JP6385070B2

JP6385070B2 - 脈波センサ

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Publication number: JP6385070B2
Application number: JP2014034279A
Authority: JP
Inventors: 照元　幸次; 幸次照元
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: JP2015157020A; US20150238099A1; US9913586B2

Description

本発明は、脈波センサに関する。

発光部から生体に光を照射して生体を透過した光の受光信号に基づき、生体の脈波を検出する脈波センサが知られている（例えば特許文献１参照）。この種の脈波センサでは、受光強度が生体の拍動に伴って変動するため、受光強度に応じた脈波信号の特徴（脈波信号の変動周期等）に基づき脈波情報（生体の心拍数等）を取得することができる。

特開平０５-１６１６１５号公報

脈波信号の振幅は、発光部の発光強度に依存するが、発光強度が小さいことに伴って脈波信号の振幅が小さくなり過ぎると正確な脈波情報を取得しにくくなる。逆に、脈波信号の振幅を大きくするべく発光強度を高め過ぎた場合も、脈波信号の飽和等が生じて正確な脈波情報を取得しにくくなる。このように、正確な脈波情報を取得するためには、脈波信号の振幅適正化が必要である。仮に、生体における光の減衰量（吸光度）に個人差等がなければ、脈波信号の適正振幅を得るために必要な発光強度は１つに定まる。しかしながら、当該減衰量は、人によって個人差があるし、一人の人間においても、脈波センサの取り付け方などに依存して毎回ばらつきうる。

脈波信号の振幅を適正化するための方法として、以下の振幅実検出方法が考えられる。振幅実検出方法では、実際に脈波検出を行う実検出期間の前に、テスト発光強度で発光部を発光させて脈波信号の振幅（即ち、最大信号値と最小信号値の差）を直接読み取り、読み取った振幅から、実検出期間中の発光強度（本発光強度）を設定する。脈波の周期が１Ｈｚであるとした場合、１つのテスト発光強度で脈波信号の振幅を直接読み取るには、最低でも１秒かかり、通常は、或る程度の精度を担保すべく２秒〜３秒程度の時間を要する。また、実検出期間中の発光強度（本発光強度）の設定を高精度化するべく、強度が互いに異なる複数のテスト発光強度で発光部を順次発光させて脈波信号の振幅（即ち、最大信号値と最小信号値の差）を直接に順次読み取り、読み取った複数の振幅から、実検出期間中の発光強度（本発光強度）を設定することも考えられる。この場合は、必要な時間が、“（テスト発光強度の種類数）×２”〜“（テスト発光強度の種類数）×３”秒になる。

振幅適正化のための調整処理の実行時、即ち発光強度適正化のための調整処理の実行時には、実際の脈波検出が行われない。故に、調整処理の必要時間は短い方が良い。

そこで本発明は、脈波検出用の発光強度の適正化を短時間で行い得る脈波センサを提供することを目的とする。

本発明に係る脈波センサは、生体に光を照射する発光部と、前記発光部からの光に基づき前記生体を透過又は反射した光を受光する受光部と、前記発光部を本発光強度で発光させたときの前記受光部の受光結果に基づき前記生体の脈波を検出する脈波検出部と、前記脈波の検出前のテスト期間において、所定のテスト発光強度で前記発光部を発光させ、その発光に基づく前記受光部での検出受光強度と、所定の基準受光強度とを用いて、前記本発光強度を設定する発光強度調整部と、を備えたことを特徴とする。

具体的には例えば、前記発光強度調整部は、前記テスト期間において、互いに異なる複数のテスト発光強度で前記発光部を順次発光させ、前記複数のテスト発光強度に対応する前記受光部での複数の検出受光強度と、前記基準受光強度とを用いて、前記本発光強度を設定すると良い。

より具体的には例えば、前記発光強度調整部は、前記発光部の発光強度を段階的に増加させる増加処理により前記複数のテスト発光強度での順次発光を実現し、前記増加処理の過程で前記検出受光強度が前記基準受光強度を下回っている状態から前記基準受光強度以上となる状態に切り替わったときにおける、切り替わり前又は後のテスト発光強度に基づき、前記本発光強度を設定する、又は、前記発光部の発光強度を段階的に減少させる減少処理により前記複数のテスト発光強度での順次発光を実現し、前記減少処理の過程で前記検出受光強度が前記基準受光強度を上回っている状態から前記基準受光強度以下となる状態に切り替わったときにおける、切り替わり前又は後のテスト発光強度に基づき、前記本発光強度を設定すると良い。

但し、前記発光強度調整部は、前記増加処理において、まず前記発光部を前記複数のテスト発光強度中の最小テスト発光強度で発光させ、そのときの前記検出受光強度が前記基準受光強度以上であるとき、前記増加処理を停止して前記最小テスト発光強度に基づき前記本発光強度を設定して良く、又は、前記減少処理において、まず前記発光部を前記複数のテスト発光強度中の最大テスト発光強度で発光させ、そのときの前記検出受光強度が前記基準受光強度以下であるとき、前記減少処理を停止して前記最大テスト発光強度に基づき前記本発光強度を設定して良い。

また例えば、前記発光強度調整部は、前記複数の検出受光強度及び前記基準受光強度に基づき、前記基準受光強度を得るための発光強度を推定し、推定発光強度に基づき前記本発光強度を設定しても良い。

或いは例えば、前記テスト発光強度は単一の所定発光強度であり、前記発光強度調整部は、前記検出受光強度と前記基準受光強度との比較結果に基づき、前記本発光強度を設定しても良い。

また例えば、前記複数のテスト発光強度の夫々について、前記テスト発光強度で前記発光部を発光させる期間の長さは、前記脈波の周期よりも短い、又は、０．５秒以下であって良い。

更に例えば、前記複数のテスト発光強度で前記発光部を発光させる期間の合計長さは、前記脈波の周期よりも短い、又は、０．５秒以下であって良い。

また例えば、前記テスト発光強度が単一の所定発光強度である場合において、前記テスト発光強度で前記発光部を発光させる期間の長さは、前記脈波の周期よりも短い、又は、０．５秒以下であって良い。

また例えば、前記発光強度調整部は、前記テスト期間において前記発光部を前記テスト発光強度にてパルス点灯させても良い。

本発明によれば、脈波検出用の発光強度の適正化を短時間で行い得る脈波センサを提供することが可能である。

手首での脈波測定の原理を説明するための模式図である。生体内における光の減衰量が時間的に変化する様子を示す波形図である。本発明の第１実施形態に係る脈波センサのブロック図である。本発明の第１実施形態に係る光センサ部の回路例と、光センサ部、フィルタ部、制御部及び光センサ駆動部の関係とを示す図である。光センサ駆動部の内部回路例を示す図である。受光電流の波形と、受光電流に応じた電圧の波形を示す図である。テスト期間と実検出期間の関係を示す図である。パルス駆動時における制御信号、発光部の駆動電流、受光部の受光電流、受光電流に応じた電圧及びＤ／Ａ変換部の出力電圧の波形図を示すＤ／Ａ変換部の出力電圧が段階的に増加せしめられる様子を示す図である。本発明の第１実施形態に係る調整処理の動作フローチャートである。常時点灯とパルス点灯の対比表である。本発明の第２実施形態に係る調整処理の動作フローチャートである。本発明の第２実施形態の調整処理による調整電圧値の推定方法を示す図である。本発明の第３実施形態に係る調整処理の動作フローチャートである。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。また、後述の任意のフローチャートにおいて、任意の複数のステップにおける複数の処理は、処理内容に矛盾が生じない範囲で、任意に実行順序を変更できる又は並列に実行できる。

＜＜脈波測定の原理＞＞
図１は、手首での脈波測定の原理を説明するための模式図であり、図２は、生体内における光の減衰量（吸光度）が時間的に変化する様子を示す波形図である。後述の各実施形態では、以下の原理に基づく脈波測定が行われる。

容積脈波法による脈波測定では、例えば、図１に示すように、測定窓に押し当てられた生体の一部（図１では手首）に向けて発光部（ＬＥＤ（Light Emitting Diode）など）から光が照射され、体内を透過して体外に出てくる光の強度が受光部（フォトダイオードやフォトトランジスタなど）で検出される。ここで、図２に示したように、生体組織や静脈血（脱酸素化ヘモグロビンＨｂ）による光の減衰量（吸光度）は一定であるが、動脈血（酸素化ヘモグロビンＨｂＯ_２）による光の減衰量（吸光度）は拍動によって時間的に変動する。従って、可視領域から近赤外領域にある「生体の窓」（光が生体を透過しやすい波長領域）を利用し、受光部の受光結果に基づき末梢動脈の吸光度変化を測定することで、非侵襲で容積脈波を測定することができる。

尚、図１では、図示の便宜上、発光部及び受光部を有する脈波センサを手首の背側（外側）に装着した様子が描写されているが、脈波センサの装着位置についてはこれに限定されるものではなく、手首の腹側（内側）であってもよいし、他の部位（指先、指の第３関節、額、眉間、鼻先、頬、眼下、こめかみ、耳たぶ、耳穴など）であってもよい。

また、心臓及び自立神経の支配を受けている脈波は、常に一定の挙動を示すものではなく、被験者の状態によって様々な変化（揺らぎ）を生じるものである。従って、脈波の変化（揺らぎ）を解析することにより、被験者の様々な身体情報を得ることができる。例えば、心拍数からは、被験者の運動能力や緊張度などを知ることができ、心拍変動からは、被験者の疲労度、快眠度、及び、ストレスの大きさなどを知ることができる。また、脈波を時間軸で２回微分することにより得られる加速度脈波からは、被験者の血管年齢や動脈硬化度などを知ることができる。

＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態を説明する。図３には、第１実施形態に係る脈波センサ１のブロック図が、生体２及び外部機器ＥＥと共に示されている。脈波センサ１は、本体ユニット１０と、本体ユニット１０の両端部に取り付けられて生体２（具体的には手首）に巻き回されるベルト２０と、を備えた腕輪構造（腕時計型構造）を有する。ベルト２０の素材として、皮革、金属、樹脂などを用いることができる。本明細書において、被験者とは生体２を有する人間を指す。

本体ユニット１０には、光センサ部１１、フィルタ部１２、制御部１３、表示部１４、通信部１５、電源部１６及び光センサ駆動部１７が設けられる。

光センサ部１１は、本体ユニット１０の裏面（即ち、生体２と対向する側の面）に設けられており、発光部１１Ａ及び受光部１１Ｂを有する。光センサ部１１では、ＬＥＤ等の発光部１１Ａから生体２に光を照射し、照射した光の内、生体２内を透過した光の強度を受光部１１Ｂで検出することにより、脈波信号を取得する。尚、ここでは、発光部１１Ａと受光部１１Ｂが生体２に対していずれも同じ側に設けられた反射型構成（図１の実線矢印を参照）が採用されているが、発光部１１Ａと受光部１１Ｂが生体２を挟んで互いに反対側に設けられる透過型構成（図１の破線矢印を参照）が採用されても良い。反射型構成では、厳密に表現すると、発光部１１Ａから生体２に光を照射され、照射された光の内、生体２の一部を透過してから生体２内部で反射した光が受光部１１Ｂにて受光される。一方、透過型構成では、発光部１１Ａから生体２の一面に対して光を照射され、照射された光の内、生体２を貫通するように透過して生体２の反対面（上記一面に対する反対面）から出た光が受光部１１Ｂにて受光される。まとめると、受光部１１Ｂは、発光部１１Ａからの光に基づき生体２を透過又は反射した光を受光するものであって良い。

フィルタ部１２は、光センサ部１１の出力信号にフィルタ処理及び増幅処理を施して制御部１３に伝達する。制御部１３は、脈波センサ１全体の動作を統括的に制御するほか、フィルタ部１２の出力信号に各種の信号処理を施すことにより、脈波に関する種々な情報（以下、脈波情報と呼ぶ）を取得する。脈波情報は、例えば、心拍数、脈波の揺らぎ、心拍変動及び加速度脈波を含む。ＭＰＵ（micro processing unit）等を用いて、制御部１３を形成すると良い。表示部１４は、本体ユニット１０の表面（生体２と対向しない側の面）に設けられた液晶表示パネル等から成り、脈波情報や日付や時間に関する情報等を含む表示情報を表示する。表示部１４は、腕時計の文字盤面に相当すると言える。通信部１５は、脈波センサ１と異なる外部機器ＥＥとの間で任意の通信を行う。通信部１５は、脈波情報を含む脈波センサ１の測定データを、外部機器ＥＥに無線又は有線で送信できる。外部機器ＥＥは、パーソナルコンピュータや携帯電話機などの任意の電子機器であり、ネットワーク網を介して通信部１５と接続されていても良い。電源部１６は、バッテリとＤＣ／ＤＣコンバータを含み、バッテリからの入力電圧を所望の出力電圧に変換して脈波センサ１の各部に供給する。光センサ駆動部１７は、制御部１３の制御下で光センサ部１１を駆動する。

図４に、光センサ部１１の回路例と共に、光センサ部１１、フィルタ部１２、制御部１３及び光センサ駆動部１７の関係を示す。制御部１３は、Ａ／Ｄ変換部３１、演算部３２、メモリ３３及び発光制御部３４を有する。

光センサ駆動部１７から駆動電流Ｉ_Ａが、ＬＥＤとして形成された発光部１１Ａに供給され、これによって発光部１１Ａが発光する。受光部１１Ｂとしてのフォトトランジスタにて、発光部１１Ａの発光に基づく上記透過した光が受光され、その受光強度に応じた電流（以下、受光電流という）Ｉ_Ｂが受光部１１Ｂに流れる。発光部１１Ａの発光強度は、駆動電流Ｉ_Ａの増大に伴って、駆動電流Ｉ_Ａに概ね比例する形で増大する。受光電流Ｉ_Ｂは、受光部１１Ｂの受光強度の増大に伴って、受光強度に概ね比例する形で増大する。発光強度及び受光強度における光の強度は、光の強度を表す任意の量でよく、例えば、照度、光束、光度又は輝度である。以下の説明文において、発光、受光とは、特に記述無き限り、夫々、発光部１１Ａでの発光、受光部１１Ｂでの受光を指す。

フィルタ部１２は、受光電流Ｉ_Ｂの波形を示す電流信号を電圧信号に変換し、当該電圧信号に対してフィルタ処理及び増幅処理を施して得られるアナログ電圧信号をＡ／Ｄ変換部３１に入力する。Ａ／Ｄ変換部３１は、該アナログ電圧信号をデジタル電圧信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部３１の入力アナログ電圧信号も出力デジタル出力信号も、生体２の脈波を示す脈波信号の一種であって、受光電流Ｉ_Ｂの波形に応じた波形を持つ。脈波信号の信号値を有する電圧（脈波信号電圧）を記号“Ｖ_Ｂ”にて表す。尚、図４では、Ａ／Ｄ変換部３１の出力信号値を有する電圧が電圧Ｖ_Ｂであるとされているが、Ａ／Ｄ変換部３１の入力信号値を有する電圧も電圧Ｖ_Ｂであるし、受光電流Ｉ_Ｂに基づくフィルタ部１２内の電圧を電圧Ｖ_Ｂと捉えることも可能である。

演算部３２は、Ａ／Ｄ変換部３１から出力される脈波信号に対して様々な演算処理を施すことで、上記脈波情報を生成する。メモリ３３は、演算部３２にて実行される処理を規定するプログラムの保存用のプログラムメモリ、及び、演算部３２にて利用又は算出される各種データを一時記憶するデータメモリを有する。発光制御部３４は、Ａ／Ｄ変換部３１の出力信号を適宜利用しつつ、光センサ駆動部１７の制御を介して発光部１１Ａの発光制御を行う。発光制御は、発光部１１Ａの発光強度及び発光タイミングの制御を含む。尚、発光制御部３４は演算部３２に内包されている、と考えても良い。

図５に、光センサ駆動部１７の回路例を示す。図５の光センサ駆動部１７は、Ｄ／Ａ変換部５０と、Ｐチャンネル型電界効果トランジスタであるＦＥＴ５１と、Ｎチャンネル型電界効果トランジスタであるＦＥＴ５２と、増幅器５３と、ＮＰＮパイポーラトランジスタ５４と、抵抗５５〜５８を有する。トランジスタ５４は、所謂デジタルトランジスタであって良い。

ＦＥＴ５１のソースには、所定の正の直流電圧Ｖ_ＬＥＤ（例えば５Ｖ）が印加される。発光部１１ＡとしてのＬＥＤにおいて、アノードはＦＥＴ５１のドレインに接続され、カソードはＦＥＴ５２のドレインに接続される。ＦＥＴ５２のソースは抵抗５５を介して０Ｖの基準電位点に接続され、ＦＥＴ５２のソースと抵抗５５との接続点が増幅器５３の反転入力端子に接続される。トランジスタ５４のベースには、制御部１３の電源電圧である所定の正の直流電圧ＶＤＤ（例えば３．３Ｖ）が印加される。トランジスタ５４のエミッタには、発光制御部３４からの制御信号ＣＮＴ_Ｇが供給される。トランジスタ５４のコレクタは、プルアップ抵抗５６の一端に接続されると共に、抵抗５７を介してＦＥＴ５１のゲートに接続され、プルアップ抵抗５６の他端には直流電圧Ｖ_ＬＥＤが印加される。

Ｄ／Ａ変換部５０は、発光制御部３４から供給される制御信号ＤＡＣ_ＩＮをアナログ電圧ＤＡＣ_ＯＵＴに変換し、アナログ電圧ＤＡＣ_ＯＵＴに増幅器５３の非反転入力端子に供給する。増幅器５３の出力端子は、抵抗５８を介してＦＥＴ５２のゲートに接続される。従って、ＦＥＴ５１がオンであるとき、アナログ電圧ＤＡＣ_ＯＵＴに応じてＦＥＴ５２のゲート電位が制御され、“ＤＡＣ_ＯＵＴ／Ｒ_５５”の電流値を持った電流Ｉ_Ａが、発光部１１ＡとしてのＬＥＤに流れる（ここで、Ｒ_５５は抵抗５５の抵抗値である）。つまり、Ｄ／Ａ変換部５０、増幅器５３及びＦＥＴ５２は、発光部１１Ａに定電流（Ｉ_Ａ）を供給する定電流回路を形成する。電流制御部３４は、制御信号ＤＡＣ_ＩＮのデジタル値を制御することでアナログ電圧ＤＡＣ_ＯＵＴの電圧値を制御し、これによって定電流の値（従って発光強度）を制御する。また、電流制御部３４は、制御信号ＣＮＴ_Ｇの電位を制御することでスイッチとしてのＦＥＴ５１をオン又はオフさせる。尚、Ｄ／Ａ変換部５０は、発光制御部３４に設けられるものであっても良い。

図６に、発光部１１Ａを一定の発光強度で常時発光させたときに観測される受光電流Ｉ_Ｂの波形、電圧（脈波信号電圧）Ｖ_Ｂの波形を示す。本実施形態では、受光電流Ｉ_Ｂの増加に伴って電圧Ｖ_Ｂが低下し、受光電流Ｉ_Ｂの減少に伴って電圧Ｖ_Ｂが増加する回路構成がフィルタ部１２に採用されているが、その逆の回路構成をフィルタ部１２に採用しても良い。

発光強度が小さいことに伴って脈波信号の振幅（即ち電圧Ｖ_Ｂの振幅）が小さくなり過ぎると正確な脈波情報の取得が難しくなるが、脈波信号の振幅を大きくするべく発光強度を高め過ぎた場合も、電圧Ｖ_Ｂの可変範囲を超えるような脈波信号が得られて正確な脈波情報の取得が困難となる。このように、正確な脈波情報を取得するためには、脈波信号の振幅適正化が必要である。仮に、光の減衰量（吸光度）に個人差等がなければ、脈波信号の適正振幅を得るために必要な発光強度は１つに定まる。しかしながら、当該減衰量は、人によって個人差があるし、一人の人間においても、脈波センサ１の取り付け方などに依存して毎回ばらつきうる。そこで、発光制御部３４は、脈波の検出に先立ち、脈波信号の振幅を適正にするための調整処理を実行する。

調整処理は、図７のテスト期間に実施される。具体的には、発光制御部３４は、実検出期間よりも前にテスト期間を設け、実検出期間中では本発光強度にて発光部１１Ａを発光させるが、テスト期間中では所定のテスト発光強度にて発光部１１Ａを発光させる。実検出期間において、本発光強度にて発光部１１Ａを発光させたときの受光部１１Ｂの受光結果に基づいて、制御部１３（特に演算部３２）は、生体２の脈波を検出する。脈波の検出は、脈波情報の取得を含む。

図７を参照し、以下、テスト発光強度による発光をテスト発光とも呼び、テスト発光時における受光部１１Ｂの受光強度をテスト検出受光強度とも呼び、テスト検出受光強度を示す受光電流Ｉ_Ｂによる電圧Ｖ_Ｂをテスト検出電圧とも呼ぶ。発光制御部３４は、テスト検出受光強度に基づき本発光強度を設定する。テスト検出受光強度はテスト検出電圧Ｖ_Ｂにて表現されるため、より具体的には、テスト検出電圧Ｖ_Ｂに基づき本発光強度を設定する。

発光制御部３４は、テスト期間中において、発光部１１Ａをパルス駆動することによりパルス点灯させる。図８に、パルス駆動時における制御信号ＣＮＴ_Ｇ、駆動電流Ｉ_Ａ、受光電流Ｉ_Ｂ、電圧Ｖ_Ｂ及び電圧ＤＡＣ_ＯＵＴの波形を示す。パルス駆動において、発光制御部３４は、制御信号ＣＮＴ_Ｇの信号レベル変化を通じたＦＥＴ５１のオン／オフ制御により、発光部１１Ａを時間Ｔ_ＯＮだけ発光させた後に時間Ｔ_ＯＦＦだけ非発光とする単位処理を繰り返す。１つの単位処理が実行される単位期間をフレームと呼ぶ。１フレームの長さはフレーム周期ＦＲである。単位期間の繰り返し周波数、即ちフレーム周波数は、“１／ＦＲ”である。“ＦＲ＝Ｔ_ＯＮ＋Ｔ_ＯＦＦ”が成立し、比“Ｔ_ＯＮ／（Ｔ_ＯＮ＋Ｔ_ＯＦＦ）”をオンデューティと呼ぶ。

フレーム周波数を任意の周波数（例えば２００Ｈｚ）に設定することができる。例えば、発光制御部３４は、５０Ｈｚ以上且つ１０００Ｈｚ以下の周波数の中からフレーム周波数を選択すれば良い。オンデューティを任意の値（例えば１／１６）に設定することができる。例えば、発光制御部３４は、１／１２８以上且つ１／８以下の数値範囲の中からオンデューティの値を選択すれば良い。

パルス駆動を行う際、発光制御部３４は、図８に示す如く、ＦＥＴ５１をオンにする期間を含む期間においてのみ電圧ＤＡＣ_ＯＵＴを０Ｖより大きな所望の電圧とし、残りの期間（即ち、ＦＥＴ５１をオンにする期間を含まず且つＦＥＴ５１をオフにする期間の全部又は一部を含む期間）において電圧ＤＡＣ_ＯＵＴを０Ｖにしても良い。但し、パルス駆動において、電圧ＤＡＣ_ＯＵＴを常に０Ｖよりも大きな所望の電圧に維持しておくようにしても良い。尚、以下では、電圧Ｖ_Ｂ及びＤＡＣ_ＯＵＴの電圧値も記号“Ｖ_Ｂ”及び“ＤＡＣ_ＯＵＴ”によって参照する。

発光制御部３４は、Ｄ／Ａ変換部５０が出力可能な電圧範囲内の任意の電圧を電圧ＤＡＣ_ＯＵＴとすることができる。電圧ＤＡＣ_ＯＵＴがとりうる電圧値は、図９の所定の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］〜ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ］を含む。電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］は０Ｖ（ボルト）よりも大きく、任意の整数ｉに関し、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｉ＋１］は電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｉ］よりも大きい。発光制御部３４は、テスト期間において、図９に示す如く、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］を起点として電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ］まで段階的に増加させることができる。ｍは２以上の任意の整数であればよい。例えば、ｍを２以上且つ１６以下の任意の整数にすることができるが、ここでは“ｍ＝１６”であるとする。

図１０を参照して、振幅調整処理又は発光強度調整処理とも呼ぶべき上述の調整処理の手順を説明する。図１０は、当該調整処理のフローチャートである。テスト期間中の調整処理はステップＳ１１〜Ｓ１６の処理から成る。

発光制御部３４は、まずステップＳ１１において、Ｄ／Ａ変換部５０の出力電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］を設定し、続くステップＳ１２において、ｎフレーム分、発光部１１Ａをパルス駆動する（即ちパルス点灯させる）。ステップＳ１２におけるパルス駆動のフレーム周波数は、例えば１００Ｈｚである。ｎは１以上の任意の整数（例えば２０以下の整数）であって良い。ここでは、ｎ≧２であるとする。各フレームにおいて１つのテスト検出電圧値Ｖ_Ｂが得られる。従って、ステップＳ１２のパルス駆動により、ｎフレームの発光に対応するｎ個のテスト検出電圧値Ｖ_Ｂが得られる。発光制御部３４は、ステップＳ１３において、このｎ個のテスト検出電圧値Ｖ_Ｂの統計値である電圧値Ｖ_ＢＢを算出する。テスト検出電圧値Ｖ_Ｂは、テスト検出受光強度を示す電圧値であるため、電圧値Ｖ_ＢＢは、ｎ個のテスト検出受光強度の統計値Ｒ_ＩＩを示すものであると言える。統計値としての電圧値Ｖ_ＢＢは、例えば、ｎ個のテスト検出電圧値Ｖ_Ｂの平均値、最大値、最小値、中央値又は最頻値である（Ｒ_ＩＩについても同様）。ｎ＝１である場合、ステップＳ１２で得られた１つのテスト検出電圧値Ｖ_Ｂが電圧値Ｖ_ＢＢと一致する（Ｒ_ＩＩについても同様）。

その後、ステップＳ１４において、発光制御部３４は、電圧値Ｖ_ＢＢを所定の基準電圧値Ｖ_ＲＥＦと比較し、判定不等式“Ｖ_ＢＢ≦Ｖ_ＲＥＦ”が成立している場合にはステップＳ１６へ処理を進めるが、判定不等式“Ｖ_ＢＢ≦Ｖ_ＲＥＦ”が成立していない場合にはステップＳ１５に移行する（図６を参照して説明したように、受光強度の増大に伴い電圧値Ｖ_Ｂ及びＶ_ＢＢは低下することに注意）。Ｖ_Ｂ＝Ｖ_ＲＥＦであるときの受光強度を基準受光強度と呼ぶ。すると、電圧値Ｖ_ＢＢと基準電圧値Ｖ_ＲＥＦとの比較は、受光強度Ｒ_ＩＩと所定の基準受光強度Ｒ_ＲＥＦとの比較と等価であり、判定不等式“Ｖ_ＢＢ≦Ｖ_ＲＥＦ”の成立は“Ｒ_ＩＩ≧Ｒ_ＲＥＦ”の成立と等価である。即ち、テスト検出受光強度が基準受光強度Ｒ_ＲＥＦ以上であるならばステップＳ１６に進むが、そうでなければステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、発光制御部３４により、Ｄ／Ａ変換部５０の出力電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴが１段階増加せしめられ、その後、ステップＳ１２に戻る。つまり、現在の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴが電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｉ］である状態でステップＳ１５に至ると、ステップＳ１５にて電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴが電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｉ＋１］へと増加せしめられる。

ステップＳ１６において、発光制御部３４は、現在の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに基づく調整電圧値又は直前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに基づく調整電圧値をメモリ３３に保存して調整処理を終える。この際、調整電圧値をメモリ３３内の不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）に保存することが望ましい。直前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴとは、現在の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴがＤＡＣ_ＯＵＴ［ｉ］ならばＤＡＣ_ＯＵＴ［ｉ−１］である。調整電圧値は、典型的には例えば、ステップＳ１６における現在の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴそのもの又は直前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴそのものである。但し、ステップＳ１６における現在又は直前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに付加値Δを加えた値が調整電圧値であっても良い。付加値Δは、正又は負の値であって良い。付加値Δは所定の固定値でありうる。発光制御部３４は、“Ｖ_ＢＢ≦Ｖ_ＲＥＦ”が成立した段階における差（Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_ＢＢ）に応じて付加値Δを定めても良い。

調整処理の終了後の実検出期間において、発光制御部３４は、メモリ３３に保存された調整電圧値を電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに設定した状態で発光部１１Ａを発光させることで脈波の検出を行う。調整電圧値を電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに設定した状態における発光強度が本発光強度である（図７参照）。

上述の如く、本実施形態では、Ｖ_Ｂの検出によって観測されるテスト検出受光強度と、所定の基準受光強度Ｒ_ＲＥＦを用いて、本発光強度を設定する。Ｒ_ＲＥＦは、実検出期間において脈波信号の振幅が適正になる受光強度の予想値である。故に、このような設定を行うことで、実検出期間中の脈波信号振幅が適正になる。また上述した振幅実検出方法に比べて振幅調整に必要な時間が短くて済む。例えば、脈波の周期が１Ｈｚであるとした場合において、１つの発光強度状態で脈波信号の振幅判定を振幅実検出方法で行う場合、通常、２秒〜３秒程度の時間を要する。適正な発光強度を探るべく、ｍ種類の発光強度状態で脈波信号の振幅判定を行ったならば、（ｍ×２）〜（ｍ×３）秒程度の時間が必要になる。これに対し、本実施形態によれば、例えばフレーム周波数が１００Ｈｚ且つ（ｎ，ｍ）＝（１０，１６）であるとして、最大でも、１．６（＝０．０１×１０×１６）秒で調整処理が完了する。

振幅調整の短時間化を担保すべく、複数のテスト発光強度の夫々について、テスト発光強度で発光部１１Ａを発光させる期間の長さ（即ち、ＦＲ×ｎ）を、脈波の周期よりも短くすると良く（脈波の周期として期待される所定の時間長さよりも短くすると良く）、例えば０．５秒以下にしてもよい。振幅調整の短時間化を促進すべく、複数のテスト発光強度で発光部１１Ａを発光させる期間の合計長さを、脈波の周期よりも短くすると良く（脈波の周期として期待される所定の時間長さよりも短くすると良く）、例えば０．５秒以下にしてもよい。ここにおける複数のテスト発光強度は、調整処理における２以上のテスト発光強度であり、第１実施形態の例では、ｍ種類のテスト発光強度であっても良い。ｍ種類のテスト発光強度で発光部１１Ａを発光させる期間の合計長さは、“ＦＲ×ｎ×ｍ”である。

テスト期間では、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを順次変化させることにより、互いに異なる複数のテスト発光強度で発光部１１Ａを順次発光させている。上述のフローチャートでは、電圧値Ｖ_ＢＢが基準電圧値Ｖ_ＲＥＦ以下となるまで（即ち、テスト検出受光強度が基準受光強度以上となるまで）、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを段階的に増加させる増加方式が採用されている。つまり上述の調整処理では、テスト発光強度を段階的に増加させる増加処理により複数のテスト発光強度での順次発光を実現し、増加処理の過程で、テスト検出受光強度（Ｒ_ＩＩ）が基準受光強度（Ｒ_ＲＥＦ）未満の状態から基準受光強度（Ｒ_ＲＥＦ）以上の状態に切り替わったときにおける、切り替わり直前又は直後のテスト発光強度及び電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに基づき、本発光強度及び調整電圧値を設定している。より具体的な処理としては、当該切り替わりの後の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ（即ちステップＳ１６における“現在の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ”）又は、当該切り替わりの前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ（即ちステップＳ１６における“直前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ”）に基づき調整電圧値を設定し、実検出期間中に調整電圧値を電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに設定することで本発光強度を定める。

但し、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴが電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］である状態で判定不等式“Ｖ_ＢＢ≦Ｖ_ＲＥＦ”が成立する場合、即ち、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］に対応する最小テスト発光強度で発光部１１Ａを発光させたときのテスト検出受光強度（Ｒ_ＩＩ）が基準受光強度（Ｒ_ＲＥＦ）以上である場合、ステップＳ１５の処理が一度も実行されることなく増加処理が停止され、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］に基づき調整電圧値が設定されることになる（即ち、最小テスト発光強度に基づき本発光強度が設定されることになる）。電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］に基づく調整電圧値の設定方法は、ステップＳ１６の説明で述べた通りである。

上述した動作とは異なるが、調整処理において、電圧値Ｖ_ＢＢが基準電圧値Ｖ_ＲＥＦ以上となるまで（即ち、テスト検出受光強度が基準受光強度以下となるまで）、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを段階的に減少させる減少方式を採用しても良い。減少方式が採用される場合、ステップＳ１１にてＤＡＣ_ＯＵＴ［ｎ］がＤＡＣ_ＯＵＴに設定され、ステップＳ１４にて判定不等式として“Ｖ_ＢＢ≧Ｖ_ＲＥＦ”（即ち“Ｒ_ＩＩ≦Ｒ_ＲＥＦ”）が用いられ、ステップＳ１５にて電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴが１段階減少せしめられ、ステップＳ１６における直前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴとは、現在の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴがＤＡＣ_ＯＵＴ［ｉ］ならばＤＡＣ_ＯＵＴ［ｉ＋１］である。つまり減少方式を採用した調整処理では、テスト発光強度を段階的に減少させる減少処理により複数のテスト発光強度での順次発光を実現し、減少処理の過程で、テスト検出受光強度が基準受光強度（Ｒ_ＲＥＦ）を超える状態から基準受光強度（Ｒ_ＲＥＦ）以下の状態に切り替わったときにおける、切り替わり直前又は直後のテスト発光強度及び電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに基づき、本発光強度及び調整電圧値を設定する。増加方式を採用する場合と同様、減少方式を採用する場合も、当該切り替わりの後の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ（即ちステップＳ１６における“現在の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ”）、又は、当該切り替わりの前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ（即ちステップＳ１６における“直前の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ”）に基づき調整電圧値を設定し、実検出期間中に調整電圧値を電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに設定することで本発光強度を定めればよい。

但し、減少方式採用時において、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴが電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ］である状態で判定不等式“Ｖ_ＢＢ≧Ｖ_ＲＥＦ”が成立する場合、即ち、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ］に対応する最大テスト発光強度で発光部１１Ａを発光させたときのテスト検出受光強度（Ｒ_ＩＩ）が基準受光強度（Ｒ_ＲＥＦ）以下である場合、ステップＳ１５の処理が一度も実行されることなく減少処理が停止され、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ］に基づき調整電圧値が設定されることになる（即ち、最大テスト発光強度に基づき本発光強度が設定されることになる）。電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ］に基づく調整電圧値の設定方法は、ステップＳ１６の説明で述べた通りである。

増加方式も減少方式も、基準受光強度（Ｒ_ＲＥＦ）又は基準受光強度近辺の受光強度を得るための電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを探る方式に属する。そのような電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを探る方式であれば、増加方式及び減少方式以外の方式を採用しても良い。例えば、最初に電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴをＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ／２］に設定してステップＳ１２及びＳ１３の処理を実行し、得られた電圧値Ｖ_ＢＢと基準電圧値Ｖ_ＲＥＦから、次回の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴをＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ／２］から増加させるのか減少させるのかを定めるようにしても良い。或いは例えば、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴをＤＡＣ_ＯＵＴ［１］に設定した状態でステップＳ１２及びＳ１３の処理を実行した後、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴをＤＡＣ_ＯＵＴ［ｍ］に設定した状態でステップＳ１２及びＳ１３の処理を実行し、それらの処理にて得られた２つの電圧値Ｖ_ＢＢと基準電圧値Ｖ_ＲＥＦから、基準受光強度が早期に得られるよう、次回の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを定めるようにしても良い。

尚、調整処理の実行中に生体２の光の減衰量（吸光度）が変化し、その変化がテスト検出電圧Ｖ_Ｂに影響を与えるが、その変化の大きさは、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴの変動によるテスト検出電圧Ｖ_Ｂの変動に対して十分に小さいため、問題とならない。

実検出期間における発光部１１Ａの点灯は、パルス点灯でも良いし常時点灯でも良い。常時点灯させる場合、ＦＥＴ５１をオンに維持することで発光部１１に駆動電流Ｉ_Ａを常時供給する。テスト期間中にパルス点灯を行う方法を上述したが、テスト期間における発光部１１Ａの点灯も、常時点灯であっても構わない。但し、パルス点灯の方が常時点灯よりも信号のＳ／Ｎ比を増大させることができる。

図１１を参照して、常時点灯法とパルス点灯法を比較する。図１１において、直線ＳＳは、脈波信号強度の瞬時値と発光強度（発光部１１Ａの明るさ）の瞬時値との関係を示している。発光強度の瞬時値が増大すれば、当然、対応する脈波信号強度の瞬時値も増大する。一方、直線ＮＮにて示されるノイズ強度は基本的に一定と考えることができる。

常時点灯法及びパルス点灯法間において発光強度の時間平均が共通であると考えた場合、常時点灯法では、発光強度の瞬時値が常に比較的小さな強度Ｅ_Ａとされるため、取得できる最大の脈波信号強度も比較的小さな強度Ｓ_Ａとなる。一方、パルス点灯法では、パルス点灯時における発光強度の瞬時値を比較的大きな強度Ｅ_Ｐ（＞Ｅ_Ａ）とすることができるため、取得できる最大の脈波信号強度も比較的大きな強度Ｓ_Ｐ（＞Ｓ_Ａ）となる。このように、パルス点灯法の方が、常時点灯法と比べて発光強度の瞬時値を高めやすく、結果、Ｓ／Ｎを向上できると共にダイナミックレンジの拡大にも寄与する。

調整処理は、脈波センサ１の起動時において実行されると良い。また、脈波センサ１に所定の調整実行指令が入力されたときに調整処理が実行されても良い。脈波センサ１に、機械式ボタンやタッチパネル等から成る操作入力部（不図示）を設け、操作入力部にて調整実行指令を受けるようにしても良い。或いは、外部機器ＥＥが脈波センサ１に対して調整実行指令を送るようにしても良い。また例えば、脈波センサ１の起動後、周期的に調整処理が繰り返し実行されても良い。この場合、テスト期間と実検出期間とから成る組期間が、繰り返し訪れることになる。或る組期間中の実検出期間の電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴは、同じ組期間中に決定された調整電圧値とされる。

＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態及び後述の第３実施形態は第１実施形態を基礎とする実施形態であり、第２及び第３実施形態において特に述べない事項に関しては、矛盾の無い限り、第１実施形態の記載が第２及び第３実施形態にも適用される。矛盾の無い限り、第１〜第３実施形態の内、任意の複数の実施形態を組み合わせても良い。

第２実施形態では、図１２を参照し、上述の脈波センサ１による他の調整処理を説明する。図１２は、ステップＳ２０〜Ｓ２６の処理から成る、第２実施形態の調整処理のフローチャートである。

発光制御部３４は、まずステップＳ２０にて変数ｉに１を代入し、続くステップＳ２１にてＤ／Ａ変換部５０の出力電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴに所定の電圧値Ｖ_ＤＡＣ［ｉ］を設定した後、ステップＳ２２にて、ｎフレーム分、発光部１１Ａをパルス駆動する。ステップＳ２２におけるフレーム周波数は、例えば１００Ｈｚである。ステップＳ２２のパルス駆動により、ｎフレームの発光に対応するｎ個のテスト検出電圧値Ｖ_Ｂが得られる。発光制御部３４は、ステップＳ２３において、電圧値Ｖ_ＤＡＣ［ｉ］に対応して得られたｎ個のテスト検出電圧値Ｖ_Ｂの統計電圧値Ｖ_ＢＢを電圧値Ｖ_ＢＢ［ｉ］として算出する。電圧値Ｖ_ＢＢの算出方法は第１実施形態で述べた通りである。ｎ＝１である場合、ステップＳ２２で得られた１つのテスト検出電圧値Ｖ_Ｂが電圧値Ｖ_ＢＢ［ｉ］と一致する。

ステップＳ２３の処理後のステップＳ２４において、発光制御部３４は、変数ｉが所定値Ｑと一致しているか否かを確認する。Ｑは２以上の整数である。変数ｉが値Ｑと一致している場合にはステップＳ２４からステップＳ２６に進むが、変数ｉが値Ｑ未満である場合にはステップＳ２５にて変数ｉに１を加えてからステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２６に至る段階では、Ｖ_ＤＡＣ［１］〜Ｖ_ＤＡＣ［Ｑ］に対応する電圧値Ｖ_ＢＢ［１］〜電圧値Ｖ_ＢＢ［Ｑ］が得られている。ステップＳ２６において、発光制御部３４は、電圧値Ｖ_ＢＢ［１］〜電圧値Ｖ_ＢＢ［Ｑ］と所定の基準電圧値Ｖ_ＲＥＦに基づき、調整電圧値を算出してメモリ３３に保存し、調整処理を終える。調整処理後の動作は第１実施形態と同様である。

図１３を参照して調整電圧値の導出方法を説明する。図１３では、Ｑ＝２が想定されている。発光制御部３４は、電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴが所定の電圧値Ｖ_ＤＡＣ［１］〜Ｖ_ＤＡＣ［Ｑ］であるときに夫々テスト検出電圧値Ｖ_Ｂが電圧値Ｖ_ＢＢ［１］〜Ｖ_ＢＢ［Ｑ］であるとの前提の下、電圧値Ｖ_Ｂを基準電圧値Ｖ_ＲＥＦにするためのＤ／Ａ変換部５０の出力電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを推定し、推定値を調整電圧値に設定する。上述したように、Ｖ_Ｂ＝Ｖ_ＲＥＦであるときの受光強度が基準受光強度であるため、電圧値Ｖ_Ｂを基準電圧値Ｖ_ＲＥＦにするためのＤ／Ａ変換部５０の出力電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴは、基準受光強度Ｒ_ＲＥＦを得るための出力電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴである。上記の推定は、公知の補間処理により実現できる。単純な例として、“｜Ｖ_ＢＢ［１］−Ｖ_ＲＥＦ｜＝｜Ｖ_ＢＢ［２］−Ｖ_ＲＥＦ｜”且つ“Ｖ_ＢＢ［１］＜Ｖ_ＢＢ［２］”であるならば、“（Ｖ_ＤＡＣ［１］＋Ｖ_ＤＡＣ［２］）／２”を調整電圧値に設定すれば良い。値Ｑを増大させればさせるほど、推定精度を上げることができる。

本実施形態では、テスト検出電圧値Ｖ_ＢＢ［１］〜Ｖ_ＢＢ［Ｑ］及び基準電圧値Ｖ_ＲＥＦに基づき、実検出期間中の発光時における検出電圧値Ｖ_Ｂ（平均レベル）を基準電圧値Ｖ_ＲＥＦにするためのＤ／Ａ変換部５０の出力電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを推定し、推定値を調整電圧値に設定する。換言すれば、テスト検出電圧値Ｖ_ＢＢ［１］〜Ｖ_ＢＢ［Ｑ］に対応するテスト検出受光強度Ｒ_ＩＩ［１］〜Ｒ_ＩＩ［Ｑ］及び基準電圧値Ｖ_ＲＥＦに対応する基準受光強度Ｒ_ＲＥＦに基づき、実検出期間において基準受光強度Ｒ_ＲＥＦを得るための発光強度（調整電圧値に対応する発光強度）を推定し、推定発光強度を本発光強度に設定する。Ｒ_ＲＥＦは、実検出期間において脈波信号の振幅が適正になる受光強度の予想値である。故に、このような設定を行うことで、実検出期間中の脈波信号振幅が適正になる。

尚、第１実施形態の方法も上記推定を行う方法の一種である。つまり、第１実施形態でも、複数のテスト発光強度に応答して観測される複数のテスト検出受光強度（例えば、ＤＡＣ_ＯＵＴ［１］〜ＤＡＣ_ＯＵＴ［３］に対応する３つのテスト検出受光強度Ｒ_ＩＩ）及び基準受光強度Ｒ_ＲＥＦに基づき、実検出期間において基準受光強度Ｒ_ＲＥＦを得るための発光強度（調整電圧値に対応する発光強度）を推定し、推定発光強度を本発光強度に設定している。その推定結果をＤ／Ａ変換部５０の出力電圧値で表現したものが調整電圧値である。

また上述した振幅実検出方法に比べて振幅調整に必要な時間が短くて済む。振幅調整の短時間化を担保すべく、Ｑ種類のテスト発光強度の夫々について、テスト発光強度で発光部１１Ａを発光させる期間の長さ（即ち、ＦＲ×ｎ）を、脈波の周期よりも短くすると良く（脈波の周期として期待される所定の時間長さよりも短くすると良く）、例えば０．５秒以下にしてもよい。振幅調整の短時間化を促進すべく、Ｑ種類のテスト発光強度で発光部１１Ａを発光させる期間の合計長さ（即ち、ＦＲ×ｎ×Ｑ）を、脈波の周期よりも短くすると良く（脈波の周期として期待される所定の時間長さよりも短くすると良く）、例えば０．５秒以下にしてもよい。

＜＜第３実施形態＞＞
本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態では、図１４を参照し、上述の脈波センサ１による更に他の調整処理を説明する。図１４は、ステップＳ３１〜Ｓ３４の処理から成る、第３実施形態の調整処理のフローチャートである。

ステップＳ３１〜Ｓ３３の処理は、変数ｉに１を代入した状態における上述のステップＳ２１〜Ｓ２３の処理と同じである。第３実施形態では、テスト検出電圧Ｖ_Ｂの統計電圧値として電圧値Ｖ_ＢＢ［１］だけが得られる。

ステップＳ３４において、発光制御部３４は、テスト検出電圧値Ｖ_ＢＢ［１］と所定の基準電圧値Ｖ_ＲＥＦに基づき、調整電圧値を算出してメモリ３３に保存し、調整処理を終える。調整処理後の動作は第１実施形態と同様である。

より具体的には、発光制御部３４は、テスト検出電圧値Ｖ_ＢＢ［１］と基準電圧値Ｖ_ＲＥＦとの比較結果に基づき、実検出期間中の発光時における検出電圧値Ｖ_Ｂ（平均レベル）を基準電圧値Ｖ_ＲＥＦにするためのＤ／Ａ変換部５０の出力電圧値ＤＡＣ_ＯＵＴを推定し、推定値を調整電圧値に設定する。換言すれば、テスト検出電圧値Ｖ_ＢＢ［１］に対応するテスト検出受光強度Ｒ_ＩＩ［１］と基準電圧値Ｖ_ＲＥＦに対応する基準受光強度Ｒ_ＲＥＦとの比較結果に基づき、実検出期間において基準受光強度Ｒ_ＲＥＦを得るための発光強度（調整電圧値に対応する発光強度）を推定し、推定発光強度を本発光強度に設定する。Ｒ_ＲＥＦは、実検出期間において脈波信号の振幅が適正になる受光強度の予想値である。故に、このような設定を行うことで、実検出期間中の脈波信号振幅が適正になる。

例えば、発光制御部３４は、“Ｖ_ＢＢ［１］≦Ｖ_ＲＥＦ”（即ち“Ｒ_ＩＩ［１］≧Ｒ_ＲＥＦ”）ならば、電圧値（Ｖ_ＤＡＣ［１］−Ｖ_ＡＤＪ）を調整電圧値に設定し、“Ｖ_ＢＢ［１］＞Ｖ_ＲＥＦ”（即ち“Ｒ_ＩＩ［１］＜Ｒ_ＲＥＦ”）ならば、電圧値（Ｖ_ＤＡＣ［１］＋Ｖ_ＡＤＪ）を調整電圧値に設定してよい。Ｖ_ＡＤＪは、正の所定の電圧量である。Ｖ_ＡＤＪは、固定電圧値でも良いし、差｜Ｖ_ＢＢ［１］−Ｖ_ＲＥＦ｜の増大に伴って増大する可変電圧値であっても良い。

また、本実施形態でも、上述した振幅実検出方法に比べて振幅調整に必要な時間が短くて済む。振幅調整の短時間化を担保すべく、テスト発光強度で発光部１１Ａを発光させる期間の長さ（即ち、ＦＲ×ｎ）を、脈波の周期よりも短くすると良く（脈波の周期として期待される所定の時間長さよりも短くすると良く）、例えば０．５秒以下にしてもよい。第３実施形態では、テスト発光強度が１種類しかないため、第１及び第２実施形態よりも調整処理が短時間で済むというメリットがあるが、１種類のテスト発光強度への応答しか観測しない分、本発光強度の調整精度（脈波信号の振幅調整精度）が第１及び第２実施形態よりも粗くなるおそれがある。

＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の任意の式において、矛盾が生じない範囲で、不等号“≧”又は“≦”を夫々不等号“＞”又は“＜”に置き換えても良いし、その逆も可能である。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈３を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

［注釈１］
発光部１１Ａを形成する発光素子（ＬＥＤ等）の個数は幾つでも良いし、受光部１１Ｂを形成する受光素子（フォトトランジスタ等）の個数は幾つでも良い。受光素子が複数ある場合、複数の受光素子に流れる電流の合計が電流Ｉ_Ｂ（図４参照）であって良い。

［注釈２］
図４の演算部３２、メモリ３３及び発光制御部３４は、脈波センサ１ではなく、外部機器ＥＥ（図３参照）に設けられていても良い。つまり、演算部３２、メモリ３３及び発光制御部３４における上述の動作を外部機器ＥＥ内で実現しても良い。演算部３２、メモリ３３及び発光制御部３４における上述の動作の内、一部を脈波センサ１内で実行し、残りを外部機器ＥＥ内で実行しても良い。

［注釈３］
脈波センサ１である対象装置を、集積回路等のハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって構成することができる。対象装置にて実現される機能の全部又は一部である任意の特定の機能をプログラムとして記述して、該プログラムを対象装置に搭載可能なフラッシュメモリに保存しておいても良い。そして、該プログラムをプログラム実行装置（例えば、対象装置に搭載可能なマイクロコンピュータ）上で実行することによって、その特定の機能を実現するようにしてもよい。上記プログラムは任意の記録媒体に記憶及び固定されうる。上記プログラムを記憶及び固定する記録媒体は対象装置と異なる機器（サーバ機器等）に搭載又は接続されても良い。

１脈波センサ
２生体
１０本体ユニット
１１光センサ部
１１Ａ発光部
１１Ｂ受光部
１２フィルタ部
１３制御部
１７光センサ駆動部
２０ベルト
３１Ａ／Ｄ変換部
３２演算部
３３メモリ
３４発光制御部

Claims

生体に光を照射する発光部と、
前記発光部からの光に基づき前記生体を透過又は反射した光を受光する受光部と、
前記発光部を本発光強度で発光させたときの前記受光部の受光結果に基づき前記生体の脈波を検出する脈波検出部と、
前記脈波の検出前のテスト期間において、所定の第１テスト発光強度にて前記発光部を、複数回、間隔を空けてパルス点灯させる第１テスト処理、所定の第２テスト発光強度にて前記発光部を、複数回、間隔を空けてパルス点灯させる第２テスト処理、・・・、及び、所定の第ｋテスト発光強度にて前記発光部を、複数回、間隔を空けてパルス点灯させる第ｋテスト処理を順次実行し、前記第１〜第ｋテスト処理での前記受光部の受光結果及び所定の基準受光強度に基づき前記本発光強度を設定する発光強度調整部と、を備え（ｋは２以上の整数）、
前記第１〜第ｋテスト発光強度は互いに異なり、
前記第１テスト処理の実行期間と、前記第２テスト処理の実行期間と、・・・、前記第ｋテスト処理の実行期間との合計長さは、前記脈波の周期よりも短く、
前記テスト期間において前記発光部はパルス点灯される一方で、前記脈波を検出するための実検出期間において前記発光部は常時点灯される
ことを特徴とする脈波センサ。
前記発光強度調整部は、前記第１〜第ｋテスト処理での前記受光部の受光結果から前記第１〜第ｋテスト処理に対応する第１〜第ｋ検出受光強度を取得して、前記第１〜第ｋ検出受光強度及び前記基準受光強度に基づき前記本発光強度を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の脈波センサ。