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生物體信息檢測裝置.pdf

關 鍵 詞:
生物體 信息 檢測 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201480036824.2

申請日:

20140709

公開號:

CN105324073B

公開日:

20180213

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B5/0245 主分類號: A61B5/0245
申請人: 精工愛普生株式會社
發明人: 高橋有亮,青島一郎
地址: 日本東京
優先權: 2013-146449,2013-146450
專利代理機構: 北京康信知識產權代理有限責任公司 代理人: 田喜慶;吳孟秋
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480036824.2

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

提供能高精度地判斷佩戴狀態、非佩戴狀態、能夠根據判斷結果恰當地提示信息的生物體信息檢測裝置等。生物體信息檢測裝置包括輸出脈波傳感器信號的脈波檢測部(10)和處理脈波傳感器信號的處理部(100),處理部(100)根據給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值進行生物體信息檢測裝置的卸下檢測處理。

權利要求書

1.一種生物體信息檢測裝置,其特征在于,包括:脈波檢測部,輸出脈波傳感器信號;以及處理部,處理所述脈波傳感器信號,所述處理部根據給定期間中的所述脈波傳感器信號的DC分量的第一變化值,進行所述生物體信息檢測裝置的卸下檢測處理。2.根據權利要求1所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述處理部根據所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述第一變化值、以及第二期間中的表示所述脈波傳感器信號的所述DC分量的變化的第二變化值,進行所述卸下檢測處理,其中,所述第二期間是包含所述給定期間、且比所述給定期間長的期間。3.根據權利要求2所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,在所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述第一變化值超過了給定閾值、且所述第二期間中的所述第二變化值超過了第二閾值的情況下,所述處理部判斷為所述生物體信息檢測裝置被卸下。4.根據權利要求1或2所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述生物體信息檢測裝置還包括輸出體動信號的體動傳感器,在所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述第一變化值超過了給定閾值、且與所述給定期間對應的期間中的所述體動信號在給定的體動閾值以下的情況下,所述處理部判斷為所述生物體信息檢測裝置被卸下。5.根據權利要求1至3中任一項所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,在通過所述卸下檢測處理檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,所述處理部進行基于所述脈波傳感器信號的脈波的判斷處理中的參數的初始化處理。6.根據權利要求1至3中任一項所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述處理部求出所述脈波傳感器信號在第i采樣時機下的第iDC分量值與所述脈波傳感器信號在第j采樣時機下的第jDC分量值的差分值作為所述DC分量的所述第一變化值,并根據求出的所述DC分量的所述第一變化值進行所述卸下檢測處理,其中,i為正整數,j是滿足j>i的整數。7.根據權利要求1所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,在所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述第一變化值超過了給定閾值的情況下,所述處理部判斷為所述生物體信息檢測裝置被卸下。8.根據權利要求1至3中任一項所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述處理部根據第三期間中的表示所述脈波傳感器信號的所述DC分量的變化的第三變化值,進行所述生物體信息檢測裝置的再佩戴檢測處理,其中,所述第三期間是通過所述卸下檢測處理檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下之后的期間。9.一種生物體信息檢測裝置,其特征在于,包括:脈波檢測部,輸出脈波傳感器信號;以及處理部,處理所述脈波傳感器信號,所述處理部根據給定期間中的所述脈波傳感器信號的DC分量的第一變化值,進行所述生物體信息檢測裝置的卸下檢測處理,所述處理部在檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,作出基于所述脈波傳感器信號的脈波信息的記錄或通信的停止指示、或者作出已與表示是在卸下期間中獲取的信息相關聯的所述脈波信息的記錄或通信的指示。10.根據權利要求9所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述處理部在檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下之后,若檢測到所述生物體信息檢測裝置的再佩戴、且基于所述脈波傳感器信號的所述脈波信息的計測處理成功時,作出所述脈波信息的記錄或通信的指示。11.根據權利要求9所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述處理部設定多個狀態,并根據設定的所述多個狀態間的遷移處理,作出所述記錄或通信的停止指示、或者所述記錄或通信的指示,其中,所述多個狀態包括:對應于佩戴有所述生物體信息檢測裝置的情況的佩戴狀態、對應于已卸下所述生物體信息檢測裝置的情況的非佩戴狀態、以及對應于所述佩戴狀態與所述非佩戴狀態的中間情況的中間狀態。12.根據權利要求11所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述處理部在所述非佩戴狀態下檢測到佩戴檢出事件時,進行從所述非佩戴狀態向所述中間狀態的所述遷移處理,在所述中間狀態下檢測到脈波信息計測成功事件時,進行從所述中間狀態向所述佩戴狀態的所述遷移處理。13.根據權利要求11所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述處理部在所述佩戴狀態中進行卸下事件及撞擊發生事件的檢測處理,所述處理部在檢測到所述卸下事件時,判斷進行了所述生物體信息檢測裝置的卸下,并進行從所述佩戴狀態向所述非佩戴狀態的所述遷移處理,所述處理部在檢測到所述撞擊發生事件時,判斷檢測出懷疑所述生物體信息檢測裝置被卸下的異常信號,并進行從所述佩戴狀態向所述中間狀態的所述遷移處理。14.一種生物體信息檢測裝置,其特征在于,包括:脈波檢測部,具有輸出脈波傳感器信號的脈波傳感器;以及處理部,對所述脈波傳感器信號進行處理,所述處理部根據給定期間中的所述脈波傳感器信號的DC分量的第一變化值,進行所述生物體信息檢測裝置的卸下檢測處理,所述處理部在檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下時,作出基于所述脈波傳感器信號的脈波信息的顯示停止指示、或者進行顯示切換處理,所述處理部在檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下之后,若檢測到所述生物體信息檢測裝置的再佩戴、且基于所述脈波傳感器信號的所述脈波信息的計測處理成功時,作出所述脈波信息的顯示指示。15.根據權利要求9至14中任一項所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述處理部根據給定期間中的所述脈波傳感器信號的DC分量的第一變化值、以及第二期間中的表示所述脈波傳感器信號的所述DC分量的變化的第二變化值,進行所述生物體信息檢測裝置的卸下檢測處理,其中,所述第二期間是包含所述給定期間、且比所述給定期間長的期間。16.根據權利要求15所述的生物體信息檢測裝置,其特征在于,所述生物體信息檢測裝置還包括輸出體動信號的體動傳感器,在所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述第一變化值超過了給定閾值、且與所述給定期間對應的期間中的所述體動信號在給定的體動閾值以下的情況下,所述處理部判斷為所述生物體信息檢測裝置被卸下。

說明書

技術領域

本發明涉及生物體信息檢測裝置等。

背景技術

近年來,佩戴于用戶的手臂等而使用的生物體信息檢測裝置已廣為人知。作為由該生物體信息檢測裝置檢測的生物體信息,可以考慮例如脈搏數等脈波信息。這時的生物體信息檢測裝置狹義上為脈搏計,其根據來自該脈搏計中所包括的脈波傳感器的信號進行用戶的脈搏數的計測等。

在佩戴于手臂等的生物體信息檢測裝置中,該生物體信息檢測裝置為佩戴狀態還是非佩戴狀態是重要的信息。例如,考慮一種下述構成的情況:即、脈波傳感器包括發光部(LED等)和受光部(光電二極管等),通過受光部檢測來自發光部的光被生物體反射后的反射光或者透過了生物體的透過光。在這種情況下,應由受光部檢測的光為上述反射光或者透過光,如果生物體信息檢測裝置為佩戴狀態的話,則能檢測該反射光或透過光,但在非佩戴狀態下,脈波傳感器與生物體的相對位置關系不確定,不能夠正確地檢測反射光或透過光。

進而,在非佩戴狀態下,受光部檢測出環境光等外部光的可能性也高,在那種情況下,導致脈波傳感器輸出與用戶的脈搏無任何關系的信號值。由于將與脈搏無關的信號值誤認為是脈波信號,因此所算出的脈搏數等也未反映用戶的脈搏狀態,還會對使用了脈搏數等的處理(例如對目標用戶健康狀態的建議處理)造成壞的影響。

如果用戶每次都輸入生物體信息檢測裝置的佩戴狀態,則能高精度地檢測佩戴狀態。但是,那樣的操作是繁瑣的,因此,從用戶易操作的觀點考慮,對自動辨別生物體信息檢測裝置的佩戴狀態的需求大。

例如,在專利文獻1中,已記載有在佩戴狀態和非佩戴狀態下脈波傳感器的輸出電壓值不同。由此,也可以認為通過進行脈波傳感器的電壓值與給定閾值的比較處理而能辨別是佩戴狀態還是非佩戴狀態。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1:特開2005-270544號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

脈波傳感器的輸出電壓值由于各種要因而變化。例如,處于外部光影響大的晴天時的室外時和處于黑暗的室內等時,脈波傳感器的電壓值不同。或者,用戶皮膚的血色素或黑色素的量存在個體差異,起因于由它們的量的不同所引起的LED光的衰減率的不同,將使脈波傳感器的電壓值發生變化。并且,已經知道,在生物體信息檢測裝置中,隨著表示對脈波傳感器部分處的生物體(皮膚)的壓力的按壓,脈波傳感器的電壓值也會發生變動。

因此,若單純地比較脈波傳感器的輸出電壓值和預定的閾值,則無法應對由上述要因引起的電壓值的變動,可能誤判佩戴、非佩戴。

另外,即使能夠高精度地辨別是佩戴狀態還是非佩戴狀態,但根據該辨別結果來切換所獲取的生物體信息(狹義上講是脈波信息)的記錄、通信的處理的方法也尚未在現有方法中披露。

原因是,佩戴于手臂等的生物體信息檢測裝置被要求小型輕量等,因此,大多數情況下在電池容量等上存在限制,尚未設想連續的長時間的使用。由此,在計測脈波信息時,可期待用戶有意地使生物體信息檢測裝置成為佩戴狀態,因此,考慮在非佩戴狀態下檢測出信號并根據該不恰當的信號運算脈波信息的風險的必要性低。

但是,本申請人通過考慮包括脈波傳感器的生物體信息檢測裝置的結構或者基于脈波傳感器信號的脈波信息運算處理的內容等,從而實現了在實現小型輕量的同時能長時間連續工作的生物體信息檢測裝置。此時,生物體信息檢測裝置并非只在特定情況下(例如運動中)檢測生物體信息,而是在包括工作中、睡眠中在內的長時間(狹義上來講是一天中)下檢測生物體信息,可以活用為“生活日志”。

在生活日志的檢測中,既然無法強迫用戶24小時365天佩戴,那么就很大可能發生正在進行脈波傳感器信號的測定而生物體信息檢測裝置為非佩戴狀態這樣的情況。那時,如果同等地對待在佩戴狀態下獲取的恰當脈波信息和在非佩戴狀態下獲取的不恰當脈波信息,則會妨礙使用了脈波信息的處理。

根據本發明的幾個方面,能夠提供可以高精度地判斷佩戴狀態、非佩戴狀態、能根據判斷結果恰當地提示信息的生物體信息檢測裝置等。

另外,根據本發明的幾個方面,能夠提供使用給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值來高精度地判斷佩戴狀態、非佩戴狀態的生物體信息檢測裝置等。

另外,根據本發明的幾個方面,能夠提供在非佩戴狀態時相對于佩戴狀態時切換脈波信息的記錄、通信的處理而使基于脈波信息的恰當處理成為可能的生物體信息檢測裝置等。

另外,根據本發明的幾個方面,能夠提供在非佩戴狀態時相對于佩戴狀態時切換脈波信息的顯示處理而使基于脈波信息的恰當提示成為可能的生物體信息檢測裝置等。

用于解決技術問題的方案

本發明的一方面涉及一種生物體信息檢測裝置,其包括脈波檢測部,輸出脈波傳感器信號;以及處理部,處理所述脈波傳感器信號,所述處理部根據給定期間中的所述脈波傳感器信號的DC分量的變化值,進行生物體信息檢測裝置的卸下檢測處理。

在本發明的一方面中,將脈波傳感器信號的DC分量的變化值用于生物體信息檢測裝置的卸下檢測。因此,即使在DC分量的信號值上考慮有各種變動要因,也能通過求出變化值的處理來抑制該變動要因的影響,從而能高精度地進行卸下檢測處理;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,所述處理部根據所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述變化值、以及第二期間中的表示所述脈波傳感器信號的所述DC分量的變化的第二變化值,進行所述卸下檢測處理,其中,所述第二期間是包含所述給定期間、且比所述給定期間長的期間。

由此,即使是在較短期間中的DC分量的變化值表現出與卸下時相似的趨勢的情況(例如向生物體信息檢測裝置施加了撞擊的情況)下,也能通過使用較長期間中的DC分量的變化值來抑制誤認為進行了卸下的可能性;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,在所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述變化值超過了給定閾值、且所述第二期間中的所述第二變化值超過了第二閾值的情況下,所述處理部判斷為所述生物體信息檢測裝置被卸下。

由此,可以進行基于各DC分量的變化值與閾值的比較處理的卸下檢測處理;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,還包括輸出體動信號的體動傳感器,在所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述變化值超過了給定閾值、且與所述給定期間對應的期間中的所述體動信號在給定的體動閾值以下的情況下,所述處理部判斷為所述生物體信息檢測裝置被卸下。

由此,即使是在較短期間中的DC分量的變化值表現出與卸下時相似的趨勢的情況(例如向生物體信息檢測裝置施加了撞擊的情況)下,也能通過使用體動信號來抑制誤認為進行了卸下的可能性;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,在通過所述卸下檢測處理檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,所述處理部進行基于所述脈波傳感器信號的脈波的判斷處理中的參數的初始化處理。

由此,可在檢測到卸下的情況(生物體信息檢測裝置為非佩戴狀態的情況)下將脈波的判斷處理用的參數初始化。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,所述處理部設定與包括在過去的所述脈波的所述判斷處理中被判斷為脈搏頻率的頻率在內的給定頻率范圍對應的窗,進行將窗中包含的頻率優先判斷為所述脈搏頻率的處理作為基于所述脈波傳感器信號的所述脈波的所述判斷處理,所述處理部在通過所述卸下檢測處理檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下的情況下進行所述窗的所述初始化處理。

由此,可在檢測到卸下的情況下將作為脈波的判斷處理用的參數的窗初始化。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,在通過所述卸下檢測處理檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,所述處理部進行應用于所述脈波傳感器信號的自適應增強器的濾波系數的初始化處理。

由此,可在檢測到卸下的情況下將自適應增強器的濾波系數初始化。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,所述處理部求出所述脈波傳感器信號在第i(i為正整數)采樣時機下的第i DC分量值與所述脈波傳感器信號在第j(j是滿足j>i的整數)采樣時機下的第j DC分量值的差分(差)值作為所述DC分量的所述變化值,并根據求出的所述DC分量的所述變化值進行所述卸下檢測處理。

由此,可使用不同的兩個采樣時機下的DC分量值的差分值作為給定期間中的DC分量的變化值;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,在所述給定期間中的所述脈波傳感器信號的所述DC分量的所述變化值超過了給定閾值的情況下,所述處理部判斷為所述生物體信息檢測裝置被卸下。

由此,可根據DC分量的變化值與閾值的比較處理進行卸下判斷處理;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,所述處理部根據第三期間中的表示所述脈波傳感器信號的所述DC分量的變化的第三變化值,進行所述生物體信息檢測裝置的再佩戴檢測處理,其中,所述第三期間是通過所述卸下檢測處理檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下之后的期間。

由此,根據DC分量的變化值,不僅可以進行卸下的判斷,而且還可以進行再佩戴的判斷;等等。

另外,本發明的其它方面涉及一種生物體信息檢測裝置,其包括:脈波檢測部,輸出脈波傳感器信號;以及處理部,處理所述脈波傳感器信號,所述處理部在檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,作出基于所述脈波傳感器信號的脈波信息的記錄或通信的停止指示、或者作出已與表示是在卸下期間中獲取的信息相關聯的所述脈波信息的記錄或通信的指示。

在本發明的其它方面中,在檢測到生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,作出脈波信息的記錄或通信的停止指示、或者作出與表示該脈波信息是在卸下期間中獲取的信息相關聯地記錄或通信的指示。由此,當在脈波信息的計測中卸下了生物體信息檢測裝置時,能夠不記錄未反映實際脈搏情況的脈波信息、或者能夠使其與可能不恰當相關聯地進行記錄等,其結果,可使用被記錄或通信的脈波信息恰當地進行處理;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,所述處理部在檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下之后,若檢測到所述生物體信息檢測裝置的再佩戴、且基于所述脈波傳感器信號的所述脈波信息的計測處理成功時,則作出所述脈波信息的記錄或通信的指示。

由此,在生物體信息檢測裝置為非佩戴狀態的情況下,可在不僅檢測到再佩戴,而且還一并檢測到脈波信息的計測處理成功時進行記錄或通信;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,所述處理部設定多個狀態,并根據設定的所述多個狀態間的遷移處理,作出記錄或通信的所述停止指示、或者記錄或通信的所述指示,其中,所述多個狀態包括:對應于佩戴有所述生物體信息檢測裝置的情況的佩戴狀態、對應于已卸下所述生物體信息檢測裝置的情況的非佩戴狀態、以及對應于所述佩戴狀態與所述非佩戴狀態的中間情況的中間狀態。

由此,可將本實施方式的處理實現為狀態機、以及可在該狀態機中設定中間狀態;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,所述處理部在所述非佩戴狀態下檢測到佩戴檢出事件時進行從所述非佩戴狀態向所述中間狀態的所述遷移處理,在所述中間狀態下檢測到脈波信息計測成功事件時進行從所述中間狀態向所述佩戴狀態的所述遷移處理。

由此,在生物體信息檢測裝置為非佩戴狀態的情況下,可通過利用了中間狀態的狀態機來實現在不僅檢測到再佩戴、而且還一并檢測到脈波信息的計測處理成功的情況下進行記錄或通信;等等。

另外,在本發明的一方面中,也可以是,所述處理部在所述佩戴狀態中進行卸下事件及撞擊發生事件的檢測處理,所述處理部在檢測到所述卸下事件時,判斷進行了所述生物體信息檢測裝置的卸下,并進行從所述佩戴狀態向所述非佩戴狀態的所述遷移處理,所述處理部在檢測到所述撞擊發生事件時,判斷檢測出懷疑所述生物體信息檢測裝置被卸下的異常信號,并進行從所述佩戴狀態向所述中間狀態的所述遷移處理。

由此,在從佩戴狀態向非佩戴狀態的遷移中,可如直接遷移、經由中間狀態的遷移這樣進行靈活的處理;等等。

另外,本發明的其它方面涉及一種生物體信息檢測裝置,其包括脈波檢測部,具有輸出脈波傳感器信號的脈波傳感器;以及處理部,對所述脈波傳感器信號進行處理,所述處理部在檢測到所述生物體信息檢測裝置被卸下時,作出基于所述脈波傳感器信號的脈波信息的顯示停止指示、或者進行顯示切換處理,所述處理部在檢測到所述生物體信息檢測裝置的卸下之后,若檢測到所述生物體信息檢測裝置的再佩戴、且基于所述脈波傳感器信號的所述脈波信息的計測處理成功時,作出所述脈波信息的顯示指示。

在本發明的其它方面中,在檢測到生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,進行脈波信息的顯示停止或者顯示切換處理,而當進行重啟顯示、或返回至原來狀態這樣的切換處理時,以不僅要檢測到再佩戴、而且還要一并檢測到脈波信息的計測處理成功作為條件。由此,能夠以恰當的形式對用戶提示脈波信息(根據情況,包括不提示);等等。

附圖說明

[圖1]是本實施方式所涉及的生物體信息檢測裝置的佩戴狀態的例子。

[圖2]是脈波傳感器的構成例。

[圖3]是本實施方式所涉及的生物體信息檢測裝置的構成例。

[圖4]是已卸下時的脈波傳感器信號的波形例。

[圖5]圖5(A)、圖5(B)是說明給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值的圖。

[圖6]圖6(A)、圖6(B)是說明由卸下和撞擊引起的DC分量的波形差異的圖。

[圖7]圖7(A)、圖7(B)是施加了撞擊時的脈波傳感器信號的波形例。

[圖8]圖8(A)、圖8(B)是施加了撞擊時的加速度檢測值的波形例。

[圖9]圖9(A)、圖9(B)是施加了撞擊時的加速度檢測值的微分值的波形例。

[圖10]圖10(A)、圖10(B)是進行了裝卸時的脈波傳感器信號的波形例。

[圖11]圖11(A)、圖11(B)是進行了裝卸時的加速度檢測值的 波形例。

[圖12]圖12(A)、圖12(B)是進行了裝卸時的加速度檢測值的微分值的波形例。

[圖13]圖13(A)、圖13(B)是在佩戴狀態和非佩戴狀態下的AC分量的自相關函數的例子。

[圖14]是在本實施方式中所設定的狀態和事件的例子。

[圖15]是狀態圖的例子。

[圖16]是說明本實施方式的基本處理的流程圖。

[圖17]是說明事件發生判斷處理的流程圖。

[圖18]是說明事件發生附隨處理的流程圖。

[圖19]是說明狀態附隨處理的流程圖。

[圖20]圖20(A)是事件發生附隨處理的具體例,圖20(B)是狀態附隨處理的具體例。

[圖21]圖21(A)、圖21(B)是脈波信息運算處理的參數的說明圖。

[圖22]圖22(A)~圖22(C)是本實施方式的方法的評價結果的說明圖。

具體實施方式

以下,對本實施方式進行說明。需要注意的是,在以下說明的本實施方式并非不合理地限定權利要求書中記載的本發明的內容。另外,在本實施方式中說明的構成未必全部都是本發明的必需構成成分。

1.本實施方式的方法

首先,對本實施方式的方法進行說明。如圖1所示,佩戴(安裝)于手臂等的生物體信息檢測裝置已被廣泛地得以應用。作為由該生物體信息檢測裝置檢測的生物體信息,例如既可以是脈搏數等脈波信息,也可以是步數等表示活動量的信息。脈波信息能夠通過使用脈波傳感器來求出,步數等信息能夠通過使用加速度傳感器等來求出。

在圖1這樣的生物體信息檢測裝置中,以該生物體信息檢測裝置恰當地佩戴于用戶的手臂等作為前提。例如在脈波傳感器為包括LED和PD(光電二極管)的構成的情況下,該脈波傳感器通過PD檢測來自LED的照射光被生物體反射后的反射光,從而獲取脈波傳感器信號。這時,如果考慮到照射光恰當地照射于生物體、PD以充分的強度檢測生物體的反射光、在PD中抑制反射光以外的光的檢測等的話,例如,如圖2所示,脈波傳感器需要成為貼緊于生物體這樣的位置關系。

如果是圖1所示那樣的鐘表型的生物體信息檢測裝置,則這種位置關系通過在將脈波傳感器設置于表盤部分的背側(接觸用戶手臂的一側)之后將生物體信息檢測裝置本身恰當地固定于用戶的手臂來實現。即,恰當地佩戴生物體信息檢測裝置是在使用脈波傳感器的脈波信息運算等中所要求的條件。

并且,已知在脈波傳感器的恰當的脈波傳感器信號的檢測中需要附加恰當的按壓。這里的按壓如圖2所示,是指脈波傳感器部分上的對生物體的壓力。也就是說,通過使生物體信息檢測裝置處于恰當的佩戴狀態,從而可以通過帶等保持機構附加適當的按壓,可以說,在求出脈波信號時,生物體信息檢測裝置的佩戴狀態仍然是重要的。

反過來說,如果是在生物體信息檢測裝置的非佩戴狀態下進行了生物體信息的檢測,則會導致獲得不恰當的結果。如果是在脈波傳感器的情況下,則會導致在PD中檢出可以想到的與來自生物體的反射光相比強得多的外部光。在這種情況下,即使使用脈波傳感器信號求出了脈搏數等脈波信息,也并沒有反映用戶實際的脈搏數等。因此,在使用求出的脈搏數等進行對用戶的健康建議的生成等處理的情況下,可能導致處理不恰當。另外,在使用脈波傳感器信號以外的處理中也會發生同樣的問題。例如,如果是根據加速度傳感器的傳感器信息來檢測步數的情況,則要根據起因于步行的加速度檢測值進行處理,但是,在手臂佩戴時、非佩戴時(例如放入皮包中的狀態、用手握住帶部分的狀態)由步行引起的加速度檢測值的影響理應不同,不能同樣地進行處理。

也就是說,生物體信息檢測裝置為佩戴狀態還是非佩戴狀態是非常重要的信息。但是,若每次佩戴、卸下生物體信息檢測裝置時,用戶都輸入該旨意,則操作變得繁雜,不優選。因此,要求自動辨別佩戴、非佩戴。

但是,現有的佩戴于手臂等上的生物體信息檢測裝置要求小型輕量等,因此,大多數情況下在電池容量等上具有限制,尚未設想連續的長時間的使用。因此,例如在計測運動時的脈搏數的情況下,一般的用例都是在即將運動之前進行設備的佩戴、設備的電源接通操作、而在運動結束時進行設備的電源斷開操作。此時,在生物體信息檢測裝置進行脈波信息的計測的情況下,理所當然期待是恰當的佩戴狀態,因此考慮信號在非佩戴狀態下被檢出并根據該不恰當的信號運算脈波信息的風險的必要性低。

作為結果,對于已獲取的脈波信息,不必特意考慮其是佩戴狀態還是非佩戴狀態,全部都認為是在佩戴狀態下獲取的恰當脈波信息來進行處理即可。另外,在現有已提出的裝卸檢測(放置檢測)的方法中,在為非裝卸狀態或者為放置狀態的情況下,也都是進行轉移至節能模式或者關閉顯示等與電池相關的處理,并沒有涉及算出的脈波信息的處理。

但是,本申請人通過考慮到包括脈波傳感器的生物體信息檢測裝置的結構、或者基于脈波傳感器信號的脈波信息運算處理的內容等,從而實現了在實現小型輕量的同時能長時間連續工作的生物體信息檢測裝置。此時,生物體信息檢測裝置并非只在特定情況下(例如運動中)檢測生物體信息,而是在包括工作中、睡眠中在內的長時間(狹義上來講是一天中)下檢測生物體信息,可以活用為“生活日志”。

在生活日志的檢測中,既然無法強迫用戶24小時365天佩戴,那么就很大可能發生正在進行脈波傳感器信號的測定而生物體信息檢測裝置為非佩戴狀態這樣的情況。那時,如果同等地對待在佩戴狀態下獲取的恰當脈波信息和在非佩戴狀態下獲取的不恰當脈波信息,則會妨礙使用了脈波信息的處理。

于是,本申請人提出一種方法,其通過某些方法來檢測是佩戴狀態還是非佩戴狀態,在判斷為是非佩戴狀態的情況下,作出已算出的脈波信息的記錄、通信的停止指示、或者作出使其與表示是非佩戴狀態的信息相關聯地進行記錄、通信的指示。這樣一來,能夠恰當地進行使用所記錄的脈波信息的處理、或者由作為通信目標的外部電子設備進行的使用脈波信息的處理。如果作出了記錄、通信的停止指示,則在使用脈波信息的處理中一開始就不獲取非佩戴狀態下的脈波信息。另外,如果作出了使其與表示是非佩戴狀態的信息相關聯地進行記錄、通信的指示,則可以在使用脈波信息的處理中下調非佩戴狀態下的脈波信息的優先度、或者作出完全不用于處理等的判斷。

另外,本申請人配合提出使用脈波傳感器信號的DC分量的變化值的裝卸檢測方法。在專利文獻1中,已記載有在佩戴狀態和非佩戴狀態下脈波傳感器的電壓值不同。因此,也認為可根據該電壓值來進行佩戴狀態和非佩戴狀態的辨別。

但是,脈波傳感器信號(脈波傳感器的輸出電壓值)會因各種要因而變動。例如,在處于外部光的影響大的晴天室外時和處于暗的室內等時,被PD檢出的外部光的光量不同,因此,脈波傳感器信號的大小也不同。例如,如果為非佩戴狀態,則在PD中檢出外部光的可能性高,因此,脈波傳感器信號隨外部光情況而發生大的變化。另外,即使在佩戴狀態下也難以完全隔絕外部光的進入,因此,存在信號值因外部光而發生變動的可能性。

另外,已知LED光的衰減率因皮膚的血色素、黑色素的不同而異。而且,血色素、黑色素的量隨用戶的不同而不同,并且,即使是同一用戶也可能由于身體狀況等的變動而發生變化。也就是說,由于每個用戶的個體差異、或者同一用戶的身體狀況變動等,佩戴狀態下的脈波傳感器信號會發生變動。

進而,已知脈波傳感器信號也會因按壓的不同而發生變動。而且,由于適當按壓也受作為血管內部壓力的內壓的影響,因此,每個用戶存在個體差異、同一用戶中也有差異。進而,也無法保證各用戶每次都附加相同按壓、即無法保證每次都使帶等保持機構為相同條件來進行佩戴。也就是說,佩戴狀態下的脈波傳感器信號也會因按壓的不同而變動。

如上所述,佩戴狀態、非佩戴狀態下的脈波傳感器信號分別發生變動,因此,難以設定能明確辨別佩戴狀態和非佩戴狀態的閾值。也就是說,即使使用脈波傳感器的輸出電壓值單純地進行了閾值判斷,也難以高精度地判斷佩戴、非佩戴。

于是,本申請人提出根據脈波傳感器信號的DC分量的變化值來判斷佩戴、非佩戴的方法。如上所述,DC分量的值本身會因各種要因而變動,因此,難以設定恰當的閾值,但通過使用DC分量的變化值,則能高精度地進行裝卸判斷。例如,作為DC分量的變化值,可以求出給定期間內的最大值與最小值的差值。由于由上述要因引起的脈波傳感器的信號變動對最大值和最小值雙方都帶來影響,因此,可通過取差值來消除(廣義上來講是抑制)其影響。

如圖3所示,本實施方式的生物體信息檢測裝置包括輸出脈波傳感器信號的脈波檢測部10、和處理脈波傳感器信號的處理部100,處理部100根據給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值來進行生物體信息檢測裝置的卸下檢測處理。

由此,如上所述,能夠抑制由各種要因引起的變動對脈波傳感器信號的影響,能高精度地判斷生物體信息檢測裝置的佩戴狀態、非佩戴狀態。

另外,即使生物體信息檢測裝置為佩戴狀態,但在向該生物體信息檢測裝置施加了強撞擊的情況下,盡管是佩戴狀態,也有可能誤判為是非佩戴狀態。這是因為,還考慮到即使尚未將生物體信息檢測裝置從手臂卸下,但在無意之中向佩戴部位附近施加了過大撞擊的情況下,脈波傳感器會從皮膚瞬間脫離。在這種情況下,脈波傳感器信號(電壓值)呈現出與從佩戴狀態轉變至了非佩戴狀態時相似的特性變化,因此,盡管實際上脈搏計還一直佩戴于手臂上,但也有可能誤檢測為已從手臂上卸下。

于是,在本實施方式中,還配合提出恰當地識別由撞擊引起的脈波傳感器的浮動與非佩戴狀態的方法。這既可以使用比在單純的裝卸檢測處理中作為對象的給定期間長的第二期間內的脈波傳感器信號的DC分量的變化值(第二變化值),也可以使用來自加速度傳感器等體動傳感器的體動信號。關于各自的詳情,將在后面說明。

以下,在說明了本實施方式所涉及的生物體信息檢測裝置的系統構成例之后,對上述裝卸檢測方法的具體處理進行說明。并且,對將本實施方式的處理實現為狀態機時的狀態以及用于狀態遷移的事件的設定、或者狀態遷移圖等進行說明。

2.系統構成例

圖3中示出本實施方式所涉及的生物體信息檢測裝置的系統構成例。如圖3所示,生物體信息檢測裝置包括:脈波檢測部10、體動檢測部20、處理部100、顯示部200、存儲部300以及通信部400。但是,生物體信息檢測裝置及該生物體信息檢測裝置的各部不限于圖3的構成,既可以省略、改變它們中的一部分構成成分、也可以追加其它構成成分;等等,可實施各種變形。

脈波檢測部10根據脈波傳感器的傳感器信息(脈波傳感器信號)輸出信號。脈波檢測部10例如可包括脈波傳感器11和A/D轉換部16。

脈波傳感器11為用于檢測脈波信號的傳感器,例如可考慮光電傳感器等。需要注意的是,在使用光電傳感器作為脈波傳感器11的情況下,也可以使用構成為切斷太陽光等外部光的信號分量的傳感器。這例如可以通過設置多個光電二極管并使用它們的信號而通過反饋處理等求出差分(差分)信息的構成等來實現。

圖2是將生物體信息檢測裝置中的包括脈波傳感器11的部分放大后的示意圖。如圖2所示,脈波傳感器11包括:照射光的LED12、接收所照射的光被生物體反射后的反射光的光電二極管(PD)13、以及作為與生物體的接觸部分的凸部14。本實施方式的脈波傳感器11通過具有圖2所示的凸部14而對生物體有效地附加壓力(按壓)。在此,已經知道,在檢測脈波信息時,可通過調整表示對脈波傳感器附近的生物體的壓力的按壓來提高檢測精度。圖2的凸部14是考慮了按壓調整的結構,但該按壓調整的相關方法與本實施方式的方法的著重點不同,因此省略詳細的說明。

在A/D轉換部16中進行脈波傳感器信號的A/D轉換處理,輸出數字信號。

體動檢測部20根據各種傳感器的傳感器信息輸出與體動相應的信號(體動信號)。體動檢測部20例如可包括體動傳感器(狹義上來講是加速度傳感器)21和A/D轉換部26。但是,體動檢測部20也可以包括其它傳感器(例如壓力傳感器、陀螺儀傳感器)、將信號放大的放大部等。另外,也可以構成為不必設置多種傳感器,而只包括一種傳感器。在A/D轉換部26中,進行體動信號的A/D轉換處理,輸出數字信號。

處理部100根據脈波傳感器信號、體動信號而進行各種處理。處理部100也可以包括裝卸檢測部110和脈波信息運算部120。

裝卸檢測部110根據來自脈波檢測部10的脈波傳感器信號,進行關于生物體信息檢測裝置的裝卸的檢測處理。如圖3所示,在裝卸檢測部110中,也可以配合使用來自體動檢測部20的體動信號。具體而言,裝卸檢測部110進行是佩戴狀態還是非佩戴狀態的判斷,但如后所述,也可以進行考慮到作為佩戴狀態與非佩戴狀態的中間性狀態的中間狀態等的處理。裝卸檢測部110的處理的詳情將在以后說明。

另外,裝卸檢測部110與顯示部200、存儲部300、通信部400連接,根據裝卸檢測處理的結果發出關于顯示、存儲、通信的指示。

脈波信息運算部120根據脈波傳感器信號進行脈搏數等脈波信息的運算處理。已經知道,脈波傳感器信號的AC分量是具有相應于用戶的脈搏周期的周期性的信號。因此,脈波信息運算部120也可以進行對脈波傳感器信號的AC分量進行FFT等信號處理而求出峰值頻率作為脈搏頻率的處理。或者,也可以通過使求出的脈搏頻率為原來的60倍而求出被廣泛使用的脈搏數。

不過,脈波信息運算部120中的處理不限于此,可實施各種變形。例如,也可以不進行向頻率軸的轉換,而根據時間軸上的信號的上升沿、下降沿等求出脈波傳感器信號的AC分量的頻率。另外,由于已知在脈波傳感器信號中含有起因于用戶的體動的體動噪聲,因此,也可以進行使用體動信號而減少該體動噪聲的處理。此外,基于脈波傳感器信號、體動信號的脈波信息運算已知有各種方法,在本實施方式中,由于那些方法均普遍適用,因此省略更多的詳細說明。

脈波信息運算部120將作為運算結果的脈波信息向顯示部200、存儲部300以及通信部400輸出。

顯示部200用來顯示用于算出的脈波信息等的提示的各種顯示畫面,例如可通過液晶顯示器、有機EL顯示器等來實現。

存儲部300作為處理部100等的工作區,其功能可通過RAM等存儲器、HDD(硬盤驅動器)等來實現。另外,存儲部300存儲由脈波信息運算部120算出的脈波信息。

通信部400經由網絡而與其它設備連接,進行各種信息的通信。通信部400將由脈波信息運算部120算出的脈波信息發送給其它電子設備。需要注意的是,這里的網絡可通過WAN(Wide Area Network:廣域網)、LAN(Local Area Network:局域網)等來實現,不論是有線還是無線。

將本實施方式的生物體信息檢測裝置的佩戴例示于圖1。圖1是將生物體信息檢測裝置設為手表型的設備的例子。包括脈波傳感器11和顯示部200的基座部500通過保持機構600(例如帶等)而佩戴于被檢體(用戶)的左手腕上。

3.裝卸檢測的具體方法

接下來,說明裝卸檢測的具體方法。首先說明使用了脈波傳感器信號的DC分量的變化值的基本方法,然后,對辨別向生物體信息檢測裝置施加了撞擊時的方法進行說明。

3.1 使用了DC分量的變化值的基本方法

圖4中示出從佩戴狀態向非佩戴狀態變化時的脈波傳感器信號的變化。在此,假設在脈波傳感器11的PD13中檢出的光越強,則脈波傳感器信號的輸出電壓值越小。但是,檢測光量與輸出電壓值的關系隨脈波傳感器11的構成而變化,也可以考慮檢測光量越多則輸出電壓值成為越大的值的情況。

在圖4中,在經過時間為62秒左右時卸下了生物體信息檢測裝置。由圖4可知,脈波傳感器信號的AC分量(脈搏AC)在處于佩戴狀態的56秒左右以前是具有對應于脈搏的周期性的信號,然后,由于卸下動作,信號波形錯亂,在卸下完成后,成為與脈搏不對應的信號,因此,變成沒有周期性的波形。

另一方面,脈波傳感器信號的DC分量(脈搏DC)在穩定的佩戴狀態下為大致一定的值,在卸下完成后的穩定的非佩戴狀態下為與佩戴狀態不同的大致一定的值。而且,非佩戴狀態下的值為比佩戴狀態下的值小的值。但是,如上所述,佩戴狀態下的值、非佩戴狀態下的值均會因各種要因而變動,因此,難以通過各自的值與閾值的比較處理高精度地進行裝卸檢測。

于是,在本實施方式中,如圖4中的Δ脈搏DC所示,使用脈波傳感器信號的DC分量的變化值。由圖4可知,DC分量的變化值在佩戴狀態和非佩戴狀態各自中分別為接近于0的值,但在從佩戴狀態向非佩戴狀態切換的時機(卸下時機),取到絕對值大的值。于是,雖然佩戴狀態下的值和非佩戴狀態下的值分別受到各種要因而變動,但作為其差分(差分)值的DC分量的變化值可以抵消由該各種要因所產生的影響。因此,通過使用DC分量的變化值,從而不論外部光情況、用戶的血色素等的差異、或者按壓狀態等的變動如何均能高精度地進行裝卸檢測。

這里,進行DC分量的變化值ΔDC1與給定閾值Th1的比較處理,在DC分量的變化值比給定閾值大(ΔDC1>Th1)的情況下判斷為進行了卸下。需要注意的是,在圖4中,由于是在佩戴狀態下成為ΔDC1>Th1的情況,因此,判斷為從佩戴狀態變化為了非佩戴狀態、即進行了卸下。但是,在從非佩戴狀態向佩戴狀態變化(即再佩戴)的情況下,雖然DC分量的變化值的符號不同,但DC分量的變化值理應也是同樣大的值。因此,在為非佩戴狀態的情況下,也可以將是否變為ΔDC1>Th1用于再佩戴檢測的判斷。

在此,設想卸下時的DC分量的信號值的變化在某種程度地短的期間內進行。佩戴狀態下的脈波傳感器11如圖2所示那樣貼緊生物體,隨著卸下,脈波傳感器11與皮膚分離,從而產生如圖4的62秒附近上所示那樣的DC分量變化。并且,如后述的撞擊檢測的情況那樣,即使生物體信息檢測裝置只是略微浮動一點,在DC分量上也會出現顯著的變化。也就是說,在生物體信息檢測裝置從與皮膚接觸的狀態至浮動為止的期間DC分量發生大的變化,難以想象設備的浮起需要長的時間(例如數秒量級(オーダー))。

因此,在本實施方式中,DC分量的變化值ΔDC1根據某種程度上地短的給定期間T1中的DC分量而求出。這里的期間T1例如可以是相當于脈波傳感器11的采樣周期的一周期的期間。如果脈波傳感器11的采樣頻率為16Hz,則采樣周期和上述的給定期間為1/16秒。在這種情況下,如圖5(A)所示在時間上相鄰的脈波傳感器信號的DC分量的差分值為DC分量的變化值。

但是,給定期間T1不限定于此,也可以設定相當于多個采樣周期的期間。例如,在圖5(B)中,示出了將三周期的期間設為T1的情況。在這種情況下,求出DC分量的變化值的方法可以考慮各種方法,例如,如圖5(B)所示,求出T1中包含的DC分量的信號值的最大值與最小值的差分值即可。

3.2 撞擊檢測處理

如上所述,通過給定期間T1中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值ΔDC1與給定閾值Th1的比較處理,能夠檢測生物體信息檢測裝置的卸下。但是,在對生物體信息檢測裝置施加了強撞擊的情況下,生物體信息檢測裝置以及設置于該生物體信息檢測裝置的脈波傳感器11有時會相對于生物體(皮膚)浮動。在那種情況下,脈波傳感器11的PD13不能恰當地檢測來自LED12的照射光被生物體反射后的反射光,并且,外部光有可能從皮膚與生物體信息檢測裝置的間隙進入。因此,在脈波傳感器11浮動的期間,脈波傳感器信號顯示與非佩戴狀態同樣的特性。

具體而言,在進行了卸下的情況下,脈波傳感器信號的DC分量如圖6(A)所示變化(在圖6(A)的例子中為下降),與此同樣地,在施加了撞擊的情況下,如圖6(B)所示,暫時性地出現DC分量值的下降。

因此,給定期間T1中的DC分量的變化值ΔDC1實際上在未進行卸下的撞擊檢測的事例中也如圖6(B)所示成為某種程度大的值,某些情況下將超過Th1。在那種情況下,盡管正在持續佩戴狀態,但會誤判斷為已進行卸下而轉移至了非佩戴狀態,不優選。

使用圖來說明具體例。圖7(A)、圖7(B)中示出施加了撞擊時的脈波傳感器信號的變化。在圖7(A)、圖7(B)中,從經過60秒的時間點開始每隔30秒便向生物體信息檢測裝置施加撞擊。如圖7(A)所示,在施加了撞擊的時機(timing),脈波傳感器信號的AC分量和DC分量雙方的值都出現大的變化。因此,DC分量的變化值ΔDC1也如圖7(B)所示在施加了撞擊的時機變為某種程度上大的值。需要注意的是,在圖7(B)中,將相鄰時機的DC分量的差分值作為DC分量的變化值,相當于將上述給定期間T1設為一采樣周期的情況。

另外,圖10(A)、圖10(B)中示出進行了卸下和再佩戴時的脈波傳感器信號的變化。在圖10(A)、圖10(B)中,在經過60秒、120秒、187秒的時間點將生物體信息檢測裝置從手臂上卸下,在經過90秒、150秒、206秒的時間點將生物體信息檢測裝置佩戴于手臂上。如圖10(A)所示,在對應于卸下和佩戴兩者的時機(timing),脈波傳感器信號的AC分量和DC分量雙方的值都出現大的變化。因此,如圖10(B)所示,在對應的時機,DC分量的變化值ΔDC1也變為大的值。另外,如圖10(B)所示,相對于在卸下時ΔDC1變為非常大的值,在再佩戴時卻成為相對小的值。

在比較了圖7(B)和圖10(B)的情況下,當欲進行卸下與撞擊的辨別以及再佩戴與撞擊的辨別雙方時,ΔDC1的值差異不大(具體而言,再佩戴與撞擊時的ΔDC1的值接近),因此,僅根據ΔDC1很難進行辨別。例如,在設定了用于檢測卸下和再佩戴兩者的閾值Th1的情況下,施加了撞擊時的ΔDC1的值也超過Th1的可能性高。

因此,在本實施方式中,也可以結合使用了T1中的ΔDC1的判斷來進行撞擊檢測的判斷。于是,即使是在ΔDC1超過了Th1的情況下,也會在檢測到撞擊時,判斷為DC分量的變化值是起因于撞擊,而非進行了卸下。另外,可在ΔDC1超過了Th1且未檢測到撞擊的情況下,判斷為進行了卸下。

在本實施方式中,既可以使用與T1不同的第二期間T2中的DC分量的變化值ΔDC2來進行沖撞判斷,也可以使用來自體動傳感器的體動信號進行沖撞判斷,并且,還可以同時使用該兩者。以下,對各個方法進行說明。

首先,對使用T2中的ΔDC2的方法進行說明。如上所述,T1中的DC分量的變化值ΔDC1不論是在卸下時,還是在撞擊時均在某種程度上變大,難以高精度地辨別。但是,如果觀察在T1前后DC分量的信號值穩定的穩定狀態,則能辨別卸下和撞擊。

由圖4和圖6所示可知,在持續佩戴狀態的情況和持續非佩戴狀態的情況下,DC分量的信號值為沒有發生大的變動的穩定狀態。因此,在實際上進行了卸下而從佩戴狀態轉移至了非佩戴狀態時,如圖6(A)所示,在T1中的DC分量變動前(具體而言,由卸下動作造成的對DC分量的影響發生前)穩定地獲得對應于佩戴狀態的值,在T1中的DC分量變動之后(具體而言,由卸下動作造成的影響充分平息之后)穩定地獲得對應于非佩戴狀態的值。因此,如果求出包含T1在內的比T1長的期間T2中的DC分量的變化值ΔDC2,則在有卸下的情況下,該ΔDC2為某種程度上大的值。在此,例如,如上所述,T2是包括由卸下動作造成的對DC分量信號值的影響產生前的時機和影響充分降低后的時機雙方的長度的期間。

與此相對地,在未進行卸下而是施加了撞擊的情況下,T1中的DC分量的變動前和變動后均對應于佩戴狀態。因此,如圖6(B)所示,如果求出期間T2中的DC分量的變化值ΔDC2,則ΔDC2成為接近于0的值。

根據以上情況,可基于T2中的ΔDC2與給定閾值Th2的比較處理來進行沖撞判斷。具體而言,如果ΔDC2比Th2大,則可以判斷為未檢出沖撞;如果ΔDC2在Th2以下,則可以判斷為檢測到沖撞。

也就是說,如果與T1中的ΔDC1的判斷相結合,則可以在ΔDC1>Th1且ΔDC2>Th2的情況下判斷為進行了生物體信息檢測裝置的卸下;并且,可以在ΔDC1>Th1且ΔDC2≤Th2的情況下判斷為并非卸下而是施加了撞擊。

另外,也可以根據來自體動傳感器的體動信號進行沖撞檢測。如上所述,產生誤認為卸下的可能性是發生了生物體信息檢測裝置浮動的情況,具體而言,是向生物體信息檢測裝置施加了強撞擊的情況。因此,如果在生物體信息檢測裝置中具有檢測動向的運動傳感器,則能使用該運動傳感器來進行撞擊檢測。

在生物體信息檢測裝置中,為了檢測作為生物體信息的體動信息(例如步數等信息、關于運動負荷的信息等)、或者降低脈波傳感器信號中含有的體動噪聲,大都設有體動傳感器。因此,雖然不妨礙另外設置撞擊檢測用的傳感器,但在大多數情況下,可將體動傳感器兼用在撞擊檢測和其它處理中。以下,對使用加速度傳感器作為體動傳感器的例子進行說明。

圖8(A)中示出與圖7(A)、圖7(B)同樣地從經過60秒的時間點開始每隔30秒便向生物體信息檢測裝置施加撞擊時的、加速度傳感器的傳感器信息(加速度檢測值)的變化。在此,設想了三軸加速度傳感器,示出了XYZ各軸上的加速度變化。另外,為了詳細觀察一次撞擊下的加速度變化,將經過時間為90秒附近的部位放大后的圖為圖8(B)。由此可知,在對應于撞擊的時機,加速度檢測值變為±2~4G左右的值。另外,由圖8(B)可知,在施加撞擊后大約1秒左右的期間,由該撞擊產生的信號出現在加速度檢測值中。

另一方面,圖11(A)中示出與圖10(A)、圖10(B)同樣地在經過60秒、120秒、187秒的時間點將生物體信息檢測裝置從手臂上卸下,并在經過90秒、150秒、206秒的時間點將生物體信息檢測裝置佩戴于手臂時的、加速度傳感器的傳感器信息(加速度檢測值)的變化。另外,為了詳細觀察一次裝卸的加速度變化,將經過時間為90秒附近的部位放大后的圖為圖11(B)。由此可知,在裝卸時,加速度檢測值的變化最多也就±1G左右。

也就是說,通過設定1G≤Thacc≤2G這樣的加速度閾值Thacc,并進行包括DC分量變化的時機在內的1秒左右的期間中的加速度檢測值的絕對值的最大值Accmax與Thacc的比較處理,從而能進行沖撞檢測。具體而言,在Accmax>Thacc的情況下,可以判斷為檢測到沖撞;在為Accmax≤Thacc的情況下,可以判斷為未發生沖撞。

也就是說,如果與T1中的ΔDC1的判斷相結合,則可以在ΔDC1>Th1且Accmax≤Thacc的情況下判斷為進行了生物體信息檢測裝置的卸下;并且,可以在ΔDC1>Th1且Accmax>Thacc的情況下判斷為并非卸下而是施加了撞擊。

需要注意的是,正如觀察圖8(B)、圖11(B)中的Z軸加速度檢測值accZ所知,在使用了加速度檢測值本身的情況下,將受到重疊于加速度信號的重力加速度的影響。因此,為了提高使用了加速度檢測值的沖撞判斷的精度,也可以不使用加速度檢測值本身,而使用加速度檢測值的離散微分值來進行處理。例如,作為離散微分值,可使用在時間上相鄰的加速度檢測值的差分值,圖9(A)示出了對應于圖8(A)的離散微分值。同樣地,圖9(B)為對應于圖8(B)的離散微分值,圖12(A)為對應于圖11(A)的離散微分值,圖12(B)為對應于圖11(B)的離散微分值。正如比較圖9(B)和圖12(B)所知,即使是在采用了離散微分值的情況下,與卸下等相比,施加了撞擊的Accmax(嚴格來說是ΔAccmax)為更大的值這一點是同樣的,并且,通過采用微分而使重力加速度抵消,因此,與使用加速度檢測值本身的情況相比,能夠進行更高精度的判斷。

另外,抑制重力加速度的影響的方法不限于采用離散微分值的方法。例如,也可以對圖8(A)、圖11(A)等的加速度檢測值的信號進行高通濾波處理之后進行與Thacc的比較處理。

3.3 使用了AC分量的自相關函數的方法

另外,在本實施方式中,也可以與上述方法一起使用脈波傳感器信號的AC分量信號的自相關函數來判斷是佩戴狀態還是非佩戴狀態。

佩戴狀態下的脈波傳感器信號的AC分量是對應于用戶的脈搏的信號,因此,為具有周期性的信號。另外,在佩戴有生物體信息檢測裝置的用戶進行運動時,AC分量中也有可能重疊有由該運動引起的信號值,但像步行等這樣具有周期性的運動也多,AC分量信號仍然具有周期性。

與此相對地,在非佩戴狀態下,難以想象使AC分量具有周期性的要因,一般而言,AC分量信號為不具有周期性的信號。

自相關函數例如是通過下式(1)給出的函數。在此,N為目標區間,例如也可以為64樣本(如果是16Hz的采樣頻率的話,為4秒的區間)。

[數學式1]

也就是說,R(j)為著眼的某區間的信號與從其起早j個樣本的區間的信號的一個相關系數。在整個j=1~N算出該R(j)所得的函數為自相關函數。

圖13(A)、圖13(B)示出使用上式(1)和圖10(A)中所示的AC分量的值而算出的相關函數的例子。圖13(A)表示佩戴狀態(圖10(A)中的90秒~120秒等)下的相關函數,圖13(B)表示非佩戴狀態(圖10(A)中的60秒~90秒等)下的相關函數。

由圖13(A)可知,佩戴狀態下的自相關函數的最大值大,最小值也小。具體而言,值的范圍超過±0.75。并且,自相關函數本身也具有周期性。另一方面,由圖13(B)可知,在非佩戴狀態下,自相關函數的范圍窄,自相關函數中沒有周期性。這是因為,如上所述,考慮在佩戴狀態下AC分量具有周期性的可能性高,而在非佩戴狀態下沒有周期性。

因此,可求出脈波傳感器信號的AC分量的自相關函數,根據該自相關函數來判斷是否為佩戴狀態。具體而言,在自相關函數的最大值超過±0.75的情況下、或者在自相關函數具有周期性的情況下、或者在滿足該兩者的情況下,可以判斷為生物體信息檢測裝置處于佩戴狀態。需要注意的是,自相關函數是否具有周期性通過進行FFT等頻率分析來判斷即可。

4.狀態遷移

在本實施方式中,使用輸出和下一狀態根據當前狀態和輸入而確定的狀態機來進行是佩戴狀態還是非佩戴狀態的判斷處理。這時,不僅設定佩戴狀態和非佩戴狀態,而且還設定表示其中間的中間狀態。以下,對狀態的設定以及表示各狀態中的輸入的事件的設定進行說明,使用狀態圖和流程圖來說明詳情。

4.1 狀態和事件的設定

圖14中示出本實施方式中設定的狀態以及對應于各狀態中的輸入的事件的例子。如圖14所示,在本實施方式中,設定有脈搏計測未成功狀態、佩戴狀態(確實)、佩戴狀態(可疑)、非佩戴狀態(確實)、非佩戴狀態(可疑)、以及計測結束狀態。但是,本實施方式中的狀態和事件不限于圖14,可實施各種變形。

脈搏計測未成功狀態(以下也表述為狀態A)是雖然按下計測開始按鈕等而已開始計測本身,但脈波信息(脈搏數)的計測尚未成功的狀態。

佩戴狀態(確實)(以下也表述為狀態B)是確實是佩戴生物體信息檢測裝置的狀態,是脈波信息的顯示等也在正常進行的狀態。佩戴狀態(可疑)(以下也表述為狀態C)是脈波傳感器信號的DC分量出現異常、但也是佩戴著的狀態。佩戴狀態(可疑)廣義上是包含在佩戴狀態中,但檢測出在通常佩戴狀態下未發現的信號,從這一意義上來講,是對應于佩戴狀態與非佩戴狀態中間的中間狀態。

非佩戴狀態(確實)(以下也表述為狀態D)是確實已卸下生物體信息檢測裝置的狀態。非佩戴狀態(可疑)(以下也表述為狀態E)是雖然發現有佩戴生物體信息檢測裝置的可能性、但尚未達到成功檢測到脈波信息程度的狀態。非佩戴狀態(可疑)雖然是有佩戴的可能性,但在不能進行脈波信息的顯示等這一點上與佩戴狀態(確實)并不同。也就是說,非佩戴狀態(可疑)也對應于非佩戴狀態與佩戴狀態中間的中間狀態。

計測結束狀態(以下也表述為狀態F)是長時間持續非佩戴狀態并認為計測已結束的狀態。

另外,對于狀態A~狀態E的各狀態,設定有在各狀態中應監視的事件。在各狀態中,在未發生事件的情況下繼續該狀態,在發生了某些(個)事件的情況下進行對應于該事件的處理(進行輸出),并向其它狀態遷移。

在狀態A中,監視初次脈搏計測成功事件(事件A1)和計測未成功持續一定時間事件(事件A2)的發生。事件A1是轉移至狀態A后脈波信息(脈搏)計測成功時檢出的事件。另一方面,事件A2是轉移至狀態A后沒有發生事件A1并經過了一定時間時檢出的事件。

在狀態B中,監視卸下事件(事件B1)和撞擊發生事件(B2)的發生。事件B1是進行了卸下時檢出的事件,具體而言,如上所述,在ΔDC1比Th1大且未檢測出撞擊時發生。另外,事件B2是在發生了撞擊的情況下檢出的事件,具體而言,在ΔDC1比Th1大但檢出了撞擊時發生。

在狀態C中,監視卸下事件(事件C1)和撞擊停息事件(事件C2)的發生。事件C1與事件B1同樣地是進行了卸下時檢出的事件。C1既可以通過與B1完全相同的處理來檢測,也可以改變C1和B1間進行判斷時的閾值(Th1、Th2、Thacc等)。C2是向狀態C遷移時檢測到的撞擊停息時所檢出的事件。具體而言,也可以將向狀態C遷移后一定時間未檢測出撞擊或者DC分量值中沒有異常(ΔDC1小)等作為條件來進行檢測。

在狀態D中,監視佩戴檢出事件(事件D1)和非佩戴狀態持續一定時間事件(事件D2)的發生。在給定期間T3(為遷移至狀態D后的期間,長度與T1同等程度)中的DC分量的變化值ΔDC3比給定閾值Th3大的情況下檢出事件D1。如圖10(B)所示,再佩戴的DC分量的變化值比卸下時的DC分量的變化值小。因此,Th3需要是即使是比較小的DC分量的變化也能檢出程度地小的值。這既可以通過將Th3和Th1設為共同的值并將Th1(=Th3)設定為小到能檢出再佩戴的程度的值來實現,也可以通過設定Th1>Th3的閾值來實現。在事件D1中,也可以與此相結合,與T2中的ΔDC2同樣地,將在DC分量的變動前后,DC分量的信號值是否偏移用于判斷。或者,既可以將變動后的DC分量的信號值是否穩定用于判斷,也可以將脈波傳感器信號的AC分量的波形規不規整(きれい)用于判斷。波形規不規整可如上所述使用自相關函數進行判斷。

另外,事件D2是轉移至狀態D之后沒有發生事件D1并經過了一定時間時所檢出的事件。

在狀態E中,監視外部光檢測事件(事件E1)和中途脈搏計測成功事件(事件E2)的發生。事件E1是在檢測到外部光時發生的事件,具體而言,在脈波傳感器信號的DC分量的值為對應于佩戴狀態下想象不到程度的光強度的值時發生。事件E2在從狀態D檢測到佩戴并遷移至狀態E之后、進而脈波信息的計測成功時發生。具體而言,將DC分量無異常(ΔDC1小)、DC分量的信號值在對應于佩戴狀態的某一程度的數值范圍內、AC分量的波形規不規整作為條件,進而在脈波信息的計測成功時發生。

4.2 狀態圖

將本實施方式的狀態圖示出于圖15。如圖15所示,首先,隨著計測開始操作事件而遷移至狀態A。在狀態A中,在發生了事件A1的情況下遷移至狀態B,在發生了事件A2的情況下遷移至狀態F。

在狀態B中,在發生了事件B1的情況下遷移至狀態D,在發生了事件B2的情況下遷移至狀態C。

在狀態C中,在發生了事件C1的情況下遷移至狀態D,在發生了事件C2的情況下遷移至狀態B。

在狀態D中,在發生了事件D1的情況下遷移至狀態E,在發生了事件D2的情況下遷移至狀態F。

在狀態E中,在發生了事件E1的情況下遷移至狀態D,在發生了事件E2的情況下遷移至狀態B。

狀態B~狀態E對應于計測中的狀態,在測定結束之前的期間,在這些狀態間遷移。另外,狀態B對應于佩戴狀態,狀態D對應于非佩戴狀態,狀態C和狀態E對應于中間狀態。但是,如果考慮在狀態C中進行脈波信息的顯示等、在狀態E中脈波信息的計測未成功且也不進行顯示等,狀態C廣義上而言是接近于佩戴狀態的狀態,狀態E廣義上而言是接近于非佩戴狀態的狀態。

由圖15可知,從佩戴狀態向非佩戴狀態的遷移(從狀態B向狀態D)既可以經由中間狀態(狀態C),也可以直接轉移。這是因為,考慮到即使從佩戴狀態直接向非佩戴狀態遷移,脈波信息的存儲、顯示等也不會產生問題。與此相反,從非佩戴狀態向佩戴狀態的遷移必須經由中間狀態(狀態E)。這是因為,即使佩戴了生物體信息檢測裝置也并不能夠立即測定到恰當的脈波信息,如果從非佩戴狀態直接向佩戴狀態遷移,則有可能將不恰當的信號誤認為是起因于脈搏的信號。

4.3 處理的詳情

使用流程圖等來說明本實施方式的處理的流程。將本實施方式的基本處理的流程示出于圖16。當開始該處理時,首先,進行對應于當前狀態的事件的發生處理(S101)。將S101的處理的詳情示出于圖17。在S101的處理中,首先,獲取注冊在當前狀態ID中的事件發生判斷處理(S201)。例如,如果當前狀態為狀態A,則獲取事件A1、事件A2各自的判斷處理。具體而言,可獲取通過是否計測到脈波信息的判斷來進行事件A1的判斷的信息、以及通過狀態A是否持續了一定時間的判斷來進行事件A2的判斷的信息。然后,根據在S201中獲取的信息進行實際上是否發生了事件的判斷處理(S202)。然后,在S202中判斷為發生了任一事件的情況下,返回該事件的ID(S203)。

在S101的處理后進行是否發生了事件的判斷(S102)。這通過進行在S203中是否返回了特定的事件ID的判斷即可。然后,在發生了某事件的情況下,進行附隨該事件的處理、即事件發生附隨處理(S103)。

將S103的處理的詳情示出于圖18。在事件發生附隨處理中,執行向與事件ID關聯的外部運算處理的波及處理(S301),執行與事件ID關聯的UI處理(S302),執行與事件ID關聯的狀態遷移處理(S303)。但是,S301~S303的順序不限定于此,也可以以與圖18不同的順序執行波及處理、UI處理、狀態遷移處理。

所謂波及處理,如圖20(A)所示,是像噪聲濾波、脈搏判斷處理這樣使裝卸檢測的結果波及到不同處理的處理。具體而言,在將通過脈波信息運算處理而算出的脈波信息存儲于存儲部300或者經由通信部400發送至其它電子設備時,也可以進行預先使該脈波信息與表示該脈波信息是在非佩戴狀態下獲取的信息相關聯的處理等。或者,也可以進行脈波信息運算處理中的參數的初始化、減少體動噪聲及其它噪聲的噪聲濾波的初始化(例如濾波系數的初始化)。

使用圖21(A)、圖21(B)說明參數初始化的例子。這里的參數也可以是對脈波傳感器信號的AC分量進行了頻率分析時表示推斷具有脈搏頻率的范圍的窗(ウィンドウ)。在圖21(A)、圖21(B)中示出AC分量的頻率分析的結果的例子。在如圖21(A)所示在給定時機求出了脈搏頻率的情況下,也可以設定表示該脈搏頻率的例如±3條的范圍的窗。然后,在之后的時機將在窗的范圍內的頻率優先推斷為是脈搏頻率。這是基于人的脈搏頻率不會在短期間內急劇變化這一考量。例如,難以想象在某一時機脈搏數為60的用戶在下一時機脈搏數變為150這樣的事例,設想的是在下一時機也是接近于60的脈搏數。

通過設定這樣的窗,從而如圖21(B)所示,即使是在噪聲等的影響強而無法明確確定頻率峰值的情況下也能推斷脈搏頻率。在圖21(B)的例子中,功率(パワー)值大的值與小的值的差異小,并且,在窗的范圍外存在功率最大的頻率。在那樣的事例中,如果預先根據圖21(A)設定窗,則也能夠將看似合理的頻率推斷為脈搏頻率。

但是,這樣的窗是在峰值不明確的情況下也用于推斷某峰值的參數。其結果,即使是在生物體信息檢測裝置為非佩戴狀態而實際上未能獲取起因于脈搏的信號的情況下,也有可能由于窗效應而強行推斷峰值,導致誤認為求出了脈搏頻率。因此,本實施方式中,在發生了向非佩戴狀態轉移的方向的事件時,也可以將窗初始化。這樣一來,在如圖21(B)這樣的事例中,不會強行推斷脈搏頻率,可進行脈波信息的計測失敗等輸出。

另外,在減少脈波傳感器信號中含有的體動噪聲及其它各種噪聲時,本實施方式中也可以使用自適應增強器(廣義上講是自適應濾波器)。在自適應增強器中,在將測得的信號值分離成目標信號和具有周期性的噪聲信號的處理中,使用過去樣本的線性綜合(線形統合)來預測該噪聲信號。也就是說,作為自適應增強器的自適應濾波器的濾波系數根據過去的信號值而確定。

在濾波系數的確定中,需要將噪聲重疊于起因于脈搏的信號中的信號用作上述測得的信號值。但是,在非佩戴狀態下,原本就未獲取起因于脈搏的信號,而且,在測得的信號值中也會包含外部光等在佩戴狀態下未估計的信號。也就是說,如果使用非佩戴狀態下的測定值進行自適應增強器的學習,則會成為自適應增強器精度下降的要因。因此,本實施方式中,在對應于非佩戴狀態的情形下,也可以進行自適應增強器的初始化(狹義上講是自適應濾波器的濾波系數的初始化)。需要注意的是,將基于非佩戴狀態下的信息獲取的濾波系數初始化即可,因此,不必在非佩戴狀態下總是進行初始化處理。例如,既可以每隔給定期間便進行初始化處理,也可以在檢測到卸下后,在檢測到再佩戴的時機(狹義上講是從狀態D遷移到了狀態E的時機)進行初始化處理。

另外,檢測到生物體信息檢測裝置的卸下時的、關于自適應增強器的處理不限于濾波系數的初始化處理。例如,在通過卸下檢測處理檢測到生物體信息檢測裝置被卸下的情況下,處理部100也可以停止對脈波傳感器信號應用的自適應增強器的自適應處理。

如上所述,由于使用非佩戴狀態下的信息進行自適應增強器的學習(自適應處理)而可能使自適應增強器的精度下降。也就是說,如果能夠避免在非佩戴狀態下進行學習,則能夠抑制自適應增強器的精度下降,因此,不一定非要進行濾波系數的初始化處理。具體而言,在檢測到生物體信息檢測裝置的卸下時暫時性地停止學習即可。需要說明的是,學習的重啟在經過了給定期間的情況下、或者在檢測到生物體信息檢測裝置的再佩戴的情況下(狹義上講是從狀態D遷移到了狀態E的情況下)進行即可。需要注意的是,濾波系數的初始化處理和學習的停止處理不限于進行哪一方,可在進行了停止處理之后,在重啟學習時進行濾波系數的初始化處理;等等,可進行各種變形實施。

另外,所謂UI處理,就是如圖20(A)的“畫面”、“聲音”、“振動”等所示向用戶通知發生了給定事件的處理等。需要說明的是,UI處理不限于畫面顯示、聲音或振動的產生,其包括通過光或向其它電子設備的數據發送所進行的通知等、結果使用戶產生知覺的所有處理。

狀態遷移處理是使用狀態圖而如上所述使狀態從當前狀態向其它狀態遷移的處理。

在S102中為否(No)的情況下或者在S103的處理后進行狀態附隨處理(S104)。也就是說,在S102中為否(No)的情況下,不進行狀態遷移,因此,進行附隨原來狀態的處理,在S102中為是(Yes)且進行了S103的處理的情況下,進行附隨通過S303的狀態遷移處理而遷移到的目標狀態的處理。將S303的處理的詳情示于圖19。在狀態附隨處理中,執行向與狀態ID關聯的外部運算處理的波及處理(S401),執行與狀態ID關聯的UI處理(S402)。關于波及處理、UI處理,其與事件發生附隨處理同樣。另外,將狀態附隨處理中的波及處理、UI處理的詳細例子示于圖20(B)。需要注意的是,在波及處理中也可以進行上述的脈波信息運算處理中的參數的初始化處理、濾波系數的初始化處理。尤其是,鑒于這些處理最好在非佩戴狀態下進行,從而也可以當作對應于非佩戴狀態(不僅包括狀態D,而且還包括狀態E)的狀態附隨處理,而不當作事件發生附隨處理。

在本實施方式的處理中,定期性地執行圖16中示出的基本處理流程。需要注意的是,在圖16的例子中,事件發生附隨處理只在事件發生時進行,而每執行基本處理流程時便進行狀態附隨處理,但不限定于此。例如,對于狀態附隨處理,也可以只在發生了事件的情況(狹義上講是發生了狀態遷移的情況)下進行。

5.本實施方式的具體例

在以上的本實施方式中,如圖3所示,生物體信息檢測裝置包括輸出脈波傳感器信號的脈波檢測部10和處理脈波傳感器信號的處理部100。而且,處理部100根據給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值進行生物體信息檢測裝置的卸下檢測處理。需要注意的是,如圖3所示,脈波檢測部10也可以具有脈波傳感器11。

由此,可以根據給定期間(具體而言為上述T1)中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值(具體而言為上述ΔDC1)檢測生物體信息檢測裝置的卸下。如專利文獻1中所示,已知DC分量的信號值本身在佩戴狀態和非佩戴狀態下也是不同的值,但DC分量的信號值會由于各種要因而發生變動。因此,難以設定在各種情況下明確辨別佩戴狀態的信號值和非佩戴狀態的信號值的閾值。在這一點上,如果使用DC分量的變化值,則由上述各種要因引起的變動會加諸在變化前后雙方的信號值上,因此,可抑制該各種要因的影響,可進行高精度的裝卸檢測。

將本實施方式的方法的評價結果示出于圖22(A)~圖22(C)。圖22(A)~圖22(C)是設經過時間從0秒至60秒的期間為佩戴狀態,然后從60秒至120秒為非佩戴狀態,將生物體信息檢測裝置握在手上進行搖動的動作,并在120秒以后進行再次佩戴動作時的各種信號值的例子。圖22(A)是示出了脈波傳感器信號的AC分量和DC分量的圖,圖22(B)是示出了DC分量的變化值ΔDC1的圖。并且,圖22(C)是在現有方法和本實施方式的方法間比較了在這樣的情況下計測的脈搏數的變化的圖。

在現有方法中,由于如上所述在卸下檢測的精度上存在問題,因此,盡管經過60秒后成為非佩戴狀態而不能獲取恰當的脈搏數,但卻不能檢出卸下而推斷輸出某脈搏數。這是由于如上面使用圖21(A)、圖21(B)所說明地,設定有即使噪聲等大也容易推斷某值這樣的參數(窗)的緣故。另外,如從130秒附近至170秒附近這樣,也進行了異常脈搏數的輸出。這推測是受到了在經過120秒時進行了再佩戴所引起的脈波傳感器信號變化的影響。

與其相反,在本實施方式的方法中,如圖22(B)的經過60秒、120秒時所示,使用表現出比平常時顯著的值的卸下(以及再佩戴)時的DC分量的變化值進行處理,因此,能高精度地進行卸下檢測。具體而言,如圖22(C)所示,在經過60秒后的卸下期間,使脈搏數為0(不能計測)。

另外,在想通過現有方法進行高精度判斷的情況下,需要使用在進行了多次檢測判斷的情況下確定檢測到卸下的方法、在組合從多個觀點考慮的檢測方法而通過多種方法進行了檢測判斷的情況下確定檢測到卸下的方法等。因此,大多數情況下,在進行了實際的卸下處理之后至檢測到生物體信息檢測裝置被卸下存在時間滯后。與其相反,如果是本實施方式的方法的話,則如圖22(C)所示,能在短時間內檢出卸下。如果是圖22(C)的例子,在60秒的下一個處理時機就已經能檢出卸下。需要注意的是,圖22(C)中,在經過120秒時的再佩戴后至能夠計測出脈波數花費了一定程度的時間。這主要是為了累積脈波信息運算所需的脈波傳感器信號所致的時間滯后。關于獲得恰當的脈搏波形作為再佩戴的結果的時機,能在短時間內檢測。

另外,處理部100也可以根據給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值、以及包括給定期間且是比給定期間長的期間的第二期間中的、表示脈波傳感器信號的DC分量的變化的第二變化值進行卸下檢測處理。

在此,第二期間對應于圖6(A)、圖6(B)等中示出的T2,狹義上講,是包括給定期間T1中的DC分量的信號值的變化前和變化后的穩定期間的期間。而且,具體而言,作為第二期間中的變化值的第二變化值如圖6(A)、圖6(B)所示,是T2中包含的第一時機下的DC分量值與T2中包含的第二時機下的DC分量值的差分值。更具體而言,是T1之前的DC分量的穩定狀態(穩定期間)中包含的時機、即第一時機下的DC分量值與T1之后的DC分量的穩定期間中包含的時機、即第二時機下的DC分量值的差分值。

由此,不僅可以使用比較短的期間T1中的DC分量的變化值ΔDC1,而且還可使用包括T1且比T1長的期間T2中的DC分量的變化值ΔDC2進行卸下檢測處理。如圖6(A)、圖6(B)所示,在實際上進行了卸下的情況下和由于施加了撞擊而使生物體信息檢測裝置相對于皮膚暫時性浮動的情況下,ΔDC1均成為某種程度上大的值,而ΔDC2的值大大地不同。因此,能夠抑制將由撞擊引起的暫時性浮動誤檢測為卸下,能夠進行更高精度的卸下檢測處理。

另外,處理部100也可以在給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值超過了給定閾值、且第二期間中的第二變化值超過了第二閾值的情況下判斷為生物體信息檢測裝置被卸下。

由此,除進行ΔDC1與Th1的比較處理以外,還進行ΔDC2與第二閾值Th2的比較處理,從而可以進行卸下檢測處理。如圖6(A)、圖6(B)所示,在施加了撞擊的情況下ΔDC2變為接近于0的值,而在進行了卸下的情況下變為某種程度上大的值。因此,在ΔDC1>Th1且ΔDC2≤Th2的情況下可判斷為施加了撞擊,在ΔDC1>Th1且ΔDC2>Th2的情況下可判斷為進行了卸下。

另外,如圖3所示,生物體信息檢測裝置也可以還包括輸出體動信號的體動傳感器21。而且,在給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值超過了給定閾值、且與給定期間對應的期間中的體動信號在給定的體動閾值以下的情況下,處理部100判斷為生物體信息檢測裝置被卸下。

由此,可使用體動信號來判斷DC分量的信號值變化是由實際上進行了卸下而引起的,還是由起因于撞擊的生物體信息檢測裝置的浮動或偏移所引起的。具體而言,由圖8(B)與圖11(B)的比較可知,在進行了卸下的情況下加速度信號的變化至多為±1G左右,而在施加了撞擊的情況下為±2~4G左右。可根據該加速度檢測值的差異進行撞擊判斷,具體而言,在加速度檢測值(狹義上講為其最大值)Accmax在給定的加速度閾值Thacc以下的情況下判斷為不是撞擊。即,可在ΔDC1>Th1且Accmax≤Thacc的情況下判斷為有卸下。需要注意的是,如上面使用圖9(B)和圖12(B)所說明地,也可以使用體動信號的變化值而并非體動信號(狹義上講為加速度檢測值)本身來進行判斷。

另外,在通過卸下檢測處理檢測到生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,處理部100也可以進行基于脈波傳感器信號的脈波判斷處理中的參數的初始化處理。

具體而言,處理部100也可以設定與包括在過去的脈波判斷處理中被判斷為脈搏頻率的頻率在內的給定頻率范圍對應的窗,進行將窗中包含的頻率優先判斷為脈搏頻率的處理作為基于脈波傳感器信號的脈波判斷處理,處理部100也可以在通過卸下檢測處理檢測到生物體信息檢測裝置的卸下的情況下進行窗的初始化處理。

由此,可以在檢測到卸下的情況下、即在生物體信息檢測裝置為非佩戴狀態的情況下進行脈波判斷處理中的參數的初始化處理。這里的參數例如也可以是在上面使用圖21(A)、圖21(B)所說明的窗。如圖21(B)那樣,即使是在噪聲多、AC分量的峰值頻率的確定困難的情況下,該窗也可以使脈搏頻率的推斷變為可能。因此,如果在非佩戴狀態下也繼續利用窗,則將導致盡管未獲取起因于脈搏的信號也求出某脈搏頻率的情況,不優選。在本實施方式中,通過在非佩戴狀態下將參數初始化,從而抑制在非佩戴狀態下進行脈搏頻率的不恰當的推斷。

另外,在通過卸下檢測處理檢測到生物體信息檢測裝置的卸下的情況下,處理部100也可以進行應用于脈波傳感器信號的自適應增強器的濾波系數的初始化處理。

由此,可以在檢測到卸下的情況下、即在生物體信息檢測裝置為非佩戴狀態的情況下進行自適應增強器的濾波系數的初始化處理。自適應增強器在測定的信號中重疊有起因于脈搏的信號和噪聲信號這樣的假設之下分離噪聲信號,以求出起因于脈搏的信號。也就是說,如果在非佩戴狀態下進行自適應增強器的濾波系數的學習,則將導致使用未含有脈搏信號的測定信號,導致自適應增強器的精度(例如降噪的精度)下降。在本實施方式中,通過在非佩戴狀態下將濾波系數初始化,從而抑制在非佩戴狀態下進行自適應增強器的不恰當的學習。需要注意的是,由于將基于非佩戴狀態下的信息而獲取的濾波系數初始化即可,因此,不必在非佩戴狀態下總是進行初始化處理。例如,既可以每隔給定期間進行初始化處理,也可以在檢測到卸下后,在檢測到再佩戴的時機(狹義上講是從狀態D遷移到了狀態E的時機)進行初始化處理。

另外,檢測到生物體信息檢測裝置的卸下時的、關于自適應增強器的處理不限于濾波系數的初始化處理。例如,在通過卸下檢測處理檢測到生物體信息檢測裝置被卸下的情況下,處理部100也可以停止應用于脈波傳感器信號的自適應增強器的自適應處理。

如上所述,由于使用非佩戴狀態下的信息進行自適應增強器的學習(自適應處理)而可能使自適應增強器的精度下降。也就是說,如果能夠避免在非佩戴狀態下進行學習,則能夠抑制自適應增強器的精度下降,因此,不一定非要進行濾波系數的初始化處理。具體而言,可在檢測到生物體信息檢測裝置卸下時暫時性地停止學習。需要說明的是,學習的重啟在經過了給定期間的情況下、或者在檢測到生物體信息檢測裝置的再佩戴的情況下(狹義上講是從狀態D遷移到了狀態E的情況下)進行即可。需要注意的是,濾波系數的初始化處理和學習的停止處理不限于進行哪一方,可在進行了停止處理之后,在重啟學習時進行濾波系數的初始化處理;等等,可進行各種變形實施。

另外,處理部100也可以求出脈波傳感器信號在第i(i為正整數)采樣時機的第i DC分量值與脈波傳感器信號在第j(j是滿足j>i的整數)采樣時機的第j DC分量值的差分值作為DC分量的變化值,并根據求出的DC分量的變化值進行卸下檢測處理。

由此,如圖5(A)或圖5(B)所示,可使用多個采樣時機下的DC分量值的差分值作為給定期間T1中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值ΔDC1。如果如圖5(A)所示使用相鄰的采樣時機下的差分值(j=i+1時),則與圖5(B)的情況相比,能更高速地進行卸下檢測處理。另外,如果如圖5(B)所示使用不相鄰的采樣時機下的差分值(j>i+1時),則如DC分量的變化跨多個采樣時機的情況這樣,在DC分量的信號值的變化比較平穩的情況下也能恰當地求出變化值ΔDC1。

另外,在給定期間中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值超過了給定閾值的情況下,處理部100也可以判斷為生物體信息檢測裝置被卸下。

由此,可基于DC分量的變化值ΔDC1與給定閾值Th1的比較處理檢測卸下。如圖4等所示,對應于卸下的時機時的ΔDC1為比平常時的接近于0的值大得多的值,因此,設定恰當的閾值Th1,并在ΔDC1>Th1的情況下判斷為有卸下即可。

另外,處理部100也可以根據通過卸下檢測處理檢測到生物體信息檢測裝置被卸下之后的期間、即第三期間中的表示脈波傳感器信號的DC分量的變化的第三變化值來進行生物體信息檢測裝置的再佩戴檢測處理。

由此,根據DC分量的變化值,不僅可以檢測生物體信息檢測裝置的卸下,而且還可以進行再佩戴的檢測。需要注意的是,在生物體信息檢測裝置于非佩戴狀態下放置于桌子上、且人通過了該生物體信息檢測裝置附近的情況下,有可能由于外部光的一部分被該人遮擋而使DC分量的變化值ΔDC3變大。在這種情況下,雖然正在繼續非佩戴狀態,但也有可能誤判斷為轉移至了佩戴狀態。因此,也可以與卸下判斷中的撞擊檢測的例子同樣地,求出包括T3且比T3長的期間T4中的DC分量的變化值ΔDC4,使用ΔDC3和ΔDC4兩者來判斷再佩戴。具體而言,當將給定閾值設為Th3、Th4時,在ΔDC3>Th3且ΔDC4>Th4的情況下判斷為進行了再佩戴。這是因為,考慮到如果由于人等而暫時性地遮擋外部光,則消除遮擋要因的話,DC分量的信號值便恢復原樣,因此,ΔDC4變為接近于0的值,而在進行了再佩戴的情況下,DC分量的信號值偏移(shift)。

除此以外,可在ΔDC3>Th3且AC分量的波形規整的情況下判斷為進行了再佩戴;等等,可進行各種變形實施。需要注意的是,AC分量的波形規整相當于AC分量的自相關函數為圖13(A)所示那樣的情況。

另外,在以上的本實施方式中,如圖3所示,生物體信息檢測裝置包括輸出脈波傳感器信號的脈波檢測部10和處理脈波傳感器信號的處理部100。并且,在檢測到生物體信息檢測裝置被卸下的情況下,處理部100作出基于脈波傳感器信號的脈波信息的記錄或通信的停止指示、或者作出已與表示是在卸下期間中獲取的信息相關聯的脈波信息的記錄或通信的指示。

在此,表示是在卸下期間中獲取的信息例如也可以是使用脈波信息的數據結構中的1比特并通過該比特的0,1來表示是否是非佩戴狀態的標記信息。但是,也不限于單純表示是否是非佩戴狀態的信息,例如,既可以是能辨別是圖14的狀態D還是狀態E的信息,也可以是包括向該狀態轉移后所經過的時間、向該狀態的轉移次數等附隨信息的信息。

由此,可以在檢測到生物體信息檢測裝置被卸下的情況下、即為非佩戴狀態的情況下,停止脈波信息的記錄、通信、或者進行記錄、通信,但使脈波信息與表示是在卸下期間中獲取的信息相關聯。因此,在之后的使用脈波信息的處理中,可以從一開始就不利用非佩戴狀態下的脈波信息、或者保留利用的余地但明示是在非佩戴狀態下獲取的信息;等等。在此,使用脈波信息的處理是在生物體信息檢測裝置、作為通信目標的外部設備中進行的處理,例如對應于基于脈波信息的、關于用戶健康狀態的建議的生成等處理。如上所述,由于在非佩戴狀態下脈波傳感器信號中不含有起因于脈搏的信號,因此,所運算的脈波信息是不恰當的值,有可能給使用脈波信息的處理造成壞的影響。但是,在長時間佩戴生物體信息檢測裝置(狹義上講總是佩戴)而用于獲取“生活日志”的用途的情況下,與現有的脈搏計等不同,很有可能出現雖然在進行計測,但卻處于非佩戴狀態的情形。關于這一點,如果是本實施方式的方法,則可以一開始就不將非佩戴狀態下的脈波信息用于處理、或者可以在考慮了其是不恰當的脈波信息的可能性的基礎上進行處理。

需要注意的是,例如在上面使用圖20(A)、圖20(B)所說明地,這里的記錄或通信的停止指示、或者已與表示是在卸下期間中獲取的信息相關聯的脈波信息的記錄或通信的指示也可以作為狀態附隨處理、事件發生附隨處理中的波及處理而實現。

另外,處理部100也可以在檢測到生物體信息檢測裝置的卸下之后,在檢測到生物體信息檢測裝置的再佩戴且基于脈波傳感器信號的脈波信息計測處理成功的情況下,作出脈波信息的記錄或通信的指示。

由此,可在非佩戴狀態下,不僅要檢測到再佩戴,而且還要脈波信息的計測處理一并成功的情況下才作出脈波信息的記錄或通信的指示。通常,在脈波信息的計測(運算)中,不僅需要其瞬間的脈波傳感器信號,而且還需要在此之前的一定程度的期間中的脈波傳感器信號。例如,在對脈波傳感器信號的AC分量進行FFT等頻率分析處理時,需要充分的期間中的信號值,如果考慮頻率分析處理的方法的話,這一點是當然的。另外,在不進行頻率分析的情況下,求出AC分量的從一個峰值到下一個峰值的時間、或者與AC分量的矩形波近似而求出上升沿之間的時間等,將該時間作為脈搏的周期。在這種情況下,也需要一周期左右的信號,為了要求精度,也有可能使用多個周期的信號。也就是說,當從再佩戴的瞬間求出脈波信息并對該脈波信息進行記錄、通信時,在脈波信息的運算時會使用非佩戴狀態下的脈波傳感器信號,不能算出正確的值。因此,在本實施方式中,光是檢測到再佩戴的話并不重啟脈波信息的記錄、通信,而是在脈波信息的計測成功之后作出記錄、通信的指示。需要說明的是,脈波信息的計測處理是否成功例如通過判斷求出的脈波信息作為人的脈搏數是否為正常值即可。如果不采用非佩戴狀態下的脈波傳感器信號而將其值作為0對待來進行FFT等的話,則所求出的脈波信息的值缺乏妥當性。也就是說,在脈波信息為妥當的值的情況下,可以說作為FFT等的對象的脈波傳感器信號是在佩戴狀態下被取得,并且,求出的脈波信息也是反映了實際的脈搏的恰當的信息。但是,脈波信息的計測處理是否成功的判斷不限定于此。例如,在佩戴狀態下獲取的脈波傳感器信號在作為FFT等的對象的脈波傳感器信號中所占的比例在給定閾值以上時判斷為計測成功;等等,可實施各種變形。

另外,處理部100也可以設定包括對應于佩戴有生物體信息檢測裝置的情況的佩戴狀態、對應于已卸下生物體信息檢測裝置的情況的非佩戴狀態、以及對應于佩戴狀態與非佩戴狀態的中間情況的中間狀態的多個狀態,根據設定的多個狀態間的遷移處理作出記錄或通信的停止指示、或者記錄或通信的指示。

由此,可以使用圖15中示出的狀態機執行本實施方式的處理。這時,通過設定中間狀態,從而不僅是佩戴狀態、非佩戴狀態,而且更細微的狀態設定成為可能。例如,如圖15所示,能夠將雖然包括在佩戴狀態中,但在DC分量上發現異常值等不能說是穩定的佩戴狀態的狀態(狀態C)、同樣地,雖然為非佩戴狀態但不能說是穩定的非佩戴狀態的狀態(狀態E)設定為中間狀態。狀態C與穩定的佩戴狀態(狀態B)相比,可以說向非佩戴狀態轉移的可能性高,狀態E與穩定的非佩戴狀態(狀態D)相比,可以說向佩戴狀態轉移的可能性高。因此,能夠使在狀態B和狀態C中監視的輸入(對應于圖15等的事件)不同、或者使在狀態D和狀態E中監視的輸入不同,能夠實現更靈活的處理。

另外,處理部100也可以在非佩戴狀態下檢測到佩戴檢出事件時進行從非佩戴狀態向中間狀態的遷移處理,在中間狀態下檢測到脈波信息計測成功事件時進行從中間狀態向佩戴狀態的遷移處理。

這里的中間狀態對應于圖15的狀態E。

由此,可以使用中間狀態來實現上述的從非佩戴狀態向佩戴狀態的遷移,即、可以使用中間狀態來實現不僅是檢測到再佩戴,而且還要在脈波信息的計測處理成功的情況下才向佩戴狀態遷移的處理。如上所述,檢測到再佩戴的情況不能說是穩定的非佩戴狀態,但從尚不能進行脈波信息的計測的觀點來看也不能說是佩戴狀態。在本實施方式中,將對應的狀態設為作為中間狀態的狀態E,采用隨著事件D1(檢出佩戴)而從狀態D遷移至狀態E、以及隨著事件E2(計測成功)而從狀態E遷移至狀態B的兩階段的遷移。由此,只是檢測到再佩戴的話并不重啟脈波信息的記錄、通信,在脈波信息的計測成功之后才作出記錄、通信的指示。

另外,處理部100也可以在佩戴狀態下進行卸下事件以及撞擊發生事件的檢測處理,在檢測到卸下事件的情況下判斷為進行了生物體信息檢測裝置的卸下,進行從佩戴狀態向非佩戴狀態的遷移處理,在檢測到撞擊發生事件的情況下判斷為檢測出懷疑卸下生物體信息檢測裝置的異常信號,進行從佩戴狀態向中間狀態的遷移處理。

在此,佩戴狀態對應于狀態B,非佩戴狀態對應于狀態D,中間狀態對應于狀態C。另外,卸下事件對應于事件B1,撞擊發生事件對應于事件B2。

由此,可在佩戴狀態下監視兩個事件發生,根據發生的事件判斷是從佩戴狀態向非佩戴狀態直接遷移,還是從佩戴狀態暫且遷移至中間狀態。與從非佩戴狀態向佩戴狀態遷移時的脈波信息的測定的例子不同,由于即使從佩戴狀態直接向非佩戴狀態遷移也不會產生問題,因此,在發生了表示明確進行了卸下的卸下事件時,從狀態B向狀態D遷移。另一方面,在發生了撞擊發生事件時,雖然認為未進行卸下,但至少在DC分量上發現異常,確實不是穩定的佩戴狀態。因此,遷移至與狀態B不同的狀態C。需要注意的是,在狀態C中,也可以進行與狀態B不同的事件監視。例如,雖然事件B1和事件C1均為卸下事件,但也可以變更事件B1和事件C1的處理內容(例如閾值Th1的值)。另外,在狀態C中,當DC分量的異常平息時(發生了事件C2時),如圖15所示,遷移至狀態B,使之為穩定的佩戴狀態即可。

另外,以上的本實施方式可適用于如下的生物體信息檢測裝置:該裝置包括:具有輸出脈波傳感器信號的脈波傳感器11的脈波檢測部10、和對脈波傳感器信號進行處理的處理部100,在檢測到生物體信息檢測裝置被卸下的情況下,處理部100進行基于脈波傳感器信號的脈波信息的顯示停止指示或者顯示切換處理,在檢測到生物體信息檢測裝置的卸下之后,當檢測到生物體信息檢測裝置的再佩戴、且基于脈波傳感器信號的脈波信息的計測處理成功時,處理部100作出脈波信息的顯示指示。

在此,所謂的顯示的停止指示,就是指示在顯示部上不進行脈波信息的顯示,廣義上講,也可以是指示畫面顯示本身的停止。另一方面,所謂的顯示的切換處理,就是脈波信息的顯示本身不受妨礙但與佩戴狀態的顯示畫面相比改變某顯示的處理。例如,在圖20(B)中,如“圖標顯示形式”所示,也可以是改變佩戴狀態(狀態B、狀態C)與非佩戴狀態(狀態D、狀態E)間所顯示的圖標的處理。或者,如“脈搏數”所示,也可以是從數值顯示變更為橫棒顯示的處理,如“傳感靈敏度”所示,也可以是進行表示傳感靈敏度正在降低的變更的處理。需要說明的是,關于“脈搏數”的顯示變更,由于脈搏數的數值從顯示的狀態變為不顯示的狀態,因此,也可以解釋為包含在“脈波信息的顯示停止指示”中。

由此,在將脈波信息顯示于顯示部來向用戶進行提示時,可以明示該脈波信息是在佩戴狀態下獲取的,還是在非佩戴狀態下獲取的。由于知道脈波信息未被顯示、或者即使有顯示也是在非佩戴狀態下的信息,因此,可以使用戶恰當地進行使用了脈波信息的判斷。

需要注意的是,雖然如上所述地對本實施方式進行了詳細的說明,但本領域技術人員應該很容易理解,可進行實質上不脫離本發明的新內容和效果的眾多變形。因此,這樣的變形例均落入本發明的范圍之內。例如,在說明書或者附圖中,至少一次與更廣義或者同義的不同術語一同記載的術語在說明書或者附圖中的任何一處都能夠替換為該不同術語。此外,生物體信息檢測裝置的構成、動作也不僅限于本實施方式中說明過的內容,可進行各種變形實施。

符號的說明

10 脈波檢測部、11 脈波傳感器、12 LED、13 PD、14 凸部、16 A/D 轉換部、20 體動檢測部、26 A/D 轉換部、100 處理部、110 裝卸檢測部、120 脈波信息運算部、200 顯示部、300 存儲部、400 通信部、500 基座部、600 保持機構。

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