JP2017109058A - 生体情報取得装置および生体情報取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報の取得に使用されるレーザーの誤射の可能性を低減する。【解決手段】測定部位に対向する検出面に設置されて前記測定部位に非レーザーの照明光を照射する発光部と、前記検出面に設置されて前記測定部位にレーザーを照射するレーザー照射部と、前記検出面に設置されて前記測定部位からの光を受光する受光部であって、前記照明光の照射時の受光強度を示す第１検出信号と、前記レーザーの照射時の受光強度を示す第２検出信号とを生成する受光部と、前記レーザー照射部によるレーザー照射の許否を前記第１検出信号に応じて制御する照射制御部と、前記第２検出信号に応じた生体情報を取得する解析処理部とを具備する生体情報取得装置。【選択図】図２

Description

本発明は、生体情報を取得するための技術に関する。

生体に対するレーザーの照射により生体情報を非侵襲で測定する測定機器では、網膜等に対するレーザーの誤射が問題となる。以上の事情を背景として、例えば特許文献１には、生体と測定機器との間の接触状態をタッチセンサーにより検出し、接触状態が不充分である場合にレーザーの照射を停止する構成が開示されている。また、特許文献２には、レーザーの照射時に検出された信号の２個のピークの時間差に応じてレーザーの照射の許否を制御する構成が開示されている。

特開２０１２−２３１９７８号公報 特開２００９−０１１５９３号公報

しかし、特許文献１の技術では、例えば生体と測定機器との間に異物が介在する場合に、実際には生体と測定機器とが離間した状態にも関わらずレーザーの照射が許可され得るという問題がある。また、特許文献２の技術では、レーザーの照射の許否を判断するために生体にレーザーを照射する必要があるから、レーザーの誤射を防止する対策としては不充分である。以上の事情を考慮して、本発明は、生体情報の取得に使用されるレーザーの誤射の可能性を低減することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る生体情報取得装置は、測定部位に対向する検出面に設置されて測定部位に非レーザーの照明光を照射する発光部と、検出面に設置されて測定部位にレーザーを照射するレーザー照射部と、検出面に設置されて測定部位からの光を受光する受光部であって、照明光の照射時の受光強度を示す第１検出信号と、レーザーの照射時の受光強度を示す第２検出信号とを生成する受光部と、レーザー照射部によるレーザー照射の許否を第１検出信号に応じて制御する照射制御部と、第２検出信号に応じた生体情報を取得する解析処理部とを具備する。以上の態様では、発光部による照明光の照射時の受光強度を示す第１検出信号に応じてレーザー照射部によるレーザー照射の許否が制御されるから、レーザーの誤射の可能性を低減しながら、第２検出信号に応じた生体情報を取得することが可能である。

本発明の好適な態様において、解析処理部は、第１検出信号に応じた生体情報と、第２検出信号に応じた生体情報とを取得する。以上の態様では、生体情報の取得とレーザー照射の許否の制御とに第１検出信号が流用されるから、生体情報の取得のための発光部とレーザー照射の許否の制御のための発光部とを別個に設置した構成と比較して、生体情報取得装置の構成が簡素化されるという利点がある。

本発明の好適な態様において、第１検出信号は、測定部位の動脈の脈動成分を含む脈波信号であり、照射制御部は、第１検出信号の波形に応じてレーザー照射部によるレーザー照射の許否を制御する。以上の態様では、第１検出信号の波形に応じてレーザー照射の許否が制御されるから、第１検出信号の波形を解析する簡便な処理でレーザー照射の許否を適切に制御できるという利点がある。

本発明の好適な態様において、照射制御部は、第１検出信号の信号値が最大となる第１ピークから所定の時間内に第１ピークとは異なるピークが存在する場合に、レーザー照射部によるレーザー照射を許可する。以上の態様では、第１ピークから所定の時間内に第２ピークが存在するか否かに応じてレーザー照射の許否を制御するから、毛細血管内の血液が排除される程度に測定部位と検出面とが密着した状態に限定して測定部位にレーザー照射を許可することが可能である。

本発明の好適な態様において、照射制御部は、第１検出信号が示す受光強度に応じてレーザー照射部によるレーザー照射の許否を制御する。以上の態様では、第１検出信号が示す受光強度に応じてレーザー照射の許否が制御されるから、第１検出信号の信号強度を解析する簡便な処理でレーザー照射の許否を適切に制御できるという利点がある。

本発明の好適な態様において、照射制御部は、第１検出信号における定常成分の強度に応じてレーザー照射の許否を制御する。以上の態様では、第１検出信号における定常成分の強度に応じてレーザー照射の許否を制御するから、毛細血管内の血液が排除される程度に測定部位と検出面とが密着した状態に限定して測定部位にレーザー照射を許可することが可能である。

本発明の他の態様に係る生体情報取得装置は、測定部位に対向する検出面に設置されて測定部位に非レーザーの照明光を照射する発光部と、検出面に設置されて測定部位にレーザーを照射するレーザー照射部と、検出面に設置されて測定部位からの光を受光する受光部であって、照明光の照射時の受光強度を示す第１検出信号と、レーザーの照射時の受光強度を示す第２検出信号とを生成する受光部と、発光部の消灯時における受光部の受光強度に応じてレーザー照射部によるレーザー照射の許否を制御する照射制御部と、第１検出信号および第２検出信号に応じた生体情報を取得する解析処理部とを具備する。以上の態様では、発光部の消灯時における受光部の受光強度（外光強度）に応じてレーザー照射部によるレーザー照射の許否が制御されるから、レーザーの誤射の可能性を低減しながら、第１検出信号および第２検出信号に応じた生体情報を取得することが可能である。

本発明の好適な態様に係る生体情報取得方法は、生体情報取得装置が、測定部位に対向する検出面から当該測定部位に対して非レーザーの照明光を照射するステップと、検出面に設置された受光部が照明光の照射時に受光する光の受光強度を示す第１検出信号に応じて測定部位に対するレーザーの照射の許否を制御するステップと、レーザーの照射が許可された場合に、検出面に設置されたレーザー照射部から測定部位に対してレーザーを照射するステップと、レーザーの照射時に受光部が測定部位から受光する光の受光強度を示す第２検出信号に応じた生体情報を取得するステップとを含む。以上の態様では、発光部による照明光の照射時の受光強度を示す第１検出信号に応じてレーザー照射部によるレーザー照射の許否が制御されるから、レーザーの誤射の可能性を低減しながら、第２検出信号に応じた生体情報を取得することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る生体情報取得装置の構成図である。 生体情報取得装置の機能を例示する構成図である。 検出信号の波形図である。 検出信号の微分値の波形図である。 生体情報取得方法のフローチャートである。 第２実施形態における検出信号の波形図である。 検出信号の定常成分の強度の説明図である。 第３実施形態における受光部による受光強度の説明図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る生体情報取得装置１００の側面図である。第１実施形態の生体情報取得装置１００は、被験者（生体の例示）の生体情報を非侵襲的に取得する測定機器である。第１実施形態の生体情報取得装置１００は、筐体部１２とベルト１４とを具備する腕時計型の機器であり、被験者の身体のうち測定対象となる部位（以下「測定部位」という）Ｍの例示である手首にベルト１４を巻回することで保持される。

図２は、第１実施形態の生体情報取得装置１００の機能に着目した構成図である。図２に例示される通り、第１実施形態の生体情報取得装置１００は、制御装置２２と記憶装置２４と表示装置２６と検出装置２８とを具備する。制御装置２２および記憶装置２４は筐体部１２の内部に設置される。図１に例示される通り、表示装置２６は、筐体部１２の表面（測定部位Ｍとは反対側の表面）に設置され、検出装置２８は、筐体部１２のうち測定部位Ｍとの対向面（以下「検出面」という）１６に設置される。検出面１６は、平面または曲面である。

図２の検出装置２８は、被験者の身体状態に応じた検出信号Ｓ（Ｓ1，Ｓ2）を生成する光学センサーであり、発光部３２とレーザー照射部３４と受光部３６とを包含する。発光部３２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を含んで構成され、筐体部１２の検出面１６に設置された発光面から測定部位Ｍに対して光（以下「照明光」という）を照射することが可能である。他方、レーザー照射部３４は、例えば半導体レーザー（ＬＤ：Laser Diode）を含んで構成され、筐体部１２の検出面１６に設置された発光面から測定部位Ｍに対してレーザーを照射することが可能である。

レーザー照射部３４が照射するレーザーは、共振器による共振を経て射出される狭帯域でコヒーレントな直進光であり、発光部３２が照射する照明光は、レーザーと比較して広帯域でインコヒーレントな非レーザー光である。測定部位Ｍと検出面１６との間に隙間がある状態では、レーザー照射部３４が照射したレーザーがその隙間から外部に漏洩し、被験者等（被験者や周囲の人）に対するレーザーの誤射の可能性がある。したがって、測定部位Ｍに対して検出面１６が隙間なく密着した状態に限定して、レーザー照射部３４によるレーザー照射を許可する構成が重要である。

図２の受光部３６は、受光量に応じた検出信号Ｓ（Ｓ1，Ｓ2）を生成する。第１実施形態の受光部３６は、受光素子３６１と受光素子３６２とを包含する。受光素子３６１および受光素子３６２の各々は、筐体部１２の検出面１６に設置された受光面で光を受光する光電変換素子（例えばフォトダイオード）である。受光素子３６１は、発光部３２による照明光の照射時に測定部位Ｍから到来する光（すなわち照明光のうち測定部位Ｍを通過した成分）の受光強度を示す検出信号Ｓ1を生成する。他方、受光素子３６２は、レーザー照射部３４によるレーザーの照射時に測定部位Ｍから到来する光（すなわちレーザー照射部３４が照射したレーザーのうち測定部位Ｍを通過した成分）の受光強度を示す検出信号Ｓ2を生成する。検出信号Ｓ1は第１検出信号の例示であり、検出信号Ｓ2は第２検出信号の例示である。なお、実際には検出信号Ｓ1および検出信号Ｓ2をアナログからデジタルに変換するＡ/Ｄ変換器が設置されるが、図２では便宜的に図示を省略した。また、発光部３２が照射する照明光とレーザー照射部３４が照射するレーザー光との双方を受光する単体の受光素子で受光部３６を構成することも可能である。

発光部３２が照射した照明光およびレーザー照射部３４が照射したレーザーは、被験者の測定部位Ｍの表皮を透過して内部の血管に到達し、血管内の血液により一部が吸収されたうえで生体組織内を散乱および透過して、検出面１６側の表皮から外部に出射する。測定部位Ｍの血管は、心拍と同等の周期で膨張および収縮を繰返す。膨張時と収縮時とで血管内の血液による吸光度は相違するから、測定部位Ｍからの受光量に応じて受光部３６が生成する検出信号Ｓは、測定部位Ｍの動脈の脈動成分（容積脈波）に対応した周期的な変動成分を含む脈波信号である。

図２の制御装置２２は、生体情報取得装置１００の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算処理装置である。記憶装置２４は、例えば不揮発性の半導体メモリで構成され、制御装置２２が実行するプログラムや制御装置２２が使用する各種のデータを記憶する。第１実施形態の制御装置２２は、記憶装置２４に記憶されたプログラムを実行することで、被験者の生体情報を取得するための複数の機能（照射制御部４２，解析処理部４４）を実現する。なお、制御装置２２の各機能を複数の集積回路に分散した構成や、制御装置２２の一部または全部の機能を専用の電子回路で実現した構成も採用され得る。

解析処理部４４は、受光部３６が生成した検出信号Ｓ（Ｓ1，Ｓ2）を解析することで被験者の生体情報Ｂ（Ｂ1，Ｂ2）を取得する。具体的には、解析処理部４４は、検出信号Ｓ1の解析により被験者の脈拍を生体情報Ｂ1として推定し、検出信号Ｓ2の解析により被験者の血流速や血圧を生体情報Ｂ2として推定する。生体情報Ｂ1と生体情報Ｂ2とは相違する。図２の表示装置２６は、例えば液晶表示パネルであり、解析処理部４４が取得した生体情報Ｂを表示する。なお、生体情報Ｂ（Ｂ1，Ｂ2）は以上の例示に限定されない。例えば、血液中の特性の生体成分の濃度（例えばグルコース濃度，ヘモグロビン濃度，酸素濃度，中性脂肪濃度）を生体情報Ｂとして推定することも可能である。

図２の照射制御部４２は、発光部３２およびレーザー照射部３４による光の照射を制御する。具体的には、第１実施形態の照射制御部４２は、発光部３２に照明光を照射させる一方、照明光の照射時の受光強度を示す検出信号Ｓ1に応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否を制御する。

図３は、検出信号Ｓ1のうち心拍の１回分に相当する１波長の波形図である。測定部位Ｍに対する検出面１６の接触状態を相違させた複数の場合について検出信号Ｓ1の波形が併記されている。具体的には、図３の波形ＷLは、筐体部１２の検出面１６を被験者の測定部位Ｍに単に載置した状態（すなわち、検出面１６から測定部位Ｍに作用する押圧力が概ねゼロである状態）における検出信号Ｓ1の波形である。図３の波形ＷHは、筐体部１２の検出面１６を被験者の測定部位Ｍに充分に押付けた状態（すなわち、検出面１６から測定部位Ｍに作用する押圧力が大きい状態）における検出信号Ｓ1の波形である。また、図３の波形ＷMは、波形ＷHの状態を下回る中程度の押圧力で筐体部１２の検出面１６を被験者の測定部位Ｍに押付けた状態における検出信号Ｓ1の波形である。

波形ＷLが観測される状態では、測定部位Ｍと検出面１６との間に隙間が存在し得るから、レーザー照射部３４から照射されたレーザーがその隙間から外部に漏洩し得る。すなわち、被験者等に対するレーザーの誤射の可能性がある。他方、波形ＷHが観測される状態では、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着しており、レーザー照射部３４が照射したレーザーは外部に漏洩しない。すなわち、被験者等に対するレーザーの誤射を回避することが可能である。

図３から理解される通り、測定部位Ｍと検出面１６とを充分に密着させた状態の波形ＷHや波形ＷMには、相前後する２個のピーク（Ｐ1，Ｐ2）が観測される。他方、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着しない状態の波形ＷLには１個のピークのみが観測される。すなわち、測定部位Ｍと検出面１６との接触状態（密着の度合）に応じて検出信号Ｓ1の波形が相違する、という傾向が図３から確認できる。以上に説明した波形の相違が観測されるひとつの理由は、以下に詳述する通り、被験者の身体の各部位における脈波の反射波の影響が、測定部位Ｍにおける毛細血管の状態に応じて変動することにあると推測される。

被験者の心拍により発生した脈波は、測定部位Ｍに直接的に到来するほか、測定部位Ｍとは別個の部位にて反射して間接的に測定部位Ｍに到来する。例えば、前述のように被験者の手首を測定部位Ｍとした状態では、この測定部位Ｍを通過して手指の末端で反射した脈波と、例えば大腿部の近傍で反射した脈波とが、測定部位Ｍに直接的に到達する直接波に対して遅延した間接波として測定部位Ｍに到達する。したがって、検出信号Ｓ1の波形には、本来的には、直接波に由来するピークと間接波に由来するピークとが相前後して観測される筈である。

他方、測定部位Ｍの表皮の近傍には毛細血管が存在する。発光部３２から測定部位Ｍに照射された照明光は、毛細血管内の血液により吸収される。すなわち、毛細血管内の血液は、受光部３６による受光強度を低下させる（すなわち検出信号Ｓ1のＳ/Ｎ比を低下させる）ように作用する。したがって、毛細血管内の血液による照明光の吸収を考慮すると、図３の波形ＷLのように、検出信号Ｓ1における直接波と間接波との区別が曖昧となる。しかし、筐体部１２の検出面１６を測定部位Ｍに押付けて充分に密着させた状態では、測定部位Ｍの毛細血管が押圧により潰れて結果的に血液が排除される（皮膚の押圧により白くなった状態）。すなわち、毛細血管内の血液による光の吸収が低減され、結果的に受光強度の低下は抑制される。したがって、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着した状態では、図３の波形ＷHや波形ＷMのように、直接波に由来するピークＰ1（第１ピークの例示）と間接波に由来するピークＰ2（第２ピークの例示）との区別が明確となる。測定部位Ｍと検出面１６との接触状態に応じて検出信号Ｓ1の波形の相違が観測される理由は以上のように推測される。

以上の知見を背景として、第１実施形態の照射制御部４２は、検出信号Ｓ1の波形に応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否を制御する。具体的には、所定の時間τ内で相前後するピークＰ1とピークＰ2とが検出信号Ｓ1に存在する場合には、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着した状態である（すなわちレーザーが漏洩しない）と推定できるから、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を許可する。ピークＰ1は、直接波に起因して検出信号Ｓ1の信号値が最大となるピークであり、ピークＰ2は、間接波に起因してピークＰ1の直後に発生するピークである。他方、検出信号Ｓ1の所定の時間τ内に２個のピークが存在しない場合には、測定部位Ｍと検出面１６との密着が不充分である（すなわちレーザーが漏洩し得る）と推定できるから、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を禁止する。

検出信号Ｓ1のピークＰ1とピークＰ2との間隔について検討する。血管を脈波が伝播する速度は概ね５ｍ/ｓ以上かつ１０ｍ/ｓ以下である。測定部位Ｍである手首から手指の末端までの距離は高々１０ｃｍ程度であるから、脈波が測定部位Ｍを通過してから手指の末端で反射して当該測定部位Ｍに間接波として到達するまでの時間は、０.０１秒から０.０２秒程度である。また、測定部位Ｍである手首から大腿部までの距離は高々２００ｃｍ程度であるから、測定部位Ｍである手首に直接波が到達してから、大腿部で反射した間接波が測定部位Ｍに到達するまでには、最大で０.４秒程度の時間が経過し得る。すなわち、検出信号Ｓ1のうち間接波に由来するピークＰ2は、直接波に由来するピークＰ1から０.０１秒ないし０.４秒ほど遅延して測定部位Ｍに到来する。以上の事情を考慮して、第１実施形態では、ピークＰ1とピークＰ2の間隔として想定する時間τを０.４秒（より好適には０.２秒）に設定する。

図４は、検出信号Ｓ1の信号値に対する１階微分値の推移である。図３と同様に、測定部位Ｍと検出面１６との接触状態を相違させた複数の場合（押圧力：大/中/ゼロ）について微分値の推移が併記されている。前述の通り、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着した状態では、微分値のピークＱから所定の時間τの範囲内に、検出信号Ｓ1のピークＰ1とピークＰ2との間の窪みに相当する極小点Ｌが観測される。以上の傾向を考慮すると、検出信号Ｓ1の信号値の微分値のピークＱから所定の時間τの範囲内に極小点Ｌが存在するか否かに応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否を制御することも可能である。具体的には、検出信号Ｓ1の微分値のピークＱから所定の時間τ内に極小点Ｌが存在する場合には、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着した状態であると推定できるから、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を許可する。他方、検出信号Ｓ1の微分値のピークＱから所定の時間τ内に極小点Ｌが存在しない場合には、測定部位Ｍと検出面１６との密着が不充分であると推定できるから、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を禁止する。

＜生体情報取得方法＞
以上に例示した生体情報取得装置１００の動作方法（生体情報取得方法）を説明する。図５は、第１実施形態の生体情報取得方法のフローチャートである。例えば入力装置（図示略）に対する測定開始の指示を契機として図５の処理が開始される。

図５の生体情報取得方法を開始すると、照射制御部４２は、発光部３２を制御することで照明光を照射させる（ＳA1）。解析処理部４４は、照明光の照射時に受光部３６（受光素子３６１）が生成する検出信号Ｓ1を取得し、この検出信号Ｓ1を解析することで脈拍等の生体情報Ｂ1を算定する（ＳA2）。検出信号Ｓ1に応じた生体情報Ｂ1の算定には公知の技術が任意に採用され得る。解析処理部４４が算定した生体情報Ｂ1は表示装置２６に表示される。

以上の手順で生体情報Ｂ1が算定されると、照射制御部４２は、測定部位Ｍと検出面１６との接触状態の適否を判定する（ＳA3）。すなわち、測定部位Ｍと検出面１６とが、レーザーが漏洩しない程度に充分に密着しているか否かが判定される。具体的には、第１実施形態の照射制御部４２は、前述の通り、検出信号Ｓ1のピークＰ1から所定の時間τ内にピークＰ2が存在するか否か（あるいは検出信号Ｓ1の微分値のピークＱから所定の時間τ内に極小点Ｌが存在するか否か）を判定する。

検出信号Ｓ1のピークＰ1から時間τ内にピークＰ2が存在する場合（ＳA3：YES）、すなわち、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着している場合、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を許可する（ＳA4）。具体的には、照射制御部４２は、レーザー照射部３４を制御することでレーザーを照射させる。測定部位Ｍと検出面１６とは隙間なく充分に密着しているから、外部へのレーザーの漏洩は回避される。解析処理部４４は、レーザーの照射時に受光部３６（受光素子３６２）が生成する検出信号Ｓ2を取得し、この検出信号Ｓ2を解析することで血流速等の生体情報Ｂ2を算定する（ＳA5）。検出信号Ｓ2に応じた生体情報Ｂ2の算定には公知の技術が任意に採用され得る。解析処理部４４が算定した生体情報Ｂ2は表示装置２６に表示される。

他方、検出信号Ｓ1のピークＰ1から時間τ内にピークＰ2が存在しない場合（ＳA3：NO）、すなわち、測定部位Ｍと検出面１６との密着が不充分である場合、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を禁止する（ＳA6）。すなわち、レーザー照射部３４によるレーザー照射（ＳA4）と解析処理部４４による生体情報Ｂ2の算定（ＳA5）とは実行されない。照射制御部４２がレーザー照射を禁止した状態で処理はステップＳA1に移行する。したがって、発光部３２による照明光の照射（ＳA1）と、検出信号Ｓ1に応じた生体情報Ｂ1の算定（ＳA2）と、測定部位Ｍと検出面１６との接触状態の判定（ＳA3）とが反復される。なお、レーザー照射の禁止後に処理をステップＳA3に移行することで、照明光の照射（ＳA1）および生体情報Ｂ1の算定（ＳA2）の反復を省略することも可能である。

被験者が筐体部１２の位置やベルト１４の長さを調整することで測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着した状態に遷移すると、ステップＳA3の判定結果が肯定（ＳA3：YES）に転換し、測定部位Ｍに対するレーザー照射（ＳA4）と検出信号Ｓ2に応じた生体情報Ｂ2の算定（ＳA5）とが実行される。なお、ステップＳA3の判定結果が否定である場合に、測定部位Ｍと検出面１６との接触状態の調整を被験者に指示するメッセージを表示装置２６に表示することも可能である。

以上に説明した通り、第１実施形態では、発光部３２による照明光の照射時の受光強度を示す検出信号Ｓ1に応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否が制御されるから、レーザーの誤射の可能性を低減しながら、検出信号Ｓ2に応じた生体情報Ｂ2を取得することが可能である。第１実施形態では特に、生体情報Ｂ1の取得とレーザー照射の許否の制御とに検出信号Ｓ1が流用されるから、生体情報Ｂ1の取得のための発光部とレーザー照射の許否の制御のための発光部とを別個に設置した構成と比較して、生体情報取得装置１００の構成が簡素化されるという利点がある。

また、第１実施形態では、検出信号Ｓ1の波形に応じてレーザー照射の許否が制御されるから、検出信号Ｓ1の波形を解析する簡便な処理でレーザー照射の許否を適切に制御できるという利点がある。具体的には、検出信号Ｓ1のピークＰ1から所定の時間τ内にピークＰ2が存在するか否かに応じてレーザー照射の許否を制御するから、毛細血管内の血液が排除される程度に測定部位Ｍと検出面１６とが密着した状態に限定してレーザー照射を許可することが可能である。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態では、照明光の照射時に受光部３６が生成する検出信号Ｓ1の波形を解析することで測定部位Ｍと検出面１６との接触状態の適否を判定した。第２実施形態の照射制御部４２は、検出信号Ｓ1が示す受光強度に応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否を制御する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図６は、測定部位Ｍに対する照明光の照射時に受光部３６が生成する検出信号Ｓ1の波形図である。図６から理解される通り、検出信号Ｓ1は、変動成分ＣAと定常成分ＣBとを含有する。変動成分ＣAは、被験者の心拍に起因して周期的に変動する脈動成分である。他方、定常成分ＣBは、時間的に定常な成分（直流成分）である。

図７は、検出信号Ｓ1のうち定常成分ＣBの強度Ｘを測定した結果である。図７には、測定部位Ｍに対する検出面１６の接触状態を相違させた複数の場合（押圧力：大/中/ゼロ）の各々について定常成分ＣBの強度Ｘが図示されている。また、図７では、波長６６０ｎｍの赤色光を照明光として測定部位Ｍに照射した場合と、波長９４０ｎｍの近赤外光を照明光として測定部位Ｍに照射した場合とが想定されている。

照明光の波長に関わらず、測定部位Ｍに対する検出面１６の押圧力が増加する（測定部位Ｍと検出面１６との密着の度合が高まる）ほど検出信号Ｓ1の定常成分ＣBの強度Ｘは増加する、という傾向が図７から確認できる。以上の傾向が観測されるのは、第１実施形態で前述した通り、測定部位Ｍに対する押圧力が増加するほど測定部位Ｍの毛細血管が潰れることで血液が排除され、毛細血管内の血液による光の吸収が低減されるからである。

以上の知見を背景として、第２実施形態の照射制御部４２は、検出信号Ｓ1における定常成分ＣBの強度Ｘに応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否を制御する。具体的には、図５の生体情報取得方法のステップＳA3において、照射制御部４２は、定常成分ＣBの強度Ｘが閾値ＸTHを上回るか否かを判定する。閾値ＸTHは、測定部位Ｍと検出面１６とを充分に密着させた状態で観測される定常成分ＣBの強度Ｘに近似するように実験的または統計的に選定される。具体的には、生体情報取得装置１００の使用前の調整処理において閾値ＸTHが設定される。調整処理では、第１実施形態の例示と同様に、検出信号Ｓ1のピークＰ1から所定の時間τ内にピークＰ2が存在するか否かが判定される。そして、時間τ内にピークＰ1とピークＰ2とが観測された状態（すなわち測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着した状態）における定常成分ＣBの強度Ｘが閾値ＸTHとして記憶装置２４に記憶される。複数回の調整処理にわたる強度Ｘの代表値（例えば平均値）を閾値ＸTHとして採用することも可能である。

定常成分ＣBの強度Ｘが閾値ＸTHを上回る場合（Ｘ＞ＸTH）、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着した状態であると推定できるから、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を許可する（ＳA4）。他方、定常成分ＣBの強度Ｘが閾値ＸTHを下回る場合（Ｘ＜ＸTH）、測定部位Ｍと検出面１６との密着が不充分であると推定できるから、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を禁止する（ＳA5）。他の構成や動作は第１実施形態と同様である。

以上に説明した通り、第２実施形態では、発光部３２による照明光の照射時の受光強度を示す検出信号Ｓ1に応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否が制御されるから、第１実施形態と同様に、レーザーの誤射の可能性を低減することが可能である。第２実施形態では特に、検出信号Ｓ1が示す受光強度に応じてレーザー照射の許否が制御されるから、検出信号Ｓ1を解析する簡便な処理でレーザー照射の許否を適切に制御できるという利点がある。具体的には、検出信号Ｓ1の定常成分ＣBの強度Ｘに応じてレーザー照射の許否を制御するから、毛細血管内の血液が排除される程度に測定部位Ｍと検出面１６とが密着した状態に限定して測定部位Ｍにレーザーを照射することが可能である。

＜第３実施形態＞
測定部位Ｍと検出面１６との間には、太陽や照明機器からの外光が進入し得る。したがって、発光部３２およびレーザー照射部３４の双方を消灯させた状態でも、受光部３６が外光を受光する場合がある。図８は、発光部３２およびレーザー照射部３４の双方を消灯させた状態で受光部３６の受光強度（以下「外光強度」という）Ｙを測定した結果である。図８では、測定部位Ｍに対する検出面１６の接触状態を相違させた複数の場合（押圧力：大/中/ゼロ）の各々について外光強度Ｙが併記されている。測定部位Ｍと検出面１６との接触状態に外光強度Ｙが外光強度が依存するという傾向が図８から確認できる。具体的には、測定部位Ｍに対する検出面１６の押圧力が増加する（測定部位Ｍと検出面１６との密着の度合が高まる）ほど外光強度Ｙは減少する。

以上の知見を背景として、第３実施形態の照射制御部４２は、発光部３２の消灯時における受光部３６の受光強度（外光強度Ｙ）に応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否を制御する。具体的には、図５の生体情報取得方法のステップＳA3において、照射制御部４２は、発光部３２を消灯させたうえで、受光部３６により生成される検出信号Ｓが示す外光強度Ｙが、閾値ＹTHを下回るか否かを判定する。閾値ＹTHは、測定部位Ｍと検出面１６とを充分に密着させた状態で観測される外光強度Ｙに近い所定値（例えばゼロに近い正数）に設定される。外光強度Ｙは、受光部３６における受光素子３６１および受光素子３６２の一方の受光強度、または、受光素子３６１および受光素子３６２の双方の受光強度の平均である。

外光強度Ｙが閾値ＹTHを下回る場合（Ｙ＜ＹTH）、測定部位Ｍと検出面１６とが充分に密着した状態であると推定できるから、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を許可する（ＳA4）。他方、外光強度Ｙが閾値ＹTHを上回る場合（Ｙ＞ＹTH）、測定部位Ｍと検出面１６との密着が不充分であると推定できるから、照射制御部４２は、レーザー照射部３４によるレーザー照射を禁止する（ＳA5）。他の構成や動作は第１実施形態と同様である。

以上に説明した通り、第３実施形態では、発光部３２の消灯時における受光部３６の受光強度（外光強度Ｙ）に応じてレーザー照射部３４によるレーザー照射の許否が制御されるから、第１実施形態と同様に、レーザーの誤射の可能性を低減することが可能である。第３実施形態では特に、発光部３２の消灯時における受光部３６の受光強度がレーザー照射の制御に利用されるから、第１実施形態や第２実施形態と比較して簡便な処理でレーザー照射を制御できるという利点がある。

＜変形例＞
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を適宜に併合することも可能である。

（１）前述の各形態では腕時計型の生体情報取得装置１００を例示したが、生体情報取得装置１００の形態は以上の例示に限定されない。例えば、装身具に類似する形態（例えばブレスレット型，ネックレス型，イヤリング型），眼鏡型，被験者の測定部位Ｍに貼着されるシール型等の任意の形態で生体情報取得装置１００を実現することが可能である。また、以上の説明では、被験者の身体に装着可能な可搬型の生体情報取得装置１００を例示したが、据置型の測定機器として生体情報取得装置を実現することも可能である。

（２）前述の各形態では、脈拍を生体情報Ｂ1として推定するとともに血流速や血圧を生体情報Ｂ2として推定したが、生体情報Ｂの種類は以上の例示に限定されない。例えば、血中グルコース濃度やヘモグロビン濃度，血中酸素濃度，中性脂肪濃度等の各種の血液成分濃度を生体情報Ｂ1または生体情報Ｂ2として算定することも可能である。また、前述の各形態では、検出信号Ｓ2の解析により生体情報Ｂ2を算定したが、検出信号Ｓ1および検出信号Ｓ2の双方から生体情報Ｂ2を算定する（ＳA5）ことも可能である。生体情報Ｂ1の算定を省略することも可能である。

（３）前述の各形態で例示した生体情報取得装置１００は、前述の通り、制御装置２２とプログラムとの協働で実現され得る。本発明の好適な態様に係るプログラムは、生体の測定部位Ｍに非レーザーの照明光を照射する発光部３２と、測定部位Ｍにレーザーを照射するレーザー照射部３４と、測定部位Ｍからの光を受光する受光部３６であって、照明光の照射時の受光強度を示す検出信号Ｓ1と、レーザーの照射時の受光強度を示す検出信号Ｓ2とを生成する受光部３６とを具備する検出装置２８が接続されたコンピュータを、レーザー照射部３４によるレーザー照射の許否を検出信号Ｓ1に応じて制御する照射制御部４２、および、検出信号Ｓ2に応じた生体情報Ｂ2を取得する解析処理部４４として機能させる。以上に例示したプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体（光ディスク）が好例であるが、半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。また、通信網を介した配信の形態でプログラムをコンピュータに配信することも可能である。

１００…生体情報取得装置、１２…筐体部、１４…ベルト、２２…制御装置、２４…記憶装置、２６…表示装置、２８…検出装置、３２…発光部、３４…レーザー照射部、３６…受光部、３６１，３６２…受光素子、４２…照射制御部、４４…解析処理部。

Claims (8)

1. 測定部位に対向する検出面に設置されて前記測定部位に非レーザーの照明光を照射する発光部と、
   前記検出面に設置されて前記測定部位にレーザーを照射するレーザー照射部と、
   前記検出面に設置されて前記測定部位からの光を受光する受光部であって、前記照明光の照射時の受光強度を示す第１検出信号と、前記レーザーの照射時の受光強度を示す第２検出信号とを生成する受光部と、
   前記レーザー照射部によるレーザー照射の許否を前記第１検出信号に応じて制御する照射制御部と、
   前記第２検出信号に応じた生体情報を取得する解析処理部と
   を具備する生体情報取得装置。
2. 前記解析処理部は、前記第１検出信号に応じた生体情報と、前記第２検出信号に応じた生体情報とを取得する
   請求項１の生体情報取得装置。
3. 前記第１検出信号は、前記測定部位の動脈の脈動成分を含む脈波信号であり、
   前記照射制御部は、前記第１検出信号の波形に応じて前記レーザー照射部によるレーザー照射の許否を制御する
   請求項１または請求項２の生体情報取得装置。
4. 前記照射制御部は、前記第１検出信号の信号値が最大となる第１ピークから所定の時間内に前記第１ピークとは異なるピークが存在する場合に、前記レーザー照射部によるレーザー照射を許可する
   請求項３の生体情報取得装置。
5. 前記照射制御部は、前記第１検出信号が示す受光強度に応じて前記レーザー照射部によるレーザー照射の許否を制御する
   請求項１または請求項２の生体情報取得装置。
6. 前記照射制御部は、前記第１検出信号における定常成分の強度に応じて前記レーザー照射の許否を制御する
   請求項５の生体情報取得装置。
7. 測定部位に対向する検出面に設置されて前記測定部位に非レーザーの照明光を照射する発光部と、
   前記検出面に設置されて前記測定部位にレーザーを照射するレーザー照射部と、
   前記検出面に設置されて前記測定部位からの光を受光する受光部であって、前記照明光の照射時の受光強度を示す第１検出信号と、前記レーザーの照射時の受光強度を示す第２検出信号とを生成する受光部と、
   前記発光部の消灯時における前記受光部の受光強度に応じて前記レーザー照射部によるレーザー照射の許否を制御する照射制御部と、
   前記第１検出信号および前記第２検出信号に応じた生体情報を取得する解析処理部と
   を具備する生体情報取得装置。
8. 生体情報取得装置が、
   測定部位に対向する検出面から当該測定部位に対して非レーザーの照明光を照射するステップと、
   前記検出面に設置された受光部が前記照明光の照射時に受光する光の受光強度を示す第１検出信号に応じて前記測定部位に対するレーザーの照射の許否を制御するステップと、
   前記レーザーの照射が許可された場合に、前記検出面に設置されたレーザー照射部から前記測定部位に対してレーザーを照射するステップと、
   前記レーザーの照射時に前記受光部が前記測定部位から受光する光の受光強度を示す第２検出信号に応じた生体情報を取得するステップと
   を含む生体情報取得方法。
   

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