JP5644956B2 - 携帯機器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯機器に関し、特に、生体情報を取得する生体センサを備える携帯機器に関する。

近年、健康の維持や増進に対する人々の関心が高まっている。そこでは、健康管理のために、日常生活の中で、人々がより手軽に脈拍や心電などの生体情報を得られることが望まれている。こうした要望に応えるべく、例えば、生体センサを備える携帯電話機などが開発されている。携帯電話機のように、手で持って操作する携帯機器に生体センサが搭載されることにより、ユーザは、通常の機器使用の過程で生体情報を取得することができる。すなわち、ユーザが携帯電話機を把持し、電話番号入力／選択や電子メール入力等の操作を行っているときに、ユーザの生体情報を取得することができる。

しかしながら、携帯電話機などの携帯機器を操作するときに手が接触する箇所に生体センサを設けていたとしても、実際に操作するときには、操作に使用する指以外の部位も指に連動して動いてしまい、生体センサの出力にノイズがのってしまうという問題がある。このような問題に対し、一方では、被験者の体動を検出して体動ノイズを生体信号から除去する技術が知られている。ここで、下記特許文献１には、加速度センサを備えた脈拍計が開示されている。この脈拍計は、腕に装着された状態で被測定部位の吸光度の変化を計測し、歩行中又は走行中の脈拍を算出する。その際に、この脈拍計では、腕の加速度を加速度センサによって検出し、その検出結果に基づいて、腕が動くことにより発生した体動ノイズを除去する。

また、下記特許文献２には、圧力センサを備えた血糖測定装置が開示されている。この血糖測定装置は、被測定部位の吸光度を計測し、血糖値を算出する。その際に、この血糖測定装置では、被測定部位の接触圧を圧力センサによって検出し、被測定部位が動くことによって接触圧が大きく変化した場合には、取得した計測データを破棄する。
侵襲生体計測装置

特許第３７２６８３２号公報 特許第３７６７４４９号公報

そこで、体動ノイズを検出・除去するために、上記特許文献１に開示された脈拍計のように、携帯機器に加速度センサを搭載することが考えられる。しかしながら、携帯機器の加速度と手（指）の動き（加速度）とは必ずしも一致しない。具体的には、手で持って指で携帯機器を操作する場合に、携帯機器をほとんど動かすことなく指だけ動かして携帯機器を操作するようなときには、加速度センサでは体動ノイズを検出して除去することが困難である。

また、体動ノイズを検出・除去するために、圧力センサを用いることも考えられるが、例えば、生体センサとして心電センサや温度センサを用いる場合には、接触圧が変化したとしても大きなノイズが発生しにくく、誤検出を招くおそれがある。さらに、加速度センサや圧力センサ、又はその他の体動を検出するための専用のセンサを備える必要があるとすると、機器のコストアップ等を招くこととなり好ましくない。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、生体信号を取得する生体センサを備える携帯機器において、携帯機器を操作する際の体動を検出するための専用のセンサを別途備えることなく、携帯機器を手に持って使用しているときに生体情報を安定して取得することが可能な携帯機器を提供することを目的とする。

本発明に係る携帯機器は、手で持って操作する携帯機器であって、自機を持つ手から生体信号を取得する生体センサと、手による操作を検出する操作手段と、操作手段により検出された操作のタイミングを特定する特定手段と、特定手段により特定された操作のタイミングを含む所定時間内に、生体センサにより取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、該ピークが体動ノイズか否かのノイズ判定を行うノイズ判定手段と、生体センサにより取得された生体信号、及び、ノイズ判定手段による判定結果に基づいて、生体情報の演算を行う演算手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る携帯機器によれば、携帯機器を持つ手から生体信号が取得されている最中に機器の操作が行われた場合、生体信号のピークが操作のタイミングを含む所定時間内に発生したか否かに基づいて、該ピークが体動ノイズであるか否かが判定される。そして、その判定結果及び取得された生体信号に基づいて生体情報が演算される。すなわち、携帯機器が備える操作の検出機能を利用して生体信号のピークが体動ノイズであるか否かを判定することができる。よって、生体信号を取得する生体センサを備える携帯機器において、携帯機器を操作する際の体動を検出するための専用のセンサを別途備えることなく、携帯機器を手に持って使用しているときに生体情報を安定して取得することが可能となる。

本発明に係る携帯機器は、操作手段を操作した手が、生体センサによって生体信号を取得中の手と同じであるか否かを判定する対象判定手段を備え、ノイズ判定手段が、操作手段を操作した手が生体信号を取得中の手と同じであると対象判定手段によって判定された場合にはノイズ判定を行い、操作手段を操作した手が生体信号を取得中の手と異なると判定された場合にはノイズ判定を行わないことが好ましい。

本発明に係る携帯機器によれば、機器を操作した手が生体信号を取得している（センシング中）の手と同じか否かの判定が行われる。ここで、センシング中の手で操作が行われている場合には、操作時に手が動いて体動ノイズがのる可能性が高い。よって、この場合には、ノイズ判定が実行され、体動ノイズの検出が行われる。一方、操作した手がセンシング中の手ではないときには、体動ノイズの発生する可能性が低い。よって、この場合には、ノイズ判定が停止されることにより、生体の状態に起因する真のピークが操作タイミング付近で発生した場合であっても、該ピークを誤って体動ノイズと判定してしまうことを防止することができる。

本発明に係る携帯機器では、上記特定手段が、操作手段がオンされたタイミング、及び／又は、操作手段がオフされたタイミングを特定し、ノイズ判定手段が、操作手段がオンされたときから所定時間前、及び／又は、操作手段がオフされたときから所定時間後までの間に、取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、ノイズ判定を行うことが好ましい。

ところで、体動ノイズは、操作位置まで手の指を移動させて操作（オン）する間、及び、操作後に手の指を離して（オフして）元の位置まで戻す間に発生し易い。この場合、操作手段がオンされたときから所定時間前、及び／又は、操作手段がオフされたときから所定時間後までの間に、取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、ノイズ判定が行われる。よって、機器の操作に伴って発生する体動ノイズをより効果的に検出することが可能となる。

本発明に係る携帯機器では、操作手段が、タッチ操作を検出するタッチパネルであり、特定手段が、手の指がタッチパネルに接触したタイミング、及び／又は、手の指がタッチパネルから離れたタイミングを特定し、ノイズ判定手段が、手の指が接触したタイミングから所定時間前、及び／又は、手の指が離れてから所定時間後までの間に、取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、ノイズ判定を行うことが好ましい。

上述したように、体動ノイズは、タッチ位置まで手の指を移動させて操作（タッチ）する間、及び、操作後に手の指を離して元の位置まで戻す間に発生し易い。この場合、手の指がタッチパネルに接触したタイミングから所定時間前、及び／又は、手の指がタッチパネルから離れてから所定時間後までの間に、取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、ノイズ判定が行われる。よって、機器のタッチ操作に伴って発生する体動ノイズをより効果的に検出することが可能となる。

本発明に係る携帯機器は、タッチパネルと重ねて配置され、スイッチ画像を表示する表示手段と、表示手段によって表示されたスイッチ画像について、タッチ操作が行われた回数に対する体動ノイズと判定された回数の割合を算出する算出手段と、算出手段によって算出された割合に基づいて、スイッチ画像が表示される位置を変更する変更手段とを備えることが好ましい。

この場合、タッチ操作が行われた回数に対して体動ノイズと判定された回数の割合が算出され、算出された割合に基づいて、スイッチ画像の表示位置が変更される。そのため、例えば、体動ノイズと判定された割合が比較的高いスイッチ画像について、表示位置を変更することができる。よって、タッチ操作をしても体動ノイズが発生しにくい位置にスイッチ画像を移動することが可能となる。

本発明に係る携帯機器では、生体センサが、周期的なピークを有する生体信号を取得するセンサであり、上記所定時間が、生体センサによって取得される生体信号のピーク間隔に基づいて設定されることが好ましい。

この場合、取得される生体信号のピーク間隔を考慮してノイズ判定時の所定時間が設定されるため、生体信号のサンプリング（取得）を阻害することなく適切にノイズ判定を行うことが可能となる。

本発明によれば、生体信号を取得する生体センサを備える携帯機器において、携帯機器を操作する際の体動を検出するための専用のセンサを別途備えることなく、携帯機器を手に持って使用しているときに生体情報を安定して取得することが可能となる。

第１実施形態に係る携帯機器の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る携帯機器の使用状態の一例を示す図である。 心電信号及び２階微分脈波信号の一例を示す図である。 第１実施形態に係る携帯機器による生体情報生成処理の処理手順を示すフローチャートである。 第１実施形態の変形例に係る携帯機器の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の変形例に係る携帯機器による生体情報生成処理の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る携帯機器の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る携帯機器による生体情報生成処理の処理手順を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る携帯機器の構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係る携帯機器に表示されるスイッチ画像の位置を変更する方法について説明するための図である。 第３実施形態に係る携帯機器によるスイッチ画像の表示位置変更処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、図１及び図２を用いて、第１実施形態に係る携帯機器１の構成について説明する。図１は、携帯機器１の構成を示すブロック図である。図２は、携帯機器１の使用状態の一例を示す図である。

携帯機器１は、例えば、携帯電話機、スマートフォン、タブレットＰＣ等のモバイルＰＣや、携帯ゲーム機等のモバイル機器を始め、ゲーム機のコントローラやリモコンなどの手に持って使用（操作）する電子機器である。特に、携帯機器１は、手に持って、指等でスイッチを操作する形態の電子機器である。なお、本実施形態では、携帯機器１として、スマートフォンを例にして説明する（以下、携帯機器を「スマートフォン」ともいう）。

スマートフォン１は、生体センサ１０を備え、手に持って操作しているときにユーザの生体信号を計測できるように構成されている。操作には、Ｗｅｂ検索、電話番号の入力／選択や電子メール入力等、各種の操作が含まれる。また、スマートフォン１は、生体信号の計測中に操作が行われた場合、該操作によって発生する体動ノイズを検出・除去する機能を有している。

スマートフォン１は、薄型の略直方体形状を有しており、その前面には、シート状の表示部２１とタッチパネル２２とが重ねて取り付けられている。表示部２１は、各種の情報及び操作画面を表示する。表示部２１は、請求の範囲に記載の表示手段として機能する。表示部２１は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等から構成されている。操作画面には、各種のスイッチを示すスイッチ画像が表示される。図２に示した例では、スイッチ画像として、５つの円形のスイッチ画像２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅが表示されている。

タッチパネル２２は、手によるタッチ操作を検出する。このタッチパネル２２は、請求の範囲に記載の操作手段として機能する。タッチ操作の検出には、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式等を採用することができる。タッチパネル２２は、タッチ操作として、手がタッチパネル２２に接触したこと及び手がタッチパネル２２から離れたことを検出する。また、タッチパネル２２の表面上には二次元座標が仮想的に設定され、ユーザによるタッチ操作がなされると、タッチパネル２２は、二次元座標上のタッチ位置を検出して出力する。

スマートフォン１は、表示部２１及びタッチパネル２２と接続された演算処理部３０を備えている。演算処理部３０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びバックアップＲＡＭ等により構成されている。演算処理部３０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、表示制御部３１及び操作信号処理部３２として機能する。表示制御部３１は、表示部２１に表示される情報を制御する。

操作信号処理部３２は、タッチパネル２２から出力される操作信号を処理して、操作内容を特定する。具体的には、操作信号処理部３２は、操作信号からタッチ位置を示す座標情報を取得し、タッチ位置とスイッチ画像２３Ａ〜２３Ｅの表示位置とに基づいて、操作内容を特定する。

また、操作信号処理部３２は、操作信号に基づいて、タッチパネル２２によって検出された操作のタイミングを特定する。具体的には、操作タイミングとして、手（指）がタッチパネル２２に接触したタイミング、及び、手（指）がタッチパネル２２から離れたタイミングが特定される。すなわち、操作信号処理部３２は、請求の範囲に記載の特定手段として機能する。なお、操作信号処理部３２によって特定された操作タイミングは、後述するノイズ判定部１５に出力される。

生体センサ１０は、スマートフォン１を持つ手から生体信号を取得するセンサである。生体センサ１０としては、例えば、光電脈波センサ、酸素飽和度センサ、圧力脈波センサ、心電センサ、筋電センサ、皮膚抵抗センサ、発汗センサ、皮膚温度センサ、又は体脂肪センサ等を採用することができる。スマートフォン１は、１種類の生体センサを備えていてもよいし、複数種類の生体センサを備えていてもよい。ここでは、生体センサ１０として、光電脈波センサと心電センサを用いた場合を例にして説明する。

本実施形態に係る生体センサ１０は、生体センシング部１１、駆動部１２、増幅部１３、信号処理部１４、ノイズ判定部１５、及び生体情報演算部１６を含んで構成されている。生体センシング部１１は、スマートフォン１を手で持ったときに、手の指や手のひらの指の付け根付近などと接触するように、スマートフォン１の表面に露出して設けられている。生体センシング部１１は、例えば、スマートフォン１の側面、前面の側面に近い領域、又は裏面の側面に近い領域などに配置される。本実施形態に係る生体センシング部１１は、図２に示されるように、第１のセンシング部１１ａと第２のセンシング部１１ｂとによって構成され、図２に破線で示すように、スマートフォン１の上側面の両端部に設けられている。なお、図２に一点鎖線で示すように、スマートフォン１の一対の短側面に、第１のセンシング部１１ａと第２のセンシング部１１ｂとをそれぞれ配置してもよい。

第１のセンシング部１１ａは、ＬＥＤ又はＶＣＳＥＬ等の発光素子とＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子とを含んで構成されている。第１のセンシング部１１ａの発光素子は駆動部１２によって駆動される。この第１のセンシング部１１ａは、接触している指を流れる血中ヘモグロビンの吸光特性を計測し、光電脈波センサとして機能する。また、第１のセンシング部１１ａには電極が設けられ、この電極と、第２のセンシング部１１ｂが有する電極とが対になって心電センサとして機能する。

ユーザが図２に示すように両手でスマートフォン１を持った状態では、左手の人指し指が第１のセンシング部１１ａの電極に接触し、右手の人指し指が第２のセンシング部１１ｂの電極に接触する。センシングが開始されると、センシング部１１（第１のセンシング部１１ａ及び第２のセンシング部１１ｂ）から光電脈波信号と心電信号とが出力される。出力された光電脈波信号及び心電信号は、増幅部１３によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換され、信号処理部１４へ出力される。なお、光電脈波信号及び心電信号にフィルタリング処理を施し、不要な高周波成分や低周波成分を除去するように構成してもよい。

ここで、信号処理部１４、ノイズ判定部１５、及び生体情報演算部１６は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されている。そして、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、信号処理部１４、ノイズ判定部１５、及び生体情報演算部１６の各機能が実現される。

信号処理部１４では、光電脈波信号及び心電信号の信号処理が行われる。信号処理部１４は、光電脈波信号については２階微分することにより、２階微分脈波（加速度脈波）信号を取得する。ここで、心電信号の波形及び２階微分脈波信号の波形の一例を図３に示す。図３において、実線で示された波形が２階微分脈波信号の波形であり、破線で示された波形が心電信号の波形である。

信号処理部１４は、生体情報を得るために、心電信号及び２階微分脈波信号それぞれについて、ピークが発生したタイミング（以下「ピークタイミング」という）を特定する。心電信号については、ピーク間隔に基づいて、心拍数等の生体情報が得られる。一方、２階微分脈波信号については、ピーク間隔に基づいて、脈拍数等の生体情報が得られる。なお、信号処理部１４により特定された心電信号及び２階微分脈波信号のピークタイミングは、ノイズ判定部１５に出力される。

ノイズ判定部１５は、信号処理部１４によって特定された生体信号（心電信号及び２階微分脈波信号）のピークタイミングと、演算処理部３０から入力される操作タイミングとを比較して、該操作タイミングを含む所定時間内に、生体信号のピークが発生したか否かを判定する。そして、ノイズ判定部１５は、操作タイミングを含む所定時間内に発生した生体信号のピークを操作に起因した体動ノイズと判定する。

ここで、操作タイミングを含む所定時間は、操作タイミングの前後の一定時間であってもよいし、操作タイミングから所定時間前の間であってもよい。また、操作タイミングから所定時間後までの間であってもよい。ところで、操作タイミングとして、手の指がタッチパネル２２に接触したタイミングを採用する場合、比較的大きな体動ノイズが生じるのは、指がタッチ位置まで動いてタッチする間である。そこで、このような場合には、操作タイミングから所定時間前までの間を上記所定時間（判定時間）とすることが好ましい。一方、操作タイミングとして、手がタッチパネル２２から離れたタイミングを採用する場合、比較的大きな体動ノイズが生じるのは、指が離れた後に元の位置まで動く間である。そこで、このような場合には、操作タイミングから所定時間後までの間を上記所定時間（判定時間）とすることが好ましい。

上述した所定時間の長さは、取得する生体信号の特性に合わせて任意に設定することができる。心電信号及び２階微分脈波信号（光電脈派信号）の場合、所定時間の長さは、例えば０．１秒以下が好ましい。なお、所定時間の長さは、心電信号と２階微分脈波信号それぞれで異なるように設定してもよい。

生体情報演算部１６は、取得された生体信号及びノイズ判定の結果に基づいて、生体情報を演算する。生体情報演算部１６は、取得された心電信号から体動ノイズと判定されたピーク信号を除去して、心拍数などを演算する。また、生体情報演算部１６は、２階微分脈波信号から体動ノイズと判定されたピーク信号を除去して、脈拍数などを演算する。

図３に示した例では、２階微分脈波信号については、操作タイミングを含む所定時間内に、下側のピークが１つ含まれている。生体情報演算部１６は、所定時間に含まれるピークを無視して、それ以外の下側のピーク間隔に基づいて脈拍数などを演算する。また、心電信号については、操作タイミングを含む所定時間内に上側のピークが４つ含まれている。生体情報演算部１６は、所定時間に含まれる４つのピークを無視して、その以外の上側のピーク間隔に基づいて心拍数などを演算する。心拍数や脈拍数等の生体情報は、表示制御部３１へ出力され、表示部２１に表示される。なお、これらの生体情報が、ＲＡＭなどに記憶される構成としてもよい。

次に、図４を参照しつつ、スマートフォン１の動作について説明する。図４は、スマートフォン１による生体情報を生成する処理の手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、信号処理部１４、ノイズ判定部１５、及び生体情報演算部１６によって、所定のタイミングで実行される。

ステップＳ１００では、生体センシング部１１からの出力が検出される。ステップＳ１０２では、生体センシング部１１から出力された信号の処理が行われ、生体情報を演算するための生体信号が取得される。ステップＳ１０４では、生体信号のピークが検出され、ピークタイミングが記憶される。一方、並行して、演算処理部３０では、タッチ操作が検出された場合に、当該タッチ操作の操作タイミングが取得されて記憶されており、ステップＳ１０６において、記憶されている操作タイミングが、ノイズ判定部１５に読み込まれる。

ステップＳ１０８では、記憶されているピークタイミングと操作タイミングとが比較され、ピークタイミングが操作タイミングを含む所定時間内か否かが判断される。ピークタイミングが所定時間内でないと判断された場合には、ステップＳ１１０へ処理が移行する。ステップＳ１１０では、生体信号のピークが体動ノイズではないと判定される。続いて、ステップＳ１１２では、体動ノイズではないと判定された生体信号のピークに基づいて、生体情報が演算される。その後、ステップＳ１１８へ処理が移行する。

一方、ステップＳ１０８において、ピークタイミングが所定時間内であると判断された場合には、ステップＳ１１４へ処理が移行する。ステップＳ１１４では、生体信号のピークが体動ノイズであると判定される。続いて、ステップＳ１１６では、体動ノイズであると判定されたピークを無視して、生体情報が演算される。その後、ステップＳ１１８へ処理が移行する。

ステップＳ１１８では、生体情報の演算結果が異常であるか否かについての判断が行われる。ここで、例えば、生体信号のピーク間隔が異常に短い場合（例えば０．１秒）には、異常と判定される。ステップＳ１１８において演算結果が異常と判定された場合、エラーと判定され（ステップＳ１２０）、データが破棄された後、本処理から一旦抜ける。一方、ステップＳ１１８において、演算結果が正常と判定されたときには、ステップＳ１２２において、生体情報が表示制御部３１を介して表示部２２へ出力され、表示される。その後、本処理から一旦抜ける。

以上説明したように、本実施形態によれば、スマートフォン１を持つ手から生体信号が取得されている最中に、操作が行われた場合、生体信号のピークが操作のタイミングを含む所定時間内に発生したか否かに基づいて、該ピークが体動ノイズか否かが判定される。そして、判定結果及び取得された生体信号に基づいて生体情報が演算される。すなわち、スマートフォン１が備える操作の検出機能を利用して生体信号のピークが体動ノイズであるか否かを判定することができる。よって、生体センサを備えるスマートフォン１において、体動を検出するための専用のセンサを別途備えることなく、スマートフォン１を手に持って使用しているときに生体情報を安定して計測することが可能となる。

ところで、上述したように、体動ノイズは、タッチ位置まで手の指を移動させて操作（タッチ）する間、及び、操作後に手の指を離して元の位置まで戻す間に発生し易い。本実施形態によれば、手の指がタッチパネル２２に接触したタイミングから所定時間前、及び／又は、手の指がタッチパネル２２から離れてから所定時間後までの間に、取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、ノイズ判定が行われる。よって、スマートフォン１のタッチ操作に伴って発生する体動ノイズをより効果的に検出することが可能となる。

［第１実施形態の変形例］
次に、図５を用いて、第１実施形態の変形例に係るスマートフォン（携帯機器）１Ａの構成について説明する。図５は、スマートフォン１Ａの構成を示すブロック図である。なお、図５において上述したスマートフォン１と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

上述したスマートフォン１では、ノイズ判定部１５、及び生体情報生成部１６が、生体センサ１０側に設けられていた。これに対して、変形例に係るスマートフォン１Ａでは、ノイズ判定部１５及び生体情報生成部１６に相当する構成要素（ノイズ判定部１５Ａ、生体情報修正部１６Ａ）が、演算処理部３０Ａ側に設けられている点でスマートフォン１と異なっている。その他の構成は、上述したスマートフォン１と同一又は同等であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

スマートフォン１Ａは、上述した信号処理部１４に代えて信号処理部１４Ａを備え、ノイズ判定部１５に代えてノイズ判定部１５Ａを備えている。また、スマートフォン１Ａは、上述した生体情報生成部１６に代えて生体情報修正部１６Ａを備えている。なお、生体情報修正部１６Ａは、請求の範囲に記載の演算手段として機能する。

信号処理部１４Ａは、生体信号（心電信号及び２階微分脈波信号）のピークタイミングを特定した後、該ピークタイミングに基づいて、生体情報を演算する。演算された生体情報及びピークタイミングは、演算処理部３０Ａへ出力される。演算処理部３０Ａを構成するノイズ判定部１５Ａは、信号処理部１４Ａから出力されたピークタイミングと操作信号処理部３２によって特定された操作タイミングとを比較してノイズ判定を行う。なお、ノイズ判定の方法については上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。生体情報修正部１６Ａは、生体信号のピークが体動ノイズと判定された場合に、信号処理部１４Ａから出力された生体情報を修正する。

次に、図６を参照しつつ、スマートフォン１Ａの動作について説明する。図６は、スマートフォン１Ａによる生体情報を生成する処理の手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、信号処理部１４Ａ及び演算処理部３０Ａによって所定のタイミングで実行される。

ステップＳ２００では、生体センシング部１１からの出力が検出される。ステップＳ２０２では、生体情報を演算するための生体信号が取得される。ステップＳ２０４では、生体信号のピークが検出され、ピークタイミングが記憶される。ステップＳ２０６では、出力が異常か否か（例えば、ピークタイミングの間隔等が異常であるか否か）が判定される。ここで、異常と判定された場合には、エラーと判定され（ステップＳ２０８）、データが破棄された後、本処理から一旦抜ける。一方、正常と判定されたときには、ステップＳ２１０へ処理が移行する。ステップＳ２１０では、ピークタイミングに基づいて生体情報が演算され、該生体情報及びピークタイミングが、信号処理部１４Ａから演算処理部３０Ａへ出力される。

続いて、ステップＳ２１２では、ピークタイミング及び記憶されている操作タイミングが読み込まれる。続いて、ステップＳ２１４では、ピークタイミングと操作タイミングとが比較され、ピークタイミングが操作タイミングを含む所定時間内か否かが判断される。ピークタイミングが所定時間内でないと判断された場合には、ステップＳ２１６へ処理が移行する。ステップＳ２１６では、生体信号のピークが体動ノイズではないと判定され、ステップＳ２２２へ処理が移行する。

一方、ステップＳ２１４において、ピークタイミングが所定時間内であると判断されたときには、ステップＳ２１８へ処理が移行する。ステップＳ２１８では、生体信号のピークが体動ノイズであると判定され、ステップＳ２２０において、信号処理部１４Ａにより演算された生体情報が修正される。すなわち、体動ノイズであると判定されたピークを無視した生体情報が取得される。その後、ステップＳ２２２では、生体情報が表示制御部３１を介して表示部２１へ出力され、表示される。その後、本処理から一旦抜ける。

以上説明したように、変形例に係るスマートフォン１Ａによれば、上述したスマートフォン１と同様に、体動を検出するためのセンサを別途備えることなく体動ノイズを検出し、生体情報の安定した計測が可能となる。なお、本変形例では、出力が異常値か否かの判定をノイズ判定の前に行ったが、ノイズ判定の後に行ってもよい。また、信号処理部１４Ａと演算処理部３０Ａとを別々のマイクロプロセッサにより実現することとしたが、１つのマイクロプロセッサによって信号処理部１４Ａと演算処理部３０Ａの機能を実現してもよい。

［第２実施形態］
次に、図７を用いて、第２実施形態に係るスマートフォン（携帯機器）２の構成について説明する。図７は、スマートフォン２の構成を示すブロック図である。なお、図７において第１実施形態の変形例と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

上述した第１実施形態では、スマートフォン１を持つ左右両方の手（指）をセンシング対象としていた。これに対して、片方の手の指のみをセンシング対象としてもよい。この場合、センシング対象の手で操作した場合は、体動ノイズが発生する可能性が高いが、センシング対象とは異なる手で操作した場合は、体動ノイズが発生しないか、発生したとしても、無視できる程度に小さいノイズとなる。そこで、第２実施形態に係るスマートフォン２では、操作した手とセンシング対象の手とが同じか否かを判定し、操作した手とセンシング対象の手とが異なる場合には、ノイズ判定を行わないように構成されている。

第２実施形態に係るスマートフォン２は、上述したスマートフォン１Ａの生体センシング部１１に代えて生体センシング部１１Ｂを備え、ノイズ判定部１５Ａに代えてノイズ判定部１５Ｂを備えている。また、スマートフォン２は、生体情報修正部１６Ａに代えて生体情報修正部１６Ｂを備えている。さらに、スマートフォン２は、演算処理部３０Ｂが、操作した手とセンシング対象の手とが同じか否かを判定する対象判定部３３Ｂを備えている点で、上述したスマートフォン１Ａと異なっている。その他の構成は、上述したスマートフォン１Ａと同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

生体センシング部１１Ｂは、片方の手に接触してセンシングを行うセンサであり、例えば、光電脈波センサなどである。対象判定部３３Ｂは、タッチ操作をした手が、生体センシング部１１Ｂによって生体信号を取得中（センシング中）の手であるか否かを判定する。より具体的には、対象判定部３３Ｂは、生体センシング部１１Ｂの取付け位置と、タッチ操作されたスイッチ画像の表示位置とに基づいて、タッチ操作をした手と生体信号を取得中（センシング中）の手とが同じであるか否かを判定する。対象判定部３３Ｂは、例えば、生体センシング部１１Ｂが機器の左側に配置されており、表示部２１の右側に表示されているスイッチ画像が操作された場合、タッチ操作をした手とセンシング対象の手とが異なると判定する。また、対象判定部３３Ｂは、生体センシング部１１Ｂが機器の左側に配置されており、表示部２１の左側に表示されているスイッチ画像が操作された場合、タッチ操作をした手とセンシング対象の手とが同じと判定する。

ノイズ判定部１５Ｂは、タッチ操作した手とセンシング中の手とが同じであると判定された場合にはノイズ判定を行い、タッチ操作した手とセンシング中の手とが異なると判定された場合にはノイズ判定を停止する。生体情報修正部１６Ｂは、ノイズ判定が行われた結果、生体信号のピークが体動ノイズであると判定された場合に、信号処理部１４Ａから出力された生体情報を修正する。一方、ノイズ判定が行われなかった場合、及び、ノイズ判定の結果、生体信号のピークが体動ノイズではないと判定された場合には、生体情報修正部１６Ｂは、生体情報の修正を行わない。

続いて、図８を参照しつつ、スマートフォン２の動作について説明する。図８は、スマートフォン２による生体情報を生成する処理の手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、信号処理部１４Ａ及び演算処理部３０Ｂによって所定のタイミングで実行される。

ステップＳ３００〜Ｓ３１０の処理は、上述したステップＳ２００〜Ｓ２１０の処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。ステップＳ３１０において、生体情報及びピークタイミングが演算処理部３０Ｂに出力された後、ステップＳ３１２では、操作した手とセンシング中の手とが同じか否かが判定される。操作した手とセンシング中の手とが異なる場合、ステップＳ３２４へ処理が移行し、ノイズ判定が行われることなく、生体情報が出力される。一方、操作した手とセンシング中の手とが同じである場合、ステップ３１４へ処理が移行する。ステップＳ３１４〜Ｓ３２４では、上述したステップＳ２１２〜ステップＳ２２２の処理と同様に、ノイズ判定が行われ、体動ノイズと判定された場合は、生体情報が修正される。一方、体動ノイズと判定されなかった場合は、生体情報が修正されることなく出力される。その後、本処理から一旦抜ける。

以上説明したように、本実施形態によれば、操作した手とセンシング中の手とが異なる場合にノイズ判定が停止される。そのため、生体の状態に起因する真のピークが操作タイミング付近で発生した場合であっても、該ピークを誤って体動ノイズと判定してしまうことを防止することができる。

［第３実施形態］
次に、図９及び図１０を用いて、第３実施形態に係るスマートフォン（携帯機器）３の構成について説明する。図９は、スマートフォン３の構成を示すブロック図である。図１０は、スマートフォン３が有する表示部２１に表示されるスイッチ画像の位置を変更する方法について説明するための図である。なお、図９において第１実施形態のスマートフォン１と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

スマートフォン３は、複数のスイッチ画像２３Ａ〜２３Ｅそれぞれについて、タッチ操作が行われた回数に対する体動ノイズと判定された回数の割合を算出し、割合が高いスイッチ画像の表示位置を変更する。そのため、スマートフォン３を構成する演算処理部３０Ｃは、上述したスマートフォン１を構成する演算処理部３０の構成要素に加えて、割合算出部３４Ｃ及び表示位置変更部３５Ｃを有している。その他の構成は、上述したスマートフォン１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

割合算出部３４Ｃは、複数のスイッチ画像２３Ａ〜２３Ｅそれぞれについて、タッチ操作が行われた回数に対する体動ノイズと判定された回数の割合（以下「判定割合」という。）を算出する。すなわち、割合算出部３４Ｃは、請求の範囲に記載の算出手段として機能する。より具体的には、割合算出部３４Ｃは、ノイズ判定部１５から操作タイミング及び判定結果を含む判定結果情報を読込み、該判定結果情報を用いて判定割合を算出する。例えば、割合算出部３４Ｃは、まず、操作タイミング及び判定結果を各スイッチ画像２３Ａ〜２３Ｅの表示位置と関連付けて記憶する。そして、割合算出部３４Ｃは、一定時間あるいは一定回数操作が行われる毎に判定割合を算出する。

ここで、判定割合が比較的高いスイッチ画像は、体動ノイズが発生し易い位置にあり、判定割合が比較的低いスイッチ画像は、体動ノイズが発生し難い位置にあると推定できる。例えば、スイッチ画像２３Ａの判定割合が６０％、スイッチ画像２３Ｂが２０％、スイッチ画像２３Ｃが１０％、スイッチ画像２３Ｄが３０％、スイッチ画像２３Ｅが７０％と算出されたとする。この場合、体動ノイズが発生し易いスイッチ画像は、スイッチ画像２３Ａ及びスイッチ画像２３Ｅであると推定される。また、体動ノイズが発生し難いスイッチ画像は、スイッチ画像２３Ｂ及びスイッチ画像２３Ｃであると推定される。なお、算出された判定割合は表示位置変更部３５Ｃへ出力される。

表示位置変更部３５Ｃは、判定割合に基づいて、スイッチ画像が表示部２１に表示される位置を変更する。例えば、表示位置変更部３５Ｃは、５つのスイッチ画像２３Ａ〜２３Ｅのうち判定割合が比較的高いスイッチ画像２３Ａ，２３Ｅについて、判定割合が比較的低いスイッチ画像２３Ｂ，２３Ｃの表示位置に近づけるように表示位置を変更する。これにより、体動ノイズが発生し難くなるように表示位置を補正することができる。なお、判定割合が比較的高いスイッチ画像を判定割合が低いスイッチ画像の方へ近づけることで、２つのスイッチが近づきすぎると操作がし難くなるため、このような場合には、判定割合の低いスイッチ画像の位置を反対方向に少しずらすことが好ましい。図１０に破線で示す円は、上記の補正処理を数回行った結果、変更された補正後のスイッチ画像２３Ａ〜２３Ｅの表示位置を示している。

続いて、図１１を参照しつつ、スマートフォン３の動作について説明する。図１１は、スマートフォン３によるスイッチ画像の表示位置を変更する処理の手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、演算処理部３０Ｃによって、所定のタイミングで実行される。

まず、ステップＳ４００では、前回の表示位置を変更する処理が行われてから所定時間が経過したか否かについての判断が行われる。なお、ここでは、所定時間に代えて、前回、表示位置を変更する処理が行われた後に所定回数のタッチ操作が行われたか否かを判断基準としてもよい。ここで、所定時間が経過していない場合には、所定時間が経過するまで本ステップが繰り返して実行される。一方、所定時間が経過したときには、ステップＳ４０２へ処理が移行する。

ステップＳ４０２では、５つのスイッチ画像２３Ａ〜２３Ｅそれぞれについて判定割合が算出される。続いて、ステップＳ４０４では、ステップＳ４０２で算出された判定割合に基づいて、スイッチ画像の変更後の表示位置が演算される。そして、ステップＳ４０６において、スイッチ画像の表示位置が変更される。

以上説明したように、本実施形態によれば、判定割合に基づいてスイッチ画像の表示位置が変更されるので、タッチ操作による体動ノイズが発生しにくい位置にスイッチ画像の表示位置を移動させることが可能となる。よって、ユーザ毎に（例えばユーザの手の大きさや把持の仕方に合わせて）最適な位置にスイッチ画像を配置することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、操作手段としてタッチパネル２２を採用したが、ハードウェアスイッチを用いてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、操作としてタッチパネル２２のタッチ操作（タップ操作）について操作タイミングを特定することとしたが、これに限られることなく、例えば、指をタッチパネル２２にタッチした状態でずらす操作（ドラッグ操作）が検出されたときに、操作タイミングとして特定してもよい。この場合、ドラッグ操作中を含む所定時間内に発生した生体信号のピークを体動ノイズと判定することができる。

１，１Ａ，２，３ スマートフォン
１０，１０Ｃ 生体センサ
１１ 生体センシング部
１４，１４Ａ 信号処理部
１５，１５Ａ，１５Ｂ ノイズ判定部
１６ 生体情報演算部
１６Ａ 生体情報修正部
２１ 表示部
２２ タッチパネル
３２ 操作信号処理部
３３Ｂ 対象判定部
３４Ｃ 割合算出部
３５Ｃ 表示位置変更部

Claims (6)

1. 手で持って操作する携帯機器であって、
   自機を持つ手から生体信号を取得する生体センサと、
   手による操作を検出する操作手段と、
   前記操作手段により検出された操作のタイミングを特定する特定手段と、
   前記特定手段により特定された操作のタイミングを含む所定時間内に、前記生体センサにより取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、該ピークが体動ノイズか否かのノイズ判定を行うノイズ判定手段と、
   前記生体センサにより取得された生体信号、及び、前記ノイズ判定手段による判定結果に基づいて、生体情報の演算を行う演算手段と、を備えることを特徴とする携帯機器。
2. 前記操作手段を操作した手が、前記生体センサによって生体信号を取得中の手と同じであるか否かを判定する対象判定手段を備え、
   前記ノイズ判定手段は、前記操作手段を操作した手が生体信号を取得中の手と同じであると前記対象判定手段によって判定された場合にはノイズ判定を行い、前記操作手段を操作した手が生体信号を取得中の手と異なると判定された場合にはノイズ判定を行わないことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
3. 前記特定手段は、前記操作手段がオンされたタイミング、及び／又は、前記操作手段がオフされたタイミングを特定し、
   前記ノイズ判定手段は、前記操作手段がオンされたときから所定時間前、及び／又は、前記操作手段がオフされたときから所定時間後までの間に、取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、ノイズ判定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯機器。
4. 前記操作手段は、タッチ操作を検出するタッチパネルであり、
   前記特定手段は、手の指が前記タッチパネルに接触したタイミング、及び／又は、手の指が前記タッチパネルから離れたタイミングを特定し、
   前記ノイズ判定手段は、前記手の指が接触したタイミングから所定時間前、及び／又は、前記手の指が離れてから所定時間後までの間に、取得された生体信号のピークが発生したか否かに基づいて、ノイズ判定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯機器。
5. 前記タッチパネルと重ねて配置され、スイッチ画像を表示する表示手段と、
   前記表示手段により表示されたスイッチ画像について、タッチ操作が行われた回数に対する体動ノイズと判定された回数の割合を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された前記割合に基づいて、前記スイッチ画像が表示される位置を変更する変更手段と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の携帯機器。
6. 前記生体センサは、周期的なピークを有する生体信号を取得するセンサであり、
   前記所定時間は、前記生体センサによって取得される生体信号のピーク間隔に基づいて設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の携帯機器。

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