(57)【要約】【課題】  動作モードの切り替えを行うことで、生体情報の検出精度と消費電力の関係を考慮した動作を実現する生体情報検出装置及び生体情報検出装置の制御方法等を提供すること。【解決手段】  生体情報検出装置は、少なくとも１つの発光部１５０と、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２と、第１の受光部１４１からの第１の検出信号及び第２の受光部からの第２の検出信号１４２の少なくとも一方に基づいて生体情報を取得する処理部２００を含み、処理部２００は、第１の検出信号及び第２の検出信号に基づいて生体情報を取得する第１の動作モードと、第１の検出信号と第２の検出信号の一方に基づいて生体情報を取得する第２の動作モードのいずれかに、動作モードを切り替える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して光を照射する少なくとも１つの発光部と、
前記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、
前記第１の受光部からの第１の検出信号及び前記第２の受光部からの第２の検出信号の少なくとも一方の検出信号に基づいて生体情報を取得する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に基づいて前記生体情報を取得する第１の動作モードと、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の一方の検出信号に基づいて前記生体情報を取得する第２の動作モードのいずれかに、動作モードを切り替える切り替え処理を行う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、
前記処理部は、
ユーザーの行動判定処理の結果に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行う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、
前記ユーザーの前記行動判定処理の結果に基づいて、前記ユーザーがランニング状態又はウォーキング状態になったと判定された場合に、前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切り替えることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記処理部は、
前記ユーザーの前記行動判定処理の結果に基づいて、前記ユーザーが前記ランニング状態又は前記ウォーキング状態になったと判定されてから所与の時間の経過までは第１の動作モードに設定し、前記所与の時間が経過した後に前記第２の動作モードに切り替えることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかにおいて、
体動センサー部をさらに含み、
前記処理部は、
前記体動センサー部からの体動情報に基づいて前記行動判定処理を行い、前記行動判定処理の結果に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれかにおいて、
前記処理部は、
外部機器から取得した前記行動判定処理の結果に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記処理部は、
反復運動に対応する所定の周波数成分が検出された場合に、前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切り替え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、
前記処理部は、
前記生体情報検出装置の計測モードとして、運動計測モード、日常モード及び睡眠モードのうちの少なくとも２つを含む複数の計測モードを設定可能であり、
前記処理部は、
設定された前記計測モードに基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行う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、
前記処理部は、
前記生体情報検出装置の操作情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記処理部は、
前記操作情報に基づいて、運動計測モードと判定された場合は、前記第１の動作モードに切り替えることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
外部機器との通信を行う通信部をさらに含み、
前記処理部は、
前記通信部の通信状況情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記生体情報検出装置の位置情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の一方の検出信号の品質情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記処理部は、
前記一方の検出信号の自己相関情報の判定結果に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記生体情報検出装置に含まれるバッテリーのバッテリー残量情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかにおいて、
前記処理部は、
計測準備期間に前記動作モードを前記第２の動作モードに設定し、前記計測準備期間の後の期間に、前記動作モードの前記切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１７】
被検体に対して光を照射する少なくとも１つの発光部と、前記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、を有する生体情報検出装置の制御方法であって、
前記第１の受光部からの前記第１の検出信号及び前記第２の受光部からの前記第２の検出信号に基づいて前記生体情報を取得する第１の動作モードと、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の一方の検出信号に基づいて前記生体情報を取得する第２の動作モードのいずれかに、動作モードを切り替える切り替え処理を行うことを特徴とする生体情報検出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報検出装置及び生体情報検出装置の制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体情報を検出するセンサーとして、被検体に対して光を照射する発光部と、当該発光部から照射され被検体で反射された反射光を受光する受光部と、を含む光電センサーを利用する手法が知られている。例えば、発光部と受光部とを含む脈波センサーに基づいて、生体情報として脈波情報（脈拍数や脈拍間隔等の情報）を取得する生体情報検出装置、狭義には脈波計が知られている。
【０００３】
特に特許文献１には、少なくとも１つの発光部と、複数の受光部とを含むセンサーユニット（脈波センサー部）を用いることで、２つの検出信号を取得し、当該２つの検出信号に基づいて生体情報を求める生体情報検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１８８４９６号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているように、発光部と受光部の組からなる生体センサー（検出部，脈波センサー）を２つ用いることで、生体情報の検出精度を高くすることが可能である。例えば、加速度センサー等の体動センサーでは低減することが難しいような体動ノイズを適切に低減することが可能になるためである。
【０００６】
しかし、２つの脈波センサーを動作させる必要があるため、１つの脈波センサーを用いる場合に比べて消費電力が増大してしまう。つまり、常に２つの脈波センサーを動作させると、バッテリーライフを短くすることにつながる。また、ユーザーの体動が少ない状況等のように、１つの脈波センサーを用いれば充分な精度で生体情報を検出できるケースもあることが本出願人の調査でわかっている。
【０００７】
つまり、状況に応じて動作させる脈波センサーを１つにした方がいい場合と、２つにした方がいい場合とがあるにもかかわらず、特許文献１等の従来手法ではその点が考慮されていなかった。
【０００８】
本発明の幾つかの態様によれば、動作モードの切り替えを行うことで、生体情報の検出精度と消費電力の関係を考慮した動作を実現する生体情報検出装置及び生体情報検出装置の制御方法等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、被検体に対して光を照射する少なくとも１つの発光部と、前記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、前記第１の受光部からの第１の検出信号及び前記第２の受光部からの第２の検出信号の少なくとも一方の検出信号に基づいて生体情報を取得する処理部と、を含み、前記処理部は、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に基づいて前記生体情報を取得する第１の動作モードと、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の一方の検出信号に基づいて前記生体情報を取得する第２の動作モードのいずれかに、動作モードを切り替える切り替え処理を行う生体情報検出装置に関係する。
【００１０】
本発明の一態様では、２つの受光部のそれぞれから検出信号を取得可能な生体情報検出装置において、両方の検出信号を用いる第１の動作モードと、一方を用いる第２の動作モードとの間で切り替え処理を行う。これにより、生体情報の検出精度と消費電力の両方を考慮して、状況に応じた動作モードを設定すること等が可能になる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、ユーザーの行動判定処理の結果に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００１２】
これにより、行動判定処理の結果による動作モードの切り替え処理が可能になる。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記ユーザーの前記行動判定処理の結果に基づいて、前記ユーザーがランニング状態又はウォーキング状態になったと判定された場合に、前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切り替えてもよい。
【００１４】
これにより、ランニング状態又はウォーキング状態に対応した適切な動作モードを用いることが可能になる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記ユーザーの前記行動判定処理の結果に基づいて、前記ユーザーが前記ランニング状態又は前記ウォーキング状態になったと判定されてから所与の時間の経過までは第１の動作モードに設定し、前記所与の時間が経過した後に前記第２の動作モードに切り替えてもよい。
【００１６】
これにより、ランニング状態又はウォーキング状態の開始時等にも、適切な動作モードを用いることが可能になる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、体動センサー部をさらに含み、前記処理部は、前記体動センサー部からの体動情報に基づいて前記行動判定処理を行い、前記行動判定処理の結果に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００１８】
これにより、体動情報に基づいて生体情報検出装置において行動判定処理を行うことが可能になる。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、外部機器から取得した前記行動判定処理の結果に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００２０】
これにより、外部機器から行動判定処理の結果を取得することが可能になる。
【００２１】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、反復運動に対応する所定の周波数成分が検出された場合に、前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切り替えてもよい。
【００２２】
これにより、周波数解析処理の結果に基づいて動作モードを切り替えることが可能になる。
【００２３】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記生体情報検出装置の計測モードとして、運動計測モード、日常モード及び睡眠モードのうちの少なくとも２つを含む複数の計測モードを設定可能であり、前記処理部は、設定された前記計測モードに基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００２４】
これにより、生体情報検出装置の計測モードに基づいて動作モードを切り替えることが可能になる。
【００２５】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記生体情報検出装置の操作情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００２６】
これにより、操作情報に基づいて動作モードを切り替えることが可能になる。
【００２７】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記操作情報に基づいて、運動計測モードと判定された場合は、前記第１の動作モードに切り替えてもよい。
【００２８】
これにより、運動計測モードであることを表す操作情報に基づいて、動作モードを切り替えることが可能になる。
【００２９】
また、本発明の一態様では、外部機器との通信を行う通信部をさらに含み、前記処理部は、前記通信部の通信状況情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００３０】
これにより、通信状況情報に基づいて動作モードを切り替えることが可能になる。
【００３１】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記生体情報検出装置の位置情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００３２】
これにより、位置情報に基づいて動作モードを切り替えることが可能になる。
【００３３】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の一方の検出信号の品質情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００３４】
これにより、検出信号の品質情報に基づいて動作モードを切り替えることが可能になる。
【００３５】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記一方の検出信号の自己相関情報の判定結果に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００３６】
これにより、品質情報として自己相関情報を用いることが可能になる。
【００３７】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記生体情報検出装置に含まれるバッテリーのバッテリー残量情報に基づいて、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００３８】
これにより、バッテリー残量に基づいて動作モードを切り替えることが可能になる。
【００３９】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、計測準備期間に前記動作モードを前記第２の動作モードに設定し、前記計測準備期間の後の期間に、前記動作モードの前記切り替え処理を行ってもよい。
【００４０】
これにより、計測準備期間では動作モードを第２の動作モードに固定し、その後に動作モードの切り替え処理を開始することが可能になる。
【００４１】
本発明の他の態様は、被検体に対して光を照射する少なくとも１つの発光部と、前記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、を有する生体情報検出装置の制御方法であって、前記第１の受光部からの前記第１の検出信号及び前記第２の受光部からの前記第２の検出信号に基づいて前記生体情報を取得する第１の動作モードと、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の一方の検出信号に基づいて前記生体情報を取得する第２の動作モードのいずれかに、動作モードを切り替える切り替え処理を行う生体情報検出装置の制御方法に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】生体情報検出装置の構成例。
【図２】図２Ａ、図２Ｂは本実施形態の生体情報検出装置の外観図。
【図３】本実施形態の生体情報検出装置の外観図。
【図４】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５】図５Ａ、図５Ｂは第２の検出信号を用いた体動ノイズ低減処理を説明する図。
【図６】適応フィルター処理を説明する図。
【図７】信号処理の流れを説明する図。
【図８】行動判定処理の結果に基づく動作モードの切り替えを説明する状態遷移図。
【図９】行動判定処理の結果と動作モードの関係例。
【図１０】行動判定処理の結果に基づく動作モードの切り替えを説明するフローチャート。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｆは運動計測モードでの表示画面例。
【図１２】図１２Ａ、図１２Ｂは第１，第２の受光部の配置例を表す断面図及び平面図。
【図１３】脈波センサー部の外観を表す斜視図。
【図１４】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１５】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１６】発光部と受光部の距離と深さ方向での測定距離の関係についての説明図。
【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】カフ押圧と各受光部で検出されるＤＣ成分、ＡＣ成分の関係図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本実施形態について説明する。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い。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４４】
１．本実施形態の手法
まず本実施形態の手法について説明する。特許文献１等に開示されているように、発光部と受光部からなる生体センサー（脈波センサー）を複数含む生体情報検出装置が知られている。
【００４５】
なお、発光部と受光部とは脈波センサーの数に対する数ずつだけ設けられてもよい。例えば、第１の発光部と第１の受光部により第１の脈波センサーを実現し、第２の発光部と第２の受光部により第２の脈波センサーを実現する。或いは、発光部を複数の脈波センサーで共有することも可能である。例えば、発光部と第１の受光部により第１の脈波センサーを実現し、第１の生体センサーと同じ発光部と第２の受光部により第２の脈波センサーを実現してもよい。その他、複数の脈波センサーを実現するための具体的な構成は、種々の変形実施が可能である。
【００４６】
以下、本明細書においては特に２つの脈波センサーを含む例を考慮するため、２つの脈波センサーからの検出信号（第１の検出信号と第２の検出信号）の両方を利用可能な生体情報検出装置の動作モードをダブルセンサーモードと表記する。また、ダブルセンサーとの対比として、１つの脈波センサーからの検出信号を利用可能な生体情報検出装置の動作モードをシングルセンサーモードと表記する。
【００４７】
特許文献１に開示されているように、ダブルセンサーモードではシングルセンサーモードに比べて精度よく生体情報を検出することが可能になる。なお、以下では生体情報として脈波情報を検出する例について説明する。具体的には、第１の受光部からの第１の検出信号と、第２の受光部からの第２の検出信号とで、脈に対する感度特性を異なるものとしておくことで、より適切なノイズ低減処理を実現できるためである。なお、脈感度を異ならせるためには、各脈波センサーに対応する被検体への押圧を異ならせたり、発光部と受光部間の距離を異ならせればよく、具体的な構成例については図１２Ａ〜図１９を用いて後述する。
【００４８】
脈波センサーに含まれるノイズとして、体動ノイズが知られている。例えば、生体情報検出装置が図４等を用いて後述するように、被検体の手首に装着される装置である場合、腕を振るような動作は体動ノイズの要因となるが、当該腕振り動作は、加速度センサー等の体動センサーにより検出することが可能である。そのため、生体情報検出装置をシングルセンサーモードで動作させ、体動センサーからの体動情報を用いたノイズ低減処理を行えば、腕振り動作に起因する体動ノイズは、ある程度までは（腕振りが激しくなかったり周期性を有していれば）低減可能である。ここでのノイズ低減処理とは、例えば図６を用いて後述する適応フィルター処理である。
【００４９】
しかし、手を握ったり開いたりする動作の場合、当該動作による動きは小さいものであるため、体動情報は体動ノイズのリファレンスとして使用することができない。結果として、体動情報を用いたノイズ低減処理を行っても、握り系の動作に起因する体動ノイズを充分なレベルで低減することは困難である。
【００５０】
その点、ダブルセンサーモードであれば、第１の検出信号と第２の検出信号の両方が、光電センサーを用いて検出される、生体での反射光に起因する信号であるため、一方の検出信号に含まれるノイズ成分は他方の検出信号にも含まれることになる。具体的には、上記握り系の動作による体動ノイズは、第１の検出信号と第２の検出信号の両方に含まれることになる。さらに言えば、体動ノイズ以外のノイズについても、それが光電センサーにより検出される第１の検出信号に含まれうるものなのであれば、同様の構成の光電センサーにより検出される第２の検出信号にも含まれることになる。
【００５１】
第１の受光部では脈信号の感度を高くすることで主として脈成分を含む検出信号を取得し、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。この際、第２の受光部では脈信号の感度が低いため、第１の受光部の検出信号に含まれる脈成分まで過剰に低減してしまうことはない。なお、具体的にはスペクトラム減算法等を用いてノイズ低減処理を行えばよく、詳細については後述する。
【００５２】
以上のように、ダブルセンサーモードでは、シングルセンサーモードに比べて除去できるノイズの種類を増やすこと等が可能になるため、ノイズの低減性能で言えばダブルセンサーの方がシングルセンサーよりも優位である。
【００５３】
しかし、ダブルセンサーモードでは、シングルセンサーモードに比べて消費電力が増大してしまう。例えば、センサー信号を増幅する増幅器やＡ／Ｄ変換器を２系統動作させる必要もある。さらに、デジタルデータに対する処理も増えるためＤＳＰ等により実現される処理部での消費電力や、処理負荷の増大にもつながる。また、発光部の個数や動作タイミングの制御（第１の検出信号と第２の検出信号を同時に取得するか、交互に取得するか等）の設定にも依存することであるが、発光部の発光頻度（デューティー）が高くなったり、発光部の発光強度が高くなったりすることで、発光部での消費電力が増大することも考えられる。
【００５４】
本実施形態に係る生体情報検出装置は特定の状況下（例えば運動中）だけで生体情報を検出するのではなく、仕事中や睡眠中を含めた長期間（狭義には１日中）において生体情報を検出し、「ライフログ」として活用することも想定している。そのような場合、できるだけ長期間にわたって連続動作できることが重要となるため、消費電力の増大が問題となるケースも生じうる。
【００５５】
特許文献１等、ハードウェア的に２つの脈波センサーを含む従来手法では、精度を重視する観点から当該２つの脈波センサーを常時動作させることが想定されていた。そして、消費電力を重視する観点での開示はなく、２つの脈波センサーのうちの一方をあえて動作させないといった手法に関する開示もない。
【００５６】
よって本実施形態では、状況に応じてダブルセンサーモードとシングルセンサーモードとを切り替える手法を提案する。具体的には、本実施形態に係る生体情報検出装置は、図１に示すように、被検体に対して光を照射する少なくとも１つの発光部（発光センサーデバイス）１５０と、被検体からの光を受光する第１の受光部（受光センサーデバイス）１４１と、被検体からの光を受光する第２の受光部１４２と、第１の受光部１４１からの第１の検出信号及び第２の受光部１４２からの第２の検出信号の少なくとも一方の検出信号に基づいて生体情報を取得する処理部（プロセッサー）２００を含む。そして、処理部２００は、第１の検出信号及び第２の検出信号に基づいて生体情報を取得する第１の動作モードと、第１の検出信号と第２の検出信号の一方の検出信号に基づいて生体情報を取得する第２の動作モードのいずれかに、動作モードを切り替える切り替え処理を行う。
【００５７】
なお、上述したように発光部１５０は１つに限定されず２つ以上であってもよい。また、受光部についても３つ以上であってもよい。第１の動作モードは、ダブルセンサーモードに対応し、第２の動作モードはシングルセンサーモードに対応する。以下、本明細書におけるダブルセンサーモード、シングルセンサーモードは、それぞれ第１の動作モード、第２の動作モードに拡張して考えることが可能である。また、以下では第２の動作モードでは第１の検出信号に基づいて生体情報を求めるものとして説明を行うが、第２の検出信号を用いてもよい。すなわち、以下では第１の検出信号を脈感度が相対的に高い信号とし、第２の検出信号を脈感度が相対的に低い信号とするが、逆にしてもよい。
【００５８】
このようにすれば、ハードウェア構成として２つの受光部を設けることで、ダブルセンサーモードでの動作を可能にしつつも、その一方の検出信号を利用しないことでシングルセンサーモードでの動作も可能になる。つまり、状況に応じてダブルセンサーモードとシングルセンサーモードを切り替えることで、生体情報の検出精度と、消費電力の両方を考慮した生体情報検出装置の動作を実現できる。具体的には、ノイズ成分が多いと想定される場合のように、精度の高い生体情報の検出処理が必要な場合ではダブルセンサーモードに切り替える。一方、ノイズ成分が少ない場合等では、シングルセンサーモードに切り替えて消費電力を低減することで、バッテリーライフを長くすることができる。
【００５９】
なお、シングルセンサーモードでは第２の検出信号を利用しないため、少なくとも処理部２００での消費電力や消費負荷を軽減可能である。しかし、第２の検出信号が利用されない以上、第２の検出信号の出力自体が不要であり、出力用の構成の動作を停止することで、より効率的な省電力化が可能である。例えば、第２の発光部を設ける例であれば当該第２の発光部は停止させることができるし、アナログ回路（増幅器、Ａ／Ｄ変換器等）のうち第２の検出信号の出力用の経路については停止させることができる。以下では、シングルセンサーモードでは、第２の検出信号の出力用のアナログ回路等も停止されるものとして説明を行う。
【００６０】
以下、本実施形態に係る生体情報検出装置の構成例について説明した後、ダブルセンサーモードとシングルセンサーモードの具体的な切り替え手法について説明する。最後に、第１，第２の検出信号を取得可能な脈波センサー部の具体的な構成例について説明する。
【００６１】
２．システム構成例
２．１  生体情報検出装置の全体構成例
図２Ａ、図２Ｂ、図３に本実施形態の生体情報検出装置４００（生体情報測定装置）の外観図を示す。図２Ａは生体情報検出装置４００を正面方向側から見た図であり、図２Ｂは上方向側から見た図であり、図３は側面方向側から見た図である。
【００６２】
図２Ａ〜図３に示すように本実施形態の生体情報検出装置４００はバンド部１０とケース部３０と脈波センサー部（脈波センサーデバイス）４０を有する。ケース部３０はバンド部１０に取り付けられる。脈波センサー部４０は、ケース部３０に設けられる。また生体情報検出装置４００は図１に示したように処理部２００を有する。処理部２００は、ケース部３０に設けられ、脈波センサー部４０からの検出信号に基づいて生体情報を検出する。なお、本実施形態の生体情報検出装置４００は図２Ａ〜図３の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００６３】
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４００を装着するためのものである。バンド部１０はバンド穴１２、バックル部１４を有する。バックル部１４はバンド挿入部１５と突起部１６を有する。ユーザーは、バンド部１０の一端側を、バックル部１４のバンド挿入部１５に挿入し、バンド部１０のバンド穴１２にバックル部１４の突起部１６を挿入することで、生体情報検出装置４００を手首に装着する。この場合、どのバンド穴１２に突起部１６を挿入するかに応じて、後述する脈波センサー部４０の押圧（手首表面に対する押圧）の大きさが調整される。なお、バンド部１０は、バックル部１４の代わりに尾錠を有する構成としてもよい。
【００６４】
ケース部３０は、生体情報検出装置４００の本体部に相当するものである。ケース部３０の内部には、脈波センサー部４０、処理部２００等の生体情報検出装置４００の種々の構成部品が設けられる。即ち、ケース部３０は、これらの構成部品を収納する筐体である。このケース部３０は例えばトップケース３４とボトムケース３６を有する。なおケース部３０は、トップケース３４とボトムケース３６に分離される態様のものでなくてもよい。
【００６５】
ケース部３０には発光窓部３２が設けられている。発光窓部３２は透光部材により形成されている。そしてケース部３０には、フレキシブル基板に実装された発光部（ＬＥＤ、光検出ユニットの発光部１５０とは異なる報知用の発光部）が設けられており、こ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。
【００６６】
図３に示すようにケース部３０には端子部３５が設けられている。生体情報検出装置４００を図示しないクレードルに装着すると、クレードルの端子部とケース部３０の端子部３５とが電気的に接続される。これによりケース部３０に設けられる二次電池（バッテリー）の充電が可能になる。なお、生体情報検出装置４００にｍｉｃｒｏＵＳＢなどの端子を設け、ｍｉｃｒｏＵＳＢケーブルを使って充電するように構成しても良い。
【００６７】
脈波センサー部４０は被検体の脈波等の生体情報を検出するものである。例えば脈波センサー部４０は、図１に示すように第１の受光部１４１と、第２の受光部１４２と、発光部１５０と、アナログ回路１８０とを有する。ここでのアナログ回路１８０とは、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２からの出力の増幅を行う増幅器、及びＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器等を含むことができる。増幅器やＡ／Ｄ変換器は、第１の検出信号の出力用と第２の検出信号の出力用の２系統が設けられてもよいし、１系統のアナログ回路を時分割で利用してもよい。
【００６８】
また脈波センサー部４０は、図１２Ａ等を用いて後述するように、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受光部で受光する。ダブルセンサーモードでは、第１の受光部１４１と、第２の受光部１４２がそれぞれ反射光を受光し、その受光結果が第１の検出信号、第２の検出信号として処理部２００に出力される。またシングルセンサーモードでは、例えば第２の受光部１４２での受光のための発光が行われない、或いは増幅器やＡ／Ｄ変換器が動作しない等の要因により、第２の検出信号は出力されず、第１の検出信号のみが処理部２００に出力される。
【００６９】
そして処理部２００は、生体情報の検出処理と、動作モードの切り替え処理の２つの処理を行う。生体情報の検出処理とは、第１，第２の検出信号の一方又は両方に基づいて生体情報を求める処理である。具体的には、第１の検出信号に対する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、脈拍数や脈拍間隔等の脈波情報を求める。なお本実施形態の生体情報検出装置の検出対象となる生体情報は、脈波（脈拍数）には限定されず、生体情報検出装置は、脈波以外の生体情報（例えば血液中の酸素飽和度、体温、心拍等）を検出する装置であってもよい。動作モードの切り替え処理は、ダブルセンサーモードとシングルセンサーモードを切り替える処理である。切り替え処理の詳細については後述する。
【００７０】
図４は生体情報検出装置４００の装着及び端末装置４２０との通信についての説明図である。図４に示すように被検体であるユーザーは手首４１０に生体情報検出装置４００を時計のように装着する。図３に示すように、ケース部３０の被検体側の面には脈波センサー部４０が設けられている。従って、生体情報検出装置４００が装着されると、脈波センサー部４０が手首４１０の皮膚表面に接触して押圧を与え、その状態で脈波センサー部４０の発光部１５０が光を発光し、受光部（第１の受光部１４１と第２の受光部１４２の少なくとも一方）が反射光を受光することで、脈波等の生体情報が検出される。なお、装着部位は足首、指、上腕などでもよい。
【００７１】
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、フィーチャーフォン等の携帯型通信端末である。或いは端末装置４２０は、タブレット型コンピュータ等の情報処理端末であってもよい。生体情報検出装置４００と端末装置４２０の通信接続としては、例えばブルートゥース（Bluetooth（登録商標））等の近接無線通信（ＮＦＣ）を採用できる。このように生体情報検出装置４００と端末装置４２０が通信接続されることで、端末装置４２０の表示部４３０（ＬＣＤ等）に、脈拍数や消費カロリーなどの各種の情報を表示できる。即ち、脈波センサー部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。
【００７２】
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。また端末装置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に通知される。そして生体情報検出装置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。
【００７３】
図２Ａ〜図４に示した例では、生体情報検出装置４００にはＬＣＤ等の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。このように図４では、ＬＣＤ等の表示部を設けずに、必要最小限の情報を発光部の発光によりユーザーに報知することで、生体情報検出装置４００の小型化を実現している。ただし、図１１Ａ〜図１１Ｆを用いて後述するように、生体情報検出装置４００がＬＣＤや有機ＥＬディスプレイなどの表示部を有する変形実施も可能である。
【００７４】
２．２  機能ブロック図
本実施形態の生体情報検出装置４００の機能ブロック図は図１に示したとおりである。図１では生体情報検出装置４００は、脈波センサー部４０、体動センサー部（体動センサーデバイス、モーションセンサーデバイス）１７０、処理部２００、記憶部（メモリー）２４０、通信部２５０、アンテナ２５２を含む。なお本実施形態の生体情報検出装置４００は図１の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００７５】
脈波センサー部４０は、脈波等の生体情報を検出するものであり、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、発光部１５０を含む。ただし、脈波センサー部４０が３つ以上の受光部を有してもよい。また、ここでは発光部１５０が複数の受光部で共有される例を示したが、発光部側についても、１つに限定されず２つ以上の発光部を有してもよい。脈波センサー部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。
【００７６】
体動センサー部１７０は、種々の体動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情報（体動検出信号）を出力する。体動センサー部１７０は、体動センサーとして例えば加速度センサー１７２を含む。なお、体動センサー部１７０は、体動センサーとして圧力センサーやジャイロセンサー、ＧＰＳ受信機などの位置センサーなどを有していてもよい。
【００７７】
処理部２００は、例えば記憶部２４０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、処理部２００はプロセッサーにより実現できる。ここでのプロセッサーは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。ただしプロセッサーはＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種のプロセッサーを用いることが可能である。またプロセッサーはＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）によるハードウェア回路でもよい。処理部２００は、動作モード切り替え処理部２１０、生体情報演算部２２０を含む。
【００７８】
動作モード切り替え処理部２１０は、動作モードの切り替え処理を行う。詳細については後述する。
【００７９】
生体情報演算部２２０は、脈波情報等の生体情報の演算を行う。例えば生体情報演算部２２０は、ノイズ低減処理を行う。ダブルセンサーモードでは、第２の検出信号に基づいて第１の検出信号からノイズを低減（除去）する第１のノイズ低減処理を行う。狭義には体動ノイズを低減する体動ノイズ低減処理である。また、シングルセンサーモードでは、体動センサー部１７０からの体動情報に基づいて、第１の検出信号から、体動ノイズを低減する第２のノイズ低減処理を行う。なお、ダブルセンサーモードでは、第１のノイズ低減処理と第２のノイズ低減処理の両方を行ってもよい。
【００８０】
例えば、第１のノイズ低減処理は、スペクトラム減算法を用い、第２のノイズ低減処理は適応フィルター処理を用いればよい。各ノイズ低減処理の詳細については後述する。
【００８１】
また、生体情報演算部２２０では、生体情報の演算処理を行う。生体情報は例えば脈拍数などの情報である。具体的には、ノイズ低減処理後の検出信号に対して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。なお、脈波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、およびそれらの変動等）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脈波情報としてもよい。
【００８２】
通信部２５０は、図４で説明したように外部の端末装置４２０との通信処理を行う。例えばブルートゥース（Bluetooth（登録商標））などの規格にしたがった無線通信の処理を行う。具体的には通信部２５０は、アンテナ２５２からの信号の受信処理や、アンテナ２５２への信号の送信処理を行う。この通信部２５０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。
【００８３】
２．３  ノイズ低減処理
図５Ａ、図５Ｂ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（第１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。
【００８４】
図５Ａ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４００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。
【００８５】
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。
【００８６】
スペクトラム減算法によるノイズ低減処理の前後の第１の検出信号の例を図５Ｂに示す。図５Ｂ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。
【００８７】
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。
【００８８】
次に、適応フィルター処理を用いた、体動センサーからの検出信号に基づく体動ノイズ低減処理（第２のノイズ低減処理）を説明する。適応フィルターを用いたノイズ低減処理の具体例を図６に示す。具体的には、体動センサー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。
【００８９】
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。
【００９０】
本実施形態においては、生体情報検出装置は図１に示したように体動センサー部１７０（加速度センサー１７２）を有し、処理部２００は、体動センサー部１７０からの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第２の体動ノイズ低減処理を行う。
【００９１】
なおダブルセンサーモードでは、第２の検出信号を用いた体動ノイズ低減処理を行うことを前提としているが、体動センサーを用いた体動ノイズ低減処理を併用することは妨げられない。このようにすれば、第２の検出信号を用いた体動ノイズ低減処理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５Ｂ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、体動センサー部１７０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。
【００９２】
図７に示したように、生体からは脈信号とノイズ信号が検出可能であるが、複数の検出信号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検出信号毎に異なり、第１の検出信号は比較的脈信号が多く、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、体動センサーの体動情報（体動検出信号、図７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。
【００９３】
３．動作モードの切り替え
処理部２００（動作モード切替処理部２１０）で行われる動作モードの切り替え処理について説明する。まず体動情報を用いた行動判定処理の結果に基づく切り替え処理を説明し、その後、操作情報に基づく切り替え処理を説明する。最後に種々の変形例を説明する。
【００９４】
３．１  行動判定処理
生体情報検出装置の処理部２００は、ユーザーの行動判定処理の結果に基づいて、動作モードの切り替え処理を行ってもよい。
【００９５】
ここで行動判定処理の結果とは、ユーザーの行動状態を表す情報であり、例えば安静状態、運動状態といった状態のいずれの状態であるかを表す情報である。或いは、各状態をさらに細分化してもよく、運動状態として具体的にどのような種類の運動を行っているかを判別してもよい。以下、本実施形態における行動とは、図９のＡ１に示した各行動のうちの少なくとも２つを含み、行動判定処理の結果とは、ユーザーの行動がいずれの行動であるかを特定する情報とする。
【００９６】
ユーザーの行動状態は、脈波センサー部４０からの検出信号に基づく生体情報（脈波情報）の検出が容易か否かに強く関連する。例えば、安静状態であれば体動が少なく、検出信号に含まれる体動ノイズが小さくなるため、比較的粗い処理により生体情報を求めたとしても充分な精度が期待できる。一方、激しい運動を行っている状態では、体動が多いため体動ノイズも大きくなり、当該体動ノイズを適切に低減しなければ生体情報の検出精度も低下してしまう。さらに言えば、安静状態では脈拍数等の変動が小さいところ、運動状態ではある程度大きい範囲で脈拍数等が変動しうるため、その点でも運動状態の方が精度の高い処理が求められる。
【００９７】
つまり、行動判定処理の結果に基づいて動作モードの切り替え処理を行うことで、検出信号に含まれる体動ノイズの状態に応じた適切なモード切り替えを実現することが可能になる。
【００９８】
なお、行動判定処理をどのように行うかは種々の手法が考えられるが、体動を検出する体動センサーを利用すればよい。具体的には、生体情報検出装置は、体動センサー部１７０を含み、処理部２００は、体動センサー部１７０からの体動情報に基づいて行動判定処理を行い、行動判定処理の結果に基づいて、動作モードの切り替え処理を行う。
【００９９】
ここで体動センサー部１７０とは、ユーザー（生体情報検出装置の装着者）の動きを検出するセンサーであり、例えば加速度センサー１７２やジャイロセンサー、気圧センサー等が考えられる。本実施形態の体動センサー部１７０は一種のセンサーのみから構成されてもよいし、複数種類のセンサーの組み合わせにより実現されてもよい。
【０１００】
このようにすれば、ユーザーにより装着されることが想定される（ウェアラブル型の）生体情報検出装置に体動センサーを設けることができるため、体動情報をユーザーの体動を反映した情報とすることが可能になる。
【０１０１】
ここで、行動判定処理には、生体情報検出装置の処理部２００を用いることが可能である。このようにすれば、体動情報の取得と行動判定処理、及び行動判定処理に基づく動作モードの切り替え処理を生体情報検出装置内の閉じた処理とすることが可能となる。しかし本実施形態の手法はこれに限定されず、処理部２００は、外部機器から取得した行動判定処理の結果に基づいて、動作モードの切り替え処理を行ってもよい。
【０１０２】
ここでの外部機器とは、例えば図４に示したようにスマートフォン等の端末装置４２０である。また、外部機器（端末装置４２０）は、スマートフォンには限定されず、サーバーシステム等の機器であってもよい。或いは、生体情報検出装置がスマートフォンと接続され、当該スマートフォンがサーバーシステムと接続されるといった接続形態も可能であり、その場合、行動判定処理は、スマートフォンで実行されてもよいし、サーバーシステムで実行されてもよい。
【０１０３】
いずれにせよ、この場合には行動判定処理を生体情報検出装置とは異なる機器で実行することが可能になる。小型軽量であることが想定される生体情報検出装置では、処理部２００の処理性能やバッテリーに対する制約が強い。よって行動判定処理を外部で行うことで、処理負荷の軽減が可能になる。また、サーバーシステム等の処理部は比較的高性能であることが想定されるため、通信時間の条件にもよるが、行動判定結果を高速で取得することが可能な場合もある。
【０１０４】
体動情報に基づく行動判定処理結果としてどのような情報を取得するかは種々考えられるが、一例としては安静状態である状態Ｓ１、運動状態であって周期性又は継続性が低い動作を行っている状態Ｓ２、運動状態であって周期性及び継続性が高い動作を行っている状態Ｓ３、のいずれの状態であるかを表す情報であってもよい。ここでの周期性とは、類似する動作が所定間隔ごとに現れることを示し、継続性とは、所与の動作（例えば上記周期性における１周期分の動作）がある程度長い期間にわたって続けられることを表す。
【０１０５】
まず、体動が大きいほど体動ノイズが大きくなり精度の高い処理が必要となる観点から、安静状態（Ｓ１）と、運動状態（Ｓ２，Ｓ３）を分けることは重要である。安静状態ではシングルセンサーモードとし、運動状態ではダブルセンサーモードとする切り替え処理が基本となる。ただし、運動状態であっても比較的ノイズ低減処理が容易な場面もあり、それが周期性及び継続性が高い動作を行っている状態Ｓ３である。運動の周期性、継続性が高い場合、当該運動によって生じる体動ノイズの周期性、継続性も高いことが想定される。そのような周期的、継続的なノイズは低減が容易であるため、状態Ｓ３では運動状態でありながらシングルセンサーモードを用いることが可能である。
【０１０６】
図８はこの処理を説明する状態遷移図である。上述したように、Ｓ１が安静状態、Ｓ２が運動状態であって周期性又は継続性が低い動作を行っている状態、Ｓ３が運動状態であって周期性及び継続性が高い動作を行っている状態に対応する。
【０１０７】
Ｓ１からＳ２への遷移は、身体を動かしていない状態から身体を動かし始めた場合に実行される。具体的には、日常の活動の中で静止した状態から動き始めた場合等に対応するものであり、一例としては加速度センサーからの加速度値（所与の軸の絶対値や自乗値、或いは複数の軸の自乗和等）が所与の閾値を超えた場合に、Ｓ１からＳ２への遷移を行い、それに合わせて動作モードをシングルセンサーモードからダブルセンサーモードへ切り替えればよい。
【０１０８】
なお、図８では、安静状態Ｓ１からはＳ２への遷移、すなわち周期性又は継続性が低い動作を行っている状態への遷移を想定しており、Ｓ３への直接的な遷移を行わない例を示している。そのため、安静状態からウォーキング等の周期性及び継続性の高い運動を開始したとしても、一旦は状態Ｓ２に遷移し、その後に周期性及び継続性の判定を行う。これは、シングルセンサーモードで実行されるノイズ低減処理として、上述したように体動情報を用いた適応フィルター処理を想定しているためである。
【０１０９】
適応フィルター処理では、フィルターのパラメーターを学習する必要があるため、ノイズ低減処理の開始後、適切なパラメーターの設定までにある程度の時間（例えば数秒）を要する。結果として、体動が変化した直後（例えばウォーキングの開始直後）には、パラメーターが当該体動に対応した値となっておらず、精度の高い処理を実行できない。Ｓ１からＳ３へ直接遷移した場合、シングルセンサーモードが継続されるため、ウォーキングの開始直後において生体情報の検出精度が低下するおそれがある。
【０１１０】
よって図８では、Ｓ１からはＳ２へ遷移し、その後にＳ３に遷移するか否かを判定することにしている。ダブルセンサーモードでも体動情報を用いたノイズ低減処理（適応フィルター処理）を行うことを想定しているため、Ｓ２となっている期間において、ウォーキング又はランニング用のパラメーターの学習を行っておくことができ、シングルセンサーモードへのスムーズな移行が実現できる。さらにＳ２となっている期間ではダブルセンサーモードが用いられ、第１のノイズ低減処理も行われるため、当該期間における精度低下も抑止可能である。
【０１１１】
Ｓ２からＳ３への遷移は、身体を動かし始めたのち、周期性及び継続性の高い運動を継続している場合に実行される。一例としては、加速度センサーからの加速度情報（時間変化波形）に対してＦＦＴ等の周波数解析処理を行えばよい。周期性の高い運動の場合、特定の周波数に鋭いピークが現れるとともに、値の広がり（ばらつき）が小さくなる。よって、例えばグラフの鋭さ等を表すパラメーターと所与の閾値とを比較することで、周期性、継続性が高いか否かを判定可能である。
【０１１２】
言い換えれば、処理部２００は、反復運動に対応する所定の周波数成分が検出された場合に、第１の動作モード（ダブルセンサーモード）から第２の動作モード（シングルセンサーモード）に切り替えればよい。ここでの反復運動とは、所定期間を単位として類似性の高い運動が繰り返される運動であり、上述したウォーキングやランニングに対応する。
【０１１３】
或いは、周期性及び継続性の判定では、加速度情報（時間変化波形）の自己相関を求めてもよい。周期性、継続性の高い運動であれば、相関値が高いということになるため、相関値と所与の閾値（例えば０．７等）との比較処理に基づいて、周期性、継続性が高いか否かを判定可能である。Ｓ２からＳ３への遷移が行われた場合、それに合わせて動作モードをダブルセンサーモードからシングルセンサーモードへ切り替えればよい。
【０１１４】
Ｓ３からＳ２への遷移は、運動の周期性、継続性に変化があった場合に実行される。例えば、それまでに継続していた運動のリズムが大きく変わった場合であり、上述した周波数解析処理や自己相関に基づく判定を行ってもよい。或いは、ユーザーの移動速度を取得し、速度変化の少ない定常状態から、大きく速度が変わったことが検出された場合に、Ｓ３からＳ２へ遷移してもよい。移動速度は、加速度センサーやジャイロセンサーの他、ＧＰＳ（Global Positioning System）等からも取得可能である。Ｓ３からＳ２への遷移が行われた場合、それに合わせて動作モードをシングルセンサーモードからダブルセンサーモードへ切り替える。
【０１１５】
また、Ｓ２からＳ１への遷移、及びＳ３からＳ１への遷移は、身体の動きが静止した場合に実行される。一例としては、上述したように加速度値の大きさに基づく判定を行えばよい。Ｓ２からＳ１への遷移が行われた場合、動作モードはダブルセンサーモードからシングルセンサーモードへ切り替えられるし、Ｓ３からＳ１への遷移が行われた場合、シングルセンサーモードが維持される。
【０１１６】
ただし、行動判定処理及びそれに基づく動作モードの切り替え処理は上記のものに限定されない。例えば、上記の状態Ｓ３をさらに細分化し、自転車による運動状態Ｓ３−１と、ランニング又はウォーキングによる運動状態Ｓ３−２に分けて考えてもよい。
【０１１７】
自転車での運動は、動作自体は周期性、継続性が高いものであるが、乗り物に乗った移動であることに起因して、発生する体動ノイズがウォーキングやランニングに比べて複雑な特性を有する（例えば多様な周波数成分が含まれてしまう）ことがわかっている。よって、同じ周期性及び継続性が高い運動状態であったとしても、状態Ｓ３−１ではダブルセンサーモードを用い、状態Ｓ３−２ではシングルセンサーモードを用いるとよい。
【０１１８】
そのため、Ｓ２からＳ３への遷移判定を行う際に、単純に周期性、継続性を判定するだけでなく、自転車か、ウォーキングやランニングかを判定（別観点からすれば乗り物による運動状態か否かを判定）するとよい。具体的な判定手法は、特許文献２等、種々の手法が知られており、本実施形態ではそれらを広く適用可能であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
自転車による運動状態と判定された場合には、Ｓ２からＳ３−１へ遷移し、動作モードはダブルセンサーモードを維持すればよい。また、ウォーキング又はランニングによる運動状態と判定された場合には、Ｓ２からＳ３−２へ遷移し、動作モードはダブルセンサーモードからシングルセンサーモードに切り替えればよい。
【０１２０】
或いは、特許文献２では、図９のＡ１に示したように、ユーザーの行動をより細かく判定する手法が開示されており、本実施形態は当該手法により判定された結果に基づいて、動作モードを切り替えてもよい。図９のＡ２が具体的な動作モードの例であり、安静状態、及びランニング又はウォーキングによる運動状態ではシングルセンサーモードに切り替えられ、その他の状態ではダブルセンサーモードに切り替えられる。
【０１２１】
なお、生活動作を行っている状態とは、デスクワークや家事等を行っている状態であり、安静ではないがトレーニングやランニングのような運動状態に比べれば動きが少ない。そのため、運動状態よりも動きが小さいという観点から生活動作状態をシングルセンサーモードとすることもできるし、安静状態よりも動きが大きいという観点からかダブルセンサーモードとすることもできる。言い換えれば、体動の大小によるシングルセンサーモードとダブルセンサーモードの切り替えにおいて、どこに閾値を設定するかは種々の変形実施が可能である。
【０１２２】
図１０に本実施形態の動作モード切り替え処理を説明するフローチャートを示す。この処理が開始されると、まず所定サンプル数のデータが取得されたか否かを判定する（Ｓ１０１）。ここでのデータは、脈信号（第１の検出信号、第２の検出信号の一方又は両方）や、加速度信号等の体動情報等、後述するＳ１０４の処理で取得されるデータである。
【０１２３】
Ｓ１０１でＹｅｓの場合には、行動判定処理が行われる（Ｓ１０２）。すなわち、図１０は、所定サンプル数だけのデータが取得されるごとに、行動判定処理が実行される例である。Ｓ１０２の処理は、上述したように加速度信号やＧＰＳ信号等の体動情報に基づいて行われればよい。
【０１２４】
そして、Ｓ１０２の処理結果に基づいて、動作モードの切り替え処理が行われる（Ｓ１０３）。Ｓ１０３は例えば図８に示した状態遷移図に従った遷移を行い、遷移先に従って動作モードを切り替える処理により実現できる。
【０１２５】
そして、Ｓ１０３の処理後に、信号サンプリング処理が行われる（Ｓ１０４）。また、Ｓ１０１でＮｏの場合、すなわち所定サンプル数の取得タイミングとは異なるタイミングでは、行動判定処理、動作モードの切り替え処理は実行されない。Ｓ１０４の処理後は、Ｓ１０１に戻りループ処理が実行される。
【０１２６】
なお、図１０では動作モードの切り替え処理を所定サンプル数を単位として実行したが、サンプリングレートとは無関係に所定時間ごとに実行することも可能である。また、各信号の取得レートが異なる場合、「所定サンプル数」を脈信号のサンプル数としてもよいし、加速度信号のサンプル数としてもよく、種々の変形実施が可能である。
【０１２７】
以上に述べたように、本実施形態に係る処理部２００は、ユーザーの行動判定処理の結果に基づいて、ユーザーがランニング状態又はウォーキング状態になったと判定された場合に、第１の動作モード（ダブルセンサーモード）から第２の動作モード（シングルセンサーモード）に切り替える処理を行う。なお、ユーザーの足による移動のうち、両足が同時に地面から離れる瞬間がある場合がランニング状態、常にいずれかの足が地面に付いている場合がウォーキング状態である。
【０１２８】
このようにすれば、ランニング又はウォーキングを行っていると判定された場合に、シングルセンサーモードに切り替え、消費電力を低減することが可能になる。ランニング又はウォーキングは、運動状態でありながら、周期性、継続性が高いことでノイズ低減処理が容易であるという特殊な状況であるが、本実施形態の手法ではそのような特殊な状況にも適切に対応可能となる。
【０１２９】
また、処理部２００は、ユーザーの行動判定処理の結果に基づいて、ユーザーがランニング状態又はウォーキング状態になったと判定されてから所与の時間の経過までは第２の動作モードに設定し、所与の時間が経過した後に第１の動作モードに切り替えてもよい。
【０１３０】
図８の例であれば、この処理は、Ｓ１から一旦Ｓ２に遷移し、その後にＳ３（特にウォーキング又はランニングに対応するＳ３−２）へ遷移するという処理手順により実現することができる。このようにすれば、第１の動作モード（シングルセンサーモード）で実行される適応フィルター処理において、適切な学習を行う時間を確保できるため、ノイズ低減処理及び生体情報検出処理の精度低下を抑止可能である。
【０１３１】
３．２  操作情報
また、本実施形態に係る処理部２００は、生体情報検出装置の操作情報に基づいて、動作モードの切り替え処理を行ってもよい。ここでの操作情報とは、ユーザーによる操作部の操作に基づいて取得される情報である。操作部とは、狭義には生体情報検出装置に設けられるものであり、例えばボタンやレバー、タッチパネル等の種々の形態を考えることができる。また、操作部は生体情報検出装置とは異なる装置に設けられてもよく、例えば図４に示した端末装置４２０等の操作部であってもよい。この場合、端末装置４２０の操作部を用いて、生体情報検出装置に対する操作を指示する操作情報を生成され、生体情報検出装置はネットワークを介して当該操作情報を取得することになる。ここでのネットワークは、例えば上述した近距離無線通信により実現されるものであってもよいし、インターネット等の他のネットワークにより実現されてもよい。
【０１３２】
操作情報を用いる場合、例えば生体情報検出装置が複数の計測モードを有し、操作情報により当該計測モードの設定が行われるものであってもよい。例えば、処理部２００は、生体情報検出装置の計測モードとして、運動計測モード、日常モード及び睡眠モードのうちの少なくとも２つを含む複数の計測モードを設定可能であり、処理部２００は、設定された計測モードに基づいて、動作モードの切り替え処理を行う。
【０１３３】
計測モードとは、生体情報（脈波情報）をどのような状況で計測するかを設定するためのモードであり、設定された計測モードに基づいて、生体情報検出装置の各部（特に生体情報の検出処理に係る各部）の動作内容等が決定される。運動計測モードとは、ユーザーが何らかの運動を行う際に設定されるモードであり、一例としては運動開始する際に、その旨を表す操作を行うことで設定される。睡眠モードとは、睡眠時に設定されるモードであり、例えば就寝時にその旨を表す操作を行うことで設定される。日常モードとは、運動計測モードでも睡眠モードでもないモードであり、仕事や家事、休息等、日常生活を行っている場合に設定されるモードである。日常モードに設定する操作があってもよいし、運動計測モードや睡眠モードを解除する操作が行われた場合に日常モードに設定されてもよい。また、日常モードと睡眠モードとの間の切り替えは、体動センサーや行動判定結果に基づく自動切り替えであってもよい。
【０１３４】
上述したように、体動が大きいことが想定される運動状態では、ダブルセンサーモードとするとよい。よって処理部２００は、操作情報に基づいて、運動計測モードと判定された場合には、第１の動作モードに切り替える。
【０１３５】
また、睡眠モードではノイズが少なく脈拍数等の生体情報も安定していることから、第２の動作モード（シングルセンサーモード）に設定すればよい。日常モードについては上述したようにダブルセンサーモードとシングルセンサーモードのいずれを設定することも可能である。例えば、デスクワークを主体とするか、立ち仕事を主体とするかといった情報を事前に取得（例えばユーザーが入力）しておき、当該情報に基づいて日常モードに対応する動作モードを決定することもできる。
【０１３６】
なお、自転車と、ウォーキング又はランニングの例に示したように、運動状態の中にもダブルセンサーモードが適している動作と、シングルセンサーモードで充分な動作がある。よって、運動計測モード（ワークアウトモード）に遷移する際に、より具体的な運動種目の選択をユーザーに行わせてもよい。言い換えれば、生体情報検出装置は、運動種別を指定する操作情報の入力をユーザーに対して求めてもよい。
【０１３７】
一例としては、運動計測モードへの遷移後、図１１Ａ〜図１１Ｆに示すような選択画面の表示を行う。なお、図１１Ａ〜図１１Ｆは、生体情報検出装置の本体部（ケース部３０、時計で言う文字盤部分）を観察した平面図であり、図２Ａ〜図３の例とは異なり表示部及び操作部（操作ボタン）を有する生体情報検出装置を想定している。図１１Ａでは自転車、図１１Ｂではジム（例えばトレーニングジムでの筋力トレーニング等に相当）、図１１Ｃでヨガ、図１１Ｄでウォーキング、図１１Ｅでランニング、図１１Ｆでその他の任意の運動を設定可能となっている。図１１Ａ〜図１１Ｆの画面は例えば操作部の操作により選択（遷移）可能であり、所望の運動種別が表示された状態でスタート操作を行うことで、対応する運動種別が確定される。
【０１３８】
運動種別が確定されたら、当該運動種別に基づいて動作モードを切り替える。上述したように、ウォーキング又はランニング（図１１Ｄ，図１１Ｅ）であればシングルセンサーモード、それ以外であればダブルセンサーモードに切り替えればよい。広義には、手を激しく使う運動であればダブルセンサーモード、手を振るだけのような運動ではシングルセンサーモードとすればよい。
【０１３９】
なお、操作情報に基づく処理は、当該操作情報が取得されたら即座に（イベントドリブンで）実行されてもよい。或いは、図１０に示したフローチャートと同様に、所定サンプル数の取得ごとや所定時間ごとといったタイミングで操作情報の取得状況を判定し、当該タイミングで操作情報が取得されていると判定された場合に動作モードの切り替え処理を行ってもよい。
【０１４０】
３．３  変形例
以上では、行動判別処理を行う手法と、操作情報に基づく手法の２つを説明したが、これらはいずれか一方を用いるものには限定されず、その両方を用いてもよい。具体的な組み合わせ方は種々考えられる。以下に１つの例を示す。
【０１４１】
操作情報はユーザーの操作に基づくものであるため、比較的信頼性の高い情報である。よって、操作情報によりダブルセンサーモードが必要な計測モード（例えば運動計測モードであって、運動種別がウォーキング又はランニング以外）に設定された場合には、行動判定結果にかかわらず（例えば行動判定処理自体を行わず）、ダブルセンサーモードに設定する。そして、それ以外の計測モードに設定された場合に、行動判定結果に基づく動作モードの切り替え処理を行う。
【０１４２】
このようにすれば、体動ノイズが大きいことが想定される場面では積極的にダブルセンサーモードに移行することで精度を確保することができる。それ以外の場面は、シングルセンサーモードでも充分な可能性が残っていることから、行動判定結果に基づいて動作モードを切り替える。
【０１４３】
或いは、操作情報に基づいて積極的にシングルセンサーモードを選択することも可能である。例えば、睡眠モードに設定された場合には、行動判定結果にかかわらず、シングルセンサーモードに設定してもよい。このようにすれば、体動ノイズが小さいことが想定される場面では積極的にシングルセンサーモードに移行することで消費電力の低減が可能になる。
【０１４４】
つまり組み合わせの一例としては、操作情報に基づいて（１）行動判定結果にかかわらずダブルセンサーモード（２）行動判定結果にかかわらずシングルセンサーモード（３）行動判定結果に基づくモード切り替え処理、のいずれかを判定し、（３）と判定された場合に行動判定結果を取得する、という手法が考えられる。
【０１４５】
また、下記のような例外的な状況においては、操作情報と行動判定結果のいずれにもよらない動作モードの切り替え処理が実行されてもよい。
【０１４６】
例えば、生体情報検出装置は、外部機器との通信を行う通信部２５０を含み、処理部２００は、通信部２５０の通信状況情報に基づいて、動作モードの切り替え処理を行う。ここで、通信状況情報とは、生体情報検出装置（通信部２５０）での通信状況を表す情報である。通信状況情報は、例えば生体情報検出装置が外部機器と接続されているか否かを表す情報であってもよいし、外部機器が接続されている場合には、当該外部機器の種別等を識別可能な情報であってもよい。或いは、外部機器との連続接続時間を表す情報や、過去の接続履歴を表す情報を通信状況情報としてもよい。
【０１４７】
外部機器としては、例えば、スポーツジム等に設置されるトレッドミルやエルゴメーター等のフィットネス設備や、ロードバイクに装着されたサイクルコンピューターが考えられる。この場合、外部機器と接続されているということは、ユーザーが激しい運動を行っている（行おうとしている）と判定できるため、動作モードをダブルセンサーモードに切り替える。
【０１４８】
また、処理部２００は、生体情報検出装置の位置情報に基づいて、動作モードの切り替え処理を行ってもよい。
【０１４９】
例えば、位置情報に基づいてユーザーがフィットネスジムや公園にいると判定された場合には、ユーザーが激しい運動を行っている（行おうとしている）と判定できるため、動作モードをダブルセンサーモードに切り替える。或いは、ユーザーが寝室にいると判定された場合には、ユーザーが安静にしている（狭義には睡眠中である）と考えられるため、動作モードをシングルセンサーモードに切り替える。
【０１５０】
また、処理部２００は、第１の検出信号と第２の検出信号の一方の検出信号の品質情報に基づいて、動作モードの切り替え処理を行ってもよい。
【０１５１】
このようにすれば、検出信号（脈波センサー部４０からの信号）に基づいて、動作モードの切り替え処理を行うことが可能になる。例えば、シングルセンサーモードで動作して第１の検出信号を取得している状態において、当該第１の検出信号の品質が低下していると判定された場合には、操作情報や行動判定結果とは関係なく、動作モードをダブルセンサーモードに切り替える。そもそも、本実施形態の手法は生体情報の精度確保が前提であるため、生体情報に直結する第１の検出信号の品質が低下していることは大きな問題となるためである。
【０１５２】
具体的には、処理部２００は、一方の検出信号の自己相関情報の判定結果に基づいて、動作モードの切り替え処理を行ってもよい。すなわち自己相関の高低を検出信号の品質情報としてもよい。ここでの自己相関情報とは、例えば広く知られた自己相関関数（自己相関係数）を用いればよい。自己相関関数では、値が大きいほど（正規化をした場合、最大値である１に近いほど）相関が高く、値が小さいほど（正規化をした場合、最小値である−１に近いほど）相関が低いことになる。
【０１５３】
ここでの品質の高低とは、検出信号に対するノイズの高低（さらに言えばＳＮ比の高低）に対応し、品質情報とはそれらを表す情報である。ウォーキングやランニングの場合に発生する周期性の高いノイズは大きな問題とならない点に鑑みれば、特に問題となるのは周期性、継続性の低いノイズとなる。そして、そのような周期性の低いノイズが混入した場合、検出信号の波形のうちのノイズ混入箇所は、他の箇所（非混入箇所、或いは他のノイズ混入箇所）との相関性が低くなる。つまり、自己相関が下がることになるため、自己相関を用いて検出信号の品質を判定することが可能になる。また、検出信号に基づく生体情報（脈波情報）の判定処理が成功したか否かを判定してもよい。品質が低ければ判定処理に失敗する可能性が高くなることから、所定回数失敗した場合に品質が低いと見なして第１の動作モードに切り替えるといった処理が可能である。
【０１５４】
また、処理部２００は、生体情報検出装置に含まれるバッテリーのバッテリー残量情報に基づいて、動作モードの切り替え処理を行ってもよい。
【０１５５】
上述したように、本実施形態に係る生体情報検出装置は、ライフログとして長期間（理想的には常時）の連続使用が想定される。その場合、測定自体が行われない期間が存在することが大きなデメリットとなる。よってバッテリー残量が減少した（所与の閾値以下となった）場合には、行動判定処理や操作情報等にかかわらず、動作モードをシングルセンサーモードとすることで、バッテリーライフの延長を行う。ここでのバッテリーは、種々の２次電池やスーパーキャパシター等により実現可能であり、バッテリー残量が減少したか否かの判定に用いる閾値も、バッテリーの種類によって変化することになるが、一例としてはバッテリー電圧が３．７Ｖ以下となった場合に、動作モードを第２の動作モードとすればよい。
【０１５６】
また、処理部２００は、計測準備期間では動作モードを第２の動作モードに設定し、計測準備期間の後の期間では、動作モードの切り替え処理を行ってもよい。
【０１５７】
ここでの計測準備期間とは、生体情報の本格的な計測を開始する前の準備期間であり、一例としては生体情報検出装置の電源投入後の所定期間や、生体情報検出装置の充電が解除された後（クレードルから外された後）の所定期間に対応する。
【０１５８】
運動時にのみ生体情報の検出を行うのであれば、電源投入時には生体情報検出装置が正常にユーザーに装着されていることが想定されるため、計測準備期間を設けなくてもよいかもしれない。しかし、ライフログの測定を行う場合、いきなり計測を開始してしまうと、生体情報検出装置が未装着の場合等も生じてくる。常時計測を行う場合、生体情報の検出開始はユーザーによる明示の操作を待つのではなく、電源投入や充電解除がトリガーとなりうるところ、当該トリガーはユーザーによる生体情報検出装置の適切な装着を保証するものではないためである。
【０１５９】
生体情報検出装置が未装着の場合等は、そもそも適切な生体情報の検出ができないため、そのような場合にまでダブルセンサーモードで動作させても電力をいたずらに消費するだけである。よって本実施形態では、計測準備期間を設け、当該期間ではシングルセンサーモードとしてもよい。そして計測準備期間において生体情報の検出状態や他の信号等を確認し、生体情報の検出が可能であると判定された場合に、動作モードの切り替え処理を開始するとよい。ただし、計測準備期間は所与の固定長の期間とする等の変形実施も可能である。
【０１６０】
本変形例で述べた各例外処理は、それぞれ実行してもよいし実行しなくてもよい。また、複数の例外処理を実行する場合の組み合わせは種々の手法が考えられる。例えば、各例外処理の優先度を決定しておき、所与の例外処理と他の例外処理で相反する結果が得られた場合、具体的には一方ではシングルセンサーモードが選択され、他方ではダブルセンサーモードが選択された場合に、優先度の高い方の結果を採用してもよい。また、各例外処理における条件が満たされた場合に即座に（当該判定結果をイベントとしてイベントドリブンに）切り替え処理が実行されてもよいし、所定サンプル数の取得ごとや所定時間ごとといったタイミングで各例外の判定処理を実行し、当該タイミングで切り替え条件が満たされていると判定された場合に動作モードの切り替え処理を行ってもよい。
【０１６１】
４．脈波センサー部の具体例
４．１  構成例
図１２Ａ、図１２Ｂ、及び図１３に脈波センサー部４０の詳細な構成例を示す。図１３が脈波センサー部４０の斜視図であり、図１２Ａが脈波センサー部４０の断面図、図１２Ｂが基板１６０上での発光部１５０、第１の受光部１４１、第２の受光部１４２の配置を表す平面図である。図１２Ｂは図１２Ａにおいて装着状態での被検体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。
【０１６２】
脈波センサー部４０は、第１の受光部１４１と、第２の受光部１４２と、発光部１５０を有する。これらの第１の受光部１４１、第２の受光部１４２、発光部１５０は、基板１６０（センサー基板）に実装されている。第１の受光部１４１、第２の受光部１４２は、被検体からの光（反射光、透過光等）を受光する。発光部１５０は、被検体に対して光を出射する。発光部１５０が光を被検体に出射し、その光が被検体（血管）により反射されると、第１の受光部１４１と、第２の受光部１４２が、その反射光を受光して検出する。
【０１６３】
第１の受光部１４１と、第２の受光部１４２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。発光部１５０は、例えばＬＥＤ等の発光素子により実現できる。例えば第１の受光部１４１と第２の受光部１４２は、半導体の基板に形成されたＰＮ接合のダイオード素子などにより実現できる。この場合に、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、このダイオード素子上に形成してもよい。
【０１６４】
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。
【０１６５】
第１の受光部１４１、第２の受光部１４２と発光部１５０との間には遮光用部材７０（遮光壁１００）が設けられている。図１２Ａに示した配置であれば、遮光壁１００は、第１の受光部１４１と発光部１５０の間に設けられる。この遮光用部材７０は、例えば発光部１５０からの光が第１の受光部１４１と第２の受光部１４２に直接入射されるのを遮光する。
【０１６６】
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の凸部５２（検出窓）が被検体に接触する。なお凸部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。
【０１６７】
４．２  発光部と受光部の間の距離
次に、発光部１５０と第１の受光部１４１の間の距離Ｌ１と、発光部１５０と第２の受光部１４２との間の距離Ｌ２について説明する。図１４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２の受光部１４２が接触している。ここでは上述したように発光部１５０を２つの受光部で共有している。また、実際には上述したように透光部材５０が皮膚面Ｓｆと接触するが、図１４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。
【０１６８】
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２の受光部１４２に届く光の強度は、深度Ｄ２の位置で反射して第２の受光部１４２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２の受光部１４２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。
【０１６９】
図１５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。発光部１５０と受光部の間の距離ＬＤは、例えば発光部１５０、受光部の中心位置（代表位置）の間の距離である。例えば受光部が矩形形状（略矩形形状）である場合には、受光部の位置は、この矩形形状の中心位置である。また発光部１５０が図１２Ａ等に示すようにレンズ部１５１を有する場合には、発光部１５０の位置は、例えばレンズ部１５１の中心位置（ＬＥＤチップの位置）である。
【０１７０】
図１５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。
【０１７１】
ただし、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。図１６は、発光部１５０から発光された光が、生体内で反射、散乱し、その一部が受光部により受光される様子を表す模式図である。発光部１５０と受光部の間の距離ＬＤと、深さ方向での測定距離ＬＢとの間には、ＬＤ＝２×ＬＢの関係が一般的に成り立つ。即ち、距離ＬＤが近くなると、それに伴い深さ方向での測定距離ＬＢも小さくなり、その距離ＬＢの範囲に検出対象物が存在しないと、検出信号が極めて小さくなってしまう。
【０１７２】
以上を考慮し、図１２Ａ、図１２Ｂに示す本実施形態の脈波センサー部４０では、例えば発光部１５０と第１の受光部１４１との距離Ｌ１はＬ１＝１．０〜３．０ｍｍ程度となっている。
【０１７３】
これに対して、発光部１５０と第２の受光部１４２との間の距離Ｌ２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、Ｌ２＜１．０ｍｍ、或いは３．０ｍｍ＜Ｌ２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（ＳＮ比が下がる）ことになる。
【０１７４】
なお、Ｌ１やＬ２の具体的な数値や、Ｌ１とＬ２との間の関係性等は、種々の変形実施が可能であるが、特許文献１等で既に公知となっている事項であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
【０１７５】
４．３  押圧差
また、被検体に対する押圧によっても、脈信号や体動ノイズに対する感度が変化することが知られている。
【０１７６】
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。
【０１７７】
本実施形態では、第２の受光部１４２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。そのため、第２の受光部１４２における押圧はｐ１からｐ２の範囲に、第１の受光部１４１における押圧はｐ３からｐ４の範囲に収まるように設計される。第１の受光部１４１と第２の受光部１４２との押圧の差は、例えば２．０ｋＰａ以上８．０ｋＰａ以下であることが望ましい。
【０１７８】
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。
【０１７９】
つまり、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とした場合に、Ｐ１＞Ｐ２である。このようにすれば、上述したように第１の受光部１４１からの第１の検出信号と、第２の受光部１４２からの第２の検出信号とで、特性に差を持たせることが可能になる。
【０１８０】
押圧の差は、具体的に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ればよい。上述したように、主として脈信号を検出する第１の受光部１４１では押圧を高くし、第２の受光部１４２では第１の受光部１４１に比べて押圧を低くする。そのため、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を、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に比べて高くすればよい。
【０１８１】
なぜなら、ここでは高さが高いほど、被検体側に突出することになるため、所与のカフ圧で生体情報検出装置を手首等に固定した際に、高さが高い第１の受光部１４１に対応する押圧を、高さが低い第２の受光部１４２に対応する押圧に比べて強くできるためである。これを図示したものが図１９である。
【０１８２】
図１９の横軸がカフ押圧（図２Ａの生体情報検出装置であればバンド部１０による圧力）を表し、縦軸が検出信号のＤＣ，ＡＣ成分である。図１９の上部に示したＤＣ信号からわかるように、押圧が比較的高くなる第１の受光部１４１では、カフ押圧が比較的低い状態でもある程度の押圧が付加されＤＣ成分が抑制されていく。それに対して、第２の受光部１４２での押圧は比較的低いため、所与のカフ圧の状態ではＤＣ成分の抑制具合が第１の検出信号に比べて小さい。そのため、図１９に示した「最適カフ押圧」の範囲では、第１の受光部１４１に対応する押圧はｐ３からｐ４の範囲に収まるため、ノイズが抑制されて脈信号の信号レベルが大きくなる。一方、第２の受光部１４２における押圧はｐ１からｐ２の範囲に収まるため、ノイズの抑制が不十分であり体動ノイズの比率が高くなる。
【０１８３】
これは図１９の下部に示したＡＣ成分の比較からも明らかであり、最適カフ押圧の範囲では、第１の検出信号はＡＣ成分の信号レベルが高く、第２の検出信号はＡＣ成分の信号レベルが低い。上述したように脈信号は検出信号の変化、即ちＡＣ成分に現れるものであるから、図１９は第１の受光部１４１は脈信号が十分検出できているのに対して、第２の受光部１４２は相対的に体動ノイズの比率が高いことを示している。
【０１８４】
以下、透光部材５０の高さの差を図面を用いて詳細に説明する。脈波センサー部４０の斜視図、断面図、平面図は図１３、図１２Ａ、図１２Ｂに示したとおりである。図１２Ａ〜図１３からからわかるように、透光部材５０は凸部５２を有し、当該凸部５２により被検体に対して適切な押圧を付加することになる。
【０１８５】
そして本実施形態に係る生体情報検出装置では、受光部を複数設けることで複数の光電センサー（脈波センサー）を実現することから、凸部５２も複数（例えば光電センサーの数に対応する数）設けられてもよい。図１２Ａの例では、発光部１５０と第１の受光部１４１により実現される第１の光電センサーに対して、凸部５２−１が設けられ、発光部１５０と第２の受光部１４２により実現される第２の光電センサーに対して、凸部５２−２が設けられている。
【０１８６】
この際、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１２ＡにおけるＤＲ１）を高さ方向とした場合に、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が、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。これは例えば、凸部５２−１の高さが凸部５２−２の高さに比べて高くすることでも実現可能である。なお、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１２Ａに示したように基板１６０のうち発光部１５０等が設けられる面からの距離を高さとしてもよい。或いは、透光部材５０の厚み自体を高さとしてもよい。
【０１８７】
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】
【０１８８】
１０…バンド部、１２…バンド穴、１４…バックル部、１５…バンド挿入部、
１６…突起部、３０…ケース部、３２…発光窓部、３４…トップケース、３５…端子部、
３６…ボトムケース、４０…脈波センサー部、５０…透光部材、５２…凸部、
７０…遮光用部材、１００…遮光壁、１４１…第１の受光部、１４２…第２の受光部、
１５０…発光部、１５１…レンズ部、１６０…基板、１７０…体動センサー部、
１７２…加速度センサー、１８０…アナログ回路、２００…処理部、
２１０…動作モード切替処理部、２２０…生体情報演算部、２４０…記憶部、
２５０…通信部、２５２…アンテナ、４００…生体情報検出装置、４２０…端末装置、
４３０…表示部、ＮＥ…ネットワーク、Ｓｆ…皮膚面
【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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