JP3605216B2

JP3605216B2 - 脈拍計

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Publication number: JP3605216B2
Application number: JP02451096A
Authority: JP
Inventors: 浩二北澤; 求早川; 博之小田切
Original assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: DE69632285D1; DE69632285T2; EP0729726B1; EP0729726A2; JPH08289876A; US5776070A; EP0729726A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、利用者の運動量の管理や健康管理などを行うための脈拍計に関するものである。特に、安静時および運動時のいずれの状態においても、高い精度をもって脈拍数を計測するための信号処理技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マラソン中やジョギング中でも脈拍数を計測できれば、利用者の運動量の管理や健康管理（危険防止）を行うことができることから、腕などに装着したまま脈拍数の計測を行うことができる携帯用の脈拍計が案出されている。かかる携帯用の脈拍計では、光学センサなどを用いて脈波信号を計測し、この脈波信号から脈拍に相当する信号を抽出して脈拍数を求めている。但し、ジョギング中に計測した脈波信号には、その体動に起因する信号成分も含まれていることから、そのままでは、脈拍に相当する信号を抽出することができない。
【０００３】
そこで、特開昭６０−２５９２３９号公報に開示されている脈拍計では、図１２に示すように、１つの脈拍計に対して、脈波検出用センサ２０１に加えて、体動検出用センサ２０３も構成し、これらのセンサで得られた信号のいずれをも、まず、周波数分析器２０２において周波数分析するようになっている。この周波数分析器２０２によれば、図１３に示すように、脈波検出用センサ２０１が検出した脈波信号は、波形３０１で表されるスペクトルに変換され、体動検出用センサ２０３が検出した体動信号は、波形３０２で表されるスペクトルに変換される。ここで、波形３０２は、体動検出用センサ２０３が検出した信号の周波数分析結果であるから、その基本波成分を表すピークＢ’は、身体の振動の基本周波数を表している。従って、ピークＢ’の周波数と、波形３０１中のピークＢの周波数とが一致すれば、波形３０１中のピークＢは身体の振動による波形であると判断できるので、波形３０１からピークＢを除いたピーク、すなわち、ピークＡが脈拍に相当する波形であると読みとることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の脈拍計においては、利用者自身が脈波検出用センサ２０１が検出した信号の周波数分析結果と、体動検出用センサ２０３が検出した信号の周波数分析結果とを見比べ、自分が運動しているときは、脈波検出用センサ２０１が検出した信号の周波数分析結果から体動検出用センサ２０３が検出した信号の周波数分析結果を差し引いて脈拍数を求めなければならない。これに対して、安静にしているときには、利用者は、脈波検出用センサ２０１が検出した信号の周波数分析結果のみから脈拍数を求めなければならず、その都度、操作する必要があるので、使い勝手が悪い。
【０００５】
そこで、このような人手による操作をやめて、これらの処理を自動化することが求められているが、従来の脈拍計には、安静時か運動時かを判断する手段がないため、安静時も運動時と同様の演算処理を行うしかない。その結果、運動時には、脈波検出用センサ２０１が検出した信号の周波数解析結果から体動検出用センサ２０３が検出した信号の周波数解析結果を差し引けば、脈拍に相当する周波数を得ることができるが、安静時の脈拍を計測している時には、ノイズの影響によって脈拍数を正しく計測できないという問題が発生する。すなわち、安静時には、体動検出用センサが検出した信号にはノイズ成分しか乗っていないはずであるにもかかわらず、このノイズ成分の周波数が脈拍に相当する周波数と偶然にも一致していると、脈波検出用センサ２０１が検出した信号の周波数分析結果から体動検出用センサ２０３が検出した信号の周波数分析結果を差し引いたときに、脈波検出用センサ２０１が検出した信号の周波数分析結果から脈拍に相当する周波数を差し引いてしまうからである。このため、脈波検出用センサ２０１が検出した信号の周波数分析結果には、脈拍に相当する周波数成分はなくなってしまい、脈拍数を正確に計測できないという事態が発生する。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、安静時および運動時のいずれの状態においても、脈拍数を正確に計測することができる脈拍計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の脈拍計では、脈波検出用センサにより検出された脈波信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第一演算手段と、体動検出用センサにより検出された体動信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第二演算手段と、前記第一演算手段と前記第二演算手段の周波数分析結果に基づいて脈拍の周波数を抽出する脈波成分抽出手段と、前記体動信号の振幅レベルに応じて前記脈波成分抽出手段の抽出方法を切り替える抽出方法切替手段と、抽出された前記脈拍の周波数を用いて演算された脈拍数を表示する表示手段とを有し、前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されないときには、前記第一演算手段の周波数分析結果から脈拍の周波数を抽出する第一の抽出方法行うよう前記脈波成分抽出手段に指令し、前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されたときには、前記第一演算手段の周波数分析結果および前記第二演算手段の周波数分析結果の双方に基づいて脈拍の周波数を抽出する第二の抽出方法を前記脈波成分抽出手段に指令することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の脈拍計では、脈波検出用センサにより検出された脈波信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第一演算手段と、体動検出用センサにより検出された体動信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第二演算手段と、前記第一演算手段と前記第二演算手段の周波数分析結果に基づいて脈拍の周波数を抽出する脈波成分抽出手段と、前記第二演算手段によって得られた周波数スペクトルのレベルに応じて脈波成分抽出手段の抽出方法を切り替える抽出方法切替手段と、抽出された前記脈拍の周波数を用いて演算された脈拍数を表示する表示手段とを有し、前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されないときには、前記第一演算手段の周波数分析結果から脈拍の周波数を抽出する第一の抽出方法行うよう前記脈波成分抽出手段に指令し、前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されたときには、前記第一演算手段の周波数分析結果および前記第二演算手段の周波数分析結果の双方に基づいて脈拍の周波数を抽出する第二の抽出方法を前記脈波成分抽出手段に指令することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の脈拍計では、脈波検出用センサにより検出された脈波信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第一演算手段と、体動検出用センサにより検出された体動信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第二演算手段と、前記第一演算手段と前記第二演算手段の周波数分析結果に基づいて脈拍の周波数を抽出する脈波成分抽出手段と、前記第二演算手段によって得られた周波数スペクトルのレベルに応じて脈波成分抽出手段の抽出方法を切り替える抽出方法切替手段と、抽出された前記脈拍の周波数を用いて演算された脈拍数を表示する表示手段とを有し、前記抽出方法切替手段は、利用者の体動が検出されないときには、前記第一演算手段の周波数分析結果から脈拍の周波数を抽出する第一の抽出方法行うよう前記脈波成分抽出手段に指令し、利用者の体動が検出されたときには、前記第一演算手段の周波数分析結果および前記第二演算手段の周波数分析結果の双方に基づいて脈拍の周波数を抽出する第二の抽出方法を前記脈波成分抽出手段に指令することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の脈拍計の代表的構成の一例を示す機能ブロック図である。
【００１２】
図１において、脈波検出手段１０１は、人体や動物などから脈波を検出する脈波検出用センサを備えており、この脈波検出手段１０１によって検出されたアナログ信号（脈波信号）は、脈波信号変換手段１０２によってデジタル信号に変換された後、第一演算手段１０３に出力されるようになっている。第一演算手段１０３は、脈波信号に対する周波数分析手段を備え、脈波信号変換手段１０２から出力されたデジタル信号を周波数分析し、その結果を脈波成分抽出手段１０８に出力するように構成されている。
【００１３】
一方、体動検出手段１０４は、脈拍を計測中の人体や動物などの動きを検出するための体動検出用センサを備えており、この体動検出手段１０４によって検出されたアナログ信号は、体動信号変換手段１０５によってデジタル信号に変換された後、第二演算手段１０６に出力されるようになっている。第二演算手段１０６は、体動信号に対する周波数分析手段を備え、体動信号変換手段１０５から出力されたデジタル信号を周波数分析し、その結果を脈波成分抽出手段１０８に出力するように構成されている。
【００１４】
脈波成分抽出手段１０８は、第一演算手段１０３及び第二演算手段１０６の出力信号から脈波の周波数成分を抽出する。ここで、脈波成分抽出手段１０８は、第一演算手段１０３の周波数分析結果（図１３（ａ）のスペクトルに相当する。）のみから脈拍の周波数を抽出する第一の抽出方法と、第一演算手段１０３の周波数分析結果、および第二演算手段１０６の周波数分析結果（図１３（ｂ）のスペクトルに相当する。）の双方に基づいて脈拍の周波数を抽出する第二の抽出方法とを行うように構成されている。
【００１５】
脈拍数演算手段１０９は、脈波成分抽出手段１０８により抽出された脈波の周波数成分に基づいて、その周波数を脈拍数に換算する。表示手段１１０は、脈拍数演算手段１０９により得た脈拍数を表示するように構成されている。
【００１６】
本発明の脈拍計の特徴は、抽出方法切替手段１０７が構成されていることである。この抽出方法切替手段１０７は、体動信号変換手段１０５または第二演算手段１０６の出力信号に基づいて安静時か運動時かを自動的に判定し、この判定結果に基づいて、脈波成分抽出手段１０８が行うことのできる２つの脈波成分の抽出方法（第一の抽出方法、第二の抽出方法）のうち、適正な抽出方法を脈波成分抽出手段１０８に行わせるように構成されている。
【００１７】
すなわち、抽出方法切替手段１０７は、安静時か運動時かを自動的に判定するにあたって、運動時と安静時との間では、通常、体動信号のレベルや周波数成分に大きな違いが生じることに基づいてこの違いを自動的に検出することにより、運動時と安静時とで脈波成分の抽出方法を切り替えるように構成されている。
【００１８】
この違いを検出するために、本発明者は、
（１）体動信号の振幅レベルから判定する方法
（２）体動信号の周波数スペクトルのレベルから判定する方法
という簡便かつ優れた手法を創案し、この手法を脈波成分の抽出のために巧みに活用することにより本発明に到達したものである。なお、（２）体動信号の周波数スペクトルのレベルから判定する方法には、（ａ）最大スペクトルのレベル（パワー）から判定する方法と、この判定法を応用した（ｂ）スペクトルのレベル（パワー）のばらつき度合い（各スペクトルのレベルの相対的な比較結果）から判定する方法とがある。
【００１９】
以下に、上記の安静時と運動時の判定方法をそれぞれ利用した各実施例に係る脈拍計を説明する。なお、実施例１は、（１）体動信号の振幅レベルから判定する方法を適用した例、実施例２は、（２−ａ）体動信号の周波数スペクトルのレベル（最大スペクトルのレベル（パワー））から判定する方法を適用した例、実施例３は、（２−ｂ）体動信号の周波数スペクトルのレベル（スペクトルのレベル（パワー）のばらつき度合い）から判定する方法を適用した例である。
【００２０】
［実施例１］
（全体構成）
図２は、本例の脈拍計の構成を示す説明図である。
【００２１】
図２において、本例の脈拍計１（携帯用脈波計測装置）は、腕時計構造を有する装置本体１０と、この装置本体１０に接続されるケーブル２０と、このケーブル２０の先端側に設けられた脈波検出用センサユニット３０（脈波信号検出用センサ）とから大略構成されている。ケーブル２０の先端側にはコネクタピース８０が構成されており、このコネクタピース８０は、装置本体１０の６時の側に構成されているコネクタ部７０に対して着脱自在である。装置本体１０には、腕時計における１２時方向から腕に巻きついてその６時方向で固定されるリストバンド１２が設けられ、このリストバンド１２によって、装置本体１０は、腕に着脱自在である。脈波検出用センサユニット３０は、センサ固定用バンド４０によって遮光されながら人差し指の根元に装着されている。このように、脈波検出用センサユニット３０を指の根元に装着すると、ケーブル２０が短くて済むので、ケーブル２０は、ランニング中に邪魔にならない。また、掌から指先までの体温の分布を計測すると、寒いときには、指先の温度が著しく低下するのに対し、指の根元の温度は比較的低下しない。従って、指の根元に脈波検出用センサユニット３０を装着すれば、寒い日に屋外でランニングしたときでも、脈拍数などを正確に計測できる。
【００２２】
（装置本体の構成）
図３は、本例の脈拍計の装置本体をリストバンドやケーブルなどを外した状態で示す平面図、図４は、本例の脈拍計を３時の方向からみた側面図である。
【００２３】
図３において、装置本体１０は、樹脂製の時計ケース１１（本体ケース）を備えており、この時計ケース１１の表面側には、現在時刻や日付に加えて、走行時や歩行時のピッチ、及び脈拍数などの脈波情報などを表示するＥＬバックライト付きの液晶表示装置１３が構成されている。液晶表示装置１３には、表示面の左上側に位置する第１のセグメント表示領域１３１、右上側に位置する第２のセグメント表示領域１３２、右下側に位置する第３のセグメント表示領域１３３、及び左下側に位置するドット表示領域１３４が構成されており、ドット表示領域１３４では、各種の情報をグラフィック表示可能である。
【００２４】
時計ケース１１の内部には、脈波検出用センサユニット３０が計測した脈波信号（状態信号）に基づいて脈拍数の変化などを求めるとともに、それを液晶表示装置１３で表示するために、各種の制御やデータ処理を行うマイクロコンピュータからなる制御部５が構成されている。制御部５には、計時回路も構成されているため、通常時刻、ラップタイム、スプリットタイムなども液晶表示装置１３に表示可能である。
【００２５】
時計ケース１１の外周部には、時刻合わせや表示モードの切換などの外部操作を行うためのボタンスイッチ１１１〜１１５が構成されている。また、時計ケースの表面には、大きめのボタンスイッチ１１６、１１７が構成されている。
【００２６】
脈拍計１には、時計ケース１１に内蔵されているボタン形の小型の電池５９を搭載してあり、ケーブル２０は、電池５９から脈波検出用センサユニット３０に電力を供給するとともに、脈波検出用センサユニット３０の検出結果を時計ケース１１の制御部５に入力している。
【００２７】
装置本体１０には、加速度センサ９１を利用して、体の動きを体動信号として検出する体動検出用センサ装置９０（体動検出用センサ）も内蔵されている。
【００２８】
脈拍計１では、その機能を増やすにともなって、装置本体１０を大型化する必要があるが、装置本体１０には、腕に装着されるという制約があるため、装置本体１０を腕時計における６時及び１２時の方向に向けては拡大できない。そこで、装置本体１０には、３時及び９時の方向における長さ寸法が６時及び１２時の方向における長さ寸法よりも長い横長の時計ケース１１を用いてある。但し、リストバンド１２は、３時の方向側に偏った位置で接続しているため、リストバンド１２からみると、腕時計における９時の方向に大きな張出部分１０１を有するが、かかる大きな張出部分は３時の方向にはない。従って、横長の時計ケース１１を用いたわりには、手首を自由に曲げることができ、また、転んでも手の甲を時計ケース１１にぶつけることがない。
【００２９】
時計ケース１１の内部において、電池５９に対して９時の方向には、ブザー用の偏平な圧電素子５８が配置されている。電池５９は、圧電素子５８に比較して重いため、装置本体１０の重心位置は、３時の方向に偏った位置にある。この重心が偏っている側にリストバンド１２が接続しているので、装置本体１０を腕に安定した状態で装着できる。また、電池５９と圧電素子５８とを面方向に配置してあるため、装置本体１０を薄型化できるとともに、図４に示すように、裏面部１１９に電池蓋１１８を設けることによって、ユーザーは、電池５９を簡単に交換できる。
【００３０】
（装置本体の腕への装着構造）
図４において、時計ケース１１の１２時の方向には、リストバンド１２の端部に取り付けられた止め軸１２１を保持するための連結部１０５が形成されている。時計ケース１１の６時の方向には、腕に巻かれたリストバンド１２が長さ方向の途中位置で折り返されるとともに、この途中位置を保持するための留め具１２２が取り付けられる受け部１０６が形成されている。
【００３１】
装置本体１０の６時の方向において、裏面部１１９から受け部１０６に至る部分は、時計ケース１１と一体に成形されて裏面部１１９に対して約１１５°の角度をなす回転止め部１０８になっている。すなわち、リストバンド１２によって装置本体１０を左の手首Ｌ（腕）の上面部Ｌ１（手の甲の側）に位置するように装着したとき、時計ケース１１の裏面部１１９は、手首Ｌの上面部Ｌ１に密着する一方、回転止め部１０８は、橈骨Ｒのある側面部Ｌ２に当接する。この状態で、装置本体１０の裏面部１１９は、橈骨Ｒと尺骨Ｕを跨ぐ感じにある一方、回転止め部１０８と裏面部１１９との屈曲部分１０９から回転止め部１０８にかけては、橈骨Ｒに当接する感じになる。このように、回転止め部１０８と裏面部１１９とは、約１１５°という解剖学的に理想的な角度をなしているため、装置本体１０を矢印Ａまたは矢印Ｂの方向に回そうとしても、装置本体１０は、腕Ｌの周りを不必要にずれない。また、裏面部１１９及び回転止め部１０８によって腕の回りの片側２ヵ所で装置本体１０の回転を規制するだけであるため、腕が細くても、裏面部１１９及び回転止め部１０８は確実に腕に接するので、回転止め効果が確実に得られる一方、腕が太くても窮屈な感じがない。
【００３２】
（脈波検出用センサユニットの構成）
図５は、本例の脈波検出用センサユニットの断面図である。
【００３３】
図５において、脈波検出用センサユニット３０は、そのケース体としてのセンサ枠３６の裏側に裏蓋３０２が被されることによって、内側に部品収納空間３００が構成されている。部品収納空間３００の内部には、回路基板３５が配置されている。回路基板３５には、ＬＥＤ３１、フォトトランジスタ３２、その他の電子部品が実装されている。脈波検出用センサユニット３０には、ブッシュ３９３によってケーブル２０の端部が固定され、ケーブル２０の各配線は、各回路基板３５のパターン上にはんだ付けされている。ここで、脈波検出用センサユニット３０は、ケーブル２０が指の根元側から装置本体１０の側に引き出されるようにして指に取り付けられる。従って、ＬＥＤ３１及びフォトトランジスタ３２は、指の長さ方向に沿って配列されることになり、そのうち、ＬＥＤ３１は指の先端側に位置し、フォトトランジスタ３２は指の根元の方に位置する。このように配置すると、外光がフォトトランジスタ３２に届きにくいという効果がある。
【００３４】
脈波検出用センサユニット３０では、センサ枠３６の上面部分にガラス板からなる透光板３４によって光透過窓が形成され、この透光板３４に対して、ＬＥＤ３１及びフォトトランジスタ３２は、それぞれ発光面及び受光面を透光板３４の方に向けている。このため、透光板３４の外側表面３４１に指表面を密着させると、ＬＥＤ３１は、指表面の側に向けて光を発するとともに、フォトトランジスタ３２は、ＬＥＤ３１が発した光のうち指の側から反射してくる光を受光可能である。ここで、透光板３４の外側表面３４１は、指表面との密着性を高める目的に、周囲部分３６１から突出している構造になっている。
【００３５】
本例では、ＬＥＤ３１として、ＩｎＧａＮ系（インジウム−ガリウム−窒素系）の青色ＬＥＤを用いてあり、その発光スペクトルは、４５０ｎｍに発光ピークを有し、その発光波長領域は、３５０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にある。かかる発光特性を有するＬＥＤ３１に対応させて、本例では、フォトトランジスタ３２として、ＧａＡｓＰ系（ガリウム−砒素−リン系）のフォトトランジスタを用いてあり、その素子自身の受光波長領域は、主要感度領域が３００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にあって、３００ｎｍ以下にも感度領域がある。
【００３６】
このように構成した脈波検出用センサユニット３０を、センサ固定用バンド４０によって指の根元に装着し、この状態で、ＬＥＤ３１から指に向けて光を照射すると、この光が血管に届いて血液中のヘモグロビンによって光の一部が吸収され、一部が反射する。指（血管）から反射してきた光は、フォトトランジスタ３２によって受光され、その受光量変化が血量変化（血液の脈波）に対応する。すなわち、血量が多いときには、反射光が弱くなる一方、血量が少なくなると、反射光が強くなるので、反射光強度の変化を脈波信号として光学的に検出すれば、の検出結果から脈拍数などを計測できる。
【００３７】
本例では、発光波長領域が３５０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にあるＬＥＤ３１と、受光波長領域が３００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲のフォトトランジスタ３２とを用いてあり、その重なり領域である約３００ｎｍから約６００ｎｍまでの波長領域、すなわち、約７００ｎｍ以下の波長領域における検出結果に基づいて生体情報を表示する。かかる脈波検出用センサユニット３０を用いれば、外光が指の露出部分にあたっても、外光に含まれる光のうち波長領域が７００ｎｍ以下の光は、指を導光体としてフォトトランジスタ３２（受光部）にまで到達しない。その理由は、外光に含まれる波長領域が７００ｎｍ以下の光は、指を透過しにくい傾向にあるため、外光がセンサ固定用バンド４０で覆われていない指の部分に照射されても、指を通ってフォトトランジスタ３２まで届かないからである。これに対し、８８０ｎｍ付近に発光ピークを有するＬＥＤと、シリコン系のフォトトランジスタとを用いると、その受光波長範囲は、３５０ｎｍから１２００ｎｍまでの範囲に及ぶ。この場合には、指を導光体として受光部にまで容易に届いてしまうような１μｍの波長の光による検出結果に基づいて脈波を検出することになるので、外光の変動に起因する誤検出が起こりやすい。
【００３８】
また、約７００ｎｍ以下の波長領域の光を利用して、脈波情報を得ているので、血量変化に基づく脈波信号のＳ／Ｎ比が高い。その理由として、血液中のヘモグロビンは、波長が３００ｎｍから７００ｎｍまでの光に対する吸光係数が、従来の検出光である波長が８８０ｎｍの光に対する吸光係数に比して数倍〜約１００倍以上大きいため、血量変化に感度よく変化するので、血量変化に基づく脈波の検出率（Ｓ／Ｎ比）が高いからと考えられる。
【００３９】
（制御部の構成）
図６は、本例の脈拍計の構成を示す機能ブロック図である。
【００４０】
図６において、脈波検出用センサユニット３０（脈波検出用センサ）は、生体から脈波を検出し、検出した脈波信号（アナログ信号）を脈波信号増幅回路４０２に出力する。体動検出用センサ装置９０は、脈拍を計測中の利用者の動きを検出し、検出した体動信号（アナログ信号）を体動信号増幅回路４０６に出力する。
【００４１】
脈波検出用センサユニット３０は、前記のとおり、フォトトランジスタ３２とＬＥＤ３１と組み合わせたものを使用する。すなわち、生体にＬＥＤ３１の光を照射し、フォトトランジスタ３２によって生体からの反射光（もしくは透過光）を検出するものである。また、体動検出用センサ装置９０（体動検出用センサ）としては、加速度センサを用いる。
【００４２】
脈波信号増幅回路４０２は、脈波信号を増幅し、脈波信号用Ａ／Ｄ変換器４０３に出力する。脈波信号用Ａ／Ｄ変換器４０３は、脈波信号をＡ／Ｄ変換し、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４（図１における第一演算手段１０３に相当する。）に出力する。脈波信号用ＦＦＴ回路４０４は、脈波信号用Ａ／Ｄ変換器４０３の出力信号にＦＦＴ処理（高速フ−リエ変換）を行い、その周波数分析結果（図１３（ａ）のスペクトルに相当する。）を脈波成分抽出手段４１０に出力する。
【００４３】
一方、体動信号増幅回路４０６は、体動信号を増幅し、体動信号用Ａ／Ｄ変換器４０７に出力する。体動信号用Ａ／Ｄ変換器４０７は、体動信号をＡ／Ｄ変換し、体動信号用ＦＦＴ回路４０８（図１における第二演算手段１０６に相当する。）に出力する。体動信号用ＦＦＴ回路４０８は、体動信号用Ａ／Ｄ変換器４０７の出力信号にＦＦＴ処理（高速フ−リエ変換）を行い、その周波数分析結果（図１３（ｂ）のスペクトルに相当する。）を脈波成分抽出手段４１０に出力する。
【００４４】
脈波成分抽出手段４１０は、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４での周波数分析結果のみから脈拍に相当する周波数を抽出し、その結果を脈拍数演算手段４１１に出力する（第一の抽出方法）。また、脈波成分抽出手段４１０は、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４での周波数分析結果と、体動信号用ＦＦＴ回路４０８での周波数分析結果とを比較し、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４の周波数成分から、体動信号用ＦＦＴ回路４０８で得られた体動の周波数成分を差し引いて、脈拍に相当する周波数を抽出した結果を脈拍数演算手段４１１に出力することも可能である（第二の抽出方法）。
【００４５】
抽出方法切替手段４０９Ａは、体動信号用Ａ／Ｄ変換器４０７で得られた信号に基づいて、利用者が安静状態にあるのか運動状態にあるのかを判断し、この判断に基づいて、脈波成分抽出手段４１０に対して、第一の抽出方法を行うべきか、第二の抽出方法を行うべきかを指令する。すなわち、抽出方法切替手段４０９Ａは、利用者が安静状態にあると判断したときには、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４で得られた脈波の周波数成分から脈拍に相当する周波数を抽出する第一の抽出方法を行うべきと脈波成分抽出手段４１０に指令する。これに対して、抽出方法切替手段４０９Ａは、利用者が運動状態にあると判断したときには、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４で得られた脈波の周波数成分から体動信号用ＦＦＴ回路４０８で得られた体動の周波数成分を取り除いて脈拍に相当する周波数を抽出する第二の抽出方法を行うべきと脈波成分抽出手段４１０に指令する。
【００４６】
脈拍数演算手段４１１は、脈波成分抽出手段４１０で得られた周波数を脈拍数に変換し、表示部４１２に出力する。表示部４１２は、脈拍数演算手段４１１で得られた脈拍数を液晶表示装置１３に表示する。
【００４７】
本例では、脈波成分抽出手段４１０、抽出方法切替手段４０９Ａ、および脈拍数演算手段４１１は、いずれも、予め格納されているプログラムで動作するマイクロコンピュータによって構成されている。
【００４８】
（信号処理の内容）
図７は、体動信号の周波数を求めてから、脈波の抽出方法を決定し、しかる後に、脈波を求めるまでの手順を示すフローチャートである。
【００４９】
図６及び図７において、脈波成分抽出手段４１０は、体動信号用ＦＦＴ回路４０８の出力信号により体動スペクトルの内で最大のものを体動周波数成分として特定する（ステップＳ６０１）。
【００５０】
抽出方法切替手段４０９Ａは、体動信号用Ａ／Ｄ変換器４０７で得られたＦＦＴ回路４０８で処理するデータ群のうちで最大のレベルのものを抽出する（ステップＳ６０２）。そして、抽出された値がある一定値Ａ１以上であるか、一定値Ａ１未満であるかによって、脈波成分抽出手段４１０で行うべき抽出方法を切り替える（ステップＳ６０３）。ここで、一定値Ａ１は、脈波成分抽出手段４１０の動作を制御する重要なしきい値であって、運動時であるか安静時であるかを判断する基準となるものである。
【００５１】
ステップＳ６０３において、一定値Ａ１以上であった場合（運動時）は、以下の手順に従って、第二の抽出方法により脈波成分を抽出する。まず、ステップＳ６０１で特定された体動周波数成分をｆｍとし、ｆｍの１／２の周波数に、ある一定値ＴＨ以上の体動成分があるかどうかチェックする（ステップＳ６０４）。一定値ＴＨ以上の体動成分がある場合、ｆｍは、第２高調波と特定する（ステップＳ６０５）。無い場合は、ｆｍの１／３の周波数に、ある一定値ＴＨ以上の体動成分があるかどうかチェックする（ステップＳ６０６）。一定値ＴＨ以上の体動成分がある場合は、ｆｍは、第三高調波と特定する（ステップＳ６０７）。無かった場合は、ｆｍを基本波と特定する（ステップＳ６０８）。
【００５２】
これらの処理によって、特定されたｆｍが何番目（変数ＨＭＣで規定されている。）の高調波であるかを求め、ステップＳ６０９で基本波を求めるためにｆｍを除する数値（変数ＨＭＣ）を決定する。そこで、ステップＳ６０９では、体動の基本波を求める。
【００５３】
次のステップＳ６１０からステップＳ６１３までにおいては、脈波の周波数分析結果の大きな線スペクトル順にその周波数と体動周波数と比較を行い、その周波数が体動信号の基本波、第二高調波、第三高調波と一致するかどうかをチェックする（ステップＳ６１０、ステップＳ６１１、ステップＳ６１２、ステップＳ６１３）。すなわち、脈波検出用センサユニット３０によって検出された脈波信号を周波数分析した結果と、体動検出用センサ装置９０によって検出された体動信号を周波数分析した結果との間で、互いに重なる周波数があるかどうかを判定するものである。
【００５４】
まず、ステップＳ６１１においては体動周波数の基本波との比較を行い、ステップＳ６１２においては体動周波数の第２高調波との比較を行い、ステップＳ６１３においては体動周波数の第３高調波との比較を行う。これを、検出されたすべての脈波の周波数成分について繰り返し行い、もし一致する周波数が存在する場合は、この周波数成分を除去する。ただし、脈波の周波数成分のうち最大のレベルを有する周波数成分のみを用いて判定しても良い。これは、脈波の基本波のレベルが、通常一番大きいからである。この処理を行うことで、ステップＳ６１４において、体動成分と一致しない最大の脈波周波数成分ｆｎを抽出することができる。
【００５５】
一方、ステップＳ６０３で体動信号をＡ／Ｄ変換した後の最大のＡ／Ｄ変換値がある一定値Ａ１未満であった場合（安静時）は、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４の出力信号より、脈波スペクトルの内で最大のものを脈波周波数成分ｆｎとする（ステップＳ６１５）。以上の抽出方法は、脈波成分抽出手段４１０が安静時に行う第一の抽出方法である。
【００５６】
（実施例１の主な効果）
このように、抽出方法切替手段４０９Ａは、体動信号の振幅レベルに基づいて安静時か運動時かを自動的に判定し、この判定結果に基づいて、脈波成分抽出手段４１０が行うべき脈波成分の抽出方法を適正な方法に自動的に切り換える。従って、体動信号用ＦＦＴ回路４０８の周波数分析結果にノイズの周波数成分が現れ、このノイズの周波数成分と脈波の周波数成分とが偶然に一致していた場合でも、体動信号をＡ／Ｄ変換した後の最大のＡ／Ｄ変換値が、ステップＳ６０３での判断で一定値Ａ１以上でないと判断されれば、ステップＳ６１５の処理（第一の抽出方法）を行う。それ故、本例の脈拍計１によれば、安静時および運動時のいずれの時でも、体動信号のノイズの影響を受けずに、脈拍数を正確に計測できる。
【００５７】
本例では、体動信号用Ａ／Ｄ変換器４０７で得られたデータ群のうちで最大のレベルのものが一定値Ａ１以上であるか、一定値Ａ１未満であるかによって、運動時であるか安静時であるかを判断しており、かかるしきい値は、一般的に、利用者（被験体）によっても、あるいは同一の利用者（被験体）の運動状態によっても様々に変化する。従って、この値Ａ１は実験によって決めることが望ましい。たとえば、体動検出用センサ装置９０において、利用者の運動状態（加速度Ｇ）と、加速度センサ９１からの出力との関係は、図８に示すように、略直線の関係にあり、加速度１Ｇは、加速度センサ９１からの出力としては８ｍＶに相当する。従って、図８において、加速度のレベル（横軸）を安静時、微弱運動時、および運動時に大きく区分したときに、微弱運動時と運動時とを明確に判別できる出力電圧をしきい値となるべき値Ａ１とすることになる。すなわち、この測定系では、７．２ｍＶをしきい値Ａ１とすれば、加速度センサ９１からの出力が７．２ｍＶ以上であれば運動時であると判断でき、加速度センサ９１からの出力が７．２ｍＶ未満であれば安静時であると確実に判断できる。
【００５８】
なお、しきい値Ａ１は、各脈拍計毎に固有の値として設定してもよく、あるいは、操作者などによって任意に設定できるようにしてもよい。
【００５９】
［実施例２］
図９は、本例の脈拍計の構成を示す機能ブロック図である。なお、本例の脈拍計は、基本的な構造が実施例１に係る脈拍計と同じであるため、装置本体の構造などについての説明は省略し、その制御部の構成についてのみ説明する。また、制御部の構成についても、実施例１と共通する部分には同じ符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。
【００６０】
図９からわかるように、本例の脈拍計でも、脈波検出用センサユニット３０、脈波信号増幅回路４０２、脈波信号用Ａ／Ｄ変換器４０３、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４、体動検出用センサ装置９０、体動信号増幅回路４０６、体動信号用Ａ／Ｄ変換器４０７、体動信号用ＦＦＴ回路４０８、脈拍数演算手段４１１、および表示部４１２が構成され、これらの構成要素は、上述した実施例１の脈拍計と同様である。
【００６１】
本例でも、脈波成分抽出手段４１０は、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４での周波数分析結果（図１３（ａ）のスペクトルに相当する。）から脈拍に相当する周波数を抽出し、その結果を脈拍数演算手段４１１に出力する（第一の抽出方法）。また、脈波成分抽出手段４１０は、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４での周波数分析結果と、体動信号用ＦＦＴ回路４０８での周波数分析結果（図１３（ｂ）のスペクトルに相当する。）とを比較し、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４の周波数成分から、体動信号用ＦＦＴ回路４０８で得られた体動の周波数成分を差し引いて、脈拍に相当する周波数を抽出した結果を脈拍数演算手段４１１に出力することも可能である（第二の抽出方法）。
【００６２】
本例では、抽出方法切替手段４０９Ｂは、体動信号用ＦＦＴ回路４０８で得られた体動信号の周波数分析結果（スペクトル）の基線スペクトルに基づいて、利用者が安静状態にあるのか運動状態にあるのかを判断し、この判断に基づいて、脈波成分抽出手段４１０に対して、第一の抽出方法を行うべきか、第二の抽出方法を行うべきかを指令する。すなわち、抽出方法切替手段４０９Ｂは、利用者が安静状態にあると判断したときには、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４で得られた脈波の周波数成分から脈拍に相当する周波数を抽出する第一の抽出方法を行うべきと脈波成分抽出手段４１０に指令する。これに対して、抽出方法切替手段４０９Ｂは、利用者が運動状態にあると判断したときには、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４で得られた脈波の周波数成分から体動信号用ＦＦＴ回路４０８で得られた体動の周波数成分を取り除いて脈拍に相当する周波数を抽出する第二の抽出方法を行うべきと脈波成分抽出手段４１０に指令する。
【００６３】
図１０は、体動信号の周波数と基線スペクトルのパワー（レベル）を求めた以降、脈波の抽出方法を決定し、しかる後に、脈波を求めるまでの手順を示すフローチャートである。
【００６４】
図９及び図１０において、まず、脈波成分抽出手段４１０は、体動信号用ＦＦＴ回路４０８の周波数分析結果から体動スペクトルの内で最大のものを体動周波数成分として特定する（ステップＳ７０１）。
【００６５】
抽出方法切替手段４０９Ｂは、体動周波数成分の基線スペクトルのパワーを求める（ステップＳ７０２）。そして、この基線スペクトルのパワーがある一定値Ａ２以上であるか、未満であるかにより、抽出方法を切り替える（ステップＳ７０３）。ここで、一定値Ａ２は、上述した実施例１において一定値Ａ１を求めるのと同様、実験結果から求めることができる。
【００６６】
ステップＳ７０３において、基線スペクトルのパワーが一定値Ａ２以上であった場合（運動時）は、以下の手順に従って、第二の抽出方法により脈波成分を抽出する。まず、ステップＳ７０１で特定された体動周波数成分をｆｍとし、ｆｍの１／２の周波数にある一定値ＴＨ以上の体動成分があるかどうかチェックする（ステップＳ７０４）。一定値ＴＨ以上の体動成分がある場合、ｆｍは、第２高調波と特定する（ステップＳ７０５）。無い場合は、ｆｍの１／３の周波数に、ある一定値ＴＨ以上の体動成分があるかどうかチェックする（ステップＳ７０６）。一定値ＴＨ以上の体動成分がある場合は、ｆｍは、第三高調波と特定する（ステップＳ７０７）。無かった場合は、ｆｍを基本波と特定する（ステップＳ７０８）。
【００６７】
これらの処理によって、特定されたｆｍが何番目（変数ＨＭＣで規定されている。）の高調波であるかを求め、ステップＳ７０９で基本波を求めるためにｆｍを除する数値（変数ＨＭＣ）を決定する。そこで、ステップＳ７０９では、体動の基本波を求める。
【００６８】
次のステップＳ７１０からステップＳ７１３においては、脈波の周波数分析結果の大きな線スペクトル順にその周波数と体動周波数と比較を行い、その周波数が体動信号の基本波、第二高調波、第三高調波と一致するかどうかをチェックする（ステップＳ７１０、ステップＳ７１１、ステップＳ７１２、ステップＳ７１３）。この処理を行うことで、ステップＳ７１４において、体動成分と一致しない最大の脈波周波数成分ｆｎを抽出することができる。
【００６９】
一方、ステップＳ７０３で体動周波数成分の基線スペクトルのパワーがある一定値Ａ２未満であった場合（安静時）は、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４の出力信号より、脈波スペクトルの内で最大のものを脈波周波数成分ｆｎとする（ステップＳ７１５）。この抽出方法は、脈波成分抽出手段４１０が安静時に行う第一の抽出方法である。
【００７０】
このように、本例では、抽出方法切替手段４０９Ｂは、体動信号の周波数スペクトルのうち、最大スペクトルのレベル（パワー）に基づいて安静時か運動時かを自動的に判定し、この判定結果に基づいて、脈波成分抽出手段４１０が行う脈波成分の抽出方法を適正な方に自動的に切り換える。従って、体動信号用ＦＦＴ回路４０８の周波数分析結果にノイズの周波数成分が現れ、このノイズの周波数成分が脈波周波数成分と偶然に一致していた場合でも、ノイズの周波数成分の基線スペクトルのパワーが、ステップＳ７０３で設定したある一定値Ａ２以上でないと判断されれば、ステップＳ７１５の処理（第一の抽出方法）を行う。それ故、本例の脈拍計１によれば、安静時および運動時のいずれの時でも、体動信号のノイズの影響を受けずに、脈拍数を正確に計測できる。
【００７１】
［実施例３］
本例の脈拍計は、基本的な構造が実施例１に係る脈拍計と同じであるため、装置本体の構造などについての説明は省略し、その制御部の構成についてのみ説明する。また、制御部の基本的な構成は、実施例２に係る脈拍計の制御部の構成と同じであるため、同じく、図９を参照して簡単に説明する。
【００７２】
図９において、本例の脈拍計の制御部でも、脈波検出用センサユニット３０、脈波信号増幅回路４０２、脈波信号用Ａ／Ｄ変換器４０３、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４、脈波成分抽出手段４１０、体動検出用センサ装置９０、体動信号増幅回路４０６、体動信号用Ａ／Ｄ変換器４０７、体動信号用ＦＦＴ回路４０８、脈拍数演算手段４１１、表示部４１２が構成され、これらの構成要素は、上述した実施例１、２の脈拍計と同様である。
【００７３】
但し、本例の脈拍計において、抽出方法切替手段４０９Ｃは、体動信号用ＦＦＴ回路４０８によって得られた複数の周波数スペクトルのレベルのばらつき度合いに基づいて、利用者が安静時であるか運動時であるかを判断し、この判断結果に基づいて、脈波成分抽出手段４１０の抽出方法を第一の抽出方法と第二の抽出方法との間で切り替えるように構成されている。すなわち、抽出方法切替手段４０９Ｃは、利用者が安静状態にあると判断したときには、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４で得られた脈波の周波数成分から脈拍に相当する周波数を抽出する第一の抽出方法を行うべきと脈波成分抽出手段４１０に指令する。これに対して、抽出方法切替手段４０９Ｃは、利用者が運動状態にあると判断したときには、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４で得られた脈波の周波数成分から体動信号用ＦＦＴ回路４０８で得られた体動の周波数成分を取り除いて脈拍に相当する周波数を抽出する第二の抽出方法を行うべきと脈波成分抽出手段４１０に指令する。
【００７４】
かかる処理方法を、図１１を参照して説明する。図１１は、体動信号の周波数と基線スペクトルのパワー（レベル）を求めた以降、脈波の抽出方法を決定し、しかる後に、脈波を求めるまでの手順を示すフローチャートである。
【００７５】
図９及び図１１において、脈波成分抽出手段４１０は、体動信号用ＦＦＴ回路４０８の出力信号により体動スペクトルの内で最大のものを体動周波数成分として特定する（ステップＳ８０１）。抽出方法切替手段４０９Ｃは、得られた体動周波数成分の基線スペクトルのパワーＰ１を求める（ステップＳ８０２）。
【００７６】
次に、体動信号のＦＦＴ処理結果から最大の基線スペクトルの周波数以外の全基線スペクトルのパワーの和Ｐ２を求める（ステップＳ８０３）。また、式（Ｂ＝Ｐ１／Ｐ２）に基づいて値Ｂを求める（ステップＳ８０４）。ここで、値Ｂは、最大の基線スペクトルの周波数以外の全基線スペクトルのパワーの和Ｐ２に対する最大の体動周波数成分のパワーの割合（相対的な比較結果）を示す数値である。すなわち、はっきりとした体動がある場合（運動時）は、最大の基線スペクトルのパワーＰ１が大きくなって、結果的に値Ｂも大きくなるが、体動が小さい場合は最大の基線スペクトルのパワーＰ１と、最大の基線スペクトルの周波数以外の基線スペクトルのパワーが似たような値となることが多く、結果的に値Ｂは小さくなる。従って、ここで求めた値Ｂは、体動信号用ＦＦＴ回路４０８に体動の周波数が現れているときは大きくなり、ノイズ成分ばかりのときは小さい値となる。
【００７７】
次に、ステップＳ８０４で求めた値Ｂがある一定値Ａ３以上であるか、一定値Ａ３未満であるかによって、抽出方法を切り替える（ステップＳ８０５）。
【００７８】
ステップＳ８０５において、一定値Ａ３以上であった場合（運動時）は、以下の手順に従って、第二の抽出方法により脈波成分を抽出する。まず、ステップＳ８０３で特定された体動周波数成分をｆｍとし、ｆｍの１／２の周波数にある一定値ＴＨ以上の体動成分があるかどうかチェックする（ステップＳ８０６）。一定値ＴＨ以上の体動成分がある場合、ｆｍは、第２高調波と特定する（ステップＳ８０７）。無い場合は、ｆｍの１／３の周波数に、ある一定値ＴＨ以上の体動成分があるかどうかチェックする（ステップＳ８０８）。一定値ＴＨ以上の体動成分がある場合は、ｆｍは、第三高調波と特定する（ステップＳ８０９）。無かった場合は、ｆｍを基本波と特定する（ステップＳ８１０）。
【００７９】
これらの処理によって、特定されたｆｍが何番目（変数ＨＭＣで規定されている。）の高調波であるかを求め、ステップＳ８１１で基本波を求めるためにｆｍを除する数値（変数ＨＭＣ）を決定する。そこで、ステップＳ８１１では、体動の基本波を求める。
【００８０】
次のステップＳ８１２からステップＳ８１５においては、脈波の周波数分析結果の大きな線スペクトル順にその周波数と体動周波数と比較を行い、その周波数が体動信号の基本波、第二高調波、第三高調波と一致するかどうかをチェックする（ステップＳ８１２、ステップＳ８１３、ステップＳ８１４、ステップＳ８１５）。この処理を行うことで、ステップＳ８１６において、体動成分と一致しない最大の脈波周波数成分ｆｎを抽出することができる。
【００８１】
一方、ステップＳ８０５で体動周波数成分の基線スペクトルのパワーがある一定値Ａ３未満であった場合は、脈波信号用ＦＦＴ回路４０４の出力信号より、脈波スペクトルの内で最大のものを脈波周波数成分ｆｎとする（ステップＳ８１７）。この抽出方法は、脈波成分抽出手段４１０が安静時に行う第一の抽出方法である。
【００８２】
このように、本例では、抽出方法切替手段４０９Ｃは、体動信号の周波数スペクトルにおいて、スペクトルのレベル（パワー）のばらつき度合いに基づいて安静時か運動時かを自動的に判定し、この判定結果に基づいて、脈波成分抽出手段４１０が行う脈波成分の抽出方法を適正な方に自動的に切り換える。従って、体動信号用ＦＦＴ回路４０８の周波数分析結果にノイズの周波数成分が現れ、このノイズの周波数成分が脈波周波数成分と偶然に一致していた場合でも、ノイズの周波数成分の基線スペクトルのパワーばらつきが、ステップＳ８０５で設定したある一定値Ａ３以上でなければ、脈波成分抽出手段４１０は、ステップＳ８１７の処理（第一の抽出方法）を行う。それ故、本例の脈拍計１によれば、安静時および運動時のいずれの時でも、体動信号のノイズの影響を受けずに、脈拍数を正確に計測できる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る脈拍計では、抽出方法切替手段は、体動信号に基づいて安静時か運動時かを自動的に判別し、かつ、この判別結果に基づいて、脈波成分抽出手段が行う脈波成分の抽出方法を適正な方法を自動的に切り替えることに特徴を有する。従って、本発明に係る脈拍計によれば、安静時および運動時のいずれの時でも、体動信号のノイズの影響を受けずに、脈拍数を正確に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る脈拍計の代表的な構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る腕装着型脈波計測装置の全体構成、及び使用状態を示す説明図である。
【図３】図２に示す腕装着型脈波計測装置の装置本体の平面図である。
【図４】図２に示す腕装着型脈波計測装置の装置本体を腕時計の３時の方向からみたときの説明図である。
【図５】図２に示す腕装着型脈波計測装置に用いたセンサユニットの断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係る脈拍計の機能ブロック図である。
【図７】本発明の実施例１に係る脈拍計における抽出方法切替手段の動作概要を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例１に係る脈拍計を装着した利用者の状態（加速度Ｇ）と、利用者が安静時か運動時かを判断するためのしきい値となるべき加速度センサの出力との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例２、３に係る脈拍計の機能ブロック図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る脈拍計における抽出方法切替手段の動作概要を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例３に係る脈拍計における抽出方法切替手段の動作概要を示すフローチャートである。
【図１２】従来の脈拍計の構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】脈波の抽出動作の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・脈拍計
５・・・制御部
１０・・・装置本体
１３・・・液晶表示装置（表示部）
３０・・・脈波検出用センサユニット（脈波検出用センサ）
３１・・・ＬＥＤ
３２・・・フォトトランジスタ
９０・・・体動検出用センサ装置（体動検出用センサ）
１０１・・・脈波検出手段
１０２・・・脈波信号変換手段
１０３・・・第一演算手段
１０４・・・体動検出手段
１０５・・・体動信号変換手段
１０６・・・第二演算手段
１０７、４０９Ａ、４０９Ｂ、４０９Ｃ・・・抽出方法切替手段
１０８、４１０・・・脈波成分抽出手段
１０９、４１１・・・脈拍数演算手段
１１０・・・表示手段
４０２・・・脈波信号増幅回路
４０３・・・脈波信号用Ａ／Ｄ変換器
４０４・・・脈波信号用ＦＦＴ回路（第一演算手段）
４０６・・・体動信号増幅回路
４０７・・・体動信号用Ａ／Ｄ変換器
４０８・・・体動信号用ＦＦＴ回路（第二演算手段）
４１２・・・表示部

Claims

脈波検出用センサにより検出された脈波信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第一演算手段と、
体動検出用センサにより検出された体動信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第二演算手段と、
前記第一演算手段と前記第二演算手段の周波数分析結果に基づいて脈拍の周波数を抽出する脈波成分抽出手段と、
前記体動信号の振幅レベルに応じて前記脈波成分抽出手段の抽出方法を切り替える抽出方法切替手段と、
抽出された前記脈拍の周波数を用いて演算された脈拍数を表示する表示手段とを有し、
前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されないときには、前記第一演算手段の周波数分析結果から脈拍の周波数を抽出する第一の抽出方法行うよう前記脈波成分抽出手段に指令し、
前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されたときには、前記第一演算手段の周波数分析結果および前記第二演算手段の周波数分析結果の双方に基づいて脈拍の周波数を抽出する第二の抽出方法を前記脈波成分抽出手段に指令する
ことを特徴とする脈拍計。
脈波検出用センサにより検出された脈波信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第一演算手段と、
体動検出用センサにより検出された体動信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第二演算手段と、
前記第一演算手段と前記第二演算手段の周波数分析結果に基づいて脈拍の周波数を抽出する脈波成分抽出手段と、
前記第二演算手段によって得られた周波数スペクトルのレベルに応じて脈波成分抽出手段の抽出方法を切り替える抽出方法切替手段と、抽出された前記脈拍の周波数を用いて演算された脈拍数を表示する表示手段とを有し、
前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されないときには、前記第一演算手段の周波数分析結果から脈拍の周波数を抽出する第一の抽出方法行うよう前記脈波成分抽出手段に指令し、
前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されたときには、前記第一演算手段の周波数分析結果および前記第二演算手段の周波数分析結果の双方に基づいて脈拍の周波数を抽出する第二の抽出方法を前記脈波成分抽出手段に指令する
ことを特徴とする脈拍計。
脈波検出用センサにより検出された脈波信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第一演算手段と、
体動検出用センサにより検出された体動信号に、ＦＦＴ処理を行ってから周波数分析を行う第二演算手段と、
前記第一演算手段と前記第二演算手段の周波数分析結果に基づいて脈拍の周波数を抽出する脈波成分抽出手段と、
前記第二演算手段によって得られた複数の周波数スペクトルのレベルの相対的な比較結果に応じて前記脈波成分抽出手段の抽出方法を切り替える抽出方法切替手段と、
抽出された前記脈拍の周波数を用いて演算された脈拍数を表示する表示手段とを有し、
前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されないときには、前記第一演算手段の周波数分析結果から脈拍の周波数を抽出する第一の抽出方法行うよう前記脈波成分抽出手段に指令し、
前記抽出方法切替手段は、前記体動信号が検出されたときには、前記第一演算手段の周波数分析結果および前記第二演算手段の周波数分析結果の双方に基づいて脈拍の周波数を抽出する第二の抽出方法を前記脈波成分抽出手段に指令する
ことを特徴とする脈拍計。