(57)【要約】      （修正有）【課題】測定状態が変化しても体動ノイズの変動量を少なくして正確な生体情報を測定する生体情報検出装置を提供する。【解決手段】生体情報検出装置は、第１の受光部１４１と、第２の受光部１４２と、第３の受光部１４３と、少なくとも１つの発光部１５０と、基板１６０と、被検体の生体情報の測定時に被検体に接触する透光部材５０と、を含む。発光部１５０と第２の受光部１４２との距離をＬ２とし、発光部１５０と第３の受光部１４３との距離をＬ３とした場合に、Ｌ３＞Ｌ２である。生体情報検出装置から被検体への方向ＤＲ１における平面視において、透光部材５０と第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３とが重なる領域での基板１６０から透光部材５０の被検体に接触する面までの距離を、それぞれｈ１、ｈ２、ｈ３とした場合に、ｈ１＞ｈ２、ｈ１＞ｈ３である。【選択図】図３
2016015978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体からの光を受光する第１の受光部と、
前記被検体からの光を受光する第２の受光部と、
前記被検体からの光を受光する第３の受光部と、
前記被検体に対して光を射出する少なくとも１つの発光部と、
少なくとも前記第１の受光部と前記発光部とが配置された基板と、
前記第１の受光部、前記第２の受光部及び前記第３の受光部よりも前記被検体側の位置に設けられ、前記被検体からの光を透過し、且つ前記被検体の生体情報の測定時に前記被検体に接触する透光部材と、
を含み、
前記発光部と前記第２の受光部との距離をＬ２とし、前記発光部と前記第３の受光部との距離をＬ３とした場合に、Ｌ３＞Ｌ２であり、
生体情報検出装置から前記被検体への方向における平面視において、前記透光部材と前記第１の受光部とが重なる領域での前記基板から前記透光部材の前記被検体に接触する面までの距離をｈ１とし、前記透光部材と前記第２の受光部とが重なる領域での前記基板から前記透光部材の前記被検体に接触する面までの距離をｈ２とし、前記透光部材と前記第３の受光部とが重なる領域での前記基板から前記透光部材の前記被検体に接触する面までの距離をｈ３とした場合に、ｈ１＞ｈ２、ｈ１＞ｈ３であることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記被検体の体動情報を検出するモーションセンサー部と、
前記第２の受光部で検出された第２の検出信号及び前記第３の受光部で検出された第３の検出信号のうち前記体動情報に基づいて選択された検出信号と、前記第１の受光部で検出された第１の検出信号とに基づいて、前記生体情報を演算する処理部と、
を含むことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記処理部は、
前記第２の検出信号と前記第３の検出信号とのうち重畳された体動ノイズが大きい方の検出信号を、前記体動情報に基づいて選択することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記処理部は、
体動が検出される周波数又は周波数帯域を前記体動情報に基づいて判定し、判定した前記周波数又は周波数帯域における体動ノイズのノイズ量を前記第２の検出信号と前記第３の検出信号とから求め、前記第２の検出信号と前記第３の検出信号とのうち前記体動ノイズの前記ノイズ量が大きい方の検出信号を選択し、
選択された前記検出信号に基づいて、前記第１の検出信号の前記体動ノイズを低減する体動ノイズ低減処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第２の受光部で検出された第２の検出信号及び前記第３の受光部で検出された第３の検出信号のうち選択された検出信号と、前記第１の受光部で検出された第１の検出信号とに基づいて、前記生体情報を演算する処理部を含むことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２の検出信号が選択された場合、前記発光部が第１の光量で発光した際に、前記第１の受光部が前記第１の検出信号を検出すると共に前記第２の受光部が前記第２の検出信号を検出することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記第３の検出信号が選択された場合、前記発光部が第１の光量で発光した際に、前記第１の受光部が前記第１の検出信号を検出し、前記発光部が前記第１の光量よりも大きい第２の光量で発光した際に、前記第３の受光部が前記第３の検出信号を検出することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記発光部と前記第１の受光部との距離をＬ１とした場合に、Ｌ１＝Ｌ２であることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記第３の受光部と第１の受光部の間に第２の受光部が設けられる場合、ｈ２＝ｈ３、又はｈ２＞ｈ３、又はｈ２＜ｈ３であり、
前記第３の受光部と第２の受光部の間に第１の受光部が設けられる場合、ｈ２＞ｈ３、又はｈ２＜ｈ３であることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１０】
被検体からの光を受光する第１の受光部と、
前記被検体からの光を受光する第２の受光部と、
前記被検体からの光を受光する第３の受光部と、
前記被検体に対して光を射出する少なくとも１つの発光部と、
処理部と、
を含み、
前記発光部と前記第２の受光部との距離は、前記発光部と前記第３の受光部との距離よりも短く、
前記処理部は、
前記第２の受光部で検出された第２の検出信号及び前記第３の受光部で検出された第３の検出信号のうち選択された検出信号と、前記第１の受光部で検出された第１の検出信号とに基づいて、生体情報を演算することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記処理部は、
前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうち重畳された体動ノイズが大きい方の検出信号を選択することを特徴とする生体情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
脈波は血液の容積の変化として現れるため、光電脈波センサーは、測定対象となる部位の血量の変化を捉えることによって脈波を測定することができる。しかし、測定される部分の血液の容積は、心臓の拍動（すなわち、脈波）のほか、人体の動き（以下、体動という）によっても変化する。そのため、光電脈波センサーにより脈波を測定する際には、心臓から測定される部位まで伝搬する過程で、体動によるノイズが波動に含まれる場合がある。つまり、血液は流体であり、血管には弾性があるため、体動によって生じた血液の流れが血液量の変化を生み、偽脈動として測定されてしまう場合がある。
【０００３】
このような体動によるノイズ成分を除去するための演算処理を行う脈波測定装置が開発されている。例えば、特許文献１は、異なる波長の光をそれぞれ照射して、それらの反射光を同時に測定し、測定値から脈動成分を抽出する手法が記載されている。この手法は、動脈血で支配的な酸化ヘモグロビンと静脈血で支配的な還元ヘモグロビンとで、異なる吸光特性があることを利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−１２０８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、上記の体動ノイズはいつも同じ条件で発生するわけではない。例えば、生体の個体差や日々の変化等（例えば体型や体調等）の影響を受けるため、測定する個体や測定する日時によって体動ノイズが変化し、測定精度が変わってしまう。そのため、測定状態の変化に応じて体動ノイズの変動量を少なくできることが望ましい。
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、測定状態が変化しても体動ノイズの変動量を少なくして正確な生体情報を測定する生体情報検出装置等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、被検体からの光を受光する第１の受光部と、前記被検体からの光を受光する第２の受光部と、前記被検体からの光を受光する第３の受光部と、前記被検体に対して光を射出する少なくとも１つの発光部と、少なくとも前記第１の受光部と前記発光部とが配置された基板と、前記第１の受光部、前記第２の受光部及び前記第３の受光部よりも前記被検体側の位置に設けられ、前記被検体からの光を透過し、且つ前記被検体の生体情報の測定時に前記被検体に接触する透光部材と、を含み、前記発光部と前記第２の受光部との距離をＬ２とし、前記発光部と前記第３の受光部との距離をＬ３とした場合に、Ｌ３＞Ｌ２であり、生体情報検出装置から前記被検体への方向における平面視において、前記透光部材と前記第１の受光部とが重なる領域での前記基板から前記透光部材の前記被検体に接触する面までの距離をｈ１とし、前記透光部材と前記第２の受光部とが重なる領域での前記基板から前記透光部材の前記被検体に接触する面までの距離をｈ２とし、前記透光部材と前記第３の受光部とが重なる領域での前記基板から前記透光部材の前記被検体に接触する面までの距離をｈ３とした場合に、ｈ１＞ｈ２、ｈ１＞ｈ３である生体情報検出装置に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、発光部と第３の受光部との距離Ｌ３は、発光部と第２の受光部との距離Ｌ２よりも大きく、生体情報検出装置から前記被検体への方向における平面視において、透光部材と第１の受光部とが重なる領域での基板から透光部材の被検体に接触する面までの距離ｈ１は、透光部材と第２の受光部とが重なる領域での基板から透光部材の被検体に接触する面までの距離ｈ２と透光部材と第３の受光部とが重なる領域での基板から透光部材の被検体に接触する面までの距離ｈ３よりも高い。これにより、第１の受光部を主として脈波を検出する受光部とし、第２の受光部と第３の受光部のうち一方を体動ノイズを検出する受光部として選択できる。これにより、測定状態が変化しても体動ノイズの変動量を少なくして正確な生体情報を測定することが可能となる。
【０００９】
また本発明の一態様では、前記被検体の体動情報を検出するモーションセンサー部と、前記第２の受光部で検出された第２の検出信号及び前記第３の受光部で検出された第３の検出信号のうち前記体動情報に基づいて選択された検出信号と、前記第１の受光部で検出された第１の検出信号とに基づいて、前記生体情報を演算する処理部と、を含んでもよい。
【００１０】
このように第２の受光部と第３の受光部とは別にモーションセンサー部を設けて体動情報を測定することで、第２の検出信号と第３の検出信号から体動に対応する信号を判別することが可能となる。そして、その判別した信号に基づいて第２の検出信号と第３の検出信号から体動測定用の受光部を選択できる。
【００１１】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうち重畳された体動ノイズが大きい方の検出信号を、前記体動情報に基づいて選択してもよい。
【００１２】
このようにすれば、第２の検出信号と第３の検出信号のうち体動ノイズが大きい方の検出信号、即ち体動ノイズに対する感度が高い方の検出信号を選択できる。これにより、測定状態が変化した場合であっても、より体動ノイズを正確に測定した検出信号を取得することができる。
【００１３】
また本発明の一態様では、前記処理部は、体動が検出される周波数又は周波数帯域を前記体動情報に基づいて判定し、判定した前記周波数又は周波数帯域における体動ノイズのノイズ量を前記第２の検出信号と前記第３の検出信号から求め、前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうち前記体動ノイズの前記ノイズ量が大きい方の検出信号を選択し、選択された前記検出信号に基づいて、前記第１の検出信号の前記体動ノイズを低減する体動ノイズ低減処理を行ってもよい。
【００１４】
このようにすれば、モーションセンサー部により得られた体動情報に基づいて、第２の検出信号と第３の検出信号のうち体動ノイズのノイズ量が大きい方の検出信号を選択できる。そして、その検出信号を用いて第１の検出信号から体動ノイズを低減することで、測定状態が変化した場合であっても、より高精度な脈波の検出が可能となる。
【００１５】
また本発明の一態様では、前記第２の受光部で検出された第２の検出信号及び前記第３の受光部で検出された第３の検出信号のうち選択された検出信号と、前記第１の受光部で検出された第１の検出信号とに基づいて、前記生体情報を演算する処理部を含んでもよい。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記第２の検出信号が選択された場合、前記発光部が第１の光量で発光した際に、前記第１の受光部が前記第１の検出信号を検出すると共に前記第２の受光部が前記第２の検出信号を検出してもよい。
【００１７】
このようにすれば、第２の検出信号が選択された場合には、同じ発光タイミングで第１の検出信号と第２の検出信号を取得できるので、第１の検出信号と第２の検出信号を別々の発光で取得する場合に比べて、発光による消費電力を節約できる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記第３の検出信号が選択された場合、前記発光部が第１の光量で発光した際に、前記第１の受光部が前記第１の検出信号を検出し、前記発光部が前記第１の光量よりも大きい第２の光量で発光した際に、前記第３の受光部が前記第３の検出信号を検出してもよい。
【００１９】
第３の受光部は第２の受光部に比べて発光部からの距離が遠いため、検出信号の強度が小さくなる。この点、本発明の一態様によれば、第３の受光部で第３の検出信号を検出する際に、より大きな第２の光量で発光させることで、第３の検出信号の強度を第１の検出信号の強度と同程度にすることができる。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記発光部と前記第１の受光部との距離をＬ１とした場合に、Ｌ１＝Ｌ２であってもよい。
【００２１】
このようにすれば、第１の受光部と第２の受光部に届く光量が同程度となるので、同じ発光強度で第１の検出信号と第２の検出信号を取得できる。これにより、上述したように同じ発光タイミングで第１の検出信号と第２の検出信号を取得できるので、発光による消費電力を節約できる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記第３の受光部と第１の受光部の間に第２の受光部が設けられる場合、ｈ２＝ｈ３又は、ｈ２＞ｈ３又は、ｈ２＜ｈ３であり、前記第３の受光部と第２の受光部の間に第１の受光部が設けられる場合、ｈ２＞ｈ３又は、ｈ２＜ｈ３であってもよい。
【００２３】
第３の受光部と第２の受光部の間に第１の受光部が設けられる場合には、透光部材の高さｈ１の部分に対して、透光部材の高さｈ２の部分と透光部材の高さｈ３の部分が同程度の距離となる。そのため、ｈ２＝ｈ３の場合には透光部材の高さｈ２の部分と透光部材の高さｈ３の部分が被検体に与える押圧に差が付きにくいと考えられる。この場合、ｈ２＞ｈ３又は、ｈ２＜ｈ３とすることで押圧に差が付くので、体動ノイズの感度を異ならせることができ、測定状態に応じて適切な受光部を選択できるようになる。
【００２４】
本実施形態の他の態様は、被検体からの光を受光する第１の受光部と、前記被検体からの光を受光する第２の受光部と、前記被検体からの光を受光する第３の受光部と、前記被検体に対して光を射出する少なくとも１つの発光部と、処理部と、を含み、前記発光部と前記第２の受光部との距離は、前記発光部と前記第３の受光部との距離よりも短く、前記処理部は、前記第２の受光部で検出された第２の検出信号及び前記第３の受光部で検出された第３の検出信号のうち選択された検出信号と、前記第１の受光部で検出された第１の検出信号とに基づいて、生体情報を演算する生体情報検出装置に関係する。
【００２５】
また本実施形態の他の態様では、前記処理部は、前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうち重畳された体動ノイズが大きい方の検出信号を選択してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（Ａ）は、生体情報検出装置の外観図。図１（Ｂ）は、生体情報検出装置の外観図及び、生体情報検出装置の装着及び端末装置との通信についての説明図。
【図２】生体情報検出装置の機能ブロック図。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、発光部と受光部の配置例、透光部材の構成例を表す断面図及び平面図。
【図４】生体情報検出装置の接続構成例。
【図５】脈波測定処理のフローチャート。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第２の受光部と第３の受光部から一方の受光部を選択する処理の説明図。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、第２の受光部と第３の受光部から一方の受光部を選択する処理の説明図。
【図８】検出動作の説明図。
【図９】第２の受光部を選択した場合の検出動作の説明図。
【図１０】第３の受光部を選択した場合の検出動作の説明図。
【図１１】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、発光部と受光部の配置例、透光部材の構成例の第１の変形例を表す断面図及び平面図。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、発光部と受光部の配置例、透光部材の構成例の第２の変形例を表す断面図及び平面図。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、発光部と受光部の配置例、透光部材の構成例の第３の変形例を表す断面図及び平面図。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、発光部と受光部の配置例、透光部材の構成例の第４の変形例を表す断面図及び平面図。
【図１５】発光部と受光部との距離が光の浸透深度に与える影響を説明する図。
【図１６】発光部と受光部の間の距離と検出信号の信号強度の関係を示す図。
【図１７】押圧に対する吸光度の変化を例示する図。
【図１８】押圧に対する体動ノイズ感度の変化を例示する図。
【図１９】図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、スペクトラム減算法による体動ノイズ低減処理を説明する図。
【図２０】適応フィルター処理による体動ノイズ低減処理を説明する図。
【図２１】信号処理の流れを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２８】
１．生体情報検出装置
脈波等の生体情報を測定する装置は、例えば健康促進やダイエットの目的、或いは睡眠状態をモニターして睡眠の質や疾患を管理することを目的とするものがある。このような装置は常時携帯することが多く、身体の動き（以下、体動）がある状況で生体情報を測定する必要がある。体動によるノイズは生体情報にアーティファクト（例えば、偽脈等）を発生させるため、それを抑制するための体動ノイズの低減が重要な技術となる。
【００２９】
上述した光電センサーを用いた生体情報検出装置では、体動ノイズを低減する際に、光電センサーの検出信号のうち、脈信号に対応する成分をできるだけ維持し、体動ノイズに対応する成分を低減（狭義には除去）する。つまり、体動ノイズの低減処理では、体動ノイズに対応する信号成分がどのようなものであるかを知る必要がある。
【００３０】
本実施形態では、光電センサーでの検出信号には体動ノイズが含まれてしまうことを利用し、第２の受光部では敢えて、脈信号の感度を低く、体動ノイズの感度を高く設定することで、主として体動ノイズを含む検出信号を取得可能にする。第２の受光部において体動ノイズに対応する信号を検出できれば、第１の受光部での検出信号から、第２の受光部での検出信号に対応する成分を除去（低減）することで体動ノイズの低減が可能となる。
【００３１】
しかしながら、測定対象となるユーザー（被検体）は千差万別であり、その体型等によって体動ノイズが乗りやすい人、乗りにくい人がいる。また、測定する日時やユーザーの体調等によって体動ノイズの測定状態が変わる。このように、体動ノイズの測定状態は一定でなく、第２の受光部による体動ノイズの測定精度が変化するという課題がある。
【００３２】
以下、このような課題を解決できる本実施形態の生体情報検出装置について説明する。なお、以下では生体情報として脈波（脈拍数）を測定する場合を例に説明するが、本実施形態はこれに限定されず、脈波以外の生体情報（例えば血液中の酸素飽和度、抹消血液循環の状態、体温、心拍等）を検出する場合にも適用できる。
【００３３】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に生体情報検出装置（生体情報測定装置）の外観図を示す。
【００３４】
図１（Ａ）に示すように、生体情報検出装置は、バンド部１０とケース部３０とセンサー部４０を有する。ケース部３０はバンド部１０に取り付けられる。センサー部４０は、ケース部３０に設けられる。また生体情報検出装置は後述する図２に示すように処理部２００を有する。処理部２００は、ケース部３０に設けられ、センサー部４０からの検出信号に基づいて脈波（生体情報）を検出する。
【００３５】
バンド部１０はユーザーの手首に巻き付けて生体情報検出装置を装着するためのものである。バンド部には、不図示のバンド穴とバックル部が設けられる。どのバンド穴にバックル部の突起部を挿入するかに応じて、センサー部４０の押圧（手首表面に対して押しつける圧力）の大きさが調整される。
【００３６】
ケース部３０は、生体情報検出装置の本体部（筐体）に相当するものである。ケース部３０の内部には、センサー部４０、処理部２００等の生体情報検出装置の種々の構成部品が設けられる。
【００３７】
図１（Ｂ）に示すように、ケース部３０には、透光部材により形成された発光窓部３２が設けられている。ケース部３０内に設けられた発光部（ＬＥＤ、センサー部４０の発光部１５０とは異なる報知用の発光部）からの光が、発光窓部３２を介してケース部３０の外部に出射される。
【００３８】
センサー部４０はユーザーの脈波を検出するものである。例えば、後述する図３（Ａ）に示すように、センサー部４０は、第１の受光部１４１と、第２の受光部１４２と、第３の受光部１４３と、発光部１５０を有する。またセンサー部４０は、透光部材５０により形成され、被検体の皮膚表面に接触して押圧を与える凸部５２を有する。このように凸部５２が皮膚表面に押圧を与えた状態で、発光部１５０が光を出射し、その光が被検体（血管）により反射された光を第１の受光部１４１と、第２の受光部１４２（又は第３の受光部１４３）がそれぞれ受光し、その受光結果が第１の検出信号、第２の検出信号（又は第３の検出信号）として処理部２００に出力される。そして処理部２００は、センサー部４０からの第２の検出信号（又は第３の検出信号）に基づいて第１の検出信号のノイズ低減処理を行い、ノイズ低減処理後の第１の検出信号に基づいて脈波を検出する。
【００３９】
図１（Ｂ）を用いて、生体情報検出装置４００の装着及び端末装置４２０との通信について説明する。
【００４０】
図１（Ｂ）に示すように、ユーザーは手首４１０に生体情報検出装置４００を時計のように装着する。上述したように、センサー部４０の凸部５２が手首４１０の皮膚表面に接触して押圧を与え、その状態で脈波が検出される。
【００４１】
生体情報検出装置４００と端末装置４２０は通信接続されて、データのやり取りが可能になっている。端末装置４２０は、例えばスマートフォン、携帯電話機、フューチャーフォン等の携帯型通信端末、或いはタブレット型コンピュータ等の情報処理端末である。通信接続としては、例えばブルートゥース（Bluetooth（登録商標））等の近接無線通信を採用できる。端末装置４２０の表示部４３０（ＬＣＤ等）には、センサー部４０の検出信号に基づき求められた各種の情報（例えば脈拍数や消費カロリー等）を表示できる。なお、脈拍数や消費カロリーなどの情報の演算処理は、生体情報検出装置４００において実行してもよいし、その少なくとも一部を端末装置４２０において実行してもよい。
【００４２】
生体情報検出装置４００には、発光窓部３２が設けられており、報知用の発光部の発光（点灯、点滅）により、各種の情報をユーザーに報知する。例えば脂肪燃焼ゾーンに入った場合や脂肪燃焼ゾーンから出た場合に、これを発光窓部３２を介した発光部の発光により報知する。或いは、端末装置４２０においてメール等が受信されると、それが端末装置４２０から生体情報検出装置４００に通知され、生体情報検出装置４００の発光部が発光することで、メール等の受信がユーザーに通知される。
【００４３】
このように図１（Ｂ）では、生体情報検出装置４００には表示部が設けられておらず、文字や数字等で報知する必要がある情報は、端末装置４２０の表示部４３０に表示される。なお、本実施形態はこれに限定されず、生体情報検出装置４００に表示部を設けてもよい。
【００４４】
図２に、生体情報検出装置の機能ブロック図を示す。生体情報検出装置は、センサー部４０、モーションセンサー部１７０、処理部２００、報知部２６０、入力部２７０（操作部）、記憶部２８０、通信部２９０を含む。
【００４５】
センサー部４０は、脈波を検出するものであり、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３、発光部１５０を含む。なお、図２には発光部１５０が複数の受光部で共有される例を示したが、発光部は１つに限定されず２つ以上設けてもよい。
【００４６】
第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３、発光部１５０により脈波センサー（光電センサー）が実現される。即ち、第１の受光部１４１と発光部１５０により第１の脈波センサーが実現され、第２の受光部１４２と発光部１５０により第２の脈波センサーが実現され、第３の受光部１４３と発光部１５０により第３の脈波センサーが実現される。センサー部４０は、複数の脈波センサーにより検出された信号を、検出信号（脈波検出信号）として出力する。
【００４７】
モーションセンサー部１７０は、種々のモーションセンサーのセンサー情報に基づいて、体動に応じて変化する信号である体動検出信号を出力する。モーションセンサー部１７０は、モーションセンサーとして例えば加速度センサー１７２を含む。なお、モーションセンサー部１７０は、モーションセンサーとして圧力センサーやジャイロセンサーなどを有してもよい。
【００４８】
処理部２００は、例えば記憶部２８０をワーク領域として、各種の信号処理や制御処理を行うものであり、例えばＣＰＵ等のプロセッサー或いはＡＳＩＣなどの論理回路により実現できる。処理部２００は、脈波測定部２１０、体動測定部２２０、センサー選択部２３０、体動判定部２４０、制御部２５０を含む。
【００４９】
体動測定部２２０は、第２の受光部１４２からの検出信号（第２の検出信号）と第３の受光部１４３からの検出信号（第３の検出信号）に対してＦＦＴ等の周波数解析処理を行い、各検出信号のスペクトラムを求める。
【００５０】
体動判定部２４０は、モーションセンサー部１７０からの体動検出信号に基づいて体動が発生したか否かを判定する。体動が発生した場合、体動検出信号に対してＦＦＴ等の周波数解析処理を行い、求めたスペクトルにおいて代表的な（例えばパワーが最大の）周波数を体動の周波数として検出する。
【００５１】
センサー選択部２３０は、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３から、体動ノイズ低減処理に用いるセンサーを選択する。即ち、体動判定部２４０で検出した体動の周波数において、第２の検出信号のスペクトラムでのパワーと第３の検出信号のスペクトラムでのパワーを比較し、パワーが大きい方の検出信号を選択する。
【００５２】
脈波測定部２１０は、センサー部４０からの脈波検出信号やモーションセンサー部１７０からの体動検出信号などに対して信号処理を行い、その処理後の信号から拍動情報を演算する。拍動情報は例えば脈拍数などの情報である。具体的には、脈波測定部２１０は、センサー選択部２３０で選択された検出信号とモーションセンサー部１７０からの体動検出信号とに基づいて、体動に起因したノイズである体動ノイズを低減する体動ノイズ低減処理を行う。そして、その処理後の信号に対してＦＦＴ等の周波数解析処理を行って、スペクトルを求め、求めたスペクトルにおいて代表的な周波数を心拍の周波数とする処理を行う。求めた周波数を６０倍にした値が、一般的に用いられる脈拍数（心拍数）となる。
【００５３】
なお、拍動情報は脈拍数そのものには限定されず、例えば脈拍数を表す他の種々の情報（例えば心拍の周波数や周期等）であってもよい。また、拍動の状態を表す情報であってもよく、例えば血液量そのものを表す値を拍動情報としてもよい。
【００５４】
制御部２５０は、生体情報検出装置の各部の制御を行う。例えば、脈波を測定する際に発光部１５０の発光の強度やタイミング等を制御する。或いは、センサー選択部２３０で選択されなかったセンサーによる検出動作（発光と、その受光による検出信号の取得）を停止する制御を行う。或いは、報知部２６０を制御し、ユーザーに各種の情報を報知する。
【００５５】
報知部２６０（報知デバイス）は、例えば電源オン時のスタートアップの報知、初回の脈波検出の成功の報知、脈波が検出できない状態が一定時間続いた時の警告、脂肪燃焼ゾーンの移動時の報知、電池電圧低下時の警告、起床アラームの通知、或いはスマートフォン等の端末装置からのメールや電話等の通知等を行う。報知部２６０は、例えば報知用の発光部（ＬＥＤ）である。或いは、ＬＣＤ等の表示部やブザー、振動モーター（バイブレーター）等の振動発生部等であってもよい。
【００５６】
入力部２７０は、ユーザーからの操作入力を受け付けるものである。例えば、入力部２７０はボタン等で構成される。操作入力としては、例えば電源のオン・オフ、動作モードの切り替え、表示する情報の切り替え、脈波測定の開始・停止等を想定できる。
【００５７】
通信部２９０は、図１（Ｂ）で説明したように外部の端末装置４２０との通信処理（受信処理、送信処理）を行う。この通信部２９０の機能は通信用のプロセッサー或いはＡＳＩＣなどの論理回路により実現できる。
【００５８】
以上の実施形態では、生体情報検出装置は、被検体からの光を受光する第１の受光部１４１と、被検体からの光を受光する第２の受光部１４２と、被検体からの光を受光する第３の受光部１４３と、被検体に対して光を射出する少なくとも１つの発光部１５０と、被検体からの光を透過し、且つ被検体の生体情報の測定時に被検体に接触する透光部材５０と、を含む。
【００５９】
ここで、図３（Ａ）等で後述するように、発光部１５０と第２の受光部１４２との距離をＬ２とし、発光部１５０と第３の受光部１４３との距離をＬ３とした場合に、Ｌ３＞Ｌ２である。
【００６０】
また、生体情報検出装置は、少なくとも第１の受光部１４１と発光部１５０とが配置された基板１６０を含む。透光部材５０は、基板１６０や第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３よりも被検体側の位置に設けられる。そして、生体情報検出装置から被検体への方向ＤＲ１における平面視において、透光部材５０と第１の受光部１４１とが重なる領域での基板１６０から透光部材５０の被検体に接触する面までの距離をｈ１とし、透光部材５０と第２の受光部１４２とが重なる領域での基板１６０から透光部材５０の被検体に接触する面までの距離をｈ２とし、透光部材５０と第３の受光部１４３とが重なる領域での基板１６０から透光部材５０の被検体に接触する面までの距離をｈ３とした場合に、ｈ１＞ｈ２、ｈ１＞ｈ３である。
【００６１】
このように３つの受光部を有することで、第１の受光部１４１を脈波取得用とし、体動ノイズを取得する受光部を第２の受光部１４２と第３の受光部１４３から選択することが可能となる。後述するように、透光部材５０は皮膚面に接触することで皮膚面に押圧を与える。皮膚面への押圧が高い方が脈波の感度が高いので、ｈ１＞ｈ２、ｈ１＞ｈ３であることで、第１の受光部１４１を脈波取得用として利用し、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３を体動ノイズ取得用として利用できる。
【００６２】
また、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３は、少なくとも発光部１５０からの距離が異なっている（Ｌ３＞Ｌ２）。そのため、光が発光部１５０から被検体を通って受光部に入る際に、その光に体動が及ぼす影響が第２の受光部１４２と第３の受光部１４３の間で異なる。この２つの受光部で検出された体動検出信号のうち、より体動ノイズが大きい方の信号を用いることで、より正確に脈波検出信号から体動ノイズを低減できる。上述したように体動ノイズの乗り方は種々の要因で変化するため、２つの受光部のうち、どちらの体動ノイズが大きくなるかは、その時々の測定条件で変わるが、２つの受光部から体動ノイズが大きい受光部を選択することが可能である。
【００６３】
また、透光部材５０の高さ（ｈ２、ｈ３）は第２の受光部１４２と第３の受光部１４３で異なってもよいし、同じでもよい。高さが異なる場合には、被検体の皮膚に与える押圧が第２の受光部１４２と第３の受光部１４３で異なるので、これも体動ノイズの感度に差を与える。高さが同じ場合であっても、例えば図３（Ａ）に示すように、透光部材５０の凸部５２からの距離が第２の受光部１４２と第３の受光部１４３で異なるので、結局、押圧が第２の受光部１４２と第３の受光部１４３で異なることになる。
【００６４】
また本実施形態では、生体情報検出装置は、被検体の体動情報を検出するモーションセンサー部１７０と、処理部２００と、を含む。処理部２００は、第２の受光部１４２で検出された第２の検出信号及び第３の受光部１４３で検出された第３の検出信号のうち体動情報に基づいて選択された検出信号と、第１の受光部１４１で検出された第１の検出信号とに基づいて、生体情報を演算する。
【００６５】
このようにモーションセンサー部１７０を設けて体動情報を測定することで、その体動情報を用いて第２の受光部１４２と第３の受光部１４３から体動測定用の受光部を選択できる。即ち、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３とは別のセンサーを用いることで、第２の検出信号と第３の検出信号から体動に対応する信号を判別することが可能となり、その判別した信号に基づいて体動ノイズが大きい受光部を選択できる。例えば、上述した例ではモーションセンサー部１７０の検出信号から体動の周波数を検出し、第２の検出信号と第３の検出信号のうち、その周波数での信号を体動ノイズと判別する。
【００６６】
ここで、モーションセンサー部１７０が測定する体動情報は、例えば歩行や手を振る、腕を挙げる等の身体（又はその一部）の動きの情報や、或いは身体の動きが起きなくても無意識・有意識の筋肉の震えや振動等の情報である。これらの情報は、例えば加速度や圧力、角速度等によって得られる。また、加速度等の信号そのものでなく、その信号から得られる周波数等の情報であってもよい。
【００６７】
さて、体動ノイズ検出用の受光部は、脈波検出用の受光部よりも体動に対する感度を上げるために、発光部１５０からの距離を異ならせている。この場合、発光部１５０から受光部までの距離が遠いほど受光部に届く光が弱くなるため、脈波検出と体動ノイズ検出で発光部１５０の発光強度を変える必要がある。そのため、脈波検出と体動ノイズ検出を、それぞれ別のタイミングで発光部１５０を発光させる必要がある。
【００６８】
この点、本実施形態では、発光部１５０と第１の受光部１４１との距離をＬ１とした場合に、Ｌ１＝Ｌ２（略一致を含む）である。上述したようにＬ３＞Ｌ２なので、Ｌ３＞Ｌ１である。
【００６９】
本実施形態では体動ノイズ検出用の受光部を２つ設けているため、一方の第３の受光部１４３を第１の受光部１４１よりも発光部１５０から遠くし、第２の受光部１４２を第１の受光部１４１と発光部１５０から同じ距離に設置できる。これにより、第２の受光部１４２が選択された場合には、脈波検出と体動ノイズ検出において同じ発光強度で発光部１５０を発光させることが可能となり、１回の発光で脈波検出と体動ノイズ検出を同時に行うことが可能となる。別々に発光させる必要がないため消費電流を抑えることが可能であり、図８等で後述するように検出動作では繰り返し発光部１５０を発光させるため、発光回数の削減によって非常に大きな低消費電力化が可能である。
【００７０】
また、体動ノイズの感度は押圧によっても変わるため、第１の受光部１４１と第２の受光部１４２が発光部１５０から同じ距離であっても第２の受光部１４２で体動ノイズを検出することは可能である。そして、押し圧だけを変えた第２の受光部１４２と、距離を変えた第３の受光部１４３を用意することで、体動ノイズの検出状態を異ならせ、その時々に応じて適切な受光部を選択可能となる。
【００７１】
なお、Ｌ１＝Ｌ２は距離Ｌ１と距離Ｌ２が厳密に等しいする場合に限定するものではなく、距離Ｌ１と距離Ｌ２が実質的に等しい場合を含む。例えば、発光部１５０の発光強度を変えなくても十分な脈波と体動ノイズの検出ができる程度に距離Ｌ１と距離Ｌ２が異なる場合も、距離Ｌ１と距離Ｌ２が実質的に等しいとする。
【００７２】
２．センサー部
以下、上述した生体情報検出装置の各部の詳細について説明する。まず、センサー部４０について説明する。
【００７３】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）にセンサー部４０の詳細な構成例を示す。図３（Ａ）はセンサー部４０の断面図、図３（Ｂ）は基板１６０上での発光部１５０、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２及び第３の受光部１４３の配置を表す平面図である。図３（Ｂ）は図３（Ａ）において装着状態での被検体側から生体情報検出装置への方向（ＤＲ２の方向）で観察した場合の平面視に対応する。
【００７４】
第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３、発光部１５０は、基板１６０（センサー基板）に実装されている。発光部１５０が光を被検体に出射し、その光が被検体（例えば血管等）により反射又は透過され、第１の受光部１４１と第２の受光部１４２と第３の受光部１４３が、その反射光又は透過光を受光して検出する。第１の受光部１４１と第２の受光部１４２と第３の受光部１４３は、例えばフォトダイオード等の受光素子により実現できる。ダイオード素子上には、受光角度を絞るための角度制限フィルターや受光素子に入射する光の波長を制限する波長制限フィルターを形成してもよい。発光部１５０は、例えばＬＥＤ等の発光素子により実現できる。なお、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３、発光部１５０の全てが、同一の基板１６０に実装される必要はなく、それらのうち少なくとも一部の要素（例えば第２の受光部１４２、第３の受光部１４３）が別の基板に設けられてもよい。
【００７５】
脈拍計を例にとると、発光部１５０からの光は、被検体の内部を進み、表皮、真皮及び皮下組織等で拡散又は散乱する。その後、この光は、血管（被検出部位）に到達し、反射される。この際に、光の一部は血管により吸収される。そして、脈拍の影響により血管での光の吸収率が変化し、反射光の光量も変化するため、第１の受光部１４１がこの反射光を受光して、その光量の変化を検出することで、生体情報である脈拍数等を検出できるようになる。
【００７６】
なお、第１の受光部１４１と発光部１５０の間、第２の受光部１４２と発光部１５０の間には、発光部から受光部への直接光を遮光する不図示の遮光壁（遮光用部材）を設けてもよい。
【００７７】
透光部材５０は、生体情報検出装置の被検体に接触する側の面に設けられ、被検体からの光を透過する。また透光部材５０は、被検体の生体情報の測定時に、被検体に接触する。例えば透光部材５０には凸部５２と平坦部５３が形成されており、これらの凸部５２と平坦部５３が被検体に接触する。凸部５２の表面形状は、曲面形状（球面形状）であることが望ましいが、これに限定されるものではなく、種々の形状を採用できる。また、透光部材５０は被検体からの光の波長に対して透明であればよく、透明な材料を用いてもよいし、有色の材料を用いてもよい。また、凸部５２と平坦部５３を設ける例を説明したが、これに限定されず、例えば平坦部５３に対応する部分が曲面（凸部）であってもよい。また、後述するように、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３に対応して高さが異なる平坦部をそれぞれ設けてもよい。
【００７８】
なお、図３（Ｂ）には、透光部材５０を設けるケース部３０を被検体側から見たときの形状が円形である例を図示したが、これに限定されず、ケース部３０の形状として種々の形状を採用できる。
【００７９】
次に、受光部の配置と透光部材５０の高さについて説明する。図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、第１の受光部１４１、発光部１５０、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３は、基板１６０の所定の方向（紙面左方向）に沿って配置されている。第１の受光部１４１と発光部１５０の距離Ｌ１と、第２の受光部１４２と発光部１５０の距離Ｌ２は、同じ（Ｌ１＝Ｌ２）である。第３の受光部１４３と発光部１５０の距離Ｌ３は、距離Ｌ２よりも大きい（Ｌ３＞Ｌ２）。ここで、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、例えば発光部１５０や各受光部の代表位置の間の距離であり、基板１６０の所定の方向に沿った距離である。代表位置は、例えばＡ０〜Ａ３で示す発光部１５０や各受光部の中心位置とすればよい。発光部１５０の中心位置は、例えば発光部１５０にレンズが設けられる場合にはレンズの中心、或いは発光ダイオードの発光領域の中心等である。受光部の中心位置は、例えばフォトダイオードの受光領域の中心等である。
【００８０】
透光部材５０の高さの方向を、生体情報検出装置が装着された状態において生体情報検出装置から被検体に向かう方向（図３（Ａ）におけるＤＲ１）とする。凸部５２は発光部１５０と第１の受光部１４１に対応して設けられ、平坦部５３は第２の受光部１４２と第３の受光部１４３に対応して設けられる。このとき、第１の受光部１４１に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ１は、第２の受光部１４２に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ２に比べて高い（ｈ１＞ｈ３）。また、第３の受光部１４３に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ３は、高さｈ２と同じである（ｈ３＝ｈ２、ｈ３＞ｈ１）。
【００８１】
高さをどのように定義するかは種々の変形実施が可能であるが、例えば、図３（Ａ）に示したように、ＤＲ２の方向における平面視において、透光部材５０と第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３とが重なる領域での、基板１６０（基板１６０のうち発光部１５０等が設けられる面）から透光部材５０の被検体に接触する面までの距離を高さとしてもよい。距離は、後述のように代表位置での距離（高さ）であってもよいし、領域での平均距離（平均高さ）であってもよい。或いは、透光部材５０の厚み自体を高さとしてもよい。或いは、基板１６０の面と平行な基準面（例えば仮想的な面、何らかの部材の面）を設定し、当該基準面からの距離を透光部材５０の高さとしてもよい。
【００８２】
また、各受光部に対応する位置又は領域の定義も種々考えられる。例えば、高さｈ１、ｈ２、ｈ３は、それぞれ第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３の代表位置での透光部材５０の高さである。ここでの代表位置は、例えば各受光部の中心位置Ａ１、Ａ２、Ａ３等を用いればよい。例えば、中心位置Ａ０における透光部材５０の高さとは、Ａ０からＤＲ１方向に伸ばした直線と透光部材５０の表面（装着時に被検体と接触する面）との交点を定義し、当該交点における透光部材５０の高さｈ１を用いればよい。或いは、高さｈ１、ｈ２、ｈ３は、被検体側からＤＲ２の方向に見た平面視において、それぞれ第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３に重なる（又は、第１の受光部１４１等を内包する）領域における透光部材５０の平均高さであってもよい。受光部に重なる（又は受光部を内包する）領域も種々考えられるが、例えば第１の受光部１４１を例にとれば、ＤＲ２の方向における平面視において第１の受光部１４１を形成するフォトダイオードの受光領域に一致する領域、或いは、受光領域を内包し、且つ面積が最小となる領域（例えば長方形等）を考えればよい。
【００８３】
図１５等で後述するように、発光部１５０から受光部までの距離が異なると、光が組織内を通過する経路や光が組織内で到達する深さが変わる。発光部１５０から距離が近い方が受光部に到達する光量が多く信号の検出感度が高いので、本来の検出したい信号である脈波検出信号を取得する受光部としては、第１の受光部１４１を用いる。
【００８４】
また、図１７等で後述するように、透光部材５０の高さが異なると、生体情報検出装置を装着したときに透光部材５０が皮膚に与える押圧が変わる。透光部材５０の高さが高い方が押圧が高く、その押圧によって皮下組織の上層の毛細血管を圧迫する。上層の毛細血管を流れる血流は体動の影響を受けやすいため、その上層の毛細血管を圧迫して血流を抑制することで、体動ノイズの感度を下げることができる。そのため、脈波検出信号を取得する受光部としては、凸部５２の下に設けられた第１の受光部１４１を用い、体動検出信号を取得する受光部としては、平坦部５３の下に設けられた第２の受光部１４２と第３の受光部１４３を用いる。
【００８５】
第２の受光部１４２と第３の受光部１４３は透光部材５０の高さが同じ（ｈ２＝ｈ３）であるが、第３の受光部１４３よりも第２の受光部１４２の方が押圧が低くなると考えられる。即ち、凸部５２が皮膚を押すため、その凸部５２に近い第２の受光部１４２の上の透光部材５０が皮膚を押す圧力は、凸部５２から遠い第３の受光部１４３の上の透光部材５０が皮膚を押す圧力よりも低くなる。このように、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３では押圧と発光部１５０からの距離が異なっており、それが体動ノイズの感度に差を生じさせる。
【００８６】
３．脈波測定処理
次に、生体情報検出装置が脈波を測定する際に行う処理・動作について説明する。
【００８７】
図４に、生体情報検出装置の接続構成例を示す。生体情報検出装置は、アナログフロントエンド部ＡＦＥ１〜ＡＦＥ３、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３、発光部１５０、モーションセンサー部１７０、脈波測定部２１０、体動測定部２２０、センサー選択部２３０、体動判定部２４０を含む。なお、既に上述した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８８】
アナログフロントエンド部ＡＦＥ１〜ＡＦＥ３は、例えば増幅回路やフィルター回路、Ａ／Ｄ変換回路等で構成される。アナログフロントエンド部ＡＦＥ１は、第１の受光部１４１からの脈波検出信号の増幅やフィルター処理を行い、その信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの脈波検出信号を脈波測定部２１０へ出力する。アナログフロントエンド部ＡＦＥ２は、第２の受光部１４２からの体動検出信号の増幅やフィルター処理を行い、その信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの体動検出信号を体動測定部２２０へ出力する。アナログフロントエンド部ＡＦＥ３は、第３の受光部１４３からの体動検出信号の増幅やフィルター処理を行い、その信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの体動検出信号を体動測定部２２０へ出力する。アナログフロントエンド部ＡＦＥ１〜ＡＦＥ３は、例えばその全部又は１部が処理部２００（ＣＰＵ等）に内蔵されてもよいし、或いは処理部２００とは別の回路要素として設けられてもよい。
【００８９】
図５に、脈波測定処理のフローチャートを示す。この処理を開始すると、脈波信号の初期測定を行い（ステップＳ１）、その測定結果に基づいて発光部１５０の発光強度の調整と受信回路（アナログフロントエンド部ＡＦＥ１〜ＡＦＥ３）の調整を行う（ステップＳ２）。具体的には、制御部２５０が発光部１５０を発光させて第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３からの検出信号を取得し、その検出信号が適切な値となるように発光部１５０の発光強度やアナログフロントエンド部ＡＦＥ１〜ＡＦＥ３の設定（例えば増幅回路のゲイン等）を調整する。
【００９０】
次に、ユーザーに対して体動動作を要求する（ステップＳ３）。体動動作は、決められた固定の動作であってもよいし、ユーザーが任意に行う動作であってもよい。体動動作の要求は、例えば制御部２５０が報知部２６０に振動やブザー音の出力、画像や文字の表示をさせることで実現する（ステップＳ４）。
【００９１】
次に、体動判定部２４０が、モーションセンサー部１７０からの信号に基づいて体動（加速度）を検出したか否か、その体動の周波数（又は帯域）が何Ｈｚであるかを判定する（ステップＳ５）。体動が検出されなかった場合には、ステップＳ３に戻る。体動が検出された場合には、体動測定部２２０が、第２の受光部１４２（ＰＤ２）と第３の受光部１４３（ＰＤ３）の検出信号から体動ノイズが検出されたか否かを判定する（ステップＳ６）。体動ノイズが検出されなかった場合には、ステップＳ３に戻る。体動ノイズが検出された場合には、体動測定部２２０が、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３の検出信号から脈波のパワーと体動ノイズのパワーを求める（ステップＳ７）。
【００９２】
次に、体動測定部２２０は、ステップＳ５で判定した体動の周波数（又は帯域）と、第２の受光部１４２及び第３の受光部１４３の検出信号に含まれる体動ノイズの周波数（又は帯域）とを比較する。また、第２の受光部１４２及び第３の受光部１４３の検出信号において体動ノイズのパワーが十分に検出されているか否かを判定する。体動測定部２２０は、これらの比較や判定の結果に基づいて、第２の受光部１４２及び第３の受光部１４３により体動ノイズが検出されているか否かを判定する（ステップＳ７−２）。検出されていないと判定した場合には、ステップＳ３に戻る。検出されていると判定した場合には、体動測定部２２０が求めた体動ノイズのパワーに基づいて、センサー選択部２３０が第２の受光部１４２と第３の受光部１４３のいずれかを選択する（ステップＳ８）。
【００９３】
ステップＳ５〜Ｓ８の詳細について図６（Ａ）〜図７（Ｃ）を用いて説明する。
【００９４】
図６（Ｃ）、図７（Ｃ）には、モーションセンサー部１７０からの加速度信号をＦＦＴ処理したスペクトラムＳＡＣを示す。ステップＳ５では、まずＦＦＴ処理の前に、加速度信号の信号レベル（例えば振幅等）が所定の閾値を超えたか否かで体動を検出したか否かを判定する。そして、加速度信号の信号レベルが所定の閾値を超えている場合にはＦＦＴ処理を行い、スペクトラムＳＡＣにおいて振幅が最大（ピーク）の周波数ｆｂｍを体動の周波数として求める。
【００９５】
図６（Ａ）には、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２からの検出信号をＦＦＴ処理したスペクトラムＳＰＤ１、ＳＰＤ２を示す。図７（Ａ）には、第１の受光部１４１、第３の受光部１４３からの検出信号をＦＦＴ処理したスペクトラムＳＰＤ１、ＳＰＤ３を示す。ステップＳ６では、ＦＦＴ処理の前に、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３からの検出信号の信号レベル（例えば振幅等）が所定の閾値を超えたか否かで体動を検出したか否かを判定する。そして、検出信号の信号レベルが所定の閾値を超えている場合にはステップＳ７においてＦＦＴ処理を行い、スペクトラムＳＰＤ２、ＳＰＤ３を求める。このスペクトラムＳＰＤ２、ＳＰＤ３から、体動の周波数ｆｂｍでの振幅を求める。
【００９６】
図６（Ａ）、図７（Ａ）の例では、スペクトラムＳＰＤ２の方がスペクトラムＳＰＤ３よりも体動の周波数ｆｂｍでの振幅が大きいので、ステップＳ８において第２の受光部１４２が選択される。ここで、図６（Ｂ）に、第２の受光部１４２の検出信号を用いて第１の受光部１４１の検出信号から体動ノイズを除去（例えば差分処理）した信号のスペクトラムＳＰＤ１’を示す。図７（Ｂ）に、第３の受光部１４３の検出信号を用いて第１の受光部１４１の検出信号から体動ノイズを除去した信号のスペクトラムＳＰＤ１”を示す。図６（Ｂ）のスペクトラムＳＰＤ１’では、図７（Ｂ）のスペクトラムＳＰＤ１”に比べて周波数ｆｂｍでの体動ノイズが良好に低減されており、この例では第２の受光部１４２を選択した方が体動ノイズの測定精度が高いことが分かる。
【００９７】
なお、ステップＳ７−２では、第２の受光部１４２によって検出された体動ノイズの周波数をスペクトラムＳＰＤ２から求め、第３の受光部１４３によって検出された体動ノイズの周波数をスペクトラムＳＰＤ３から求める。例えば、各スペクトラムにおいて振幅が最大（ピーク）の周波数を採用する。そして、モーションセンサー部１７０により検出された体動の周波数ｆｂｍと比較する。例えば、周波数の差が所定値以下であれば、第２の受光部１４２や第３の受光部１４３により体動ノイズが検出されていると判断する。また、スペクトラムＳＰＤ２、ＳＰＤ３から求めた体動ノイズの周波数において、体動ノイズのパワー（振幅）が閾値を超えている場合に、第２の受光部１４２や第３の受光部１４３により体動ノイズが検出されていると判断する。このパワーの閾値は、例えばステップＳ１で検出した信号のパワーから決定してもよい。或いは、脈波のパワー（例えば第１の受光部１４１の検出信号からスペクトラム減算法で求めたスペクトラムＳＰＤ１’のパワー）と、体動ノイズのパワーを比較することで、体動ノイズのパワーを判定してもよい。
【００９８】
上記ステップＳ７−２では、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３の検出信号に同程度のノイズ周波数とノイズパワーが観測されないことも予想される。いずれか一方の受光部の検出信号からノイズ周波数とノイズパワーが観測された場合には、その時点で、そのノイズ周波数とノイズパワーが観測された受光部を選択することも可能である。この場合、ステップＳ８を省略してもよい。
【００９９】
以上のように、第２の受光部１４２の方が第３の受光部１４３よりも体動の周波数ｆｂｍでの振幅が大きい場合には、第２の受光部１４２を選択する。そして、制御部２５０が発光部１５０を発光させ、脈波測定部２１０は、第１の受光部１４１からの脈波検出信号と第２の受光部１４２からの体動検出信号を取得する（ステップＳ９）。一方、第３の受光部１４３の方が第２の受光部１４２よりも体動の周波数ｆｂｍでの振幅が大きい場合には、第３の受光部１４３を選択する。そして、制御部２５０が発光部１５０を発光させ、脈波測定部２１０は、第１の受光部１４１からの脈波検出信号と第３の受光部１４３からの体動検出信号を取得する（ステップＳ１１）。第２の受光部１４２と第３の受光部１４３で体動の周波数ｆｂｍでの振幅がほぼ等しい場合（例えば２つの振幅の差分が閾値以下である場合）には、第２の受光部１４２を選択する。これは、同程度の感度であれば第２の受光部１４２を選択した方が、後述する低消費電力化が可能なためである。
【０１００】
なお、上記では、モーションセンサー部１７０の加速度信号や第２の受光部１４２と第３の受光部１４３の検出信号から体動の周波数、体動ノイズの周波数を検出する場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、スペクトラムＳＡＣ、ＳＰＤ２、ＳＰＤ３の振幅が最大の周波数を含むピークの帯域（例えば半値幅）を求め、その帯域を体動の帯域、体動ノイズの帯域としてもよい。この場合、例えばスペクトラムＳＡＣから求めた帯域におけるスペクトラムＳＰＤ２、ＳＰＤ３のパワー平均値を求め、そのパワー平均値を比較して受光部を選択してもよい。
【０１０１】
次に、脈波測定部２１０は、取得した脈波検出信号及び体動検出信号と、モーションセンサー部１７０からの加速度信号とに基づいて、脈波検出信号に対して体動ノイズ低減処理を行う（ステップＳ１２）。体動ノイズ低減処理の詳細は後述する。次に、脈波測定部２１０は、体動ノイズを低減した脈波検出信号から拍動情報を検出する（ステップＳ１３）。次に、制御部２５０は、生体情報検出装置の報知用ＬＥＤ（発光窓部３２）等に脈拍を表示する（ステップＳ１４）。
【０１０２】
ステップＳ８において選択されなかった受光部については、その検出動作を停止させる。この点について図８〜図１０を用いて説明する。
【０１０３】
図８に、検出動作の説明図を示す。脈波の波形は１回の拍動において受光部に入射する反射光の強度を模式的に示したものである。発光部のタイミングチャートは、各パルスが発光タイミングを表し、パルスの高さが光量（発光パワー）を表す。受光部のタイミングチャートは、各パルスが検出信号の取得タイミングを表す。検出信号の取得タイミングは、例えばアナログフロントエンド部のＡ／Ｄ変換回路がアナログの検出信号を取り込むタイミングである。なお、図８には１回の拍動における検出動作を示すが、この検出動作は多数の拍動について連続して行われる。
【０１０４】
図８に示すように、第１の受光部１４１により検出信号を取得するタイミングｔＡでは、発光部１５０が第１の光量ＰＷＡで発光する。このとき、同時に第２の受光部１４２による検出信号も取得される。第３の受光部１４３による検出信号の取得は、それとは異なるタイミングｔＢで行われる。そのタイミングｔＢでは発光部１５０が第２の光量ＰＷＢで発光する。第２の光量ＰＷＢは第１の光量ＰＷＡよりも大きい。
【０１０５】
図９に、ステップＳ８において第２の受光部１４２を選択した場合の検出動作の説明図を示す。タイミングｔＡにおける第１の受光部１４１と第２の受光部１４２による検出信号の取得のみが行われ、タイミングｔＢにおける第３の受光部１４３による検出信号の取得は行われない。そのため、発光部１５０はタイミングｔＡにおける発光のみを行う。タイミングｔＢでの発光強度の大きい発光が停止されるため、発光部１５０からの距離が異なる受光部で脈波検出を行う場合に比べて、低消費電力化できる。
【０１０６】
また、第３の受光部１４３からの検出信号を処理するアナログフロントエンド部ＡＦＥ３を動作停止モードに設定する。例えば、アナログフロントエンド部ＡＦＥ３の電源供給ラインにスイッチ素子（例えばトランジスター等）を設け、制御部２５０がそのスイッチ素子をオフすることで、動作を停止させる。或いは、増幅回路とＡ／Ｄ変換部のうち増幅回路のみ電源供給をオフしてもよい。或いは、アナログフロントエンド部ＡＦＥ３のバイアス電流（又はバイアス電圧）をオフすることで、動作を停止させてもよい。
【０１０７】
図１０に、ステップＳ８において第３の受光部１４３を選択した場合の検出動作の説明図を示す。発光部１５０はタイミングｔＡ、ｔＢで発光し、タイミングｔＡで第１の受光部１４１による検出信号の取得が行われ、タイミングｔＢで第３の受光部１４３の検出信号の取得が行われる。第２の受光部１４２による検出信号の取得は行われないので、アナログフロントエンド部ＡＦＥ２を動作停止モードに設定する。動作停止モードの内容は、上述したアナログフロントエンド部ＡＦＥ３の動作停止モードと同じである。
【０１０８】
以上の実施形態によれば、処理部２００は、第２の受光部１４２により得られる第２の検出信号と第３の受光部１４３により得られる第３の検出信号のうち、重畳された体動ノイズが大きい方の検出信号を、モーションセンサー部１７０により得られる体動情報に基づいて選択する。
【０１０９】
具体的には、処理部２００は、体動が検出される周波数（スペクトラムＳＡＣのピーク周波数ｆｂｍ）又は周波数帯域（例えばピークの半値幅）を体動情報に基づいて判定し、判定した周波数又は周波数帯域における体動ノイズのノイズ量（スペクトラムＳＰＤ２、ＳＰＤ３の周波数ｆｂｍにおける振幅）を第２の検出信号と第３の検出信号から求め、第２の検出信号と第３の検出信号のうち体動ノイズのノイズ量が大きい方の検出信号を選択する。そして、選択された検出信号に基づいて、第１の検出信号の体動ノイズを低減する体動ノイズ低減処理を行う。
【０１１０】
第１の受光部１４１により得られる第１の検出信号は主として脈波を検出するが、この第１の検出信号から体動ノイズを低減する際には、より体動ノイズに対する感度が高い検出信号を用いた方がよい。この点、本実施形態では、第２の検出信号と第３の検出信号のうち体動ノイズが大きい方の検出信号、即ち体動ノイズに対する感度が高い方の検出信号を選択できる。体動ノイズに対する感度が高いということは、脈波の信号強度に対する体動の振動強度が高いということであり、体動に起因する信号をより正確に表すと考えられる。この信号を用いることで、精度の高い（即ち、真の脈波信号を抽出できる）体動ノイズ低減処理が実現される。
【０１１１】
また本実施形態では、処理部２００は、第２の受光部１４２で検出された第２の検出信号及び第３の受光部１４３で検出された第３の検出信号のうち選択された検出信号と、第１の受光部１４１で検出された第１の検出信号とに基づいて、生体情報（例えば拍動情報）を演算する。
【０１１２】
このとき、第２の検出信号が選択された場合、発光部１５０が第１の光量ＰＷＡで発光した際（タイミングｔＡ）に、第１の受光部１４１が第１の検出信号を検出すると共に第２の受光部１４２が第２の検出信号を検出する。
【０１１３】
また、第３の検出信号が選択された場合、発光部１５０が第１の光量ＰＷＡで発光した際（タイミングｔＡ）に、第１の受光部１４１が第１の検出信号を検出し、発光部１５０が第１の光量ＰＷＡよりも大きい第２の光量ＰＷＢで発光した際（タイミングｔＢ）に、第３の受光部１４３が第３の検出信号を検出する。
【０１１４】
図９で説明したように、第２の検出信号が選択された場合には、１回の発光（タイミングｔＡ）で第１の検出信号と第２の検出信号を取得できるので、第１の検出信号と第２の検出信号を別々の発光で取得する場合に比べて、発光による消費電力を節約できる。また、第２の検出信号が選択された場合と第３の検出信号が選択された場合ともに、選択されなかった検出信号を取得する動作を停止できる。即ち、本実施形態では３つの受光部を設けているが、脈波測定時に動くのは２つの受光部ということであり、２つの受光部のみを設けた生体情報検出装置に比べても脈波測定時の消費電力が増加しない。
【０１１５】
４．センサー部の変形例
上述したようにセンサー部４０の形状は種々の変形が可能である。以下、その変形例について説明する。なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１６】
図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に第１の変形例を示す。図１１（Ａ）はセンサー部４０の断面図であり、図１１（Ｂ）はセンサー部４０をＤＲ２の方向に見た場合の平面視図である。
【０１１７】
透光部材５０には、発光部１５０及び第１の受光部１４１に対応して設けられる凸部５２と、第２の受光部１４２に対応して設けられる第１の平坦部５４と、第３の受光部１４３に対応して設けられる第２の平坦部５５と、が形成されている。第２の平坦部５５の高さは第１の平坦部５４の高さよりも低い。即ち、第３の受光部１４３に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ３は、第２の受光部１４２に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ２に比べて低い（ｈ３＜ｈ２＜ｈ１）。
【０１１８】
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に第２の変形例を示す。図１２（Ａ）はセンサー部４０の断面図であり、図１２（Ｂ）はセンサー部４０をＤＲ２の方向に見た場合の平面視図である。
【０１１９】
透光部材５０には、発光部１５０及び第１の受光部１４１に対応して設けられる凸部５２と、第２の受光部１４２に対応して設けられる平坦部５４と、第３の受光部１４３に対応して設けられる第２の凸部５６と、が形成されている。第２の凸部５６の高さは平坦部５４の高さよりも高く、第１の凸部５２の高さよりも低い。即ち、第３の受光部１４３に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ３は、第２の受光部１４２に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ２に比べて高く、第１の受光部１４１に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ１に比べて低い（ｈ２＜ｈ３＜ｈ１）。
【０１２０】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に第３の変形例を示す。図１３（Ａ）はセンサー部４０の断面図であり、図１３（Ｂ）はセンサー部４０をＤＲ２の方向に見た場合の平面視図である。
【０１２１】
第３の変形例では、基板１６０の所定の方向（紙面左方向）に沿って、第２の受光部１４２、発光部１５０、第１の受光部１４１、第３の受光部１４３の順に配置される。透光部材５０には、発光部１５０及び第１の受光部１４１に対応して設けられる凸部５２と、第２の受光部１４２に対応して設けられる第１の平坦部５４と、第３の受光部１４３に対応して設けられる第２の平坦部５５と、が形成されている。第２の平坦部５５の高さは第１の平坦部５４の高さよりも低い。即ち、第３の受光部１４３に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ３は、第２の受光部１４２に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ２に比べて低い（ｈ３＜ｈ２＜ｈ１）。
【０１２２】
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に第４の変形例を示す。図１４（Ａ）はセンサー部４０の断面図であり、図１４（Ｂ）はセンサー部４０をＤＲ２の方向に見た場合の平面視図である。
【０１２３】
第３の変形例と同様に、第２の受光部１４２、発光部１５０、第１の受光部１４１、第３の受光部１４３の順に配置され、透光部材５０には凸部５２と第１の平坦部５４と第２の平坦部５５とが形成されている。第４の変形例では、第２の平坦部５５の高さは第１の平坦部５４の高さよりも高い。即ち、第３の受光部１４３に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ３は、第２の受光部１４２に対応する位置又は領域における透光部材の高さｈ２に比べて高い（ｈ２＜ｈ３＜ｈ１）。
【０１２４】
以上の実施形態によれば、第３の受光部１４３と第１の受光部１４１の間に第２の受光部１４２が設けられる場合、ｈ２＝ｈ３（図３（Ａ））又は、ｈ２＞ｈ３（図１１（Ａ））又は、ｈ２＜ｈ３（図１２（Ａ））である。一方、第３の受光部１４３と第２の受光部１４２の間に第１の受光部１４１が設けられる場合、ｈ２＞ｈ３（図１３（Ａ））又は、ｈ２＜ｈ３（図１４（Ａ））である。
【０１２５】
後述するように、透光部材５０が高いと皮膚面に与える押圧が高くなり、体動ノイズに比べて脈波の感度が高くなり、透光部材５０が低いと皮膚面に与える押圧が小さくなり、脈波に比べて体動ノイズの感度が高くなる。本実施形態では、この押圧と感度の関係を利用して第１の受光部１４１により主として脈波を検出し、第２の受光部１４２又は第３の受光部１４３により主として体動ノイズを検出している。更に、本実施形態では、押圧と感度の関係を利用して第２の受光部１４２と第３の受光部１４３の体動ノイズに対する感度を異ならせ、その時々に体動ノイズを測定しやすい受光部を選択できるようにしている。
【０１２６】
例えば図３（Ａ）のように、主として脈波を検出する第１の受光部１４１に凸部５２が設けられる。そのため、凸部５２よりも低い平坦部５３では相対的に押圧が低くなり、第２の受光部１４２、第３の受光部１４３により主として体動ノイズを検出できる。このとき、凸部５２が皮膚面を押し込むため、同じ高さの平坦部５３であっても凸部５２からの距離に応じて押圧が変わると考えられる。
【０１２７】
第３の受光部１４３と第１の受光部１４１の間に第２の受光部１４２が設けられる場合には、第２の受光部１４２側の平坦部５３の方が第３の受光部１４３側の平坦部５３よりも凸部５２に近くなるため、第２の受光部１４２側の平坦部５３の方が押圧が低いと考えられる。このようにしてｈ２＝ｈ３の場合でも、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３で押圧を異ならせることができ、異なる押圧で体動を測定できる。また、ｈ１＞ｈ２、ｈ１＞ｈ３であれば凸部５２の押圧が一番高いことは変わらないので、ｈ２＞ｈ３、ｈ２＜ｈ３としてもよい。
【０１２８】
一方、例えば図１３（Ａ）のように第３の受光部１４３と第２の受光部１４２の間に第１の受光部１４１が設けられる場合には、第２の受光部１４２側の平坦部５４と第３の受光部１４３側の平坦部５５は凸部５２から同程度の距離になる。そのため、ｈ２＝ｈ３とすると押圧の差が付きにくいと考えられ、ｈ２＞ｈ３、ｈ２＜ｈ３とすることが望ましい。
【０１２９】
５．発光部と受光部の間の距離
次に、発光部と受光部の間の距離が検出信号に与える影響について説明する。
【０１３０】
図１５は、発光部と受光部との距離が光の浸透深度に与える影響を説明するための図である。利用者の手首の皮膚面Ｓｆには、発光部１５０および第１の受光部１４１、並びに発光部１５０および第３の受光部１４３が接触している。実際には透光部材５０が皮膚面Ｓｆと接触するが、図１５では説明を簡略化するために、透光部材５０を省略している。
【０１３１】
発光部と受光部との距離が短いほど、生体内の深い部分に対する感度が浅い部分に対する感度に比べて相対的に低下することが分かっている。すなわち、発光部１５０から照射された光が、生体組織内の深度Ｄ１の位置で反射して第１の受光部１４１に届く光の強度は、深度Ｄ１よりも深い深度Ｄ２の位置で反射して第１の受光部１４１に届く光の強度に比べて強い。一方、発光部１５０から照射された光が、深度Ｄ１の位置で反射して第３の受光部１４３に届く光の強度は、深度Ｄ２の位置で反射して第３の受光部１４３に届く光の強度に比べて強いが、第１の受光部１４１において生じるほどの違いはない。そのため、第１の受光部１４１は、第３の受光部１４３よりも相対的に浅い位置にある血管における脈波の測定に適している。
【０１３２】
図１６は、発光部１５０と受光部の間の距離ＬＤと信号強度の関係を示す図である。図１６から明らかなように発光部１５０と受光部の距離ＬＤが近いほど、検出信号の信号強度が高くなり、感度等の検出性能が向上する。従って、主として脈信号を検出する第１の受光部１４１については、発光部１５０との距離ＬＤは近ければ近いほど望ましい。
【０１３３】
例えば図１６の特性曲線Ｇ１における、距離が大きい側の接線Ｇ２から明らかなように、ＬＤ≧３ｍｍとなる範囲では、特性曲線Ｇ１が飽和している。これに対して、ＬＤ＜３ｍｍの範囲では、距離ＬＤが短くなるにつれて、信号強度が大きく増加している。従って、この意味においてＬＤ＜３ｍｍであることが望ましい。
【０１３４】
また距離ＬＤについては下限値も存在し、距離ＬＤを近づけすぎることも望ましくない。皮膚面Ｓｆからの深さ方向に測定できる距離をＬＢとした場合、ＬＢ＝ＬＤ／２の関係が一般的に成り立つ。例えば皮膚面Ｓｆから１００μｍ〜１５０μｍの深さでは、表皮の最も浅い毛細血管に到達しないので、脈波の検出対象がない。そのため、ＬＤ≦２×ＬＢ＝２×１００μｍ〜２×１５０μｍ）＝０．２ｍｍ〜０．３ｍｍになると、脈波の検出信号が極めて小さくなることが予想される。つまり、距離ＬＤは近いほどが検出性能は向上するが、それにも限界があり、下限値が存在する。本実施形態では、第１の受光部１４１においては脈信号を十分な強度で検出する必要があることから、１．０ｍｍ≦Ｌ１≦３．０ｍｍであることが望ましい。
【０１３５】
これに対して、発光部１５０と第３の受光部１４３との間の距離Ｌ３は、第１の受光部１４１に比べて脈信号に対する感度が低く、体動ノイズに対する感度が高くなるように設定すればよい。例えば、Ｌ３＜１．０ｍｍ、或いは３．０ｍｍ＜Ｌ３とすれば、１．０ｍｍ≦Ｌ１≦３．０ｍｍとなる第１の受光部１４１に比べて脈信号の度合いが下がり、体動ノイズの度合いが上がる（ＭＮ比が下がる）ことになる。
【０１３６】
ただし、第３の受光部１４３では、検出信号のＭＮ比（Ｍが脈信号、Ｎがノイズを表し、ＭＮ比は脈信号とノイズとの比率（一般的なＳＮ比）である）が、第１の受光部１４１の検出信号のＭＮ比に比べて十分小さくなればよい。つまり、Ｌ３＜１．０ｍｍ、或いは３．０ｍｍ＜Ｌ３という絶対値としての距離を設定するという点よりは、第１、第３の検出信号の間である程度（例えば後述するスペクトラム減算法によるノイズ低減処理が可能な程度）の差ができるように、Ｌ１に対するＬ３の値を変化させる点を重視してもよい。
【０１３７】
つまり、第３の受光部１４３からの第３の検出信号では、ＭＮ比が第１の検出信号に比べて小さければ十分である以上、脈成分がある程度含まれることは妨げられず、言い換えればＬ３は、１．０ｍｍ≦Ｌ３≦３．０ｍｍの範囲内であってもよい。
【０１３８】
ここで、第１、第３の検出信号に差を生じさせるためのＬ１、Ｌ３の関係としては、例えばＬ３＞２×Ｌ１等であってもよい。この場合、Ｌ１＝１．０ｍｍであれば、Ｌ３＞２．０ｍｍである。脈信号をある程度の強度で検出することになるが、より短いＬ１が設定される第１の検出信号に比べて、第２の検出信号のＭＮ比が小さいという条件を満足できる。
【０１３９】
６．透光部材による押圧
次に、透光部材による押圧が検出信号に与える影響について説明する。
【０１４０】
図１７は、押圧に対する吸光度の変化を例示する図である。横軸は押圧を、縦軸は吸光度を示している。押圧が変化すると、影響を受ける血管が変化する。最も影響を受けやすい、すなわち最も低い押圧で影響を受ける血管は毛細血管である。図１７の例では、押圧がｐ１を超えたところで吸光度の変化量が大きくなっているが、これは押圧で毛細血管がつぶれ始めたことを意味する。押圧がｐ２を超えると吸光度の変化がなだらかになっているが、これは毛細血管がほぼ完全につぶれている（閉じている）ことを意味する。毛細血管の次に影響を受けるのは動脈である。さらに押圧が増してｐ３を超えると吸光度の変化量が再び大きくなっているが、これは押圧で動脈がつぶれ始めたことを意味する。押圧がｐ４を超えると吸光度の変化がなだらかになっているが、これは動脈がほぼ完全につぶれている（閉じている）ことを意味する。
【０１４１】
図１８は、押圧に対する体動ノイズ感度の変化を例示する図である。図１８では、発光部から受光部までの距離Ｌが２ｍｍの例および６ｍｍの例を併せて示している。距離Ｌが２ｍｍおよび６ｍｍのいずれの例でも、傾向としては、押圧が低いほどノイズ感度が高く、押圧が高いほどノイズ感度が低い。これは、毛細血管を流れる血液は、体動によって動きやすいため、生体組織内において比較的浅い位置に存在する毛細血管で反射する光には体動によるノイズが乗りやすいためであると考えられる。
【０１４２】
本実施形態では、被検体の生体情報の測定時において、透光部材５０のうち第１の受光部１４１に対応する位置又は領域での押圧をｐ１とし、透光部材５０のうち第２の受光部１４２に対応する位置又は領域での押圧をｐ２とし、透光部材５０のうち第３の受光部１４３に対応する位置又は領域での押圧をｐ４とした場合に、ｐ１＞ｐ２、ｐ１＞ｐ３に設定する。押圧の差は、被検体と接触する透光部材５０の高さの差により実現する。
【０１４３】
具体的には、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３は毛細血管に対応する信号を検出することで体動ノイズの比率を高くし、第１の受光部１４１は動脈に対応する信号（脈信号）を測定することで脈信号の比率を高くする。即ち、第２の受光部１４２と第３の受光部１４３における押圧はｐ１からｐ２の範囲（毛細血管が完全にはつぶれない圧力）に、第１の受光部１４１における押圧はｐ３からｐ４の範囲（毛細血管がつぶれる圧力）に収まるように設計される。例えば、第１の受光部１４１と第２の受光部１４２との押圧の差は、２．０ｋＰａ以上８．０ｋＰａ以下であることが望ましい。
【０１４４】
７．体動ノイズ低減処理（スペクトラム減算法）
次に、処理部２００が行う体動ノイズ低減処理について説明する。体動ノイズ低減処理には、第２の検出信号又は第３の検出信号に基づいて行われるスペクトラム減算法と、モーションセンサー部１７０からの信号に基づいて行われる適応フィルター処理が含まれる。
【０１４５】
まず、スペクトラム減算法について説明する。以下では、第２の受光部１４２が選択された場合を例に説明する。
【０１４６】
図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、スペクトラム減算法を用いた、第２の検出信号に基づく第１の検出信号のノイズ低減処理を説明する図である。スペクトラム減算法では、第１、第２の検出信号に対してそれぞれ周波数変換処理を行ってスペクトルを求める。そして、第２の検出信号のスペクトルからノイズスペクトルを推定し、推定されたノイズスペクトルを、第１の検出信号のスペクトルから引き去る処理を行う。
【０１４７】
図１９（Ａ）に、実際に求められた第１の検出信号のスペクトルと、第２の検出信号のスペクトルを示す。上述してきたように、本実施形態に係る生体情報検出装置を用いることで、第２の検出信号のスペクトルは主としてノイズ成分に対応するスペクトルとなる。つまり、第２の検出信号のスペクトルにおいて大きなピークが立っている周波数が、体動ノイズに対応する周波数であると推定できる。実際には、第２の検出信号のスペクトルのうち、ピークだけを減算してもよいがこれに限定されず、例えば第１の検出信号のスペクトル全体から、第２の検出信号のスペクトル全体を減算する処理を行えばよい。
【０１４８】
減算に際しては、ノイズを相殺するように、例えば、第１の検出信号および第２の検出信号の一方に係数が乗算される。この係数は、例えば所定の周波数の信号強度から求められる。或いは、例えばクラスター化等の手法によりノイズと信号とを分離し、第１の検出信号のノイズと第２の検出信号のノイズとを同じ強度にするように係数が算出されてもよい。
【０１４９】
スペクトラム減算法による体動ノイズ低減処理の前後の第１の検出信号の例を図１９（Ｂ）に示す。図１９（Ｂ）からわかるように、体動ノイズ低減処理により、０．７〜０．８Ｈｚ（脈拍数でいう４２〜４８）及び１．５Ｈｚ（脈拍数９０）に現れていた体動ノイズが小さく抑えられ、これらを脈信号であると誤判定する可能性を抑止できる。一方、１．１Ｈｚ（脈拍数６６）前後に現れていた脈信号に対応するスペクトルについては、低減することなく信号レベルを維持することが可能である。
【０１５０】
スペクトラム減算法は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等の周波数変換処理と、スペクトルでの減算処理により実現されるため、アルゴリズムがシンプルであり計算量が少ないという利点がある。また、後述する適応フィルター処理のような学習要素がないため、瞬時応答性が高いという特性がある。
【０１５１】
８．体動ノイズ低減処理（適応フィルター処理）
次に、適応フィルター処理を用いた、モーションセンサーからの検出信号に基づく体動ノイズ低減処理を説明する。
【０１５２】
図２０に、適応フィルター２１４を用いたノイズ低減処理の具体例を示す。モーションセンサー部１７０の検出信号は体動ノイズに対応するため、当該検出信号から特定されるノイズ成分を第１の検出信号から引き去る処理を行うものであり、考え方の大筋はスペクトラム減算法と同様である。
【０１５３】
ただし、脈波検出信号中の体動ノイズと、体動センサーからの体動検出信号は、ともに同一の体動に起因する信号であったとしてもその信号レベルまで同一であるとは限らない。よって、体動検出信号に対して適応的にフィルター係数が決定されるフィルター処理を行うことで、推定体動ノイズ成分を算出し、脈波検出信号と推定体動ノイズ成分の差分をとるものとする。フィルター係数が適応的に（学習を行って）決定されるため、ノイズ低減処理の精度を向上させることが可能であるが、フィルター係数の決定における処理負荷や、出力のディレイを考慮する必要がある。なお、適応フィルター処理については広く知られた手法であるため、詳細な説明については省略する。
【０１５４】
第２の検出信号を用いたスペクトラム減算法に加えてモーションセンサーを用いた適応フィルター処理を併用することで、スペクトラム減算法のみを行う場合に比べて、より精度よく体動ノイズを低減することが可能になる。例えば図１９（Ｂ）では、０．７〜０．８Ｈｚ、或いは２．３〜２．４Ｈｚにおけるノイズを低減し切れていないが、モーションセンサーからの検出信号を用いた処理を併用することで、それらのノイズを低減することも可能である。
【０１５５】
本実施形態では、スペクトラム減算法による体動ノイズ低減処理を行い、その処理後の信号に対して、モーションセンサーを用いた適応フィルター処理を行う。この場合の、各信号の流れを示したものが図２１である。
【０１５６】
図２１に示すように、生体からは脈信号とノイズ信号が検出可能であるが、複数の受光部からの各検出信号にはその両方が含まれることになる。ただし本実施形態ではその比率は受光部毎に異なり、第１の検出信号は脈信号が比較的多く、第２の検出信号は第１の検出信号に比べて脈信号の比率が低い（体動ノイズの比率が高い）。そして、この２つの検出信号を用いて脈信号と体動信号（体動ノイズ）を分離する。この処理は、上述したスペクトラム減算法により実現される。そして、分離された脈信号（体動ノイズ低減処理後の第１の検出信号）に対して、モーションセンサーの検出信号（図２１では加速度信号）を用いた第２の体動ノイズ低減処理が行われ、その結果から脈拍数等が推定される。
【０１５７】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また生体情報検出装置等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  バンド部、３０  ケース部、３２  発光窓部、４０  センサー部、
５０  透光部材、５２  凸部、５３〜５５  平坦部、５６  凸部、
１４１  第１の受光部、１４２  第２の受光部、１４３  第３の受光部、
１５０  発光部、１６０  基板、１７０  モーションセンサー部、
１７２  加速度センサー、２００  処理部、２１０  脈波測定部、
２１４  適応フィルター、２２０  体動測定部、２３０  センサー選択部、
２４０  体動判定部、２５０  制御部、２６０  報知部、２７０  入力部、
２８０  記憶部、２９０  通信部、４００  生体情報検出装置、
４１０  手首、４２０  端末装置、４３０  表示部、
ＡＦＥ１〜ＡＦＥ３  アナログフロントエンド部、Ｌ１〜Ｌ３  距離、
ＰＷＡ  第１の光量、ＰＷＢ  第２の光量、ｈ１〜ｈ３  高さ
【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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【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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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