JP5692097B2 - 生体情報計測器、携帯端末装置、生体情報計測方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、生体情報計測器、携帯端末装置、生体情報計測方法およびプログラムに関する。
心拍数や呼吸数などの生体情報を計測することにより、被計測者の健康状態等、抽象的な状態を判定し通知する幾つかのサービスが提案されている。例えば、特許文献１では、心電図や心拍数のデータから被計測者の健康状態を推定し、被計測者が緊急事態に陥っていると判定すると緊急通報を行う携帯情報端末機器が示されている。特許文献２では、体温や脈拍や血圧から被計測者の健康状態を推定し、さらには、体の左側と右側とにおける体温や脈拍や血圧の差に基づいて脳卒中や心筋梗塞のおそれを推定する生体情報監視システムが示されている。
接触型のセンサを用いて生体情報を計測する場合、センサ端子の剥離等により計測異常が生じるおそれがある。このため、計測が正しく行われているか否かの判定が重要となる。例えば、特許文献３では、人体情報を測定する情報通信端末において、電極間の電流を検知した場合に被計測者の人体が検知部に接触していると判定する方法や、心拍数や血圧が所定の範囲内にある場合に被計測者の人体が検知部に接触していると判定する方法が示されている。特許文献４では、血圧測定装置において、計測を複数回行って、１回目の計測値と２回目の計測値との差異があまりに大きい場合に測定ミス等があったと判定する方法が示されている。
接触型のセンサを用いて生体情報を計測する場合、センサ端子の剥離等により計測異常が生じるおそれがある。このため、計測が正しく行われているか否かの判定が重要となる。例えば、特許文献３では、人体情報を測定する情報通信端末において、電極間の電流を検知した場合に被計測者の人体が検知部に接触していると判定する方法や、心拍数や血圧が所定の範囲内にある場合に被計測者の人体が検知部に接触していると判定する方法が示されている。特許文献４では、血圧測定装置において、計測を複数回行って、１回目の計測値と２回目の計測値との差異があまりに大きい場合に測定ミス等があったと判定する方法が示されている。
しかしながら、これらの方法を用いた場合、一定の計測値が得られているが、実際は計測異常であるような場合に、健康状態等の適切な判定を行えないおそれがある。
例えば、センサ端子の部分剥離の場合、センサの計測値は０とはならず、小さい値の生体情報を計測することが考えられる。この場合に、特許文献３に示される、電流を検出する方法では、センサが人体に接触している部分が存在するために電流が検出され、計測異常を検出できないおそれがある。特許文献３に示される、心拍数や血圧が所定の範囲内にあるか否かによる方法では、センサ端子の部分剥離後の計測値が所定の範囲内にある場合は、計測異常を検出できない。特許文献４に示される、１回目の計測値と２回目の計測値との差異による方法では、センサ端子の部分剥離前後で、計測値の差異が大きくない場合には、計測異常を検出できない。特に、運動中の発汗量を計測する場合など、生体情報の値が増加する場合は、センサ端子の部分剥離前後で、計測値の差異が大きくない場合が生じ易い。
従って、これらの異常判定方法を上記の健康状態等の判定に用いた場合、一定の計測値が得られているが、実際は計測異常であるような場合に適切に判定を行えないおそれがある。
例えば、センサ端子の部分剥離の場合、センサの計測値は０とはならず、小さい値の生体情報を計測することが考えられる。この場合に、特許文献３に示される、電流を検出する方法では、センサが人体に接触している部分が存在するために電流が検出され、計測異常を検出できないおそれがある。特許文献３に示される、心拍数や血圧が所定の範囲内にあるか否かによる方法では、センサ端子の部分剥離後の計測値が所定の範囲内にある場合は、計測異常を検出できない。特許文献４に示される、１回目の計測値と２回目の計測値との差異による方法では、センサ端子の部分剥離前後で、計測値の差異が大きくない場合には、計測異常を検出できない。特に、運動中の発汗量を計測する場合など、生体情報の値が増加する場合は、センサ端子の部分剥離前後で、計測値の差異が大きくない場合が生じ易い。
従って、これらの異常判定方法を上記の健康状態等の判定に用いた場合、一定の計測値が得られているが、実際は計測異常であるような場合に適切に判定を行えないおそれがある。
本発明は、このような事情を考慮してなされた。本発明の目的の一例は、一定の計測値が得られているが、実際は計測異常であるような場合にも、より適切に生体情報を計測できる生体情報計測器、生体情報計測方法およびプログラムや、その生体情報に基づいて、被計測者の状態をより適切に判定できる携帯端末装置を提供することである。
［１］この発明は上述した課題を解決するためになされた。本発明の一態様による生体情報計測器は、生体情報を計測するセンサと、予め設定された規格化情報に基づいて前記生体情報の値を変換することにより、前記生体情報を規格化する規格化回路と、前記生体情報または前記規格化された生体情報について、予め定められた時間内における予め定められた値以上の変化量を検出し、前記変化量が大きいほど低い信頼性を示す信頼性情報を生成する信頼性情報生成回路と、を具備する。
［２］上述の生体情報計測器は、複数の前記センサと、前記センサの各々が計測する前記生体情報を規格化する複数の前記規格化回路と、前記生体情報または前記規格化された生体情報の各々について、前記信頼性情報を生成する複数の前記信頼性情報生成回路と、前記信頼性情報に基づいて、前記規格化された複数の前記生体情報を、信頼性が高い生体情報ほど大きい重みで加重平均する加重平均回路と、を具備してもよい。
［３］上述の生体情報計測器において、前記生体情報計測器は、複数種類の前記センサを具備して複数種類の前記生体情報を計測し、前記加重平均回路は、前記規格化された複数種類の生体情報の加重平均を算出してもよい。
［４］上述の生体情報計測器において、前記信頼性情報生成回路は、前記複数のセンサが計測した前記生体情報の値の増減を判定し、前記生体情報の値が共に増加または無変化であると判定した場合および前記生体情報の値が共に減少または無変化であると判定した場合は、より高い信頼性を示す前記信頼性情報を生成し、１つの前記生体情報の値が増加し他の１つの前記生体情報の値が減少すると判定した場合は、より低い信頼性を示す前記信頼性情報を生成してもよい。
［５］本発明の一態様による携帯端末装置は、上述の生体情報計測器を具備し、前記複数種類のセンサは、発汗量を計測する発汗センサと、心拍数を計測する心拍数センサとを含み、前記加重平均回路は、規格化された前記発汗量と、規格化された前記心拍数と、を含む前記規格化された複数種類の生体情報の加重平均を算出し、前記携帯端末装置は、前記加重平均に基づいて被計測者の運動負荷を判定する運動負荷判定回路と、判定した前記運動負荷を表示する表示回路と、を具備する。
［６］本発明の一態様による携帯端末装置は、複数の前記センサと、前記センサの各々が計測する前記生体情報を規格化する複数の前記規格化回路と、前記生体情報または前記規格化された生体情報の各々について、前記信頼性情報を生成する複数の前記信頼性情報生成回路と、を具備する上述の生体情報計測器を具備し、前記複数のセンサは、発汗量を計測する発汗センサと、体温を計測する体温センサとを含み、前記携帯端末装置は、前記発汗量と前記発汗量の信頼性情報と前記体温と前記体温の信頼性情報とに基づいて被計測者の心理状態を判定する心理状態判定回路と、判定した前記心理状態を表示する表示回路と、を具備する。
［７］上述の携帯端末装置は、前記心理状態判定部が判定した前記心理状態を示す心理状態情報を他の端末装置に送信する送信回路をさらに具備してもよい。
［８］本発明の一態様による生体情報計測方法は、生体情報を計測する計測ステップと、前記生体情報の値を予め設定された規格化情報に基づいて変換することにより、前記生体情報の各々を規格化する規格化ステップと、前記生体情報または前記規格化された生体情報について、予め定められた時間内かつ予め定められた値以上の変化量を検出し、前記変化量が大きいほど低い信頼性を示す信頼性情報を生成する信頼性情報生成ステップと、を具備する。
［９］本発明の一態様によるプログラムは、コンピュータに、生体情報を計測する計測ステップと、前記生体情報の値を予め設定された規格化情報に基づいて変換することにより、前記生体情報の各々を規格化する規格化ステップと、前記生体情報または前記規格化された生体情報について、予め定められた時間内かつ予め定められた値以上の変化量を検出し、前記変化量が大きいほど低い信頼性を示す信頼性情報を生成する信頼性情報生成ステップと、を実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、一定の計測値が得られているが、実際は計測異常であるような場合にも、より適切に生体情報を計測でき、その生体情報に基づいて、被計測者の状態をより適切に判定できる。
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における携帯電話機（携帯端末装置）１の概略構成を示す構成図である。
図１において、携帯電話機１は、生体情報計測器１１と、運動負荷判定回路１４１と、表示回路１４２とを具備する。生体情報計測器１１は、センサ１１１および１２１と、規格化情報メモリ１１２および１２２と、規格化回路１１３および１２３と、生体情報メモリ１１４および１２４と、信頼性情報生成回路１１５および１２５と、加重平均回路１３１とを具備する。
携帯電話機１は、被計測者が通話を行う際などに音声信号を電気信号に変換する音声処理回路や、他の電話機等との通信を行う通信回路など、図１に示す以外の部分も具備する。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における携帯電話機（携帯端末装置）１の概略構成を示す構成図である。
図１において、携帯電話機１は、生体情報計測器１１と、運動負荷判定回路１４１と、表示回路１４２とを具備する。生体情報計測器１１は、センサ１１１および１２１と、規格化情報メモリ１１２および１２２と、規格化回路１１３および１２３と、生体情報メモリ１１４および１２４と、信頼性情報生成回路１１５および１２５と、加重平均回路１３１とを具備する。
携帯電話機１は、被計測者が通話を行う際などに音声信号を電気信号に変換する音声処理回路や、他の電話機等との通信を行う通信回路など、図１に示す以外の部分も具備する。
生体情報計測器１１は、被計測者（携帯電話機１のユーザ）の発汗量を計測し、計測した発汗量に基づいて、被計測者の運動負荷（運動を行うことにより身体にかかる負荷）を示す指標を生成する。
センサ１１１および１２１は、それぞれ発汗センサであり、被計測者の発汗量を計測し、計測した発汗量に応じた電流を出力する。
規格化回路１１３は、センサ１１１が出力する電流値の規格化を行うことにより発汗量を算出する。
「規格化」とは、センサが計測したデータを、処理対象の単位のデータに変換することである。規格化の詳細については後述する。規格化回路１２３は、センサ１２１が出力する電流値の規格化を行うことにより発汗量を算出する。規格化情報メモリ１１２は、規格化回路１１３が規格化を行うための情報である規格化情報を記憶する。規格化情報メモリ１２２は、規格化回路１２３が規格化を行うための情報である規格化情報を記憶する。
センサ１１１および１２１は、それぞれ発汗センサであり、被計測者の発汗量を計測し、計測した発汗量に応じた電流を出力する。
規格化回路１１３は、センサ１１１が出力する電流値の規格化を行うことにより発汗量を算出する。
「規格化」とは、センサが計測したデータを、処理対象の単位のデータに変換することである。規格化の詳細については後述する。規格化回路１２３は、センサ１２１が出力する電流値の規格化を行うことにより発汗量を算出する。規格化情報メモリ１１２は、規格化回路１１３が規格化を行うための情報である規格化情報を記憶する。規格化情報メモリ１２２は、規格化回路１２３が規格化を行うための情報である規格化情報を記憶する。
生体情報メモリ１１４は、規格化回路１１３が算出した発汗量を、予め定められた時間分記憶する。生体情報メモリ１２４は、規格化回路１２３が算出した発汗量を、予め定められた時間分記憶する。信頼性情報生成回路１１５は、生体情報メモリ１１４が記憶する発汗量に基づいて、センサ１１１が計測したデータの信頼性を示す信頼性情報を生成する。信頼性情報生成回路１２５は、生体情報メモリ１２４が記憶する発汗量に基づいて、センサ１２１が計測したデータの信頼性を示す信頼性情報を生成する。
加重平均回路１３１は、規格化回路１１３および１２３が算出した発汗量を、それぞれ信頼性情報生成回路１１５および１２５が生成した信頼性情報に基づいて重み付けし、重み付けした発汗量の平均値を算出する。
運動負荷判定回路１４１は、加重平均回路１３１が算出した発汗量の平均値に基づいて、被計測者の運動負荷が適切か、あるいは過度の負荷かを判定する。表示回路１４２は、液晶パネル等の表示画面を具備し、運動負荷判定回路１４１の判定結果を表示する。
加重平均回路１３１は、規格化回路１１３および１２３が算出した発汗量を、それぞれ信頼性情報生成回路１１５および１２５が生成した信頼性情報に基づいて重み付けし、重み付けした発汗量の平均値を算出する。
運動負荷判定回路１４１は、加重平均回路１３１が算出した発汗量の平均値に基づいて、被計測者の運動負荷が適切か、あるいは過度の負荷かを判定する。表示回路１４２は、液晶パネル等の表示画面を具備し、運動負荷判定回路１４１の判定結果を表示する。
図２Ａおよび図２Ｂは、携帯電話機１の外形を示す外形図である。図２Ｃは、携帯電話機１の断面を示す断面図である。
図２Ａは、携帯電話機１の表側の外形図である。図２Ａにおいて、携帯電話機１は、表示画面１８１と、操作ボタン１８２と、スピーカ１８３とを具備する。表示画面１８１は、液晶パネル等の表示画面であり、運動負荷判定回路１４１が判定した運動負荷を表示する。操作ボタン１８２は、テンキー等の押ボタンを具備し、被計測者の操作入力を受け付ける。スピーカ１８３は、通話相手の会話等の音声を出力する。
図２Ｂは、携帯電話機１の裏側の外形図である。図２Ｂにおいて、携帯電話機１は、センサ端子１９１および１９２を具備する。センサ端子１９１と１９２とは、それぞれ、センサ１１１と１２１とが発汗量を計測するための端子である。
図２Ｃは、携帯電話機１を図２ＢのＡ‐Ａ’線に沿って切断した断面図である。図２Ｂに示すように、センサ端子１９１および１９２は、携帯電話機１の裏面に突起している。被計測者は、センサ端子１９１および１９２が被計測者の掌に接触するように携帯電話機１を持つ。この状態で被計測者が発汗すると、センサ１１１および１２１の各々を流れる電流値が変化する。センサ１１１および１２１は、これらの電流を出力する。
図２Ａは、携帯電話機１の表側の外形図である。図２Ａにおいて、携帯電話機１は、表示画面１８１と、操作ボタン１８２と、スピーカ１８３とを具備する。表示画面１８１は、液晶パネル等の表示画面であり、運動負荷判定回路１４１が判定した運動負荷を表示する。操作ボタン１８２は、テンキー等の押ボタンを具備し、被計測者の操作入力を受け付ける。スピーカ１８３は、通話相手の会話等の音声を出力する。
図２Ｂは、携帯電話機１の裏側の外形図である。図２Ｂにおいて、携帯電話機１は、センサ端子１９１および１９２を具備する。センサ端子１９１と１９２とは、それぞれ、センサ１１１と１２１とが発汗量を計測するための端子である。
図２Ｃは、携帯電話機１を図２ＢのＡ‐Ａ’線に沿って切断した断面図である。図２Ｂに示すように、センサ端子１９１および１９２は、携帯電話機１の裏面に突起している。被計測者は、センサ端子１９１および１９２が被計測者の掌に接触するように携帯電話機１を持つ。この状態で被計測者が発汗すると、センサ１１１および１２１の各々を流れる電流値が変化する。センサ１１１および１２１は、これらの電流を出力する。
次に、規格化回路１１３および１２３が行う規格化について説明する。
図３Ａ〜３Ｃは、規格化回路１１３が、電流値を発汗量に変換する変換関数の例を示す図である。図３Ａ〜３Ｃの横軸は、センサ１１１が出力する電流値を示す。図３Ａ〜３Ｃの縦軸は、規格化回路１１３が算出する発汗量を示す。
以下、図３Ａに示す変数関数の例について説明する。例えば、室温が摂氏２０度など、被計測者が運動を行う環境と同様の環境において、被計測者が運動を行っていない平常時の発汗量と、所定の負荷の運動を行ったときの発汗量とを予め計測しておく。この場合において、平常時の発汗量を、規格化された発汗量の基準値「１」とし、所定の負荷の運動時の発汗量を「３」とする変換関数を決定しておく。
具体的には、例えば、規格化情報メモリ１１２が、センサ１１１の特性に応じた関数を予め記憶しておく。この関数は、センサ１１１の出力する電流値が入力されると、規格化された発汗量を出力する関数である。この関数は、関数の出力値が「１」となる入力値を示すパラメータと、関数の出力値が「３」となる入力値を示すパラメータとの、２つのパラメータを持つ。このような関数の例を式（１）に示す。
図３Ａ〜３Ｃは、規格化回路１１３が、電流値を発汗量に変換する変換関数の例を示す図である。図３Ａ〜３Ｃの横軸は、センサ１１１が出力する電流値を示す。図３Ａ〜３Ｃの縦軸は、規格化回路１１３が算出する発汗量を示す。
以下、図３Ａに示す変数関数の例について説明する。例えば、室温が摂氏２０度など、被計測者が運動を行う環境と同様の環境において、被計測者が運動を行っていない平常時の発汗量と、所定の負荷の運動を行ったときの発汗量とを予め計測しておく。この場合において、平常時の発汗量を、規格化された発汗量の基準値「１」とし、所定の負荷の運動時の発汗量を「３」とする変換関数を決定しておく。
具体的には、例えば、規格化情報メモリ１１２が、センサ１１１の特性に応じた関数を予め記憶しておく。この関数は、センサ１１１の出力する電流値が入力されると、規格化された発汗量を出力する関数である。この関数は、関数の出力値が「１」となる入力値を示すパラメータと、関数の出力値が「３」となる入力値を示すパラメータとの、２つのパラメータを持つ。このような関数の例を式（１）に示す。
平常時に、被計測者が操作ボタン１８２から、平常時の発汗量の計測を指示する操作入力を行うと、規格化情報生成回路（不図示）が、センサ１１１が出力する電流値を読み取り、関数の出力値が「１」となる入力値を示すパラメータに、読み取った電流値（平常時の計測値Ｖ１）を書き込む。また、被計測者が、所定の負荷の運動を行っている状態で、操作ボタン１８２から、所定の負荷の運動をおこなったときの発汗量の計測を指示する操作入力を行うと、規格化情報生成回路が、センサ１１１が出力する電流値を読み取り、関数の出力値が「３」となる入力値を示すパラメータに、読み取った電流値（所定負荷運動時の計測値Ｖ２）を書き込む。これにより、平常時の発汗量を「１」とし、所定の負荷の運動をおこなったときの発汗量を「３」とする、センサ１１１の特性に応じた変換関数が得られる。
規格化情報メモリ１１２が、この変換関数を記憶しておく。規格化回路１１３は、規格化情報メモリ１１２が記憶する変換関数に基づいて、規格化された発汗量を算出する。
規格化情報メモリ１１２が、この変換関数を記憶しておく。規格化回路１１３は、規格化情報メモリ１１２が記憶する変換関数に基づいて、規格化された発汗量を算出する。
規格化情報メモリ１２２も、規格化情報メモリ１１２と同様に、関数の出力値が「１」となる入力値を示すパラメータと、関数の出力値が「３」となる入力値を示すパラメータとの、２つのパラメータを持ち、センサ１２１の特性に応じた関数を予め記憶しておく。規格化情報生成回路１２５は、規格化情報メモリ１１２が記憶する関数のパラメータにセンサ１１１が出力する電流値を書き込む際に、センサ１２１が出力する電流値も読み取り、規格化情報メモリ１２２が記憶する関数のパラメータに、読み取った電流値（平常時の計測値Ｖ１および所定負荷運動時の計測値Ｖ２）を書き込む。これにより、平常時の発汗量を「１」とし、所定の負荷の運動をおこなったときの発汗量を「３」とする、センサ１２１の特性に応じた変換関数が得られる。
規格化情報メモリ１２２が、この変換関数を記憶しておく。規格化回路１２３は、規格化情報メモリ１２２が記憶する変換関数に基づいて、規格化された発汗量を算出する。
規格化情報メモリ１２２が、この変換関数を記憶しておく。規格化回路１２３は、規格化情報メモリ１２２が記憶する変換関数に基づいて、規格化された発汗量を算出する。
生体情報計測器１１が、この規格化を行うことにより、被計測者毎の個人差にかかわらず、計測値から被計測者の状態を判定することができる。また、センサ毎の特性のばらつきと、後述するように、複数種類の生体情報を計測する場合の生体情報の単位の違いとにかかわらず、複数のセンサによる計測値を比較できる。
すなわち、発汗量から運動負荷を判定する際に、発汗量のより少ない被計測者と、発汗量のより多い被計測者とでは、センサが計測した発汗量が同じ場合でも、発汗量のより少ない被計測者のほうが、より高い負荷の運動中であることが考えられる。規格化回路１１３が、例えば発汗量をミリリットル（ｍｌ）単位で算出するなど、被計測者にかかわらない絶対的な発汗量を算出するのではなく、被計測者の平常時の発汗量を基準とした相対的な発汗量を算出している。このため、算出した発汗量に基づいて、被計測者の特性に応じて適切に運動負荷を判定できる。
また、規格化情報メモリ１１２と１２２とが、それぞれセンサ１１１と１２１との特性に応じた変換関数を記憶している。このため、例えば、同じ発汗量に対してセンサ１１１と１２１とが互いに異なる値の電流を出力するなど、センサの特性によりセンサ毎に測定値のばらつきが生じる場合でも、センサの特性に応じて適切に発汗量を算出できる。
すなわち、発汗量から運動負荷を判定する際に、発汗量のより少ない被計測者と、発汗量のより多い被計測者とでは、センサが計測した発汗量が同じ場合でも、発汗量のより少ない被計測者のほうが、より高い負荷の運動中であることが考えられる。規格化回路１１３が、例えば発汗量をミリリットル（ｍｌ）単位で算出するなど、被計測者にかかわらない絶対的な発汗量を算出するのではなく、被計測者の平常時の発汗量を基準とした相対的な発汗量を算出している。このため、算出した発汗量に基づいて、被計測者の特性に応じて適切に運動負荷を判定できる。
また、規格化情報メモリ１１２と１２２とが、それぞれセンサ１１１と１２１との特性に応じた変換関数を記憶している。このため、例えば、同じ発汗量に対してセンサ１１１と１２１とが互いに異なる値の電流を出力するなど、センサの特性によりセンサ毎に測定値のばらつきが生じる場合でも、センサの特性に応じて適切に発汗量を算出できる。
規格化情報メモリ１１２および１２２が記憶する変換関数や、規格化回路１１３および１２３が算出する発汗量は、上述のものに限らない。
例えば、図３Ｂに示すように、規格化情報メモリ１１２および１２２が、電流値を５段階の発汗量に変換する関数を記憶し、規格化回路１１３および１２３が、発汗量を示す５段階のレベルを算出するようにしてもよい。例えば、発汗量がレベル３の場合は運動負荷が中程度であると判定するなど、発汗量のレベルに基づいて、被計測者の運動負荷を判定できる。
生体情報計測器１１が発汗量をミリリットル単位にて計測する場合について図３Ｃを参照して説明する。この場合は、図３Ｃに示すように、規格化情報メモリ１１２および１２２は、電流値をミリリットル単位の発汗量に変換する関数を記憶する。規格化回路１１３および１２３は、発汗量をミリリットル単位にて算出する。この場合、規格化回路１１３および１２３は、センサ毎の特性のばらつきに応じた発汗量を算出する規格化を行う。
例えば、図３Ｂに示すように、規格化情報メモリ１１２および１２２が、電流値を５段階の発汗量に変換する関数を記憶し、規格化回路１１３および１２３が、発汗量を示す５段階のレベルを算出するようにしてもよい。例えば、発汗量がレベル３の場合は運動負荷が中程度であると判定するなど、発汗量のレベルに基づいて、被計測者の運動負荷を判定できる。
生体情報計測器１１が発汗量をミリリットル単位にて計測する場合について図３Ｃを参照して説明する。この場合は、図３Ｃに示すように、規格化情報メモリ１１２および１２２は、電流値をミリリットル単位の発汗量に変換する関数を記憶する。規格化回路１１３および１２３は、発汗量をミリリットル単位にて算出する。この場合、規格化回路１１３および１２３は、センサ毎の特性のばらつきに応じた発汗量を算出する規格化を行う。
次に、信頼性情報生成回路１１５および１２５が算出する信頼性情報について説明する。
図４Ａ〜４Ｃは、発汗量の計測が正常に行われた場合の信頼性情報の例を示す図である。
図４Ａは、発汗量の計測が正常に行われた場合に、規格化回路１１３が算出する発汗量の例を示す図である。図４Ａにおいて、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は発汗量Ｗを示す。
図４Ａに示す例では、被計測者は時刻ｔ１に運動を開始し、時刻ｔ２に運動を終了している。運動開始前の発汗量は、平常時の値「１」であり、運動開始後は発汗量が増加している。運動終了後は、発汗量が減少し、時間の経過により平常時の値「１」に戻っている。
図４Ａ〜４Ｃは、発汗量の計測が正常に行われた場合の信頼性情報の例を示す図である。
図４Ａは、発汗量の計測が正常に行われた場合に、規格化回路１１３が算出する発汗量の例を示す図である。図４Ａにおいて、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は発汗量Ｗを示す。
図４Ａに示す例では、被計測者は時刻ｔ１に運動を開始し、時刻ｔ２に運動を終了している。運動開始前の発汗量は、平常時の値「１」であり、運動開始後は発汗量が増加している。運動終了後は、発汗量が減少し、時間の経過により平常時の値「１」に戻っている。
図４Ｂは、図４Ａにおける発汗量の変化量の絶対値｜ｄＷ／ｄｔ｜を示す図である。図４Ｂにおいて、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は発汗量の変化量の絶対値｜ｄＷ／ｄｔ｜を示す。図４Ｂに示す基準値ｃは、発汗量の計測が正常に行われた場合の、発汗量の変化量の絶対値の最大値よりも大きな値である。
図４Ｃは、図４Ａの発汗量に対して信頼性情報生成回路１１５が算出する信頼性情報を示す図である。図４Ｃにおいて、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は信頼性情報Ｒの値を示す。
信頼性情報は、例えば、式（２）を用いて算出できる。
図４Ｃは、図４Ａの発汗量に対して信頼性情報生成回路１１５が算出する信頼性情報を示す図である。図４Ｃにおいて、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は信頼性情報Ｒの値を示す。
信頼性情報は、例えば、式（２）を用いて算出できる。
式（２）は、基準値ｃ以上となった変化量の絶対値の積分を算出し、算出した値が０のときに信頼性情報Ｒが１となり、算出した値が大きくなるにつれて信頼性情報Ｒが小さくなる関数である。このように、発汗量が急激に変化した場合に値が小さくなる信頼性情報を算出することにより、この信頼性情報を重みとして用いて、各センサの計測値から算出される生体情報を加重平均できる。センサ端子の部分剥離などの計測異常により、生体情報の値が急激に変化すると、重み（信頼性情報の値）が小さくなる。このため、計測異常が検出されない生体情報の重みを相対的に大きくして加重平均を行うことができ、より正確に生体情報を算出できる。
信頼性情報は、０以上かつ１以下の値を取り、値が大きいほど、規格化回路１１３が算出した発汗量の信頼性が高いことを示す。図４Ｂに示すように、発汗量の変化量の絶対値が基準値ｃ未満の場合は、信頼性情報の値は「１」のままである。
信頼性情報は、０以上かつ１以下の値を取り、値が大きいほど、規格化回路１１３が算出した発汗量の信頼性が高いことを示す。図４Ｂに示すように、発汗量の変化量の絶対値が基準値ｃ未満の場合は、信頼性情報の値は「１」のままである。
図５Ａ〜５Ｃは、発汗量の計測中にセンサ端子１９１が部分剥離した場合の信頼性情報の例を示す図である。
図５Ａは、発汗量の計測中にセンサ端子１９１が部分剥離した場合に、規格化回路１１３が算出する発汗量の例を示す図である。図５Ａに示す場合においては、図４Ａと同様に、時刻ｔ１における運動開始後は発汗量が増加している。しかしながら、時刻ｔ３にてセンサ端子１９１が部分剥離し、発汗量（規格化回路１１３の算出値）が減少している。センサ端子１９１の部分剥離は、例えば、被計測者が携帯電話機１を握りなおし、握りなおした後の状態では、センサ端子１９１の一部が掌と非接触となることにより生じる。
センサ端子１９１の部分剥離の後、時刻ｔ２における運動終了後は発汗量が減少し、センサ端子が部分剥離している。このため、平常時の値「１」よりも小さい発汗量で定常状態となっている。
図５Ａは、発汗量の計測中にセンサ端子１９１が部分剥離した場合に、規格化回路１１３が算出する発汗量の例を示す図である。図５Ａに示す場合においては、図４Ａと同様に、時刻ｔ１における運動開始後は発汗量が増加している。しかしながら、時刻ｔ３にてセンサ端子１９１が部分剥離し、発汗量（規格化回路１１３の算出値）が減少している。センサ端子１９１の部分剥離は、例えば、被計測者が携帯電話機１を握りなおし、握りなおした後の状態では、センサ端子１９１の一部が掌と非接触となることにより生じる。
センサ端子１９１の部分剥離の後、時刻ｔ２における運動終了後は発汗量が減少し、センサ端子が部分剥離している。このため、平常時の値「１」よりも小さい発汗量で定常状態となっている。
図５Ｂは、図５Ａにおける発汗量の変化量の絶対値｜ｄＷ／ｄｔ｜を示す図である。センサ端子が部分剥離した場合は、運動による発汗量の変化よりも急激に発汗量が変化する。このため、図５Ｂの例では、センサ端子１９１が部分剥離した時刻ｔ３において、基準値ｃ以上の変化が示されている。
図５Ｃは、図５Ａの発汗量に対して信頼性情報生成回路１１５が算出する信頼性情報を示す図である。センサ端子が部分剥離する前の状態では、信頼性情報の値は「１」となっている。これに対し、センサ端子が部分剥離し、図５Ｂに示すように、発汗量の変化量の絶対値が基準値ｃ以上となった後は、信頼性情報の値は「１」よりも小さい値となっている。
図５Ｂのように、基準値ｃを定めておき、この基準値ｃ以上となった変化量を検出することは、予め定められた時間内における予め定められた値以上の変化量を検出することに相当する。すなわち、基準値ｃは、発汗量／時間の次元で設定されるので、ある時間内に、ある発汗量以上の変化があったことを検出する。
図５Ｃは、図５Ａの発汗量に対して信頼性情報生成回路１１５が算出する信頼性情報を示す図である。センサ端子が部分剥離する前の状態では、信頼性情報の値は「１」となっている。これに対し、センサ端子が部分剥離し、図５Ｂに示すように、発汗量の変化量の絶対値が基準値ｃ以上となった後は、信頼性情報の値は「１」よりも小さい値となっている。
図５Ｂのように、基準値ｃを定めておき、この基準値ｃ以上となった変化量を検出することは、予め定められた時間内における予め定められた値以上の変化量を検出することに相当する。すなわち、基準値ｃは、発汗量／時間の次元で設定されるので、ある時間内に、ある発汗量以上の変化があったことを検出する。
次に、携帯電話機１の動作について説明する。
図６は、携帯電話機１が、被計測者の生体情報を計測して運動負荷を判定し表示する処理手順を示すフローチャートである。被計測者がセンサ端子１９１および１９２を掌に接触させ、操作ボタン１８２から運動負荷の判定を指示する操作入力を行うと、携帯電話機１は、図６の処理を開始する。
まず、センサ１１１および１２１が、被計測者の生体情報として、発汗量を計測し、計測した発汗量に応じた電流を出力する（ステップＳ１）。次に、規格化回路１１３は、センサ１１１が出力する電流と、規格化情報メモリ１１２が予め記憶する、上述のように平常時の発汗量を「１」とする変換関数とに基づいて、規格化された発汗量を算出する。規格化回路１１３は、算出した発汗量を生体情報メモリ１１４に書き込み、また、加重平均回路１３１に出力する。同様に、規格化回路１２３は、センサ１２１が出力する電流と、規格化情報メモリ１２２が予め記憶する変換関数とに基づいて、規格化された発汗量を算出する。規格化回路１２３は、算出した発汗量を生体情報メモリ１２４に書き込み、また、加重平均回路１３１に出力する（以上、ステップＳ２）。
図６は、携帯電話機１が、被計測者の生体情報を計測して運動負荷を判定し表示する処理手順を示すフローチャートである。被計測者がセンサ端子１９１および１９２を掌に接触させ、操作ボタン１８２から運動負荷の判定を指示する操作入力を行うと、携帯電話機１は、図６の処理を開始する。
まず、センサ１１１および１２１が、被計測者の生体情報として、発汗量を計測し、計測した発汗量に応じた電流を出力する（ステップＳ１）。次に、規格化回路１１３は、センサ１１１が出力する電流と、規格化情報メモリ１１２が予め記憶する、上述のように平常時の発汗量を「１」とする変換関数とに基づいて、規格化された発汗量を算出する。規格化回路１１３は、算出した発汗量を生体情報メモリ１１４に書き込み、また、加重平均回路１３１に出力する。同様に、規格化回路１２３は、センサ１２１が出力する電流と、規格化情報メモリ１２２が予め記憶する変換関数とに基づいて、規格化された発汗量を算出する。規格化回路１２３は、算出した発汗量を生体情報メモリ１２４に書き込み、また、加重平均回路１３１に出力する（以上、ステップＳ２）。
信頼性情報生成回路１１５は、規格化回路１１３が算出する発汗量を生体情報メモリ１２４から読み出し、読み出した発汗量の変化量の絶対値を算出し、図４Ａ〜図５Ｃで説明したように、発汗量が所定の基準値以上に大きく変化する場合に、この、基準値以上の変化がない場合の信頼性情報よりも小さい値となる信頼性情報を生成する。信頼性情報生成回路１１５は、生成した信頼性情報を加重平均回路１３１に出力する。同様に、信頼性情報生成回路１２５は、規格化回路１２３が算出する発汗量に基づいて信頼性情報を生成し、生成した信頼性情報を加重平均回路１３１に出力する（以上、ステップＳ３）。
加重平均回路１３１は、信頼性情報生成回路１１５が生成する信頼性情報を、規格化回路１１３が算出する発汗量の重みとし、信頼性情報生成回路１２５が生成する信頼性情報を、規格化回路１２３が算出する発汗量の重みとして、規格化回路１１３が算出する発汗量と規格化回路１２３が算出する発汗量との加重平均を算出する（ステップＳ４）。
加重平均回路１３１は、信頼性情報生成回路１１５が生成する信頼性情報を、規格化回路１１３が算出する発汗量の重みとし、信頼性情報生成回路１２５が生成する信頼性情報を、規格化回路１２３が算出する発汗量の重みとして、規格化回路１１３が算出する発汗量と規格化回路１２３が算出する発汗量との加重平均を算出する（ステップＳ４）。
運動負荷判定回路１４１は、加重平均回路１３１が算出する発汗量（の加重平均）に基づいて、被計測者の運動負荷を判定する（ステップＳ５）。例えば、運動負荷判定回路１４１は、運動負荷レベルの境界における発汗量を示す閾値定数ｋ１およびｋ２を予め記憶しておく。加重平均回路１３１が算出する発汗量が定数ｋ１以下の場合は、運動負荷判定回路１４１は、適切な運動負荷のレベルである「正常」と判定する。加重平均回路１３１が算出する発汗量が定数ｋ１よりも大きく定数ｋ２以下の場合は、運動負荷判定回路１４１は、やや過度の運動負荷のレベルである「負荷中」と判定する。加重平均回路１３１が算出する発汗量が定数ｋ２よりも大きい場合は、運動負荷判定回路１４１は、過度の運動負荷のレベルである「負荷大」と判定する。
表示回路１４２は、運動負荷判定回路１４１が判定した運動負荷を表示する。これにより、被計測者は、表示回路１４２が表示する運動負荷を参考にして、適度な負荷で運動を行える。
表示回路１４２は、運動負荷判定回路１４１が判定した運動負荷を表示する。これにより、被計測者は、表示回路１４２が表示する運動負荷を参考にして、適度な負荷で運動を行える。
次に、携帯電話機１が行う運動負荷の判定の結果について説明する。
表１は、正常に計測が行われた場合における、発汗量の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表１は、正常に計測が行われた場合における、発汗量の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表１では、温度および湿度が一定の部屋で十分安静にした後、被計測者が一定時間踏み台昇降を行った際の、踏み台昇降開始から１分、５分、１０分および１５分経過時における、センサ１１１とセンサ１２１との各々により計測される発汗量（規格化された値）と、携帯電話機１による判定結果とが示されている。併せて、同表に示す発汗量に基づいて、加重平均を行わずに、両センサ値の差が予め定められた値以上になるとエラーと判定する方法による判定結果が参考結果１に示されている。また、センサ１１１による計測値のみを用いて判定を行う方法による判定結果が参考結果２に示されている。
表１の発汗量は、図３Ａ〜３Ｃで説明したように、被計測者の平常状態における計測データで規格化した値である。判定結果の「正常」は、身体能力に適した運動量であることを示す。「負荷中」は、身体能力に対して、やや過度の負荷であることを示す。「負荷大」は、身体能力に対して、過度の負荷であることを示す。表１において、「＊＊」は、測定確度が大きいことを示す。「＊」は、測定確度が小さいことを示す。表２〜８における表記も表１と同様の意味である。
表１に示すように、正常に計測が行われた場合は、いずれの判定方法によっても適切な判定結果が得られる。
このように、正常に計測が行われた場合においては、携帯電話機１による判定では、複数のセンサによる計測結果を平均して判定を行う点で、センサの精度による測定誤差の影響が小さくなり、より確度の高い計測を行える。
表１の発汗量は、図３Ａ〜３Ｃで説明したように、被計測者の平常状態における計測データで規格化した値である。判定結果の「正常」は、身体能力に適した運動量であることを示す。「負荷中」は、身体能力に対して、やや過度の負荷であることを示す。「負荷大」は、身体能力に対して、過度の負荷であることを示す。表１において、「＊＊」は、測定確度が大きいことを示す。「＊」は、測定確度が小さいことを示す。表２〜８における表記も表１と同様の意味である。
表１に示すように、正常に計測が行われた場合は、いずれの判定方法によっても適切な判定結果が得られる。
このように、正常に計測が行われた場合においては、携帯電話機１による判定では、複数のセンサによる計測結果を平均して判定を行う点で、センサの精度による測定誤差の影響が小さくなり、より確度の高い計測を行える。
表２は、センサ端子の部分剥離による計測異常が生じた場合における、発汗量の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表２における計測条件は、表１の場合と同様である。表２の場合においては、１分経過時から５分経過時までの間に、センサ端子１９１の部分剥離が生じている。このため、５分、１０分および１５分経過時においては、センサ１１１による計測値が小さくなる計測異常が生じている。
その結果、加重平均を算出しない参考結果１では、センサ１１１による計測値とセンサ１２１による計測値との差が大きいために負荷の判定が行われず、「エラー」となっている。
センサ１１１による計測値のみを用いる参考結果２では、センサ端子の部分剥離のために「負荷中」と判定する閾値以上に計測結果が大きくならず、いずれの経過時間においても「正常」との判定結果となっている。すなわち、１０分経過時は「負荷中」と判定すべきところが「正常」と判定されている。また、１５分経過時は「負荷大」と判定すべきところが「正常」と判定されている。このように、いずれも不適切な判定結果が示されている。
これに対して、携帯電話機１による判定では、センサ端子１９１の部分剥離時の計測値の急激な減少を検出してセンサ１１１による計測値の信頼性情報が小さく算出される。これにより、部分剥離後も適切な判定結果が示されている。
このように、片方のセンサに計測異常が生じた場合においては、携帯電話機１による判定では、重み付けの補正を行って判定結果に対する計測異常データの寄与度を小さくすることにより、計測エラーとならず、かつ、適切に判定することができる。
その結果、加重平均を算出しない参考結果１では、センサ１１１による計測値とセンサ１２１による計測値との差が大きいために負荷の判定が行われず、「エラー」となっている。
センサ１１１による計測値のみを用いる参考結果２では、センサ端子の部分剥離のために「負荷中」と判定する閾値以上に計測結果が大きくならず、いずれの経過時間においても「正常」との判定結果となっている。すなわち、１０分経過時は「負荷中」と判定すべきところが「正常」と判定されている。また、１５分経過時は「負荷大」と判定すべきところが「正常」と判定されている。このように、いずれも不適切な判定結果が示されている。
これに対して、携帯電話機１による判定では、センサ端子１９１の部分剥離時の計測値の急激な減少を検出してセンサ１１１による計測値の信頼性情報が小さく算出される。これにより、部分剥離後も適切な判定結果が示されている。
このように、片方のセンサに計測異常が生じた場合においては、携帯電話機１による判定では、重み付けの補正を行って判定結果に対する計測異常データの寄与度を小さくすることにより、計測エラーとならず、かつ、適切に判定することができる。
以上のように、生体情報計測器１１は、生体情報の急激な変化を検出することにより、センサ端子の部分剥離等の計測異常を検出し、検出した計測異常に応じた信頼性情報を生成する。このため、生体情報計測器１１は、この信頼性情報に基づいて生体情報の重み付け平均を算出し、より正確な生体情報を計測できる。これにより、携帯電話機１は、生体情報計測器１１が計測する生体情報を用いて、被計測者の運動負荷をより適切に判定できる。
特に、携帯電話機等の携帯端末装置では、小型化およびコストダウンの要求により、複雑な構造を有する高価なセンサを実装できない。また、携帯端末装置の持ち方がユーザの癖や使用時の状況によって大きく異なる。このため、生体情報を計測する際に計測異常が生じる可能性が高い。上述した携帯電話機１では、センサ１１１および１２１に小型かつ低コストのセンサを用いることができる。また、携帯電話機１では、信頼性情報に基づいて複数の生体情報の加重平均を算出することで、より正確な生体情報を計測し、被計測者の運動負荷をより適切に判定できる。
特に、携帯電話機等の携帯端末装置では、小型化およびコストダウンの要求により、複雑な構造を有する高価なセンサを実装できない。また、携帯端末装置の持ち方がユーザの癖や使用時の状況によって大きく異なる。このため、生体情報を計測する際に計測異常が生じる可能性が高い。上述した携帯電話機１では、センサ１１１および１２１に小型かつ低コストのセンサを用いることができる。また、携帯電話機１では、信頼性情報に基づいて複数の生体情報の加重平均を算出することで、より正確な生体情報を計測し、被計測者の運動負荷をより適切に判定できる。
センサ１１１および１２１は、上述した発汗センサに限らない。センサ１１１および１２１は、例えば、心拍数を計測する心拍センサであってもよい。心拍数の変化を計測することにより、上述した発汗量の計測の場合と同様に、被計測者の運動負荷を判定できる。
また、携帯電話機１が具備するセンサの数は上述した２つに限らない。携帯電話機１が３つ以上のセンサを具備する場合も、上記と同様に信頼性情報を生成し、加重平均をとることで、生体情報の計測精度を高め、運動負荷を適切に判定できる。
携帯電話機１が、上述した、生体情報の変化量により計測異常を検出する方法と、他の計測異常を検出する方法とを併用するようにしてもよい。例えば、生体情報の値が予め定められた閾値以下の場合に計測異常であると判定することにより、計測開始前からセンサ端子が剥離している場合等を検出できる。携帯電話機１は、この計測異常を検出した場合に、該当する生体情報の信頼性情報の値を小さくすることができる。あるいは、携帯電話機１がエラーを表示するようにしてもよい。
また、携帯電話機１が具備するセンサの数は上述した２つに限らない。携帯電話機１が３つ以上のセンサを具備する場合も、上記と同様に信頼性情報を生成し、加重平均をとることで、生体情報の計測精度を高め、運動負荷を適切に判定できる。
携帯電話機１が、上述した、生体情報の変化量により計測異常を検出する方法と、他の計測異常を検出する方法とを併用するようにしてもよい。例えば、生体情報の値が予め定められた閾値以下の場合に計測異常であると判定することにより、計測開始前からセンサ端子が剥離している場合等を検出できる。携帯電話機１は、この計測異常を検出した場合に、該当する生体情報の信頼性情報の値を小さくすることができる。あるいは、携帯電話機１がエラーを表示するようにしてもよい。
上記では、本実施形態に係る携帯電話機について説明したが、これに限らない。本実施形態は、例えば、パームトップパソコン（Perm Top Personal Computer）など、他の携帯端末装置に適用してもよい。本実施形態は、腕時計に適用してもよいし、運動器具に適用してもよいし、ベルト等で人体に固定する生体情報計測専用の機器に適用してもよい。
生体情報メモリ１１４が、センサ１１１が出力し規格化される前の生体情報を記憶し、信頼性情報生成回路１１５が、この生体情報に基づいて信頼性情報を生成するようにしてもよい。特に、前述したように、規格化回路１１３が発汗量のレベルを出力する場合は、規格化後の生体情報からは、センサ１１１が出力する生体情報の急激な変化を検出することができない。したがって、この場合は、生体情報メモリ１１４が、センサ１１１が出力し規格化される前の生体情報を記憶し、信頼性情報生成回路１１５が、この生体情報に基づいて信頼性情報を生成する必要がある。生体情報メモリ１２４および信頼性情報生成回路１２５についても同様である。
生体情報メモリ１１４が、センサ１１１が出力し規格化される前の生体情報を記憶し、信頼性情報生成回路１１５が、この生体情報に基づいて信頼性情報を生成するようにしてもよい。特に、前述したように、規格化回路１１３が発汗量のレベルを出力する場合は、規格化後の生体情報からは、センサ１１１が出力する生体情報の急激な変化を検出することができない。したがって、この場合は、生体情報メモリ１１４が、センサ１１１が出力し規格化される前の生体情報を記憶し、信頼性情報生成回路１１５が、この生体情報に基づいて信頼性情報を生成する必要がある。生体情報メモリ１２４および信頼性情報生成回路１２５についても同様である。
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、携帯電話機が、同じ種類の生体情報を計測する複数のセンサを具備する場合について説明した。これに対して、本実施形態では、携帯電話機が、互いに異なる種類の生体情報を計測する複数のセンサを具備する場合について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態における携帯電話機（携帯端末装置）２の概略構成を示す構成図である。図７において、携帯電話機２は、生体情報計測器２１と、運動負荷判定回路１４１と、表示回路１４２とを具備する。生体情報計測器２１は、センサ１１１および２２１と、規格化情報メモリ１１２および２２２と、規格化回路１１３および１２３と、生体情報メモリ１１４および１２４と、信頼性情報生成回路１１５および１２５と、加重平均回路１３１とを具備する。図７において、図１の各部に対応し、その機能も同一である部分には同一の符号（１１１〜１１５、１２３〜１２５、１３１、１４１、１４２）を付し、説明を省略する。
携帯電話機１と同様、携帯電話機２は、被計測者が通話を行う際などに音声信号を電気信号に変換する音声処理回路や、他の電話機等との通信を行う通信回路など、図７に示す以外の部分も具備する。
センサ１１１、２２１のセンサ端子の配置は、それぞれ図２Ｂおよび２Ｃのセンサ端子１９１、１９２と同様である。
第１の実施形態では、携帯電話機が、同じ種類の生体情報を計測する複数のセンサを具備する場合について説明した。これに対して、本実施形態では、携帯電話機が、互いに異なる種類の生体情報を計測する複数のセンサを具備する場合について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態における携帯電話機（携帯端末装置）２の概略構成を示す構成図である。図７において、携帯電話機２は、生体情報計測器２１と、運動負荷判定回路１４１と、表示回路１４２とを具備する。生体情報計測器２１は、センサ１１１および２２１と、規格化情報メモリ１１２および２２２と、規格化回路１１３および１２３と、生体情報メモリ１１４および１２４と、信頼性情報生成回路１１５および１２５と、加重平均回路１３１とを具備する。図７において、図１の各部に対応し、その機能も同一である部分には同一の符号（１１１〜１１５、１２３〜１２５、１３１、１４１、１４２）を付し、説明を省略する。
携帯電話機１と同様、携帯電話機２は、被計測者が通話を行う際などに音声信号を電気信号に変換する音声処理回路や、他の電話機等との通信を行う通信回路など、図７に示す以外の部分も具備する。
センサ１１１、２２１のセンサ端子の配置は、それぞれ図２Ｂおよび２Ｃのセンサ端子１９１、１９２と同様である。
センサ２２１は、心拍センサであり、被計測者の心拍数を計測する。
規格化情報メモリ２２２は、規格化回路１２３が規格化を行うための情報である規格化情報を記憶する。
規格化情報メモリ２２２が記憶する規格化情報は、センサ２２１が計測する心拍数を規格化するための関数である。規格化情報メモリ２２２が記憶する規格化情報は、平常時の心拍数を、規格化された心拍数の基準値「１」に変換する。また、規格化情報メモリ２２２が記憶する規格化情報は、前述した、規格化情報メモリ１１２が発汗量を「３」とする所定の負荷の運動時における心拍数を、規格化された心拍数「３」に変換する。
このように、発汗量および心拍数など、複数種類の生体情報を、被計測者の平常時の生体情報や、所定の負荷の運動時における生体情報など、共通の基準に基づいて規格化することにより、生体情報の種類の違いによる単位の違いにかかわらず、複数種類の生体情報を比較できる。
規格化情報メモリ２２２は、規格化回路１２３が規格化を行うための情報である規格化情報を記憶する。
規格化情報メモリ２２２が記憶する規格化情報は、センサ２２１が計測する心拍数を規格化するための関数である。規格化情報メモリ２２２が記憶する規格化情報は、平常時の心拍数を、規格化された心拍数の基準値「１」に変換する。また、規格化情報メモリ２２２が記憶する規格化情報は、前述した、規格化情報メモリ１１２が発汗量を「３」とする所定の負荷の運動時における心拍数を、規格化された心拍数「３」に変換する。
このように、発汗量および心拍数など、複数種類の生体情報を、被計測者の平常時の生体情報や、所定の負荷の運動時における生体情報など、共通の基準に基づいて規格化することにより、生体情報の種類の違いによる単位の違いにかかわらず、複数種類の生体情報を比較できる。
次に、携帯電話機２が行う運動負荷の判定の結果について説明する。
表３は、正常に計測が行われた場合における、発汗量および心拍数の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表３は、正常に計測が行われた場合における、発汗量および心拍数の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表３では、温度および湿度が一定の部屋で十分安静にした後、被計測者が一定時間踏み台昇降を行った際の、踏み台昇降開始から１分、５分、１０分および１５分経過時における、センサ１１１により計測される発汗量（規格化された値）とセンサ２２１により計測される心拍数（規格化された値）と、携帯電話機２による判定結果とが示されている。併せて、表３に示す発汗量および心拍数に基づいて、加重平均を行わずに、両センサ値の差が予め定められた値以上になるとエラーと判定する方法による判定結果が参考結果１に示されている。また、センサ１１１による計測値のみを用いて判定を行う方法による判定結果が参考結果２に示されている。
表１の場合と同様、表３の発汗量および心拍数は、被計測者の平常状態における計測データで規格化した値である。判定結果の「正常」、「負荷中」「負荷大」および「＊＊」、「＊」の表記は、表１で説明したのと同様の意味である。
表３の、１０分経過時において、携帯電話機２の判定結果と参考結果１とは「負荷大」となっているのに対して、参考結果２は「負荷中」となっている。これは、運動負荷の増大と発汗量の増加との間に時間差が生じ、発汗量のみに基づく参考結果２では、運動負荷の増大が充分に反映されず「負荷中」となったためである。これに対して、運動負荷の増大と心拍数の増加との間の時間差は小さいため、発汗量に加えて心拍数も用いる携帯電話機２の判定結果と参考結果１とでは、運動負荷の増大を適切に反映して「負荷大」との判定がなされている。他の経過時間においては、いずれの判定方法によっても適切な判定結果が得られている。
表１の場合と同様、表３の発汗量および心拍数は、被計測者の平常状態における計測データで規格化した値である。判定結果の「正常」、「負荷中」「負荷大」および「＊＊」、「＊」の表記は、表１で説明したのと同様の意味である。
表３の、１０分経過時において、携帯電話機２の判定結果と参考結果１とは「負荷大」となっているのに対して、参考結果２は「負荷中」となっている。これは、運動負荷の増大と発汗量の増加との間に時間差が生じ、発汗量のみに基づく参考結果２では、運動負荷の増大が充分に反映されず「負荷中」となったためである。これに対して、運動負荷の増大と心拍数の増加との間の時間差は小さいため、発汗量に加えて心拍数も用いる携帯電話機２の判定結果と参考結果１とでは、運動負荷の増大を適切に反映して「負荷大」との判定がなされている。他の経過時間においては、いずれの判定方法によっても適切な判定結果が得られている。
このように、正常に計測が行われた場合においては、携帯電話機２による判定では、複数種類のセンサによる計測結果を平均して判定を行う点で、生体情報の種類毎の特性や個人差の影響が小さくなり、より精度の高い判定を行える。例えば、上述した１０分経過時のように、生体情報の種類によっては、運動負荷の変化が生体情報の変化に反映されるまでに時間差が生じる場合がある。複数種類の生体情報を計測することにより、この、時間差による影響を受けにくくできる。あるいは、例えば、発汗量の少ない被計測者の場合、運動を行っても発汗量の変化が小さく、この発汗量のみに基づいて運動負荷を判定すると精度が低くなることが考えられる。このような場合に、発汗量の計測に加えて心拍数の計測も行うことにより、運動負荷に応じた変化のより大きい計測値が得られ、より精度の高い判定を行うことができる。
表４は、センサ端子の部分剥離による計測異常が生じた場合における、発汗量および心拍数の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表４における計測条件は、表３の場合と同様である。表４においては、１分経過時から５分経過時までの間に、センサ端子の部分剥離が生じている。このため、５分、１０分および１５分経過時においては、センサ１１１による計測値が小さくなる計測異常が生じている。
その結果、加重平均を算出しない参考結果１では、センサ１１１による計測値とセンサ２２１による計測値との差が大きいために負荷の判定が行われず、「エラー」となっている。
また、センサ１１１による計測値のみを用いる参考結果２では、センサ端子の部分剥離のために「負荷中」と判定する閾値以上に計測結果が大きくならず、いずれの経過時間においても「正常」との判定結果となっている。すなわち、１０分経過時および１５分経過時において、いずれも「負荷大」と判定すべきところが「正常」と判定されており、不適切な判定結果が示されている。
これに対して、携帯電話機２による判定では、センサ端子の部分剥離時の計測値の急激な減少を検出してセンサ１１１による計測値の信頼性情報が小さく算出される。これにより、部分剥離後も適切な判定結果が示されている。
このように、片方のセンサに計測異常が生じた場合においては、携帯電話機１による判定では、重み付けの補正を行って判定結果に対する計測異常データの寄与度を小さくしている。その結果、計測エラーとならず、かつ、適切に判定することができる。
その結果、加重平均を算出しない参考結果１では、センサ１１１による計測値とセンサ２２１による計測値との差が大きいために負荷の判定が行われず、「エラー」となっている。
また、センサ１１１による計測値のみを用いる参考結果２では、センサ端子の部分剥離のために「負荷中」と判定する閾値以上に計測結果が大きくならず、いずれの経過時間においても「正常」との判定結果となっている。すなわち、１０分経過時および１５分経過時において、いずれも「負荷大」と判定すべきところが「正常」と判定されており、不適切な判定結果が示されている。
これに対して、携帯電話機２による判定では、センサ端子の部分剥離時の計測値の急激な減少を検出してセンサ１１１による計測値の信頼性情報が小さく算出される。これにより、部分剥離後も適切な判定結果が示されている。
このように、片方のセンサに計測異常が生じた場合においては、携帯電話機１による判定では、重み付けの補正を行って判定結果に対する計測異常データの寄与度を小さくしている。その結果、計測エラーとならず、かつ、適切に判定することができる。
＜第３の実施形態＞
図８は、本発明の第３の実施形態における携帯電話機（携帯端末装置）３の概略構成を示す構成図である。図８において、携帯電話機３は、生体情報計測器３１と、運動負荷判定回路１４１と、表示回路１４２とを具備する。生体情報計測器３１は、センサ１１１および２２１と、規格化情報メモリ１１２および２２２と、規格化回路１１３および１２３と、生体情報メモリ１１４および１２４と、信頼性情報生成回路３１５および３２５と、加重平均回路１３１とを具備する。図８において、図１の各部に対応し、その機能も同一である部分には同一の符号（１１１〜１１４、２２１、２２２、１２３、１２４、１３１、１４１、１４２）を付し、説明を省略する。
携帯電話機１と同様、携帯電話機３は、被計測者が通話を行う際などに音声信号を電気信号に変換する音声処理回路や、他の電話機等との通信を行う通信回路など、同図に示す以外の部分も具備する。
センサ１１１、２２１のセンサ端子の配置は、それぞれ図２のセンサ端子１９１、１９２と同様である。
図８は、本発明の第３の実施形態における携帯電話機（携帯端末装置）３の概略構成を示す構成図である。図８において、携帯電話機３は、生体情報計測器３１と、運動負荷判定回路１４１と、表示回路１４２とを具備する。生体情報計測器３１は、センサ１１１および２２１と、規格化情報メモリ１１２および２２２と、規格化回路１１３および１２３と、生体情報メモリ１１４および１２４と、信頼性情報生成回路３１５および３２５と、加重平均回路１３１とを具備する。図８において、図１の各部に対応し、その機能も同一である部分には同一の符号（１１１〜１１４、２２１、２２２、１２３、１２４、１３１、１４１、１４２）を付し、説明を省略する。
携帯電話機１と同様、携帯電話機３は、被計測者が通話を行う際などに音声信号を電気信号に変換する音声処理回路や、他の電話機等との通信を行う通信回路など、同図に示す以外の部分も具備する。
センサ１１１、２２１のセンサ端子の配置は、それぞれ図２のセンサ端子１９１、１９２と同様である。
信頼性情報生成回路３１５は、第１の実施形態の信頼性情報生成回路１１５（図１）が生成する信頼性情報に、規格化回路１１３が算出する生体情報の増減と規格化回路１２３が算出する生体情報の増減との異同を加味した信頼性情報を生成する。
具体的には、信頼性情報生成回路３１５は、生体情報メモリ１１４から規格化された発汗量を読み出し、現時点において、この発汗量が増加しているか減少しているかを判定する。同様に、信頼性情報生成回路３１５は、生体情報メモリ１２４から規格化された心拍数を読み出し、現時点において、この心拍数が増加しているか減少しているか無変化であるかを判定する。
具体的には、信頼性情報生成回路３１５は、生体情報メモリ１１４から規格化された発汗量を読み出し、現時点において、この発汗量が増加しているか減少しているかを判定する。同様に、信頼性情報生成回路３１５は、生体情報メモリ１２４から規格化された心拍数を読み出し、現時点において、この心拍数が増加しているか減少しているか無変化であるかを判定する。
信頼性情報生成回路３１５が、生体情報メモリ１１４から読み出した発汗量と生体情報メモリ１２４から読み出した心拍数とが、共に増加または無変化であると判定した場合、あるいは、共に減少または無変化であると判定した場合について説明する。この場合、信頼性情報生成回路３１５は、第２の実施形態で説明した、生体情報の変化量に基づく信頼性情報の値に、「０．３」を加算した値を信頼性情報として算出する。例えば、図４Ｂのように、生体情報の変化量が基準値ｃ以下の場合は、生体情報の変化量に基づく信頼性情報の値は「１」であり、信頼性情報生成回路３１５は、信頼性情報の値として「１．３」を算出する。
信頼性情報生成回路３１５が、生体情報メモリ１１４から読み出した発汗量が増加し、生体情報メモリ１２４から読み出した心拍数が減少していると判定した場合について説明する。この場合、信頼性情報生成回路３１５は、第２の実施形態で説明した、生体情報の変化量に基づく信頼性情報の値に、「０．１」を加算した値を信頼性情報として算出する。
信頼性情報生成回路３１５が、生体情報メモリ１１４から読み出した発汗量が減少し、生体情報メモリ１２４から読み出した心拍数が増加していると判定した場合について説明する。この場合、信頼性情報生成回路３１５は、第２の実施形態で説明した、生体情報の変化量に基づく信頼性情報の値に、「０」を加算した値、すなわち何も加算しない値を信頼性情報として算出する。
信頼性情報生成回路３１５が、生体情報メモリ１１４から読み出した発汗量が増加し、生体情報メモリ１２４から読み出した心拍数が減少していると判定した場合について説明する。この場合、信頼性情報生成回路３１５は、第２の実施形態で説明した、生体情報の変化量に基づく信頼性情報の値に、「０．１」を加算した値を信頼性情報として算出する。
信頼性情報生成回路３１５が、生体情報メモリ１１４から読み出した発汗量が減少し、生体情報メモリ１２４から読み出した心拍数が増加していると判定した場合について説明する。この場合、信頼性情報生成回路３１５は、第２の実施形態で説明した、生体情報の変化量に基づく信頼性情報の値に、「０」を加算した値、すなわち何も加算しない値を信頼性情報として算出する。
このように、複数の生体情報が同様の増減傾向を示す場合は、被計測者の運動負荷を反映して生体情報の値が変化していることが考えられ、これらの値を用いることにより、運動負荷をより適切に判定できることが期待できる。
一方、複数の生体情報が互いに異なる増減傾向を示す場合は、いずれかの生体情報の値の変化は、被計測者の運動負荷を反映していないことになり、この生体情報の値は、例えば、センサ端子の剥離が徐々に生じているなど、計測異常を生じている可能性がある。そこで、これらの生体情報の増減傾向を信頼性情報に加味する。この際、センサ端子の剥離が徐々に生じている場合や、センサの故障により感度が徐々に鈍くなる場合など、値が減少する生体情報の信頼性が低いことが考えられる。そこで、上述したように、値が減少する生体情報に対しては、値が増加する生体情報の信頼性よりも小さい値の信頼性情報を加算する。
もっとも、例えば、発汗量などの生体情報が運動負荷の増減に遅れて増減する場合など、運動負荷が減少した後に、遅れて生体情報の値が増加することも考えられる。そうすると、値が増加する生体情報が必ずしも信頼性情報が高くない場合もある。そこで、生体情報の増減傾向による信頼性情報は、第２の実施形態で説明した、生体情報の変化量に基づく信頼性情報に対して、比較的小さい値とする。
一方、複数の生体情報が互いに異なる増減傾向を示す場合は、いずれかの生体情報の値の変化は、被計測者の運動負荷を反映していないことになり、この生体情報の値は、例えば、センサ端子の剥離が徐々に生じているなど、計測異常を生じている可能性がある。そこで、これらの生体情報の増減傾向を信頼性情報に加味する。この際、センサ端子の剥離が徐々に生じている場合や、センサの故障により感度が徐々に鈍くなる場合など、値が減少する生体情報の信頼性が低いことが考えられる。そこで、上述したように、値が減少する生体情報に対しては、値が増加する生体情報の信頼性よりも小さい値の信頼性情報を加算する。
もっとも、例えば、発汗量などの生体情報が運動負荷の増減に遅れて増減する場合など、運動負荷が減少した後に、遅れて生体情報の値が増加することも考えられる。そうすると、値が増加する生体情報が必ずしも信頼性情報が高くない場合もある。そこで、生体情報の増減傾向による信頼性情報は、第２の実施形態で説明した、生体情報の変化量に基づく信頼性情報に対して、比較的小さい値とする。
次に、携帯電話機３が行う運動負荷の判定の結果について説明する。
表５は、正常に計測が行われた場合における、発汗量および心拍数の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表５は、正常に計測が行われた場合における、発汗量および心拍数の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表５では、温度および湿度が一定の部屋で十分安静にした後、被計測者が一定時間踏み台昇降を行った際の、踏み台昇降開始から１分、５分、１０分および１５分経過時における、センサ１１１により計測される発汗量（規格化された値）とセンサ２２１により計測される心拍数（規格化された値）と、携帯電話機３による判定結果とが示されている。併せて、同表に示す発汗量および心拍数に基づいて、加重平均を行わずに、両センサ値の差が予め定められた値以上になるとエラーと判定する方法による判定結果が参考結果１に示されている。また、センサ１１１による計測値のみを用いて判定を行う方法による判定結果が参考結果２に示されている。
表１の場合と同様、表５の発汗量および心拍数は、被計測者の平常状態における計測データで規格化した値である。判定結果の「正常」、「負荷中」「負荷大」および「＊＊」、「＊」の表記は、表１で説明したのと同様の意味である。
表３で説明したのと同様、表５の、１０分経過時において、参考結果２は、運動負荷の増大と発汗量の増加との間の時間差のために、運動負荷の増大が充分に反映されず「負荷中」となっている。他の経過時間においては、いずれの判定方法によっても適切な判定結果が得られている。
表１の場合と同様、表５の発汗量および心拍数は、被計測者の平常状態における計測データで規格化した値である。判定結果の「正常」、「負荷中」「負荷大」および「＊＊」、「＊」の表記は、表１で説明したのと同様の意味である。
表３で説明したのと同様、表５の、１０分経過時において、参考結果２は、運動負荷の増大と発汗量の増加との間の時間差のために、運動負荷の増大が充分に反映されず「負荷中」となっている。他の経過時間においては、いずれの判定方法によっても適切な判定結果が得られている。
このように、正常に計測が行われた場合においては、携帯電話機３による判定では、携帯電話機２の場合と同様、複数種類のセンサによる計測結果を平均して判定を行う点で、生体情報の種類毎の特性や個人差の影響が小さくなり、より精度の高い判定を行える。
表６は、センサ端子の部分剥離による計測異常が生じた場合における、発汗量および心拍数の計測結果と運動負荷の判定結果とを示す表である。
表６における計測条件は、表５の場合と同様である。表６においては、１分経過時から５分経過時までの間に、センサ端子の部分剥離が生じている。このため、５分、１０分および１５分経過時においては、センサ１１１による計測値が小さくなる計測異常が生じている。
その結果、加重平均を算出しない参考結果１では、センサ１１１による計測値とセンサ２２１による計測値との差が大きいために負荷の判定が行われず、「エラー」となっている。
また、センサ１１１による計測値のみを用いる参考結果２では、センサ端子の部分剥離のために「負荷中」と判定する閾値以上に計測結果が大きくならず、いずれの経過時間においても「正常」との判定結果となっている。すなわち、１０分経過時および１５分経過時において、いずれも「負荷大」と判定すべきところが「正常」と判定されており、不適切な判定結果が示されている。
これに対して、携帯電話機３による判定では、センサ端子の部分剥離時の計測値の急激な減少を検出してセンサ１１１による計測値の信頼性情報が小さく算出される。これにより、部分剥離後も適切な判定結果が示されている。
このように、片方のセンサに計測異常が生じた場合においては、携帯電話機１による判定では、重み付けの補正を行って判定結果に対する計測異常データの寄与度を小さくしている。その結果、計測エラーとならず、かつ、適切に判定することができる。
その結果、加重平均を算出しない参考結果１では、センサ１１１による計測値とセンサ２２１による計測値との差が大きいために負荷の判定が行われず、「エラー」となっている。
また、センサ１１１による計測値のみを用いる参考結果２では、センサ端子の部分剥離のために「負荷中」と判定する閾値以上に計測結果が大きくならず、いずれの経過時間においても「正常」との判定結果となっている。すなわち、１０分経過時および１５分経過時において、いずれも「負荷大」と判定すべきところが「正常」と判定されており、不適切な判定結果が示されている。
これに対して、携帯電話機３による判定では、センサ端子の部分剥離時の計測値の急激な減少を検出してセンサ１１１による計測値の信頼性情報が小さく算出される。これにより、部分剥離後も適切な判定結果が示されている。
このように、片方のセンサに計測異常が生じた場合においては、携帯電話機１による判定では、重み付けの補正を行って判定結果に対する計測異常データの寄与度を小さくしている。その結果、計測エラーとならず、かつ、適切に判定することができる。
生体情報計測器３１が３つ以上のセンサを具備するようにしてもよい。本実施形態の方法は、生体情報計測器３１が３つ以上のセンサを具備する場合に特に有効である。
例えば、生体情報計測器３１が、発汗量センサと心拍数センサと呼吸数センサとを具備するようにしてもよい。この場合に、心拍数と呼吸数が減少し、発汗量が増加していれば、発汗量は、心拍数や呼吸数よりも運動による影響を受けにくく、運動負荷が減少した後に、運動負荷が大きい状態の影響が発汗量に遅れて生じたことが考えられる。そうすると、同様に減少傾向を示す心拍数および呼吸数の信頼性を高くし、これらとは異なり増加傾向を示す発汗量の信頼性を低くすることにより、現在の運動負荷に応じたより適切な判定を行えることが期待できる。このように、３つ以上のセンサが計測する生体情報において、他と異なる増減傾向を示すものが存在する場合は、多数決により、同じ増減傾向を示す生体情報の信頼性を高くすることで、より適切な判定を行えることが期待できる。
生体情報計測器３１が、同じ種類の生体情報を計測するセンサを具備するようにしてもよい。この場合は、例えばセンサの故障により他のセンサと異なる増減傾向を示す生体情報の信頼性を低くすることができ、より適切な判定を行えることが期待できる。
例えば、生体情報計測器３１が、発汗量センサと心拍数センサと呼吸数センサとを具備するようにしてもよい。この場合に、心拍数と呼吸数が減少し、発汗量が増加していれば、発汗量は、心拍数や呼吸数よりも運動による影響を受けにくく、運動負荷が減少した後に、運動負荷が大きい状態の影響が発汗量に遅れて生じたことが考えられる。そうすると、同様に減少傾向を示す心拍数および呼吸数の信頼性を高くし、これらとは異なり増加傾向を示す発汗量の信頼性を低くすることにより、現在の運動負荷に応じたより適切な判定を行えることが期待できる。このように、３つ以上のセンサが計測する生体情報において、他と異なる増減傾向を示すものが存在する場合は、多数決により、同じ増減傾向を示す生体情報の信頼性を高くすることで、より適切な判定を行えることが期待できる。
生体情報計測器３１が、同じ種類の生体情報を計測するセンサを具備するようにしてもよい。この場合は、例えばセンサの故障により他のセンサと異なる増減傾向を示す生体情報の信頼性を低くすることができ、より適切な判定を行えることが期待できる。
＜第４の実施形態＞
図９は、本発明の第４の実施形態における携帯電話機（携帯端末装置）４の概略構成を示す構成図である。図９において、携帯電話機４は、生体情報計測器４１と、表示回路４４２と、心理状態判定回路４４３と、データベース４４４と、通信回路（送信回路）４４５とを具備する。生体情報計測器４１は、センサ１１１および４２１と、規格化情報メモリ４１２および４２２と、規格化回路１１３および１２３と、生体情報メモリ１１４および１２４と、信頼性情報生成回路１１５および１２５とを具備する。
携帯電話機４は、携帯電話機９と通信を行う。携帯電話機９は、表示回路９４２と、通信回路９４５とを具備する。
図９において、図１の各部に対応し、その機能も同一である部分には同一の符号（１１１、１１３〜１１５、１２３〜１２５）を付し、説明を省略する。
携帯電話機４は、被計測者が通話を行う際などに音声信号を電気信号に変換する音声処理回路等、図９に示す以外の部分も具備する。
図９は、本発明の第４の実施形態における携帯電話機（携帯端末装置）４の概略構成を示す構成図である。図９において、携帯電話機４は、生体情報計測器４１と、表示回路４４２と、心理状態判定回路４４３と、データベース４４４と、通信回路（送信回路）４４５とを具備する。生体情報計測器４１は、センサ１１１および４２１と、規格化情報メモリ４１２および４２２と、規格化回路１１３および１２３と、生体情報メモリ１１４および１２４と、信頼性情報生成回路１１５および１２５とを具備する。
携帯電話機４は、携帯電話機９と通信を行う。携帯電話機９は、表示回路９４２と、通信回路９４５とを具備する。
図９において、図１の各部に対応し、その機能も同一である部分には同一の符号（１１１、１１３〜１１５、１２３〜１２５）を付し、説明を省略する。
携帯電話機４は、被計測者が通話を行う際などに音声信号を電気信号に変換する音声処理回路等、図９に示す以外の部分も具備する。
センサ４２１は、体温センサであり、被計測者の体温を計測する。
規格化情報メモリ４１２は、センサ１１１が計測した発汗量を規格化するための規格化情報を記憶する。被計測者の平常時の発汗量を「１」とし、予め定められた言葉および声量で威圧された場合など、所定の緊張状態における発汗量を「５」とする関数が予め決定される。規格化情報メモリ４１２は、この関数を規格化情報として記憶する。
規格化情報メモリ４２２は、センサ４２１が計測した体温を規格化するための規格化情報を記憶する。規格化情報メモリ４１２の場合と同様に、被計測者の平常時の体温を「１」とし、予め定められた言葉および声量で威圧された場合など、所定の緊張状態における体温を「５」とする関数が予め決定される。規格化情報メモリ４２２は、この関数を規格化情報として記憶する。
規格化情報メモリ４１２は、センサ１１１が計測した発汗量を規格化するための規格化情報を記憶する。被計測者の平常時の発汗量を「１」とし、予め定められた言葉および声量で威圧された場合など、所定の緊張状態における発汗量を「５」とする関数が予め決定される。規格化情報メモリ４１２は、この関数を規格化情報として記憶する。
規格化情報メモリ４２２は、センサ４２１が計測した体温を規格化するための規格化情報を記憶する。規格化情報メモリ４１２の場合と同様に、被計測者の平常時の体温を「１」とし、予め定められた言葉および声量で威圧された場合など、所定の緊張状態における体温を「５」とする関数が予め決定される。規格化情報メモリ４２２は、この関数を規格化情報として記憶する。
データベース４４４は、心理状態判定回路４４３が心理状態を判定する際に用いる、生体情報と心理状態情報との対応表を予め記憶している。例えば、データベース４４４が記憶する心理状態情報は、被計測者が落ち着いていることを示す「安静」または被計測者が緊張していることを示す「緊張」のいずれかの値をとる。データベース４４４は、発汗量と体温とそれぞれの信頼性情報との、一定の範囲毎に、当該範囲と「安静」または「緊張」とを対応付けて記憶する。これにより、発汗量と体温とそれぞれの信頼性情報との値が定まれば、それらの値に対応付けられた心理状態情報をデータベース４４４から読み出すことができる。
心理状態判定回路４４３は、規格化回路１１３が算出する規格化された発汗量と、信頼性情報生成回路１１５が生成する発汗量の信頼性情報と、規格化回路１２３が算出する規格化された体温と、信頼性情報生成回路１２５が生成する体温の信頼性情報とに基づいて、判定を行う。すなわち、心理状態判定回路４４３は、これらの情報に基づいて、被計測者が落ち着いているか、あるいは緊張状態にあるかの心理状態を判定する。心理状態判定回路４４３は、データベース４４４を参照して、これらの発汗量や体温や各々の信頼性情報に対応付けられた心理状態情報を読み出すことにより、被計測者の心理状態を判定する。
表示回路４４２は、スピーカを具備し、心理状態判定回路４４３が判定した心理状態を音声にて表示する。本実施形態では、被計測者が携帯電話機４を用いて通話を行っている際に、心理状態判定回路４４３が心理状態を判定する。この場合、被計測者は携帯電話機４の表示画面を見ることができないため、表示回路４４２は、心理状態を音声にて表示する。
携帯電話機９は、携帯電話機４が送信する心理状態情報を受信して表示する。通信回路９４５は、携帯電話機４の通信回路４４５が送信する心理状態情報を受信し、受信した心理状態情報を表示回路９４２に出力する。表示回路９４２は、液晶パネル等の表示画面を具備し、通信回路９４５から出力される心理状態情報を表示画面に表示する。表示回路９４２が表示回路４４２と同様にスピーカを具備し、通信回路９４５から出力される心理状態情報を音声にて表示するようにしてもよい。
心理状態判定回路４４３は、規格化回路１１３が算出する規格化された発汗量と、信頼性情報生成回路１１５が生成する発汗量の信頼性情報と、規格化回路１２３が算出する規格化された体温と、信頼性情報生成回路１２５が生成する体温の信頼性情報とに基づいて、判定を行う。すなわち、心理状態判定回路４４３は、これらの情報に基づいて、被計測者が落ち着いているか、あるいは緊張状態にあるかの心理状態を判定する。心理状態判定回路４４３は、データベース４４４を参照して、これらの発汗量や体温や各々の信頼性情報に対応付けられた心理状態情報を読み出すことにより、被計測者の心理状態を判定する。
表示回路４４２は、スピーカを具備し、心理状態判定回路４４３が判定した心理状態を音声にて表示する。本実施形態では、被計測者が携帯電話機４を用いて通話を行っている際に、心理状態判定回路４４３が心理状態を判定する。この場合、被計測者は携帯電話機４の表示画面を見ることができないため、表示回路４４２は、心理状態を音声にて表示する。
携帯電話機９は、携帯電話機４が送信する心理状態情報を受信して表示する。通信回路９４５は、携帯電話機４の通信回路４４５が送信する心理状態情報を受信し、受信した心理状態情報を表示回路９４２に出力する。表示回路９４２は、液晶パネル等の表示画面を具備し、通信回路９４５から出力される心理状態情報を表示画面に表示する。表示回路９４２が表示回路４４２と同様にスピーカを具備し、通信回路９４５から出力される心理状態情報を音声にて表示するようにしてもよい。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、携帯電話機４の外形を示す外形図である。図１０Ｃは、携帯電話機４の断面を示す断面図である。
図１０Ａは、携帯電話機４の表側の外形図である。図１０Ａにおいて、携帯電話機４は、表示画面１８１と、操作ボタン１８２と、スピーカ１８３と、センサ端子１９３および１９４とを具備する。図１０Ａにおいて、図２Ａの各部に対応し、その機能も同一である部分には同一の符号（１８１〜１８３）を付し、説明を省略する。スピーカ１８３は、表示回路４４２が具備するスピーカである。
センサ端子１９３は、センサ１１１が発汗量を計測するための端子である。センサ端子１９４は、センサ４２１が体温を計測するための端子である。
図１０Ｂは、携帯電話機４の裏側の外形図である。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、センサ端子１９４は、携帯電話機１の側面に突起している。被計測者は、センサ端子１９４が被計測者の指に接触するように携帯電話機４を持つ。この状態で被計測者が発汗すると、センサ１１１を流れる電流値が変化する。センサ１１１は、この電流を出力する。
図１０Ｃは、携帯電話機４を図１０ＡのＢ‐Ｂ’線に沿って切断した断面図である。図１０Ａおよび図１０Ｃに示すように、センサ端子１９３は、携帯電話機４の表面に突起している。被計測者は、センサ端子１９３が被計測者の顔に接触するように携帯電話機４を持ち、通話を行う。この状態で、センサ４２１は、被計測者の体温として接触部分の温度を計測する。
図１０Ａは、携帯電話機４の表側の外形図である。図１０Ａにおいて、携帯電話機４は、表示画面１８１と、操作ボタン１８２と、スピーカ１８３と、センサ端子１９３および１９４とを具備する。図１０Ａにおいて、図２Ａの各部に対応し、その機能も同一である部分には同一の符号（１８１〜１８３）を付し、説明を省略する。スピーカ１８３は、表示回路４４２が具備するスピーカである。
センサ端子１９３は、センサ１１１が発汗量を計測するための端子である。センサ端子１９４は、センサ４２１が体温を計測するための端子である。
図１０Ｂは、携帯電話機４の裏側の外形図である。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、センサ端子１９４は、携帯電話機１の側面に突起している。被計測者は、センサ端子１９４が被計測者の指に接触するように携帯電話機４を持つ。この状態で被計測者が発汗すると、センサ１１１を流れる電流値が変化する。センサ１１１は、この電流を出力する。
図１０Ｃは、携帯電話機４を図１０ＡのＢ‐Ｂ’線に沿って切断した断面図である。図１０Ａおよび図１０Ｃに示すように、センサ端子１９３は、携帯電話機４の表面に突起している。被計測者は、センサ端子１９３が被計測者の顔に接触するように携帯電話機４を持ち、通話を行う。この状態で、センサ４２１は、被計測者の体温として接触部分の温度を計測する。
次に、携帯電話機４が行う心理状態の判定の結果について説明する。
表７は、正常に計測が行われた場合における、発汗量および体温の計測結果と心理状態の判定結果とを示す表である。
表７は、正常に計測が行われた場合における、発汗量および体温の計測結果と心理状態の判定結果とを示す表である。
表７では、温度および湿度が一定の部屋で十分安静にした後、被計測者が１０分間の通話を行った際の、通話開始から１分、５分および１０分経過時における、センサ１１１により計測される発汗量（規格化された値）とセンサ４２１により計測される体温（規格化された値）と、携帯電話機４による判定結果とが示されている。併せて、表７に示す発汗量および体温に基づいて、加重平均を行わずに、両センサ値の差が予め定められた値以上になるとエラーと判定する方法による判定結果が参考結果１に示されている。また、センサ１１１による計測値のみを用いて判定を行う方法による判定結果が参考結果２に示されている。
表７の計測において、通話開始後５分前後において、被計測者の通話相手は、被計測者に対して緊張を与えるために怒気をはらんだ強い口調で会話を行っている。
表１の場合と同様、表７の発汗量および体温は、被計測者の平常状態における計測データで規格化した値である。判定結果の「安静」は、被計測者が落ち着いた心理状態にあることを示し、「緊張」は、被計測者が緊張した心理状態にあることを示す。表７において、「＊＊」は、測定確度が大きいことを示す。「＊」は、測定確度が小さいことを示す。
表７に示すように、正常に計測が行われた場合は、いずれの判定方法によっても適切な判定結果が得られる。
このように、正常に計測が行われた場合においては、携帯電話機４による判定では、複数種類のセンサによる計測結果を用いて判定を行っている。このため、生体情報の種類毎の特性や個人差の影響が小さくなり、より精度の高い判定を行える。
表７の計測において、通話開始後５分前後において、被計測者の通話相手は、被計測者に対して緊張を与えるために怒気をはらんだ強い口調で会話を行っている。
表１の場合と同様、表７の発汗量および体温は、被計測者の平常状態における計測データで規格化した値である。判定結果の「安静」は、被計測者が落ち着いた心理状態にあることを示し、「緊張」は、被計測者が緊張した心理状態にあることを示す。表７において、「＊＊」は、測定確度が大きいことを示す。「＊」は、測定確度が小さいことを示す。
表７に示すように、正常に計測が行われた場合は、いずれの判定方法によっても適切な判定結果が得られる。
このように、正常に計測が行われた場合においては、携帯電話機４による判定では、複数種類のセンサによる計測結果を用いて判定を行っている。このため、生体情報の種類毎の特性や個人差の影響が小さくなり、より精度の高い判定を行える。
表８は、センサ端子の部分剥離による計測異常が生じた場合における、発汗量および体温の計測結果と心理状態の判定結果とを示す表である。
表８における計測条件は、表７の場合と同様である。表８においては、１分経過時から５分経過時までの間に、センサ端子の部分剥離が生じている。このため、５分および１０分経過時においては、センサ１１１による計測値が小さくなる計測異常が生じている。
その結果、加重平均を算出しない参考結果１では、５分および１０分経過時において、センサ１１１による計測値とセンサ４２１による計測値との差が大きいために心理状態の判定が行われず、「エラー」となっている。
また、センサ１１１による計測値のみを用いる参考結果２では、５分経過時において、センサ端子の部分剥離のために「緊張」と判定する閾値以上に計測結果が大きくならず、「安静」という不適切な判定結果となっている。
これに対して、携帯電話機４による判定では、センサ端子の部分剥離時の計測値の急激な減少を検出してセンサ１１１による計測値の信頼性情報が小さく算出される。これにより、部分剥離後も適切な判定結果が示されている。
このように、片方のセンサに計測異常が生じた場合においては、携帯電話機４による判定では、重み付けの補正を行って判定結果に対する計測異常データの寄与度を小さくしている。その結果、計測エラーとならず、かつ、適切に判定することができる。
その結果、加重平均を算出しない参考結果１では、５分および１０分経過時において、センサ１１１による計測値とセンサ４２１による計測値との差が大きいために心理状態の判定が行われず、「エラー」となっている。
また、センサ１１１による計測値のみを用いる参考結果２では、５分経過時において、センサ端子の部分剥離のために「緊張」と判定する閾値以上に計測結果が大きくならず、「安静」という不適切な判定結果となっている。
これに対して、携帯電話機４による判定では、センサ端子の部分剥離時の計測値の急激な減少を検出してセンサ１１１による計測値の信頼性情報が小さく算出される。これにより、部分剥離後も適切な判定結果が示されている。
このように、片方のセンサに計測異常が生じた場合においては、携帯電話機４による判定では、重み付けの補正を行って判定結果に対する計測異常データの寄与度を小さくしている。その結果、計測エラーとならず、かつ、適切に判定することができる。
以上のように、携帯電話機４が、被計測者の心理状態を判定して通話相手の携帯電話機９に送信することにより、従来のメッセージや音楽等の送信に加えて、通話者の心理状態という新たな情報を通知できる。
また、心理状態判定回路４４３が、心理状態情報に基づいてさらに被計測者の会話の信用度を判定して通話相手の携帯電話機９に送信することにより、会話の信用度を表示するサービスを提供できる。あるいは、心理状態判定回路４４３が、被計測者の心理状態として通話相手に対する好意度を判定して表示回路４４２に表示し、また、通話相手の携帯電話機９に送信することにより、通話者同士の相性診断サービスを提供できる。このように、携帯電話機４が被計測者の心理状態を判定することにより、さまざまなサービスを提供できる。
また、心理状態判定回路４４３が、心理状態情報に基づいてさらに被計測者の会話の信用度を判定して通話相手の携帯電話機９に送信することにより、会話の信用度を表示するサービスを提供できる。あるいは、心理状態判定回路４４３が、被計測者の心理状態として通話相手に対する好意度を判定して表示回路４４２に表示し、また、通話相手の携帯電話機９に送信することにより、通話者同士の相性診断サービスを提供できる。このように、携帯電話機４が被計測者の心理状態を判定することにより、さまざまなサービスを提供できる。
心理状態判定回路４４３およびデータベース４４４が、携帯電話機４の外部にあってもよい。例えば、サーバ装置（不図示）が心理状態判定回路４４３およびデータベース４４４を具備してもよい。この場合、サーバ装置が、携帯電話機４から生体情報や信頼性情報を受信すると、心理状態判定回路４４３が、受信した生体情報や信頼性情報に対応付けられた心理状態情報を、データベース４４４から読み出す。サーバ装置は読み出した心理状態情報を携帯電話機４に送信し、携帯電話機４の表示回路４４２が、受信した心理状態情報を受信する。
データベース４４４を携帯電話機４の内部にある場合、携帯電話機４の大きさの制約によりデータベース４４４の記憶容量が制限される。これに対して、データベース４４４を携帯電話機４の外部にある場合は、データベース４４４が、より大きな記憶容量を備えることができる。これにより、上述した発汗量および体温に加えて、心拍数にも基づいて心理状態を判定するなど、より多くの種類の生体情報を用いてより適切な心理状態判定を行える。あるいは、データベース４４４が、生体情報や信頼性情報のより細かい範囲毎に心理状態情報を記憶するなど、より詳細に心理状態判定を行える。
さらに、心理状態判定回路４４３およびデータベース４４４を携帯電話機４の外部に設けることにより、複数の携帯電話機が心理状態判定回路４４３やデータベース４４４を共有できる。これにより、データベース４４４が記憶する対応表を更新することにより、複数の携帯電話機が用いる対応表を一度に更新できるなど、対応表の管理が容易になる。
データベース４４４を携帯電話機４の内部にある場合、携帯電話機４の大きさの制約によりデータベース４４４の記憶容量が制限される。これに対して、データベース４４４を携帯電話機４の外部にある場合は、データベース４４４が、より大きな記憶容量を備えることができる。これにより、上述した発汗量および体温に加えて、心拍数にも基づいて心理状態を判定するなど、より多くの種類の生体情報を用いてより適切な心理状態判定を行える。あるいは、データベース４４４が、生体情報や信頼性情報のより細かい範囲毎に心理状態情報を記憶するなど、より詳細に心理状態判定を行える。
さらに、心理状態判定回路４４３およびデータベース４４４を携帯電話機４の外部に設けることにより、複数の携帯電話機が心理状態判定回路４４３やデータベース４４４を共有できる。これにより、データベース４４４が記憶する対応表を更新することにより、複数の携帯電話機が用いる対応表を一度に更新できるなど、対応表の管理が容易になる。
表示回路４４２や９４２が、上述した音声表示以外の方法で、心理状態情報を表示するようにしてもよい。例えば、表示回路４４２が表示画面を具備し、通話終了後に心理状態情報を視覚的に表示するようにしてもよい。例えば、表示画面に被計測者のアバタ（Avatar、仮想的な化身）を表示し、アバタの顔の表情により心理状態を表現するようにしてもよい。
携帯電話機１〜４の全部または一部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各部の処理を行ってもよい。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。
「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含む。
「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。「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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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。上記プログラムは、前述した機能の一部を実現しても良く、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してもよい。
「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含む。
「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。「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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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。上記プログラムは、前述した機能の一部を実現しても良く、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してもよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
この出願は、２０１０年２月５日に出願された日本出願特願２０１０−０２４４５６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本発明は、生体情報計測器、生体情報計測方法およびプログラムや、当該生体情報計測器を具備する携帯端末装置に用いて好適である。
１〜４ 携帯電話機
１１、２１、３１、４１ 生体情報計測器
１１１、１２１、２２１、４２１ センサ
１１２、１２２、２２２、４１２、４２２ 規格化情報メモリ
１１３、１２３ 規格化回路
１１４、１２４ 生体情報メモリ
１１５、１２５、３１５、３２５ 信頼性情報生成回路
１３１ 加重平均回路
１４１ 運動負荷判定回路
１４２、４４２ 表示回路
１８１ 表示画面
１８２ 操作ボタン
１８３ スピーカ
１９１〜１９４ センサ端子
４４３ 心理状態判定回路
４４４ データベース
４４５ 通信回路
１１、２１、３１、４１ 生体情報計測器
１１１、１２１、２２１、４２１ センサ
１１２、１２２、２２２、４１２、４２２ 規格化情報メモリ
１１３、１２３ 規格化回路
１１４、１２４ 生体情報メモリ
１１５、１２５、３１５、３２５ 信頼性情報生成回路
１３１ 加重平均回路
１４１ 運動負荷判定回路
１４２、４４２ 表示回路
１８１ 表示画面
１８２ 操作ボタン
１８３ スピーカ
１９１〜１９４ センサ端子
４４３ 心理状態判定回路
４４４ データベース
４４５ 通信回路
Claims (9)
- 生体情報を計測するセンサと、
予め設定された規格化情報に基づいて前記生体情報の値を変換することにより、前記生体情報を規格化する規格化回路と、
前記生体情報または前記規格化された生体情報について、予め定められた時間内における予め定められた値以上の変化量を検出し、前記変化量が大きいほど低い信頼性を示す信頼性情報を生成する信頼性情報生成回路と、
を具備する生体情報計測器。 - 複数の前記センサと、
前記センサの各々が計測する前記生体情報を規格化する複数の前記規格化回路と、
前記生体情報または前記規格化された生体情報の各々について、前記信頼性情報を生成する複数の前記信頼性情報生成回路と、
前記信頼性情報に基づいて、前記規格化された複数の前記生体情報を、信頼性が高い生体情報ほど大きい重みで加重平均する加重平均回路と、
を具備する請求項１に記載の生体情報計測器。 - 前記生体情報計測器は、複数種類の前記センサを具備して複数種類の前記生体情報を計測し、
前記加重平均回路は、前記規格化された複数種類の生体情報の加重平均を算出する、
請求項２に記載の生体情報計測器。 - 前記信頼性情報生成回路は、前記複数のセンサが計測した前記生体情報の値の増減を判定し、前記生体情報の値が共に増加または無変化であると判定した場合および前記生体情報の値が共に減少または無変化であると判定した場合は、より高い信頼性を示す前記信頼性情報を生成し、１つの前記生体情報の値が増加し他の１つの前記生体情報の値が減少すると判定した場合は、より低い信頼性を示す前記信頼性情報を生成する請求項２または請求項３に記載の生体情報計測器。
- 請求項３に記載の生体情報計測器を具備する携帯端末装置であって、
前記複数種類のセンサは、発汗量を計測する発汗センサと、心拍数を計測する心拍数センサとを含み、
前記加重平均回路は、規格化された前記発汗量と、規格化された前記心拍数と、を含む前記規格化された複数種類の生体情報の加重平均を算出し、
前記携帯端末装置は、
前記加重平均に基づいて被計測者の運動負荷を判定する運動負荷判定回路と、
判定した前記運動負荷を表示する表示回路と、
を具備する携帯端末装置。 - 複数の前記センサと、
前記センサの各々が計測する前記生体情報を規格化する複数の前記規格化回路と、
前記生体情報または前記規格化された生体情報の各々について、前記信頼性情報を生成する複数の前記信頼性情報生成回路と、
を具備する請求項１に記載の生体情報計測器を具備する携帯端末装置であって、
前記複数のセンサは、発汗量を計測する発汗センサと、体温を計測する体温センサとを含み、
前記携帯端末装置は、
前記発汗量と前記発汗量の信頼性情報と前記体温と前記体温の信頼性情報とに基づいて被計測者の心理状態を判定する心理状態判定回路と、
判定した前記心理状態を表示する表示回路と、
を具備する携帯端末装置。 - 前記心理状態判定部が判定した前記心理状態を示す心理状態情報を他の端末装置に送信する送信回路をさらに具備する請求項６に記載の携帯端末装置。
- 生体情報を計測する計測ステップと、
前記生体情報の値を予め設定された規格化情報に基づいて変換することにより、前記生体情報の各々を規格化する規格化ステップと、
前記生体情報または前記規格化された生体情報について、予め定められた時間内かつ予め定められた値以上の変化量を検出し、前記変化量が大きいほど低い信頼性を示す信頼性情報を生成する信頼性情報生成ステップと、
を具備する生体情報計測方法。 - コンピュータに、
生体情報を計測する計測ステップと、
前記生体情報の値を予め設定された規格化情報に基づいて変換することにより、前記生体情報の各々を規格化する規格化ステップと、
前記生体情報または前記規格化された生体情報について、予め定められた時間内かつ予め定められた値以上の変化量を検出し、前記変化量が大きいほど低い信頼性を示す信頼性情報を生成する信頼性情報生成ステップと、
を実行させるためのプログラム。
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