(57)【要約】【課題】検出精度を向上させることができる物体検出装置および物体検出方法を提供する。【解決手段】第一波長および第一波長とは異なる第二波長を含む光を出力する光出力部と、反射光を受光する受光素子１４と、第一波長を含み第二波長を含まない第一光の第一反射光の第一強度、第二波長を含み第一波長を含まない第二光の第二反射光の第二強度、および、第一波長および第二波長を含む第三光の第三反射光の第三強度を取得する強度取得部１６ａと、第三強度と第二強度との差分から補完第一強度を算出し、第三強度と第一強度との差分から補完第二強度を算出する強度算出部１６ｃと、補完第一強度および補完第二強度を用いて、物体の生体情報を求める生体情報検出部１６ｄとを備える。【選択図】図２
2016029351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一波長および前記第一波長とは異なる第二波長を含む光を出力する光出力部と、
前記光出力部から出力された前記光が物体により反射された反射光を受光する受光部と、
前記光出力部から前記第一波長を含み前記第二波長を含まない第一光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第一光が前記物体により反射された第一反射光の第一強度を取得する第一強度取得部と、
前記光出力部から前記第二波長を含み前記第一波長を含まない第二光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第二光が前記物体により反射された第二反射光の第二強度を取得する第二強度取得部と、
前記光出力部から前記第一波長および前記第二波長を含む第三光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第三光が前記物体により反射された第三反射光の第三強度を取得する第三強度取得部と、
前記第三強度と前記第二強度との差分から補完第一強度を算出し、前記第三強度と前記第一強度との差分から補完第二強度を算出する強度算出部と、
前記補完第一強度および前記補完第二強度を用いて、前記物体の生体情報を求める生体情報検出部とを備える、
物体検出装置。
【請求項２】
さらに、
前記第一強度と前記第二強度との差異を示す値が閾値以上である場合、あるいは、前記補完第一強度と前記補完第二強度との差異を示す値が前記閾値以上である場合に、前記物体が第一検出対象物であると判定する物体識別部を備える、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
さらに、
前記第一強度または前記補完第一強度を用いて前記物体が第一検出対象物であるか否かを判定し、前記第二強度または前記補完第二強度を用いて前記物体が第二検出対象物であるか否かを判定する物体識別部を備える、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記第一強度取得部、前記第二強度取得部および前記第三強度取得部の各々は、前記第一強度、前記第二強度および前記第三強度を複数回取得し、
前記強度算出部は、複数回の強度の取得毎に、前記補完第一強度および前記補完第二強度を算出し、
前記生体情報検出部は、前記物体識別部により前記第一検出対象物であると判定された物体の動きを検出する、
請求項２または３に記載の物体検出装置。
【請求項５】
さらに、
前記第一強度と前記第二強度との差異を示す値、あるいは、前記補完第一強度と前記補完第二強度との差異を示す値を用いて、第一検出対象物の元素の量または変化量を算出するための指標を算出する指標算出部を備える、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項６】
さらに、
前記第一強度または前記補完第一強度を用いて第一検出対象物の元素の量または変化量を算出するための指標を算出し、前記第二強度または前記補完第二強度を用いて第二検出対象物の元素の量を算出するための指標を算出する指標算出部を備える、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項７】
前記光出力部は、複数の測定周期の各々において、光の出力方向を水平方向および垂直方向に多段階に変化させるように構成され、
前記強度算出部は、前記複数の測定周期の各々において、前記第一強度、前記補完第一強度、前記第二強度、前記補完第二強度、または、前記第三強度の複数の二次元分布を生成する、
請求項１〜６の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項８】
前記第二強度取得部は、複数の第二強度を取得し、
前記強度算出部は、前記補完第一強度の算出において、前記複数の第二強度のうち、前記第三強度が取得されたタイミングに近いタイミングで取得された第二強度を用いる、
請求項１〜７の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項９】
前記第二強度取得部は、複数の第二強度を取得し、
前記強度算出部は、前記複数の第二強度を用いて前記補完第一強度を算出するタイミングにおける第二強度を算出し、前記第三強度と前記補完第一強度を算出するタイミングにおける第二強度との差分を前記補完第一強度として算出する、
請求項１〜７の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項１０】
さらに、
前記光出力部において、前記第一光、前記第二光および前記第三光を出力するタイミングが記憶された複数の測定パターンを記憶した記憶部と、
前記第一検出対象物の特性に応じて、前記複数の測定パターンから一つの測定パターンを選択するパターン選択部とを備える、
請求項１〜９の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項１１】
前記光出力部は、前記第一光および前記第二光の各々を出力する複数の光源を有する、
請求項１〜１０の何れか１項に記載の物体検出装置。
【請求項１２】
第一波長および前記第一波長とは異なる第二波長を含む光を出力する光出力部と、前記光出力部から出力された前記光が物体により反射された反射光を受光する受光部とを用いて実行される物体検出方法であって、
前記光出力部から前記第一波長を含み前記第二波長を含まない第一光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第一光が前記物体により反射された第一反射光の第一強度を取得するステップと、
前記光出力部から前記第二波長を含み前記第一波長を含まない第二光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第二光が前記物体により反射された第二反射光の第二強度を取得するステップと、
前記光出力部から前記第一波長および前記第二波長を含む第三光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第三光が前記物体により反射された第三反射光の第三強度を取得するステップと、
前記第三強度と前記第二強度との差分から補完第一強度を算出するステップと、
前記第三強度と前記第一強度との差分から補完第二強度を算出するステップと、
前記補完第一強度および前記補完第二強度を用いて、前記物体の生体情報を求めるステップとを含む、
物体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置および物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体検出装置は、例えば、物体に対して光を照射し、当該光が物体により反射された反射光を検出することにより、物体の距離あるいは材質等を検出する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
物体の材質を検出する物体検出装置では、例えば、材質によって光の反射率あるいは吸収率が大きい波長が異なることを利用して、検出された物体の識別を行っている。例えば、物体検出装置は、検出対象物における光の反射率が大きい波長の光を物体に対して照射し、受光した光の強度が予め定められた閾値以上であれば、当該検出対象物であると判定する。なお、物体検出装置は、検出対象物における光の吸収率が大きい波長の光を物体に対して照射し、受光した光の強度が予め定められた閾値以下であれば、当該検出対象物であると判定しても構わない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８１９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、例えば、複数の検出対象物の各々を識別して検出したい場合、複数の検出対象物の各々について、反射率が大きい波長を含む光を照射する必要がある。つまり、物体検出装置は、波長の異なる複数の光を出力する必要がある。
【０００６】
また、例えば、１つの検出対象物を識別する場合でも、反射率の大きい複数の波長を含む複数の光を用いる場合がある。具体的には、例えば、波長の異なる反射光の差を利用する場合等が考えられる。
【０００７】
しかしながら、従来の物体検出装置は、時分割で複数の波長の光を出力していた。時分割で複数の波長の光を出力する場合、各々の波長の光を出力する期間が短くなり、各々の波長の光に対応する反射光の測定結果を得られる期間も短くなるという問題がある。
【０００８】
時分割で複数の波長の光を出力する場合、利用する光の波長の数が多くなるほど、同じ期間において得られる情報の量（情報密度）が少なくなり、検出精度が十分に確保できなくなる可能性があるという問題がある。
【０００９】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、検出精度を向上させることができる物体検出装置および物体検出方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る物体検出装置は、第一波長および前記第一波長とは異なる第二波長を含む光を出力する光出力部と、前記光出力部から出力された前記光が物体により反射された反射光を受光する受光部と、前記光出力部から前記第一波長を含み前記第二波長を含まない第一光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第一光が前記物体により反射された第一反射光の第一強度を取得する第一強度取得部と、前記光出力部から前記第二波長を含み前記第一波長を含まない第二光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第二光が前記物体により反射された第二反射光の第二強度を取得する第二強度取得部と、前記光出力部から前記第一波長および前記第二波長を含む第三光を出力させ、前記受光部を用いて、前記第三光が前記物体により反射された第三反射光の第三強度を取得する第三強度取得部と、前記第三強度と前記第二強度との差分から補完第一強度を算出し、前記第三強度と前記第一強度との差分から補完第二強度を算出する強度算出部と、前記補完第一強度および前記補完第二強度を用いて、前記物体の生体情報を求める生体情報検出部とを備える。
【００１１】
上記構成の物体検出装置は、第一反射光の第一強度の測定と、第二反射光の第二強度の測定と、第一反射光および第二反射光の両方を含む第三反射光の第三強度の測定とを実行する。第三強度から第二強度を差し引くことで、第一反射光の第一補完強度を得ることができる。第一反射光の測定により得られる第一強度と第一補完強度は、両方とも、第一反射光の測定結果として有用である。つまり、上記構成の物体検出装置では、第一強度の測定と第二強度の測定と第三強度の測定とを同じ期間で行う場合、全測定期間の２／３の期間、第一強度の測定結果を得ることができる。同様に、全測定期間の２／３の期間、第二強度の測定結果を得ることができる。
【００１２】
これに対し、従来の物体検出装置のように、単純に時分割で第一反射光の第一強度の測定および第二反射光の第二強度の測定を行う場合、第一強度の測定結果を得られる期間は、全測定期間の１／２となる。
【００１３】
つまり、上記構成の物体検出装置では、測定期間が同じである場合、従来の物体検出装置に比べ、第一強度および第二強度の両方とも、測定結果を得られる期間の割合を増やすことが可能になる。これにより、上記構成の物体検出装置では、同じ測定期間において取得できる情報量を増加させることができ、測定精度を向上させることが可能になる。
【００１４】
なお、第一波長および第二波長は、ある程度の範囲を含んでいても構わない。但し、第一波長の範囲と、第二波長の範囲とは重複しないことが好ましい。また、第一光および第二光は、ここでは、所謂電磁波を指し、可視光、赤外光、あるいは、電波等を含むものとする。
【００１５】
例えば、さらに、前記第一強度と前記第二強度との差異を示す値が閾値以上である場合、あるいは、前記補完第一強度と前記補完第二強度との差異を示す値が前記閾値以上である場合に、前記物体が第一検出対象物であると判定する物体識別部を備えていても良い。
【００１６】
上記構成の物体検出装置では、１つの第一検出対象物について波長の異なる複数の光を用いるので、より正確に第一検出対象物であるか否かを判定することが可能になる。ここで、差異を示す値とは、差、比、差の絶対値、差の二乗等が含まれる。
【００１７】
また、さらに、前記第一強度または前記補完第一強度を用いて前記物体が第一検出対象物であるか否かを判定し、前記第二強度または前記補完第二強度を用いて前記物体が第二検出対象物であるか否かを判定する物体識別部を備えていても良い。
【００１８】
上記構成の物体検出装置では、波長の異なる複数の光を用いることで、第一検出対象物および第二検出対象物を識別することが可能になる。なお、光出力部から出力される光の種類（波長の数）を増やすことで、さらに多くの検出対象物を識別することも可能であると考えられる。なお、一部の検出対象物に割り当てる光の種類を複数に設定しても構わない。
【００１９】
また、前記第一強度取得部、前記第二強度取得部および前記第三強度取得部の各々は、前記第一強度、前記第二強度および前記第三強度を複数回取得し、前記強度算出部は、複数回の強度の取得毎に、前記補完第一強度および前記補完第二強度を算出し、前記生体情報検出部は、前記物体識別部により前記第一検出対象物であると判定された物体の動きを検出しても良い。
【００２０】
上記構成の物体検出装置では、時間的に複数回の計測を行うことで、物体の動きが検出可能になる。
【００２１】
また、さらに、前記第一強度と前記第二強度との差異を示す値、あるいは、前記補完第一強度と前記補完第二強度との差異を示す値を用いて、第一検出対象物の元素の量または変化量を算出するための指標を算出する指標算出部を備えていても良い。あるいは、さらに、前記第一強度または前記補完第一強度を用いて第一検出対象物の元素の量または変化量を算出するための指標を算出し、前記第二強度または前記補完第二強度を用いて第二検出対象物の元素の量を算出するための指標を算出する指標算出部を備えていても良い。
【００２２】
上記構成の物体検出装置では、第一検出対象物の指標および第二検出対象物の元素の量を算出するための指標、例えば、ヘモグロビンあるいはグルコース等の血液を構成する各種成分の量、比率、濃度等を算出することが可能になる。
【００２３】
また、前記光出力部は、複数の測定周期の各々において、光の出力方向を水平方向および垂直方向に多段階に変化させるように構成され、前記強度算出部は、前記複数の測定周期の各々において、前記第一強度、前記補完第一強度、前記第二強度、前記補完第二強度、または、前記第三強度の複数の二次元分布を生成しても良い。
【００２４】
上記構成の物体検出装置では、２次元的に走査を行うことができる。
【００２５】
また、前記第二強度取得部は、複数の第二強度を取得し、前記強度算出部は、前記補完第一強度の算出において、前記複数の第二強度のうち、前記第三強度が取得されたタイミングに近いタイミングで取得された第二強度を用いても良い。
【００２６】
上記構成の物体検出装置は、補完第一強度の算出において、複数の波長における反射光の強度を含む第三強度から、第三強度を取得した時間に近い時間に取得された第二強度を用いるので、補完第一強度の精度を向上させることが可能になる。
【００２７】
また、前記第二強度取得部は、複数の第二強度を取得し、前記強度算出部は、前記複数の第二強度を用いて前記補完第一強度を算出するタイミングにおける第二強度を算出し、前記第三強度と前記補完第一強度を算出するタイミングにおける第二強度との差分を前記補完第一強度として算出しても良い。
【００２８】
上記構成の物体検出装置は、複数の第二強度の測定結果から、補完第一強度を算出するタイミングにおける第二強度を推測する。これにより、補完第一強度の算出精度を向上させることが可能になる。
【００２９】
また、さらに、前記光出力部において、前記第一光、前記第二光および前記第三光を出力するタイミングが記憶された複数の測定パターンを記憶した記憶部と、前記第一検出対象物の特性に応じて、前記複数の測定パターンから一つの測定パターンを選択するパターン選択部とを備えていても良い。
【００３０】
上記構成の物体検出装置は、検出対象物の特性に応じて測定パターンを選択できるので、測定精度をより向上させることが可能になる。
【００３１】
また、前記光出力部は、前記第一光および前記第二光の各々を出力する複数の光源を有していても良い。
【００３２】
上記構成の物体検出装置では、光源を複数備えるので、装置構成を簡単にすることができる。
【００３３】
なお、本発明は、このような特徴的な処理部を備える物体検出装置として実現することができるだけでなく、物体検出装置に含まれる特徴的な処理部が実行する処理をステップとする物体検出方法として実現することができる。また、物体検出装置に含まれる特徴的な処理部としてコンピュータを機能させるためのプログラムまたは物体検出方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体あるいはインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、物体検出装置および物体検出方法の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１における物体検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における測定パターンの一例を示す図である。
【図３】ヘモグロビンおよび酸化ヘモグロビンにおける光の吸収特性を示すグラフである。
【図４】ポリエステル繊維における光の吸収特性を示すグラフである。
【図５】実施の形態１の物体検出装置によって実行される物体検出方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１における光源の点灯および受光素子による反射光の受光の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１における反射光の強度および補完強度の算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８Ａ】実施の形態１における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図８Ｂ】実施の形態１における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図８Ｃ】実施の形態１における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図８Ｄ】実施の形態１における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図８Ｅ】実施の形態１における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図８Ｆ】実施の形態１における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図９】実施の形態１において物体が人であると識別された座標の一つにおける反射光の強度の時間変化を示すグラフである。
【図１０】従来の測定パターンの一例を示す図である。
【図１１】実施の形態２における物体検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２の物体検出装置によって実行される物体検出方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２における強度の差分の時間的な変化を示すグラフである。
【図１４】実施の形態３における測定パターンの一例を示す図である。
【図１５】蒸留水およびグルコース等の規格化された吸光度を示すグラフである。
【図１６Ａ】実施の形態３における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図１６Ｂ】実施の形態３における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図１６Ｃ】実施の形態３における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図１６Ｄ】実施の形態３における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図１６Ｅ】実施の形態３における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図１６Ｆ】実施の形態３における反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【図１７】実施の形態４における物体検出装置１０Ｃの構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、各図は、必ずしも各寸法あるいは各寸法比等を厳密に図示したものではない。また、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３７】
（実施の形態１）
実施の形態１の物体検出装置および物体検出方法について、図１〜図９を基に説明する。
【００３８】
本実施の形態では、物体検出装置が、介護施設の居室等に設置されている場合を例に説明する。本実施の形態の物体検出装置は、検出された物体が人であるか布団（ポリエステル繊維）であるかを識別して検出する。人および布団は、第一検出対象物および第二検出対象物の一例である。
【００３９】
［１−１．物体検出装置の構成］
図１は、本実施の形態における物体検出装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、物体検出装置１０Ａは、発光制御部１１と、第一光源１２ａと、第二光源１２ｂと、第三光源１２ｃと、レンズ１３と、受光素子１４と、信号処理部１５と、データ解析部１６と、メモリ１７とを備えている。
【００４０】
ここで、本実施の形態では、データ解析部１６、発光制御部１１および信号処理部１５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が、メモリ１７に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、データ解析部１６、発光制御部１１および信号処理部１５は、これに限られるものではなく、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）等により実現されても構わない。
【００４１】
［１−１−１．発光制御部］
発光制御部１１は、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃ（以下、適宜「光源」と略称する）の発光タイミングの制御を行う。発光制御部１１は、メモリ１７に記憶された測定パターンに従って、点灯させる光源を選択する。測定パターンは、フレーム（単位期間）毎に点灯させる光源を記憶している。
【００４２】
測定パターンは、ノイズを除去するためのフレーム、１つの光源のみを点灯させるフレーム、および、全ての光源を点灯させるフレームの組み合わせである。
【００４３】
図２は、本実施の形態における測定パターンの一例を示す図である。測定パターンは、本実施の形態では、１２のフレームで構成されている。図２において、１番目、５番目および９番目のフレームは、全ての光源を点灯させずに測定を行うフレームである。言い換えると、ノイズを測定するためのフレームである。２番目のフレームは、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃを消灯させた状態で第一光源１２ａを点灯させるフレームである。３番目のフレームは、第一光源１２ａおよび第三光源１２ｃを消灯させた状態で第二光源１２ｂを点灯させるフレームである。４番目のフレームは、第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂを消灯させた状態で第三光源１２ｃを点灯させるフレームである。６番目〜８番目、１０番目〜１２番目のフレームは、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの３つの光源を全て点灯させるフレームである。
【００４４】
発光制御部１１は、さらに、フレームの各々において、光源から出力される光の方向を２次元的に変化させる。発光制御部１１は、図１のｓｃａｎで示すように、ベッド上に物体が無い状態において、光源から出力される光がベッドに当たる位置が２次元的に変化するように、光の出力方向を変化させる。具体的には、図１に示すように、ベッド上には、ベッドの左上を原点とするＸ（横）Ｙ（縦）座標が設定されている。発光制御部１１は、図１の一点鎖線で示すように、光源から出力される光の方向を、Ｙ軸の走査位置（Ｙ座標）を固定した状態でＸ軸の正の方向に移動させ、ベッドの端まで走査すると、Ｙ軸方向の走査位置を下方へずらし（Ｙ座標の値を１増加させ）、Ｙ軸の走査位置を固定した状態でＸ軸の負の方向に移動させ、ベッドの他端まで走査すると、Ｙ軸方向の走査位置を下方へずらす。このようにして、発光制御部１１は、ベッドの左上に設定された原点から右下に設定された点まで光の出力方向を変化させる。なお、座標の設定方法は、これに限られるものではない。
【００４５】
光源から出力される光の方向の制御は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラー等（図示せず）を設け、当該ＭＥＭＳミラーを制御することにより行っても構わないし、他の構成であっても構わない。
【００４６】
［１−１−２．光源］
第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃは、異なる波長の複数の光を出力する光出力部の一例である。第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃは、それぞれ、予め定められた波長の光を出力する。また、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃは、出力する光の波長が重複しないように選択されている。
【００４７】
第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの各々は、本実施の形態では、レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＤ）を用いて構成されている場合を例に説明する。なお、光源は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）あるいは有機ＥＬ（ＯＥＬ、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等を用いて構成しても構わない。
【００４８】
また、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの各々は、本実施の形態では、狭帯域の光源である場合を例に説明するが、単一波長の光源であっても構わないし、フィルタ等と組み合わせる場合には広帯域の光源であっても構わない。
【００４９】
さらに、本実施の形態の物体検出装置１０Ａは、光源として、３つのＬＤを備えているが、これに限られるものではない。１つの光源と複数のフィルタを設け、フィルタにより出力される光の波長を制御するように構成しても構わない。
【００５０】
以下、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの波長（第一波長、第二波長の一例）について、図３および図４を用いて説明する。本実施の形態において、第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂは、人（生体）の検出に適した波長を含む光を出力する光源である。第三光源１２ｃは、布団（ポリエステル繊維）の検出に適した波長を含む光を出力する光源である。
【００５１】
第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂは、本実施の形態では、人（生体）の検出に適した波長を含む光として、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）および酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）を検出するのに適した波長を含む光を出力する。
【００５２】
図３は、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）および酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）における光の吸収特性を示すグラフである。図３に示すグラフにおいて、７８０ｎｍの波長では、還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの吸収特性は略同じになり、９４０〜１０００ｎｍの領域では、還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの吸収特性の差が大きくなる。従って、本実施の形態では、第一光源１２ａとして、８００ｎｍを含む範囲、ここでは、７８０〜９００ｎｍの波長の光を出力する狭帯域の光源を用いる。また、第二光源１２ｂとして、９４０〜１０００ｎｍの波長の光を出力する光源を用いる。
【００５３】
図４は、ポリエステル繊維における光の吸収特性を示すグラフである。図４では、ポリエステル繊維の例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のスペクトルを示している。図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の波数１６００〜１９００の部分を拡大した図である。図４に示すグラフには、いくつかのピークが現れているが、ここでは、Ｃ＝Ｏ基の伸縮振動により現れるピークを利用する。Ｃ＝Ｏ基の伸縮振動は、波数１７００〜１７３０ｃｍ−１の範囲の波長において光の吸収率が大きくなる。このときの波長は、５８８２〜５７８０ｎｍである。従って、本実施の形態では、第三光源１２ｃとして、５８８２〜５７８０ｎｍの波長の光を出力する光源を用いる。
【００５４】
［１−１−３．レンズ］
レンズ１３は、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃから出力される光ＯＰ１〜ＯＰ３、ＯＰＡを偏光し、物体により反射された反射光ＯＰＲ１〜ＯＰＲ３、ＯＰＲＡを集光するレンズである。レンズ１３は、１つのレンズで構成されていても構わないし、１以上の偏光レンズと１つの集光レンズとを用いて構成されていても構わない。
【００５５】
［１−１−４．受光素子および信号処理部］
受光素子１４は、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃから出力された光が物体により反射された反射光ＯＰＲ１〜ＯＰＲ３、ＯＰＡを受光する受光部の一例である。受光素子１４は、少なくとも、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃから出力される光の波長を含む光を受光できる。受光素子１４は、受光した反射光の強度に応じた振幅（電圧値）を有する電気信号を出力する。
【００５６】
信号処理部１５は、受光素子１４から出力された電気信号の強度（受光素子１４の出力強度）をメモリ１７に記憶する。
【００５７】
［１−１−５．データ解析部］
データ解析部１６は、図１に示すように、強度取得部１６ａと、強度算出部１６ｂと、物体識別部１６ｃと、生体情報検出部１６ｄとを備えている。
【００５８】
強度取得部１６ａは、反射光の強度を取得する第一強度取得部、第二強度取得部および第三強度取得部の一例である。強度取得部１６ａは、受光素子１４から出力される電気信号の電圧値（受光素子１４の出力強度）から、ノイズに起因する強度を差し引くことにより、反射光の強度を取得する。
【００５９】
強度算出部１６ｂは、補完強度を算出する。補完強度は、全ての光源が点灯しているフレームにおける反射光の強度から、ノイズの強度、および、補完強度を算出したい光源を除く他の光源による反射光の強度を除いた強度である。
【００６０】
物体識別部１６ｃは、強度取得部１６ａが取得した反射光の強度、および、強度算出部１６ｂが算出した補完強度を用いて、検出された物体が人Ｂ１であるか布団Ｂ２であるかを判定する。
【００６１】
生体情報検出部１６ｄは、物体識別部１６ｃによる判定結果を用いて、生体情報の検出を行う。本実施の形態では、物体識別部１６ｃによる判定結果から、人Ｂ１が動いているか否か（体動しているか否か）を判定する。人Ｂ１が、睡眠中において体動（寝返り等）している期間と、その他の期間とを評価することにより、人の睡眠の状態を判定することが可能になる。
【００６２】
［１−１−６．メモリ］
メモリ１７は、測定パターンが記憶された記憶部の一例であり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いて構成される。メモリ１７には、上述したデータ解析部１６、発光制御部１１および信号処理部１５を実現するためのコンピュータプログラム、受光素子１４の出力強度、データ解析部１６において求められた反射光の強度および補完強度、物体の検出に用いられる各種パラメータ等が記憶される。
【００６３】
［１−２．物体検出方法］
図５〜図９を用いて、本実施の形態の物体検出装置によって実行される物体検出方法を説明する。図５は、本実施の形態の物体検出装置によって実行される物体検出方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００６４】
［１−２−１．光源の点灯および反射光の受光］
物体検出装置１０Ａは、図５に示すように、光源の点灯および受光素子１４による反射光の受光を行う（Ｓ１０）。
【００６５】
図６は、本実施の形態における光源の点灯および受光素子１４による反射光の受光の処理手順の一例を示すフローチャートである。発光制御部１１は、メモリ１７から測定パターン（図２参照）を読み出す（Ｓ１１）。発光制御部１１は、当該測定パターンに従い、フレーム毎に光源を選択して点灯させる（Ｓ１２）。さらに、発光制御部１１は、フレームのそれぞれにおいて、走査方向を２次元的に変化させる。図６に示すように、受光素子１４は、反射光を受光し、信号処理部１５に電気信号を出力する（Ｓ１３）。信号処理部１５は、受光素子１４の出力強度をメモリ１７に記憶する。
【００６６】
発光制御部１１および受光素子１４は、予め定められた回数、測定パターンを繰り返して、物体の検出を行う（Ｓ１４）。なお、物体検出装置１０Ａは、外部から終了信号が入力されたときに、光源の点灯および受光素子による受光を終了させても構わない。
【００６７】
［１−２−２．反射光の強度および補完強度の算出］
物体検出装置１０Ａは、図５に示すように、反射光の強度および補完強度の算出を行う（Ｓ２０）。なお、物体検出装置１０Ａは、当該ステップＳ２０を、必ずしもステップＳ１０における全ての処理が終了した後に実行する必要はない。物体検出装置１０Ａは、当該ステップＳ２０を、ステップＳ１０において、下記の演算に必要なフレームのデータが取得できた時点から処理を開始し、ステップＳ１０の処理と平行して実行しても構わない。
【００６８】
また、反射光の強度および補完強度の算出は、フレーム毎に、座標単位（図１および１−１−１．発光制御部を参照）で行う。
【００６９】
図７は、本実施の形態における反射光の強度および補完強度の算出の処理手順の一例を示すフローチャートである。図８Ａ〜図８Ｆは、反射光のスペクトルの一例を示す図である。なお、図８Ａ〜図８Ｆは、補完強度の算出の手順を説明するためのイメージ図であり、受光素子１４から出力される電気信号の電圧値（スカラー値）は、各グラフの積分値となる。
【００７０】
データ解析部１６の強度取得部１６ａは、メモリ１７から、受光素子１４の出力強度を取得する（Ｓ２１）。ここで、図８Ａは、図２に示す測定パターンの１番目のフレームにおいて受光素子１４が受光した光の波形Ｗ０１を示している。図８Ｂの（ａ）、図８Ｃの（ａ）および図８Ｄの（ａ）は、図２に示す測定パターンの２番目〜４番目のフレームにおいて受光素子１４が受光した光の波形Ｗ１１ｘ〜Ｗ１３ｘを示している。図８Ｅは、図２に示す測定パターンの５番目のフレームにおいて受光素子１４が受光した光の波形Ｗ０２を示している。図８Ｆの（ａ）は、図２に示す測定パターンの６番目のフレームにおいて受光素子１４が受光した光の波形Ｗ１Ａｘを示している。
【００７１】
強度取得部１６ａは、発光制御部１１から出力される情報（点灯している光源がどの光源であるかを示す情報）およびメモリ１７に記憶された測定パターンを用いて、取得した強度が、どの光源から出力された光の反射光に対応する強度であるかを特定する。現在の受光素子１４の出力強度が、全ての光源が点灯していないときに取得された強度である場合は（Ｓ２２のなし）、ステップＳ２１に移行する。
【００７２】
［反射光の強度の導出（ノイズの除去）］
現在の受光素子１４の出力強度が、一つの光源から光が出力されているフレームにおいて取得された強度である場合は（Ｓ２２の一つ）、強度取得部１６ａは、受光素子１４の出力強度からノイズを除去することにより、反射光の強度を算出する（Ｓ２３）。
【００７３】
具体的には、強度取得部１６ａは、一つの光源から光が出力されているフレームにおける受光素子１４の出力強度から、全ての光源が点灯していないフレームにおける受光素子１４の出力強度を差し引くことにより、ノイズを除去する。なお、ノイズの除去に用いる受光素子１４の出力強度は、全ての光源が点灯していないフレームにおける受光素子１４の出力強度のうち、処理対象のフレームにより近いフレームにおける受光素子１４の出力強度を利用する。
【００７４】
図２に示す測定パターンにおいて、全ての光源が点灯していないフレームには、１番目、５番目および９番目のフレームがある。本実施の形態では、強度取得部１６ａは、１番目、５番目および９番目のフレームのうち、ノイズの除去を行うフレームに近いフレームを用いてノイズの除去を行う。
【００７５】
２番目のフレームの場合、図２より、１番目のフレームの方が５番目のフレームよりも２番目のフレームに近いことから、強度取得部１６ａは、１番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度を用いてノイズの除去を行う。２番目のフレームにおける反射光の強度は、２番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度から、１番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度を差し引いたものとなる。図８Ｂの（ａ）に示す波形Ｗ１１ｘは、２番目のフレームにおいて受光素子１４が受光した第一光源１２ａの反射光のスペクトルに対応する。受光素子１４の出力強度は、図８Ｂの（ａ）に示す波形Ｗ１１ｘの積分値となる。図８Ｂの（ｂ）に示す波形Ｗ１１は、図８Ｂの（ａ）に示す波形Ｗ１１ｘから図８Ａに示す波形Ｗ０１を減算した波形に相当する。図８Ｂの（ｂ）に示す波形の積分値が、２番目のフレームにおける第一光源１２ａの反射光の強度となる。この波形は、第一光源が点灯しているときの反射光ＯＰＲ１の波形に対応している。
【００７６】
３番目のフレームの場合、図２より、１番目のフレームおよび５番目のフレームは同じ近さである。この場合、強度取得部１６ａは、ノイズの強度として、（１番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度＋５番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度）／２を用いる。なお、本実施の形態では、同じ近さのフレームが２つある場合、平均値をノイズとして利用するが、何れか一方を利用するように構成しても構わない。３番目のフレームにおける反射光の強度は、３番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度から、上述したノイズの強度を差し引いたものとなる。３番目のフレームにおける反射光の強度は、図８Ｃの（ｂ）に示す波形Ｗ１２の積分値となる。図８Ｃの（ｂ）に示す波形Ｗ１２は、図８Ｃの（ａ）に対応する波形Ｗ１２ｘから図８Ａに示す波形Ｗ０１および図８Ｅに示す波形Ｗ０２の平均値を差し引いた波形に対応する。
【００７７】
４番目のフレームの場合、図２より、５番目のフレームが１番目のフレームよりも近いため、強度取得部１６ａは、５番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度を用いてノイズの除去を行う。４番目のフレームにおける第三光源１２ｃの反射光の強度は、図８Ｄの（ｂ）に示す波形Ｗ１３の積分値となる。図８Ｄの（ｂ）に示す波形Ｗ１３は、図８Ｄの（ａ）に示す波形Ｗ１３ｘから図８Ｅに示す波形Ｗ０２を差し引いた波形に相当する。
【００７８】
現在の受光素子１４の出力強度が、全ての光源から光が出力されているフレームにおいて取得された強度である場合は（Ｓ２２の複数）、強度取得部１６ａは、受光素子１４の出力強度からノイズの除去（Ｓ２４）および補完強度の算出（Ｓ２５）を行う。ノイズの除去方法は、ステップＳ２３と同じである。例えば、６番目のフレームの場合、５番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度を利用する。図８Ｆの（ｂ）に示す波形Ｗ１Ａは、６番目のフレームにおける反射光のスペクトルに対応している。図８Ｆの（ｂ）に示す波形Ｗ１Ａは、図８Ｆの（ａ）に示す波形Ｗ１Ａｘから、図８Ｅに示す波形Ｗ０２を差し引いた波形である。
【００７９】
［補完強度の算出］
さらに、強度算出部１６ｂは、図７に示すように、全ての光源を点灯させたフレームにおける反射光の強度から、補完強度を算出する（Ｓ２５）。ここで、全ての光源を点灯させたフレームにおける反射光の強度には、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの反射光ＯＰＲ１〜ＯＰＲ３の強度が含まれる。補完強度は、全ての光源を点灯させたフレームにおける反射光の強度から、取得したい補完強度以外の反射光の強度の相当値を差し引くことで求められる。本実施の形態では、反射光の強度の相当値として、補完強度を求めるフレームから近いフレームにおいて取得された反射光の強度を用いる。
【００８０】
具体的には、強度算出部１６ｂは、６番目〜８番目のフレームの場合、第一光源１２ａによる反射光の強度の相当値として、２番目のフレームにおける反射光の強度を用いる。また、強度算出部１６ｂは、第二光源１２ｂによる反射光の強度の相当値として、３番目のフレームにおける反射光の強度を用いる。強度算出部１６ｂは、第三光源１２ｃによる反射光の強度の相当値として、４番目のフレームにおける反射光の強度を用いる。
【００８１】
１２番目〜１４番目のフレームおよび１８番目〜２０番目のフレームの場合、第一光源１２ａによる反射光の強度の相当値として、１４番目のフレームにおける反射光の強度を用いる。また、強度算出部１６ｂは、第二光源１２ｂによる反射光の強度の相当値として、１５番目のフレームにおける反射光の強度を用いる。強度算出部１６ｂは、第三光源１２ｃによる反射光の強度の相当値として、１６番目のフレームにおける反射光の強度を用いる。
【００８２】
強度算出部１６ｂは、６番目のフレームの場合、６番目のフレームにおける反射光の強度から３番目のフレームおよび４番目のフレームにおける反射光の強度を差し引くことにより、第一光源１２ａの補完強度を求める。第一光源１２ａの反射光に対応する補完強度は、図８Ｆの（ｃ）に示す波形ＷＩ１１の積分値に対応する。図８Ｆの（ｃ）に示す波形ＷＩ１１は、図８Ｆの（ｂ）に示す波形Ｗ１Ａから、図８Ｃの（ｂ）に示す波形Ｗ１２と、図８Ｄの（ｂ）に示す波形Ｗ１３とを差し引いた波形となっている。
【００８３】
強度算出部１６ｂは、上述した第一光源１２ａの反射光に対応する補完強度の算出と同様の方法を用いて、第二光源１２ｂの反射光に対応する補完強度および第三光源１２ｃの反射光に対応する補完強度を算出する。図８Ｆの（ｄ）は６番目のフレームにおける第二光源１２ｂの反射光に対応する波形ＷＩ１２の一例を、図８Ｆの（ｅ）は６番目のフレームにおける第三光源１２ｃの反射光に対応する波形ＷＩ１３の一例をそれぞれ示している。
【００８４】
同様にして、他のフレームについても、ノイズの除去等の処理を行う。
【００８５】
全てのフレームについて、ノイズの除去等の処理が終わると、処理を終了する。
【００８６】
［１−２−３．物体の識別］
物体検出装置１０Ａは、図５に示すように、反射光の強度および補完強度の算出結果を用いて、物体の識別を行う（Ｓ３０）。なお、物体検出装置１０Ａは、当該ステップＳ３０を、必ずしもステップＳ１０およびステップＳ２０における全ての処理が終了した後に実行する必要はない。物体検出装置１０Ａは、当該ステップＳ３０を、ステップＳ１０およびステップＳ２０における処理と平行して実行しても構わない。
【００８７】
また、物体の識別は、座標単位（図１および１−１−１．発光制御部を参照）で行う。従って、物体の識別結果は、２次元のデータとなる。
【００８８】
データ解析部１６の物体識別部１６ｃは、ステップＳ２０において取得した反射光の強度を用いて、検出された物体が人であるかポリエステル繊維であるかを識別する。
【００８９】
［人の識別］
検出された物体が人であるか否かの判定は、第一光源１２ａの反射光の強度から第二光源１２ｂの反射光の強度を減算した値（差異を示す値の一例）または第一光源１２ａの補完強度から第二光源１２ｂの補完強度を減算した値（差異を示す値の一例）と、閾値Ｔａとを比較して行う。
【００９０】
１つの光源が点灯し、他の光源が消灯している２番目〜４番目のフレームの場合、物体識別部１６ｃは、第一光源１２ａの反射光の強度−第二光源１２ｂの反射光の強度≧Ｔａのときに、検出された物体が人であると判定する。
【００９１】
全ての光源が点灯している６番目〜８番目、１０番目〜１２番目のフレームの場合、フレームの各々において物体の識別結果が得られる。物体識別部１６ｃは、第一光源１２ａの補完強度−第二光源１２ｂの補完強度≧Ｔａのときに、検出された物体が人であると判定する。
【００９２】
［ポリエステル繊維の識別］
検出された物体がポリエステル繊維であるか否かの判定は、第二光源１２ｂの反射光の強度から第三光源１２ｃの反射光の強度を減算した値または第二光源１２ｂの補完強度から第三光源１２ｃの補完強度を減算した値と、閾値Ｔｂとを比較して行う。
【００９３】
１つの光源が点灯し、他の光源が消灯している２番目〜４番目のフレームの場合、物体識別部１６ｃは、第二光源１２ｂの反射光の強度−第三光源１２ｃの反射光の強度≧Ｔｂのときに、検出された物体がポリエステル繊維であると判定する。
【００９４】
全ての光源が点灯している６番目〜８番目、１０番目〜１２番目のフレームの場合、物体識別部１６ｃは、第二光源１２ｂの補完強度−第三光源１２ｃの補完強度≧Ｔｂのときに、検出された物体がポリエステル繊維であると判定する。
【００９５】
これにより、複数の２次元の物体の識別結果を得ることができる。
【００９６】
［１−２−４．体動の検出］
物体検出装置１０Ａは、図５に示すように、生体情報検出部１６ｄにより、複数の２次元の物体の識別結果を用いて体動の検出を行う（Ｓ４０）。
【００９７】
図９は、本実施の形態において物体が人であると識別された座標の一つにおける反射光の強度の時間変化を示すグラフである。
【００９８】
図９において、時刻ｔ０〜ｔ１の間は、反射光の強度の変化が緩やかである。生体情報検出部１６ｄは、時刻ｔ０〜ｔ１の間の期間について、人があまり動いていない呼吸期間であると判定する。図９において、時刻ｔ１以降は、比較的反射光の強度の変化が大きい。生体情報検出部１６ｄは、時刻ｔ１以降の期間については、人Ｂ１が寝返り等の体動を行っている体動期間であると判定する。
【００９９】
これにより、生体情報検出部１６ｄは、人Ｂ１が体動を行ったタイミング、１回の睡眠中における体動の回数、体動の量等を検出することができる。
【０１００】
［１−３．効果等］
本実施の形態の物体検出装置１０Ａは、複数の光源のうちの一つを点灯させるフレームと、複数の光源を点灯させるフレームとを組み合わせた測定パターンを用いるので、情報密度を向上させることが可能になる。
【０１０１】
ここで、図１０は、従来の測定パターンを示している。なお、図１０に示す測定パターンでは、本実施の形態の物体検出装置１０Ａと従来の物体検出装置の条件を同じにするために、ノイズを除去するためのフレーム（１番目、５番目および９番目のフレーム）の配置を同じにしている。図１０に示す従来の測定パターンでは、一つの光源につき、３フレーム分の測定結果を得ることができる。これに対し、図２に示す本実施の形態の測定パターンでは、一つの光源につき、７フレーム分の測定結果を得ることができる。つまり、本実施の形態の物体検出装置１０Ａは、同じ１２フレーム分の測定期間において、情報を得ることができるフレーム数が多くなるので、測定精度を向上させることが可能になる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態の物体検出装置１０Ａでは、測定パターンのうち、全ての光源を点灯させる６番目〜８番目のフレームでは、同じフレームにおける光源別の測定結果を比較することができるので、異なるフレームにおける測定結果を比較する場合に比べ、測定精度を向上させることが可能になる。
【０１０３】
（実施の形態２）
実施の形態２の物体検出装置について、図１１〜図１３を基に説明する。
【０１０４】
上記実施の形態１では、物体検出装置が、人と布団（ポリエステル繊維）とを識別して検出する装置である場合を例に説明した。これに対し、本実施の形態では、物体検出装置が、生体の皮膚ＳＫに光を照射して、生体の脈拍、呼吸、発汗の指標を算出するウェアラブルデバイスに設けられている場合について説明する。
【０１０５】
［２−１．物体検出装置の構成］
図１１は、本実施の形態の物体検出装置１０Ｂの構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の物体検出装置１０Ｂは、図１１に示す実施の形態１と同様に、発光制御部１１と、第一光源１２ａと、第二光源１２ｂと、第三光源１２ｃと、レンズ１３と、受光素子１４と、信号処理部１５と、データ解析部１６と、メモリ１７とを備えている。
【０１０６】
なお、本実施の形態の物体検出装置１０Ｂにおいて、レンズ１３、受光素子１４、信号処理部１５およびメモリ１７の構成（発光制御部１１、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂ、第三光源１２ｃおよびデータ解析部１６以外の構成）は、実施の形態１と同じである。
【０１０７】
発光制御部１１は、実施の形態１と同様に、メモリ１７に記憶された測定パターンに従って、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの発光タイミングの制御を行う。本実施の形態の測定パターンは、実施の形態１の測定パターンと同じである。なお、本実施の形態では、物体検出装置１０Ｂがウェアラブルデバイスに設けられるため、光源から出力される光の方向は、固定されている。
【０１０８】
第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂは、本実施の形態では、脈拍および呼吸の検出に適した波長を含む光を出力する光源である。第三光源１２ｃは、本実施の形態では、発汗の検出に適した波長を含む光を出力する光源である。
【０１０９】
本実施の形態において、第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂは、脈拍および呼吸の検出に適した波長を含む光として、実施の形態１と同様に、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）および酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）（第一検出対象物の一例）を検出するのに適した波長を含む光を出力する。
【０１１０】
第一光源１２ａは、本実施の形態では、７８０ｎｍの単一波長の光を出力する光源である。図３を用いて説明したように、この波長は、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）および酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）における光の吸収特性が略同じになる波長である。なお、第一光源１２ａは、７８０ｎｍの波長を含む狭帯域の光を出力する光源であっても構わない。
【０１１１】
第二光源１２ｂは、実施の形態１と同様に、９４０〜１０００ｎｍの狭帯域の光を出力する光源である。この波長の範囲は、還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの吸収特性の差が大きくなる波長の範囲である。
【０１１２】
第三光源１２ｃは、本実施の形態では、上述したように、発汗の検出に適した波長を含む光として、汗に含まれる物質（第二検出対象物の一例）を検出するのに適した波長の光を出力する光源である。ここで、例えば、図３に示す水分の波形には、８３０〜８８０ｎｍの領域において極小値が現れている。この波長は、水分による光の反射率が高い波長であると考えられる。従って、本実施の形態では、第三光源１２ｃとして、８３０〜８８０ｎｍの狭帯域の光を出力する光源を選択する。
【０１１３】
データ解析部１６は、強度取得部１６ａと、強度算出部１６ｂと、指標算出部１６ｅと、生体情報検出部１６ｄとを備えている。なお、強度取得部１６ａおよび強度算出部１６ｂの構成は、実施の形態１と同じである。
【０１１４】
指標算出部１６ｅは、強度取得部１６ａが取得した反射光の強度、および、強度算出部１６ｂが算出した補完強度を用いて、脈拍および呼吸の指標および発汗の指標を算出する。
【０１１５】
生体情報検出部１６ｄは、指標算出部１６ｅが算出した指標を用いて、生体情報の検出を行う。
【０１１６】
［２−２．物体検出方法］
本実施の形態における物体検出方法について、図１２および図１３を基に説明する。
【０１１７】
物体検出装置１０Ｂは、実施の形態１と同じ方法により、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの反射光の強度と補完強度とを算出する（Ｓ１０、２０）。
【０１１８】
［２−２−１．指標の算出］
物体検出装置１０Ｂは、図１２に示すように、指標算出部１６ｅにより、反射光の強度および補完強度を用いて、２つの異なる指標の算出を行う（Ｓ５０）。ここでは、指標算出部１６ｅは、脈拍および呼吸の指標、および、発汗の指標の２つの指標を算出する。
【０１１９】
なお、物体検出装置１０Ｂは、当該ステップＳ５０を、必ずしもステップＳ１０およびステップＳ２０における全ての処理が終了した後に実行する必要はない。物体検出装置１０Ｂは、当該ステップＳ５０を、ステップＳ１０およびステップＳ２０における処理と平行して実行しても構わない。
【０１２０】
［脈拍および呼吸の指標］
脈拍および呼吸の指標は、第一光源１２ａの反射光の強度から第二光源１２ｂの反射光の強度を減算した値と、第一光源１２ａの補完強度から第二光源１２ｂの補完強度を減算いた値とを時系列にプロットしたグラフの極大値の間隔から求められる。
【０１２１】
１つの光源が点灯し、他の光源が消灯している２番目〜４番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、第一光源１２ａの反射光の強度から第二光源１２ｂの反射光の強度を減算した値を算出する。全ての光源が点灯している６番目〜８番目、１０番目〜１２番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、第一光源１２ａの補完強度から第二光源１２ｂの補完強度を減算いた値を算出する。
【０１２２】
ここで、図１３は、本実施の形態における強度の差分の時間的な変化を示すグラフである。図１３に示すグラフＷＨは、第一光源１２ａの反射光の強度から第二光源１２ｂの反射光の強度を減算した値と、第一光源１２ａの補完強度から第二光源１２ｂの補完強度を減算いた値とを時系列にプロットしたグラフである。図１３に示すグラフＷＨでは、極大値が一定周期で現れている。極大値の間隔と呼吸および脈拍の間隔とは相関関係がある。このため、指標算出部１６ｅは、極大値の間隔を、呼吸および脈拍の指標として算出する。
【０１２３】
［発汗の指標］
発汗の指標は、第三光源１２ｃの反射光の強度から第二光源１２ｂの反射光の強度を減算した値と、第三光源１２ｃの補完強度から第二光源１２ｂの補完強度を減算いた値とを時系列にプロットしたグラフから求められる。
【０１２４】
図１３に示すグラフＷＳは、第三光源１２ｃの反射光の強度から第二光源１２ｂの反射光の強度を減算した値と、第三光源１２ｃの補完強度から第二光源１２ｂの補完強度を減算いた値とを時系列にプロットしたグラフである。
【０１２５】
１つの光源が点灯し、他の光源が消灯している２番目〜４番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、第三光源１２ｃの反射光の強度から第二光源１２ｂの反射光の強度を減算した値を算出する。全ての光源が点灯している６番目〜８番目、１０番目〜１２番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、第三光源１２ｃの補完強度から第二光源１２ｂの補完強度を減算いた値を算出する。
【０１２６】
指標算出部１６ｅは、図１３に示すグラフＷＳの基準値に対する増加量（減少量）から、現在の発汗量の推定値を求める。
【０１２７】
［２−２−２．生体情報の算出］
物体検出装置１０Ｂは、図１２に示すように、生体情報検出部１６ｄにより、脈拍および呼吸の指標から単位時間当たりの脈拍数および呼吸数を算出し、発汗の指標から発汗量の推定値を算出する（Ｓ４０）。
【０１２８】
［２−３．効果等］
本実施の形態の物体検出装置１０Ｂは、実施の形態１の物体検出装置１０Ａと同様に、複数の光源のうちの一つを点灯させるフレームと、複数の光源を点灯させるフレームとを組み合わせた測定パターンを用いるので、情報密度を向上させることが可能になる。
【０１２９】
さらに、本実施の形態の物体検出装置１０Ｂでは、実施の形態１の物体検出装置１０Ａと同様に、測定パターンのうち、全ての光源を点灯させる６番目〜８番目のフレームでは、同じフレームにおける光源別の測定結果を比較することができるので、異なるフレームにおける測定結果を比較する場合に比べ、測定精度を向上させることが可能になる。
【０１３０】
（実施の形態３）
実施の形態３の物体検出装置について、図１４〜図１６Ｆを基に説明する。
【０１３１】
実施の形態１および２では、比較的速度の遅いあるいは速度が同程度の２つの検出対象物を検出する場合について説明した。本実施の形態では、速度の異なる２つの検出対象物を識別して検出する場合について説明する。
【０１３２】
本実施の形態では、物体検出装置１０Ｂがウェアラブルデバイスに適用されている場合を例に説明する。本実施の形態の物体検出装置１０Ｂは、血液中を構成する物質のうち、速度の異なる２種類以上の物質を識別して検出する。より具体的には、本実施の形態では、比較的速度の遅い物質として、赤血球（ヘモグロビン）（第一検出対象物の一例）および水分（蒸留水、実施の形態１の汗の水分とは異なる）を想定している。また、本実施の形態では、比較的速度の速い物質として、グルコース（第二検出対象物の一例）を想定している。
【０１３３】
［３−１．物体検出装置の構成］
本実施の形態の物体検出装置１０Ｂは、図１１に示す実施の形態２と同様に、発光制御部１１と、第一光源１２ａと、第二光源１２ｂと、第三光源１２ｃと、レンズ１３と、受光素子１４と、信号処理部１５と、データ解析部１６と、メモリ１７とを備えている。
【０１３４】
なお、本実施の形態の物体検出装置１０Ｂにおいて、レンズ１３、受光素子１４、信号処理部１５およびメモリ１７の構成（発光制御部１１、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂ、第三光源１２ｃおよびデータ解析部１６以外の構成）は、実施の形態２と同じである。
【０１３５】
発光制御部１１は、実施の形態２と同様に、メモリ１７に記憶された測定パターンに従って、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの発光タイミングの制御を行う。
【０１３６】
ここで、本実施の形態では、後で説明するが、第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂは、比較的速度の遅い赤血球（ヘモグロビン）および蒸留水の検出に適した波長を含む光を出力する光源である。これに対し、第三光源１２ｃは、比較的速度の速いグルコースを検出する光源である。このため、本実施の形態の測定パターンは、第三光源１２ｃを発光させる割合が、第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂよりも多くなるように設定されている。
【０１３７】
図１４は、本実施の形態における測定パターンの一例を示す図である。図１４に示すように、本実施の形態の測定パターンは、１２のフレームで構成されている。図１４において、１番目、５番目および９番目のフレームは、全ての光源を点灯させずに測定を行うフレームである。６番目および１２番目のフレームは、第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂを消灯させた状態で第三光源１２ｃを点灯させるフレームである。７番目および１１番目のフレームは、第三光源１２ｃを消灯させた状態で第一光源１２ａおよび第二光源１２ｂを点灯させるフレームである。８番目および１０番目のフレームは、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂおよび第三光源１２ｃの３つの光源を全て点灯させるフレームである。
【０１３８】
第一光源１２ａは、赤血球（ヘモグロビン）の検出に適した波長を含む光を出力する光源である。第二光源１２ｂは、本実施の形態では、水分（蒸留水）の検出に適した波長を含む光を出力する光源である。第三光源１２ｃは、本実施の形態では、グルコースの検出に適した波長を含む光を出力する光源である。
【０１３９】
第一光源１２ａは、実施の形態２と同様に、７８０ｎｍの単一波長の光を出力する光源である。図３を用いて説明したように、この波長は、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）および酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）における光の吸収特性が略同じになる波長である。なお、第一光源１２ａは、７８０ｎｍの波長を含む狭帯域の光を出力する光源であっても構わない。
【０１４０】
第二光源１２ｂは、本実施の形態では、１４５０ｎｍの単一波長の光を出力する光源である。
【０１４１】
第三光源１２ｃは、本実施の形態では、１６００ｎｍの単一波長の光を出力する光源である。
【０１４２】
図１５は、蒸留水およびグルコース等の規格化された吸光度を示すグラフである。図１５から分かるように、１４５０ｎｍの波長では、他の物質の光の吸収率は比較的小さいが、蒸留水による光の吸収率が大きくなっている。また、１６００ｎｍの波長では、他の物質の光の吸収率は比較的小さいが、グルコースによる光の吸収率が大きくなっている。
【０１４３】
データ解析部１６は、実施の形態２と同様に、強度取得部１６ａと、強度算出部１６ｂと、指標算出部１６ｅと、生体情報検出部１６ｄとを備えている。なお、強度取得部１６ａの構成は、実施の形態１と同じである。
【０１４４】
強度算出部１６ｂは、複数の光源のうちの少なくとも１つが点灯しているフレームにおける受光素子１４の出力強度からノイズを除去し、複数の光源が点灯しているフレームについて各光源の反射光に対応する補完強度を導出する。
【０１４５】
指標算出部１６ｅは、強度取得部１６ａが取得した反射光の強度、および、強度算出部１６ｂが算出した補完強度を用いて、赤血球およびグルコースの濃度等を示す指標を算出する。
【０１４６】
生体情報検出部１６ｄは、指標算出部１６ｅが算出した指標を用いて、生体情報の検出、ここでは、血流等の検出を行う。
【０１４７】
［３−２．物体検出方法］
本実施の形態における物体検出方法について、図７、図１２および図１６Ａ〜図１６Ｆを基に説明する。
【０１４８】
物体検出装置１０Ｂは、図１２に示すように、光源の点灯および受光素子１４による反射光の受光を行う（Ｓ１０）。反射光の受光方法は、実施の形態１および実施の形態２と同じである。
【０１４９】
［３−２−１．反射光の強度および補完強度の算出］
物体検出装置１０Ｂは、図１２に示すように、反射光の強度および補完強度の算出を行う（Ｓ２０）。なお、物体検出装置１０Ｂは、当該ステップＳ２０を、実施の形態１と同様に、必ずしもステップＳ１０における全ての処理が終了した後に実行する必要はない。
【０１５０】
図１６Ａ〜図１６Ｆは、反射光のスペクトルの一例を示す図である。
【０１５１】
データ解析部１６の強度取得部１６ａは、図７に示すように、メモリ１７から、受光素子１４の出力強度を取得する（Ｓ２１）。なお、図１６Ａ〜図１６Ｆは、補完強度の算出の手順を説明するためのイメージ図であり、受光素子１４から出力される電気信号の電圧値（スカラー値）は、各グラフの積分値となる。
【０１５２】
ここで、図１６Ａ、図１６Ｂの（ａ）、図１６Ｃの（ａ）および図１６Ｄの（ａ）は、図１４に示す測定パターンの１番目〜４番目のフレームにおいて受光素子１４が受光した光の波形Ｗ０１、Ｗ２１ｘ〜Ｗ２３ｘを示している。図１６Ｅの（ａ）および図１６Ｆの（ａ）は、図１４に示す測定パターンの７番目および８番目のフレームにおいて受光素子１４が受光した光の波形Ｗ２ＢｘおよびＷ２Ａｘを示している。
【０１５３】
強度取得部１６ａは、発光制御部１１から出力される情報（点灯している光源がどの光源であるかを示す情報）およびメモリ１７に記憶された測定パターンを用いて、取得した強度が、どの光源から出力された光の反射光に対応する強度であるかを特定する。現在の受光素子１４の出力強度が、全ての光源が点灯していないときに取得された強度である場合は（Ｓ２２のなし）、ステップＳ２１に移行する。
【０１５４】
［反射光の強度の導出（ノイズの除去）］
現在の受光素子１４の出力強度が、一つの光源から光が出力されているフレームにおいて取得された強度である場合は（Ｓ２２の一つ）、強度取得部１６ａは、受光素子１４の出力強度からノイズを除去することにより、反射光の強度を算出する（Ｓ２３）。
【０１５５】
具体的には、強度取得部１６ａは、実施の形態１と同様に、一つの光源から光が出力されているフレームにおける受光素子１４の出力強度から、全ての光源が点灯していないフレームにおける受光素子１４の出力強度を差し引くことにより、ノイズを除去する。なお、ノイズの除去に用いる受光素子１４の出力強度は、実施の形態１と同様に、全ての光源が点灯していないフレームにおける受光素子１４の出力強度のうち、処理対象のフレームにより近いフレームにおける受光素子１４の出力強度を利用する。
【０１５６】
図１４に示す測定パターンにおいて、全ての光源が点灯していないフレームには、１番目、５番目および９番目のフレームがある。
【０１５７】
図１４に示す測定パターンにおいて、強度取得部１６ａは、２番目のフレームの場合、１番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度を利用する。強度取得部１６ａは、３番目のフレームの場合、１番目のフレームと５番目のフレームとの平均値を利用する。強度取得部１６ａは、４番目および６番目のフレームの場合、５番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度を利用する。強度取得部１６ａは、１２番目のフレームの場合、１３番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度を利用する。
【０１５８】
図１６Ｂの（ｂ）に示す波形Ｗ２１、図１６Ｃの（ｂ）に示す波形Ｗ２２および図１６Ｄの（ｂ）に示す波形Ｗ２３は、２番目〜４番目のフレームにおける反射光のスペクトルに対応している。
【０１５９】
現在の受光素子１４の出力強度が、複数の光源から光が出力されているフレームにおいて取得された強度である場合は（Ｓ２２の複数）、強度取得部１６ａは、図７に示すように、受光素子１４の出力強度からノイズの除去（Ｓ２４）および補完強度の算出（Ｓ２５）を行う。
【０１６０】
ノイズの除去方法は、ステップＳ２３と同じである。強度取得部１６ａは、７番目のフレームの場合、５番目のフレームと９番目のフレームとの平均値を利用する。強度取得部１６ａは、８番目および１０番目のフレームの場合、９番目のフレームにおける受光素子１４の出力強度を利用する。強度取得部１６ａは、１１番目のフレームの場合、９番目のフレームと１３番目のフレームとの平均値を利用する。
【０１６１】
図１６Ｅの（ｂ）に示す波形Ｗ２Ｂおよび図１６Ｆの（ｂ）に示す波形Ｗ２Ａは、７番目および８番目のフレームにおける反射光のスペクトルに対応している。
【０１６２】
［補完強度の算出］
さらに、強度算出部１６ｂは、図７に示すように、複数の光源を点灯させたフレームにおける反射光の強度から、補完強度を算出する（Ｓ２５）。複数の光源を点灯させたフレームには、図１４に示すように、２つの光源が点灯している７番目および１１番目のフレームと、３つの光源が点灯している８番目および１０番目のフレームとがある。
【０１６３】
強度算出部１６ｂは、７番目のフレームの場合、第一光源１２ａの補完強度と第二光源１２ｂの補完強度とを算出する。第一光源１２ａの補完強度は、７番目のフレームの反射光の強度から、２番目のフレームにおける第二光源１２ｂの反射光の強度を差し引くことにより求められる。第一光源１２ａの補完強度は、図１６Ｅの（ｃ）に示す波形ＷＩ３１の積分値に対応する。第二光源１２ｂの補完強度は、７番目のフレームの反射光の強度から、１番目のフレームにおける第一光源１２ａの反射光の強度を差し引くことにより求められる。第二光源１２ｂの補完強度は、図１６Ｅの（ｄ）に示す波形ＷＩ３２の積分値に対応する。
【０１６４】
１１番目のフレームについては、７番目のフレームと同様の方法で、第一光源１２ａの補完強度と第二光源１２ｂの補完強度とを算出する。なお、１１番目のフレームの場合、第一光源１２ａの補完強度および第二光源１２ｂの補完強度の算出には、１４番目のフレームにおける第一光源１２ａの反射光の強度および１５番目のフレームにおける第二光源１２ｂの反射光の強度を利用する。つまり、演算対象のフレームにより近いフレームを利用する。演算対象のフレームに近いフレームが２つある場合には、平均値を用いても構わないし、何れか一方を用いても構わない。
【０１６５】
８番目のフレームおよび１０番目のフレームについては、実施の形態１の６番目のフレームと同様の方法を用いて、第一光源１２ａの補完強度、第二光源１２ｂの補完強度および第三光源１２ｃの補完強度を算出する。図１６Ｆの（ｃ）〜（ｅ）に示す波形ＷＩ２１〜ＷＩ２３の積分値は、第一光源１２ａの補完強度、第二光源１２ｂの補完強度および第三光源１２ｃの補完強度に対応する。この場合においても、減算に用いる強度は、演算対象のフレームにより近いフレームの強度を利用する。演算対象のフレームに近いフレームが２つある場合には、平均値を用いても構わないし、何れか一方を用いても構わない。
【０１６６】
全てのフレームについて、ノイズの除去等の処理が終わると、処理を終了する。
【０１６７】
［３−２−２．指標の算出］
物体検出装置１０Ｂは、図１２に示すように、反射光の強度および補完強度を用いて、指標の算出を行う（Ｓ５０）。本実施の形態では、指標算出部１６ｅは、赤血球およびグルコースの移動および濃度変化の指標を算出する。
【０１６８】
なお、物体検出装置１０Ｂは、当該ステップＳ５０を、実施の形態２と同様に、必ずしもステップＳ１０およびステップＳ２０における全ての処理が終了した後に実行する必要はない。物体検出装置１０Ｂは、当該ステップＳ５０を、実施の形態２と同様に、ステップＳ１０およびステップＳ２０における処理と平行して実行しても構わない。
【０１６９】
［赤血球の指標］
赤血球の指標は、第一光源１２ａの反射光の強度あるいは補完強度から求められる。
【０１７０】
他の光源が消灯し、第一光源１２ａが点灯している２番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、２番目のフレームにおける第一光源１２ａの反射光の強度を赤血球の指標として利用する。
【０１７１】
複数の光源が点灯している７番目、８番目、１０番目および１１番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、７番目、８番目、１０番目および１１番目のフレームにおける第一光源１２ａの補完強度を赤血球の指標として利用する。
【０１７２】
［グルコースの指標］
グルコースの指標は、第三光源１２ｃの反射光の強度あるいは補完強度から、第二光源１２ｂの反射光の強度あるいは補完強度を差し引くことにより求められる。グルコースの指標は、第三光源１２ｃが点灯しているフレームについて求められる。
【０１７３】
指標算出部１６ｅは、例えば、８番目および１０番目のフレームのように、第三光源１２ｃおよび第二光源１２ｂの両方が点灯しているフレームの場合、当該フレームにおける第三光源１２ｃの補完強度から第二光源１２ｂの補完強度を差し引くことにより、グルコースの指標を算出する。
【０１７４】
指標算出部１６ｅは、例えば、４番目、６番目および１２番目のフレームのように、第二光源１２ｂが消灯しているフレームの場合、当該フレームの第三光源１２ｃの反射光の強度または補完強度と、指標を算出するフレームに近いフレームにおける第二光源１２ｂの反射光の強度または補完強度を利用する。
【０１７５】
例えば、４番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、３番目のフレームにおける第二光源１２ｂの反射光の強度を利用する。６番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、７番目のフレームにおける第二光源１２ｂの補完強度を利用する。１２番目のフレームの場合、指標算出部１６ｅは、１１番目のフレームにおける第二光源１２ｂの補完強度を利用する。
【０１７６】
［３−２−３．生体情報の算出］
物体検出装置１０Ｂは、図１２に示すように、生体情報検出部１６ｄにより、赤血球の指標およびグルコースの指標から、赤血球およびグルコースの速度、濃度変化、血流等を求める（Ｓ４０）。なお、赤血球の速度は、赤血球の指標の経時的な位相差から求められる。同様に、グルコースの速度は、グルコースの指標の経時的な位相差から求められる。
【０１７７】
［３−３．効果等］
本実施の形態の物体検出装置１０Ｂでは、測定パターンにおいて、グルコースを検出するための波長の光を出力する光源を点灯させ、他の波長の光を出力する光源を消灯させるフレームの数が比較的多くなっている。これにより、比較的速度の速いグルコースの測定精度を向上させることが可能になる。なお、赤血球については、赤血球を検出するための波長の光を出力する光源を点灯させ、他の波長の光を出力する光源を消灯させるフレームの数が少ない場合でも、比較的速度が遅いため、検出精度がほとんど低下しないと考えられる。
【０１７８】
本実施の形態の物体検出装置１０Ｂは、実施の形態１の物体検出装置１０Ａと同様に、複数の光源のうちの一つを点灯させるフレームと、複数の光源を点灯させるフレームとを組み合わせた測定パターンを用いるので、情報密度を向上させることが可能になる。
【０１７９】
具体的には、図１０に示す従来の測定パターンでは、一つの光源につき、１２フレームで構成される測定パターンにおいて、３フレーム分の測定結果を得ることができる。これに対し、図１２に示す本実施の形態の測定パターンでは、一つの光源につき、５フレーム分の測定結果を得ることができる。つまり、本実施の形態の物体検出装置１０Ｂは、同じ１２フレーム分の測定期間において、情報を得ることができるフレーム数が多くなるので、測定精度を向上させることが可能になる。
【０１８０】
さらに、本実施の形態の物体検出装置１０Ｂでは、実施の形態１の物体検出装置１０Ａと同様に、測定パターンのうち、全ての光源を点灯させる８番目および１０番目のフレームでは、同じフレームにおける光源別の測定結果を比較することができるので、異なるフレームにおける測定結果を比較する場合に比べ、測定精度を向上させることが可能になる。
【０１８１】
（実施の形態４）
実施の形態４の物体検出装置について、図１７を基に説明する。
【０１８２】
実施の形態１〜３では、１つの測定パターンがメモリ１７に記憶されている場合について説明したが、本実施の形態では、複数の測定パターンがメモリ１７に記憶されている場合について説明する。
【０１８３】
なお、複数の測定パターンには、複数の検出対象物を検出可能である場合に、１つの検出対象物を検出する測定パターンと複数の検出対象物を検出する測定パターンとが含まれていても構わない。あるいは、複数の測定パターンには、例えば、通常の測定パターンに加え、測定精度の向上のために各フレームの長さを短くする場合に適した測定パターン等が含まれていても構わない。
【０１８４】
［４−１．物体検出装置の構成］
図１７は、本実施の形態における物体検出装置１０Ｃの構成の一例を示すブロック図である。図１７に示すように、物体検出装置１０Ｃは、発光制御部１１と、第一光源１２ａと、第二光源１２ｂと、第三光源１２ｃと、レンズ１３と、受光素子１４と、信号処理部１５と、データ解析部１６と、メモリ１７とを備えている。
【０１８５】
なお、本実施の形態の物体検出装置１０Ｃにおいて、発光制御部１１、第一光源１２ａ、第二光源１２ｂ、第三光源１２ｃ、レンズ１３、受光素子１４、信号処理部１５およびメモリ１７の構成（データ解析部１６以外の構成）は、実施の形態１と同じである。ただし、メモリ１７には、本実施の形態では、上述した複数の測定パターンが記憶されている。
【０１８６】
データ解析部１６は、実施の形態１と同様に、強度取得部１６ａと、強度算出部１６ｂと、物体識別部１６ｃと、生体情報検出部１６ｄと、測定パターン選択部１６ｆとを備えている。なお、強度取得部１６ａ、強度算出部１６ｂ、物体識別部１６ｃ、生体情報検出部１６ｄの構成（測定パターン選択部１６ｆ以外の構成）は、実施の形態１と同じである。
【０１８７】
測定パターン選択部１６ｆは、複数の測定パターンから１つの測定パターンを選択する。測定パターン選択部１６ｆは、例えば、ユーザが選択したモードに従って、測定パターンを選択する。例えば、複数の検出対象物を検出可能である場合に、１以上の検出対象物をユーザが設定できるように構成しておく。この場合、測定パターン選択部１６ｆは、設定された１以上の検出対象物に応じた測定パターンを選択する。
【０１８８】
［４−２．効果等］
本実施の形態の物体検出装置１０Ｃは、検出対象物の選択に応じて測定パターンを選択できるように構成したので、より検出対象物に適した方法で物体を検出可能になる。
【０１８９】
また、本実施の形態の物体検出装置１０Ｃは、実施の形態１の物体検出装置１０Ａと同様に、複数の光源のうちの一つを点灯させるフレームと、複数の光源を点灯させるフレームとを組み合わせた測定パターンを用いるので、情報密度を向上させることが可能になる。
【０１９０】
さらに、本実施の形態の物体検出装置１０Ｃでは、実施の形態１の物体検出装置１０Ａと同様に、測定パターンのうち、全ての光源を点灯させるフレームでは、同じフレームにおける光源別の測定結果を比較することができるので、異なるフレームにおける測定結果を比較する場合に比べ、測定精度を向上させることが可能になる。
【０１９１】
（他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係る物体検出装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１９２】
（１）上記実施の形態では、３つの光源を備える場合について説明したが、これに限られるものではない。上述したように、１つの光源と複数のフィルタを設け、フィルタにより出力される光の波長を制御するように構成しても構わない。あるいは、２つの光源、または、４以上の光源を備えていても構わない。
【０１９３】
（２）上記実施の形態１において、物体検出装置１０Ａは、呼吸および脈拍を検出する際に、ユーザの行動の判定結果から、寝返りのときは呼吸および脈拍の算出を行わないように構成しても構わない。
【０１９４】
（３）上記実施の形態１〜４において、強度算出部１６ｂは、補完強度の算出に用いる反射光の強度として、補完強度の算出を行うフレームに近いフレームの反射光の強度（等距離のフレームが２つある場合は平均値）を用いたが、これに限るものではない。
【０１９５】
強度算出部１６ｂは、複数のフレームにおける反射光の強度から、補完強度の算出を行うフレームにおける反射光の強度の推定値を算出し、補完強度の算出に利用しても構わない。例えば、強度算出部１６ｂは、前後の２つのフレームにおける反射光の強度を、補完強度の算出を行うフレームと反射光の強度を利用するフレームとの間の時間間隔に応じて重み付けして足し合わせたものを、反射光の強度の推定値として利用しても構わない。あるいは、強度算出部１６ｂは、検出対象物の特性（変動量が多い、少ない等）を考慮して、反射光の強度の推定値を求めても構わない。
【０１９６】
（４）また、物体検出装置のデータ解析部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムとして構成されても良い。ＲＡＭまたはハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１９７】
物体検出装置を構成するデータ解析部の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしても良い。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩである。システムＬＳＩは、例えば、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムを含む。この場合、ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１９８】
物体検出装置を構成するデータ解析部の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしても良い。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしても良い。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしても良い。
【０１９９】
また、本発明は、上記に示す物体検出方法であるとしても良い。また、本発明は、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、上記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。
【０２００】
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、これらの非一時的な記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしても良い。
【０２０１】
また、本発明は、上記コンピュータプログラムまたは上記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。
【０２０２】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしても良い。
【０２０３】
また、上記プログラムまたは上記デジタル信号を上記非一時的な記録媒体に記録して移送することにより、または上記プログラムまたは上記デジタル信号を上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。
【０２０４】
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
上記実施の形態の物体検出装置は、腕時計型のウェアラブルデバイス、レーザーレンジファインダ、あるいは、カメラなどに適用可能である。
【符号の説明】
【０２０６】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  物体検出装置
１１    発光制御部
１２ａ  第一光源
１２ｂ  第二光源
１２ｃ  第三光源
１３    レンズ
１４    受光素子
１５    信号処理部
１６    データ解析部
１６ａ  強度取得部
１６ｂ  強度算出部
１６ｃ  物体識別部
１６ｄ  生体情報検出部
１６ｅ  指標算出部
１６ｆ  パターン選択部
１７    メモリ
Ｂ１    人
Ｂ２    布団
ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３  光
ＯＰＲ１、ＯＰＲ２、ＯＰＲ３、ＯＰＲＡ  反射光
ＳＫ    皮膚
Ｗ０１、Ｗ０２、Ｗ１１、Ｗ１１ｘ、Ｗ１２、Ｗ１２ｘ、Ｗ１３、Ｗ１３ｘ、Ｗ２１、Ｗ２１ｘ、Ｗ２２、Ｗ２２ｘ、Ｗ２３、Ｗ２３ｘ、Ｗ１Ａ、Ｗ１Ａｘ、Ｗ２Ａ、Ｗ２Ａｘ、Ｗ２Ｂ、Ｗ２Ｂｘ、ＷＩ１１、ＷＩ１２、ＷＩ１３、ＷＩ２１、ＷＩ２２、ＷＩ２３、ＷＩ３１、ＷＩ３２  波形
【図１】
2016029351.tif 000003
【図２】
2016029351.tif 000004
【図３】
2016029351.tif 000005
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１７】
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