JP2014094097A - 生体情報検出装置、及び生体情報検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者の状態による信号変化の影響を低減できる生体情報検出装置、及び生体情報検出方法を提供すること目的とする。
【解決手段】一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出部と、一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、電極が生体に装着されているか否かを検出する装着検出部と、装着検出部が検出した結果に基づいて、一対の電極のうち一方の電極に接続する電位を切り替える切替部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、生体情報検出装置、及び生体情報検出方法に関する。

利用者の生体情報を検出する生体情報検出装置として、例えば心拍計が知られている。心拍計は、装着ベルトに取り付けられた一対の電極（胸電極）の間に発生した利用者の心電位を処理して心電位信号を検出する。また、心拍計は、この心電位信号を内部で演算して心拍数を算出して受信機へ送信するか、或いは心電位信号を増幅して増幅した心電位信号を外部へ送信する。受信機は、心拍計が算出した心拍数を、或いは心拍計が送信した心電位信号に基づいて心拍数を算出して心拍数を利用者に周知する。

このような一対の電極間には、皮膚抵抗が形成される。そして、一対の電極が被験者に装着された場合、皮膚抵抗を介して両電極間に電流が流れる。
例えば、特許文献１に記載の装置では、電極が被験者に装着されたか否かを電気インピーダンスにより検出する。特許文献１に記載の装置では、一対の電極のうち、一方の電極を、プルアップ抵抗を介して電源電圧に接続する。また、特許文献１に記載の装置では、プルアップ抵抗に接続されている電極が、検出器とともに信号の解析を行う解析装置にも接続されている。

特表２００８−５３１１７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電極を装着している利用者が安静な状態ではない場合、皮膚抵抗が利用者の動きに応じて変化する。なお、利用者が安静ではない状態とは、例えば、利用者が歩行や運動を行っている状態などである。そして、特許文献１に記載の技術では、プルアップ抵抗に接続されている電極が、装着の検出を行う検出器と解析装置とに接続されているため、皮膚抵抗が変化した場合、解析装置に入力される信号を検出するための基準となる電圧が変化する。このため、特許文献１に記載の技術では、利用者の状態に応じて電極により取得した信号が変化するので、取得した信号が安定しないという問題点があった。

本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、利用者の状態による信号変化の影響を低減できる生体情報検出装置、及び生体情報検出方法を提供すること目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る生体情報検出装置は、一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出部と、前記一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、前記電極が生体に装着されているか否かを検出する装着検出部と、前記装着検出部が検出した結果に基づいて、前記一対の電極のうち一方の電極に接続する電位を切り替える切替部と、を備えることを特徴としている。

また、本発明の一態様に係る生体情報検出装置において、前記切替部は、前記装着検出部により前記電極が生体に装着されていると検出された場合、前記一対の電極のうち一方の電極を、前記抵抗を介して接地し、前記装着検出部により前記電極が生体に装着されていないと検出された場合、前記一対の電極のうち一方の電極を、前記抵抗を介して電源電圧に接続するようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る生体情報検出装置において、前記生体情報検出部の電源が、前記装着検出部が検出した結果を示す装着検出信号ラインと接続されているようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る生体情報検出装置において、前記装着検出部が検出した結果に基づいて、前記切替部の接続を切り替える切替信号を生成する制御部を備え、前記切替部は、前記制御部が生成した前記切替信号に応じて、前記一対の電極のうち一方の電極を、抵抗を介して電源電圧に接続または接地に切り替えるようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る生体情報検出装置において、前記制御部は、前記生体情報検出部が生体情報を検出できない状態で、予め定められている時間が経過した後、前記一対の電極のうち一方の電極を、抵抗を介して電源電圧に接続する前記切替信号を生成するようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る生体情報検出方法は、生体情報検出部が、一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出手順と、装着検出部が、前記一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、前記電極が生体に装着されているか否かを検出する装着検出手順と、切替部が、前記装着検出手順により検出された結果に基づいて、前記一対の電極のうち一方の電極に接続する電位を切り替える切替手順と、を含むことを特徴としている。

本発明によれば、利用者の状態による信号変化の影響を低減できる生体情報検出装置、及び生体情報検出方法を提供できる。

本実施形態に係る心拍計測システムの構成を示すブロック図である。 心拍計測装置の外観を示す図である。 出力装置の外観を示す図である。 本実施形態に係る装着検出回路、心拍検出回路の構成例を説明する概略回路図である。 本実施形態に係る心拍計測装置の動作例を説明するフローチャートである。 本実施形態におけるＡ点の電圧、心拍数を示す信号、切替信号の各波形の一例を説明する図である。 比較例である心拍計測装置の構成例を説明する概略回路図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。また、以下の例では、生体情報検出装置の一例として、心拍計測システムを例に説明する。

図１は、本実施形態に係る心拍計測システム１の構成を示すブロック図である。心拍計測システム１は、心拍計測装置１００、及び出力装置２００を備えている。図２は、心拍計測装置１００の外観を示す図である。図２に示すように、心拍計測装置１００は、利用者の胸部の全周に亘って装着されるように略環状に形成されている。心拍計測装置１００は、利用者の胸部にベルトによって装着され、一対の電極を身体の胸部（生体表面）に接触させることにより、心臓の鼓動に伴って発生する心電信号を検出し、検出した心電信号に基づいて心拍数を算出する。図３は、出力装置２００の外観を示す図である。図３に示すように、出力装置２００は、例えば腕時計型のものであって、利用者の手首（腕）にベルトによって装着される。出力装置２００は、利用者の手首の全周に亘って装着されるように略環状に形成されている。

図１に示すように、心拍計測装置１００は、電源部１１０、計測部１２０、送信回路１３０、及びアンテナ１４０を含んで構成されている。
電源部１１０は、心拍計測装置１００が備える各部に電力を供給する。
計測部１２０は、電極１２１、電極１２２、装着検出回路（装着検出部）１２３、心拍検出回路（生体情報検出部）１２４、及び制御部１２５を含んで構成されている。計測部１２０は、一定時間毎に利用者の心拍数を計測し、計測した心拍数を出力する。
電極１２１と電極１２２とは、一対の電極であり、心臓の鼓動に伴って発生する心電信号を検出する。

図４に示すように利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着すると、電極１２１と電極１２２との間に皮膚抵抗ＲＨが形成され、この皮膚抵抗ＲＨに応じた電流が両電極間に流れる。
装着検出回路１２３は、両電極間に流れる電流に基づく電圧により、利用者が心拍計測装置１００を装着したか否かを検出し、検出した結果を示す装着検出信号を制御部１２５に出力する。
心拍検出回路１２４は、電極１２１と電極１２２とが検出した心電信号を増幅し、増幅した心電信号を心拍検出信号として制御部１２５に出力する。

制御部１２５は、心拍計測装置１００が備える各部を制御する。また、制御部１２５は、心拍検出回路１２４から出力される心電信号のパルス間隔に応じて心拍数を算出する。ここで、心電信号のパルス間隔とは、例えば心電信号のピーク間の間隔である。
制御部１２５は、装着を示す装着検出信号が入力されるまで、装着検出回路１２３にローレベルの電圧Ｖ_Lの切替信号を出力する。制御部１２５は、装着検出回路１２３から入力された装着検出信号に基づいて、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されているか否かを判別する。心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていると判別されたとき、制御部１２５は、切替信号をローレベルの電圧Ｖ_Lからハイレベルの電圧Ｖ_Hに切り替える。制御部１２５は、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていると判定されたとき、算出した心拍数を示す情報を計測結果としてアンテナ１４０を介して出力装置２００に送信する。

制御部１２５は、心拍検出回路１２４から入力された心拍検出信号に基づいて、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていない非装着状態であるか否かを判別する。制御部１２５は、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていない非装着状態であると判別した後、切替信号を、ハイレベルの電圧Ｖ_Hからハイレベルの電圧Ｖ_Lに切り替える。なお、電圧Ｖ_Hは、電源電圧ＶＤＤが３［Ｖ］の場合、例えば２［Ｖ］〜３［Ｖ］の範囲の電圧である。電圧Ｖ_Lは、電源電圧が３［Ｖ］の場合、例えば０［Ｖ］〜１［Ｖ］の範囲の電圧である。

出力装置２００は、電源部２１０、アンテナ２２０、受信回路２３０、制御部２４０、表示部２５０、入力部２６０、報知部２７０、照明部２８０、及び装着部２９０を含んで構成されている。
電源部２１０は、出力装置２００が備える各部（除く装着部２９０）に電力を供給する。
受信回路２３０は、心拍計測装置１００から送信される心拍数を示す情報を、アンテナ２２０を介して受信し、受信した心拍数を示す情報を制御部２４０に出力する。

制御部２４０は、出力装置２００が備える各部を制御する。また、制御部２４０は、心拍計測装置１００から受信した情報に基づいて、心拍数を表示部２５０に表示する。
表示部２５０は、情報を表示するディスプレイである。表示部２５０は、一例として液晶表示装置（ＬＣＤ）によって構成される。表示部２５０には、心拍数の表示以外に、例えば時刻が表示される。
入力部２６０は、利用者からの操作入力を検出し、検出した結果に基づく情報を制御部２４０に出力する。

報知部２７０は、音を出力するスピーカである。例えば、報知部２７０は、利用者からの操作入力を検出する毎に音を出力するようにしてもよい。
照明部２８０は、暗い場所等においても表示部２５０を利用者が視認できるように、入力部２６０が検出した結果に応じて、表示部２５０に光を照射する。
装着部２９０は、出力装置２００を利用者の腕に装着するものであり、例えばベルトである。

図４は、本実施形態に係る装着検出回路１２３、心拍検出回路１２４の構成例を説明する概略回路図である。図４に示すように、装着検出回路１２３は、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、スイッチ（切替部）ＳＷ１、及びインバータ回路Ｔ１を備えている。心拍検出回路１２４は、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、及びトランジスタＴ２を備えている。
また、抵抗Ｒ１は、一方端が電極１２１に接続され、他方端が装着検出回路１２３の入力端と心拍検出回路１２４の入力端とに接続されている。また、図４において、ＶＤＤは電源電圧を示し、ＶＳＳは、０Ｖを示す。

まず、装着検出回路１２３の構成について説明する。
スイッチＳＷ１は、入力端ａが抵抗Ｒ３の一方端に接続され、入力端ｂが電極１２２に接続され且つ接地され、出力端ｃが抵抗Ｒ２の一方端に接続され、制御端ｄが制御部１２５に接続されている。制御部１２５からスイッチＳＷ１の制御端ｄに出力されている信号は、切替信号である。
抵抗Ｒ２は、他方端が抵抗Ｒ１の他方端と、インバータ回路Ｔ１の入力端と、心拍検出回路１２４のコンデンサＣ１の一方端とに接続されている。なお、抵抗Ｒ１の他方端と抵抗Ｒ２の他方端とインバータ回路Ｔ１の入力端との交点をＡ点とする。
抵抗Ｒ３は、他方端が電源電圧に接続されている。
インバータ回路Ｔ１は、出力端子が心拍検出回路１２４の抵抗Ｒ５の一方端と、制御部１２５とに接続されている。また、インバータ回路Ｔ１の出力信号は、装着検出信号である。

次に、心拍検出回路１２４の構成について説明する。図４には心拍検出回路１２４の初段増幅回路のみが記載されており、後段のフィルタ回路と波形整形回路は省略している。
コンデンサＣ１は、他方端が抵抗Ｒ４の一方端と、トランジスタＴ２のベースとに接続されている。
抵抗Ｒ４は、他方端がトランジスタＴ２のコレクタと、抵抗Ｒ５の他方端と、コンデンサＣ２の一方端とに接続されている、
トランジスタＴ２は、エミッタが抵抗Ｒ６の一方端に接続されている。トランジスタＴ２は、ＮＰＮ型トランジスタである。
抵抗Ｒ６は、他方端が接地されている。
コンデンサＣ２は、他方端が後段のフィルタ回路（図示せず）と接続される。フィルタ回路の後段に接続される波形整形回路（図示せず）の出力が制御部１２５に接続されている。波形整形回路から制御部１２５に出力される信号は、心拍検出信号（生体情報検出信号）である。

ここで、切替信号とスイッチＳＷ１の動作について説明する。
スイッチＳＷ１は、切替信号がローレベルの電圧Ｖ_Lのとき、入力端ａと出力端ｃとが接続されるように切り替える。スイッチＳＷ１は、切替信号がハイレベルの電圧Ｖ_Hのとき、入力端ｂと出力端ｃとが接続されるように切り替える。このため、非装着時において切替信号がローレベルの電圧Ｖ_Lのとき、抵抗Ｒ２の一方端は、スイッチＳＷ１及び抵抗Ｒ３を介してプルアップ接続される。装着時において切替信号がハイレベルの電圧Ｖ_Hのとき、抵抗Ｒ２の一方端は、スイッチＳＷ１を介してプルダウン接続される。

ここで、心拍検出回路１２４に供給される電力について説明する。
上述したように、心拍検出回路１２４の電源は、装着検出回路１２３が検出した結果を示す装着検出信号ラインと接続されている。また、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されている装着状態の場合、装着検出信号の信号レベルはハイレベルである。この構成により、装着時、心拍検出回路１２４の電源にはハイレベルの電力が供給され、非装着時、心拍検出回路１２４の電源にはローレベルの電力が供給される。

次に、心拍計測装置１００の動作例を、図４〜図６を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る心拍計測装置１００の動作例を説明するフローチャートである。

（ステップＳ１）制御部１２５は、初期状態として、装着検出回路１２３のスイッチＳＷ１にローレベルの電圧Ｖ_Lの切替信号を出力する。次に、スイッチＳＷ１は、入力された切替信号に応じて、入力端ａと出力端ｃとを接続し、抵抗Ｒ２をプルアップ接続するように切り替える。
（ステップＳ２）制御部１２５は、装着検出回路１２３から入力されたハイレベルの装着検出信号に基づいて、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されているか否かを判別する。制御部１２５は、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていると判別した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進み、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていないと判別した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ２を繰り返す。

（ステップＳ３）制御部１２５は、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていると判別した場合、スイッチＳＷ１にハイレベルの電圧Ｖ_Hの切替信号を出力する。次に、スイッチＳＷ１は、入力されたハイレベルの電圧Ｖ_Hの切替信号に応じて、入力端ｂと出力端ｃとを接続し、抵抗Ｒ２をプルダウン接続するように切り替える。なお、制御部１２５は、スイッチＳＷ１にハイレベルの電圧Ｖ_Hの切替信号を出力後、装着検出信号がローレベルに切り替わってもスイッチＳＷ１の接続状態を切り替えない。
（ステップＳ４）心拍検出回路１２４は、電極１２１と電極１２２とが検出した心電信号を増幅し、増幅した心電信号を心拍検出信号として制御部１２５に出力する。

（ステップＳ５）制御部１２５は、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されているか否かを判別する。制御部１２５は、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていると判別した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ステップＳ４に戻る。制御部１２５は、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていないと判別した場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ６に進む。
（ステップＳ６）制御部１２５は、予め定められている時間の間、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていない状態が継続しているか否かを判別する。なお、予め定められている時間は、例えば１分間である。制御部１２５は、予め定められている時間の間、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていない状態が継続していると判別した場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、ステップＳ７に進む。制御部１２５は、予め定められている時間の間、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていない状態が継続していないと判別した場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、ステップＳ４に戻る。

（ステップＳ７）制御部１２５は、予め定められている時間の間、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていない状態が継続していると判別した場合、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていない非装着状態であると判別する。次に、制御部１２５は、判別した結果に基づいて、装着検出回路１２３のスイッチＳＷ１にローレベルの電圧Ｖ_Lの切替信号を出力する。次に、スイッチＳＷ１は、入力された切替信号に応じて、入力端ａと出力端ｃとを接続し、抵抗Ｒ２をプルアップ接続するように切り替える。
次に、制御部１２５は、装着検出信号の電圧値がローレベルであるか否かを判別する。
制御部１２５は、装着検出信号の電圧値がローレベルではないと判別した場合、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていない非装着状態ではない可能性もあるため、スイッチＳＷ１にハイレベルの電圧Ｖ_Hの切替信号を出力し、再度、予め定められている時間、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていない状態が継続しているか否かを判別する。
制御部１２５は、装着検出信号の電圧値がローレベルであると判別した場合、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着されていない非装着状態であるため、ステップＳ２に戻る。

ここで、ステップＳ７において、制御部１２５が、装着検出信号の電圧値がローレベルであるか否かを判別する理由を説明する。
心拍計測装置１００の装着状態が一時的にずれたため、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていない状態が継続することもある。このため、制御部１２５は、予め定められている時間の間、心拍検出回路１２４から心拍検出信号が入力されていない状態が継続していると判別した場合であっても、Ａ点の電位に基づく装着検出信号を用いて、非装着状態であるか装着状態であるかを判別している。
抵抗Ｒ２が抵抗Ｒ３を介してプルアップ接続さている場合の装着検出信号は以下の信号レベルである。心拍計測装置１００が利用者の胸部から外されている場合、皮膚抵抗ＲＨが形成されていないので、Ａ点の電位はインバータ回路Ｔ１の閾値以上になる。これにより、非装着時、装着検出信号はローレベルである。一方、装着時、皮膚抵抗ＲＨが形成されているので、Ａ点の電位はインバータ回路Ｔ１の閾値以下になる。これにより、非装着時、装着検出信号はハイレベルである。

次に、心拍計測装置１００における各部の波形の一例を説明する。
図６は、本実施形態におけるＡ点の電圧、心拍数を示す信号、切替信号の各波形の一例を説明する図である。図６（ａ）は、Ａ点の電圧波形の一例であり、図６（ｂ）は、心拍数を示す波形であり、図６（ｃ）は、切替信号の波形である。図６（ａ）〜図６（ｃ）において、横軸は時間である。図６（ａ）及び図６（ｃ）において、縦軸は電圧値であり、図６（ｂ）において縦軸は心拍数である。また、波形Ｓ４０１とＳ４０２は、Ａ点の電圧を示す信号の波形であり、波形Ｓ４１１とＳ４１２は、心拍数を示す信号の波形である。波形Ｓ４３３は、切替信号の波形である。なお、波形Ｓ４０２とＳ４１２については、後述するように、比較例である装着検出回路１２３がスイッチＳＷ１を備えていない場合の信号波形の一例である。

時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間は、利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着していない非装着状態である。
非装着状態の場合、図４において、電極１２１と１２２との間に皮膚抵抗ＲＨが形成されていないため、両電極間に電流が流れない。制御部１２５は、装着検出信号が装着を示す状態に切り替わるまで、ローレベルの電圧Ｖ_Lの切替信号をスイッチＳＷ１の制御端ｄに出力する。これにより、抵抗Ｒ２の一方端は、スイッチＳＷ１と抵抗Ｒ３を介してプルアップ接続される（図５、ステップＳ１）。
従って、図６（ａ）に示すように、Ａ点の電圧値は、ハイレベルの電圧Ｖ１である。なお、電圧Ｖ１は、例えば電源電圧が３［Ｖ］の場合、３［Ｖ］である。従って、インバータ回路Ｔ１は、入力が閾値以上のハイレベルの電圧値であり、出力である装着検出信号が、ローレベルの電圧値である。

時刻ｔ１において、利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着している装着状態である。この結果、電極１２１と１２２との間に皮膚抵抗ＲＨが形成されるため、両電極間に電流が流れる。このため、Ａ点の電位は、ハイレベルの電圧Ｖ１からローレベルの電圧Ｖ２に低下する。なお、電圧Ｖ２は、インバータ回路Ｔ１の閾値以下の電圧値であり、例えば、０［Ｖ］〜１［Ｖ］の範囲の電圧値である。このため、インバータ回路Ｔ１の出力である装着検出信号が、ローレベルからハイレベルに切り替わる。制御部１２５は、装着検出信号が、ローレベルからハイレベルに切り替ったことに応じて、心拍計測装置１００が利用者の胸部に装着している装着状態であると判別する（図５、ステップＳ２；Ｙｅｓ）。
制御部１２５は、判別した結果に応じて、切替信号をローレベルの電圧Ｖ_Lからハイレベルの電圧Ｖ_Hに切り替える。この結果、抵抗Ｒ２の一方端は、スイッチＳＷ１を介してプルダウン接続される（図５、ステップＳ３）。この結果、心拍検出回路１２４の電源には、ハイレベルの装着検出信号が供給される。
時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間において、図６（ｂ）の波形Ｓ４１１に示すように、心拍数はＨＲ１以下である。なお、ＨＲ１は、安静時の心拍数より低い値である。

時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間において、利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着している装着状態であり、且つ、利用者が安静な状態である。なお、安静な状態とは、例えば、利用者が歩行や運動を行っていない状態等である。この期間、図６（ｃ）の波形Ｓ４３３に示すように、切替信号はハイレベルの電圧Ｖ_Hのままである。また、Ａ点の電位は、図６（ａ）の波形Ｓ４０１に示すようにほぼローレベルの電圧Ｖ２のままである。この期間、図６（ｂ）の波形Ｓ４１１に示すように、心拍数はＨＲ１より多い略ＨＲ２である。なお、ＨＲ２は、利用者の安静時における心拍数である。

時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間において、利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着している装着状態であり、且つ、利用者が歩行または運動を行っている状態である。この期間、図６（ｃ）の波形Ｓ４３３に示すように、切替信号はハイレベルの電圧Ｖ_Hのままである。また、図６（ａ）の波形Ｓ４０１に示すように、Ａ点の電位は、ほぼローレベルの電圧Ｖ２のままである。この期間、図６（ｂ）の波形Ｓ４１１に示すように、心拍数はＨＲ２より多い。例えば、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間における心拍数の最大値は、ＨＲ３である。

時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間において、利用者は、心拍計測装置１００を胸部に装着している装着状態であり、且つ、安静な状態である。この期間、図６（ｃ）の波形Ｓ４３３に示すように、切替信号はハイレベルの電圧Ｖ_Hのままである。また、図６（ａ）の波形Ｓ４０１に示すように、Ａ点の電位は、ほぼローレベルの電圧Ｖ２のままである。この期間、図６（ｂ）の波形Ｓ４１１に示すように、心拍数は、運動後のためＨＲ３からＨＲ２に向けて下がる。

時刻ｔ４において、利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着していない非装着状態である。この結果、電極１２１と１２２との間に電流が流れなくなる。時刻ｔ４において、図６（ｂ）の波形Ｓ４１１に示すように、心拍数はＨＲ１以下である。
時刻ｔ５において、制御部１２５は、予め定められている時間、心拍数が検出できない状態が継続していると判別したため、利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着していない非装着状態であると判別する（図５、ステップＳ６；Ｙｅｓ）。制御部１２５は、判別した結果に応じて、切替信号をハイレベルの電圧Ｖ_Hからローレベルの電圧Ｖ_Lに切り替える。この結果、抵抗Ｒ２の一方端は、スイッチＳＷ１と抵抗Ｒ３とを介してプルアップ接続される（図５、ステップＳ７）。

（比較例の説明）
次に、図４において、装着検出回路１２３がスイッチＳＷ１を備えていず、抵抗Ｒ２の一方端が抵抗Ｒ３を介してプルアップ接続されている場合を図４の比較例として、図６と図７を用いて説明する。
図７は、比較例である心拍計測装置１００ａの構成例を説明する概略回路図である。

図７の心拍計測装置１００ａにおいて、図４に示した心拍計測装置１００と構成が異なるのは、装着検出回路１２３ａである。装着検出回路１２３ａは、スイッチＳＷ１を備えていず、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、及びインバータ回路Ｔ１を備えている。
抵抗Ｒ２は、一方端が抵抗Ｒ１の他方端と、インバータ回路Ｔ１の入力端と、心拍検出回路のコンデンサＣ１の一方端とに接続されている。なお、抵抗Ｒ１の他方端と抵抗Ｒ２の一方端とインバータ回路Ｔ１の入力端との交点をＡ点とする。
抵抗Ｒ２は、他方端が抵抗Ｒ３の一方端に接続されている。
抵抗Ｒ３は、他方端が電源電圧に接続されている。
インバータ回路Ｔ１は、出力端子が心拍検出回路１２４の抵抗Ｒ５の一方端と、制御部１２５とに接続されている。

利用者が心拍計測装置１００ａを胸部に装着していない非装着状態の場合、皮膚抵抗ＲＨが形成されていないため、抵抗Ｒ２は、抵抗Ｒ３を介してプルアップ接続される。
利用者が心拍計測装置１００ａを胸部に装着している装着状態の場合、皮膚抵抗ＲＨが形成されるため、抵抗Ｒ２は、皮膚抵抗ＲＨを介してプルダウン接続される。

次に、心拍計測装置１００ａにおける各部の波形の一例を、図６を用いて説明する。
図６に示すように時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間において、利用者は、心拍計測装置１００ａを胸部に装着していない非装着状態であるため、電極１２１と１２２との間に電流が流れない。また、Ａ点は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３を介してプルアップ接続されている。従って、図６（ａ）に示すように、Ａ点の電位は、ハイレベルの電圧Ｖ１である。

時刻ｔ１において、利用者が心拍計測装置１００ａを胸部に装着している装着状態である。この結果、電極１２１と１２２との間に皮膚抵抗ＲＨが形成されるため、両電極間に電流が流れる。これにより、Ａ点の電位は、ハイレベルの電圧Ｖ１からローレベルの電圧Ｖ２に低下する。このため、インバータ回路Ｔ１の出力である装着検出信号は、ローレベルからハイレベルに切り替わる。制御部１２５は、装着検出信号が、ローレベルからハイレベルに切り替ったことに応じて、利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着した装着状態であると判別する。また、時刻ｔ１において、図６（ｂ）の波形Ｓ４１１に示すように、心拍数はＨＲ１以下である。

時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間において、Ａ点の電圧値は、図６（ａ）の波形Ｓ４０１に示すようにほぼローレベルの電圧Ｖ２のままである。この期間、図６（ｂ）の波形Ｓ４１１に示すように、心拍数はＨＲ１より多い略ＨＲ２である。

時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間において、利用者の運動に応じて皮膚抵抗ＲＨが変化し、皮膚抵抗ＲＨの変化に応じて、図６（ａ）の波形Ｓ４０２に示すようにＡ点の電位が変化する。この結果、図６（ｂ）の波形Ｓ４１２に示すように、心拍検出信号は不安定な波形になる。この期間における測定される心拍数の最大値は、例えばＨＲ４である。

以上のように、抵抗Ｒ２がプルアップ接続に固定されている場合、図６（ｂ）に示すように、利用者の運動中における心拍検出信号の波形が不安定である。このため、心拍検出回路１２４は、利用者が運動中、適切な心拍数を検出できないことがあった。
一方、本実施形態では、一対の電極（１２１、１２２）の間に生じる電位差に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出部（心拍検出回路１２４）と、一対の電極の間に生じる電位差に基づいて電極が生体に装着されているか否かを検出する装着検出部（装着検出回路１２３）と、装着検出部が検出した結果に基づいて一対の電極のうち一方の電極に接続する電位を切り替える切替部（スイッチＳＷ１）と、を備える。
この構成により、本実施形態では、心拍計測装置１００が装着されているか否かに応じて抵抗Ｒ２をプルアップ接続と、プルダウン接続とにスイッチＳＷ１により切り替えるようにした。これにより、本実施形態の心拍計測装置１００は、利用者が運動中であっても、Ａ点の電位を安定させることができるので、利用者の状態による信号変化の影響を低減できる。この結果、本実施形態の心拍計測装置１００は、心拍数を適切に検出できる効果が得られる。

なお、本実施形態では、心拍計測装置１００が、心拍数を示す情報を出力装置２００に送信する例を説明したが、これに限られない。例えば、心拍計測装置１００は、利用者が心拍計測装置１００を胸部に装着しているか否かを示す装着状態・非装着状態を示す情報も出力装置２００に送信するようにしてもよい。この場合、出力装置２００は、心拍計測装置１００から受信した装着状態・非装着状態を示す情報を表示部２５０に表示するようにしてもよい。これにより、利用者は、心拍計測装置１００が適切に装着されているか否かを知ることができるので、利用者にとって利便性が向上する効果がある。
なお、本実施形態では、心拍計測装置１００と出力装置２００が分離している例を説明したが、心拍計測装置１００が出力装置２００を有していてもよい。

また、図４に示した装着検出回路１２３と心拍検出回路１２４の構成は一例であり、例えば、心拍検出回路１２４は、ノイズ除去回路等を介して心拍検出信号を制御部１２５に出力するようにしてもよい。また、装着検出回路１２３は、インバータ回路Ｔ１を介して装着検出信号を出力する例を説明したが、インバータ回路Ｔ１の後段にさらに第２のインバータ回路を介して、装着検出信号を制御部１２５に出力するようにしてもよい。この場合、抵抗Ｒ５の一端には、インバータ回路Ｔ１の出力と第２のインバータ回路の入力端との交点の信号が接続されるようにしてもよい。

なお、本実施形態では、生体情報として心拍数を検出する例を説明したが、これに限られない。心拍計測装置１００が検出する生体情報は、電極を用いて検出するものであればよく、例えば、脳波等であってもよい。

なお、本発明における計測部１２０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりスイッチＳＷ１の切り替え、及び心拍数の計測を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１…心拍計測システム、１００…心拍計測装置、２００…出力装置、１１０…電源部、１２０…計測部、１２１…電極、１２２…電極、１２３…装着検出回路、１２４…心拍検出回路、１２５…制御部、１３０…送信回路、１４０…アンテナ、Ｒ１〜Ｒ５…抵抗、Ｃ１、Ｃ２…コンデンサ、ＳＷ１…スイッチ、Ｔ１…インバータ回路、Ｔ２…トランジスタ

Claims (6)

1. 一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出部と、
   前記一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、前記電極が生体に装着されているか否かを検出する装着検出部と、
   前記装着検出部が検出した結果に基づいて、前記一対の電極のうち一方の電極に接続する電位を切り替える切替部と、
   を備えることを特徴とする生体情報検出装置。
2. 前記切替部は、
   前記装着検出部により前記電極が生体に装着されていると検出された場合、前記一対の電極のうち一方の電極を、抵抗を介して接地し、
   前記装着検出部により前記電極が生体に装着されていないと検出された場合、前記一対の電極のうち一方の電極を、前記抵抗を介して電源電圧に接続する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体情報検出装置。
3. 前記生体情報検出部の電源が、
   前記装着検出部が検出した結果を示す装着検出信号ラインと接続されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体情報検出装置。
4. 前記装着検出部が検出した結果に基づいて、前記切替部の接続を切り替える切替信号を生成する制御部を備え、
   前記切替部は、
   前記制御部が生成した前記切替信号に応じて、前記一対の電極のうち一方の電極を、抵抗を介して電源電圧に接続または接地に切り替える
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の生体情報検出装置。
5. 前記制御部は、
   前記生体情報検出部が生体情報を検出できない状態で、予め定められている時間が経過した後、前記一対の電極のうち一方の電極を、抵抗を介して電源電圧に接続する前記切替信号を生成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の生体情報検出装置。
6. 生体情報検出部が、一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出手順と、
   装着検出部が、前記一対の電極の間に生じる電位差に基づいて、前記電極が生体に装着されているか否かを検出する装着検出手順と、
   切替部が、前記装着検出手順により検出された結果に基づいて、前記一対の電極のうち一方の電極に接続する電位を切り替える切替手順と、
   を含むことを特徴とする生体情報検出方法。

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