JP6447703B2 - 脈拍データ検出装置、脈拍データ検出方法、および脈拍データ検出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、人体に装着して脈拍データを測定する脈拍データ検出装置、脈拍データ検出方法、および脈拍データ検出プログラムに関する。

従来より人体の脈拍を測定する装置としては様々な方式があった。その例としては、心臓を挟んだ両端の体躯に流れる電気的信号を取得する方法（心電図の応用）や、血圧を測定する際に併用して拍動音を測定する方法が知られている。また、脈拍を測定するための、さらに他の例としては、体表に分布する毛細血管に流れるヘモグロビンの濃度（密度）の変化により、光の吸収量が変化することから、反射光の光量が脈動に応じて変化するという原理を利用する方法（いわゆる光学式）も知られている。この方法は、可視光（緑や赤）、近赤外光等の光を人体の皮膚に照射し、その体表反射光の変化、あるいは体内透過光によるヘモグロビンの吸収光量の変化を測定するものである。

このような様々な方式の測定機器のうち、光学式と呼ばれる手法については、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１には、複数の発光素子を、１つの受光素子の周囲に配置し、各々の発光素子を独立して駆動し受光素子で得られた検出信号に基づき、複数の発光素子のなかから最適な発光素子を決定することで、生体への位置決めを容易に行うことができ、かつ検出精度を向上させたレーザ血流計（脈拍計）が記載されている。

特開２００８−２１２２５８号公報

ところで、上述した特許文献等に開示された測定機器においては、測定対象となる体表の条件、例えば、皮膚表面の黒子（ほくろ）や体毛、体色、毛細血管の分布のばらつき等の不確定要素によって影響を受けるため、測定結果に非常に大きなばらつきを生じる場合があった。それが故に、耳朶、あるいは指先といった非常に限定された範囲でしか測定ができないという問題を有していた。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、測定対象となる体表の条件による影響を抑制し、広範囲な条件下で適切な測定結果を得ることができる脈拍データ検出装置、脈拍データ検出方法、および脈拍データ検出プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る脈拍データ検出装置は、
計測対象の身体に対して光を照射する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のうちのいずれか１つを点灯させることにより、前記複数の発光素子を第１の発光パターンで発光させる第１の制御と、前記複数の発光素子のうちの少なくとも２つ以上を同時点灯させることにより、前記複数の発光素子を第２の発光パターンで発光させる第２の制御と、を行う発光制御手段と、
前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記第１の発光パターン及び前記第２の発光パターンで照射された際の反射光を受光し、それぞれの発光パターンに対して信号を出力する受光素子と、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記第１の発光パターンと前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定する組み合わせ決定手段と、
前記組み合わせ決定手段により前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力する脈拍データ出力手段と、
を備え、
前記発光制御手段は、前記第１の制御により前記複数の発光素子を前記第１の発光パターンで発光させて、前記組み合わせ決定手段により前記いずれか１つの発光素子による発光パターンと前記受光素子との前記適切な組み合わせを決定できない場合に、前記第２の制御により前記複数の発光素子を前記第２の発光パターンで発光させることを特徴とする。

本発明に係る脈拍データ検出方法は、
複数の発光素子から計測対象の身体に対して光を照射する際に、前記複数の発光素子のいずれか１つを点灯させることにより、前記複数の発光素子を第１の発光パターンで発光させる第１の制御と、前記複数の発光素子のうちの少なくとも２つ以上を同時点灯させることにより、前記複数の発光素子を第２の発光パターンで発光させる第２の制御と、を行ない、
前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記第１の発光パターン及び前記第２の発光パターンで照射された際の反射光を受光素子により受光し、それぞれの発光パターンに対して信号に変換して出力し、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記第１の発光パターンと前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定し、
前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力し、
前記複数の発光素子の制御において、前記第１の制御により前記複数の発光素子を前記第１の発光パターンで発光させた状態で前記適切な組み合わせを決定できない場合に、前記第２の制御により前記複数の発光素子を前記第２の発光パターンで発光させることを特徴とする。

本発明に係る脈拍データ検出プログラムは、
コンピュータに、
複数の発光素子から計測対象の身体に対して光を照射する際に、前記複数の発光素子のいずれか１つを点灯させることにより、前記複数の発光素子を第１の発光パターンで発光させる第１の制御と、前記複数の発光素子のうちの少なくとも２つ以上を同時点灯させることにより、前記複数の発光素子を第２の発光パターンで発光させる第２の制御と、を行なわせ、
前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記第１の発光パターン及び前記第２の発光パターンで照射された際の反射光を受光素子により受光し、それぞれの発光パターンに対して信号に変換して出力させ、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記第１の発光パターンと前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定させ、
前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力させ、
前記複数の発光素子の制御において、前記第１の制御により前記複数の発光素子を前記第１の発光パターンで発光させた状態で前記適切な組み合わせを決定できない場合に、前記第２の制御により前記複数の発光素子を前記第２の発光パターンで発光させることを特徴とする。

本発明によれば、測定対象となる体表の条件による影響を抑制し、広範囲な条件下で適切な測定結果を得ることができる。

本発明に係る第１実施形態による脈拍データ検出装置１の一構成例を示すブロック図である。 第１実施形態に係る脈拍データ検出装置１における発光素子１４−１〜１４−Ｍと受光素子１５−１〜１５−Ｎとの配置例を示す模式図である。 第１実施形態に係る脈拍データ検出装置１により実行される脈拍データ検出方法を示すフローチャート（その１）である。 第１実施形態に係る脈拍データ検出装置１により実行される脈拍データ検出方法を示すフローチャート（その２）である。 第１実施形態に係る脈拍データ検出装置１により実行される脈拍データ検出方法を示すフローチャート（その３）である。 本発明に係る第２実施形態による脈拍データ検出装置１により実行される脈拍データ検出方法を示すフローチャートである。 第２実施形態に適用される発光強度適切化処理の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る脈拍データ検出方法に、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法の具体的な手法を適用した場合の具体例を示すフローチャートである。 本発明に係る脈拍データ検出方法の具体例に適用される、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法の一例を示すフローチャートである。 本具体例に係る脈拍データ検出方法により取得された測定データ、及び、周波数解析により取得された解析データの一例（その１）を示す図である。 本具体例に係る脈拍データ検出方法により取得された測定データ、及び、周波数解析により取得された解析データの一例（その２）を示す図である。 本具体例に係る脈拍データ検出方法により取得された測定データ、及び、周波数解析により取得された解析データの一例（その３）を示す図である。 本発明に係る脈拍データ検出方法の具体例に適用される、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法の他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る脈拍データ検出装置、脈拍データ検出方法、脈拍データ検出プログラムについて、実施形態を示して詳しく説明する。なお、以下では、光学式の脈拍データ検出装置のうち、反射式を適用した場合についての説明を行うが、透過式を適用した場合についても基本的に同様の構成、動作である。

Ａ．第１実施形態
図１は、本発明に係る第１実施形態による脈拍データ検出装置１の一構成例を示すブロック図である。図１において、脈拍データ検出装置１は、操作部１０と、ＣＰＵ１１と、メモリ１２と、発光駆動部１３と、発光素子（光源）１４−１〜１４−Ｍと、受光素子（検出部）１５−１〜１５−Ｎと、検出部選択回路１６と、Ａ／Ｄコンバータ１７と、脈拍数算出部１８と、表示部１９とを備えている。

操作部１０は、被験者であるユーザにより操作される電源スイッチや、センシング動作の開始、停止を制御するための動作制御用スイッチなどを有する。

ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された制御プログラムに従って処理を行うことにより、脈拍の計測、脈拍数の算出、脈拍数の表示動作を制御する。また、ＣＰＵ１１は、検出された光量に基づいて、発光駆動部１３にフィードバックをかけて、発光素子１４−１〜１４−Ｍのうち、どの発光素子を点灯するか、点灯する発光素子の発光量、点灯する発光素子の数を、独立して、あるいは、それらを組み合わせて制御することで、複数の発光素子１４−１〜１４−Ｍを複数の発光パターンで発光させる。また、ＣＰＵ１１は、上記発光パターンで発光させたときの受光素子１５−１〜１５−Ｎの各々から出力される電気信号（出力信号）に基づいて、所定の条件（適正条件）を満足する、発光パターン（発光素子）と受光素子との適切な組み合わせを決定する。

メモリ１２は、測定データや制御プログラム、該制御プログラム実行時に生成されるデータなどを保存する。発光駆動部１３は、ＣＰＵ１１からの制御に従って、発光素子（光源）１４−１〜１４−Ｍのうち、所定の数、所定の位置に配置された発光素子１４を、所定の発光量で発光させる。

発光素子（光源）１４−１〜１４−Ｍは、ＬＥＤ等からなり、筐体の底部（皮膚面２に当接される面）に、少なくとも２つ（Ｍ＝２）以上となる複数個（Ｍ個）配置される。発光素子（光源）１４−１〜１４−Ｍは、発光駆動部１３の駆動制御に従って、所定の発光量で可視光（例えば、波長５２５ｎｍ前後の緑色可視光）を皮膚面２に照射する。可視光を用いる反射式の検出方法は、可視光の体内における透過性が低いため、体内深部に存在する静脈や動脈の血流からの反射光の影響を受けにくく、それぞれの血管にて発生する血流路長による拍動の伝搬タイムラグの影響を受けにくいというメリットがある。

受光素子（検出部）１５−１〜１５−Ｎは、照度センサーやフォトダイオード等からなり、筐体の底部（皮膚面２に当接される面）に、少なくとも１つ（Ｎ＝１）以上となる１又は複数個（Ｎ個）配置される。受光素子（検出部）１５−１〜１５−Ｎは、発光素子（光源）１４−１〜１４−Ｍのいずれかから照射され、皮膚面２で反射された反射光を受光し、受光量又は受光強度に応じた出力信号を出力する。

検出部選択回路１６は、上述した発光素子１４−１〜１４−Ｍによる発光パターン毎に、受光素子（検出部）１５−１〜１５−Ｎから所定の条件に従って１つの受光素子１５−ｉ（ｉ＝１、２、…、Ｎ）を順次選択し、該選択した受光素子１５−ｉによって受光された反射光の光量に応じた出力信号をＡ／Ｄコンバータ１７に供給する。

Ａ／Ｄコンバータ１７は、検出部選択回路１６で選択された受光素子１５−ｉからの出力信号をデジタルデータ（センサデータ）に変換し、ＣＰＵ１１に供給する。脈拍数算出部１８は、所定のアルゴリズムプログラムに従って処理を行うことにより、ＣＰＵ１１により決定された、所定の条件を満足する、発光パターン（発光素子）と受光素子１５−ｊ（ｊ＝１、２、…、Ｎ）との適切な組み合わせにおける、受光素子１５−ｊにより取得されたセンサデータを加工し、脈拍数を算出する。なお、脈拍数算出部１８は、ＣＰＵ１１内に内蔵されている演算機能であってもよい。また、本発明では、脈拍数に限定されず、後述するように、脈の波形データ（脈波データ）に含まれる血流に関連する種々の情報を算出して出力するようにしてもよい。

表示部１９は、例えばカラーやモノクロ表示が可能な液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネル等の表示装置を有し、脈拍数算出部１８により算出された脈拍数を表示する。なお、表示部１９は、これに限定されるものではなく、上述したように、脈拍データとして、脈波（具体的には、脈の波形データ）やピッチ等を表示するものであってもよい。例えば、脈の波形データ（脈波データ）には、血流に関連する種々の情報が含まれている。すなわち、脈拍データは、健康や体調（血管の詰まりや血管年齢、緊張状態の判定等）、運動状態等を判定するための重要なパラメータとして適用できる。表示部１９は、この判定結果を特定の文字情報や発光パターン等で表示するものであってもよい。

図２は、本実施形態に係る脈拍データ検出装置１における発光素子１４−１〜１４−Ｍと受光素子１５−１〜１５−Ｎとの配置例を示す模式図である。なお、図２では、図示の都合上、便宜的に受光素子１５−１〜１５−Ｎを「Ａ（＝１、２、…、Ｎ）」で表し、発光素子１４−１〜１４−Ｍを「Ｂ（＝１、２、…、Ｍ）」で表している。

図２（ａ）は、略中央に１つの受光素子Ａ（＝１）を配置し、該受光素子Ａを挟むように２つの発光素子Ｂ（＝１、２）を所定の間隔を空けて配置した例を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す配置例を拡張し、略中央に２つの受光素子Ａ（＝１、２）を所定の間隔を空けて並べて配置し、該受光素子Ａ（＝１、２）のそれぞれを挟むように４つの発光素子Ｂ（＝１、２、３、４）を所定の間隔を空けて配置した例を示している。

図２（ｃ）は、略中央に１つの受光素子Ａ（＝１）を配置し、該受光素子Ａを四方から囲むように４つの発光素子Ｂ（＝１、２、３、４）を所定の間隔を空けて配置した例を示している。図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示す配置例を拡張し、２つの受光素子Ａ（＝１、２）を、１つの発光素子Ｂ（＝２）を挟むように配置し、該受光素子Ａ（＝１、２）のそれぞれを四方から囲むように、該発光素子Ｂ（＝２）を含む７つの発光素子Ｂ（＝１〜７）を所定の間隔を空けて配置した例を示している。

図２（ｅ）は、略中央に１つの受光素子Ａ（＝１）を配置し、該受光素子Ａを八方から囲むように８つの発光素子Ｂ（＝１〜８）を配置した例を示している。図２（ｆ）は、図２（ｄ）に示す配置例を拡張し、２つの発光素子Ｂ（＝１、３）の間に１つの受光素子Ａ（＝２）をさらに配置し、また発光素子Ｂ（＝５、６）の間に１つの受光素子Ａ（＝４）をさらに配置した例を示している。

すなわち、本実施形態では、図２（ａ）〜（ｆ）に示したように、１つ以上の受光素子Ａの周りを複数の発光素子Ｂが取り囲むように、あるいは、挟むように配置されている。なお、図示した受光素子Ａと発光素子Ｂとの配置例は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えば、発光素子Ｂの周りに受光素子Ａを配置するようにしてもよい。具体的には、図示した受光素子Ａと発光素子Ｂの配置を全く逆にした構成でもよい。但し、本発明では、複数の発光素子Ｂを配置することが必須要件であるので、図２（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示す配置例のように、受光素子Ａと発光素子Ｂを逆転配置した場合に、発光素子Ｂが１つのみになる構成は除外される。

そして、本実施形態では、複数の発光素子１４−１〜１４−Ｍ（Ｂ＝１、２、…、Ｍ）、及び１つ以上の受光素子１５−１〜１５−Ｎ（Ａ＝１、２、…、Ｎ）を備え、それぞれの位置関係により同時、あるいは時分割により複数の箇所における吸収光量の測定を行い、それぞれの箇所からの測定結果の中から、より安定した結果を１つ、あるいはそれ以上の測定データを選択して処理する。これにより、本実施形態では、常に安定して脈拍を測定することができるようになる。

本実施形態による脈拍データ検出装置１は、手首に装着する腕時計型やリストバンド型、または、眼鏡型としてツルの部分にセンサーを内蔵する形態、あるいは、耳たぶを挟み込む形態等が考えられる。基本的に人体の毛細血管が存在する部位に装着するものであればどこでもよい。二の腕や指先に装着するものでもよい。バンドで巻き付けるものや体表に貼り付けるものなど種々の形態が考えられる。

次に、上述した第１実施形態に係る脈拍データ検出装置１による脈拍データ検出方法について説明する。
図３乃至図５は、本実施形態に係る脈拍データ検出装置１により実行される脈拍データ検出方法を示すフローチャートである。ユーザは、まず、上述した脈拍データ検出装置１を測定部位（例えば、手首や耳たぶ等）に装着し、操作部１０から所定の操作（測定開始）を行う。ＣＰＵ１１は、ユーザにより測定開始が指示されると、図３乃至図５に示すフローチャートに従って各種処理を実行する。

まず、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１１は、測定開始準備を実行する。次いで、ステップＳ１２において、ＣＰＵ１１は、受光素子番号を変数Ａと定義する。変数Ａは、受光素子の数に応じて１〜Ｎの値をとり、初期値は１である。次いで、ステップＳ１４において、ＣＰＵ１１は、発光素子番号を変数Ｂと定義する。変数Ｂは、発光素子の数に応じて１〜Ｍの値をとり、初期値は１である。定義された変数Ａ、Ｂの初期値（＝１）は、例えばメモリ１２に一時保存される。

次いで、ＣＰＵ１１は、受光素子番号の変数Ａを１つずつインクリメントしながら、ステップＳ１６〜Ｓ３２の間の処理を繰り返す。また、ＣＰＵ１１は、この過程で、発光素子番号の変数Ｂを１つずつインクリメントしながら、ステップＳ１８〜Ｓ２８の間の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ１６〜Ｓ３２では、発光素子Ｂと受光素子Ａを１対１の関係で駆動して検出する動作を、全素子について組み合わせを変えて順次実行する。以下、詳細に説明する。

まず、ステップＳ２０において、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３を制御することにより発光素子Ｂ（＝１）を点灯し、ステップＳ２２において、検出部選択回路１６により受光素子Ａ（＝１）を選択することで受光素子Ａ（＝１）の出力を測定する。なお、この測定動作において発光素子Ｂの発光強度は、特定のレベル（例えば中レベル）に固定する。次いで、ステップＳ２４において、検出部選択回路１６は、受光素子Ａ（＝１）の出力信号をＡ／Ｄコンバータ１７に出力する。この結果、ＣＰＵ１１は、まず、発光素子Ｂ（＝１）を発光させたときの受光素子Ａ（＝１）の出力値（センサデータ）を取り込むことになる。ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂからなる組み合わせと、取り込まれた受光素子Ａの出力値（センサデータ）とを相互に関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に、測定データとして一時保存する。また、この時点で、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３を制御することにより発光素子Ｂを消灯する。

次いで、ステップＳ２６において、ＣＰＵ１１は、変数Ｂを１つインクリメントする（Ｂ＋１→Ｂ＝２）。インクリメントされた変数Ｂは、メモリ１２に一時保存される。そして、ステップＳ２８において、変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になっていない場合には、ステップＳ１８へ戻り、発光素子Ｂ（＝２）の点灯と受光素子Ａ（＝１）による測定とが繰り返される。すなわち、ステップＳ１８〜Ｓ２８では、ＣＰＵ１１は、発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えながら、受光素子Ａ（＝１）の出力値（センサデータ）を順次取り込んで、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。

そして、ステップＳ２８において、変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になった場合には、ステップＳ３０において、ＣＰＵ１１は、変数Ａを１つインクリメントする（Ａ＋１→Ａ＝２）。インクリメントされた変数Ａは、メモリ１２に一時保存される。そして、ステップＳ３２において、変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になっていない場合には、ステップＳ１６へ戻り、再度、発光素子Ｂ（＝１、２、…、Ｍ）の点灯と受光素子Ａ（＝２）による測定とが繰り返される。すなわち、ＣＰＵ１１は、発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えながら、受光素子Ａ（＝２）の出力値（センサデータ）を順次取り込んで、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。

以下、上述したように、変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になるまで、発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えながら、受光素子Ａ（＝１、２、…、Ｎ）の出力値（センサデータ）を順次取り込むことで、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる、全ての組み合わせによる出力値（センサデータ）が取得される。

そして、ステップＳ３２において、変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になった場合には、ステップＳ３４において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる、全ての組み合わせにおける出力値を比較し、ステップＳ３６において、適切出力部分を判定する。「適切出力部分の判定」では、出力レベルの大きさが十分であるか、Ｓ／Ｎ比（信号対ノイズ比）が信号を十分に取り出せる値であるか等、複合的な要素に基づいて、所定の条件を満足する最適な出力、もしくは当該最適な出力を含む特定の範囲内の適切な出力（以下、「適切な出力」と総称する）が得られる、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる適切な組み合わせが判定される。ここでは、ＣＰＵ１１は、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアしたか否かに基づいて、適切な出力が得られる受光素子Ａと発光素子Ｂの組み合わせ（適切な組み合わせ）を判定する。なお適切出力部分の判定の手法（適切な組み合わせの判定方法）については、詳しく後述する。

そして、ステップＳ３８で、ＣＰＵ１１は、どの組み合わせでも適切な出力が得られず不適であるか否かを判断する。そして、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアした適切な出力が得られる素子の組み合わせがあった場合には（ステップＳ３８のＮＯ）、ステップＳ４０において、ＣＰＵ１１は、脈拍算出に使用する受光素子Ａと、発光素子Ｂとからなる組み合わせを決定する。

次いで、ステップＳ４２において、ＣＰＵ１１は、適切な出力と判定された受光素子Ａと、発光素子Ｂとからなる組み合わせにより得られた出力値（センサデータ：波形信号）に対して演算処理を行う。さらに、ステップＳ４４において、脈拍数算出部１８は、脈拍数（一般に、１分間の波形中の山の数）を算出し、ステップＳ４６において、算出した脈拍数を表示部１９に出力する。次いで、ステップＳ４８において、表示部１９は、算出された脈拍数（数値データ）を、脈拍データとして表示する。なお脈拍データは、脈拍数に限定されず、脈の波形データ（脈波データ）の計測等でもそのまま適用できる。また脈拍数算出部１８において算出された脈拍数は、適切な出力が得られた受光素子Ａと発光素子Ｂの組み合わせや、測定時の時刻データ等に関連付けられて、メモリ１２の所定の記憶領域に保存される。

次いで、ステップＳ５０において、ＣＰＵ１１は、ユーザにより操作部１０で終了指示が操作されたか否かを判断し、終了指示が操作されていない場合には（ステップＳ５０のＮＯ）、ステップＳ１０に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、ユーザにより終了指示が操作された場合には（ステップＳ５０のＹＥＳ）、ステップＳ５２において、ＣＰＵ１１は、所定の終了処理（脈波数の保存、測定データの破棄等）を行った後、当該処理を終了する。

一方、ステップＳ３８において、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアした素子の組み合わせがなかった場合には（ステップＳ３８のＹＥＳ）、図４に示すフローチャートに進む。

まず、図４に示すステップＳ６０において、ＣＰＵ１１は、測定開始準備を実行する。次いで、ステップＳ６２において、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３により、ランダムにいずれかの発光素子Ｂｒを点灯する。次いで、ステップＳ６４において、ＣＰＵ１１は、受光素子番号を変数Ａと定義する。変数Ａは、受光素子の数に応じて１〜Ｎの値をとり、初期値は１である。次いで、ステップＳ６６において、発光素子番号を変数Ｂと定義する。変数Ｂは、ランダムに点灯した発光素子Ｂｒを除く、未点灯の発光素子の数に応じて１〜Ｍ−１の値をとり、初期値は１である。定義された変数Ａ、Ｂの初期値（＝１）は、例えばメモリ１２に一時保存される。

次いで、ＣＰＵ１１は、受光素子番号の変数Ａを１つずつインクリメントしながら、ステップＳ７０〜Ｓ８６の間の処理を繰り返す。また、ＣＰＵ１１は、この過程で、発光素子番号の変数Ｂを１つずつインクリメントしながら、ステップＳ７２〜Ｓ８２の間の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ７０〜Ｓ８６では、ランダムに選択した１つの発光素子Ｂｒとそれ以外の順次指定される１つの発光素子Ｂとからなる計２つ（複数）の発光素子と、１つの受光素子Ａとの、複数（２）対１の関係で駆動して検出する動作を、順次指定とランダム選択の繰り返しにより、全ての組み合わせ、または、任意の組み合わせについて順次実行する。以下、詳細に説明する。

まず、ステップＳ６８において、ＣＰＵ１１は、全ての発光素子Ｂ（＝１、２、…、Ｍ）を点灯したか否かを判断する。そして、全ての発光素子Ｂを点灯していない場合には（ステップＳ６８のＮＯ）、ステップＳ７４で、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３を制御することにより発光素子Ｂ（＝１；発光素子Ｂｒ以外）を点灯し、ステップＳ７６において、検出部選択回路１６により受光素子Ａ（＝１）を選択することで受光素子Ａ（＝１）の出力を測定する。なお、この測定動作において発光素子Ｂの発光強度は、特定のレベル（例えば中レベル）に固定する。

次いで、ステップＳ７８において、検出部選択回路１６は、受光素子Ａ（＝１）の出力信号をＡ／Ｄコンバータ１７に出力する。この結果、ＣＰＵ１１は、まず、ランダムに発光した発光素子Ｂｒと発光素子Ｂ（＝１）とを発光させたときの受光素子Ａ（＝１）の出力値（センサデータ）を取り込むことになる。ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂｒ、Ｂからなる組み合わせと、取り込まれた受光素子Ａの出力値（センサデータ）とを相互に関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に、測定データとして一時保存する。また、この時点で、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３を制御することにより発光素子Ｂを消灯する。

次いで、ステップＳ８０において、ＣＰＵ１１は、変数Ｂを１つインクリメントする（Ｂ＋１→Ｂ＝２）。インクリメントされた変数Ｂは、メモリ１２に一時保存される。そして、ステップＳ８２において、変数Ｂが発光素子Ｂｒを除く発光素子の最大個数を示すＭ−１より大になっていない場合には、ステップＳ７２へ戻り、発光素子Ｂｒと発光素子Ｂ（＝２）との点灯と、受光素子Ａ（＝１）による測定とが繰り返される。すなわち、ステップＳ７２〜Ｓ８２では、ＣＰＵ１１は、ランダムに点灯した発光素子Ｂｒに加えて、点灯する発光素子Ｂを１、２、…、Ｍ−１と変えながら、受光素子Ａ（＝１）の出力値（センサデータ）を順次取り込んで、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。

そして、ステップＳ８２において、変数Ｂが発光素子Ｂｒを除く発光素子の最大個数を示すＭ−１より大になった場合には、ステップＳ８４において、ＣＰＵ１１は、変数Ａを１つインクリメントする（Ａ＋１→Ａ＝２）。そして、ステップＳ８６において、変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になっていない場合には、ステップＳ７０へ戻り、再度、発光素子Ｂｒと発光素子Ｂ（＝１、２、…、Ｍ−１）との点灯と、受光素子Ａ（＝２）による測定とが繰り返される。すなわち、ＣＰＵ１１は、ランダムに点灯した発光素子Ｂｒに加えて、点灯する発光素子Ｂを１、２、…、Ｍ−１と変えながら、受光素子Ａ（＝２）の出力値（センサデータ）を順次取り込んで、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。

以下、上述したように、変数Ｂが発光素子Ｂｒを除く発光素子の最大個数を示すＭ−１より大になるまで、発光素子Ｂを１、２、…、Ｍ−１と変えながら、受光素子Ａ（１、２、…、Ｎ）の出力値（センサデータ）を順次取り込むことで、２つの発光素子と１つの受光素子とからなる、全ての組み合わせによる出力値（センサデータ）が取得される。

そして、ステップＳ８６において、変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になった場合には、ステップＳ８８において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された２つの発光素子と１つの受光素子とからなる、全ての組み合わせにおける出力値を比較し、ステップＳ９０において、適切出力部分を判定する。「適切出力部分の判定」では、図３のフローチャートに示したステップＳ３６と同様に、出力レベルの大きさが十分であるか、Ｓ／Ｎ比が信号を十分に取り出せる値であるか等、複合的な要素に基づいて適切な組み合わせを判定する。ここでは、ＣＰＵ１１は、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアしたか否かに基づいて、適切な組み合わせを判定する。

そして、ステップＳ９２で、ＣＰＵ１１は、どの組み合わせでも適切な出力が得られず不適であるか否かを判断する。そして、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアした適切な出力が得られる素子の組み合わせがあった場合には（ステップＳ９２のＮＯ）、ステップＳ９４において、ＣＰＵ１１は、脈拍算出に使用する受光素子Ａと、発光素子Ｂｒと、発光素子Ｂとからなる組み合わせを決定する。

次いで、ステップＳ９６において、ＣＰＵ１１は、適切な出力と判定された受光素子Ａと、発光素子Ｂｒと、発光素子Ｂとの組み合わせにより得られた出力値（センサデータ：波形信号）に対して演算処理を行う。さらに、ステップＳ９８において、脈拍数算出部１８は、脈拍数（一般に、１分間の波形中の山の数）を算出し、ステップＳ１００において、算出した脈拍数を表示部１９に出力する。次いで、ステップＳ１０２において、表示部１９は、算出された脈拍数（数値データ）を、脈拍データとして表示する。なお脈拍データは、脈拍数に限定されず、脈の波形データ（脈波データ）の計測等でもそのまま適用できる。また脈拍数算出部１８において算出された脈拍数は、適切な出力が得られた受光素子Ａと発光素子Ｂｒ、Ｂの組み合わせや、測定時の時刻データ等に関連付けられて、メモリ１２の所定の記憶領域に保存される。

次いで、ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１１は、ユーザにより操作部１０で終了指示が操作されたか否かを判断し、終了指示が操作されていない場合には（ステップＳ１０４のＮＯ）、ステップＳ６０に戻り、上述した処理を繰り返す。この場合、ステップＳ６２において、発光駆動部１３により、異なる発光素子Ｂｒがランダムに点灯することになり、受光素子Ａ、発光素子Ｂｒ、発光素子Ｂの組み合わせが変更されることになるので、変更された組み合わせから得られる出力値（センサデータ）も異なるものになる。

一方、ユーザにより終了指示が操作された場合には（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１１は、所定の終了処理（脈波数の保存、測定データの破棄等）を行った後、当該処理を終了する。

一方、ステップＳ９２において、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアした素子の組み合わせがなかった場合には（ステップＳ９２のＹＥＳ）、図５に示すフローチャートに進む。

なお、図４に示すフローチャートでは、２つの発光素子Ｂｒ、発光素子Ｂを発光させるとしたが、これに限定されるものではなく、２つ以上の複数であってもよい。また、処理時間短縮のため、発光させる複数の発光素子のうち１つをランダムに選択する方法を示したが、これに限定されるものではなく、規則的に、あるいは、特定のアルゴリズムに基づくパターンで、順次選択するものであってもよい。すなわち、複数の発光素子が選択（全ての組み合わせでも任意の組み合わせでもよい）されるものであれば、どのような手法によるものであってもよい。

まず、図５に示すステップＳ１２０において、ＣＰＵ１１４は、測定開始準備を実行する。次いで、ステップＳ１２２において、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３により、全ての発光素子Ｂ（＝１〜Ｍ）を、特定レベル（例えば中レベル；０．５）の発光強度で点灯する。次いで、ステップＳ１２４において、ＣＰＵ１１は、受光素子番号を変数Ａと定義する。変数Ａは、受光素子の数に応じて１〜Ｎの値をとり、初期値は１である。次いで、ステップＳ１２６において、発光素子番号を変数Ｂと定義する。変数Ｂは、発光素子Ｂの数に応じて１〜Ｍの値をとり、初期値は１である。定義された変数Ａ、Ｂの初期値（＝１）は、例えばメモリ１２に一時保存される。

次いで、ＣＰＵ１１は、受光素子番号の変数Ａを１つずつインクリメントしながら、ステップＳ１２８〜Ｓ１４４の間の処理を繰り返す。また、ＣＰＵ１１は、この過程で、発光素子番号の変数Ｂを１つずつインクリメントしながら、ステップＳ１３０〜Ｓ１４０の間の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ１２８〜Ｓ１４４では、全ての発光素子Ｂａｌｌを特定レベル（例えば中レベル；０．５）の発光強度で発光させた状態で、順次指定される１つの発光素子Ｂの発光強度（光量）をランダムに変化（増減）させて１つの受光素子Ａで検出する動作を、全発光素子について組み合わせを変えて順次実行する。以下、詳細に説明する。

まず、ステップＳ１３２において、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３を制御することにより発光素子Ｂ（＝１）について、±０．５までの乱数値により発光レベル（発光量）を変更させて点灯し、ステップＳ１３４において、検出部選択回路１６により受光素子Ａ（＝１）を選択することで受光素子Ａ（＝１）の出力を測定する。

次いで、ステップＳ１３６において、検出部選択回路１６は、受光素子Ａ（＝１）の出力信号をＡ／Ｄコンバータ１７に出力する。この結果、ＣＰＵ１１は、全ての発光素子Ｂａｌｌを特定レベル（例えば中レベル；０．５）で発光させた状態で、順次指定される１つの発光素子Ｂ（＝１）の光量をランダムに変化（増減）させたときの、１つの受光素子Ａ（＝１）の出力値（センサデータ）を取り込むことになる。ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと、特定レベルで発光する発光素子Ｂａｌｌと、ランダムに光量を変化させた発光素子Ｂとからなる組み合わせと、取り込まれた受光素子Ａの出力値（センサデータ）とを相互に関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に、測定データとして一時保存する。また、この時点で、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３を制御することにより発光素子Ｂを元の特定レベル（例えば中レベル；０．５）に戻す。

次いで、ステップＳ１３８において、ＣＰＵ１１は、変数Ｂを１つインクリメントする（Ｂ＋１→Ｂ＝２）。インクリメントされた変数Ｂは、メモリ１２に一時保存される。そして、ステップＳ１４０において、変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になっていない場合には、ステップＳ１３０へ戻り、全ての発光素子Ｂを特定レベル（例えば中レベル；０．５）で発光させた状態で、順次指定される１つの発光素子Ｂ（＝２）の光量をランダムに変化（増減）させたときの、１つの受光素子Ａ（＝１）による測定を繰り返す。すなわち、ステップＳ１３０〜Ｓ１４０では、全ての発光素子Ｂａｌｌを特定レベル（例えば中レベル；０．５）の発光強度で発光させた状態で、順次指定される１つの発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えながら、その発光強度（光量）をランダムに変化（増減）させ、受光素子Ａ（＝１）の出力値（センサデータ）を順次取り込んで、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。

そして、ステップＳ１４０において、変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になった場合には、ステップＳ１４２において、ＣＰＵ１１は、変数Ａを１つインクリメントする（Ａ＋１→Ａ＝２）。そして、ステップＳ１４４において、変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になっていない場合には、ステップＳ１２８へ戻り、再度、全ての発光素子Ｂを特定レベル（例えば中レベル；０．５）で発光させた状態で、発光素子Ｂ（＝１、２、…、Ｍ）の光量をランダムに変化させる点灯と、受光素子Ａ（＝２）による測定とが繰り返される。すなわち、ＣＰＵ１１は、全ての発光素子Ｂａｌｌを特定レベル（例えば中レベル；０．５）で発光させた状態で、順次指定される１つの発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えながら、その光量をランダムに変化（増減）させ、受光素子Ａ（＝２）の出力値（センサデータ）を順次取り込んで、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。

以下、上述したように、全ての発光素子Ｂａｌｌを特定レベル（例えば中レベル；０．５）で発光させた状態で、光量をランダムに変化させる発光素子Ｂを１、２、…、Ｍ−１と変えながら、受光素子Ａ（１、２、…、Ｎ）の出力値（センサデータ）が順次取り込まれる。これにより、所定のレベルで発光する全ての発光素子Ｂａｌｌと、ランダムに光量を変化させるいずれか１つの発光素子Ｂと、１つの受光素子Ａとからなる、全ての組み合わせによる出力値（センサデータ）が取得される。

そして、ステップＳ１４４において、変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になった場合には、ステップＳ１４６において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された全ての組み合わせにおける出力値を比較し、ステップＳ１４８において、適切出力部分を判定する。「適切出力部分の判定」では、図３のフローチャートに示したステップＳ３６と同様に、出力レベルの大きさが十分であるか、Ｓ／Ｎ比が信号を十分に取り出せる値であるか等、複合的な要素に基づいて適切な組み合わせを判定する。ここでは、ＣＰＵ１１は、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアしたか否かに基づいて、適切な組み合わせを判定する。

そして、ステップＳ１５０で、ＣＰＵ１１は、どの組み合わせでも適切な出力が得られず不適であるか否かを判断する。そして、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアした適切な出力が得られる素子の組み合わせがあった場合には（ステップＳ１５０のＮＯ）、ステップＳ１５２において、ＣＰＵ１１は、脈拍算出に使用する、所定のレベルで発光する全ての発光素子Ｂａｌｌと、ランダムに光量を変化させるいずれか１つの発光素子Ｂと、１つの受光素子Ａとからなる組み合わせを決定する。

次いで、ステップＳ１５４において、ＣＰＵ１１は、適切な出力と判定された所定のレベルで発光する全ての発光素子Ｂａｌｌと、ランダムに光量を変化させるいずれか１つの発光素子Ｂと、１つの受光素子Ａとの組み合わせにより得られた出力値（センサデータ：波形信号）に対して演算処理を行う。さらに、ステップＳ１５６において、脈拍数算出部１８は、脈拍数（一般に、１分間の波形中の山の数）を算出し、ステップＳ１５８において、算出した脈拍数を表示部１９に出力する。次いで、ステップＳ１６０において、表示部１９は、算出された脈拍数（数値データ）を、脈拍データとして表示する。なお脈拍データは、脈拍数に限定されず、脈の波形データ（脈波データ）の計測等でもそのまま適用できる。また脈拍数算出部１８において算出された脈拍数は、適切な出力が得られた、受光素子Ａと、特定レベルで発光する発光素子Ｂａｌｌと、ランダムに光量を変化させる発光素子Ｂとからなる組み合わせや、測定時の時刻データ等に関連付けられて、メモリ１２の所定の記憶領域に保存される。

次いで、ステップＳ１６２において、ＣＰＵ１１は、ユーザにより操作部１０で終了指示が操作されたか否かを判断し、終了指示が操作されていない場合には（ステップＳ１６２のＮＯ）、ステップＳ１２０に戻り、上述した処理を繰り返す。この場合、ステップＳ１３２において、発光駆動部１３により、選択された発光素子Ｂの発光レベルが±０．５までの乱数値により変更されるため、所定のレベルで発光する全ての発光素子Ｂａｌｌと、ランダムに光量を変化させるいずれか１つの発光素子Ｂと、１つの受光素子Ａとの組み合わせが変更されることになるので、変更された組み合わせから得られる出力値（センサデータ）も異なるものになる。

一方、ユーザにより終了指示が操作された場合には（ステップＳ１６２のＹＥＳ）、ステップＳ１６４において、ＣＰＵ１１は、所定の終了処理（脈波数の保存、測定データの破棄等）を行った後、当該処理を終了する。

一方、ステップＳ１５０において、少なくとも予め設定した特定の範囲内にあるか、あるいは特定の閾値や条件をクリアした素子の組み合わせがなかった場合には（ステップＳ１５０のＹＥＳ）、ステップＳ１２２に戻り、上述した処理を繰り返す。

（変形例）
次に、上述した第１実施形態における変形例について説明する。
上述した実施形態では、図３に示すフローチャートのステップＳ３８で、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなるどの組み合わせでも不適であったと判断された場合には（ステップＳ３８のＹＥＳ）、図４に示すフローチャート（複数個点灯）→図５に示すフローチャート（光量変更）の順序で処理を行う場合を示した。この一連の処理は本発明に係る脈拍データ検出方法の一例であって、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すような変形例によっても受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせを判定して脈泊データを出力（脈拍を測定）することができる。

例えば、上述した第１実施形態の変形例として、図４に示すフローチャート（複数個点灯）と図５に示すフローチャート（光量変更）の順序が逆であってもよいし、図３に示すフローチャートの後に、図４、または図５のフローチャートのいずれか一方のみを行うものであってもよい。すなわち、本発明に係る脈拍データ検出方法の他の実施形態においては、図３に示すフローチャートのステップＳ３８で、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなるどの組み合わせでも不適であったと判断された場合に、図５に示すフローチャート（光量変更）→図４に示すフローチャート（複数個点灯）の順序で処理が実行される。また、さらに他の実施形態においては、図３に示すフローチャートの後に図４のフローチャートの処理のみ、あるいは、図３に示すフローチャートの後に図５のフローチャートの処理のみが実行される。

また、上述した第１実施形態の他の変形例として、図３に示すフローチャートを実行せずに、図４に示すフローチャート（複数個点灯）と図５に示すフローチャート（光量変更）とを実行するものや、図４に示すフローチャート（複数個点灯）、または図５に示すフローチャート（光量変更）のいずれか一方のみを実行するものであってもよい。すなわち、本発明に係る脈拍データ検出方法のさらに他の実施形態においては、図４に示すフローチャート（複数個点灯）と図５に示すフローチャート（光量変更）の処理のみを有し、図４に示すフローチャート（複数個点灯）→図５に示すフローチャート（光量変更）の順序、又は、図５に示すフローチャート（光量変更）→図４に示すフローチャート（複数個点灯）の順序で処理が実行される。また、さらに他の実施形態においては、図４に示すフローチャート（複数個点灯）の処理のみ、又は、図５に示すフローチャート（光量変更）の処理のみが実行される。

なお、上述した実施形態においては脈拍データ検出装置１の具体的な外観構成についての説明を省略したが、一般に発光素子や受光素子は、回路基板上に取り付けられている。本来であれば、このままの構成でも脈拍の測定が可能であるが、体表の反射の他に素子側面からの回り込みによる直接光が存在し、その影響が非常に大きいために、これを排除することを目的として、本実施形態においては各発光素子１４−１〜１４−Ｍ、各受光素子１５−１〜１５−Ｎの周囲に遮光ブロックを配置した構成を適用するものであってもよい。該遮光ブロックは、黒色の樹脂等で形成された部品を適用することができる。

（比較検証）
次に、本実施形態に係る脈拍データ測定装置の作用効果について検証する。ここでは、上述した背景技術に示したような構成を有する脈拍データ測定装置（レーザ血流計）を比較対象として、本実施形態の作用効果について説明する。

比較対象となる脈拍データ検出装置の場合においては、一般に、脈拍の測定対象となるエリアは、発光素子と受光素子のそれぞれの配置位置間の、略中間となる位置（中間部分）に存在するある一定のエリアである。したがって、その他の部分については、脈拍データ検出装置自体を移動させない限り、測定することができない。そのため、発光素子と受光素子との中間部分に存在するエリアに、黒子等の障害物が存在した場合、あるいは毛細血管の分布が非常に疎だった場合、あるいは体毛が密集、あるいは偶発的に挟み込まれた場合等においては、安定した脈拍の測定ができない状況となる。

脈拍データ検出装置の形状や構造によっては、このような場合に、再度、設置場所の変更をすることが可能であるが、再設置した場合にも必ずしも安定した測定ができるとは限らない。このため、少なからずユーザはストレスを感じるであろうし、脈拍データ検出装置の形状や構造等に起因して、特定の部位への設置しかできない場合には、ユーザは、その脈拍データ検出装置を使用して脈拍の測定を行うことができないという状況に陥ることになる。

これに対し、本実施形態においては、１つ以上の受光素子１５−１〜１５−Ｎを取り囲むように複数の発光素子１４−１〜１４−Ｍを配置し、発光させる発光素子１４−１〜１４−Ｍの発光パターン（発光する発光素子の数、位置、発光量）を切り替えることにより、複数箇所の測定を同時に可能としたことを特徴とする。ここで、中心部分に配置した複数の発光素子１４−１〜１４−Ｍを取り囲むように複数の受光素子１５−１〜１５−Ｎを配置した構成においても同等の効果が得られる。

また、本実施形態においては、発光素子１４−１〜１４−Ｍの発光タイミングに関して、全て同時に発光させることにより、より強い反射光を検出することも可能であるし、あるいは複数の発光素子１４−１〜１４−Ｍを順次点灯させることにより、適切な測定範囲を選択することも可能である。このように、本実施形態によれば、少なくとも脈拍データ検出装置を移動させたり、装着し直したりすることなく、測定可能なエリアを大きく広げることができ、安定的な脈拍の測定ができる可能性が大幅に広がる。

以上のように、本実施形態によれば、複数の発光素子の発光量を制御するようにしたので、脈拍データ検出装置１の人体への設置状態の如何に関わらず、測定エリアを広範囲に取れるため、安定した脈拍の測定ができるようになる。

特に、本実施形態によれば、複数の発光素子の発光量を制御することにより、複数の発光素子を複数の発光パターンで発光させるようにしたので、脈拍データ検出装置１の人体への設置状態の如何に関わらず、測定エリアを広範囲に取れるため、安定した脈拍の測定ができるようになる。

ここで、本実施形態においては、複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子の数、あるいは点灯させる発光素子の位置、あるいは点灯させる各発光素子の発光量を、独立して、あるいは、それらを組み合わせて制御するようにした。これにより、複数の発光素子を様々な発光パターンで発光させることができる。

また、本実施形態においては、複数の発光素子のうち、少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで順次同時点灯させる毎に、受光素子から出力される電気信号に基づいて、所定の条件を満足する、少なくとも２つ以上の発光素子と受光素子との適切な組み合わせを決定するようにした。これにより、多様な組み合わせを実現して脈拍の適切な測定を行うことができる。

また、本実施形態においては、複数の発光素子のいずれか１つの発光素子を順次点灯させる毎に、受光素子から出力される電気信号に基づいて、所定の条件を満足する、いずれか１つの発光素子と受光素子との適切な組み合わせを決定する。そして、適切な組み合わせを決定できない場合に、少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで順次同時点灯させる毎に、受光素子から出力される電気信号に基づいて、所定の条件を満足する、少なくとも２つ以上の発光素子と受光素子との適切な組み合わせを決定するようにした。これにより、段階的により複雑な制御へ移行することができ、測定時の状況に応じて多様な組み合わせを実現して脈拍の適切な測定を行うことができる。

また、本実施形態においては、更に、少なくとも２つ以上の発光素子と受光素子との適切な組み合わせを決定できない場合に、少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで、かつ異なる光量で順次同時点灯させる毎に、受光素子から出力される電気信号に基づいて、所定の条件を満足する、少なくとも２つ以上の発光素子と受光素子との適切な組み合わせを決定するようにした。これにより、段階的により複雑な制御へ移行することができ、測定時の状況に応じてより多様な組み合わせを実現して脈拍の適切な測定を行うことができる。

また、本実施形態においては、複数の発光素子のいずれか１つの発光素子を順次点灯させる毎に、受光素子から出力される電気信号に基づいて、所定の条件を満足する、いずれか１つの発光素子と受光素子との適切な組み合わせを決定する。そして、適切な組み合わせを決定できない場合に、少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで、かつ異なる光量で順次同時点灯させる毎に、受光素子から出力される電気信号に基づいて、所定の条件を満足する、少なくとも２つ以上の発光素子と受光素子との適切な組み合わせを決定するようにした。これにより、段階的により複雑な制御へ移行することができ、測定時の状況に応じて多様な組み合わせを実現して脈拍の適切な測定を行うことができる。

また、本実施形態によれば、複数の発光素子を、受光素子の周囲に配置するようにしたので、簡易な構成で、発光素子と受光素子との多様な組み合わせを実現することができる。

また、本実施形態によれば、受光素子を、少なくとも１つとしたので、簡易な構成で、発光素子と受光素子との多様な組み合わせを実現することができる。

また、本実施形態によれば、複数の受光素子を、複数の発光素子の周囲に配置したので、発光素子と受光素子との多様な組み合わせを実現することができる。

また、本実施形態によれば、複数の受光素子のうち、いずれか１つの受光素子を順次選択し、順次選択されるいずれか１つの受光素子から出力される電気信号に基づいて、所定の条件を満足する、複数の発光パターンといずれか１つの受光素子との適切な組み合わせを決定するようにした。これにより、測定時の状況に応じて多様な組み合わせを実現して脈拍の適切な測定を行うことができる。

Ｂ．第２実施形態
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。
なお、本第２実施形態による脈拍データ検出装置１の構成は上述した第１実施形態（図１、図２参照）と同様であるので説明を省略する。本第２実施形態では、上述した第１実施形態の脈拍データ検出方法により、所定の条件を満足する、発光素子と受光素子との適切な組み合わせを決定した後、発光素子の発光強度を、脈拍の適切な測定が可能な最低値に制御（発光強度適切化処理）することを特徴としている。

図６は、本第２実施形態に係る脈拍データ検出装置１により実行される脈拍データ検出方法を示すフローチャートである。ここでは、第１実施形態において図３のフローチャートに示した脈拍データ検出方法に、本実施形態に係る発光強度適切化処理を適用した場合について説明する。なお、上述した第１実施形態に示したフローチャート（図３）と同等の処理手順については符号を対応付けて示す。また、図７は、本第２実施形態に適用される発光強度適切化処理の一例を示すフローチャートである。

本実施形態に係る脈拍データ検出方法においては、まず、ユーザが脈拍データ検出装置１を測定部位（例えば、手首や耳たぶ等）に装着し、操作部１０から所定の操作（測定開始）を行う。ＣＰＵ１１は、ユーザにより測定開始が指示されると、図６に示すフローチャートに従って各種処理を実行する。

ここで、本実施形態におけるステップＳ２１０〜Ｓ２４０の一連の処理は、上述した第１実施形態の図３のフローチャートに示したステップＳ１０〜Ｓ４０の処理に対応する。すなわち、ステップＳ２１０〜Ｓ２４０において、ＣＰＵ１１は、測定開始準備を実行して、受光素子番号を変数Ａ、また、発光素子番号を変数Ｂとそれぞれ定義する。次いで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２１６〜Ｓ２３２の一連の処理において、受光素子番号の変数Ａ、及び、発光素子番号の変数Ｂを１つずつインクリメントすることにより、発光素子Ｂと受光素子Ａを１対１の関係で駆動して検出する動作を、全素子について組み合わせを変えて順次実行する。ＣＰＵ１１は、この一連の処理において、受光素子Ａと発光素子Ｂからなる組み合わせと、各組み合わせにおける受光素子Ａの出力値（センサデータ）とを相互に関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に、測定データとして順次保存する。

次いで、ステップＳ２３４において、ＣＰＵ１１は、取得した受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる、全ての組み合わせにおける出力値を比較し、ステップＳ２３６において、適切出力部分を判定する。そして、ステップＳ２３８において、ＣＰＵ１１は、どの組み合わせでも適切な出力が得られず不適であると判断した場合には（ステップＳ３３８のＹＥＳ）、上述した第１実施形態の図４に示したフローチャートの一連の処理を実行する。一方、ＣＰＵ１１は、適切な出力が得られる組み合わせがあると判断した場合には（ステップＳ２３８のＮＯ）、ステップＳ２４０において、ＣＰＵ１１は、脈拍算出に使用する受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを決定する。

次いで、ＣＰＵ１１は、脈拍算出に使用すると決定された受光素子Ａと発光素子Ｂについて、発光強度を適切化する処理（発光強度適切化処理）を実行する。ここで、ＣＰＵ１１は、図７に示すフローチャートに従って、脈拍算出に使用すると決定された発光素子Ｂの発光強度を、脈拍の適切な測定が可能な最低限の強度に設定する一連の処理を実行する。

本実施形態に適用される発光強度適切化処理においては、具体的には、まず、ステップＳ２６２において、ＣＰＵ１１は、測定開始準備を実行し、ステップＳ２６４において、発光駆動部１３により、決定された発光素子Ｂの発光強度を規定する設定値Ｐを初期値（＝１）に設定する。ここで、初期値（＝１）となる設定値Ｐにより規定される発光強度は、発光素子Ｂにおける最高レベルの発光強度（１００％強度）に設定される。すなわち、本実施形態においては、発光素子Ｂの発光強度は、最高レベルの発光強度に１以下の設定値Ｐを乗算することにより、最高レベル以下の発光強度が設定される。なお、初期値（＝１）となる設定値Ｐにより規定される発光強度は、発光素子Ｂにおける最高レベル（１００％強度）に限定されるものではなく、例えば任意の高レベル（例えば８０％強度等）の発光強度に設定されるものであってもよい。設定された設定値Ｐは、例えばメモリ１２に一時保存される。次いで、ステップＳ２６６において、ＣＰＵ１１は、検出部選択回路１６により、決定された受光素子Ａについてその出力を測定する受光設定を行う。

次いで、ＣＰＵ１１は、発光素子Ｂの発光強度を規定する設定値Ｐを０．１ずつデクリメントしながら、ステップＳ２６８〜Ｓ２８２の間の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ２６８〜Ｓ２８２においては、脈拍算出に使用すると決定された発光素子Ｂと受光素子Ａを１対１の関係で駆動して検出する動作を、発光素子Ｂの発光強度を低下させながら順次実行する。以下、詳細に説明する。

まず、ステップＳ２７０において、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３を制御することにより発光素子Ｂを、（最高レベル）×（設定値Ｐ＝１）で規定される発光強度で点灯し、ステップＳ２７２において、検出部選択回路１６により受光素子Ａを選択してその出力を測定する。次いで、ステップＳ２７４において、検出部選択回路１６は、受光素子Ａの出力信号をＡ／Ｄコンバータ１７に出力する。この結果、ＣＰＵ１１は、まず、発光素子Ｂを最高レベルの発光強度（１００％強度）で発光させたときの受光素子Ａの出力値（センサデータ）を取り込むことになる。ＣＰＵ１１は、このときの設定値Ｐ（すなわち発光素子Ｂの発光強度）と、取り込まれた受光素子Ａの出力値（センサデータ）とを相互に関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に、測定データとして一時保存する。また、この時点で、ＣＰＵ１１は、発光駆動部１３を制御することにより発光素子Ｂを消灯する。

このとき、ステップＳ２７６において、ＣＰＵ１１は、取り込んだ受光素子Ａの出力値（センサデータ）の測定処理にエラーがあるか否か（又は、出力値が適正であるか否か）を判断する。受光素子Ａの出力測定にエラーがある場合には（ステップＳ２７６のＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、後述するステップＳ２８４以降の処理を実行する。一方、受光素子Ａの出力測定にエラーがない場合には（ステップＳ２７６のＮＯ）、ステップＳ２７８において、ＣＰＵ１１は、このときの設定値Ｐを、適切な出力値が得られる発光強度を規定する設定値であると判定して、適切な設定値Ｐoptとして仮決定する。ＣＰＵ１１は、このときの設定値Ｐ（適切な設定値Ｐopt）と、取り込まれた受光素子Ａの出力値（センサデータ）とを相互に関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に一時保存する。

次いで、ステップＳ２８０において、ＣＰＵ１１は、設定値Ｐを０．１デクリメントする（Ｐ−0.1→Ｐ）。デクリメントされた設定値Ｐは、例えばメモリ１２に一時保存される。そして、ステップＳ２８２において、設定値Ｐが無発光状態を規定する設定値０以下になっていない場合には、ステップＳ２６８へ戻り、デクリメントされた設定値Ｐにより規定される発光強度（最高レベル×Ｐ）での発光素子Ｂの点灯と、受光素子Ａによる測定とが繰り返される。このような一連の処理を、発光強度（すなわち設定値Ｐ）ごとに繰り返し実行することにより、直近の最も低く、かつ、適切な出力値が得られる発光強度を規定する設定値Ｐが、適切な設定値Ｐoptとして順次仮決定され、メモリ１２に更新保存されることになる。

そして、ステップＳ２８２において、設定値Ｐが無発光状態を規定する設定値０以下になった場合、又は、ステップＳ２７６において、受光素子Ａの出力値の測定処理にエラーがある（又は、出力値が適正でない）と判断した場合には、ステップＳ２８４において、ＣＰＵ１１は、適切な設定値Ｐoptとして仮決定されてメモリ１２に保存された、直近の（現在の）設定値Ｐを、最も適切な設定値Ｐoptとして決定する。決定された適切な設定値Ｐoptは、メモリ１２の所定の記憶領域に保存される。以下、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２４２以降の処理が実行される。ここで、本実施形態におけるステップＳ２４２〜Ｓ２５２の一連の処理は、上述した第１実施形態のステップＳ４２〜Ｓ５２の処理に対応する。

すなわち、ステップＳ２４２において、ＣＰＵ１１は、決定された適切な設定値Ｐoptにより規定される発光強度で発光素子Ｂを発光させて、受光素子Ａで受光した際の出力値（センサデータ）に対して演算処理を行う。さらに、ステップＳ２４４において、脈拍数算出部１８は、脈拍数を算出し、ステップＳ２４６において、算出した脈拍数を表示部１９に出力する。算出された脈拍数は、そのときの設定値Ｐ（適切な設定値Ｐopt）や、測定時の時刻データ等に関連付けられて、メモリ１２の所定の記憶領域に保存される。次いで、ステップＳ２４８において、表示部１９は、算出された脈拍数を、脈拍データとして表示する。

次いで、ステップＳ２５０において、ＣＰＵ１１は、ユーザにより操作部１０で終了指示が操作されたか否かを判断し、終了指示が操作されていない場合には（ステップＳ２５０のＮＯ）、ステップＳ２１０に戻り、上述した脈拍数の算出処理を繰り返す。一方、ユーザにより終了指示が操作された場合には（ステップＳ２５０のＹＥＳ）、ステップＳ２５２において、ＣＰＵ１１は、所定の終了処理（脈拍数の保存、測定データの破棄等）を行った後、当該処理を終了する。

以上のように、本実施形態においては、上述した第１実施形態において適切な出力が得られる発光素子と受光素子の組み合わせを決定した後に、当該組み合わせにおいて良好な脈拍測定を実現することができる、より低い発光強度を設定する発光強度適切化処理が実行される。これにより、本実施形態によれば、適切な発光素子と受光素子の組み合わせにおいて、発光素子の発光強度をより低く設定することができるので、少ない消費電力で、安定かつ信頼性の高い脈拍の測定を行うことができる脈拍データ検出装置を提供することができる。

なお、本実施形態においては、上述した第１実施形態に示した脈拍データ検出方法のうち、図３のフローチャートに示した一連の処理に、発光強度適切化処理を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明に適用される発光強度適切化処理は、本発明に係る脈拍データ検出方法により決定された、適切な出力が得られる発光素子と受光素子の組み合わせにおいて、より低い発光強度で良好な脈拍測定を実現することができるものであればよい。したがって、上述した第１実施形態において図４又は図５のフローチャートに示した一連の処理により発光素子と受光素子の適切な組み合わせを決定した後に、図７のフローチャートに示した一連の発光強度適切化処理を実行するものであってもよい。

また、上述した第１、第２実施形態において、脈拍の測定周期や測定時間については、脈拍データの利用目的や測定精度等に応じて任意に設定されるものであるが、一般的には、例えば１０〜１５秒程度、測定状態によっては数秒〜１分程度の測定時間に設定される。

Ｃ．脈拍データ検出方法の具体例
次に、上述した第１、第２実施形態による脈拍データ検出方法に適用される、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる適切な組み合わせの判定方法について説明する。

上述した第１、第２実施形態においては、脈拍データ検出方法に係る一連の処理（図３〜図６に示したフローチャート参照）により、所定の条件を満足する適切な出力が得られることを説明した。ここでは、上述した脈拍データ検出方法に適用される、「所定の条件を満足する適切な出力」を判定するための方法と、当該適切な出力が得られる受光素子Ａと発光素子Ｂの組み合わせ（適切な組み合わせ）を決定するための方法とについて、具体的な手法を示して詳しく説明する。なお、以下の説明では、上記の適切な出力の判定方法及び適切な組み合わせの決定方法を、便宜的に「適切な組み合わせの判定方法」と総称する。

図８は本発明に係る脈拍データ検出方法に、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法の具体的な手法を適用した場合の具体例を示すフローチャートである。ここでは、上述した第１実施形態において図３のフローチャートに示した脈拍データ検出方法に、適切な組み合わせの判定方法の具体的な手法を適用した場合について説明する。なお、上述した第１実施形態に示したフローチャート（図３）と同等の処理手順については符号を対応付けて示す。

本具体例に係る脈拍データ検出方法においては、まず、ユーザが脈拍データ検出装置１を測定部位（例えば、手首や耳たぶ等）に装着し、操作部１０から所定の操作（測定開始）を行う。ＣＰＵ１１は、ユーザにより測定開始が指示されると、図８に示すフローチャートに従って各種処理を実行する。

まず、ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせが予め登録されているか否かをチェックする。ここで、メモリ１２に登録されている組み合わせは、例えば、後述する一連の処理により直近の、最も適切な組み合わせとして判定された組み合わせを適用することができる。そして、ステップＳ３０２において、メモリ１２に受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせが登録されている場合には（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、ステップＳ３０４において、ＣＰＵ１１は、当該組み合わせをメモリ１２から読み出して、脈拍算出に使用する素子の組み合わせとして設定し、後述するステップＳ３４２以降の処理を実行する。

一方、ステップＳ３０２において、メモリ１２に受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせが登録されていない場合（あるいは組み合わせが登録されているが最も適切な組み合わせではない場合；ステップＳ３０２のＮＯ）には、上述した第１実施形態に示した場合と同様に、以下のステップＳ３１０〜Ｓ３３２の一連の処理を実行する。ここで、本実施形態におけるステップＳ３１０〜Ｓ３３２の一連の処理は、第１実施形態の図３のフローチャートに示したステップＳ１０〜Ｓ３２に対応する。

すなわち、ステップＳ３１０〜Ｓ３３２において、ＣＰＵ１１は、測定開始準備を実行して、受光素子番号を変数Ａ、また、発光素子番号を変数Ｂとそれぞれ定義する。次いで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ３１６〜Ｓ３３２の一連の処理において、受光素子番号の変数Ａ、及び、発光素子番号の変数Ｂを１つずつインクリメントすることにより、発光素子Ｂと受光素子Ａを１対１の関係で駆動して検出する動作を、全素子について組み合わせを変えて順次実行する。ＣＰＵ１１は、この一連の処理において、受光素子Ａと発光素子Ｂからなる組み合わせと、各組み合わせにおける受光素子Ａの出力値（センサデータ）とを相互に関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に、測定データとして順次保存する。ここで、ステップＳ３２２、Ｓ３２４における受光素子Ａの出力の測定、取り込み動作は、一定時間（例えば数秒〜１分程度、好ましくは数十秒以上）継続され、所定回数分（例えば５〜４５拍程度、好ましくは数十拍以上）の脈拍を含む測定データが取得されて、メモリ１２に保存される。

次いで、ステップＳ４００において、ＣＰＵ１１は、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる適切な組み合わせの判定を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、以下に示すフーリエ変換による周波数解析の手法を適用して、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定処理（ステップＳ４１０）、及び、判定された適切な組み合わせを登録する処理（ステップＳ４３０）を実行する。

（手法１）
図９は本具体例に適用される、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法の一例を示すフローチャートである。また、図１０〜図１２は本具体例に係る脈拍データ検出方法により取得された測定データ、及び、周波数解析により取得された解析データの一例を示す図である。ここで、図１０（ａ）、図１０（ｂ）はそれぞれ、脈拍成分のＳ／Ｎ比が十分高く、良好な測定状態における測定データ（受光素子の出力に基づく脈波データ）、及びその周波数解析により取得された解析データを示す。また、図１１（ａ）、図１１（ｂ）はそれぞれ、例えば外乱光や人体の動き等に起因するノイズが混入して、信号振幅が小さく、脈拍成分のＳ／Ｎ比が十分確保できない場合の測定データ（受光素子の出力に基づく脈波データ）、及びその周波数解析により取得された解析データを示す。また、図１２（ａ）、図１２（ｂ）はそれぞれ、例えば手や腕の振り等の人体の動き等に起因するノイズが顕著に混入し、脈拍成分を判別できない程度に影響を及ぼしている場合の測定データ（受光素子の出力に基づく脈波データ）、及びその周波数解析により取得された解析データを示す。図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）において、横軸は測定時間を表す指標値（経過時間を特定の指標に基づいて換算した値）であり、縦軸は測定電圧値である。なお、受光素子Ａからの出力は、出力信号の電圧（測定電圧値）に限定されるものではなく、電流等の他の測定値であってもよい。また、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）において、横軸は周波数成分を表す指標値（各周波数を特定の指標に基づいて換算した値）であり、縦軸は各周波数における信号成分の大きさを表す指標値（各周波数における受光強度を特定の指標に基づいて換算した値）である。

すなわち、本手法１に係るステップＳ４００においては、図９に示すフローチャートに従って、まず、ステップＳ４１２、Ｓ４１４において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された受光素子Ａと発光素子Ｂとを読み出す。ここで、受光素子を指定する変数Ａと、発光素子を指定する変数Ｂの初期値は１である。次いで、ステップＳ４１６において、ＣＰＵ１１は、当該受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせにおける出力値（センサデータ）に対して、フーリエ変換によって周波数成分毎の受光強度の分布データを計算する。ＣＰＵ１１は、計算された周波数成分毎の受光強度の分布データを、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。

ここで、計算された周波数成分毎の受光強度の分布データについて、具体的に説明する。ここでは説明の都合上、取得した測定データに含まれる脈拍成分のＳ／Ｎ比が十分高く、良好な測定状態における実測データを用いて説明する。メモリ１２に保存された特定の受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせにおける測定データは、例えば図１０（ａ）のように示される。図１０（ａ）中、規則的に繰り返す小さな波形ＰＡは、各波形が脈拍１回分を示し、安静状態の人の脈拍では一般的に１波形のピッチ（時間幅）は概ね１秒になる。また、図中、脈拍を示す小さな波形ＰＡの連続より形成される測定データの大きな変化（図中、点線矢印）ＰＢは、測定中の人体の動き等に起因するものである。また、図１０（ａ）に示した測定データをフーリエ変換して得られる、周波数成分毎の受光強度の分布データは、例えば図１０（ｂ）のように示される。

次いで、ステップＳ４１８において、ＣＰＵ１１は、周波数成分毎の受光強度の分布データにおいて、ピーク値（最大値）を示す周波数成分と、その整数ｑ倍（＝２、３、４…）の成分を脈拍成分として抽出する。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、フーリエ変換により得られた分布データにおいては、例えば、概ね１Ｈｚの周波数の位置（横軸の指標値では概ね４２）に、受光強度（指標値）が非常に高く最大となるピークＸＡが出現し、当該ピークＸＡの周波数の概ね整数倍となる位置に、ピークＸＡよりも受光強度が十分低いピークＸＢ、ＸＣ、ＸＤ、…が出現する結果が得られる。ここで、ピークＸＡは、脈拍に対応する成分であり、ピークＸＢ、ＸＣ、ＸＤ、…はピークＸＡの２次、３次、４次、…の高調波に対応する成分（非異常値）である。したがって、取得した測定データにノイズ成分がほとんど混入しておらず脈拍成分のＳ／Ｎ比が十分高く、良好な測定状態においては、分布データから脈拍に起因するピークＸＡに対応する成分、もしくはピークＸＡ、ＸＢ、ＸＣ、ＸＤ、…に対応する成分を、脈拍成分として抽出して除去することにより、測定データに含まれるノイズ成分のみを取り出すことができる。

次いで、ステップＳ４２０において、ＣＰＵ１１は、フーリエ変換により得られた分布データから、上記のステップＳ４１８において抽出した脈拍成分を除いたデータ（すなわちノイズ成分）の強度が予め設定した一定値（閾値）以上か否かを判定する。ステップＳ４２０において、ノイズ成分の強度が一定値以上である場合には（ステップＳ４２０のＹＥＳ）、ステップＳ４２２において、ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを不適（適切な組み合わせではない）と判定して除外し、後述するステップＳ４２８以降の処理を実行する。

例えば図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、測定データの信号振幅が小さく、十分なＳ／Ｎ比を確保できない場合や、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、ノイズの混入が顕著で、脈拍成分を判別できない場合等には、ＣＰＵ１１は、このときの組み合わせを不適と判定する。

具体的には、図１１（ａ）に示された測定データにおいては、全体的に脈拍の波形ＤＡ中に、若干のノイズが含まれているとともに、各波形の信号振幅も、上述した図１０（ａ）に示した測定データに比較して非常に小さいものになっている。また、測定データの全体的な変化傾向も低周波ノイズの影響を受けている。一方、図１２（ａ）に示された測定データにおいては、前半（図面左半分）の測定データＤＢに非常に大きなノイズが混入しており、脈拍の波形がほとんど判別できない状態になっている。また、後半（図面右半分）の測定データＤＣにおいては、大きなノイズの混入は解消しているが、脈拍の波形中に若干のノイズが含まれているとともに、各波形の信号振幅も、上述した図１０（ａ）に示した測定データに比較して非常に小さいものになっている。

このような測定データをフーリエ変換して得られる、周波数成分毎の受光強度の分布データにおいては、それぞれ図１１（ｂ）、図１２（ｂ）に示すように、脈拍に対応する周波数付近にある程度のピーク成分ＳＡを検出することができる。しかしながら、上述した図１０（ａ）に示した分析データに比較して、不安定要素（複数のピークの混在や、近隣のノイズ成分ＳＢの存在等）が多いため、ピーク成分ＳＡから脈拍に対応する周波数を特定することが困難になっている。また、脈拍成分の高調波成分もノイズ成分ＳＣの混入により判別が困難になっている。

したがって、測定データの信号振幅が小さく、十分なＳ／Ｎ比を確保できない場合や、ノイズの混入が顕著で、脈拍成分を判別できない場合には、分布データから脈拍成分を除去することができない。あるいは分布データから脈拍成分を除去することができたとしてもノイズ成分の強度が比較的大きく、一定値（閾値）以上になる。そのため、ＣＰＵ１１は、このとき設定されている、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを不適と判定する。ここで、ＣＰＵ１１は、例えばピーク値（最大値）を示す周波数成分における受光強度の１／３を閾値として、分布データから脈拍成分を除いたデータの強度がこの閾値を超える場合には、各周波数成分に脈拍成分を判別することができない程度のノイズが混入しているものと判定する。

一方、ステップＳ４２０において、ノイズ成分の強度が一定値（閾値）よりも小さい場合には（ステップＳ４２０のＮＯ）、ステップＳ４２４において、ＣＰＵ１１は、ピーク値（最大値）を示す周波数成分における受光強度が、これまでの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせで最大か否かを判定する。すなわち、図１０（ｂ）に示した、脈拍に対応するピークＸＡの周波数成分における受光強度が、これまでの測定で設定された、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる各組み合わせにおいて抽出された脈拍に対応するピークの受光強度のうちで最大か否かを判定する。

そして、ステップＳ４２４において、ピーク値を示す周波数成分における受光強度が、これまでの組み合わせにおける受光強度で最大である場合には（ステップＳ４２４のＹＥＳ）、ステップＳ４２６において、ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを適切（適切な組み合わせである）と判定する。そして、ＣＰＵ１１は、この組み合わせを、適切な組み合わせの候補の一つとして設定し、後述するステップＳ４２８以降の処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１１は、ピークＸＡの周波数成分における受光強度がこれまでの測定の中で最大である場合には、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを適切な組み合わせの候補の一つに設定し、当該ピークＸＡにおける受光強度と関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に一時保存する。このように、ステップＳ４２０及びＳ４２４における処理は、実質的にＳ／Ｎ比に基づいて脈拍データが適切であるか否かを判定する処理に相当する。

一方、ステップＳ４２４において、ピーク値の周波数成分における受光強度が最大でない場合には（ステップＳ４２４のＮＯ）、ステップＳ４２８において、ＣＰＵ１１は、発光素子を指定する変数Ｂを１つインクリメントする（Ｂ＋１→Ｂ＝２）。そして、ステップＳ４３０において、インクリメントされた変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になっていない場合には、ステップＳ４１４へ戻る。これにより、新たに指定された発光素子Ｂ（＝２）と受光素子Ａ（＝１）とからなる組み合わせにおける出力値（センサデータ）対して、上述したフーリエ変換による周波数解析の手法を適用した一連の処理（発光素子Ｂと受光素子Ａとからなる適切な組み合わせの判定方法）が繰り返される。すなわち、ＣＰＵ１１は、発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えたときの受光素子Ａ（＝１）の出力値（センサデータ）に対して、フーリエ変換による周波数解析を行い、発光素子Ｂと受光素子Ａとからなる適切な組み合わせを判定する。

そして、ステップＳ４３０において、変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になった場合には、ステップＳ４３２において、ＣＰＵ１１は、受光素子を指定する変数Ａを１つインクリメントする（Ａ＋１→Ａ＝２）。そして、ステップＳ４３４において、インクリメントされた変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になっていない場合には、ステップＳ４１２へ戻る。これにより、発光素子Ｂ（＝１）と新たに指定された受光素子Ａ（＝２）とからなる組み合わせにおける出力値（センサデータ）対して、上述したフーリエ変換による周波数解析の手法を適用した一連の処理（発光素子Ｂと受光素子Ａとからなる適切な組み合わせの判定方法）が繰り返される。すなわち、ＣＰＵ１１は、発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えたときの受光素子Ａ（＝２）の出力値（センサデータ）に対して、フーリエ変換による周波数解析を行い、発光素子Ｂと受光素子Ａとからなる適切な組み合わせを判定する。このような一連の処理を、発光素子Ｂ（＝１、２、３、…、Ｍ）と受光素子Ａ（＝１、２、３、…、Ｎ）とからなる各組み合わせについて繰り返し実行することにより、直近の最も適切な組み合わせの候補が、メモリ１２に更新保存されることになる。

そして、ステップＳ４３４において、変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になった場合には、ステップＳ４３６において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された直近の（現在の）適切な組み合わせの候補を、適切な組み合わせとして登録し、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。以下、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３４０以降の処理が実行される。

すなわち、上述した手法１を適用したステップＳ４００における受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる適切な組み合わせの判定処理により、例えば図１０（ａ）、（ｂ）に示したように、Ｓ／Ｎ比が高く良好な測定状態における測定データ及び解析データが得られる受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせのうち、最もＳ／Ｎ比が高い組み合わせが、最も適切な組み合わせとして判定されて登録されることになる。一方、例えば図１１（ａ）、（ｂ）や図１２（ａ）、（ｂ）に示したように、Ｓ／Ｎ比が低くノイズの影響が顕著な測定状態における測定データは除外されることになる。

次いで、ステップＳ３４０において、ＣＰＵ１１は、上述したステップＳ４００において判定された適切な組み合わせに基づいて、脈拍測定に使用する受光素子Ａと発光素子Ｂとを決定する。次いで、ステップＳ３４２において、ＣＰＵ１１は、決定された受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせにおいて、当該受光素子Ａの出力値（センサデータ）に対して演算処理を行う。さらに、ステップＳ３４４において、脈拍数算出部１８は、脈拍数を算出する。このとき、ステップＳ３４５において、ＣＰＵ１１は、脈拍数の算出処理にエラーがあるか否か（また、算出された脈拍数が適正であるか否か）を判断する。脈拍数の算出処理にエラーがある場合には（ステップＳ３４５のＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、現在設定されている、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせが適切ではないと判断して、ステップＳ３１０に戻り、上述した適切な組み合わせを判定する一連の処理（ステップＳ３１０〜Ｓ３４０）を繰り返す。一方、脈拍数の算出処理にエラーがない場合には（ステップＳ３４５のＮＯ）、ステップＳ３４６において、算出した脈拍数を表示部１９に出力する。次いで、ステップＳ３４８において、表示部１９は、算出された脈拍数を、脈拍データとして表示する。また算出された脈拍数は、そのときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせや、測定時の時刻データ等に関連付けられて、メモリ１２の所定の記憶領域に保存される。

次いで、ステップＳ３５０において、ＣＰＵ１１は、ユーザにより操作部１０で終了指示が操作されたか否かを判断し、終了指示が操作されていない場合には（ステップＳ３５０のＮＯ）、ステップＳ３４２に戻り、上述した脈拍数の算出処理を繰り返す。一方、ユーザにより終了指示が操作された場合には（ステップＳ３５０のＹＥＳ）、ステップＳ３５２において、ＣＰＵ１１は、所定の終了処理（脈拍数の保存、測定データの破棄等）を行った後、当該処理を終了する。

以上のように、本具体例においては、１乃至複数の受光素子と複数の発光素子のうち、脈拍測定に使用する受光素子と発光素子との組み合わせを順次変えることにより、各組み合わせにおける受光素子からの出力に基づいて、Ｓ／Ｎ比が良好な出力が得られる適切な組み合わせが決定される。これにより、本具体例によれば、脈拍データ検出装置１の人体への設置状態の如何に関わらず、適切な出力レベルが得られるので、安定かつ信頼性の高い脈拍の測定を行うことができる。

また、本具体例においては、予め登録（保存）された受光素子と発光素子との組み合わせ、すなわち、例えば前回の測定において決定され、登録された受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせが、次回以降の脈拍の測定における既定状態又は初期状態として設定される。これにより、本具体例によれば、取得した測定データが適切でないと判断されるまで、予め登録された受光素子と発光素子との組み合わせを用いて脈拍の測定を行うことができる。したがって、適切な組み合わせを決定するための処理を省略することができるので、測定装置における処理負担を軽減しつつ、測定処理を迅速化して使い勝手のよい測定装置を提供することができる。

なお、本具体例においては、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法として、フーリエ変換による周波数解析の手法を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、周波数解析の手法を適用して受光素子の出力信号（例えばＳ／Ｎ比）の良否を判断することができるものであれば、フーリエ変換以外の他の手法を適用するものであってもよい。

また、本具体例においては、上述した第１実施形態に示した脈拍データ検出方法のうち、図３のフローチャートに示した一連の処理に、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明に適用される適切な組み合わせの判定方法は、上述した第１実施形態において図４又は図５のフローチャートや、第２実施形態おいて図６のフローチャートに示した一連の処理に適用するものであってもよい。

（手法２）
次に、上述した具体例におけるステップＳ２００に適用可能な手法の他の例について説明する。
図１３は本具体例に適用される、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法の他の例を示すフローチャートである。ここでは、上述した具体例（図８に示したフローチャート）の処理手順、及び、当該処理手順において取得された測定データ（図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）に示した受光素子の出力に基づく脈波データ）を適宜参照して説明する。

上述した手法１に示した受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせの判定方法においては、測定データをフーリエ変換し、その解析データに基づいて、適切な組み合わせを判定する処理を行う場合について説明した。本手法２では測定データにおける出力値（センサデータ）の時間及び受光強度の変化量に基づいて、適切な組み合わせを判定する処理を行う。

すなわち、上述した具体例（図８に示したフローチャート）に適用される、手法２に係るステップＳ４００においては、図１３に示すフローチャートに従って処理を実行する。まず、ステップＳ４６２、Ｓ４６４において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された受光素子Ａと発光素子Ｂとを読み出す。次いで、ステップＳ４１６において、ＣＰＵ１１は、一定時間の測定データ（脈波データ）から増減する各波形（図１０（ａ）中の波形ＰＡ参照）のピーク値の時間（Ｘ）と、受光強度（Ｙ）とを抽出する。ここで、各波形のピーク値は、例えば受光強度（Ｙ）を時間（Ｘ）で微分することにより求められる。ＣＰＵ１１は、各波形のピーク値の時間（Ｘ）と、受光強度（Ｙ）とを関連付けて（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）、…の形式で、メモリ１２に一時保存する。

次いで、ステップＳ４６８において、ＣＰＵ１１は、隣り合う波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の差分ΔＸｋ＝Ｘk+１−Ｘｋ（ｋ＝１、２、３、…）、及びその波形相互の受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋ＝Ｙk+１−Ｙｋ（ｋ＝１、２、３、…）を計算し、差分データとしてメモリ１２に一時保存する。ここで、ピーク値の時間（Ｘ）の差分ΔＸｋは、隣り合う波形相互のピッチに対応し、受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋは、各波形の振幅に対応する。なお、ピーク値の時間（Ｘ）の差分ΔＸｋについては、波形相互のピッチに対応する時間を導出するものであれば、波形相互のピーク値を用いるものに限定されない。

次いで、ステップＳ４７０において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ４６８により隣り合う波形相互について計算されたピーク値の時間（Ｘ）の各差分ΔＸｋの値の変化量（又はばらつき）が、予め設定した一定値（閾値）よりも大きいか否かを判断する。各差分ΔＸｋの変化量が一定値よりも大きい場合には（ステップＳ４７０のＹＥＳ）、ステップＳ４７６において、ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを不適（適切な組み合わせではない）と判定して除外し、後述するステップＳ４８２以降の処理を実行する。

例えば図１２（ａ）の測定データＤＢに示すように、非常に大きなノイズが混入しており、脈拍の波形がほとんど判別できない状態においては、隣り合う波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の各差分ΔＸｋの値が大きくなる場合がある。また、図１１（ａ）の波形ＤＡや、図１２（ａ）の測定データＤＣに示すように、脈拍の波形中に若干のノイズが含まれている状態においては、波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の各差分ΔＸｋの値が不定期に小さくなる場合がある。したがって、ＣＰＵ１１は、このような測定状態における測定データを除外するために、このとき設定されている、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを不適と判定する。

一方、ステップＳ４７０において、波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の各差分ΔＸｋの値の変化量が一定値よりも大きくない場合には（ステップＳ４７０のＮＯ）、ステップＳ４７２において、ＣＰＵ１１は、隣り合う波形相互の受光強度（Ｙ）の各差分ΔＹｋの値の変化量（又はばらつき）が、予め設定した一定値（閾値）よりも大きいか否かを判断する。各差分ΔＹｋの変化量が一定値よりも大きい場合には（ステップＳ４７２のＹＥＳ）、ステップＳ４７６において、ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを不適と判定して除外し、後述するステップＳ４８２以降の処理を実行する。

例えば図１２（ａ）の測定データＤＢに示すように、非常に大きなノイズが混入しており、波形の振幅が大きく変化している状態においては、隣り合う波形相互の受光強度（Ｙ）の各差分ΔＹｋの値の変化量が大きくなる。したがって、ＣＰＵ１１は、このような測定状態における測定データを除外するために、このとき設定されている、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを不適と判定する。

一方、ステップＳ４７２において、波形相互の受光強度（Ｙ）の各差分ΔＹｋの値の変化量が一定値よりも大きくない場合には（ステップＳ４７２のＮＯ）、ステップＳ４７４において、ＣＰＵ１１は、波形相互の受光強度（Ｙ）の各差分ΔＹｋの値が、予め設定した一定値（閾値）よりも非常に小さいか（すなわち、小さ過ぎないか）否かを判断する。受光強度（Ｙ）の各差分ΔＹｋの値が小さ過ぎる場合には（ステップＳ４７４のＹＥＳ）、ステップＳ４７６において、ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを不適と判定して除外し、後述するステップＳ４８２以降の処理を実行する。

例えば図１１（ａ）の波形ＤＡに示すように、受光素子Ａからの出力信号が弱く（測定電圧が低く）、波形の振幅が非常に小さい状態においては、隣り合う波形相互の受光強度（Ｙ）の各差分ΔＹｋの値が極端に小さくなる。したがって、ＣＰＵ１１は、このような測定状態における測定データを除外するために、このとき設定されている、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを不適と判定する。

一方、ステップＳ４７４において、受光強度（Ｙ）の各差分ΔＹｋの値が小さ過ぎない場合には（ステップＳ４７４のＮＯ）、ステップＳ４７８において、ＣＰＵ１１は、測定データにおける受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋの平均値が、これまでの測定で設定された、受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる各組み合わせにおける差分ΔＹｋの平均値のうちで最大か否かを判定する。

そして、ステップＳ４７８において、受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋの平均値が、これまでの組み合わせにおける差分ΔＹｋの平均値で最大である場合には（ステップＳ４７８のＹＥＳ）、ステップＳ４８０において、ＣＰＵ１１は、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを適切（適切な組み合わせである）と判定して、適切な組み合わせの候補の一つとして設定し、後述するステップＳ４８２以降の処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１１は、受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋの平均値がこれまでの測定の中で最大である場合には、このときの受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせを適切な組み合わせの候補の一つに設定し、当該受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋの平均値と関連付けて、メモリ１２の所定の記憶領域に一時保存する。

一方、ステップＳ４７８において、受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋの平均値が最大でない場合には（ステップＳ４７８のＮＯ）、ステップＳ４８２において、ＣＰＵ１１は、発光素子を指定する変数Ｂを１つインクリメントする（Ｂ＋１→Ｂ＝２）。そして、ステップＳ４８４において、インクリメントされた変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になっていない場合には、ステップＳ４６４へ戻る。これにより、新たに指定された発光素子Ｂ（＝２）と受光素子Ａ（＝１）とからなる組み合わせにおける出力値（センサデータ）対して、上述した波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の差分ΔＸｋ、及びその波形相互の受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋに基づく解析の手法を適用した一連の処理（発光素子Ｂと受光素子Ａとからなる適切な組み合わせの判定方法）が繰り返される。すなわち、ＣＰＵ１１は、発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えたときの受光素子Ａ（＝１）の出力値（センサデータ）に対して、波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の差分ΔＸｋ、及びその受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋに基づく解析を行い、発光素子Ｂと受光素子Ａとからなる適切な組み合わせを判定する。

そして、ステップＳ４８４において、変数Ｂが発光素子の最大個数を示すＭより大になった場合には、ステップＳ４８６において、ＣＰＵ１１は、受光素子を指定する変数Ａを１つインクリメントする（Ａ＋１→Ａ＝２）。そして、ステップＳ４８８において、インクリメントされた変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になっていない場合には、ステップＳ４６２へ戻る。これにより、発光素子Ｂ（＝１）と新たに指定された受光素子Ａ（＝２）とからなる組み合わせにおける出力値（センサデータ）対して、上述した波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の差分ΔＸｋ、及びその波形相互の受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋに基づく解析の手法を適用した一連の処理（発光素子Ｂと受光素子Ａとからなる適切な組み合わせの判定方法）が繰り返される。すなわち、ＣＰＵ１１は、発光素子Ｂを１、２、…、Ｍと変えたときの受光素子Ａ（＝２）の出力値（センサデータ）に対して、波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の差分ΔＸｋ、及びその受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋに基づく解析を行い、発光素子Ｂと受光素子Ａとからなる適切な組み合わせを判定する。このような一連の処理を、発光素子Ｂ（＝１、２、３、…、Ｍ）と受光素子Ａ（＝１、２、３、…、Ｎ）とからなる各組み合わせについて繰り返し実行することにより、直近の最も適切な組み合わせの候補が、メモリ１２に更新保存されることになる。

そして、ステップＳ４８８において、変数Ａが受光素子の最大個数を示すＮより大になった場合には、ステップＳ４９０において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された直近の（現在の）適切な組み合わせの候補を、適切な組み合わせとして登録し、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。

ステップＳＳ４８８において、変数Ａが最大値Ｎより大になった場合には、上述した手法１と同様に、ステップＳ２３０において、ＣＰＵ１１は、メモリ１２に保存された直近の（現在の）適切な組み合わせの候補を、最も適切な組み合わせとして登録し、メモリ１２の所定の記憶領域に保存する。以下、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３４０以降の処理が実行される。

すなわち、上述した手法２を適用したステップＳ４００における受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる適切な組み合わせの判定処理により、例えば図１０（ａ）に示したように、脈拍の波形のピッチ及び振幅が均一で、かつ、その振幅が十分大きい測定データが得られる受光素子Ａと発光素子Ｂとからなる組み合わせのうち、最も振幅の平均値が大きい組み合わせが、最も適切な組み合わせとして判定されて登録されることになる。一方、例えば図１１（ａ）や図１２（ａ）に示したように、ノイズの混入により波形のピッチや振幅が不均一な測定データや、振幅が非常に小さい測定データは除外されることになる。なお、上述した各ステップＳ４７０、Ｓ４７２、Ｓ４７４における波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の各差分ΔＸｋや、受光強度（Ｙ）の各差分ΔＹｋを用いた判断処理においては、ＣＰＵ１１は、例えばある程度の期間、脈拍を測定することにより取得される脈拍の波形のピッチや振幅を閾値として適用する。

以上のように、本具体例によれば、１乃至複数の受光素子と複数の発光素子のうち、脈拍測定に使用する受光素子と発光素子との組み合わせを順次変えることにより、各組み合わせにおける受光素子からの出力に基づいて、脈拍の波形のピッチや振幅が良好な出力が得られる適切な組み合わせが決定される。これにより、本具体例によれば、脈拍データ検出装置１の人体への設置状態の如何に関わらず、適切な出力レベルが得られるので、安定かつ信頼性の高い脈拍の測定を行うことができる。

また、本具体例においては、測定データに含まれる隣り合う波形相互のピーク値の時間（Ｘ）の差分ΔＸｋや、その波形相互の受光強度（Ｙ）の差分ΔＹｋを計算し、一定値（閾値）等との比較処理を行う演算処理により、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせが判定される。これにより、本具体例によれば、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせを決定するための処理を簡易な演算処理で行うことができ、測定装置における処理負担を軽減しつつ、測定処理を迅速化して使い勝手のよい測定装置を提供することができる。ここで、本手法２においては、基本的には少なくとも２拍分の脈拍の波形を含む測定データがあれば、受光素子と発光素子とからなる適切な組み合わせを判定することができる。実際の脈拍の測定においては、数個〜数十個の波形を含む測定データであることが好ましく、この場合、受光素子の出力の測定、取り込み動作は、例えば数秒〜数十秒程度の時間で実行される。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した第１実施形態（変形例を含む）、第２実施形態、及び具体例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

（付記）
［１］
計測対象の身体に対して光を照射する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子を複数の発光パターンで発光させる制御を行う発光制御手段と、
前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記複数の発光パターンで照射された際の反射光を受光し、それぞれの発光パターンに対して信号を出力する受光素子と、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記複数の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定する組み合わせ決定手段と、
前記組み合わせ決定手段により前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力する脈拍データ出力手段と、
を備えることを特徴とする脈拍データ検出装置である。

［２］
前記発光制御手段は、前記複数の発光素子のうち、点灯させる発光素子の数、あるいは点灯させる発光素子の位置、あるいは点灯させる各発光素子の発光量を、独立して、あるいは、それらを組み合わせて制御することで、前記複数の発光素子を前記複数の発光パターンで発光させることを特徴とする［１］に記載の脈拍データ検出装置である。

［３］
前記発光制御手段は、前記複数の発光素子のうち、少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで順次同時点灯させることで、前記複数の発光素子を前記複数の発光パターンで発光させる制御を行ない、
前記組み合わせ決定手段は、前記少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで同時点灯させる毎に、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、前記適正条件を満足する、前記少なくとも２つ以上の発光素子の同時点灯による前記複数の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする［１］に記載の脈拍データ検出装置である。

［４］
前記発光制御手段は、前記複数の発光素子のいずれか１つの発光素子を順次点灯させることにより、前記複数の発光素子を前記複数の発光パターンで発光させる制御を行ない、
前記組み合わせ決定手段は、前記いずれか１つの発光素子を順次点灯させる毎に、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、前記適正条件を満足する、前記複数の発光パターンのうちの、いずれか１つの発光素子による発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定し、
前記発光制御手段は、更に、前記組み合わせ決定手段により前記いずれか１つの発光素子による発光パターンと前記受光素子との前記適切な組み合わせを決定できない場合に、前記少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで順次同時点灯させることにより、前記複数の発光素子を前記複数の発光パターンで発光させ、
前記組み合わせ決定手段は、前記少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで同時点灯させる毎に、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、前記適正条件を満足する、前記複数の発光パターンのうちの、いずれかの２つ以上の発光素子の組み合わせによる発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする［１］に記載の脈拍データ検出装置である。

［５］
前記発光制御手段は、前記少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで、かつ異なる光量で順次同時点灯させることで、前記複数の発光素子を前記複数の発光パターンで発光させる制御を行ない、
前記組み合わせ決定手段は、前記少なくとも２つ以上の発光素子を異なる組み合わせで、かつ異なる光量で同時点灯させる毎に、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、前記適正条件を満足する、前記複数の発光パターンのうちの、いずれかの２つ以上の発光素子のいずれかの光量での同時点灯による発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする［１］に記載の脈拍データ検出装置。

［６］
前記複数の発光素子の周囲に、複数の前記受光素子を備え、
前記組み合わせ決定手段は、前記複数の受光素子のそれぞれから出力される前記信号に基づいて、前記適正条件を満足する、前記複数の発光パターンうちのいずれかの発光パターンと前記複数の受光素子のうちのいずれかの受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定し、
前記脈拍データ出力手段は、前記組み合わせ決定手段により決定された前記発光パターンにより、前記決定された受光素子から出力される前記信号に基づいて前記脈拍データを出力することを特徴とする［１］に記載の脈拍データ検出装置である。

［７］
前記発光制御手段は、前記組み合わせ決定手段により決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにおける、前記決定された発光素子の発光量を順次低下させて点灯させる制御を行ない、
前記発光素子の発光量を順次低下させて点灯させる毎に、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、前記発光パターンと前記受光素子との前記適切な組み合わせにおいて、前記脈拍データの計測が可能な前記信号が前記受光素子から出力される、前記発光素子の最低の発光量を、新たな前記適切な発光量として決定する発光量決定手段と、
を備えることを特徴とする［１］に記載の脈拍データ検出装置である。

［８］
前記組み合わせ決定手段は、前記複数の発光パターンと前記受光素子との組み合わせ毎の、前記受光素子から出力される前記信号の周波数成分毎の検出強度の分布における脈拍の信号成分とノイズ成分との比に基づいて、前記適正条件を満足する、前記複数の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする［１］に記載の脈拍データ検出装置である。

［９］
前記組み合わせ決定手段は、少なくとも、前記複数の発光パターンと前記受光素子との組み合わせ毎の、前記脈拍の信号成分とノイズ成分との比のうち、前記脈拍の信号成分とノイズ成分との比が最高となる、前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする［８］に記載の脈拍データ検出装置である。

［１０］
前記組み合わせ決定手段は、前記複数の発光パターンと前記受光素子との組み合わせ毎の、前記受光素子から出力される前記信号の各波形のピッチ及び振幅の変化量に基づいて、前記適正条件を満足する、前記複数の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする［８］に記載の脈拍データ検出装置である。

［１１］
前記組み合わせ決定手段は、少なくとも、前記複数の発光パターンと前記受光素子との組み合わせ毎の、前記信号の各波形のピッチ及び振幅の変化量のうち、前記振幅の平均値が最大となる、前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする［１０］に記載の脈拍データ検出装置である。

［１２］
前記複数の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを保存する組み合わせ保存手段を更に備え、
前記脈拍データ出力手段は、前記組み合わせ保存手段に予め保存された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにおける、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて前記脈拍データを出力することを特徴とする［１］〜［１１］のいずれかに記載の脈拍データ検出方法である。

［１３］
計測対象の身体に対して光を照射する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子の発光量を制御する発光制御手段と、
前記制御手段により前記発光量が制御された前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して照射された際の反射光を受光し、信号を出力する受光素子と、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力する脈拍データ出力手段と
を備えることを特徴とする脈拍データ検出装置である。

［１４］
前記複数の発光素子の前記発光量を保存する発光量保存手段を更に備え、
前記脈拍データ出力手段は、前記発光量保存手段に予め保存された複数の発光素子の前記発光量において、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて前記脈拍データを出力することを特徴とする［１３］に記載の脈拍データ検出装置である。

［１５］
複数の発光素子から計測対象の身体に対して光を照射する際に、前記複数の発光素子を複数の発光パターンで発光させる制御を行ない、
前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記複数の発光パターンで照射された際の反射光を受光素子により受光し、それぞれの発光パターンに対して信号に変換して出力し、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記複数の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定し、
前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力することを特徴とする脈拍データ検出方法である。

［１６］
複数の発光素子から計測対象の身体に対して光を照射する際に、前記複数の発光素子の発光量を制御し、
前記発光量が制御された前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して照射された際の反射光を受光素子により受光して信号に変換して出力し、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力することを特徴とする脈拍データ検出方法である。

［１７］
コンピュータに、
複数の発光素子から計測対象の身体に対して光を照射する際に、前記複数の発光素子を複数の発光パターンで発光させる制御を行なわせ、
前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記複数の発光パターンで照射された際の反射光を受光素子により受光し、それぞれの発光パターンに対して信号に変換して出力させ、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記複数の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定させ、
前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力させることを特徴とする脈拍データ検出プログラムである。

［１８］
コンピュータに、
複数の発光素子から計測対象の身体に対して光を照射する際に、前記複数の発光素子の発光量を制御させ、
前記発光量が制御された前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して照射された際の反射光を受光素子により受光して信号に変換して出力させ、
前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力させることを特徴とする脈拍データ検出プログラムである。

１ 脈拍データ検出装置
２ 皮膚面
１０ 操作部
１１ ＣＰＵ（組み合わせ決定手段、脈拍データ出力手段、発光量決定手段）
１２ メモリ（組み合わせ保存手段）
１３ 発光駆動部（発光制御手段）
１４−１〜１４−Ｍ、Ｂ 発光素子
１５−１〜１５−Ｎ、Ａ 受光素子
１６ 検出部選択回路
１７ Ａ／Ｄコンバータ
１８ 脈拍数算出部（脈拍データ出力手段）
１９ 表示部（脈拍データ出力手段）

Claims (13)

1. 計測対象の身体に対して光を照射する複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子のうちのいずれか１つを点灯させることにより、前記複数の発光素子を第１の発光パターンで発光させる第１の制御と、前記複数の発光素子のうちの少なくとも２つ以上を同時点灯させることにより、前記複数の発光素子を第２の発光パターンで発光させる第２の制御と、を行う発光制御手段と、
   前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記第１の発光パターン及び前記第２の発光パターンで照射された際の反射光を受光し、それぞれの発光パターンに対して信号を出力する受光素子と、
   前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記第１の発光パターンと前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定する組み合わせ決定手段と、
   前記組み合わせ決定手段により前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力する脈拍データ出力手段と、
   を備え、
   前記発光制御手段は、前記第１の制御により前記複数の発光素子を前記第１の発光パターンで発光させて、前記組み合わせ決定手段により前記いずれか１つの発光素子による発光パターンと前記受光素子との前記適切な組み合わせを決定できない場合に、前記第２の制御により前記複数の発光素子を前記第２の発光パターンで発光させることを特徴とする脈拍データ検出装置。
2. 前記発光制御手段は、前記第１の制御において、前記複数の発光素子のいずれか１つの前記発光素子を順次点灯させることにより、前記複数の発光素子を前記第１の発光パターンで発光させることを特徴とする請求項１に記載の脈拍データ検出装置。
3. 前記発光制御手段は、前記第２の制御において、前記複数の発光素子のうちの少なくとも２つ以上の前記発光素子を、互いに異なる組み合わせで順次同時点灯させることにより、前記複数の発光素子を前記第２の発光パターンで発光させることを特徴とする請求項１又は２に記載の脈拍データ検出装置。
4. 前記発光制御手段は、更に、前記少なくとも２つ以上の発光素子を互いに異なる組み合わせで順次同時点灯させ、かつ、前記少なくとも２つ以上の発光素子を互いに異なる光量で同時点灯させることで、前記複数の発光素子を第３の発光パターンで発光させる第３の制御を行ない、
   前記組み合わせ決定手段は、前記少なくとも２つ以上の発光素子を互いに異なる組み合わせで、かつ互いに異なる光量で同時点灯させる毎に、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、前記第３の発光パターンのうちの、前記適正条件を満足する、前記少なくとも２つ以上の発光素子の前記互いに異なる光量での同時点灯による発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の脈拍データ検出装置。
5. 前記複数の発光素子の周囲に、複数の前記受光素子を備え、
   前記組み合わせ決定手段は、前記複数の受光素子のそれぞれから出力される前記信号に基づいて、前記適正条件を満足する、前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記複数の受光素子のうちのいずれかの受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定し、
   前記脈拍データ出力手段は、前記組み合わせ決定手段により決定された前記発光パターンにより、前記決定された受光素子から出力される前記信号に基づいて前記脈拍データを出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の脈拍データ検出装置。
6. 前記発光制御手段は、前記組み合わせ決定手段により決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにおける、前記決定された発光素子の発光量を順次低下させて点灯させる制御を行ない、
   前記発光素子の発光量を順次低下させて点灯させる毎に、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、前記発光パターンと前記受光素子との前記適切な組み合わせにおいて、前記脈拍データの計測が可能な前記信号が前記受光素子から出力される、前記発光素子の最低の発光量を、新たな前記適切な発光量として決定する発光量決定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の脈拍データ検出装置。
7. 前記組み合わせ決定手段は、前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンと前記受光素子との組み合わせ毎の、前記受光素子から出力される前記信号の周波数成分毎の検出強度の分布における脈拍の信号成分とノイズ成分との比に基づいて、前記適正条件を満足する、前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の脈拍データ検出装置。
8. 前記組み合わせ決定手段は、少なくとも、前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンと前記受光素子との組み合わせ毎の、前記脈拍の信号成分とノイズ分との比のうち、前記脈拍の信号成分とノイズ成分との比が最高となる、前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする請求項７に記載の脈拍データ検出装置。
9. 前記組み合わせ決定手段は、前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンと前記受光素子との組み合わせ毎の、前記受光素子から出力される前記信号の各波形のピッチ及び振幅の変化量に基づいて、前記適正条件を満足する、前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の脈拍データ検出装置。
10. 前記組み合わせ決定手段は、少なくとも、前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンと前記受光素子との組み合わせ毎の、前記信号の各波形のピッチ及び振幅の変化量のうち、前記振幅の平均値が最大となる、前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、前記適切な組み合わせとして決定することを特徴とする請求項９に記載の脈拍データ検出装置。
11. 前記第１の発光パターン又は前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを保存する組み合わせ保存手段を更に備え、
    前記脈拍データ出力手段は、前記組み合わせ保存手段に予め保存された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにおける、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて前記脈拍データを出力することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の脈拍データ検出装置。
12. 複数の発光素子から計測対象の身体に対して光を照射する際に、前記複数の発光素子のいずれか１つを点灯させることにより、前記複数の発光素子を第１の発光パターンで発光させる第１の制御と、前記複数の発光素子のうちの少なくとも２つ以上を同時点灯させることにより、前記複数の発光素子を第２の発光パターンで発光させる第２の制御と、を行ない、
    前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記第１の発光パターン及び前記第２の発光パターンで照射された際の反射光を受光素子により受光し、それぞれの発光パターンに対して信号に変換して出力し、
    前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記第１の発光パターンと前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定し、
    前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力し、
    前記複数の発光素子の制御において、前記第１の制御により前記複数の発光素子を前記第１の発光パターンで発光させた状態で前記適切な組み合わせを決定できない場合に、前記第２の制御により前記複数の発光素子を前記第２の発光パターンで発光させることを特徴とする脈拍データ検出方法。
13. コンピュータに、
    複数の発光素子から計測対象の身体に対して光を照射する際に、前記複数の発光素子のいずれか１つを点灯させることにより、前記複数の発光素子を第１の発光パターンで発光させる第１の制御と、前記複数の発光素子のうちの少なくとも２つ以上を同時点灯させることにより、前記複数の発光素子を第２の発光パターンで発光させる第２の制御と、を行なわせ、
    前記複数の発光素子から前記計測対象の身体に対して前記第１の発光パターン及び前記第２の発光パターンで照射された際の反射光を受光素子により受光し、それぞれの発光パターンに対して信号に変換して出力させ、
    前記受光素子から出力される前記信号に基づいて、適正条件を満足する、前記第１の発光パターンと前記第２の発光パターンのうちのいずれかの発光パターンと前記受光素子との組み合わせを、適切な組み合わせとして決定させ、
    前記適切な組み合わせとして決定された前記発光パターンと前記受光素子との組み合わせにより、前記受光素子から出力される前記信号に基づいて脈拍データを出力させ、
    前記複数の発光素子の制御において、前記第１の制御により前記複数の発光素子を前記第１の発光パターンで発光させた状態で前記適切な組み合わせを決定できない場合に、前記第２の制御により前記複数の発光素子を前記第２の発光パターンで発光させることを特徴とする脈拍データ検出プログラム。

Images