(57)【要約】【課題】商用電源による電磁ノイズの影響を受けることなく拍動情報を高精度に算出することのできる拍動情報測定装置及び拍動情報測定方法を提供する。【解決手段】脈拍測定装置１０は、生体の動脈に光を照射する発光素子を含み、光電方式により動脈から脈波を検出する脈波センサ１と、脈波センサ１により検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて脈拍数を算出する脈拍数算出部７と、発光素子を間欠駆動するセンサ駆動部２と、を備える。発光素子の駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、又は、６０Ｈｚである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、
前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、
前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部による前記照射素子の駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、又は、６０Ｈｚである拍動情報測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の拍動情報測定装置であって、
前記駆動周波数は、２２Ｈｚ、又は、３３Ｈｚ〜４４Ｈｚのいずれかである拍動情報測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の拍動情報測定装置であって、
前記駆動周波数は、３４Ｈｚ〜４３Ｈｚのいずれかである拍動情報測定装置。
【請求項４】
生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、
前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、
前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部による前記照射素子の間欠駆動の駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１４Ｈｚ、１５Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚのいずれか、２５Ｈｚ、２８Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、又は、５０Ｈｚである拍動情報測定装置。
【請求項５】
請求項４記載の拍動情報測定装置であって、
前記駆動周波数は、１４Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚのいずれか、又は、２８Ｈｚ〜４４Ｈｚのいずれかである拍動情報測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の拍動情報測定装置であって、
前記駆動周波数は、１９Ｈｚ〜２１Ｈｚのいずれか、又は、２９Ｈｚ〜４３Ｈｚのいずれかである拍動情報測定装置。
【請求項７】
生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、
前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、
前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部による前記照射素子の間欠駆動の駆動周波数は、１０Ｈｚ〜１３Ｈｚのいずれか、１５Ｈｚ、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚのいずれか、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜５５Ｈｚのいずれか、又は、６０Ｈｚである拍動情報測定装置。
【請求項８】
請求項７記載の拍動情報測定装置であって、
前記駆動周波数は、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚのいずれか、又は、３３Ｈｚ〜５４Ｈｚのいずれかである拍動情報測定装置。
【請求項９】
請求項８記載の拍動情報測定装置であって、
前記駆動周波数は、１７Ｈｚ、２３Ｈｚ〜２６Ｈｚのいずれか、又は、３４Ｈｚ〜５２Ｈｚいずれかである拍動情報測定装置。
【請求項１０】
生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、
前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、
前記駆動ステップは、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、又は、６０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動する拍動情報測定方法。
【請求項１１】
生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、
前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、
前記駆動ステップは、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１４Ｈｚ、１５Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚのいずれか、２５Ｈｚ、２８Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、又は、５０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動する拍動情報測定方法。
【請求項１２】
生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、
前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、
前記駆動ステップは、１０Ｈｚ〜１３Ｈｚのいずれか、１５Ｈｚ、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚのいずれか、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜５５Ｈｚのいずれか、又は、６０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動する拍動情報測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拍動情報測定装置及び拍動情報測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定者の身体に脈波センサを装着し、この脈波センサで検出した脈波信号をデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）処理して周波数成分の分布を求めることにより、被測定者の脈拍数を得る脈拍測定装置がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
脈拍測定装置に用いられる脈波センサには、光電式と超音波式がある。
【０００４】
光電式の脈波センサは、生体内に光を照射する発光ダイオード等の照射素子を有し、この照射素子により照射された光が動脈で反射又は透過したときの反射光又は透過光を検出し処理することで脈波を検出するものである。
【０００５】
超音波式の脈波センサは、圧電素子を励振させて生体内に超音波を照射する照射素子を有し、この照射素子から照射された超音波が動脈で反射したときの反射波を検出し処理することで脈波を検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２１６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光電式の脈波センサ又は超音波式の脈波センサを用いる脈拍測定装置では、照射素子を間欠駆動して所定周期（所定のサンプリング周波数）で脈波の検出処理を行っている。この脈拍測定装置を電源周波数が５０Ｈｚ（ヘルツ）や６０Ｈｚといった商用電源の近くで使用する場合には、商用電源による電磁ノイズが脈拍数の算出精度に影響を与える。
【０００８】
脈拍測定装置では、脈波信号をフーリエ変換によって周波数解析し、この解析の結果に基づいて脈拍数を算出することが行われる。このため、電磁ノイズがあると、脈波信号の中心周波数が誤認識されやすくなる。
【０００９】
また、光電式の脈波センサ又は超音波式の脈波センサによって検出される脈波信号は微弱なものであるため、脈拍測定装置では、脈波信号を増幅する処理が行われる。このため、電磁ノイズによる影響が大きくなりやすい。これらの理由により、脈拍測定装置においては電磁ノイズ対策が重要となる。
【００１０】
この電磁ノイズの影響を除去するためには、サンプリング定理に基づき、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの２倍以上のサンプリング周波数で脈波の検出処理を行うことが必要と考えられている。このようにすれば、エイリアシングノイズが脈拍数の周波数帯に入らないためである。
【００１１】
しかし、脈波検出のサンプリング周波数を１００Ｈｚ以上や１２０Ｈｚ以上といった高い値にすると、脈波センサに含まれる発光素子や超音波照射のための素子のオンオフを高速に切り替える必要があり、消費電力が高くなって、電池持ちが悪くなる。
【００１２】
生体に装着して用いられるウエアラブル機器においては、連続使用時間を伸ばすことが製品の価値に繋がるため重要である。また、脈拍測定装置は、脈拍数を測定する専用の機器以外に、通話機能、音楽再生機能、及び撮像機能等の様々な機能を持ついわゆるスマートウォッチにも搭載されることがある。
【００１３】
こういったことから、脈拍測定処理にかかる電力を低減することがこれまで以上に重要になってきている。特許文献１では、これら課題について考慮されていない。
【００１４】
なお、ここでは、測定対象を脈拍数としたが、脈拍数の代わりに心拍数を測定する場合でも同様の課題が生じる。つまり、生体の拍動に関する拍動情報を測定する装置であれば同様の課題が生じる。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、消費電力を下げながらも商用電源による電磁ノイズの影響を受けることなく拍動情報を高精度に算出することのできる拍動情報測定装置及び拍動情報測定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】
【００１６】
本発明の第一の態様の拍動情報測定装置は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部による前記照射素子の駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、又は、６０Ｈｚである。
【００１７】
本発明の第二の態様の拍動情報測定装置は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部による前記照射素子の間欠駆動の駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１４Ｈｚ、１５Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚのいずれか、２５Ｈｚ、２８Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、又は、５０Ｈｚである。
【００１８】
本発明の第三の態様の拍動情報測定装置は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部による前記照射素子の間欠駆動の駆動周波数は、１０Ｈｚ〜１３Ｈｚのいずれか、１５Ｈｚ、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚのいずれか、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜５５Ｈｚのいずれか、又は、６０Ｈｚである。
【００１９】
本発明の第一の態様の拍動情報測定方法は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、前記駆動ステップは、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、又は、６０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動するものである。
【００２０】
本発明の第二の態様の拍動情報測定方法は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、前記駆動ステップは、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１４Ｈｚ、１５Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚのいずれか、２５Ｈｚ、２８Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、又は、５０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動するものである。
【００２１】
本発明の第三の態様の拍動情報測定方法は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、前記駆動ステップは、１０Ｈｚ〜１３Ｈｚのいずれか、１５Ｈｚ、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚのいずれか、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜５５Ｈｚのいずれか、又は、６０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、消費電力を下げながらも商用電源による電磁ノイズの影響を受けることなく拍動情報を高精度に算出することのできる拍動情報測定装置及び拍動情報測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態である脈拍測定装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】電源周波数が５０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図３】電源周波数が５０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図４】電源周波数が５０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図５】電源周波数が６０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図６】電源周波数が６０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図７】電源周波数が６０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図８】電源周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図９】電源周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図１０】電源周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【図１１】電源周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚのときの駆動周波数毎の電源ノイズの折り返し周波数の算出結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、拍動情報としての脈拍数を測定する脈拍測定装置１０の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
脈拍測定装置１０は、脈波センサ１と、脈波センサ１を駆動するセンサ駆動部２と、増幅部３と、アナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ）４と、全体を統括制御するシステム制御部５と、を備える。
【００２７】
システム制御部５は、プロセッサを主体として構成されており、脈拍測定装置１０に内蔵される記録媒体に記録されたプログラムを実行することで、周波数解析部６及び脈拍数算出部７として機能する。
【００２８】
脈波センサ１は、生体としての被測定者の身体（例えば手首や指）に装着され、被測定者の動脈から脈波を検出する。脈波センサ１は、上述した光電式又は超音波式のものが用いられる。
【００２９】
以下では、光電式の脈波センサを例にして説明する。脈波センサ１には、動脈に光を照射するための発光ダイオード等からなる発光素子が含まれる。
【００３０】
センサ駆動部２は、脈波センサ１に含まれる発光素子から光を照射させる駆動と光の照射を停止させる駆動とを交互に繰り返す間欠駆動を行う。この間欠駆動により、発光素子は所定の明滅周期で点滅する。
【００３１】
センサ駆動部２による発光素子の駆動周波数が例えば４０Ｈｚであれば、発光素子は１秒間に４０回、光を照射することになる。
【００３２】
増幅部３は、脈波センサ１から出力された脈波信号を増幅してアナログデジタル変換部４に入力する。
【００３３】
アナログデジタル変換部４は、増幅部３から出力された脈波信号をデジタル信号に変換する。
【００３４】
周波数解析部６は、アナログデジタル変換部４で変換されたデジタルの脈波信号（時系列で並ぶ所定時間分の複数の脈波信号）の周波数解析を行う。周波数解析部６は、具体的には、脈波信号にフーリエ変換処理を行うことで、周波数解析を行う。
【００３５】
脈拍数算出部７は、周波数解析部６による周波数解析結果に基づいて脈拍数を算出する。
【００３６】
通常の人の脈拍数は、毎分３０回を下回るケースは非常に少ない。つまり、心拍に由来する信号の周波数は０．５Ｈｚ未満になることはまれであるから、０．５Ｈｚ未満の周波数帯の情報をカットしたとしても、取得したい信号に対する悪影響は小さいはずである。
【００３７】
また、人の心拍に由来する信号の周波数には典型的な上限値（具体的には４Ｈｚ）を想定することも可能である。
【００３８】
そこで、脈拍数算出部７では、周波数解析結果のうち、０．５Ｈｚ以上４Ｈｚ以下の周波数帯に基づいて脈拍数を算出するものとしている。
【００３９】
このように構成された脈拍測定装置１０において、発明者らは、センサ駆動部２による発光素子の駆動周波数を、脈拍測定装置１０の使用が想定される国における電源周波数の２倍未満としても、電源ノイズの折り返しノイズの周波数が上記の０．５Ｈｚ以上４Ｈｚ以下の周波数帯に入らず、脈拍数の算出精度に影響がない場合があることを見出した。
【００４０】
発光素子の駆動周波数をＦｓとし、電源ノイズの周波数（ノイズ周波数）をＮｓとすると、周波数解析部６によるフーリエ変換後の周波数分布に混入する電源ノイズの折り返し周波数は下記式（１）により求まる。
【００４１】
（Ｎｓ／Ｆｓ）の余り≦（Ｆｓ／２）の場合
折り返し周波数＝（Ｎｓ／Ｆｓ）の余り
（Ｎｓ／Ｆｓ）の余り＞（Ｆｓ／２）の場合
折り返し周波数＝（Ｆｓ／２）−｛（Ｎｓ／Ｆｓ）の余り｝    ・・・・（１）
【００４２】
駆動周波数Ｆｓは、上述したように、脈拍数の周波数を０．５Ｈｚ〜４Ｈｚとするため、サンプリング定理により、少なくともこの範囲の上限値である４Ｈｚの２倍となる８Ｈｚ以上は必要である。また、消費電力の大幅な低減を考えると、駆動周波数Ｆｓは電源周波数以下とするのが好ましい。
【００４３】
なお、国によって採用する電源周波数は異なるが、どの国でも、５０Ｈｚと６０Ｈｚの電源周波数は採用している。また、電源周波数は基準値から変動することがある。例えば、日本国内においては、商用電源で動作する各種機器の動作保証範囲は概ね基準値（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の１〜５％という調査結果がある。
【００４４】
このため、電源周波数は、基準値に対して最大でプラスマイナス５％まで変動する可能性を考慮しておくことが好ましい。
【００４５】
ただ、基準値に対してプラスマイナス５％の変動が発生することは稀であり、例えば日本では、電源周波数偏差の目標値が０．３Ｈｚ以下とされている。また、世界各国の状況を考慮しても日本と同様かより厳しい偏差目標値となっており、電源周波数偏差の目標値は０．３Ｈｚ以下というのが一般的である。
【００４６】
したがって、電源周波数は基準値に対してプラスマイナス０．３Ｈｚ変動する可能性を少なくとも考慮しておけばよい。
【００４７】
図２〜図４の各々は、ノイズ周波数Ｎｓとして５０Ｈｚ、５０Ｈｚ±０．３Ｈｚ、５０Ｈｚ±２％、５０Ｈｚ±５％の７パターンを想定し、各パターンに対し、駆動周波数Ｆｓを２Ｈｚ〜５０Ｈｚのそれぞれに設定した場合に式（１）によって算出される折り返し周波数をまとめた結果を示す図である。
【００４８】
図２〜図４の各々において、脈拍の周波数帯（０．５Ｈｚ〜４Ｈｚ）に入る折り返し周波数についてはハッチングを付して区別している。各図において、ハッチングが付されていない折り返し周波数が発生する駆動周波数とノイズ周波数（電源周波数）との組み合わせが、脈拍算出精度に影響のない条件となる。
【００４９】
図２では、ノイズ周波数が５０Ｈｚ、５０．３Ｈｚ、及び、４９．７Ｈｚの全てについて、折り返し周波数が脈拍の周波数帯に入らなくなる駆動周波数（ただし８Ｈｚ未満は除く）を含む行が破線で囲まれている。
【００５０】
図２において破線で囲まれた駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１４Ｈｚ、１５Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、２８Ｈｚ〜４５Ｈｚ、及び５０Ｈｚである。
【００５１】
脈拍測定装置１０において、図２の破線で囲まれた駆動周波数のいずれかを設定しておけば、電源周波数が５０Ｈｚであり、かつ、電源周波数の変動幅が±０．３Ｈｚであっても、脈拍数の算出を精度よく行うことが可能である。
【００５２】
また、これらの駆動周波数は、電源周波数（５０Ｈｚ）以下であるため、電源周波数の２倍以上に駆動周波数を設定する場合と比べると、脈波測定にかかる消費電力を単純計算で半分以下にすることができ、大幅な消費電力削減が可能である。
【００５３】
図３では、ノイズ周波数が５０Ｈｚ、５０．３Ｈｚ、４９．７Ｈｚ、５１Ｈｚ（５０Ｈｚの１．０２倍）、及び、４９Ｈｚ（５０Ｈｚの０．９８倍）の全てについて、折り返し周波数が脈拍の周波数帯に入らなくなる駆動周波数（ただし４Ｈｚ未満は除く）を含む行が破線で囲まれている。
【００５４】
図３において破線で囲まれた駆動周波数は、１４Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚ、２８Ｈｚ〜４４Ｈｚである。
【００５５】
脈拍測定装置１０において、図３の破線で囲まれた駆動周波数のいずれかを設定しておけば、電源周波数が５０Ｈｚであり、かつ、電源周波数の変動幅が±２％であっても、脈拍数の算出を精度よく行うことが可能である。また、これらの駆動周波数は、電源周波数（５０Ｈｚ）以下であるため、大幅な消費電力削減が可能である。
【００５６】
図４では、ノイズ周波数が５０Ｈｚ、５０．３Ｈｚ、４９．７Ｈｚ、５１Ｈｚ、４９Ｈｚ、５２．５Ｈｚ（５０Ｈｚの１．０５倍））、及び、４７．５Ｈｚ（５０Ｈｚの０．９５％倍）の全てについて、折り返し周波数が脈拍の周波数帯に入らなくなる駆動周波数を含む行が破線で囲まれている。
【００５７】
図４において破線で囲まれた駆動周波数は、１９Ｈｚ〜２１Ｈｚ、及び、２９Ｈｚ〜４３Ｈｚである。
【００５８】
脈拍測定装置１０において、図４の破線で囲まれた駆動周波数のいずれかを設定しておけば、電源周波数が５０Ｈｚであり、かつ、電源周波数の変動幅が±５％であっても、脈拍数の算出を精度よく行うことが可能である。また、これらの駆動周波数は、電源周波数（５０Ｈｚ）以下であるため、大幅な消費電力削減が可能である。
【００５９】
図５〜図７の各々は、ノイズ周波数Ｎｓとして６０Ｈｚ、６０Ｈｚ±０．３Ｈｚ、６０Ｈｚ±２％、６０Ｈｚ±５％の７パターンを想定し、各パターンに対し、駆動周波数Ｆｓを２Ｈｚ〜６０Ｈｚのそれぞれに設定した場合に式（１）によって算出される折り返し周波数をまとめた結果を示す図である。
【００６０】
図５〜図７の各々において、脈拍の周波数帯に入る折り返し周波数についてはハッチングを付して区別している。各図において、ハッチングが付されていない折り返し周波数が発生する駆動周波数とノイズ周波数（電源周波数）との組み合わせが、脈拍算出精度に影響のない条件となる。
【００６１】
図５では、ノイズ周波数が６０Ｈｚ、６０．３Ｈｚ、及び、５９．７Ｈｚの全てについて、折り返し周波数が脈拍の周波数帯に入らなくなる駆動周波数（ただし８Ｈｚ未満は除く）を含む行が破線で囲まれている。
【００６２】
図５において破線で囲まれた駆動周波数は、１０Ｈｚ〜１３Ｈｚ、１５Ｈｚ、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜５５Ｈｚ、及び、６０Ｈｚである。
【００６３】
脈拍測定装置１０において、図５の破線で囲まれた駆動周波数のいずれかを設定しておけば、電源周波数が６０Ｈｚであり、かつ、電源周波数の変動幅が±０．３Ｈｚであっても、脈拍数の算出を精度よく行うことが可能である。
【００６４】
また、これらの駆動周波数は、電源周波数（６０Ｈｚ）以下であるため、電源周波数の２倍以上に駆動周波数を設定する場合と比べると、脈波測定にかかる消費電力を単純計算で半分以下にすることができ、大幅な消費電力削減が可能である。
【００６５】
図６では、ノイズ周波数が６０Ｈｚ、６０．３Ｈｚ、５９．７Ｈｚ、６１．２Ｈｚ（６０Ｈｚの１．０２倍）、及び、５８．８Ｈｚ（６０Ｈｚの０．９８倍）の全てについて、折り返し周波数が脈拍の周波数帯に入らなくなる駆動周波数を含む行が破線で囲まれている。
【００６６】
図６において破線で囲まれた駆動周波数は、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚ、及び、３３Ｈｚ〜５４Ｈｚである。
【００６７】
脈拍測定装置１０において、図６の破線で囲まれた駆動周波数のいずれかを設定しておけば、電源周波数が６０Ｈｚであり、かつ、電源周波数の変動幅が±２％であっても、脈拍数の算出を精度よく行うことが可能である。また、これらの駆動周波数は、電源周波数（６０Ｈｚ）以下であるため、大幅な消費電力削減が可能である。
【００６８】
図７では、ノイズ周波数が６０Ｈｚ、６０．３Ｈｚ、５９．７Ｈｚ、６１．２Ｈｚ、５８．８Ｈｚ、６３Ｈｚ（６０Ｈｚの１．０５％））、及び、５７Ｈｚ（６０Ｈｚの０．９５倍））の全てについて、折り返し周波数が脈拍の周波数帯に入らなくなる駆動周波数を含む行が破線で囲まれている。
【００６９】
図７において破線で囲まれた駆動周波数は、１７Ｈｚ、２３Ｈｚ〜２６Ｈｚ、及び、３４Ｈｚ〜５２Ｈｚである。
【００７０】
脈拍測定装置１０において、図７の破線で囲まれた駆動周波数のいずれかを設定しておけば、電源周波数が６０Ｈｚであり、かつ、電源周波数の変動幅が±５％であっても、脈拍数の算出を精度よく行うことが可能である。また、これらの駆動周波数は、電源周波数（６０Ｈｚ）以下であるため、大幅な消費電力削減が可能である。
【００７１】
図８及び図９と、図１０及び図１１は、それぞれ、ノイズ周波数Ｎｓとして５０Ｈｚ、５０Ｈｚ±０．３Ｈｚ、５０Ｈｚ±２％、５０Ｈｚ±５％、６０Ｈｚ、６０Ｈｚ±０．３Ｈｚ、６０Ｈｚ±２％、６０Ｈｚ±５％の１４パターンを想定し、各パターンに対し、駆動周波数Ｆｓを２Ｈｚ〜６０Ｈｚのそれぞれに設定した場合に式（１）によって算出される折り返し周波数をまとめた結果を示す図である。
【００７２】
図８〜図１１において、脈拍の周波数帯（０．５Ｈｚ〜４Ｈｚ）に入る折り返し周波数についてはハッチングを付して区別している。各図において、ハッチングが付されていない折り返し周波数が発生する駆動周波数とノイズ周波数（電源周波数）との組み合わせが、脈拍算出精度に影響のない条件となる。
【００７３】
図８及び図９では、ノイズ周波数が４９．７Ｈｚ、５０Ｈｚ、５０．３Ｈｚ、５９．７Ｈｚ、６０Ｈｚ、及び、６０．３Ｈｚの全てについて、折り返し周波数が脈拍の周波数帯に入らなくなる駆動周波数（ただし８Ｈｚ未満は除く）を含む行が破線で囲まれている。
【００７４】
図８及び図９において破線で囲まれた駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜４５Ｈｚ、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、６０Ｈｚである。
【００７５】
脈拍測定装置１０において、図８及び図９の破線で囲まれた駆動周波数のいずれかを設定しておけば、電源周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚであり、かつ、電源周波数の変動幅が±０．３Ｈｚであっても、脈拍数の算出を精度よく行うことが可能である。
【００７６】
また、これらの駆動周波数は、電源周波数以下であるため、電源周波数の２倍以上に駆動周波数を設定する場合と比べると、脈波測定にかかる消費電力を単純計算で半分以下にすることができ、大幅な消費電力削減が可能である。
【００７７】
図１０及び図１１では、ノイズ周波数が４９Ｈｚ、４９．７Ｈｚ、５０Ｈｚ、５０．３Ｈｚ、５１Ｈｚ、５８．８Ｈｚ、５９．７Ｈｚ、６０Ｈｚ、６０．３Ｈｚ、及び、６１．２Ｈｚの全てについて、折り返し周波数が脈拍の周波数帯に入らなくなる駆動周波数を含む行が破線で囲まれている。
【００７８】
図１０及び図１１において破線で囲まれた駆動周波数は、２２Ｈｚ、及び、３３Ｈｚ〜４４Ｈｚである。
【００７９】
脈拍測定装置１０において、図１０及び図１１の破線で囲まれた駆動周波数のいずれかを設定しておけば、電源周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚであり、かつ、電源周波数の変動幅が±２％であっても、脈拍数の算出を精度よく行うことが可能である。また、これらの駆動周波数は、電源周波数以下であるため、大幅な消費電力削減が可能である。
【００８０】
なお、図８及び図９、又は、図１０及び図１１の結果から分かるように、ノイズ周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚの各々に対して±５％変動すると想定した場合でも脈拍数の算出精度を確保できる駆動周波数は、３４Ｈｚ〜４３Ｈｚのいずれかとなる。
【００８１】
以上のように、脈波センサ１に含まれる照射素子の駆動周波数を決めることで、脈拍数の算出精度を低下させることなく、消費電力を大幅に低減することができる。
【００８２】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００８３】
例えば、脈拍数算出部７は、脈拍数の代わりに、拍動情報としての心拍数を算出してもよい。また、脈拍測定装置１０は、加速度センサ等によって装着される被測定者の動きを検出し、検出した動きに応じた周波数成分を除去して拍動情報の算出を行ってもよい。
【００８４】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【００８５】
開示された第一の態様の拍動情報測定装置は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部による前記照射素子の駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、又は、６０Ｈｚであるものである。
【００８６】
開示された第一の態様の拍動情報測定装置は、前記駆動周波数は、２２Ｈｚ、又は、３３Ｈｚ〜４４Ｈｚのいずれかであるものである。
【００８７】
開示された第一の態様の拍動情報測定装置は、前記駆動周波数は、３４Ｈｚ〜４３Ｈｚのいずれかであるものである。
【００８８】
開示された第二の態様の拍動情報測定装置は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部による前記照射素子の間欠駆動の駆動周波数は、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１４Ｈｚ、１５Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚのいずれか、２５Ｈｚ、２８Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、又は、５０Ｈｚであるものである。
【００８９】
開示された第二の態様の拍動情報測定装置は、前記駆動周波数は、１４Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚのいずれか、又は、２８Ｈｚ〜４４Ｈｚのいずれかであるものである。
【００９０】
開示された第二の態様の拍動情報測定装置は、前記駆動周波数は、１９Ｈｚ〜２１Ｈｚのいずれか、又は、２９Ｈｚ〜４３Ｈｚのいずれかであるものである。
【００９１】
開示された第三の態様の拍動情報測定装置は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサと、前記脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、前記周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出部と、前記照射素子を間欠駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部による前記照射素子の間欠駆動の駆動周波数は、１０Ｈｚ〜１３Ｈｚのいずれか、１５Ｈｚ、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚのいずれか、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜５５Ｈｚのいずれか、又は、６０Ｈｚであるものである。
【００９２】
開示された第三の態様の拍動情報測定装置は、前記駆動周波数は、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚのいずれか、又は、３３Ｈｚ〜５４Ｈｚのいずれかであるものである。
【００９３】
開示された第三の態様の拍動情報測定装置は、前記駆動周波数は、１７Ｈｚ、２３Ｈｚ〜２６Ｈｚのいずれか、又は、３４Ｈｚ〜５２Ｈｚいずれかであるものである。
【００９４】
開示された第一の態様の拍動情報測定方法は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、前記駆動ステップは、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、又は、６０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動するものである。
【００９５】
開示された第二の態様の拍動情報測定方法は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、前記駆動ステップは、１０Ｈｚ、１１Ｈｚ、１４Ｈｚ、１５Ｈｚ、１９Ｈｚ〜２２Ｈｚのいずれか、２５Ｈｚ、２８Ｈｚ〜４５Ｈｚのいずれか、又は、５０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動するものである。
【００９６】
開示された第三の態様の拍動情報測定方法は、生体の動脈に光又は超音波を照射する照射素子を含み、光電方式又は超音波方式により前記動脈から脈波を検出する脈波センサにより検出される時系列の複数の脈波信号を周波数解析し、周波数解析の結果に基づいて生体の拍動情報を算出する拍動情報算出ステップと、前記照射素子を間欠駆動する駆動ステップと、を備え、前記駆動ステップは、１０Ｈｚ〜１３Ｈｚのいずれか、１５Ｈｚ、１７Ｈｚ、１８Ｈｚ、２０Ｈｚ、２２Ｈｚ〜２７Ｈｚのいずれか、３０Ｈｚ、３３Ｈｚ〜５５Ｈｚのいずれか、又は、６０Ｈｚの駆動周波数で前記照射素子を駆動するものである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、特に携帯型の装置に適用して利便性が高く、有効である。
【符号の説明】
【００９８】
１０  脈拍測定装置
１  脈波センサ
２  センサ駆動部
５  システム制御部
６  周波数解析部
７  脈拍数算出部
【図１】
2017051342.tif 000003
【図２】
2017051342.tif 000004
【図３】
2017051342.tif 000005
【図４】
2017051342.tif 000006
【図５】
2017051342.tif 000007
【図６】
2017051342.tif 000008
【図７】
2017051342.tif 000009
【図８】
2017051342.tif 000010
【図９】
2017051342.tif 000011
【図１０】
2017051342.tif 000012
【図１１】
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