CN104203090B - 搏动检测装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供能够根据运动状态的判定结果等降低耗电的搏动检测装置以及电子设备。搏动检测装置(100)包括:搏动信息运算部(120),基于来自具有脉波传感器(11)的脉波检测部(10)的脉波检测信号、和来自具有体动传感器的体动检测部(20)的体动检测信号,对搏动信息进行运算;判定部(112),判定被检体的运动状态;以及控制部(150),基于判定部(112)中的运动状态的判定结果,对脉波检测部(10)中的脉波传感动作、体动检测部(20)中的体动传感动作、以及搏动信息运算部(120)中的运算处理率中的至少一个进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及搏动检测装置、电子设备以及程序等。
背景技术
现有技术中,包含脉搏计等搏动检测装置的电子设备被广泛应用。所谓搏动检测装置,是指用于检测起源于人体的心跳的搏动的装置,是一种根据从安装于例如手臂、手掌、手指等的脉波传感器发出的信号而检测起源于心跳的信号的装置。
作为脉波传感器使用例如光电传感器。在该情况下,可以考虑由该光电传感器检测对生物体照射的光的反射光或透过光的方法等。由于随着血管内的血流量的不同,照射的光在生物体的吸收量、反射量不同,因而由光电传感器检测到的传感器信号(脉波传感器信号)成为对应于血流量等的信号,通过解析该信号能够取得有关搏动的信息。
但是,在脉波传感器信号中也可能混入由于人体的体动的影响而产生的噪声(体动噪声)。从而,在专利文献1中公开了并非将脉波传感器信号直接用于搏动信号的检测,而是进行减少体动噪声等的噪声减少处理的方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开昭60-259239号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
近年来,如同手表式脉搏计一样,搏动检测装置和包含其的电子设备的小型轻量化不断发展。伴随于此,考虑假设为半天~数天左右的连续工作的使用。在考虑长时间的连续工作的情况下,上述的手表式脉搏计等,由于大小和重量的制约而使电池容量受到限制这一点成为很大问题。但是,在专利文献1的方法中,没有考虑到降低耗电等,不能说适合于这种脉搏计等的使用。
根据本发明的几种方式,能够提供可以根据运动状态的判定结果等来降低耗电的搏动检测装置、电子设备及程序等。
解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式涉及一种搏动检测装置,包含:搏动信息运算部,基于来自具有脉波传感器的脉波检测部的脉波检测信号、和来自具有体动传感器的体动检测部的体动检测信号,对搏动信息进行运算;判定部,判定被检体的运动状态;以及控制部,基于所述判定部中的所述运动状态的判定结果,对所述脉波检测部中的脉波传感动作、所述体动检测部中的体动传感动作、以及所述搏动信息运算部中的运算处理率中的至少一个进行控制。
在本发明的一个方式中,基于运动状态的判定结果,对脉波传感动作、体动传感动作及搏动信息的运算处理率中的至少一个进行控制。因此,能够根据运动状态降低动作负荷等,能够降低耗电等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述判定部判定所述被检体处于运动中还是处于生活活动中,当在所述判定部中判定为所述被检体处于所述生活活动中时,所述控制部进行与判定为所述被检体处于所述运动中时相比、降低所述脉波传感动作的动作率的控制、降低所述体动传感动作的所述动作率的控制、以及降低所述运算处理率的控制中的至少一个控制。
由此,与在运动中相比,在生活活动中能够减低耗电等。
另外,在本发明的一方式中可以:所述判定部判定所述被检体处于生活活动中还是处于睡眠中,当在所述判定部中判定为所述被检体处于所述睡眠中时,所述控制部进行与判定为所述被检体处于所述生活活动中时相比、降低所述脉波传感动作的动作率的控制、降低所述体动传感动作的所述动作率的控制、以及降低所述运算处理率的控制中的至少一个控制。
由此,与在生活活动中相比,在睡眠中能够减低耗电等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述判定部判定所述被检体处于运动中还是处于睡眠中,当在所述判定部中判定为所述被检体处于所述睡眠中时,所述控制部进行与判定为所述被检体处于所述运动中时相比、降低所述脉波传感动作的动作率的控制、降低所述体动传感动作的所述动作率的控制、以及降低所述运算处理率的控制中的至少一个控制。
由此,与在运动中相比,在睡眠中能够减低耗电等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述控制部,基于所述判定部中的所述运动状态的所述判定结果,控所述搏动信息运算部中的运算处理内容。
由此,能够基于运动状态的判定结果控制搏动信息的运算处理内容。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述搏动信息运算部包含对所述脉波检测信号进行噪声减少处理的噪声减少部,所述控制部基于所述运动状态的所述判定结果,控制所述噪声减少部中的所述噪声减少处理的内容。
由此,能够基于运动状态的判定结果控制噪声减少处理内容。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述判定部判定所述被检体处于运动中还是处于生活活动中,所述噪声减少部具有进行增强滤波处理的第一滤波器和基于所述体动检测信号进行所述噪声减少处理的第二滤波器,当判定为所述被检体处于所述运动中时,通过所述第一滤波器及所述第二滤波器进行所述噪声减少处理,当判定为所述被检体处于所述生活活动中时,通过所述第一滤波器进行所述噪声减少处理。
由此,通过控制噪声减少用的滤波器动作,能够控制噪声减少处理内容等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述判定部基于所给的运动状态判定期间中的所述体动检测信号,进行所述运动状态的判定。
由此,能够进行基于体动检测信号的运动状态判定等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述判定部基于所述运动状态判定期间中的所述体动检测信号,取得对应于运动中、生活活动中及睡眠中的任一个所述运动状态的中间结果,并基于一个或多个所述中间结果,判定所述运动状态。
由此,能够进行考虑了多个判定结果等的运动状态判定。
另外,在本发明的一个方式中可以:在判定所述被检体处于所述运动中的情况下,当取得N(N为2以上的整数)次对应于所述运动中以外的所述运动状态的所述中间结果时,所述判定部判定所述被检体处于所述生活活动中,在判定所述被检体处于所述生活活动中的情况下,当取得1次或者M(M为满足M<N的2以上的整数)次对应于所述运动中的所述中间结果时,所述判定部判定所述被检体处于所述运动中。
由此,对于运动中和生活活动中之间的转变,能够根据转变方向在该转变的发生容易性上设置差异等。
另外,在本发明的一个方式中可以:在判定所述被检体处于所述生活活动中的情况下,当取得P(P为2以上的整数)次对应于所述睡眠中的所述中间结果时,所述判定部判定所述被检体处于所述睡眠中,在判定所述被检体处于所述睡眠中的情况下,当取得1次或者Q(Q为满足Q<P的2以上的整数)次对应于所述生活活动中的所述中间结果时,所述判定部判定所述被检体处于所述生活活动中。
由此,对于生活活动中和睡眠中之间的转变,能够根据转变方向在该转变的发生容易性上设置差异等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述判定部在所述运动状态判定期间,对所述体动检测信号的信号值超过所给的信号阈值的次数进行计数,当所述次数小于所给的次数阈值时,判定所述被检体处于睡眠中。
由此,基于体动检测信号的信号值和信号阈值的比较处理、以及超过信号阈值的次数和次数阈值的比较处理,能够进行睡眠中和其他运动状态的判别等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述判定部当判定为所述被检体未处于所述睡眠中时,进行有无所述体动检测信号的周期性的判定,有所述周期性时判定所述被检体处于运动中,无所述周期性时判定所述被检体处于生活活动中。
由此,基于有无体动检测信号的周期性,能够进行运动中和生活活动中的判别等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述判定部判定所述被检体处于运动中还是处于生活活动中,在所述判定部中判定为所述被检体处于所述生活活动中时,所述控制部进行将所述脉波传感动作的所述动作率设定为相对于判定为所述被检体处于所述运动中时的所述脉波传感动作的所述动作率的比率为R1(R1为满足0<R1<1的实数)的所述动作率的控制,并且,进行将所述体动传感动作的所述动作率设定为相对于判定为所述被检体处于所述运动中时的所述体动传感动作的所述动作率的比率为R2(R2为满足0<R1<R2≤1的实数)的所述动作率的控制。
由此,关于判定为处于生活活动中时的以运动中为基准的动作率的降低程度,在脉波传感动作和体动传感动作中能够设置差异等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述体动检测部具有运动状态判定用传感器和体动噪声减少用传感器作为所述体动传感器,所述控制部基于所述判定部中的所述运动状态的所述判定结果,控制所述体动噪声减少用传感器的所述传感动作。
由此,基于运动状态的判定结果,能够控制体动噪声减少用传感器的传感动作。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述控制部进行将所述运动状态判定用传感器的所述传感动作从基于所述判定部中的所述运动状态的所述判定结果的控制对象中排除的控制。
由此,对于运动状态判定用传感器,能够从基于运动状态的判定结果的控制对象中排除。
另外,本发明其他方式涉及一种搏动检测装置,包含:搏动信息运算部,基于来自具有脉波传感器的脉波检测部的脉波检测信号、和来自具有体动传感器的体动检测部的体动检测信号,对搏动信息进行运算;判定部,判定被检体的运动状态;以及控制部,基于所述判定部中的所述运动状态的判定结果进行控制,所述搏动信息运算部包含对所述脉波检测信号进行噪声减少处理的噪声减少部,所述控制部基于所述运动状态的所述判定结果,控制所述噪声减少部中的所述噪声减少处理的内容。
另外,本发明其他方式涉及一种电子设备,包含上述的搏动检测装置、所述脉波检测部以及所述体动检测部。
另外,本发明其他方式涉及一种程序,使计算机作为上述的各部而发挥作用。
附图说明
图1是包含本实施方式的搏动检测装置的电子设备的基本构成例。
图2是使用自适应滤波器的体动噪声减少部的构成例。
图3(A)~图3(C)是脉波检测信号、体动检测信号及基于这些信号的体动噪声减少处理后的信号的波形、频谱的示例。
图4(A)、图4(B)是包含搏动检测装置的电子设备的示例。
图5是包含本实施方式的搏动检测装置的电子设备的详细构成例。
图6是噪声减少部的构成例。
图7(A)、图7(B)是说明加速度检测值的周期性的图。
图8是基于运动状态的判定结果的控制方法的示例。
图9是由基于运动状态的判定结果的控制所产生的耗电的降低效果的具体例。
图10是表示加速度传感器及判定部的动作的时序图。
图11是表示运动中的脉波传感器、搏动信息运算部及显示部的动作的时序图。
图12是表示生活活动中的脉波传感器、搏动信息运算部及显示部的动作的时序图。
图13表示睡眠中的脉波传感器、搏动信息运算部及显示部的动作的时序图。
图14(A)、图14(B)是说明运动状态的转变的图。
图15是用于说明本实施方式的处理的流程图。
图16是用于说明1Hz中断处理的流程图。
图17(A)、图17(B)是用于说明计时处理的流程图。
图18(A)、图18(B)是用于说明计时处理的流程图。
图19是说明运动状态和计时处理的关系的图。
具体实施方式
以下,说明有关本实施方式。以下说明的本实施方式并不是不合理地限定权利要求书中记载的本发明的内容。另外,在本实施方式中说明的构成不一定全部都是本发明的必需构成要件。
1.包含搏动检测装置的电子设备的构成例
首先,使用图1说明本实施方式的搏动检测装置及包含搏动检测装置的电子设备(狭义上而言是指脉搏计)的基本的构成例。另外,图1是表示搏动检测装置以及电子设备的一个示例的图,既包括本实施方式的搏动检测装置等中含有的构成被简化或被省略的情况,也包括在本实施方式的搏动检测装置中包含不是必需的构成的情况。
如图1所示,作为本实施方式电子设备的一例的脉搏计包括:脉波检测部10、体动检测部20、搏动检测装置100以及显示部70。但是,电子设备不限于图1的构成,可以进行省略、变更其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素等各种变形。
脉波检测部10根据脉波传感器的传感器信息(脉波传感器信号)输出信号。脉波检测部10能够包括例如脉波传感器11、滤波处理部15以及A/D转换部16。但是,脉波检测部10不限于图1的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素(例如将信号放大的放大部等)等各种变形。
脉波传感器11是用于检测脉波信号的传感器,可以考虑例如光电传感器等。此外,作为脉波传感器11而使用光电传感器时,可以使用以屏蔽掉太阳光等外部光的信号成分的方式而构成的传感器。这例如能够通过设置多个光电二极管,使用这些二极管的信号通过反馈处理等计算差分信息的构成等来实现。
此外,脉波传感器11不限于光电传感器,也可以是使用了超声波的传感器。在该情况下,脉波传感器11具有两个压电元件,使一个压电元件激励而向生物体内发送超声波,并由另一个压电元件接收该超声波被生物体的血流反射后的超声波。在发送的超声波与接收到的超声波中,由于血流的多普勒效应而产生频率变化,因而,在该情况下,也能够取得对应于血流量的信号,进而可以推断搏动信息。另外,作为脉波传感器11,也可以使用其他的传感器。
滤波处理部15对来自脉波传感器11的传感器信息进行高通滤波处理。此外,高通滤波器的截止频率可以根据有代表性的脉搏次数求出。例如,一般人的脉搏次数低于每分钟30次的情况非常地少。也就是说,来源于心跳的信号的频率为0.5Hz以下是少有的,因而即使将该范围的频带的信息去除,对想要取得的信号的不良影响也应该是小的。因此,作为截止频率可以设定为0.5Hz左右。另外,根据情况不同,也可以设定1Hz等不同的截止频率。进一步而言,人的脉搏次数也可以设想有代表性的上限值,因而在滤波处理部15中,也可以进行带通滤波处理而不是高通滤波处理。高频端的截止频率也可以在某种程度上自由地设定,可以使用例如4Hz等值。
在A/D转换部16中,进行A/D转换处理,输出数字信号。此外,在上述的滤波处理部15中的处理既可以是A/D转换处理之前进行的模拟滤波处理,也可以是A/D转换处理之后进行的数字滤波处理。
体动检测部20根据各种传感器的传感器信息而输出对应于体动的信号(体动检测信号)。体动检测部20能够包括例如加速度传感器21、压力传感器22以及A/D转换部26。但是,体动检测部20也可以包括其他传感器(例如陀螺传感器)和将信号放大的放大部等。另外,也可以是不必设置多种传感器而含有一种传感器的构成。
搏动检测装置100包括信号处理部110和搏动信息运算部120。但是,搏动检测装置100不限于图1的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素等各种变形。信号处理部110对来自脉波检测部的输出信号和来自体动检测部的输出信号进行信号处理。
信号处理部110可以包括脉波信号处理部111和体动信号处理部113。
脉波信号处理部111对从脉波检测部10输出的信号进行某些信号处理。此外,作为由图1的D1所示的来自脉波检测部10的输出,可以考虑基于脉波传感器信号的各种信号。例如,后述的搏动信息的运算由于多数是根据切除DC成分后的脉波传感器信号(脉波检测信号)而进行的,因而设想D1中含有高通滤波处理后的脉波传感器信号。但是,可以输出未进行滤波处理的信号,根据情况不同也可以输出低通滤波处理后的脉波传感器信号。在D1中含有多个信号(例如高通滤波处理前的脉波传感器信号和处理后的脉波传感器信号两者)时,既可以对D1中含有的所有信号进行脉波信号处理部111中的处理,也可以对一部分信号进行脉波信号处理部111中的处理。处理内容也可以考虑各种,既可以是例如对脉波检测信号的均衡器处理,也可以是其他处理。
体动信号处理部113对从体动检测部20输出的体动检测信号进行各种信号处理。与D1同样,作为由D2所示的来自体动检测部20的输出,也可以考虑各种信号。例如,在图1的示例中,由于含有加速度传感器21和压力传感器22,因而D2的体动检测信号含有加速度信号和压力信号。另外,体动检测用传感器也可以使用陀螺传感器等其他传感器,因而D2中含有与传感器种类相应的种类的输出信号。既可以对D2中含有的所有信号进行体动信号处理部113中的处理,也可以对一部分信号进行体动信号处理部113中的处理。例如,可以进行D2中含有的信号的比较处理,进行决定在后述的体动噪声减少部122中的噪声减少处理中所使用的信号的处理。
此外,在脉波信号处理部111的处理中,也可以配合来自脉波检测部的信号而使用体动检测信号。同样地,在体动信号处理部113的处理中,也可以配合体动检测信号而使用来自脉波检测部10的信号。另外,对于来自脉波检测部10的输出信号,可以将在进行了脉波信号处理部111中所给的处理之后的信号用于在体动信号处理部113中的处理,也可以是其相反的顺序。
搏动信息运算部120包含体动噪声减少部122,基于体动噪声减少处理后的脉波检测信号(切除DC成分后的脉波传感器信号)运算搏动信息。
体动噪声减少部122使用体动检测信号,进行从脉波检测信号减少起因于体动的噪声(体动噪声)的处理。使用自适应滤波器的噪声减少处理的具体例示于图2。从脉波传感器11取得的脉波传感器信号中,除了含有起因于心跳的成分以外,还含有起因于体动的成分。这在用于搏动信息的运算的脉波检测信号中也是同样的。其中,对搏动信息的运算有用的是起因于心跳的成分,而起因于体动的成分成为运算的妨碍。因此,通过使用体动传感器取得起因于体动的信号(体动检测信号),再从脉波检测信号中除去与体动检测信号相关的信号成分(称为推算体动噪声成分),从而减少脉波检测信号中含有的体动噪声。但是,即使脉波检测信号中的体动噪声与来自体动传感器的体动检测信号都是起因于同一体动的信号,也不一定连其信号电平都相同。因此,通过对体动检测信号进行自适应地确定滤波器系数的滤波处理,算出推算体动噪声成分,取得脉波检测信号与推算体动噪声成分的差分。
通过频谱对以上的处理进行说明的图是图3(A)~图3(C)。图3(A)等是上部显示信号的时间变化波形,下部显示其频谱的图。图3(A)是表示体动噪声减少前的脉波检测信号的图,如A1以及A2所示,在频谱上出现两个值大的频率。其中,一个起因于心跳,另一个起因于体动。此外,虽然比A1高的频率也有值大的,但由于是相当于A1、A2的整数倍的高频成分,因而在此不考虑。以下,在图3(B)、图3(C)中,也可以看到高频成分,但同样地在此不予考虑。
与其相对,图3(B)是表示体动检测信号的图,如果成为体动检测信号的要因的体动为一种,则如B1所示出现一个值大的频率。在此,B1的频率对应于图3(A)的A2。在这种情况下,通过利用如图2所示的方法取得脉波检测信号与推算体动噪声成分的差分,从而得到图3(C)的信号。由图可知,通过从具有起因于心跳以及体动的两个峰A1、A2的脉波检测信号中减去具有起因于体动的峰B1的推算体动噪声成分,从而除去脉波检测信号中的体动成分(对应于A2),其结果,剩下起因于心跳的峰C1(频率对应于A1)。
此外,在脉波检测信号中含有的体动噪声与体动检测信号对应,以及在体动检测信号中不含有对噪声减少处理带来不良影响的信号成分等被保证的情况下,由于在体动噪声减少部122中不必进行频率解析,因而可以不考虑在图3(A)、图3(B)的下部所示的频谱。但是,由于用于取得体动检测信号的传感器的种类等不同,不满足上述条件的情况也可能发生。在那种情况下,例如可以在体动信号处理部113中以满足上述条件的方式加工体动检测信号,也可以将不满足上述条件的体动检测信号从向体动噪声减少部122等的输出中排除。此外,作为进行是否满足上述条件的判定的方法,可以考虑各种方法,例如可以利用通过频率解析得到的、图3(A)、图3(B)的下部所示的频谱。
搏动信息运算部120运算搏动信息。所谓搏动信息,也可以是例如脉搏次数的值。例如,搏动信息运算部120可以对体动噪声减少处理部122中的噪声减少处理后的脉波检测信号进行FFT等频率解析而求出频谱,进而进行将在所求出的频谱中代表性的频率作为心跳的频率的处理。在那种情况下,将所求得的频率60倍化后的值成为一般所采用的脉搏次数(心跳数)。
此外,搏动信息不限于脉搏次数,也可以是例如表示脉搏次数的信息(心跳的频率和周期等)。另外,可以是表示搏动的状态的信息,也可以将表示例如血流量本身(或其变动)的值作为搏动信息。但是,由于血流量与脉波传感器信号的信号值的关系每个用户都具有个体差异,因而在将血流量等作为搏动信息时,最好进行用于对应于该个体差异的校正处理。
另外,也可以在输入的脉波检测信号的时间变化波形上,检测所给的值(上峰值、下峰值或所给的阈值以上的值等)出现的定时,根据相当于该定时的间隔的时间,求出心跳的周期并运算搏动信息。或者,将脉波检测信号的波形变形为矩形波,通过使用该矩形波的上升沿等,也能够运算搏动信息。该情况由于可以不进行频率解析,因而在计算量和耗电方面具有优势。但是,在该方法中,由于不进行向频率轴的转换而直接使用信号值,因而波形必须在某种程度上整齐,因此在噪声多的情况下最好进行频率解析。
显示部70(广义上而言是指输出部)用于显示运算出的搏动信息等的提示所用的各种显示画面,能够通过例如液晶显示器或有机EL显示器等来实现。
上述电子设备为脉搏计的情况下的具体例示于图4(A)、图4(B)。图4(A)是手表式脉搏计的示例。包含脉波传感器11以及显示部70的底部400通过保持机构300(例如带等)安装于被检体(用户)的左手腕200。图4(B)是手指安装式的示例。在用于插入被检体的指尖的环状的导轨302的底部设有脉波传感器11。但是,在图4(B)的情况下,由于没有设置显示部70的空间富裕,因而假定显示部70(以及根据需要,相当于搏动检测装置100的部分)设于他处。
后述的本实施方式的方法能够适用于任一种类的电子设备,更优选适用于手表式脉搏计(图4(A)的示例)。但是,在图4(A)的示例中,脉波传感器11安装于手腕外侧(与手表的后盖面接触的部位)等难以取得脉波传感器信号的部位。因此,从脉波传感器11输出的脉波传感器信号的振幅总体上有变小的倾向。因此,优选通过某些方法进行有关搏动信息的精度的处理。
2.本实施方式的方法
下面对于本实施方式的方法进行说明。近年的包含搏动检测装置的电子设备(狭义而言为脉搏计)也使用小型、轻量的设备。例如,如果是图4(A)所示的手表式脉搏计,则即使在安装着该设备的状态下,也能够没有障碍地进行步行、跑步和其他的运动。因此,使用搏动检测装置的情况并不限于如医疗目的所示的安静状态,也可以运算运动状态下的搏动信息,将运动的负荷等通知用户。这种情况下,能够使用上述的体动传感器等像计步器那样取得步数和移动速度等信息,因此能够向用户提示丰富的信息。
在这种背景下,也可以考虑广泛地使用不仅限定于诊疗时或运动时以短时间段(例如,几分钟至几小时)安装搏动检测装置,而且以更长的时间段(例如,半天至几天)连续安装搏动检测装置,从而取得用户的生物体信息的日志的方法的情况。
但是,就时常安装式设备而言,由于电池的容量受限,因此耗电成为很大问题。至少如果不能实现不经中途充电而能够半天至几天连续工作的话,就不能采用上述的用法。
在现有方法中,公开了基于有无体动检测信号而切换搏动信息的运算处理的方法。具体而言,切换进行基于FFT的频率解析的第一方法,以及将脉波检测信号转换为矩形波后使用相当于转换后的矩形波的周期(频率)的信息的第二方法。如上所述,由于第二方法比第一方法的计算量少,因此通过适当使用第二方法而能够削减耗电。但是,这种方法是在噪声小(也就是说,在第二方法中也能够确保一定程度的精度)的情况下实现计算量的削减,时常进行搏动信息的运算本身。因此,需要使脉波传感器11和体动传感器(加速度传感器21等)也时常动作,耗电的削减效果受到限定。
在这一点上,鉴于本实施方式的搏动检测装置的典型的使用例是上述的生物体信息的日志,考虑能够根据情况而下调搏动信息的运算频度。也就是说,本实施方式的搏动检测装置,如果能够检测搏动信息的变动大时的变动的程度和偏离平常状态的异常值等则足够有效,并不要求到搏动信息的变动小的程度的高频度并且高精度的运算。这一点,与以医疗目的的使用那样的、测量中时常高精度的运算的必要性高的状况大不相同。
于是,本申请人提出判定被检体(用户)的运动状态,基于该判定结果控制搏动检测装置(或者包含搏动检测装置的电子设备)的各部的动作的方法。具体而言,判定对应于身体活动的强度等的运动状态,进行激烈运动的情况下,考虑搏动信息的变动大,以高频度(例如时常)进行运算处理。另一方面,在舒缓运动时下调搏动信息的运算频度,在安静、睡眠时等状态下进一步降低搏动信息的运算频度。下调搏动信息的运算频度的情况下,由于以高频度进行基于脉波传感器11或体动传感器的传感的优点少,因此可以与搏动信息的运算频度对应地降低传感器的传感动作率。
另外,耗电的降低也可以通过噪声减少处理的内容控制来进行。例如,进行多段的噪声减少处理(由特性各异的多段滤波器等构成)的情况下,剧烈运动时使多个(狭义而言为全部)滤波器发挥作用,与此相对,运动越舒缓越减少使用的滤波器的数量,也能够谋求耗电的降低。另外,基于运动状态判定的本实施方式的控制是上述脉波传感器11的传感动作率、体动传感器的传感动作率、搏动信息的运算处理率、噪声减少处理的处理内容中的至少一个的控制,也可以控制多个控制对象,这时的组合为任意。
另外,本实施方式中的运动的剧烈程度(身体活动的强度)能够基于各种指标而决定。例如,可以使用厚生劳动省发表的“为了构筑健康的运动指针2006-为了预防生活习惯病-(锻炼指南2006)”中记载的METs(代谢当量)等,进行基于由运动产生的能量消耗量的判定。另外,在本实施方式中,由于设想对应于搏动信息的变动程度的控制,因此,优选使用反映单位时间的运动强度的指标,与上述的厚生劳动省的资料中的Ex(锻炼。METs和实施时间的乘积)等相比,上述METs更为合适。
以下,对搏动检测装置等的系统构成例进行说明后,对运动状态的判定方法进行说明。之后,对基于运动状态的判定结果的控制方法进行说明,最后使用流程图对于本实施方式的处理的详细情况进行说明。
3.具体的系统构成例
图5表示包含本实施方式的搏动检测装置的电子设备的系统构成例。电子设备包括:脉波检测部10、体动检测部20、搏动检测装置100和显示部70。
脉波检测部10包括:脉波传感器11、滤波处理部15以及A/D转换部16。但是,脉波检测部10不限于图5的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素等的各种变形。
脉波传感器11如上述使用图1说明的那样使用光电传感器等。滤波处理部15在本实施方式中通过进行高通滤波处理的高通滤波器实现。A/D转换部16将输入的模拟信号转换为数字信号输出。
如图5所示,脉波传感器11连接于滤波处理部15。滤波处理部15连接于A/D转换部16。A/D转换部16连接于搏动信息运算部120,并对搏动信息运算部120输出脉波检测信号。另外,关于脉波检测部10中所包含的各部的连接,能够进行各种变形实施。
体动检测部20包括加速度传感器21、压力传感器22和A/D转换部26。加速度传感器21和压力传感器22连接于A/D转换部26。A/D转换部26连接于后述的判定部112和噪声减少部123。此外,体动检测部20所包含的体动传感器不限于图5的构成,可以进行省略压力传感器22或者追加其他的传感器等的变形实施。
搏动检测装置100包括:判定部112、搏动信息运算部120和控制部150。搏动信息运算部120包括噪声减少部123。但是,搏动检测装置100不限于图5的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素等的各种变形实施。
判定部112例如可以包含于图1的信号处理部110,判定安装有脉波传感器11等的被检体的运动状态。运动状态的判定基于来自体动检测部20的体动检测信号等而进行,判定部112将判定结果输出至控制部150。有关判定部112中的运动状态的判定方法将于后述。
搏动信息运算部120如使用图1等所说明的那样,基于脉波检测信号进行搏动信息的运算。具体而言,通过噪声减少部123对脉波检测信号进行噪声减少处理,使用处理后的脉波检测信号运算搏动信息。
噪声减少部123对脉波检测信号进行噪声减少处理。这里的噪声减少处理,可以包含图2等所示的由体动噪声减少部122进行的体动噪声减少处理,也可以是减少不限于体动噪声的其他噪声的处理。进行体动噪声减少处理时,如上所述,基于来自体动检测部20的体动检测信号进行处理。
控制部150基于判定部112中的运动状态的判定结果进行各部的控制。具体而言,进行脉波检测部10(狭义而言为脉波传感器11)的传感动作率、体动检测部20(狭义而言为体动传感器)的传感动作率、搏动信息运算部120中的运算处理率、噪声减少部123中的噪声减少处理的内容中的至少一个的控制。关于控制的详细情况将于后述。
显示部70如使用图1所说明的那样,显示作为搏动信息运算部120中的运算结果的搏动信息。另外,可以根据需要显示判定部112中的判定结果(现在的运动状态)和控制部150中的控制内容(脉波检测部10的传感动作率等)。
4.运动状态的判定方法
下面,对判定部112中的运动状态的判定方法进行说明。可以考虑各种判定方法,在本实施方式中基于来自体动检测部20的体动检测信号进行判定。另外,由于设想体动检测信号为基于加速度传感器21的信号,因此,在以下的说明中使用加速度检测值作为体动检测信号,但并不妨碍使用基于其他体动传感器的信号。
运动越剧烈加速度检测值的大小就越大。因此,这里,作为运动状态,从其运动强度高的一方开始,考虑有“运动中”、“生活活动中”、“睡眠中”的3个状态,基于加速度检测值的大小,判定被检体处于上述3个状态中的哪个状态。另外,运动状态的状态数等能够进行各种设定。
由于运动的强度越高加速度检测值的大小变得越大,因此,例如设定满足Th1<Th2的2个阈值,加速度检测值的大小A满足A<Th1时判定为睡眠中,满足Th1≤A<Th2时判定为生活活动中,满足Th2≤A时判定为运动中。
但是,不优选仅通过1个加速度检测值判定运动状态。例如,即使在坐在椅子上或躺在床上这样的运动强度低的状态下,稍微活动一下手(特别是安装有加速度传感器21的手)而碰撞桌子或墙壁等的话,也导致加速度检测值的大小变得非常大。考虑到这种状况,此时判定为运动中是不适合的,应该抑制这种突发性产生的值所带来的影响。于是,在本实施方式中,设定所给的运动状态判定期间,基于该期间内的加速度检测值进行判定。运动状态判定期间的长度能够自由地设定,例如可以使用1秒左右。加速度传感器21的动作周期一般相当短(动作时钟为16Hz的话则为1/16秒),1秒的话则能够取得多个加速度检测值(例如16个)。
也可以考虑各种基于多个加速度检测值的判定方法,例如,可以根据多个加速度检测值求指标值(例如平均值和中央值等),进行该指标值和上述的阈值的比较处理。或者,可以通过对各加速度检测值进行与上述阈值的比较处理,作成柱状图并基于该柱状图进行判定。如此一来,能够抑制由于异常值而在运动状态判定中产生错误的可能性。
另外,可以根据需要对状态判定的可能性设置差异。例如,如果追求耗电的降低,则提高判定为睡眠中的可能性,反之,可以降低判定为运动中的可能性。如果判定为运动强度低的状态的时间长,则耗电的降低效果提高。
另一方面,如果重视防止看漏必要的生物体信息,则可以提高判定为运动中的可能性,降低判定为睡眠中的可能性。原因在于:如果实际的运动剧烈,而将这种状态判定为生活活动中或睡眠中,则搏动信息的运算和噪声减少处理被省略,从而导致成为以低频度(或者即使频度高而以低精度)取得剧烈变动的搏动信息(生物体信息日志上的重要的信息)。
也就是说,可以根据使用搏动检测装置的被检体的使用状况和环境等,设定易于判定为运动强度高的状态,或者其相反情况。以下,作为对状态判定的可能性设置差异的具体方法,对3种方法进行了说明,但也可以通过其以外的方法来实现。
在第1方法中,变更上述阈值的值的设定。例如,通过增大Th1,判定为睡眠中的数值范围变宽,因此作为其结果,易于判定为睡眠中。同样地,如果减小Th2,则判定为运动中的数值范围变宽,因此易于判定为运动中。
另外,在第2方法中,考虑基于上述柱状图的判定。使用柱状图的情况下,单纯考虑将成为运动中、生活活动中、睡眠中的最大的数据数的状态判定为最终的运动状态。这里,可以变更判定条件,使希望提高概率的状态的数据数不为最大。例如,上述的传感器的动作时钟为16Hz、运动状态判定期间为1秒的情况下,在1次运动状态判定期间中取得16个数据。因此,如果某一状态的数据并非至少6以上,则该状态的数据数不可能成为最大,根据其他状态的数据数,如果不取得其以上的值则也不成为最大。但是,如果希望易于判定为睡眠中,则可以设定为如果睡眠中的数据数为5以上,则不管其他的数据数而判定为睡眠中等条件。
此外,在第3方法中,将1次运动状态判定期间的结果作为中间结果而非最终结果,综合多个中间结果而求得最终结果。具体而言,根据现在的状态和转变后的状态的关系而改变处理。为了易于判定为运动中,例如现在为生活活动中或者睡眠中的情况下,即使1次如果取得为运动中的中间结果,则立即向运动中转变(输出为运动中的最终结果)。另一方面,可以设定为如下条件:为了从运动中向生活活动中(睡眠中)转变,必须连续取得多次生活活动中(睡眠中)的中间结果。如此一来,在1次运动状态判定期间的判定中,即使不考虑概率的差,也能够提高在最终的状态转变中成为运动中的可能性。
图14(A)、图14(B)中示出第3方法的具体例。图14(A)对应于越为运动强度高的状态,判定为该状态的可能性越高的方法。从睡眠中或生活活动中向运动中的转变,即使1次如果取得为运动中的中间结果即可。并且,从睡眠中向生活活动中的转变,因为也是运动强度变高的方向,因此1次的中间结果即可。
与此相对,从运动中向生活活动中的转变必须连续取得N(>2)次生活活动中(或睡眠中)的中间结果。同样地,从生活活动中向睡眠中的转变需要连续取得P(>2)次睡眠中的中间结果。如此一来,向运动强度变高的方向的转变容易,而向运动强度变低的方向的转变困难,因此,其结果能够提高判定为运动强度高的运动状态的可能性。以状态转变图表示如上情况的图为图14(B)。另外,状态转变的条件不限于此,例如可以变更状态转变所需要的次数,需要多次中间结果的情况下,可以进行其可以为不连续等的变更。
此外,在以上的说明中说明了基于加速度检测值的大小的方法,但不限定于此。例如,可以由加速度检测值求得其频率,将求得的频率用于判定。
这种方法中,作为为运动中的具体例,考虑步行或跑步这种具有周期性的运动的情况下是有效的。步行或跑步由于以一定的节奏重复运动,因此加速度检测值具有周期性。另一方面,生活活动中的动作难以设想以一定的节奏的连续性,不具有周期性。也就是说,能够根据有无周期性而区别运动中和生活活动中。另外,判定睡眠中的情况下,可以使用上述的加速度检测值的大小。也就是说,当加速度检测值的大小小于所给的阈值的情况下,判定为睡眠中,为阈值以上的情况下则进行周期性的判定,有周期性则为运动中,没有则为生活活动中。
可以考虑各种有无周期性的判断,例如可以进行FFT等的频率解析。步行、跑步中的具体的时间变化波形示于图7(A)的上部,其频谱示于图7(A)的下部,对应于非周期性动作的时间变化波形示于图7(B)的上部,其频谱示于图7(B)的下部。如图7(A)、图7(B)清楚示出的,具有周期性的情况下,在频谱中在所给的频率的值具有峰值,其他的频率的值比峰值小得多。与此相对,没有周期性的情况下,即使在所给的频率具有峰值,但其他的频率的值相对于峰值的比率变大。也就是说,有无周期性可以基于该差别判断,例如,可以进行其他值(例如第5大的值)相对于峰值的比率与所给的比率阈值的比较处理等。
但是,即使在进行如步行时一样可以判定为具有周期性的运动的情况下,由于人的步行的步距严格来讲不是一定的,并且也受到传感器等中的噪声的影响,因此体动检测信号的波形不会成为整齐的正弦波。例如,即使在应该判定为有周期性的情况下,如图7(A)的频谱所示,峰值以外的频率也出现某种程度的值。也就是说,这里所谓的“有无周期性”不是指体动检测信号是否为单一的频率的信号这种严格的基准。以包含所设想的对应于运动的主频率以外的频率为前提的同时,根据主频率以外的频率相对于主频率所含有的程度,判定有无周期性。该判定基准可以使用所给的基准值,例如可以使用上述比率阈值等。
另外,体动检测信号的周期性,可以不以有无的观点而以强弱的观点来把握。也就是说,只要设想含有主频率以外的频率,就可以根据其含有的程度判定周期性的强弱,进行基于判定结果的处理。周期性的强弱可以通过所给的指标值表示,例如可以使用上述的其他值(例如第5大的值)相对于峰值的比率。这种情况下,周期性越强则指标值越小,周期性越弱则指标值越大。在本实施方式的运动状态判定中,周期性强的情况下则判定为运动中,弱的情况下则判定为生活活动中。使用有无周期性的情况下,进行基于有或无的2种状态的判定,而使用周期性的强弱的情况下,能够进行更细致的处理(例如,使用2个强度阈值,基于周期性的强状态、中等程度的状态、弱状态这3种状态的处理)。
5.基于运动状态的判定结果的控制方法
下面,对基于运动状态的判定结果进行电子设备的各部的控制的方法进行说明。这里,对控制脉波检测部10(狭义而言为脉波传感器11)的传感动作率、体动检测部20(狭义而言为体动传感器)的传感动作率、搏动信息运算部120的运算处理率、以及噪声减少部123中的噪声减少处理的内容的方法进行说明。
5.1脉波传感动作的控制
图8中示出基于运动状态的控制的示例。例如,进行在运动中使脉波传感器11时常动作,而在生活活动中使其按每1分钟动作,在睡眠中使其按每4分钟动作等的控制。如此一来,运动的强度越低(即,设想搏动信息的变动越小),越能够缩短脉波传感器11的动作时间,因此能够降低耗电。
另外,即使在生活活动中或睡眠中,其动作也不限于1分钟或者4分钟1次,如图8所示,可以以在发生加速度传感器中断时进行动作的方式进行控制。在使用图14(B)等的上述例子中,设想为在发生加速度传感器中断的时刻运动状态向运动中转变。但是,考虑睡眠中的翻身等就可容易理解,虽然实际的运动状态没有变化,也可能发生加速度检测值变大的情况。这种情况下,保持睡眠中这一状态而非使运动状态向运动中转变时,有时判定加速度检测值大的值是否继续出现是有效的。因此,即使在生活活动中或睡眠中,也可以设定为在发生加速度传感器中断时进行动作。
但是,在以下的说明中,不考虑生活活动中或睡眠中发生加速度传感器中断时的动作。另外,即使不考虑加速度传感器中断,通过详细设定运动中、生活活动中、睡眠中之间的状态转变的条件,也能够对应上述的翻身等问题。例如,图14(B)中可以追加表示运动中的状态的、并且容易向睡眠中转变的状态ES,在从睡眠中向运动中转变的情况下,首先向ES转变。如此一来,即使由于翻身而暂时向运动中转变,也能够马上恢复至睡眠中。
本实施方式的脉波传感动作的控制(狭义而言为脉波传感器11的控制)是变更动作率,动作频率(相当于每1秒取得信号的次数)可以设定为一定,例如为16Hz等。这里,动作率表示在相当于所给的时间(x秒)中动作y秒、剩余的x-y秒停止的情况下的y/x的信息。也就是说,本实施方式的省电控制通过增加使脉波传感器11的动作为非活跃的时间而进行,并非设想进行将动作频率从16Hz下调至8Hz等的控制。
原因在于,运算的搏动信息(脉搏次数)的分辨率不依存于动作频率,而是依存于用于FFT的脉波检测信号的期间。例如,使用来自以16Hz动作的脉波传感器11的16秒的信号进行FFT的情况下,脉搏次数的分辨率为3.75拍/分钟。如果具有该程度的分辨率,则通过插值处理等能够推定1拍/分钟下的脉搏次数,能够对用户进行详细信息提示等。即使将动作频率设定为64Hz,如果使用的信号为16秒,则脉搏次数的分辨率仍为3.75拍/分钟而不会改变。另外,使用动作频率64Hz、4秒的信号的情况下,尽管能够取得与16Hz、16秒时相同的256采样的信号值,但是脉搏次数的分辨率降至15拍/分钟,难以提示1拍单位的信息等。
也就是说,即使提高动作频率,也不会有助于搏动信息的分辨率,并且导致耗电的增大,因此,可以说在本实施方式的搏动检测装置100中原本不要求高的动作频率。由于动作频率相当于FFT的采样频率,因此,如果提高动作频率则奈奎斯特频率也会提高,虽然能够处理高频率的信号,但是考虑到起因于心跳的信号的频率并不那么高(例如最高不过4Hz左右),也没有必要提高动作频率。以上虽然说明了通过动作率而非动作频率进行脉波传感器11的控制,但并不妨碍控制动作频率。
动作率控制的具体例示于图11~图13中。图11表示判定为运动中的情况下的脉波传感器11等的动作,这种情况下进行使脉波传感器11时常地动作的控制。由此,能够抑制运动强度高、预想搏动信息的变动的情况下的脉波检测信号的漏取得等。
判定为生活活动中的情况下,如图12所示,按照每一定时间使脉波传感器11动作。如上所述,脉搏次数的分辨率依存于FFT对象期间的长度,有必要设定例如16秒左右的期间。在这16秒中,考虑如果存在脉波传感器11不动作的期间(例如,该期间内的脉波检测信号的值为0),则在信号上产生不连续性等,有可能对FFT中的处理产生不良影响。并且,即使通过插值处理等推定脉波传感器11不动作期间的信号值,也不能否认其后处理中的精度下降。也就是说,如果使脉波传感器11动作,则优选在不对搏动信息运算部120中的处理产生不良影响程度的期间使其连续动作。例如,如图12所示,使脉波传感器11动作的情况下,可以在所给的期间(图12中为60秒)之中的16秒使其连续动作,将剩余的时间作为待机时间。如此一来,由于能够在大部分的时间使脉波传感器11的动作停止,因此能够降低耗电。
另外,图13示出睡眠中的控制。由于考虑到在睡眠中难以产生生活活动中以上的搏动信息的变动等,因此比生活活动中较长地设定待机期间。例如如图13所示,可以在4分钟内使其连续动作16秒,将剩余的时间作为待机时间。另外,即使在睡眠中,也同样优选1次的动作期间为16秒左右连续。
5.2体动传感动作的控制
下面,对于体动检测部20中的传感动作的控制进行说明。这里,问题在于,体动传感器中包含上述的判定运动状态的运动状态判定用传感器和用于噪声减少部123中的体动噪声减少处理的体动噪声减少用传感器。并且,如加速度传感器21一样,也存在既能够作为运动状态判定用传感器使用,并且也能够作为体动噪声减少用传感器使用的传感器。以下示出基于运动状态的判定结果的体动传感器的控制方法的一例。
首先,对设想为作为体动噪声减少用传感器使用的体动传感器进行说明。如上使用图2等所述,体动噪声的减少使用对应于作为噪声减少处理的对象的脉波检测信号的定时(狭义而言为同一定时)的体动检测信号。也就是说,对于不用于体动噪声减少处理以外的处理的体动传感器,即使在未取得脉波检测信号期间内取得信号,既然很难设想将该信号用于体动噪声减少处理,就成为进行了不必要的动作。因此体动噪声减少用传感器可以进行与脉波传感器11同样的控制。
具体而言,如图11~图13所示,在运动中使其时常动作,在生活活动中或睡眠中隔开一定的间隔使其动作。该间隔,与生活活动中相比,睡眠中更长。
下面,对作为运动状态判定用传感器使用的体动传感器进行说明。如果假定使运动状态判定用传感器的动作与体动噪声减少用传感器同样(即,与图11~图13所示的脉波传感器11同样),则在运动中没有特别的问题,但在生活活动中或睡眠中的情况下,在传感器的待机时间内(1分钟或4分钟中的除了16秒以外的期间)不能进行运动状态的判定。也就是说,在该待机期间的中途,即使被检体的运动状态变化,在下一个传感器动作期间之前也不能检测该变化。因此,在从生活活动中向运动中的转变等、向运动强度变强的方向发生变化时,优选提高搏动信息的运算频度,详细把握搏动信息的变化,但这种控制是困难的。因此,除了作为1分钟或者4分钟内允许不能检测运动状态的变化的使用环境的情况之外,优选进行使运动状态判定用传感器以高动作率动作的控制。
这里,对如何设定运动状态判定用传感器的动作率可以考虑各种方法,例如如图10所示可以使其时常动作。如此一来,如图10所示,能够至少1秒进行1次(如果以多个运动状态判定期间重合的方式设定则以更高频度)判定,也能够高速地追随运动状态的变化。但是,运动状态判定用传感器不限于时常动作,也可以在相邻的动作期间之间设置所给的待机期间。这里的待机期间设定为从实际的运动状态发生变化开始至通过判定部112检测出该变化之前,即使产生相当于该期间长度的延迟也不会给之后的处理带来障碍的期间。另外,运动状态的判定以所给的运动状态判定期间(例如1秒)中的体动检测信号为对象,因此,1次动作期间的长度设定为运动状态判定期间以上的期间。
另外,对于像加速度传感器21那样的、用于运动状态判定用传感器和体动噪声减少用传感器双方的体动传感器,优先运动状态的判定,可以作为运动状态判定用传感器对待。
5.3搏动信息运算部的运算处理率的控制
下面,对搏动信息运算部120中的运算处理率的控制进行说明。如上所述,考虑到运算的搏动信息(例如脉搏次数)的分辨率,需要使用一定程度长(例如16秒左右)的期间内的脉波检测信号的运算处理。但是,如图11所示,如果容许在所给的搏动信息运算定时作为对象的期间和在其他的搏动信息运算定时作为对象的期间重合,则能够以比该期间短的时间间隔运算搏动信息。如果希望提高运算频度,则按照每一个取得脉波检测信号的定时进行运算即可,例如脉波传感器11的动作频率为16Hz时,能够按照每1/16秒运算搏动信息。但是,也可以考虑如果使运算处理率过高,则计算量和耗电增大,并且向用户提示的搏动信息频繁地变化,对于用户来说反而难懂。因此,例如如图11所示,可以以4秒左右的间隔进行搏动信息的运算,通过判定部112判定为运动中的情况下,使用该运算处理率。
另一方面,在判定为生活活动中的情况下,由于难以设想搏动信息产生大的变动,因此可以降低运算处理率。例如,如图12所示,脉波传感器11在60秒中仅动作16秒,因此仅在该16秒取得脉波检测信号的情况下,以每60秒1次的比例运算搏动信息。原因在于,即使使用其以上的运算处理率,由于在作为FFT的对象的期间的一部分或全部期间不取得脉波检测信号,因此在运算结果的搏动信息的精度上存有疑问。
同样地,在判定为睡眠中的情况下,可以以每240秒1次的比例运算搏动信息。
另外,也存在仅控制脉波传感器11的传感动作率和搏动信息运算部120的运算处理率中的某一方的情况。因此,可以进行脉波传感器11在运动中、生活活动中以及睡眠中的任一状态中都时常动作、仅运算处理率变低的控制。这种情况下,如图12或图13所示,由于没有限定搏动信息的运算定时,能够灵活地设定运算处理率。但是,如果考虑到本实施方式谋求耗电的降低,则与运动中相比需要将生活活动中的运算处理率降低至从省电的观点来看有意义的程度,与生活活动中相比需要将睡眠中的运算处理率降低至从省电的观点来看有意义的程度。
相反地,也可以进行搏动信息运算部120在运动中、生活活动中及睡眠中的任一状态中都以高比率(例如4秒1次)动作、仅脉波传感器11的传感动作率变低的控制。但是,这种情况下,由于频繁地出现在作为FFT的对象的期间的一部分或全部期间不取得脉波检测信号的事态,因此,如上所述,优选使传感动作率和运算处理率的双方对应的同时进行控制,或不控制传感动作率而控制运算处理率的方法。
5.4噪声减少部的噪声减少处理内容的控制
下面,对噪声减少部123中的噪声减少处理内容的控制进行说明。图6中示出噪声减少部123的构成例。噪声减少部123包含第一滤波器1231和第二滤波器1232。第一滤波器为增强滤波器(例如自适应线谱增强器等),第二滤波器为用于图2等中的上述的体动噪声减少处理的体动噪声减少滤波器。第一滤波器及第二滤波器基于来自控制部150的控制信号,切换活跃或非活跃。在图6中,脉波检测部10和第一滤波器1231连接,第一滤波器1231和第二滤波器1232连接,基于第二滤波器1232的输出而运算搏动信息,通过控制部150而设为非活跃的滤波器对所输入的信号不进行滤波处理而输出。也就是说,不限于进行基于第一滤波器和第二滤波器的全部滤波器的滤波处理,可以进行基于一部分滤波器的滤波处理,不进行基于其他滤波器的滤波处理。另外,根据情况也可以跳过全部的滤波处理。
本实施方式中的噪声减少部123中的噪声减少处理内容的控制,能够通过切换滤波器的活跃、非活跃的控制来实现。通过使较多的滤波器为活跃,噪声减少效果提高,能够期待提高其后的搏动信息的运算精度。但是,由于活跃的滤波器越增加耗电越增大,因此,在本实施方式中,进行越判定为运动强度低,越进行减少使滤波器活跃的控制。
可以考虑各种具体方法,例如判定为运动中的情况下,使第一滤波器和第二滤波器的双方为活跃,进行强噪声减少处理。另外,判定为生活活动中的情况下,使第一滤波器为活跃,除去可能突发性混入的噪声,考虑到体动本身小,使第二滤波器为非活跃,跳过体动噪声减少处理。由于难以考虑睡眠中混入大的噪声,可以使第一滤波器及第二滤波器双方为非活跃。
另外,噪声减少部123所使用的滤波器不限于2段。例如,如果体动传感器包含加速度传感器21、压力传感器22、陀螺传感器等多个传感器,则作为第二滤波器可以使用相当于对应于传感器种类的滤波器。另外,加速度传感器21具有多个轴(例如3轴)的情况下,可以进行基于各轴的加速度检测值的滤波处理,因此,可以设置相当于轴的数量的对应于加速度传感器21的滤波器。如此,能够设置3段以上的滤波器,这种情况下,能够针对运动状态的判定结果自由地设定活跃的滤波器的组合等。但是,如上所述,在运动强度低的情况下,设想体动噪声小,体动噪声减少处理的必要性也较为下降,因此,这种情况下,将第二滤波器所包含的滤波器设为非活跃是有效的。
6.处理的详细情况
使用流程图等说明本实施方式的处理的详细情况。图15中示出本实施方式的处理的基本流程。该处理开始时,首先进行各种初始化处理(S101)。之后,进行中断等待(S102),进行中断的情况下进行对应的处理。具体而言,进行第一16Hz中断(S103)、第二16Hz中断(S104)、以及1Hz中断(S105)中的任意一个处理。
这里,第一16Hz中断是指体动传感器中的运动状态判定用传感器(例如加速度传感器21)的传感等的处理,以对应于传感器的动作频率的时间间隔(例如每1/16秒)进行。另外,在第一16Hz中断中,不仅包含传感,也可以包含对取得的信号的A/D转换处理和噪声减少处理等。
并且,第二16Hz中断是指脉波传感器11及体动传感器中的体动噪声减少用传感器(例如压力传感器22)的传感等的处理,以对应于传感器的动作频率的时间间隔(例如每1/16秒)进行。该处理可以包含A/D转换处理等这一点与第一16Hz中断相同。但是,如上所述,由于第二16Hz中断可能成为控制部150中的动作率控制的对象,因此不必限于以每1/16秒进行,存在在所给的期间内禁止处理的可能性。
1Hz中断是指按照每1秒进行的处理,其详细情况使用图16后述。在S103~S105的处理后,待机直至发生下一个中断(S106),返回S102。
下面,使用图16对图15的S105所示的1Hz中断的详细情况进行说明。该处理开始时,首先进行运动状态的判定(S201)。例如,如图10所示,基于前1秒的加速度检测值进行该运动状态的判定。然后,基于运动状态判定的结果进行各种定时器的设定。具体而言,判定是否进行了从某一运动状态向其他运动状态的状态转变(S202),发生向运动中的转变的情况下,全部定时器初始化后,使4秒定时器为活跃,使其他定时器为非活跃(S203)。另外,发生向生活活动中的转变的情况下,初始化全部定时器后,使16秒定时器及1分钟定时器为活跃,使其他定时器为非活跃(S204)。发生向睡眠中的转变的情况下,初始化全部定时器后,使16秒定时器及4分钟定时器为活跃,使其他定时器为非活跃(S205)。在同一运动状态连续的情况下,由于维持定时器信息即可,因此不进行特别的处理而转移至S206。
然后,进行哪个定时器为活跃的判定(S206),执行对应于活跃的定时器的处理。具体而言,执行4秒定时器(S207)、16秒定时器(S208)、1分钟定时器(S209)、4分钟定时器(S210)中的任一处理。在该例中,定时器不限于进行排他性的动作,在图16的流程图的1次处理中,可以执行S207~S210的多个处理。例如,在生活活动中的一部分期间内,可以进行16秒定时器和1分钟定时器的双方的处理。以下,使用图17(A)~图18(B)对对应于各定时器的详细情况进行说明。
图17(A)中示出说明4秒定时器的处理的流程图。4秒的时间与图11的搏动信息运算部120的动作率相对应,4秒定时器为判定运动状态为运动中的情况下所使用的定时器。该处理开始时,首先增加表示定时器的时间经过的变量(timer4s)(S301),判定其值是否为4以上(S302)。S302中为“是”的情况下,相当于从前次的处理(或者系统启动时)经过了4秒以上(狭义而言为正好4秒)的情况,因此进行搏动信息(脉搏次数)的运算处理(S303)以及运算结果的显示(S304)。并且,为了下次处理做准备,进行初始化使变量为0(S305),结束。另外,在S302中为“否”的情况下,意味着从前次的处理开始未经过4秒,因此,不进行特别的处理而结束。
图17(B)中示出说明16秒定时器的处理的流程图。16秒的时间与图12、图13的脉波传感器11的1次动作期间相对应,16秒定时器为判定运动状态为生活活动中或睡眠中的情况下所使用的定时器。该处理开始时,首先增加表示定时器的时间经过的变量(timer16s)(S401),判定其值是否为16以上(S402)。S402中为“是”的情况下,相当于脉波传感器11的动作期间的结束定时,因此,进行基于之前16秒的脉波检测信号的搏动信息(脉搏次数)的运算处理(S403)以及运算结果的显示(S404)。并且,为了下次处理做准备,进行初始化使变量为0(S405)。并且,从图12、图13可知,由于其后进入脉波传感器11的待机期间,因此,禁止对应于脉波传感器11的第二16Hz中断(S406)。同时,使自身(16秒定时器)为非活跃(S407)。另外,在S402中为“否”的情况下,由于动作期间的16秒还未结束,因此,不进行特别的处理而结束。另外,在未进行运动状态的转变的情况下,在S407被设为非活跃的16秒定时器停止动作,直至通过后述的1分钟定时器或4分钟定时器被设为活跃为止。
如图16的S204、S205所示,通过进入生活活动中而1分钟定时器变为活跃,通过进入睡眠中而4分钟定时器变为活跃。图18(A)中示出说明1分钟定时器的处理的流程图。1分钟的时间与图12的脉波传感器11的1次的动作期间及待机期间的合计期间相对应,1分钟定时器为判定运动状态为生活活动中的情况下所使用的定时器。该处理开始时,首先增加表示定时器的时间经过的变量(timer60s)(S501),判定其值是否为60以上(S502)。S502中为“是”的情况下,相当于脉波传感器11的待机期间的结束定时,因此,进行初始化使变量为0的同时(S503),允许在图17(B)的S406中禁止的脉波传感器11的动作(第二16Hz中断)(S504)。并且,由于转移至动作期间的计数,因此使16秒定时器为活跃(S505)。
图18(B)中示出说明4分钟定时器的处理的流程图。4分钟的时间与图13的脉波传感器11的1次的动作期间及待机期间的合计期间相对应,4分钟定时器为判定运动状态为睡眠中的情况下所使用的定时器。该处理为与1分钟定时器同样的处理,因此省略其详细说明。
图19示出以上说明的各定时器和运动状态的关系。但是,定时器的使用方法不限于图19的方法。
如图19所示,在运动中使用4秒定时器。如图17(A)所示,由于4秒定时器中不禁止第二16Hz中断,因此,脉波传感器11、体动传感器(运动状态判定用传感器及体动噪声减少用传感器)全部以16Hz时常动作。并且,按照每1秒进行4秒定时处理,按照每4秒进行1次脉搏次数的运算和显示。这与图11相对应。
另外,在生活活动中,使用16秒定时器和1分钟定时器这两个定时器。运动状态判定用传感器(加速度传感器21)时常动作。另一方面,脉波传感器11和体动噪声减少用传感器(压力传感器22)在16秒定时处理中动作,在动作期间结束时使用该信息进行脉搏次数的运算和显示。16秒定时器检测出动作期间结束(经过16秒)后,禁止脉波传感器11和体动噪声减少用传感器的动作(第二16Hz中断),使其自身为非活跃。然后,为待机期间直至通过1分钟定时器检测到经过1分钟为止,待机期间结束后,允许第二16Hz中断并使16秒定时器为活跃,从而再次开启动作期间。从而,只要生活活动中这一判定连续,则按照每1秒进行1分钟定时处理,并且在60秒中的连续16秒内,按照每1秒重复使16秒定时器也一并动作的处理。这与图12相对应。
另外,在睡眠中为将生活活动中的1分钟定时器变更为4分钟定时器的处理,按照每1秒进行4分钟定时处理,并且在4分钟中的连续16秒内,按照每1秒重复使16秒定时器也一并动作的处理。这与图13相对应。
在以上的本实施方式中,搏动检测装置100如图5所示,包含:搏动信息运算部120,基于来自具有脉波传感器11的脉波检测部10的脉波检测信号、和来自具有体动传感器(例如加速度传感器21)的体动检测部20的体动检测信号,运算搏动信息;判定部112,判定被检体的运动状态;控制部150,基于判定部112中的运动状态的判定结果,控制脉波检测部10中的脉波传感动作、体动检测部20中的体动传感动作、以及搏动信息运算部120中的运算处理率中的至少一个。
这里,脉波检测信号是主要用于搏动信息的运算的信号,例如是作为脉波传感器11的输出的脉波传感器信号的AC成分(高频成分)。体动检测信号是起因于体动的信号,体动检测部20中包含多个(例如加速度传感器21和压力传感器22的双方)体动传感器的情况下,包含多个种类的信号。
由此,基于运动状态的判定结果,能够控制包含搏动检测装置100的电子设备(狭义而言为脉搏计)的各部。具体而言,可以进行脉波检测部10的传感动作的控制,例如控制脉波传感器11的动作。同样地,通过控制体动传感器的动作等,可以控制体动检测部20的传感动作。另外,可以控制搏动信息运算部120的运算处理率,例如,进行变更搏动信息的运算间隔的控制。上述的3个控制,可以进行其中的任意1个,也可以组合2个进行,也可以进行全部3个。通过进行该控制能够根据运动状态控制电子设备的动作,因此,能够进行对应于运动状态的动作控制。从而,也能够根据运动状态切换耗电高的状态和低的状态,能够降低综合的耗电等。
图9中示出使用本实施方式的方法的情况下的耗电的削减率模型。例如,当将传感动作中的动作电流设为4mA、将传感动作停止中的动作电流设为30μA时,由于在运动中如图11所示进行时常动作,因此平均动作电流为4mA。另一方面,在生活活动中,60秒中的16秒内为4mA,剩余的44秒内为30μA,因此平均动作电流如下式(1)所示为约1.08mA。同样地,睡眠中如下式(2)所示为约0.295mA。
4×(16/60)+0.03×(44/60)=1.089…… (1)
4×(16/240)+0.03×(224/240)=0.295…… (2)
耗电的削减率由平均动作电流的比求得,在生活活动中由下式(3)可知能够削减73%,在睡眠中由下式(4)可知能够削减93%。
100-1.089/4≈73…… (3)
100-0.295/4≈93…… (4)
另外,对使用现有方法和本实施方式的方法的情况的电池寿命(连续工作时间)的差异进行说明。这里,将电池容量设为70mAh,并且假定24小时中,运动中为5小时,生活活动中为11小时,睡眠中为8小时。在该假定下,本实施方式的方法中的1日平均动作电流如下式(5)所示为1.43mA。
4×(5/24)+1.089×(11/24)+0.295×(8/24)=1.43…… (5)
也就是说,现有方法中的电池寿命如下式(6)所示为17.5小时,在本实施方式的方法中,使用上式(5)的结果时,如下式(7)所示能够进行约49小时的连续工作。
70/4=17.5…… (6)
70/1.43≈49…… (7)
并且,判定部112可以判定被检体处于运动中还是处于生活活动中。并且,当在判定部112中判定为被检体处于生活活动中时,控制部150进行与判定为被检体处于运动中时相比、降低脉波传感动作的动作率的控制、降低体动传感动作的动作率的控制、以及降低运算处理率的控制中的至少一个控制。
此外,判定部112可以判定被检体处于生活活动中还是处于睡眠中。并且,当在判定部112中判定为被检体处于睡眠中时,控制部150进行与判定为被检体处于生活活动中时相比、降低脉波传感动作的动作率的控制、降低体动传感动作的动作率的控制、以及降低运算处理率的控制中的至少一个控制。
此外,判定部112可以判定被检体处于运动中还是处于睡眠中。并且,当在判定部112中判定为被检体处于睡眠中时,控制部150进行与判定为被检体处于运动中时相比、降低脉波传感动作的动作率的控制、降低体动传感动作的动作率的控制、以及降低运算处理率的控制中的至少一个控制。
这里,作为被检体的运动状态,考虑运动中、生活活动中、睡眠中的至少2个,其运动强度(例如通过上述的METs等规定)为运动中>生活活动中>睡眠中。
由此,在判定为运动强度低的运动状态的情况下,能够进行与判定为运动强度高的运动状态的情况相比、降低脉波传感动作的动作率、体动传感动作的动作率、以及运算处理率中的至少一个的控制,能够降低耗电等。另外,通过该控制能够降低耗电,动作率和运算处理率相应地下降,从而,搏动信息的取得率等下降。但是,在本实施方式中,由于未设想运动强度低而搏动信息激烈变化的情况、高比率高精度的搏动信息运算的必要性不高,因此,认为上述控制产生的不良影响不大。作为一例,如图11~图13所示,控制脉波传感器11及搏动信息运算部120即可,对于这时的体动传感器,进行与脉波传感器11同样的动作率的控制即可。
另外,控制部150可以基于判定部112中的运动状态的判定结果,控制搏动信息运算部120中的运算处理内容。
由此,除了上述的动作率和运算处理率的控制之外,还能够控制搏动信息运算部120中的运算处理内容。在本实施方式中,鉴于在运动强度低的情况下降低耗电是典型的,可以考虑在运动强度低的情况下,进行运算处理内容变更为与运动强度高的情况相比耗电低(即,处理负荷轻)的运算处理内容的控制。
此外,如图5所示,搏动信息运算部120可以包含对脉波检测信号进行噪声减少处理的噪声减少部123。并且,控制部150基于运动状态的判定结果,控制噪声减少部123中的噪声减少处理的内容。
由此,作为搏动信息运算部120中的运算处理内容的控制,具体而言能够控制噪声减少部123中的噪声减少处理内容。在搏动检测装置100中的处理中,鉴于运动(与体动相对应)是大的噪声原因,设想与运动强度高的运动状态相比,在运动强度低的运动状态下噪声量低。因此,考虑在运动强度低的情况下,即使省略一部分噪声减少处理而实现处理负荷的减轻(及耗电的降低),其所产生的不良影响(搏动信息的精度下降等)也是小的,因此从耗电等的观点来看,能够进行有效的控制。
另外,判定部112可以判定被检体处于运动中还是处于生活活动中。并且,如图6所示,噪声减少部123可以具有进行增强滤波处理的第一滤波器1231和基于体动检测信号进行噪声减少处理的第二滤波器1232。在判定为被检体处于运动中时,噪声减少部123通过第一滤波器及第二滤波器进行噪声减少处理。在判定为被检体处于生活活动中时,通过第一滤波器进行噪声减少处理。在判定为处于生活活动中时,例如可以进行使用第一滤波器1231并且不使用第二滤波器1232的噪声减少处理。
由此,通过切换用于该噪声减少处理的滤波器能够实现噪声减少处理内容。如上所述,设想在运动强度低的运动状态下,起因于体动的体动噪声低。从而,如图6所示,在第一滤波器1231进行不限于体动噪声的噪声减少处理、第二滤波器1232进行针对体动噪声的噪声减少处理的情况下,如果运动强度低则第二滤波器1232的必要性下降,因此,如果优先地省略第二滤波器1232中的噪声减少处理,则是有效的。
另外,判定部112可以基于所给的运动状态判定期间中的体动检测信号,进行运动状态的判定。
由此,能够进行基于体动检测信号的运动状态判定。由于设想体动检测信号的信号值与运动强度具有对应关系,因此能够进行基于体动检测信号的运动状态判定。但是,在被检体与其他物体碰撞等情况下,即使实际的运动强度低,体动检测信号的信号值有时也会瞬间变大,因此在基于此时的体动检测信号的判定中,存在错误判定运动状态的可能性。因此,优选设定一定程度的期间,使用该期间内的多个体动检测信号进行处理,这里,将该期间设定为运动状态判定期间。具体而言,如图10所示,可以设定1秒左右,如果体动传感器的动作频率为16Hz,则在运动状态判定期间内取得16个样本的体动检测信号。
另外,判定部112可以基于运动状态判定期间中的体动检测信号,取得对应于运动中、生活活动中及睡眠中的任一运动状态的中间结果,基于1个或多个所述中间结果,判定所述运动状态。
由此,不仅能够根据基于运动状态判定期间中的体动检测信号的1次判定结果判定运动状态,也能够进行使用多个(狭义而言为之前的多个)判定结果的运动状态判定。如此一来,如图14(A)所示,能够对从某一运动状态向其他运动状态的转变设置各种条件,能够进行更有效的控制等。
另外,判定部112在判定被检体处于运动中时,当取得N(N为2以上的整数)次对应于运动中以外的运动状态的中间结果时,可以判定被检体处于生活活动中。另外,在判定被检体处于生活活动中时,当取得1次或者M(M为满足M<N的2以上的整数)次对应于运动中的中间结果时,可以判定被检体处于运动中。
另外,判定部112在判定被检体处于生活活动中时,当取得P(P为2以上的整数)次对应于睡眠中的中间结果时,可以判定被检体处于睡眠中。在判定被检体处于睡眠中时,当取得1次或者Q(Q为满足Q<P的2以上的整数)次对应于生活活动中的中间结果时,可以判定被检体处于生活活动中。
由此,有关运动状态的转变,能够设定提高向运动强度更高的运动状态转变的概率的条件。具体而言,如图14(B)所示,像从运动中向生活活动中或者从生活活动中向睡眠中的转变一样的,对于向运动强度低的方向的转变,基于多次(狭义而言为连续的多次,但不限于此)的中间结果的判定是必要的。与此相对,像从生活活动中向运动中或者从睡眠中向生活活动中的转变一样,对于向运动强度高的方向的转变,基于1次或多次(但是次数少于向运动强度变低的方向的转变的情况的次数)的中间结果的判定就足够了。实际的被检体的运动状态为运动强度高的状态的情况下,如果判定部112中的判定结果为运动强度低的状态,则尽管实际的搏动信息等激烈变动的可能性高,但由于动作比率等的下降,导致不能够充分对应该变动。这一点,通过设为易于判定为运动强度高的运动状态,而能够抑制成为这种状况的可能性,能够抑制必要的信息的漏取得等。
在运动状态判定期间,判定部112可以对体动检测信号的信号值超过所给的信号阈值的次数进行计数,当次数小于所给的次数阈值时,判定被检体处于睡眠中。
由此,基于体动检测信号的信号值的大小,能够判别睡眠中和其他的运动状态。信号值的大小大于信号阈值的情况是指由于能够推测运动强度高,因此判定为非睡眠中。但是,如果考虑到如上所述可能取得突发性的大的信号值的情况,则以取得1次超过信号阈值的值便认为是睡眠中以外的状态的误判定的可能性高,为了提高精度,优选进行超过信号阈值的次数和所给的次数阈值的比较处理。
此外,判定部112在判定为被检体未处于睡眠中时,进行体动检测信号有无周期性的判定,有周期性时可以判定被检体处于运动中。没有周期性时可以判定被检体处于生活活动中。
由此,不限于基于体动检测信号的信号值的判定,也能够进行基于其周期性的判定。这在作为运动状态设想步行中或跑步中的情况下是有效的。特别是如果通过FFT等的频率解析求得有无周期性,则与直接使用时间轴上的体动检测信号的信号值的方法相比,能够抑制噪声等的影响,能够提高运动状态的判定精度。具体而言,如图7(A)、图7(B)所示,可以通过作为峰值的频率的值和其他频率的值的比较处理等判定有无周期性。另一方面,在球类等体育活动中,体动大多包括步行和跑步以外的动作,因此有可能即使运动强度高也不具有周期性。在需要考虑这种体动的情况下,优选使用不依赖于周期性的方法(或者并用不依赖于周期性的方法和基于周期性的方法)。
另外,如上所述,周期性可以通过强弱而不是有无来把握。也就是说,本实施方式的判定部112,在判定为被检体未处于睡眠中的情况下,进行体动检测信号的周期性的强弱的判定,判定为周期性强的情况下,可以判定为被检体处于运动中。另外,判定为周期性弱的情况下,可以判定为被检体处于生活活动中。
另外,判定部112可以判定被检体处于运动中还是处于生活活动中。并且,在判定部112中判定为被检体处于生活活动中时,控制部150进行将脉波传感动作的动作率设定为相对于判定为被检体处于运动中时的脉波传感动作的动作率的比率为R1(R1为满足0<R1<1的实数)的动作率。此外,将体动传感动作的动作率设定为相对于判定为被检体处于运动中时的体动传感动作的动作率的比率为R2(R2为满足0<R1<R2≤1的实数)的动作率。
由此,判定为运动强度低的状态(生活活动中)时,能够根据脉波传感动作和体动传感动作,使以运动强度高的状态(运动中)为基准的动作率的下降程度有所不同。以图11和图12为例,脉波传感器11在图11中以全部期间动作(动作率=1),而在图12中60秒中的16秒为动作期间、剩余的44秒为待机期间(动作率=16/60)。这时的R1为16/60。这里,体动传感器可能用于运动状态的判定成为问题。也就是说,进行与脉波传感器11同样的动作率控制时,在图12的例子中,待机期间的44秒不能进行运动状态的判定。这种情况下,即使待机期间中的运动状态发生变化(特别是向运动强度高的方向变化),也不能进行判定部112中的判定,因此脉波传感器11的动作持续停止,不优选。由此,即使运动状态变低,也可以不使体动传感动作的动作率像脉波传感动作的动作率那样下降,上述比率R2可以为R2>R1。狭义而言,可以为R2=1,这种情况的体动传感器即使运动强度变低,也以与运动强度高的状态同等的动作率动作。具体而言,可以如图10那样使其时常动作。
另外,体动检测部20具有运动状态判定用传感器和体动噪声减少处理作为体动传感器。并且,控制部150基于判定部112中的运动状态的判定结果,控制体动噪声减少用传感器的传感动作。
这里,运动状态判定用传感器是指来自该传感器的信号用于运动状态的判定。另一方面,体动噪声减少用传感器是指来自该传感器的信号用于噪声减少部123中的体动噪声减少处理。另外,存在如加速度传感器21那样、来自该传感器的信号用于运动状态的判定和体动噪声减少处理的双方的体动传感器,这种体动传感器可以包含于运动状态判定用传感器。
由此,关于基于运动状态的判定结果的控制,能够以体动噪声减少用传感器为控制对象。如上所述,运动状态判定用传感器必须通过使动作率下降来考虑对实际的运动状态的变动的追随延迟等的影响,但是体动噪声减少用传感器不会有这样的问题。只要使用来自体动噪声减少用传感器的体动检测信号的噪声减少处理的对象,是用于通过搏动信息运算部120进行搏动信息的运算的所给期间内的脉波检测信号,那么,体动噪声减少用传感器在与该所给期间相对应的期间(狭义而言为同一期间)中能够取得体动检测信号就足够了。因此,对于体动噪声减少用传感器,即使将其作为动作率控制的对象,也难以产生问题。
另外,控制部150可以进行将运动状态判定用传感器的传感动作从基于判定部112中的运动状态的判定结果的控制对象中排除的控制。
由此,运动状态判定用传感器能够不依赖于运动状态而设定其动作率。从而,无论运动状态为哪种状态,通过以足以能够追随实际的运动状态的变动的程度的动作率使其动作,能够抑制必要的搏动信息的漏运算(或者,必要的定时的脉波检测信号的漏取得)等。
此外,以上的实施方式也可以适用于如下的搏动检测装置,其包含:搏动信息运算部120,基于来自具有脉波传感器11的脉波检测部10的脉波检测信号、和来自具有体动传感器的体动检测部20的体动检测信号,运算搏动信息;判定部112,判定被检体的运动状态;以及控制部150,基于判定部112中的运动状态的判定结果进行控制。搏动信息运算部120包含对脉波检测信号进行噪声减少处理的噪声减少部123。并且,控制部150基于运动状态的判定结果,控制噪声减少部中的所述噪声减少处理的内容。
由此,能够与传感动作的动作率和运算处理率等相独立地、根据运动状态控制噪声减少部123中的噪声减少处理内容。具体而言,可以如上所述切换包含于多段滤波器中的各滤波器的活跃、非活跃,也可以通过其他方法变更噪声减少处理内容。
另外,以上的本实施方式也能够适用于包含上述的搏动检测装置100、脉波检测部10和体动检测部20的电子设备。
由此,本实施方式的方法也能够适用于包含搏动检测装置的电子设备。电子设备具体为脉搏计,其构成可以为图4(A)所示的构成,也可以为其他构成。
此外,本实施方式的搏动检测装置100,也可以通过程序实现其处理的一部分或大部分。在该情况下,通过CPU等处理器执行程序,实现本实施方式的搏动检测装置100。具体而言,读取存储于信息存储介质中的程序,读取的程序由CPU等处理器执行。在此,信息存储介质(由计算机可读取的介质)用于储存程序和数据等,其功能能够由光盘(DVD、CD等)、HDD(硬盘驱动器)、或存储器(卡式存储器、ROM等)等实现。然后,CPU等处理器根据储存于信息存储介质中的程序(数据)进行本实施方式的各种处理。即,在信息存储介质中,存储有用于使计算机(具备操作部、处理部、存储部、输出部的装置)作为本实施方式的各部发挥作用的程序(用于使计算机执行各部的处理的程序)。
虽然如上所述对本实施方式详细地进行了说明,但是可以在实质上不脱离本发明的新事项以及效果的情况下进行多种变形,这一点对于本领域普通技术人员来说,应当能够容易理解。因此,这种变形例全部包含于本发明的范围之内。例如,在说明书或附图中,至少一次与更加广义或同义的不同术语一起被记载的术语,在说明书或附图的任何位置都能够被替换为该不同的术语。另外,本实施方式及变形例的全部的组合也包含于本发明的范围之内。另外,搏动检测装置、电子设备的构成、动作也不限于在本实施方式中说明过的,而可以进行各种变形。
符号说明
10 脉波检测部、11 脉波传感器、15 滤波处理部、16 A/D转换部、20 体动检测部、21 加速度传感器、22 压力传感器、26 A/D转换部、70 显示部、100 搏动检测装置、110 信号处理部、111 脉波信号处理部、112 判定部、113 体动信号处理部、120 搏动信息运算部、122 体动噪声减少部、123 噪声减少部、150 控制部、300 保持机构、302 导轨、400 底部、1231 第一滤波器、1232 第二滤波器。
Claims (7)
1.一种搏动检测装置,其特征在于,
包括:
搏动信息运算部,基于来自具有脉波传感器的脉波检测部的脉波检测信号、和来自具有体动传感器的体动检测部的体动检测信号,对搏动信息进行运算;
判定部,判定被检体的运动状态,该运动状态包括运动中、生活活动中以及睡眠中;以及
控制部,当在所述判定部中判定为所述被检体处于所述生活活动中时,所述控制部进行与判定为所述被检体处于所述运动中时相比、降低脉波传感动作的动作率的控制、降低体动传感动作的所述动作率的控制、以及降低运算处理率的控制中的至少两个控制。
2.根据权利要求1所述的搏动检测装置,其特征在于,
当在所述判定部中判定为所述被检体处于所述睡眠中时,所述控制部进行与判定为所述被检体处于所述生活活动中时相比、降低所述脉波传感动作的动作率的控制、降低所述体动传感动作的所述动作率的控制、以及降低所述运算处理率的控制中的至少一个控制。
3.根据权利要求1所述的搏动检测装置,其特征在于,
当在所述判定部中判定为所述被检体处于所述睡眠中时,所述控制部进行与判定为所述被检体处于所述运动中时相比、降低所述脉波传感动作的动作率的控制、降低所述体动传感动作的所述动作率的控制、以及降低所述运算处理率的控制中的至少两个控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的搏动检测装置,其特征在于,
所述控制部基于所述判定部中的运动状态的判定结果,控制所述搏动信息运算部中的运算处理内容。
5.根据权利要求4所述的搏动检测装置,其特征在于,
所述搏动信息运算部包括对所述脉波检测信号进行噪声减少处理的噪声减少部,
所述控制部基于所述运动状态的所述判定结果,控制所述噪声减少部中的所述噪声减少处理的内容。
6.根据权利要求1所述的搏动检测装置,其特征在于,
在所述判定部中判定为所述被检体处于所述生活活动中时,
所述控制部进行将所述脉波传感动作的所述动作率设定为相对于判定为所述被检体处于所述运动中时的所述脉波传感动作的所述动作率的比率为R1的所述动作率的控制,其中,R1为满足0<R1<1的实数,
并且,所述控制部进行将所述体动传感动作的所述动作率设定为相对于判定为所述被检体处于所述运动中时的所述体动传感动作的所述动作率的比率为R2的所述动作率的控制,其中,R2为满足0<R1<R2≤1的实数。
7.一种电子设备,其特征在于,
包括:
权利要求1至6中任一项所述的搏动检测装置;
脉波检测部;以及
体动检测部。
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