(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の検出部位から検出した脈波をウエーブレット変換して生体情報を生成する生体情報検出手段と、
生体情報を受信する生体情報受信手段と、
前記生体情報検出手段が検出した生体情報と前記生体情報受信手段が受信した生体情報とを比較し、両者の同調度を判定する同調度判定手段と、
前記同調度判定手段の判定結果を告知する告知手段とを具備する
ことを特徴とする生体同調度検出装置。
【請求項２】
前記生体情報検出手段が検出した生体情報を送信する生体情報送信手段を具備する
ことを特徴とする請求項１記載の生体同調度検出装置。
【請求項３】
前記生体情報検出手段は検出した生体情報に所定の加工をして出力する
ことを特徴とする請求項１または２記載の生体同調度検出装置。
【請求項４】
前記告知手段は、前記同調度判定手段によって判定された同調の度合いに応じて、音声信号を変化させる
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の生体同調度検出装置。
【請求項５】
前記告知手段は、前記同調度判定手段によって判定された同調の度合いに応じて、前記音声信号の周波数または音量を変化させる
ことを特徴とする請求項４に記載の生体同調度検出装置。
【請求項６】
生体の検出部位から検出した脈波をウエーブレット変換して第１の生体情報を生成する第１の生体情報検出手段と、
生体の検出部位から検出した脈波をウエーブレット変換して第２の生体情報を生成する第２の生体情報検出手段と、
前記第１、第２の生体情報検出手段が検出した生体情報を比較し、両者の同調度を判定する同調度判定手段と、
前記第１、第２の生体情報検出手段が検出した生体情報および前記同調度判定手段の判定結果を表示する表示手段とを具備する
ことを特徴とする生体同調度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、他人の生体情報を見ることにより発生する引き込み効果を利用し、臨場感を向上させたり、互いの情動を近づけたりするのに好適な生体同調度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間の生体反応を検出し、あるいは音声信号、撮像情報等のデータとして伝送することにより、教育、医療、娯楽、対話等の対人交渉に役立てようとする試みが知られている。例えば、特願昭６１−６８９９２号に示される「授能装置」においては、人間の知的活動の産物である会話や楽器演奏の音と、その知的活動を行っているときの脳波を併せて他の人に伝達し、これによって、有能者の能力を未熟者に伝えるという構成が開示されている。
また、離隔地にある教師と生徒とが、公知のテレビジョン受送信装置、あるいは音声伝送装置により意志疎通を図り、授業を実施するシステムも試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の例では、情報の伝達が一方的であり、離隔地にある者同士が互いに同調しているのか、あるいは不調和な状態なのかなどを知ることができない。すなわち、相手との情動の同調度合いを知ることができないため、無味乾燥した伝達手段となっていた。
ところで、対話等をしていると、その進展に応じて両者の脈拍数等の生体反応が一致する傾向にある、いわゆる引き込み現象（同調化の現象）が知られている。これは、一方が他方の心理的状況へ同調化されるということである。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、対話、あるいは通信手段による意志疎通にあって、相手との同調の度合いを知ることができる同調度検出装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、生体の検出部位から検出した脈波をウエーブレット変換して生体情報を生成する生体情報検出手段と、生体情報を受信する生体情報受信手段と、前記生体情報検出手段が検出した生体情報と前記生体情報受信手段が受信した生体情報とを比較し、両者の同調度を判定する同調度判定手段と、前記同調度判定手段の判定結果を告知する告知手段とを具備することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記生体情報検出手段が検出した生体情報を送信する生体情報送信手段を具備することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記生体情報検出手段は検出した生体情報に所定の加工をして出力することを特徴とする。
【０００５】
また、請求項４に記載の発明は、前記告知手段は、前記同調度判定手段によって判定された同調の度合いに応じて、音声信号を変化させることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記告知手段は、前記同調度判定手段によって判定された同調の度合いに応じて、前記音声信号の周波数または音量を変化させることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、生体の検出部位から検出した脈波をウエーブレット変換して第１の生体情報を生成する第１の生体情報検出手段と、生体の検出部位から検出した脈波をウエーブレット変換して第２の生体情報を生成する第２の生体情報検出手段と、前記第１、第２の生体情報検出手段が検出した生体情報を比較し、両者の同調度を判定する同調度判定手段と、前記第１、第２の生体情報検出手段が検出した生体情報および前記同調度判定手段の判定結果を表示する表示手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
＜１：第１実施形態＞
Ａ．全体構成
図１は、この発明の第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。本実施形態は、ネットワークを介して送られてくる教師の指導情報を生徒が受信するという指導システムに本発明を利用した実施形態である。
図１は、生徒側に設けられる装置の構成を示している。１は生体情報検出手段であり、生徒の脈波を測定し、これにより脈拍などの生体情報Ｓ１を検出する。生態情報には、種々の情報があるが、ここでは、簡単化のために脈拍とする（以下、脈拍情報Ｓ１と表す）。
【０００７】
また、２はネットワークを介して供給される生体情報Ｓ２、およびその他の情報Ｓ４を受信する情報受信手段である。この情報受信手段２が受信する生体情報Ｓ２は、生体情報検出手段１が検出する生体情報と同じ種類の情報であり、すなわち、本実施形態においては教師側からの脈拍情報Ｓ２である。３は、同調度判定手段であり、脈拍情報Ｓ１とＳ２とを比較し、両者の一致度合い、およびどちら側に近づいて行ったか（どちら側に引き込まれたか）という引き込みの程度を判定し、その判定結果をＳ３として出力する。４は表示制御手段であって、脈拍情報Ｓ１、Ｓ２、判定結果Ｓ３、情報Ｓ４の表示を制御する。５は表示手段であり、制御手段４からの制御に基づき、同調度判定手段の判定結果Ｓ３および脈拍情報Ｓ１、Ｓ２、情報Ｓ４を表示する。
【０００８】
一方、図２は、教師側に設けられる装置の概略構成を示すブロック図である。図において、６は教師の脈波を測定し、これにより脈拍（すなわち上述の脈拍情報Ｓ２）を検出する生体情報検出手段である。７は教師側の音声、表情等の情報Ｓ４を採録する情報入力手段であって、録音用マイクロフォン、およびビデオカメラ等を有している。また、８は脈拍情報Ｓ２、情報Ｓ４を送信する送信手段であり、９は脈拍情報Ｓ２、情報Ｓ４を記憶するとともに、所望に応じて再生し、出力するメモリである。
【０００９】
Ｂ．各部の構成
次に、本実施形態の各部の構成について詳述する。
１．生体情報検出手段１、６
生体情報検出手段１と生体情報検出手段６とは同一の構成であるので、生体情報検出手段１を例にとって説明を行う。
【００１０】
▲１▼生体情報検出手段の機械的構成
ここで、図３は生体情報検出手段１の構成例を示す図であり、図において、１０は、腕時計構造の本体、２０は本体１０に接続されるケーブル、３０はケーブル２０の先端側に設けられた脈波検出用センサユニットである。ケーブル２０の先端側にはコネクタピース８０が設けられており、このコネクタピース８０は本体１０の６時の側に構成されているコネクタ部７０に対して着脱自在である。本体１０には、腕時計における１２時方向から腕に巻き付いて、その６時方向で固定されるリストバンド１２が設けられ、このリストバンド１２によって装置本体１０は腕に着脱自在である。脈波検出用センサユニット３０はＬＥＤ発光素子および受光素子（図示しない）を有し、センサ固定用バンド４０によって遮光された状態で、人差し指の根元に装着されている。５０は同調度判定手段３に接続されるケーブルであり、その両端にはコネクタピース５２、５４が設けられている。コネクタピース５２は、本体１０の１０時の側に構成されているコネクタ部６０に対して着脱自在である。一方、コネクタピース５４は図示しない同調度判定手段３のコネクタ部に対して着脱自在である。
【００１１】
次に、本体１０の表示部について説明する。本実施形態にあっては、生体情報検出手段１自体も、脈拍を表示する表示部を有している。
【００１２】
図３において、９０は本体１０の表面に設けられた液晶表示装置であり、表示装置９０は、その左上側に位置する第１のセグメント表示領域９２と、右上側に位置する第２のセグメント表示領域９４と、右下側に位置する第３のセグメント表示領域９６と、左下側に位置するドット表示領域９８とからなる。第１のセグメント表示領域９２は、曜日、日付、時刻等を表示する。第２のセグメント表示領域９４は、時間の測定における経過時間を表示し、第３のセグメント表示領域９６は、脈波の測定における脈拍数等を表示する。ドット表示領域９８は、各種の情報、例えば、脈拍数の波形を概略的に示すグラフなどをグラフィック表示する。表示切換は、脈拍数等の表示、曜日、日付、時刻の表示およびストップウオッチ表示などに適宜切換られる。ただし、脈波の測定は、測定開始が指示された後は、液晶表示装置９０の表示切換に関わらず継続して行われ、測定値とそのサンプリング時刻を示すタイムスタンプとがセットで記憶されて行くようになっている。
【００１３】
表示装置９０の上側には、本体１０のＯＮ／ＯＦＦを操作するボタンスイッチ１００ａがあり、表示装置９０の下側のボタンスイッチ１００ｂは、曜日、日付、時刻の表示を指示するスイッチである。本体１０の２時の方向には、アラーム音の発生を指示するボタンスイッチ１００ｃが構成され、本体１０の４時の方向には、本体１０の各種のモードを切り換えるボタンスイッチ１００ｄが構成されている。さらに、本体１０の７時の方向には、曜日、日付、時刻を設定するボタンスイッチ１００ｅが、本体１０の８時の方向には、前記のグラフィック表示の切り換えを指示するボタンスイッチ１００ｆが構成されている。本体１０の１１時の方向に位置する１００ｇは、表示装置９０を照明するＥＬ(Electro Luminescence)バックライトを操作するボタンスイッチである。
【００１４】
▲２▼生体情報検出手段の電気的構成
本体１０の内部構成について説明する。図４は、生体情報検出手段１の回路構成を示すブロック図である。図４において、１１０はＣＰＵであって、各回路を制御するとともに所定の演算を実行する中枢部である。ＣＰＵ１１０には、ＲＯＭ１１２とＲＡＭ１１４とが接続され、さらに操作部１１６と表示制御回路１１８とがそれぞれ接続されている。脈拍数検出部１２０は前記のコネクタ部７０を有し、ケーブル２０を介してセンサユニット３０に接続されるとともにＣＰＵ１１０に接続される。
ＲＯＭ１１２には、ＣＰＵ１１０が実行する制御プログラムや各種の制御データ等が格納されている。ＲＡＭ１１４はＣＰＵ１１０が演算を実行する場合の作業領域となる。ＲＡＭ１１４には、また、脈拍数検出部１２０からの計測値、ＣＰＵ１１０の演算結果等が適宜格納される。表示制御回路１１８は、ＣＰＵ１１０から入力された表示情報を表示装置９０のフォーマットに変換し、装置９０に表示させる。操作部１１６は上述するボタンスイッチ１００群からなる。ＣＰＵ１１０には、計時機能を有する時計回路１２２が接続されている。なお、本体１０は、電源としての電池（図示しない）が格納される。
【００１５】
次に、脈波検出部１２０の回路構成を図５に示す。同図において、脈波検出部１２２は、コネクタ部７０と脈波信号増幅回路１３０と、脈波波形整形回路１３２と、インターフェース１３４とを有している。脈波信号増幅回路１３０は、コネクタ部７０からの脈拍情報Ｓ１の電気的信号を受信して脈波波形整形回路１３２とインターフェース１３４とに出力する。インターフェース１３４は、脈波波形整形回路１３２は脈波波形整形回路１３２からの電気的信号の波形を整形してＣＰＵ１１０に出力する。一方、インターフェース１３４は脈波信号増幅回路１３０からの電気的信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１１０に出力する。
【００１６】
上記構成に基づく脈拍情報Ｓ１の検出手順について説明する。図６はＳ１の検出手順の一例を示すフローチャートである。同図に示すステップＳａ１において、脈波信号増幅回路１３０はセンサユニット３０からの脈波信号を増幅する。ステップＳａ２において、脈波波形整形回路１３２は増幅された脈波信号の波形を整形する。ステップＳａ３において、ＣＰＵ１１０は、脈波波形整形回路１３２からの脈波信号を周波数解析する。本実施形態においては、周波数はＦＦＴ処理される。次にステップＳａ４において、ＣＰＵ１１０は、ＦＦＴ処理された脈波信号から脈波周波数成分を抽出し、ステップＳａ５においては、抽出された脈波周波数成分から脈拍数を演算する。
ここで、ＦＦＴ処理について概説する。図７(a)に示す脈波の波形Ｆを例えばサンプリング時間を16[sec]としてＦＦＴ処理すると、図７(b)に示す高調波成分が得られる。この場合、サンプリング間隔16[sec]であるから、その線スペクトルの分解能は1/16[sec]となり、波形Ｆは16[Hz]の整数倍の高調波成分に分解される。さて、図７(b)において、縦軸は高調波成分の大きさ（パワー）を表現するが、図示の例においては、周波数fBの波動の振幅は周波数fAの波動の振幅の1/2である。一般に、ＦＦＴ処理によって得られた高調波成分のうち、最も高いものが脈波成分であり、他は雑音と考えられる。この例では周波数fAの波動が脈波の波動であり、周波数fBの波動は体動等の雑音であること判断することができる。以上のようにして検出された周波数を毎分当たりに変換して脈拍を求める。
なお、周波数解析法としては、上述のＦＦＴ処理のほか、最大エントロピー法、ウェブレット変換法等があり、本実施形態にいずれも適用可能である（詳細については後述する）。
【００１７】
次に、上記構成による生体情報検出手段１の動作について説明する。
まず、脈波検出用センサユニット３０をセンサ固定用バンド４０によって人差し指の根元に装着する。その部位を特定する理由は、ケーブル２０の短縮化を図るためと手の動作を阻害しないためであり、さらに指の根元は環境温度による体温の変化を受けにくいためである（体温の変化は脈波の検出値を不正確にする）。その状態で装置を起動すると、ユニット３０のＬＥＤ発光素子（図示しない）が外界から遮光された状態で装着部位を射光する。一方、装着部位では脈の変動により反射光が変動し、その変動をユニット３０の受光素子（図示しない）が捕捉するとともに、電気的信号（脈波信号）に変換し、ケーブル２０を介して本体１０の脈波検出部１２０に出力する。
【００１８】
脈波検出部１２０では、その脈波信号増幅回路１３０はセンサユニット３０からの脈波信号を増幅し、脈波波形整形回路１３２およびインターフェース１３４に出力する。インターフェース１３４は、増幅された脈波信号をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１１０に出力する。脈波波形整形回路１３２は増幅された脈波信号の波形を整形し、ＣＰＵ１１０に出力する。ＣＰＵ１１０では、上述した周波数解析処理を実行し、脈拍情報Ｓ１を算出する。この場合、脈拍情報Ｓ１は同調度判定手段３に出力されるほか、所望に応じて、表示装置９０に表示される。
【００１９】
２．教師側情報入力手段７
図８は情報入力手段７の一例である録音／撮像システムを示すブロック図である。同図において、１４０はマイクロフォンであり、１４２はその波形を増幅する増幅回路である。
教育時における教師の音声は、マイクロフォン１４０が捕捉し、その波形を増幅回路１４２が増幅して情報送信手段８あるいはメモリ９に出力する。
さらに、本実施形態にあっては、教師側の音声情報のほか、教師側の撮像信号も情報Ｓ４に含めている。図８において、１４４はビデオカメラであり、１４６はその画像情報を伝送信号に変換する信号変換手段である。信号変換手段１４６は、ビデオカメラ１４４によって得られた教師側の撮像情報を伝送信号に変換し、情報送信手段８あるいはメモリ９に出力する。
【００２０】
Ｃ．第１の本実施形態のハードウェア構成
図９は、図１に示す機能構成をハードウェアで実現した場合の一例を示すブロック図である。この図において、２００はＣＰＵであり、各回路を制御するとともに所定の演算を実行する。前述した同調度判定手段３は、ＣＰＵ２００の機能として実現される。ＣＰＵ２００には、ＲＯＭ２０２とＲＡＭ２０４とが接続され、さらに操作部２０６と表示制御手段４とがそれぞれ接続されている。さらに、ＣＰＵ２００には、生体情報検出手段１と生体情報受信手段２とから、それぞれ脈拍情報の信号が入力される。ＲＯＭ２０２には、ＣＰＵ２００が実行する制御プログラムや各種の制御データ等が格納されている。ＲＡＭ２０４はＣＰＵ２００が演算を実行する場合の作業領域となる。さらに、ＲＡＭ２０４には、ＣＰＵ２００の演算結果が格納されるとともに、生体情報検出手段１からの脈拍情報Ｓ１と、生体情報受信手段２からの脈拍情報Ｓ２とが一定の時間間隔で格納される。表示制御手段４は、ＣＰＵ２００から入力された表示情報を表示手段５のフォーマットに変換し、表示手段５に表示させる。操作部２０８はキーボード等のボタンスイッチからなる。
【００２１】
Ｄ．動作
次に、上記構成によるこの実施形態の動作について説明する。一例として、教師が生徒にリアルタイムで教育を実施する場合について説明する。生体情報検出手段１は、一定の時間間隔で教育時における生徒の脈波を検出し、その検出結果から脈拍情報Ｓ１を抽出する。同時に、生体情報検出手段６は教師の脈波を検出し、その検出結果から脈拍情報Ｓ２を抽出する。脈拍情報Ｓ２は、送信手段８を介して生体情報受信手段２に入力され、さらに脈拍情報Ｓ１とともに同調度判定手段３に入力されるとともに、ＲＡＭ２０４に逐一格納される。
同調度判定手段３では、脈拍情報Ｓ１と脈拍情報Ｓ２とを比較し、両者の一致度合いを判定し、判定結果Ｓ３を検出するとともに、表示制御手段４に出力する。
以下に、同調度判定処理の一例について説明する。
この処理では、判定度Ｓ３＝（１−｜Ｓ１／Ｓ２−１｜）×１００（％）を同調度とし、判定度Ｓ３が１００に近づくほど、同調度が高くなる（１００％に近づく）算定を行っている。図１０はこの実施形態における判定処理の一例を示すフローチャートである。
同図に示す処理においては、ステップＳｂ１で脈拍情報Ｓ１の読み込みを行い、ステップＳｂ２で脈拍情報Ｓ２の読み込みを行う。ステップＳｂ３においてＳ３＝Ｓ１／Ｓ２を算出し、ステップＳｂ４においてＳ１とＳ２との一致（すなわちＳ３＝１）を検討する。ここで、Ｓ３＝１００％ならば、同調度を最も高いＡと評価する（ステップＳｂ５）。
Ｓ３≠１（すなわち１００％）ならば、ステップＳｂ６、ステップＳｂ８、ステップＳｂ１０においてＳ３と１００との差に応じた評価を行う。なお、ステップＳｂ６、ステップＳｂ８、ステップＳｂ１０の基準値７０、４０、１０は、説明のための便宜的なものであって、他の数値であってもよいのはもちろんである。
【００２２】
表示制御手段４は、以上のようにして生成された脈拍情報Ｓ１、脈拍情報Ｓ２、判定結果Ｓ３等を表示手段５に表示させる。なお、評価Ａ〜Ｅをともに表示してもよい。
図１１は、表示手段５の表示例を示している。同図において、２１０はディスプレイであり、その第１のウィンドウ２１２には一般的なパーソナルコンピュータのモニター画像が表示される。第２のウィンドウ２１４は、ディスプレイ２１０の左下側に構成され、それから順に右側に向かって第３のウィンドウ２１６、第４のウィンドウ２１８、第５のウィンドウ２２０とが、第６のウィンドウ２２２とがそれぞれ表示されている。第２のウィンドウ２１４には、脈拍情報Ｓ１が表示され、第３のウィンドウ２１６には、脈拍情報Ｓ２が表示される。第４のウィンドウ２１８には、判定結果Ｓ３が表示され、さらに、本実施形態にあっては、第５のウィンドウ２２０に、同調度の評価評価Ａ〜Ｅに応じて、フェイスチャートが表示される。この場合、ＲＯＭ２０２内に複数のフェイスチャートが用意されており、そのフェイスチャートは同調度の段階に応じて第５のウィンドウ２２０に選択的に表示される。
なお、上述の動作例では、脈拍情報Ｓ２および情報Ｓ４を、リアルタイムに伝送したが、図２に示すメモリ９に、教育実施時の脈拍情報Ｓ２、情報Ｓ４を記憶させておき、記憶した内容を生徒側からの要求に応じて転送し、これらの情報を適宜、第３のウィンドウ２１６、第６のウィンドウ２２２に表示するようにしてもよい。この場合においては、生徒は自由な時間に教授を受けることができ、また、教師側も不特定多数の生徒に対し、非同期に教授を行うことができる。
【００２３】
Ｅ．効果
以上の構成により、生徒が教師が生徒に教育、指導を行う場合、生徒の情動を表現する生体反応（本実施形態では脈拍数）は、教師の生体反応と比較され、その一致の程度を生徒が認識することができる。
一般に、個人対個人の交渉、例えば対話において、各個人が情動的に同調し、その反映として生体反応が一致する傾向に進む、いわゆる引き込み現象が知られている。
一方、教育指導、ことに主観的な技量、例えば、語学教育（特に日本語会話のような会話教育）、朗読、楽器演奏、歌唱等の達成度を計る場合、単に生体的技能のみならず、主観的情動も技量向上の上で重要と考えられる。従って、生徒が教師に、技能のみならず情動的にも一致するように教授を受けることで、生徒の技量が飛躍的に向上する。
本実施形態は、その引き込み現象を応用して、生徒と教師との脈拍情報を比較し、その一致度合いの検出により生徒の達成度を計ることを可能にし、もって教育指導の効率向上を図ることを可能にする。
【００２４】
Ｆ．変形例
（１）上述した実施形態においては、センサユニット３０の発光素子をＬＥＤとするが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば前記発光素子をレーザ光源としてもよい。また、上記実施形態では受光素子はＬＥＤの反射光を捕捉するものとするが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば透過光を捕捉するものとしてもよい。さらに、上記実施形態にあっては、センサユニット３０を光学式センサとするが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の有効な手段であってもよく、例えば圧力センサとすることもできる。
さらに、上記実施形態にあっては、脈波を人差し指の根元から検出するものとするが、本発明はそれに限定されるものではなく、脈波の検出が可能な部位ならいずれであってもよい。
（２）上記実施形態にあっては、Ｓ３＝（１−｜Ｓ１／Ｓ２−１｜）×１００に基づき判定結果Ｓ３を算出するものとしているが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば、一定の時間間隔でＲＡＭ２０４に格納された脈拍情報Ｓ１と、脈拍情報Ｓ２とを組とする、複数のデータの相関係数を算出するものとしてもよい。それにより、時間の経過とともに、一致特性がどのように変化するかを解析することができるとともに、その相関を表示手段５に表示することにより、生徒が教師との情動的な一致度合いを知ることができる。
（３）また、上記実施形態にあっては、同調度の評価を５段階とするが、本発明はそれに限定するものではなく、同調度の解釈、判定手順、評価基準等に応じて変更可能であるのはもちろんである。
また、同調度はサンプリングタイミングにおける瞬時値であるが、所定期間中の同調度の平均値を求め、当該平均値に基づいて評価を行うようにしてもよい。
（４）また、一定の時間間隔でＲＡＭ２０４に格納された脈拍情報Ｓ１からその変動率を求めるとともに、脈拍情報Ｓ２からもその変動率を求め、両者を表示手段５に表示してもよい。このようにすれば、どちらの影響力が大きいか、すなわち、どちらがどちらに引き込まれたかを知ることができる。
この場合には、評価を表示手段５に表示させることによって、情動的な一致度合いが進みつつあるか、あるいは離れてつつあるといったこと知ることができ、意識をより集中させることが可能となる。特に、同調度の測定開始直後は、情動的な一致が離れているのが通常であるから、当該表示を見ることによって、より短かい時間で引き込み現象を発生させることが可能となる。ここで、Ｓ３を時間ｔの関数としてＳ３（ｔ）で表し、同調度の変化率をＳ’（ｔ）で表すものとすれば、Ｓ’（ｔ）は以下の式で与えられる。
Ｓ’（ｔ）＝Ｓ３（ｔ）−Ｓ３（ｔ−Δｔ）
ただし、Δｔはサンプリング周期である。この場合、Ｓ’（ｔ）が正の値であれば、同調度が進んでいると評価することができ、一方、Ｓ’（ｔ）が正の値であれば、同調が離れていっていると評価できる。このため、Ｓ’（ｔ）＞５であれば「良」と、５＞Ｓ’（ｔ）＞−５であれば「普通」と、−５＞Ｓ’（ｔ）であれば「不良」と評価し、これを表示手段５に表示するようにしてもよい。
（５）表示手段５における各ウィンドウの配置、形態も変形可能であり、さらに同調度を表すウィンドウを例えばキーボードのボタン操作によって出現するようにしてもよい。
このように、本発明から種々の変形例、改良例を派生することが可能である。
【００２５】
＜２：第２実施形態＞
次に第２実施形態について説明する。本実施形態は、例えば通信システムに併用する等、自己と相手方との生体情報および同調度を判定しつつ対話的に情報交換を行う場合等に利用する例であり、特に両者が離隔地にある場合に好適な例である。なお、上述する第１実施形態と同一の部分については説明を省略する。
【００２６】
Ａ．全体構成
図１２は、この発明の第２実施形態の概略構成を示すブロック図である。  本実施形態は第１実施形態における図１に示す装置と図２に示す装置とを一体化した構成をとっている。
図１２において、３００は自己の生体情報を検出する生体情報検出手段であり、第１実施形態と同様に脈拍情報Ｓ５を検出する。生体情報検出手段３００の構造、脈拍情報検出手順等の機能は第１実施形態と同様なため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。３０２は自己の音声、撮像情報等の情報Ｓ６を検出する採録する情報入力手段であり、その構造、機能は第１実施形態と同様なため説明を省略する。３０４は脈拍情報Ｓ５、情報Ｓ６を相手方に送信するとともに、相手方から送信される脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ８を受信する生体情報送受信手段である。
３０６は同調度判定手段であり、第１実施形態と同じく、脈拍情報Ｓ５と脈拍情報Ｓ７とを比較し、両者の一致度合い等を判定し、その判定結果をＳ９として出力する。３０８は脈拍情報Ｓ５、脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ６、情報Ｓ８、判定結果Ｓ９を記憶し、所望に応じて出力するメモリである。同調度判定手段３０６およびメモリ３０８は、第１実施形態と同じくハードウェア構成のＣＰＵの機能として実現される。３１０は表示制御手段、３１２は表示手段であって、表示制御手段３１０は、所望に応じて脈拍情報Ｓ５、脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ６、情報Ｓ８、判定結果Ｓ９を表示手段３１２に表示させる。
上記構成を実現するハードウェア構成を図１３に示す。同図にあっては、図９における生体情報受信手段２が生体情報送受信手段３０４となっている。その他は図９の第１実施形態と同様なため、説明を省略する。
【００２７】
Ｂ．動作
以下、本実施形態の動作を、図１４(a)に示すような、例えば電話通信のような１対１の対話のためにシステム化する場合を例として説明する。図１４(a)の構成例は、自己の生体情報送受信手段３０４と相手方の生体情報送受信手段３０４’との間の通信を伝送路３１４により可能にしている。それにより、自己と相手方とで脈拍情報Ｓ５、情報Ｓ６と脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ８の交換が可能になる。
情報検出手段３００により検出された自己の脈拍情報Ｓ５は同調度判定手段３０６およびメモリ３０８に入力されるとともに、生体情報送受信手段３０４を介して相手方の生体情報送受信手段３０４’に伝送される。一方、同様に検出された相手方の脈拍情報Ｓ７は、自己の生体情報送受信手段３０４により受信され、同調度判定手段３０６およびメモリ３０８に入力される。同調度判定手段３０６では、第１実施形態と同様な手法で脈拍情報Ｓ５と脈拍情報Ｓ７とのデータ処理が行われ、判定結果Ｓ９が算出される。判定結果Ｓ９はメモリ３０８に入力されるとともに、表示制御手段３１０に入力され、表示手段３１２により表示される。なお、情報Ｓ６、情報Ｓ８はメモリ３０８に格納されるとともに、表示制御手段３１０に入力され、リアルタイムに、あるいは履歴開示として所望に応じて表示手段３１２により表示される。
【００２８】
Ｃ．効果
本実施形態によれば、対話にあたって、自己および相手方の脈拍情報Ｓ５、脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ６、情報Ｓ８を認識することができるとともに、さらに、同調度の判定結果Ｓ９を認識することが可能になる。それにより、自己および相手方の疲労度、緊張度、機嫌等の情動、ひいては相手方の感情を参照しつつ対話を行うことができるとともに、さらに自己の相手方への追従、あるいは相手方の自己への引き込みを定量的に認識、あるいは参照しつつ対話を行うことが可能になる。
【００２９】
Ｄ．第２実施形態のシステム化における変形例
本実施形態を、例えば電話通信、テレビ電話通信等のような既存の通信システムと併用してもよく、その場合、情報入力手段３０２および生体情報送受信手段３０４を省略してもよい。
上述の実施形態にあっては、１対１の交渉を想定しているが、本実施形態のシステム化はそれに限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、図１４(b)にその一例を示す。この例では、ｎ台の本実施形態を生体情報送受信手段３０４ー１、３０４ー２、３０４ー３…３０４ーｎを、伝送路３１４ー１、３１４ー２、３１４ー３…３１４ーｎを介して円環状に結合している。なお、所用台数ｎは、所望に応じていくつにしてもしてもよい。
この場合、表示手段３１２のウィンドウを見ることにより、隣接する生体情報送受信手段の使用者と自己の生態情報の一致度を知ることができる。したがって、順次隣接する者同志の間において、引き込み現象による情感を一致が図られ、全体として共通の情感に近づくことができる。
なお、表示手段３１２のウィンドウを人数分用意し、全員の脈拍情報を得るようにすれば、全員の脈拍情報、同調度を一度に知ることができる。
本形態は、例えばテレビ会議のような離隔する複数の人の間で会議や交渉を行う場合において好適である。
本構成により、複数の人間が自己の脈拍情報、相手方総員の脈拍情報を参照しながら対話（情報交換）を行うことができる。さらに、例えば生体情報送受信手段３０４ー１の人を中心として、その人との同調度を各自が認識しつつ会議や交渉を行うことも可能になる。また、特定の人を選択して自己とその人との同調度を判定するようにしてもよい。その場合、自己が特定した人の脈拍情報を、生体情報送受信手段３０４を介して同調度判定手段３０６に入力させる選択手段を付加すればよい。
【００３０】
なお、本実施形態の実用にあっては、一例として本実施形態を電話機に設けることが考えられる。その場合、部品点数の削減、使用の簡便性からして、耳から脈波を検出することが望ましい。そのための一例として、脈波検出用ユニット３０を圧力センサとし、受話器の耳への圧着部分における脈波検出可能な部位に対向する位置に押圧可能に設ける脈波検出方式が考えられるが、他の検出形態であってもよい。
【００３１】
＜３：第３実施形態＞
本実施形態は、自己と相手方とが見合って互いの表情、情動を推しはかるようなゲームに本発明の生体情報同調度を利用した実施形態である。なお、上述の各実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態は、生体情報検出手段と表示手段とを一体化するとともに、脈波検出用センサユニットを指尖脈波検出用センサユニットとしている。
【００３２】
Ａ．全体構成
▲１▼生体情報検出装置の構成
図１５に本実施形態による生体同調度検出装置の概略を示す。同図において、３２０は装置本体、３２２は一方の利用者（以下、Ａとする）の指尖脈波を検出するセンサユニット、３２４は他方の利用者（以下、Ｂとする）指尖脈波を検出するセンサユニットである。センサユニット３２２、センサユニット３２４は装置本体３２０の上面に対向して設けられ、装置本体３２０の上面中央には表示装置３２６が構成されている。
【００３３】
表示装置３２６は、そのＡ側に位置する第１のセグメント表示領域３２８と、Ｂ側に位置する第２のセグメント表示領域３３０を有している。第１のセグメント表示領域３２８は、Ａの脈拍数の変化をグラフィック表示するドット表示領域３３２と、Ａの生体情報（上記各実施形態と同じく脈拍情報）Ｓ１０を数値として示す領域３３４と、Ｂの生体情報（上記各実施形態と同じく脈拍情報）Ｓ１１を数値として示す領域３３６と、同調度判定結果Ｓ１２を示す領域３３８とを有している。同様に、第２のセグメント表示領域３３０は、Ｂの脈拍数の変化をグラフィック表示するドット表示領域３４０と、Ｂの脈拍情報Ｓ１１を数値として示す領域３４２と、Ａの脈拍情報Ｓ１０を数値として示す領域３４４と、判定結果Ｓ１２を示す領域３４６とを有している。この場合、図１５のドット表示領域３３２およびドット表示領域３４０は、脈拍情報Ｓ１０、脈拍情報Ｓ１１の変化をスクロールさせつつ経時的に表示する。図中最下部が現在の脈拍情報であって、上部に行くほど過去の情報が表示されるようになっている。そして、現在の情報表示は時間経過とともに、図中、上方に移行するように、スクロールされる。
また、領域３３８と領域３４６とは、判定結果Ｓ１２の数値を示すのみならず、その評価をフェイスチャートとして表示し、娯楽性に富んだものとしている。
【００３４】
次に、本実施形態の機能構成について説明する。図１６は、本実施形態の概略構成を示すブロック図である。本実施形態にあっては、Ａの生体情報検出手段３４８と、Ｂの生体情報検出手段３５０とが、同調度判定手段３５２と表示制御手段３５４にそれぞれ結合している。表示制御手段３５４は、各生体情報検出手段および同調度判定手段３５２からの脈拍情報Ｓ１０、脈拍情報Ｓ１１の数値およびグラフィック表示、判定結果Ｓ１２を表示装置３２６に表示させる。
図１７に上述した機能構成を実現するハードウェアの構成例を示す。同図において、生体情報検出手段３４８は、Ａの脈拍情報Ｓ１０をＣＰＵ３５６に出力し、同様に、生体情報検出手段３５０は、Ｂの脈拍情報Ｓ１１をＣＰＵ３５６に出力する。その他の構成、機能については図９に示す第１実施形態の表示制御手段４を表示制御手段３５２に、表示手段５を表示装置３２６にする変更すれば、他は同様である。なお、本実施形態にあっては上述のハードウェアは装置本体３２０に内蔵されている。また、第１実施形態と異なり、本実施形態の機能構成を実現するハードウェアは、生体情報検出手段のためのハードウェアを兼ねており、検出された脈波のＦＦＴ処理、その結果からの脈拍情報Ｓ１０、Ｓ１１の算出、それ等のデータの格納などは本実施形態の機能構成を実現するハードウェアにおいて実施される。
【００３５】
次に、センサユニット３２２、３２４について説明する。本実施形態にあってはＬＥＤ反射式の脈波検出方式を採り、その構成の一例を図１８に示す。同図において、３６０は指を載置するスイッチ基台であり、本体３２０に対向して弾性手段等、適当な手段（図示しない）により離隔配置されている。基台３６０の上面（すなわち指の載置面）にはフォトカプラ３６２が固定され、また、スイッチ基台３６０の裏面にはフォトカプラ３６２に偏位してセンサユニット３２２、３２４の起動用の電極３６４が接合されている。一方、本体３２０にあって電極３６４の下位置には、他の電極３６６、３６８が電極３６４と接触可能に固定されている。電極３６６、３６８はそれぞれ電源（図示しない）に接続されている。また、本体３２０にあってフォトカプラ３６２の下位置にはＬＥＤ発光素子３７０および光電式の光学センサ３７２が並置してある。光学センサ３７２の出力信号は、図１９に示す波検出部３７４に供給される。脈波検出部３７２の構成、機能は、図５に示す第１実施形態の脈波検出部１２０と同様であるので、説明を省略する。なお、フォトカプラ３６２の周囲は遮光用のカバー３７６で覆われている（なお指尖脈波の検出装置については、例えば特開昭６１ー１５４６３９号等に記載されている）。
【００３６】
Ｂ．動作
つぎに本実施形態の動作について説明する。
Ａ、Ｂがそれぞれのスイッチ基台３６０に指３７８を載置し、下方に押圧すると電極３６４が電極３６６、３６８に接触して導電し、センサユニット３２２、３２４が起動する。それにより、ＬＥＤ発光素子３７０が発光し、指３７８を照射する。指３７８の指尖脈波により変調されたＬＥＤの反射光は、光電式の光学センサ３７２によって受光され、それにより脈波が検出され、そして電気的信号に変換される。その後は上述の第１、第２実施形態と同様の処理により脈波から脈拍情報Ｓ１０、脈拍情報Ｓ１１が算出され、それ等がデータ処理され、同調度判定結果Ｓ１２が得られる。そして、それ等の情報は表示制御手段３５２により、表示装置３２６の各領域にそれぞれ表示される。
【００３７】
Ｃ．効果
本実施形態によれば、使用者Ａ，Ｂが互いに見合いながら、その指をスイッチ基台に載せると、センサユニット３２２、３２４によって脈の検出が始まる。これにより、互いの脈拍情報Ｓ１０、脈拍情報Ｓ１１および同調度の判定結果Ｓ１２を認識することが可能になる。そして、両者が対面しながら（会話をしてもよい）、表示装置３２６を見ていると、引き込み現象によりいずれか一方の脈拍数が他方に追従し始める。すなわち、いずれか一方の情動が他方に近づいていく。
したがって、本実施形態は、例えば対面により男女の相性をはかる見合いゲームなどに用いると面白味がある。
また、自己および相手方の疲労度、緊張度、機嫌等の情動、ひいては相手方の感情も知ることができるから、例えば将棋、囲碁のような対人競技に用いれば、自己の同調度と競技の推移とを比較しつつ対戦に臨むことができる。また、観戦者にとっては、心理的状況を含めて対戦の経過を検討できる等、新たな娯楽性を競技に加えることができる。
以上のように本実施形態は、娯楽性、遊技性に優れ、遊戯具としての用途も広い。
【００３８】
Ｄ．変形例
上述の第３実施形態にあっては、装置本体３２０上にセンサユニット３２２、３２４を設けたが、本発明はそれに限定するものではなく、例えば、装置本体３２０の側面に指の差し込み用の穴を形成し、その中にセンサユニット３２２、３２４を設けるようにしてもよい。それにより、遮光性を向上できるとともに、カバー３７２が不要になり、部品点数を低減できる。
【００３９】
センサユニット３２２、３２４の発光素子をＬＥＤ発光素子とするが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば前記発光素子をレーザ光源としてもよい。また、上記実施形態では光学センサはＬＥＤの反射光を捕捉するものとするが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば透過光を捕捉するものとしてもよい。さらに、上記実施形態にあっては、センサユニット３２２、３２４を光学式センサとするが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の有効な手段であってもよく、例えば圧力センサとすることもできる。
【００４０】
また、上記実施形態にあっては、２人が対面する場合を想定してなるが、本発明はそれに限定するものではなく、例えば相手方をコンピュータゲームにおける仮想人物、ペット等のキャラクターとしてもよい。その場合、あらかじめ、各種の状況における脈拍情報の波形をＣＰＵのテーブル等として用意するとともに、その中から特定のものを選択する決定手段、およびゲームのディスプレイに脈拍情報、同調度を表示させる表示制御手段を設ける。そして、所望に応じてキャラクターの個性として呼び出すとともに、自己の実際の脈拍情報との同調度を判定する。そしてゲームのディスプレイに所望に応じて自己の脈拍情報、同調度を表示させる。それにより、心理的要素を含めたゲームの構成が可能となり、ゲームの面白味を高めることができる。
このように本実施形態は、娯楽性、遊技性に優れ、遊戯具としての用途も広い。
【００４１】
＜５：変形例＞
上述した各実施形態には、以下のような変形が可能である。
（１）同調度判定方法
同調度の判定方法は、前述の各実施形態で示したものに限らず、例えば、以下のような変形が可能である。
▲１▼ピーク点の抽出
脈波のピーク点を抽出し、その波形の発生時刻と振幅を求め、これらの差から同調度を求めるようにしてもよい。例えば、図２９に示すように、２人の被験者から各々に対応する脈波が検出されたとすると、各脈波毎にピーク点を検出し、その中から最大のピーク点を各々特定し、それらの発生時刻を比較すればよい。この場合、図２９の上部に示した脈波からはピーク点Ｐ１乃至Ｐ３が検出され、その最大ピーク点であるＰ１が特定される。一方、図２９の下部に示した脈波からはピーク点Ｐ１’乃至Ｐ３’が検出され、その最大ピーク点であるＰ１’が特定される。そして、Ｐ１とＰ１’の発生時刻ｔ１，ｔ１’の差から同調度を判定してしてもよい。ただし、この場合の判定は、心拍数が両者で一致した場合に行われる。
▲２▼タイムスタンプの生成
検出した脈拍や脈波についてタイムスタンプを付けて記憶し、２人の日測定者の情報について、タイムスタンプを参照して照合し、どのような経緯で同調がなされたかを測定することもできる。
【００４２】
▲３▼ウェーブレット関数の応用
また、上述した実施形態にあっては、生体情報検出手段１による脈波波形をＦＦＴ処理して脈波波形の変化を求めていたが、脈波波形の処理については、ＦＦＴ処理に限られない。例えば、脈波波形をウェーブレット変換して得られた各周波数領域毎の脈波解析データを用いて、脈波波形の変化を求めることも可能である。
そこで、以下、生体情報検出手段１による脈波波形をウェーブレット変換する構成について説明する。この構成は、図９におけるＣＰＵ２００の機能動作を、図２０に示す構成に置換して実行することで実現される。
図において、ウエーブレット変換部７００は、脈波検出部１２０から出力される脈波信号ＭＨに対して周知のウエーブレット変換を施して、脈波解析データＭＫＤを生成するものである。
【００４３】
一般に、信号を時間と周波数との両面から同時に捉える時間周波数解析において、ウエーブレットは、信号の部分を切り出す単位となる。ウエーブレット変換は、この単位で切り出した信号各部の大きさを表している。ウエーブレット変換を定義するために基底関数として、時間的にも周波数的にも局在化した関数ψ（ｘ）をマザー・ウエーブレットとして導入する。ここで、関数ｆ（ｘ）のマザー・ウエーブレットψ（ｘ）によるウエーブレット変換は、次のように定義される。
【００４４】
【数１】
0004062749.tif 000002
式（１）において、ｂは、マザー・ウエーブレットψ（ｘ）をトランスレート（平行移動）する際に用いるパラメータであり、一方、ａはスケール（伸縮）する際のパラメータである。したがって、式（１）においてウエーブレットψ（（ｘ−ｂ）／ａ）は、マザー・ウエーブレットψ（ｘ）をｂだけ平行移動し、ａだけ伸縮したものである。この場合、スケールパラメータａに対応してマザー・ウエーブレットψ（ｘ）の幅は伸長されるので、１／ａは周波数に対応するものとなる。なお、ウエーブレット変換部７００の詳細な構成については後述する。
次に、周波数補正部８００は、脈波解析データＭＫＤに対して周波数補正を行なう。上記式（１）には周波数に対応する「１／ａ１／２」の項があるが、異なる周波数領域間でデータを比較する場合に、この項の影響を補正する必要がある。周波数補正部８００は、このために設けられたものであり、ウエーブレットデータＷＤに係数ａ１／２を乗算して、脈波補正データＭＫＤ’を生成する。これにより、対応する各周波数に基づいて、周波数当たりのパワー密度が一定になるように補正を施すことができる。
【００４５】
次に、ウエーブレット変換部７００の詳細構成について、図２１を参照して説明する。
脈波検出部１２０による脈波波形ＭＨは、波形整形部７１０とＡ／Ｄ変換器７２０とに供給される。このうち波形整形部７１０は、脈波波形ＭＨに同期した制御信号ＣＳとクロックＣＫとを生成するものである。ここで、波形整形部７１０のブロック図を図２１に示す。図において、リンギングフィルタ７１１は、中心周波数を２．２Ｈｚ、通過帯域を０．８Ｈｚ〜３．５ＨｚとするＱ値が高いフィルタである。脈波波形の基本波成分は、０．８Ｈｚ〜３．５Ｈｚの範囲内にあるのが通常であるから、脈波波形ＭＨがリンギングフィルタ７１１を通過すると、その基本波成分が抽出される。例えば、図２２（ａ）に示す脈波波形ＭＨがリンギングフィルタ７１１を通過すると、図２２（ｂ）に示す正弦波が得られる。
【００４６】
次に、ゼロクロス検出回路７１２は、コンパレータ等から構成され、リンギングフィルタ１０１の出力信号とグランドレベルを比較して矩形波を生成する。この矩形波は、心拍に同期したものとなる。例えば、リンギングフィルタ７１２の出力信号が図２２（ｂ）に示すものであるならば、ゼロクロス検出回路７１２の出力信号は図２２（ｃ）に示すものとなる。
次に、比較部７１３、ループフィルタ７１４、電圧制御発振回路７１５、および、分周回路７１６は、一種のＰＬＬを構成する。比較部７１３の一方の入力にゼロクロス検出回路７１２の出力信号が、その他方の入力に分周回路７１６の出力信号が、それぞれ供給されると、比較部７１３は、両者の位相差に応じた誤差信号を出力する。誤差信号がループフィルタ７１４を介して電圧制御発振回路７１５に供給されると、電圧制御発振回路７１５はクロックＣＫを出力する。そして、クロックＣＫは分周回路７１６で１／８分周され、比較部７１３の他方の入力にフィードバックされる。この場合、クロックＣＫの周波数は、図２２（ｄ）に示すように、ゼロクロス検出回路７１２の出力信号の周波数と比較して８倍の周波数となる。この後、クロックＣＫは、分周回路７１７で１／２分周され、図２２（ｅ）に示す制御信号ＣＳとして出力される。
【００４７】
説明を再び図２０に戻す。脈波波形ＭＨは、Ａ／Ｄ変換器７２０によってディジタル信号に変換され、この後、第１のメモリ７３０と第２のメモリ７４０に格納される。ここで、第１のメモリ７３０のライトイネーブル端子には制御信号ＣＳが直接供給される一方、第２のメモリ７４０のライトイネーブル端子にはインバータ７５０によって反転された制御信号ＣＳが供給されるようになっている。このため、第１，第２のメモリ７３０、７４０は、脈波波形ＭＨをクロック周期単位で交互に格納することとなる。
また、マルチプレクサ７６０は、第１，第２のメモリ７３０、７４０から交互に読み出される脈波データＭＤを選択して基底関数展開部Ｗに出力する。こうして、脈波データＭＤは、第１のメモリ７３０の書込期間に第２のメモリ７４０から脈波データＭＤを読み出される一方、第１のメモリ７３０の読出期間に第２のメモリ７４０に書き込まれることとなる。
【００４８】
次に、基底関数展開部Ｗは、上記式（１）の演算処理を行なう構成であって、上記クロックＣＫが供給されて、クロック周期で演算処理が行なわれるようになっている。基底関数展開部Ｗは、マザー・ウエーブレットψ（ｘ）を記憶する基底関数記憶部Ｗ１、スケールパラメータａを変換するスケール変換部Ｗ２、バッファメモリＷ３、トランスレートを行なう平行移動部Ｗ４、および、乗算部Ｗ５からなる。なお、基底関数記憶部Ｗ１に記憶するマザー・ウエーブレットψ（ｘ）としては、ガボールウエーブレットの他、メキシカンハット、Ｈａａｒウエーブレット、Ｍｅｙｅｒウエーブレット、Ｓｈａｎｎｏｎウエーブレット等が適用できる。
【００４９】
まず、基底関数記憶部Ｗ１からマザー・ウエーブレットψ（ｘ）が読み出されると、スケール変換部Ｗ２はスケールパラメータａの変換を行なう。ここで、スケールパラメータａは周期に対応するものであるから、ａが大きくなると、マザー・ウエーブレットψ（ｘ）は時間軸上で伸長される。この場合、基底関数記憶部Ｗ１に記憶されるマザー・ウエーブレットψ（ｘ）のデータ量は一定であるので、ａが大きくなると単位時間当たりのデータ量が減少してしまう。そこで、スケール変換部Ｗ２は、これを補うように補間処理を行なうとともに、ａが小さくなると間引き処理を実行して、関数ψ（ｘ／ａ）を生成する。このデータはバッファメモリＷ３に一旦格納される。
【００５０】
次に、平行移動部Ｗ４は、バッファメモリＷ３からトランスレートパラメータｂに応じたタイミングで関数ψ（ｘ／ａ）を読み出すことにより、関数ψ（ｘ／ａ）の平行移動を行なって、関数ψ（ｘ−ｂ／ａ）を生成する。
乗算部Ｗ４は、変数１／ａ１／２、関数ψ（ｘ−ｂ／ａ）および脈波データＭＤを乗算して心拍単位でウエーブレット変換を行ない、脈波解析データＭＫＤを生成する。この例において、脈波解析データＭＫＤは、０Ｈｚ〜０．５Ｈｚ、０．５Ｈｚ〜１．０Ｈｚ、１．０Ｈｚ〜１．５Ｈｚ、１．５Ｈｚ〜２．０Ｈｚ、２．０Ｈｚ〜２．５Ｈｚ、２．５Ｈｚ〜３．０Ｈｚ、３．０Ｈｚ〜３．５Ｈｚ、３．５Ｈｚ〜４．０Ｈｚといった８つの周波数領域に分割されて出力される。また、基底関数展開部Ｗは、上述したようにクロック周期で演算処理を行ない、クロック周波数は脈波波形ＭＨの基本波周波数の８倍になるように設定されるので、１回の心拍で生成される脈波解析データＭＫＤは、図２３に示すようにデータＭ１１〜Ｍ８８となる。
【００５１】
この脈波解析データＭＫＤは、周波数補正部８００によって補正されて、脈波補正データＭＫＤ’、すなわち、生体状態を示す指標として、図４におけるＲＡＭ１１２およびＣＰＵ１１０に供給される。
なお、図２０〜図２３のウェーブレット変換に関する構成は、被験者の両者で心拍数が一致する場合の構成である。心拍数が一致して、一拍内の位相のみが両者で差がある場合に、適用される。この場合には、両者のデータＭ１１〜Ｍ８８を比較して位相のずれを検出すればよい。
一方、心拍数が一致していない場合には、波形整形部７１０にて拍のタイミングを求めることなく、一定の間隔でウェーブレット変換を実行し、データＭ１８が現われる間隔を求める構成であれば良い。すなわち、Ｍ１８の表れる間隔を各被験者毎に検出し、その逆数を算出することによって上述した心拍情報Ｓ１，Ｓ２を求めることができる。この場合、データＭ１８としたのは、脈波波形においては１拍毎に急峻に立ち上がり、その立ち上がり部分においては、高域周波数成分を示すデータが大きくなって、特定しやすいためである。
ところで、同調度の測定開始直後では、心拍数が一致してしていないのが通常であるから、まず、波形整形部７１０にて拍のタイミングを求めることなく、一定の間隔でウェーブレット変換を実行して、心拍情報Ｓ１，Ｓ２に基づく同調度を算出し、心拍数が一致した時点で、心拍に同期したウエーブレット変換を行って、位相差に基づく同調度を算出するようにしてもよい。
【００５２】
そして、データＭ１８の１分当たりの出現回数が脈拍であり、出現タイミングが拍の開始タイミングとなる。したがって、ウェーブレット変換を用いて２人の脈を解析することにより、両者の拍数の引き込み現象と、拍タイミングの引き込み現象の双方を観測することができる。
【００５３】
（２）形態上の変形
▲１▼脈波の検出部位は、指先に限らず、指もとでもよく、また、手首でもよい。本発明はそれ等に限られない。そこで、本発明にかかる運動指標測定装置の形態についていくつか例を挙げて説明する。
▲２▼ネックレス
例えば、本発明にかかる運動指標測定装置を、図２４に示すようなネックレスとすることが考えられる。
この図において、１６０１は、センサパッドであってスポンジ状の緩衝材などで構成される。このセンサパッド１６０１の中には、脈波検出部１６０２が皮膚面に接触するように取り付けられる。したがって、このネックレスを首にかけると、脈波検出部１６０２が首の後ろ側の皮膚に接触して脈波が測定されて、拍数が求められる。また、同図中、ブローチに似た中空部を有するケース１６０３には装置の主要部が組み込まれており、必要であれば、通信を行なうためのＬＥＤや、フォトダイオードのほか、各種設定を行なうためのボタンスイッチなどが、図においてケース１６０３の裏面に設けられる（図示せず）。さらに、脈波検出部１０６２とケース１６０３とは、それぞれ鎖１６０４に取り付けられており、この鎖１６０４の中に埋め込まれたリード線（図示略）を介して電気的に接続されている。１６０６、１６０７は装置を操作するボタンスイッチである。
【００５４】
▲３▼めがね
他方、腕時計以外の形態例として、図２５にような眼鏡と組み合わせることが考えられる。この形態では装置本体が眼鏡フレームにおける左側の蔓１７０１に取り付けられており、本体はさらにケース１７０２ａとケース１７０２ｂとに分かれ、蔓１７０１内部に埋め込まれたリード線を介して接続されている。なお、このリード線は蔓１７０１に沿って這わせるようにしても良い。
ケース１７０２ａにおいて、そのレンズ１７０３側の側面の全面には液晶パネル１７０４が取り付けられ、さらに該側面の一端には鏡１７０５が所定の角度で固定されている。これに加え、ケース１７０２ａには光源（図示略）を含む液晶パネル１７０４の駆動回路が組み込まれており、この光源から発射された光が液晶パネル１７０４を介して鏡１７０５で反射されて眼鏡のレンズ１７０３に投射される。したがって、この形態ではレンズ１７０３が、図３における表示部９０に相当することとなる。
【００５５】
また、ケース１７０２ｂには装置の主要部が組み込まれており、必要であれば、通信を行なうためのＬＥＤや、フォトダイオードのほか、各種設定を行なうためのボタンスイッチなどが設けられる。さらに、脈波検出部は、パッド１７０６に内蔵されており、これらパッド１７０６で耳朶を挟むことにより脈波検出部を耳へ固定するようになっている。１７０７、１７０８は装置を操作するボタンスイッチである。
▲４▼カード型
また、他の形態例として、図２６に示すようなカード型が考えられる。このカード型装置１８００は、被験者の左胸ポケットに収容されるものである。この形態における脈波検出部１８０１は、カード表面に設けられる圧電マイクから構成され、被験者の皮膚面側に対向して、被験者の鼓動を検出して拍数を検出するものである。このように脈波検出部１８０１をマイク等で構成した場合、アラーム部１８０２がアラーム音を発生させると、当該アラーム音を検出してしまうので、装置内部に設けられるＣＰＵ１８０３は、アラーム音を発生させる際に、脈波検出部１８０１による拍数検出を行なわないような処理が必要となる点に留意しなければならない。１８０３、１８０４は装置を操作するボタンスイッチである。
【００５６】
▲５▼万歩計
さらに、他の形態例として、図２７（ａ）に示すような万歩計型が考えられる。この万歩計の装置本体１９００は、同図（ｂ）に示すように、被験者の腰ベルトに取り付けられるものである。この形態における脈波検出部１９０１は、図２に示す腕時計型と同様に、被験者の左手人指し指の根元から第２指関節までの間に装着される。この際、装置本体１９００と本体脈波検出部１９０１とを結ぶケーブル１９０２については、被験者の運動を妨げないように、上着に縫い込むなどの対策を施のが望ましい。  １９０３はＣＰＵ、１９０４から１９０９までは装置を操作するボタンスイッチである。
【００５７】
▲６▼なお、上述した各実施形態にあっては、各機能の実行結果を液晶表示装置により表示する構成としたが、本発明はそれに限定されない。すなわち、資格に頼った表示に限らず、種々の態様により告知可能である。例えば告知の態様は音、表示、触覚、嗅覚、温度である。その意味で本発明おける告知とは、互換に訴えるものを意味する。例えば、振動による触覚に訴えて告知する構成としても良いし、また、告知すべき結果を音声合成による聴覚に訴えて告知する構成としても良い。
また、スピーカーやイヤホーンから音声信号を放音させるようにしてもよい。この場合、同調度Ｓ３が大きくなるにつれ、音声信号の周波数を高くしたり、音量を大きくするようにしてもよい。また、指を挟み込むような把持手段によって触覚による告知を行ってもよい。この場合には、同調度が高まるにつれて把持力を大きくするようにすればよい。また、視覚に訴える手段にあっては、ＬＥＤを点滅させ、その周波数を同調度が高まるにつれて高くするようにしてもよい。
【００５８】
（３）脈以外の検出対象
上述した各実施形態においては、脈波を測定する例を示したが、検出対象となるものは脈波に限らず、心電や脳波でもよい。また、被測定者の呼吸や声の特徴を示すパラメータを検出し、これらについての同調度を測定するようにしてもよい。
【００５９】
（４）ネットワークでの応用
上述しか各実施形態における動作プログラムは、装置内部で記憶したが、これは、例えば、ネットワーク上のサーバなど記憶させ、測定を行う際に適宜ダウンロードするようにしてもよい。このような構成にすると、ネットワーク上のクライアントにおいて、同調度の測定をするときだけ、プログラムをロードすればよいので、クライアント装置の構成を簡略化することができる。
なお、上記ネットワークとしては、インターネットやいわゆる商用ネットワーク等の広範な地域をカバーするネットワークが挙げられる。ここで、インターネット経由で動作プログラムをダウンロードする態様について説明する。図２８はインターネット経由で動作プログラムをダウンロードするシステムの概略構成を示すブロック図であり、この図において、ネットワークに接続されたサーバ（インターネット上のサーバ）は、ＨＴＴＰ（ハイパー・テキスト・トランスファー・プロトコル）をサポートしたＷＷＷ（ワールド・ワイド・ウェブ）サイトである。このサーバには、上記の動作プログラムが格納されており、さらに当該動作プログラムをクライアント側へ転送するためのＪＡＶＡ（ジャバ）アプレットが組み込まれたホームページが設けられている。なお、このホームページは、ＪＡＶＡに対応したＨＴＭＬ（ハイパー・テキスト・マークアップ・ランゲージ）によって記述されている。
このような環境下で、クライアントがＪＡＶＡに対応したＷＷＷブラウザを用いてインターネット上のサーバにＨＴＴＰでアクセスすると、サーバ側からクライアント側へＨＴＭＬデータが転送され、クライアントにおいて上記ホームページが表示される。この際、上記ＪＡＶＡアプレットも自動的にダウンロードされ、クライアントのＪＡＶＡ仮想マシン環境上で当該ＪＡＶＡアプレットが実行される。これにより、最新の動作プログラムがクライアントに格納されていない場合には、サーバから最新の動作プログラムがダウンロードされ、クライアントに格納された動作プログラムが更新される。
なお、最新か否かの判断は上記ＪＡＶＡアプレットにより行われる。この判断の基準および手法は任意であるが、例えば、動作プログラムファイルのタイムスタンプを比較することにより実現可能である。また、クライアントの作動中には上記ＪＡＶＡアプレットを常に作動させておき、所定時間間隔で自動的にサーバへアクセスし、最新か否かの判断およびダウンロードを自動的に行うようにすることも可能である。このようにすれば、使用者は、動作プログラムの修正や仕様変更を意識する必要がなく、クライアントが格納している動作プログラムを常に最新の動作プログラムとすることができる。なお、上述した態様は一例であり、ＨＴＴＰ、ＨＴＭＬ、ＪＡＶＡ以外の環境上で上記動作を実現してもよいことは言うまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、複数の者の脈拍数等の生体反応の同調化の現象を観測することができる。さらに、一方が他方の情動、心理的状況へ同調化される引き込み現象を生体反応の客観的データから解析処理して判定し、客観的なデータとして検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  上記第１実施形態における、教師側に設けられる装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】  上記第１実施形態における、生体情報検出手段１の構成例を示す図である。
【図４】  上記第１実施形態における、生体情報検出手段１の回路構成を示すブロック図である。
【図５】  上記第１実施形態における、脈波検出部１２０の回路構成を示す図である。
【図６】  上記第１実施形態における、Ｓ１の検出手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】  (a)は処理前の脈波の波形Ｆを示し、(b)は処理後得られる高調波成分を示す図である。
【図８】  (a)は録音システムを示すブロック図であり、(b)は撮像システムを示すブロック図である。
【図９】  上記第１実施形態における、回路構成のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１０】 この実施形態における判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】 表示手段５を示す図である。
【図１２】 この発明の第２実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】 上記第２実施形態における、ハードウェア構成を示す図である。
【図１４】 (a)は１対１のシステム化の一例を示す図であり、(b)は複数のシステム化の一例を示す図である。
【図１５】 この発明の第３実施形態による生体情報検出装置の概略を示す図である。
【図１６】 上記第３実施形態における、概略構成を示すブロック図である。
【図１７】 上記第３実施形態における、ハードウェアの構成例を示す図である。
【図１８】  上記第３実施形態における、ＬＥＤ反射式の脈波検出方式の構成例を示す図である。
【図１９】  上記第３実施形態における、波検出部３７４を示すブロック図である。
【図２０】  ウエブレット変換部の構成を示すブロック図である。
【図２１】  ウエブレット変換部における波形整形部の構成を示すブロック図である。
【図２２】  (a)〜(e)はそれぞれウエブレット変換部の動作を示すタイミングチャートである。
【図２３】  １拍分の脈波から得られる脈波解析データを示す図である。
【図２４】  この発明の生体情報検出装置をネックレス型とした場合の外観構成を示す図である。
【図２５】  この発明の生体情報検出装置を眼鏡型とした場合の外観構成を示す図である。
【図２６】  この発明の生体情報検出装置をポケットカードとした場合の外観構成を示す図である。
【図２７】  (a)はこの発明の生体情報検出装置を万歩計型とした場合の外観構成を示す図であり、(b)はそれが取り付けられた状態を示す図である。
【図２８】   プログラムの配信システムを示すブロック図である。
【図２９】   ピーク点を検出する同調度判定方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  生体情報検出手段
２  生体情報受信手段
３  同調度判定手段
４  表示制御手段
５  表示手段
６  生体情報検出手段
７  情報入力手段
８  生体情報送信手段
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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