測定信号Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4を複数の成分Ｓｇ1，Ｓｇ2，Ｓｇ3，Ｓｇ4に分離した場合の、各成分の重み付け係数ｗｇ11，ｗｇ12，…ｗｇ44を求める。この実施形態では、独立成分分析部１１１ｇは、行列Ｇを式（５）、行列Ｓｇを式（６）、行列Ｗｇを式（７）とした場合に、独立成分分析を行って、行列Ｇ、Ｓｇ、Ｗｇが以下の式（８）を満たす、独立する４つの成分Ｓｇ1，Ｓｇ2，Ｓｇ3，Ｓｇ4を推定する。なお、独立成分分析部１１１ｇが行う独立成分分析は、上述の独立成分分析部１１１ｒが行う処理と同様である。
【００２６】
【数２】
2013162821.tif 000004
【００２７】
ばらつき算出部１１２ｒは、独立成分分析部１１１ｒによって求められた重み付け係数ｗｒijの値のばらつきσｒj（ばらつきの度合い）を成分Ｓｒj毎に算出する。ばらつき算出部１１２ｒは、本発明に係る第１のばらつき算出部の一例である。本実施形態においてばらつきとは、値のばらつきの度合いを数値で示すものである。例えば、重み付け係数が（２，３．５，１，５）である場合のばらつきは、重み付け係数が（１，１３，−２，５０）である場合のばらつきよりも小さいといえる。ここでは、ばらつきは標準偏差として定義される。ばらつきσjは、その値が大きいほどばらつきの度合いが大きく、値が小さいほどばらつきの度合いが小さいことを示す。ばらつき算出部１１２ｒは、成分Ｓｒjに対応する重み付け係数ｗｒij（すなわち行列Ｗｒのｊ列に含まれる重み付け係数ｗｒij）のばらつきσｒjを計算する。すなわち、ばらつき算出部１１２は、行列Ｗに含まれる重み付け係数ｗijのばらつきを列毎に算出する。具体的には、この実施形態では、ばらつきσｒ1は、重み付け係数ｗｒ11，ｗｒ21，ｗｒ31，ｗｒ41のばらつきの度合いを示し、ばらつきσｒ2は、重み付け係数ｗｒ12，ｗｒ22，ｗｒ32，ｗｒ42のばらつきの度合いを示す。ばらつきσｒ3は、重み付け係数ｗｒ13，ｗｒ23，ｗｒ33，ｗｒ43のばらつきの度合いを示し、ばらつきσｒ4は、重み付け係数ｗｒ14，ｗｒ24，ｗｒ34，ｗｒ44のばらつきの度合いを示す。ばらつき算出部１１２ｒが行う重み付け係数のばらつきの算出の態様としては、標準偏差を成分毎に算出するに限らず、重み付け係数のばらつきの度合いが示される情報が算出されるものであればどのようなものであってもよい。
【００２８】
ばらつき算出部１１２ｇは、独立成分分析部１１１ｇによって求められた重み付け係数の値のばらつきを成分Ｓｇl毎に算出する。ばらつき算出部１１２ｇは、本発明に係る第２のばらつき算出部の一例である。具体的には、この実施形態では、ばらつき算出部１１２ｇは、成分Ｓｇ1に対応する重み付け係数ｗｇ11，ｗｇ21，ｗｇ31，ｗｇ41のばらつきσｇ1と、成分Ｓｇ2に対応する重み付け係数ｗｇ12，ｗｇ22，ｗｇ32，ｗｇ42のばらつきσｇ2と、成分Ｓｇ3に対応する重み付け係数ｗｇ13，ｗｇ23，ｗｇ33，ｗｇ43のばらつきσｇ3と、成分Ｓｇ4に対応する重み付け係数ｗｇ14，ｗｇ24，ｗｇ34，ｗｇ44のばらつきσｇ4とを計算する。ばらつき算出部１１２ｇが行う重み付け係数のばらつきの算出の態様としては、例えば、重み付け係数の標準偏差を成分毎に算出してもよく、重み付け係数のばらつきの度合いが示される情報が算出されるものであればどのようなものであってもよい。
【００２９】
成分特定部１１３ｒは、ばらつき算出部１１２ｒが算出したばらつきが予め定められた条件を満たす成分を１又は複数特定する。成分特定部１１３ｒは、本発明に係る第１の成分特定部の一例である。この実施形態では、成分特定部１１３ｒは、算出されたばらつきを成分Ｓｒ1，Ｓｒ2，Ｓｒ3，Ｓｒ4毎に算出し、重み付け係数のばらつきが最も小さい成分を特定する。成分特定部１１３ｒは、例えば、ばらつきσｒ1の値が最も小さい場合には成分Ｓｒ1を特定し、ばらつきσｒ2の値が最も小さい場合には成分Ｓｒ2を特定する。成分特定部１１３ｒは、特定した成分を示す情報（第１のフラグ）をフラグ記憶領域１８１に格納する。この第１のフラグは、脈波情報生成部１１６によって参照される。
【００３０】
成分特定部１１３ｇは、ばらつき算出部１１２ｇが算出したばらつきが予め定められた条件を満たす成分を１又は複数特定する。成分特定部１１３ｇは、本発明に係る第２の成分特定部の一例である。この実施形態では、成分特定部１１３ｇは、算出されたばらつきを成分Ｓｇ1，Ｓｇ2，Ｓｇ3，Ｓｇ4毎に算出し、重み付け係数のばらつきが最も小さい成分を特定する。成分特定部１１３ｇは、特定した成分を示す情報（第２のフラグ）をフラグ記憶領域１８１に格納する。この第２のフラグは、脈波情報生成部１１６によって参照される。
【００３１】
成分抽出部１１４ｒは、信号処理部１２０から出力される測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4を用いて、成分特定部１１３ｒによって特定された成分（以下「特定成分Ｓｒａ」という）を算出する。測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と成分Ｓｒ1，Ｓｒ2，Ｓｒ3，Ｓｒ4は上述の（４）式を満たすことにより、成分Ｓｒjは、以下の式（９）により算出される。成分抽出部１１４ｒは、以下の式（９）を用いて特定成分Ｓｒａを算出する。
【００３２】
【数３】
2013162821.tif 000005
【００３３】
成分抽出部１１４ｇは、信号処理部１２０から出力される測定信号Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4を用いて、成分特定部１１３ｇによって特定された成分（以下「特定成分Ｓｇａ」という）を算出する。測定信号Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4と成分Ｓｇ1，Ｓｇ2，Ｓｇ3，Ｓｇ4は、上述の（４）式を満たすことにより、成分Ｓｇjは、以下の（８）式により算出される。成分抽出部１１４ｇは、以下の（１０）式を用いて特定成分Ｓｇａを算出する。
【００３４】
【数４】
2013162821.tif 000006
【００３５】
上述したように、受光素子の位置によっては、真皮２２の深い部分や皮下組織２３にある太い血管の影響によりノイズ成分が混ざる場合がある。ノイズ成分は、受光素子の位置によってその影響の大小が異なり、受光素子の位置が若干ずれた場合であっても影響の大小が大きく変化する。具体的には、例えば、図３の（ｂ）に示す例において、位置Ｐ１にノイズ源となる太い血管が位置している場合には、測定信号Ｒ3、測定信号Ｒ4、測定信号Ｇ3、測定信号Ｇ4から抽出されるノイズ成分の重み付け係数は大きな値となる一方、測定信号Ｒ1、測定信号Ｒ2、測定信号Ｇ1、測定信号Ｇ2から抽出されるノイズ成分の重み付け係数は小さな値となる。このように、測定信号Ｒi、Ｇkから抽出されるノイズ成分の重み付け係数は、受光素子の位置が各々異なる測定信号Ｒi、Ｇkのそれぞれで異なってくる。そして、重み付け係数の「ばらつき」は、ノイズが多い成分の方が、ノイズが小さい成分よりも大きくなると考えられる。以上の理由により、独立成分分析により推定された成分のうち、重み付け係数のばらつきが最も小さい成分は、ノイズの混ざりが最も少ない信号成分であるとみなすことが可能である。そのため、この実施形態では、重み付け係数のばらつきが最も小さい成分を用いて脈波の測定を行うことによって、ノイズの影響を抑える構成となっている。
【００３６】
分離部１１５は、成分抽出部１１４ｒによって抽出された成分Ｓｒａと、成分抽出部１１４ｇによって抽出された成分Ｓｇａとから、脈動成分とノイズ成分とを分離する。この実施形態では、分離部１１５は、成分Ｓｒａ及び成分Ｓｇａから、以下の式（１１）、すなわち式（１２）の関係に従って、脈動成分ｐとノイズ成分ｎとを分離する。ノイズ成分ｎは受光素子の位置に依存しないノイズ成分であり、複数の受光素子の測定信号全体に含まれる成分である。式（１１），式（１２）において、φｓは、成分Ｓｒａにおける脈動成分ｐの重み付け係数を示し、φｎは成分Ｓｒａにおけるノイズ成分ｎの重み付け係数を示す。
【００３７】
【数５】
2013162821.tif 000007
【００３８】
式（１１）により脈動成分ｐとノイズ成分ｎとを混同すると、成分Ｓｒａと成分Ｓｇａとが得られる。つまり、脈動成分ｐとノイズ成分ｎを分離するためには上記式（１２）で示す逆行列演算を行えばよい。式（１２）における逆行列が分離マトリクスである。
【００３９】
式（１２）に示す分離マトリクスを用いて、脈動信号ｐとノイズ信号ｎとを分離するには、φｓとφｎの推定が必要である。ここで、φｓとφｎの推定処理の一例について、以下に説明する。このφｓは、体動の影響を殆ど受けていない期間（以下「安定期間」という）における成分Ｓｇａに対する成分Ｓｒａのベクトルのノルム比である。また、φｎは、体動による影響を受けている期間（以下「ノイズ期間」という）における成分Ｓｇａに対する成分Ｓｒａのベクトルのノルム比である。
【００４０】
分離部１１５は、以下の式（１３）により安定期間のノルム比を算出する。式（１３）において、‖ＲACpulse‖2は、安定期間における成分Ｓｒａの波形に含まれる脈動成分（ＡＣ（Alternating Current）成分）のノルムであり、‖ＧACpulse‖2は、安定期間における成分ＳｇａのＡＣ成分のノルムであり、‖ＲDCpulse‖2は、安定期間における成分Ｓｒａの波形に含まれる基線ゆらぎ成分（ＤＣ（Direct Current）成分）のノルムであり、‖ＧDCpulse‖2は、安定期間における成分ＳｇａのＤＣ成分のノルムである。また、分離部１１５は、以下の式（１４）によりノイズ期間のノルム比を算出する。式（１４）において、‖ＲACnoise‖2は、ノイズ期間における成分ＳｒａのＡＣ成分のノルムであり、‖ＧACnoise‖2は、ノイズ期間における成分ＳｇａのＡＣ成分のノルムであり、‖ＲDCnoise‖2は、ノイズ期間における成分ＳｒａのＤＣ成分のノルムであり、‖ＧDCnoise‖2は、ノイズ期間における成分ＳｇａのＤＣ成分のノルムである。
【００４１】
【数６】
2013162821.tif 000008
【００４２】
分離部１１５は、式（１３）によって求められたノルム比をφｓ、式（１４）によって求められたノルム比をφｎとして式（１２）の分離マトリクスに代入し、ノイズ期間で測定された成分Ｓｒａ、成分ＳｇａのＡＣ成分の値を式（１２）のＳｇａ、Ｓｒａに代入して演算することにより、ノイズ期間における脈動成分とノイズ成分とを分離する。
【００４３】
分離部１１５において、成分Ｓｒａ及び成分Ｓｇａから脈動成分とノイズ成分とを精度よく分離するためには、成分Ｓｒａと成分Ｓｇａとの相関が高いことが必要である。本実施形態では、分離部１１５において信号分離を行う前に、測定信号Ｒiからノイズの影響が少ないと考えられる信号成分Ｓｒａを抽出するとともに、測定信号Ｇkからノイズの影響が少ないと考えられる成分Ｓｇａを抽出している。これにより、成分Ｓｒａと成分Ｓｇａとの間の相関が高くなるため、分離部１１５における信号分離精度が向上する。
【００４４】
脈波情報生成部１１６は、分離部１１５によって分離された脈動成分ｐに基づいて、脈波を表す脈波信号を生成する。この実施形態では、脈波情報生成部１１６は、脈動成分ｐの波形におけるピークの時間間隔を脈拍間隔とし、測定信号の波形において所定時間（１分、等）におけるピークの出現頻度を脈拍数として、脈拍間隔及び脈拍数を示す情報を表示部１５０に出力する。また、脈波情報生成部１１６は、脈拍間隔及び脈拍数を示す情報を記憶部１８０に例えば時系列に蓄積するようにしてもよい。
【００４５】
＜動作例＞
図６は、脈波測定装置１の動作フローを示す図である。以下、本実施形態に係る脈波測定装置１の動作例を説明する。測定対象者は、まず、操作スイッチ１６を用いて脈波の測定を開始する旨の操作を行う。制御部１１０は、脈波を測定する操作を受け付けると（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、ステップＳ１１の処理に進む。すなわち、制御部１１０は、測定部位に光を照射し、測定部位で反射された光を受光して受光量に応じた測定信号の出力を開始させる（ステップＳ１１）。制御部１１０は、受光素子２１１，２１２，…２１８から出力される測定信号を信号処理部１２０においてＡ／Ｄ変換し、信号処理部１２０から時系列の測定信号を取得してＲＡＭに記憶する。
【００４６】
測定信号の出力が開始されると、制御部１１０は、受光素子２１１，２１２，…２１８から出力されて信号処理部１２０によってＡ／Ｄ変換された測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4に対して独立成分分析を行うとともに、測定信号Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4に対して独立成分分析を行う（ステップＳ１２）。すなわち、制御部１１０は、測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4をそれぞれ複数の成分Ｓｒ1，Ｓｒ2，Ｓｒ3，Ｓｒ4に分離した場合の重み付け係数ｗｒ11，ｗｒ12，…，ｗｒ44を求めるとともに、測定信号Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4をそれぞれ複数の成分Ｓｇ1，Ｓｇ2，Ｓｇ3，Ｓｇ4に分離した場合の重み付け係数ｗｒ11，ｗｒ12，…，ｗｒ44を求める。
【００４７】
次いで、制御部１１０は、求めた重み付け係数のばらつきσｒiを成分Ｓｒ1，Ｓｒ2，Ｓｒ3，Ｓｒ4のそれぞれについて算出し、ばらつきが最も小さい成分を特定するとともに、重み付け係数のばらつきσｇkを成分Ｓｇ1，Ｓｇ2，Ｓｇ3，Ｓｇ4のそれぞれについて算出し、ばらつきが最も小さい成分を特定する（ステップＳ１３）。制御部１１０は、特定した成分（特定成分）を示す情報（第１のフラグ、第２のフラグ）をフラグ記憶領域１８１に格納する。
【００４８】
ステップＳ１３までの処理を終えると、制御部１１０は、信号処理部１２０から出力される測定信号からステップＳ１３で特定した成分を抽出し（ステップＳ１４）、抽出した成分に対して信号分離処理を行って脈動成分を分離する（ステップＳ１５）。制御部１１０は、分離した脈動成分に基づいて、脈波を表す情報を生成し、表示部１５等に出力する（ステップＳ１６）。具体的には、制御部１１０は、分離した脈動成分の波形におけるピークの時間間隔を脈拍間隔とし、測定信号の波形において所定時間におけるピークの出現頻度を脈拍数として検出し、検出した脈拍間隔と脈拍数とを示す画像を表示部１５０に表示させる。なお、制御部１１０は、操作部１６０を介して脈波を測定する操作を受け付けなければ（ステップＳ１０；ＮＯ）、操作がなされるまで待機する。
【００４９】
制御部１１０は、脈波の測定を終了する操作が操作部１６０を介してなされるまで（ステップＳ１７；ＮＯ）、ステップＳ１４乃至ステップＳ１６の処理を繰り返し行う。制御部１１０は、脈波の測定を終了する操作が操作部１６０を介してなされたときに（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００５０】
図７の（ａ）は、脈波測定装置１のセンシング結果の一例を示す図であり、図７の（ｂ）は従来の脈波測定装置のセンシング結果の一例を示す図である。また、図８は、受光素子及び信号処理部の回路図の一例であり、図７の（ａ），（ｂ）に示すセンシング結果を計測した際の回路図の一例を示す図である。図７の（ａ），（ｂ）において、横軸は受光素子の位置（所定の基準位置からの距離）（ｍｍ）を示し、縦軸は電位（Ｖ）を示す。基準位置は、図７に示すセンシングを開始したときの、生体の測定位置に対する受光素子の位置を示す。図８に示すように、トランジスター３００のベースにはフォトダイオード等の受光素子ＰＤが接続され、コレクターＣには抵抗３１０を介して電圧３２０が接続され、エミッターはグラウンドＧＮＤに接地されている。受光素子ＰＤは本実施形態に係る受光素子２１１，２１２，…，２１８の各々に相当するものであり、トランジスター３００は上述の実施形態に係る信号処理部１２１，１２２，…，１２８の各々に相当するものである。すなわち、本実施形態に係る脈波測定装置１は、図８に示す受光素子ＰＤとトランジスター３００とを８セット備えている。
【００５１】
図７の（ｂ）は、図８に示す回路において、抵抗３１０を１０（ＫΩ）、電圧３２０を３．３（Ｖ）とした場合に、コレクターＣで計測されたコレクター電位を示すグラフである。一方、図７の（ａ）は、図８に示す回路において、抵抗３１０を１０（ＫΩ）、電圧３２０を３．３（Ｖ）とした場合に、８つのコレクターＣのそれぞれで計測された電位（すなわち測定信号Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4）に対して上述の独立成分分析、ばらつき算出処理、成分特定処理、ノイズ分離処理等を行って特定される脈動成分を示すグラフである。
【００５２】
生体の血管密度の違いや太さの異なる血管の分布の影響により、図７の（ｂ）に示されるように、測定結果のレベルは生体の測定位置により変化する。つまり、測定位置がずれると異なる組成の血液をセンシングしている可能性が高い。そのため、図７の（ｂ）に示されるように、測定位置に若干のずれが生じた場合であってもその誤差は大きなものとなってしまう。それに対し、図７の（ａ）では、測定位置の変化による電位のレベルの変動が小さくなっている。なお、図７に示す検出結果は、ＬＥＤの光量やフォトダイオードの感度、抵抗値などの回路乗数により変化するものであり、図７に示される数値はあくまで目安である。
【００５３】
この実施形態では、独立成分分析により推定された成分Ｓｒ1，Ｓｒ2，Ｓｒ3，Ｓｒ4のうち、重み付け係数のばらつきが最も小さい成分を、脈波を測定するための信号として採用する。また、独立成分分析により推定された成分Ｓｇ1，Ｓｇ2，Ｓｇ3，Ｓｇ4のうち、重み付け係数のばらつきが最も小さい成分を、脈波を測定するための信号として採用する。重み付け係数のばらつきが最も小さい成分は、ノイズの影響が最も小さい成分であるといえるから、このような信号を用いることにより、ノイズの影響を抑えた脈波の測定が行われる。
【００５４】
＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のように変形させて実施してもよい。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
【００５５】
（１）上述した実施形態では、図１に示す脈波測定装置１を示したが、脈波測定装置１の構成はこれに限定されるものではなく、他の構成であってもよい。例えば、装置本体と、発光素子と受光素子とを備える脈波センサーとがケーブルで接続される構成であってもよい。また、装置本体と脈波センサーとが無線通信により接続される構成であってもよい。また、上述の実施形態では、脈波測定装置１が装着される測定部位が腕の例を説明したが、これに限らず、手の甲、指等の他の部位であってもよい。
【００５６】
（２）上述の実施形態では、受発光部２１０は、赤色光の波長の光を受光する受光素子２１１，２１２，２１３，２１４と、緑色光の波長の光を受光する受光素子２１５，２１６，２１７，２１８とを有する構成としたが、受光部が受光する光は赤色光や緑色光に限らず、青色光や赤外光等、他の波長の光であってもよい。また、上述の実施形態では、受発光部２１０は、ひとつの発光素子と、複数の受光素子とを備える構成としたが、発光素子の数は複数であってもよい。例えば、受光素子と発光素子とが１対１で対応する構成であってもよい。この場合も、上述の実施形態と同様に、制御部１１０が、各受光素子の検出結果を示す測定信号に対して上述の独立成分分析、ばらつき算出処理、成分特定処理等を行って、重み付け係数のばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定する。
【００５７】
また、上述の実施形態では、赤色光と緑色光との２種類の光を用いて脈波の測定を行ったが、用いる光の種類は２種類に限らず、これより多くてもよい。例えば、３種類の光を用いて脈波の測定を行ってもよい。この場合も、上述の実施形態と同様に、３種類の光のそれぞれに対応する受光素子を設ける構成とし、それぞれの受光素子から出力される測定信号に対して独立成分分析を行って、ノイズの影響の少ない成分を特定すればよい。
【００５８】
（３）上述の実施形態では、脈波測定装置１は、赤色光を受光する４つの受光素子２１１，２１２，２１３，２１４と、緑色光を受光する４つの受光素子２１５，２１６，２１７，２１８とを備える構成であったが、各色の受光素子の数は４に限らず、これより多くても少なくてもよい。また、第１の波長の光を受光する受光部の数と、第２の波長の光を受光する受光部の数とが異なっていてもよい。例えば、赤色光を受光する３つの受光素子と、緑色光を受光する５つの受光素子とを備える構成であってもよい。
【００５９】
また、上述の実施形態では、制御部１１０は、赤色光と緑色光のそれぞれについて、４つの受光素子のそれぞれから出力される４つの測定信号に対して独立成分分析を行って、４つの成分をそれぞれ推定したが、測定信号の数と、推定される成分の数とは、４に限らず、これより多くても少なくてもよい。要は、制御部１１０は、複数の測定信号に対して独立成分分析を行って、複数の成分（独立成分）を推定すればよい（ただし、測定信号の数ｎと推定される成分の数ｍは、ｎ≧ｍの関係を満たす）。なお、このｎ≧ｍの条件は、独立成分分析を用いて成分を推定するために必要な条件である。
【００６０】
（４）上述の実施形態では、赤色光を受光する４つの受光素子２１１，２１２，２１３，２１４が、発光素子２１９を中心として同心円上に配置されるとともに、緑色光を受光する４つの受光素子２１５，２１６，２１７，２１８が、発光素子２１９を中心として同心円上に配置されていた。受光部の配置の態様はこれに限らず、同心円上に配置されていなくてもよい。
【００６１】
また、上述の実施形態では、緑色光よりも波長の長い赤色光の受光素子２１１，２１２，２１３，２１４が、緑色光の受光素子２１５，２１６，２１７，２１８よりも発光素子２１９から遠い位置に配置されていたが、配置の態様はこれに限らない。例えば、赤色光の受光素子と緑色光の受光素子とが発光素子を中心として同心円上に配置されていてもよい。
【００６２】
（５）上述の実施形態では、赤色光の受光素子と緑色光の受光素子とが１対１で対応付けられ、各対をなす赤色光の受光素子と緑色項の受光素子とを結ぶ直線上に、発光素子２１９が配置されていたが、受光素子と発光素子の配置の態様はこれに限らず、他の態様であってもよい。例えば、図９に示すように、赤色光を受光する５つの受光素子２３１，２３２，…，２３５が、発光素子２１９を中心とした円周上に等間隔に配置されるとともに、緑色光を受光する３つの受光素子２４１，２４２，２４３が、発光素子２１９を中心とした円周上に等間隔に配置される構成であってもよい。
【００６３】
（６）上述の実施形態では、制御部１１０は、独立成分分析によって推定された複数の成分のなかから、対応する重み付け係数の値のばらつきσｒj（σｇl）が最も小さい成分を特定し、特定した成分を用いて脈波情報を生成した。成分の特定の態様はこれに限らず、例えば、制御部１１０が、重み付け係数のばらつきσｒj（σｇl）が最も小さい成分と、２番目に小さい成分との、２つの成分を特定するようにしてもよい。複数の成分が特定された場合は、制御部１１０は、特定した複数の成分の和を算出し、算出結果に対して上述した分離処理を施して脈動成分を抽出し、抽出した脈動成分成分に基づいて脈波情報を生成してもよい。
【００６４】
また、成分の特定の態様の他の例として、例えば、制御部１１０が、重み付け係数の値のばらつきσｒj（σｇl）が、予め定められた閾値よりも小さい（ばらつきが予め定められた範囲内である）成分を１又は複数特定してもよい。要は、制御部１１０が、重み付け係数の値のばらつきσｒj（σｇl）が予め定められた条件を満たす（ばらつきが小さい）成分を特定すればよい。また、複数の成分が特定された場合は、制御部１１０は、特定した複数の成分の和を算出し、算出結果に対して上述した分離処理を施して脈動成分を抽出し、抽出した脈動成分に基づいて脈波情報を生成してもよい。
【００６５】
（７）上述の実施形態では、制御部１１０は、測定対象者によって脈波を測定する操作が行われたタイミングで、成分の特定処理（図６のステップＳ１２乃至１３の処理）を行ったが、成分の特定処理を行うタイミングは上記タイミングに限らず、例えば、脈波測定装置１の電源がＯＮにされたタイミングで成分の特定処理を行ってもよく、また、例えば、初期設定を行う旨の操作が測定対象者によってなされたタイミングで成分の特定処理を行ってもよい。要は、制御部１１０が、予め定められたタイミングで成分の特定処理を行い、脈波の測定処理を行う際に、特定された成分を用いて脈波の測定処理を行えばよい。
【００６６】
（８）上述の実施形態では、制御部１１０が、複数の測定信号に対して独立成分分析を行って推定された成分のなかから、重み付け係数のばらつきが予め定められた条件を満たす成分を特定し、特定した成分を用いて脈波の測定を行うことによって、測定位置により生じる体動ノイズによって生じる誤差を減らす構成とした。これに加えて、制御部１１０が、測定位置に依存しない体動ノイズ（例えば、うっ血により生じる体動ノイズ）を除去する処理を行う構成としてもよい。具体的には、例えば、制御部１１０が、測定部位における血管の容積の変化を測定することによってうっ血か否かを判定し、うっ血していると判定された場合に、予め定められたアルゴリズムに従って、特定した成分に対してうっ血により生じるノイズ成分を除去するためのフィルター処理を施すようにしてもよい。
【００６７】
また、他の例として、例えば、脈波測定装置１に加速度センサーを設ける構成とし、この加速度センサーによって測定対象者の動作を検出し、制御部１１０が検出結果に応じてうっ血の有無を判定してもよい。この場合は、例えば、制御部１１０が、加速度センサーによって測定部位の向きを検出し、測定部位が重量の影響によりうっ血しやすい姿勢であるか否かを判定し、うっ血しやすい姿勢であると判定された場合に、予め定められたアルゴリズムに従って、特定した成分に対してうっ血により生じるノイズ成分を除去するためのフィルター処理を施すようにしてもよい。
【００６８】
（９）分離部１１５で行われる信号分離の方法は実施形態で説明した方法に限定されない。例えば、特開２００９−２６１４５８号公報に記載された方法を適用して、２つの信号から脈動成分とノイズ成分とを分離してもよい。
【００６９】
（１０）図１０は、本発明の変形例に係る脈波測定装置の発光素子と受光素子の位置関係の一例を示す図である。上述した実施形態における脈波測定装置１の受光素子２１１，２１２，…，２１８は、測定部位に照射した光の反射光を受光したが、図１０に例示するように、受光素子２２１，２２２，…が、発光素子２１９から照射されて測定部位を透過した光を受光するように構成してもよい。
【００７０】
（１１）脈波測定装置１の制御部１１０によって実行されるプログラムは、磁気テープや磁気ディスクなどの磁気記録媒体、光ディスクなどの光記録媒体、光磁気記録媒体、半導体メモリーなどのコンピューター装置が読み取り可能な記録媒体に記憶された状態で提供し得る。また、このプログラムを、インターネット等の通信網経由でダウンロードさせることも可能である。なお、このような制御を行う制御手段としてはＣＰＵ以外にも種々の装置を適用することができ、例えば、専用のプロセッサーなどを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…脈波測定装置、２…腕、１０…装置本体、１５…ディスプレイ、１６…操作スイッチ、４０…バンド、１１０…制御部、１１１ｒ，１１１ｇ…独立成分分析部、１１２ｒ，１１２ｇ…ばらつき算出部、１１３ｒ，１１３ｇ…成分特定部、１１４ｒ，１１４ｇ…成分抽出部、１１５…分離部、１１６…脈波情報生成部、１２０…信号処理部、１３０…計時部、１４０…クロック供給部、１５０…表示部、１６０…操作部、１８０…記憶部、２１０…受発光部、２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８，２２１，２２２…受光素子、２１９…発光素子、２２０…駆動部、２３０…透過板。
【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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