JP6503300B2 - Sample information processing device - Google Patents
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Description
本発明は、検体情報について処理を行なう検体情報処理装置に関する。 The present invention relates to a sample processing apparatus for processing the test body information.
比較的太い血管が中に通っている腕や、毛細血管が網のように張り巡らされた指先などに対して、それらが持つ脈動性の信号を検出するセンサが知られている。
特許文献１（特開２０１０−１１５４３１）では、空洞を有する筐体を装着部材により皮膚表面に装着され、装着面の一部にある開口部が皮膚により密閉され、体内音による皮膚表面の振動が直接空洞内の空気に伝わり、これをマイクロホンにより取得できる体内音取得装置について開示されている。There is known a sensor for detecting a pulsating signal of an arm having a relatively thick blood vessel passing therethrough, a fingertip having a capillary blood vessel stretched like a net, and the like.
In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-115431), a housing having a cavity is mounted on a skin surface by a mounting member, an opening at a part of the mounting surface is sealed by the skin, and vibration of the skin surface by body sound is generated. There is disclosed a body sound acquiring apparatus capable of directly transmitting to the air in the cavity and acquiring it with a microphone.
また、検体の耳内にセンサを配置して、耳の中から検体情報を検出する試みがなされている。
特許文献２（特開２０１０−２２５７２）では、外耳道挿入部が外耳道に挿入された際に外耳道を閉じて鼓膜との間に閉空間を形成し、その閉空間を介して生体振動である音を検出する生体情報検出装置が開示されている。またローパスフィルタにより生体情報を多く含んでいる低周波数帯域の信号成分だけを抽出することが開示されている。In addition, an attempt has been made to place a sensor in the ear of a sample to detect sample information from the inside of the ear.
In Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-22522), when the ear canal insertion portion is inserted into the ear canal, the ear canal is closed to form a closed space with the tympanic membrane, and the sound of body vibration through the closed space. A biological information detection apparatus for detecting is disclosed. It is also disclosed that only low frequency band signal components containing a large amount of biological information are extracted by a low pass filter.
上記特許文献１、２のように、検体の表面とセンサとが閉ざされた空間となるような状態において、検体の血管の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、検体における脈動性信号を検出し、この検出された検体情報の信号処理を行う試みがなされている。なお、センサにより検出された信号の観察には、主にオシロスコープが用いられてきた。
As in
このような検体情報の検出には、圧力センサとしてコンデンサマイクロホンが用いられている。中でもＭＥＭＳ（microelectromechanical system）技術を用いて作製したＥＣＭ（electret condenser microphone）である、ＭＥＭＳ型ＥＣＭ（以下、「ＭＥＭＳ−ＥＣＭ」または「ＭＥＭＳＭｉｃ」ともいう）が用いられている。しかしながら、従来の検体情報の検出では、検出に用いられるこれらのセンサの特性については触れていない。 A condenser microphone is used as a pressure sensor for detecting such specimen information. Among them, MEMS type ECM (hereinafter, also referred to as “MEMS-ECM” or “MEMSMic”), which is an ECM (electret condenser microphone) manufactured using a MEMS (microelectromechanical system) technology, is used. However, conventional detection of specimen information does not mention the characteristics of these sensors used for detection.
また、外耳道を物理的に閉鎖しようとしても、外耳道に存在する体毛等の存在により外耳道を完全に閉鎖することは困難であり、外耳道の閉鎖による検出感度の向上には制限があった。特許文献２では、検出された検体情報の信号処理について、特定の周波数領域を抽出する試みがなされているが、従来の処理方法では、外耳道が完全に閉鎖されていないことに着眼した信号処理は行われていなかった。
Further, even if it is intended to physically close the ear canal, it is difficult to completely close the ear canal due to the presence of body hair etc. present in the ear canal, and there is a limit to the improvement of detection sensitivity due to the closure of the ear canal. In
ところで、スマートフォンやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置にイヤホンジャックから入力される信号は、ノイズを軽減するために低周波数領域の信号が減衰されている。 By the way, in the signal input from the earphone jack to an information processing apparatus such as a smartphone or a personal computer, a signal in a low frequency region is attenuated in order to reduce noise.
図４５は、従来より用いられている、情報処理装置に入力されるマイク入力の信号処理について説明するための図である。情報処理装置としてのスマートフォン２０１と、空気の振動を電気信号に変換して入力するコンデンサマイクユニット２０２との関係を模式的に示している。
コンデンサマイクユニット２０２のプラグ２０４は、スマートフォンのジャック２０５に接続されている。コンデンサマイクユニット２０２によって検出された信号は、ＦＥＴ（Field effect transistor）２０３のゲート端子（Ｇ）に入力される。さらに、コンデンサマイクユニット２０２によって検出された信号に起因して、ドレイン端子（Ｄ）から、コンデンサマイクユニット２０２のプラグ２０４と、スマートフォン２０１に設けられたジャック２０５とを介して、スマートフォンに信号が入力される。FIG. 45 is a diagram for describing signal processing of a microphone input input to the information processing apparatus, which has been conventionally used. The relationship between a
The
スマートフォンに入力された信号は、信号入力部２０６に入力される。信号入力部２０６は、図４５にその回路構成を示すように、高域通過回路であり、入力された信号を、高周波数領域を通過させるとともに、低周波数領域が減衰された信号として出力するものである。信号入力部２０６から出力された信号は、電気信号を増幅するアンプ２０７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部２０８とを経て、入力された信号について信号処理を行う信号処理部２０９に入力される。
The signal input to the smartphone is input to the
このようにして、従来の情報処理装置（スマートフォン）２０１では、入力された信号に対して信号入力部２０６により低周波数領域を減衰させる入力処理を施している。減衰させる低周波数領域の落ち始め（コーナー周波数）は、信号入力部２０６の抵抗Ｒ101、Ｒ102、及びコンデンサＣ101により定まる。通常、情報処理装置２０１に入力される信号は、人間の可聴域範囲より低い音を減衰させるために、入力された信号のゲインについて、１００Ｈｚ付近より低い周波数成分を２０ｄＢ／ｄｅｃで減衰させるようになっている。これにより、情報処理装置２０１では、不要なノイズ成分を軽減させている。In this manner, in the conventional information processing apparatus (smartphone) 201, the input processing is performed on the input signal to attenuate the low frequency region by the
ここで、人間の脈拍は一分間で約６０回であるから、心臓の動きに関するものであれば脈拍は１Ｈｚ程度となるため、信号入力部２０６により減衰が行われる低周波数の領域に含まれている。このため、検体における血管の脈波情報に基づく脈動性信号が、上述したような従来の情報処理装置２０１に入力された場合には、特に人間の脈動性信号が表れる１Ｈｚ付近の周波数領域において信号が減衰しているため、脈波の観察に十分といえる信号は得られていなかった。また、このとき、従来の情報処理装置２０１により得られる脈波は、入力処理によって、コンデンサマイクユニット２０２により検出された信号に対して、微分要素が加わったものになっていると考えられる。
Here, since the pulse of a human being is about 60 times in one minute, if it relates to the movement of the heart, the pulse becomes about 1 Hz, so it is included in the low frequency region where attenuation is performed by the
なお、上述した「血管の脈波情報」とは、血管を伝わる脈波情報のことであって、検体の心臓の拍動に伴って生じる血管内を伝わってくる振動を示す情報（信号）である。以降、これを単に「血管の脈波情報」とも称する。 The “pulse wave information of blood vessel” described above is pulse wave information that travels through a blood vessel, and is information (signal) indicating a vibration that is transmitted within the blood vessel that occurs with the beating of the heart of a sample. is there. Hereinafter, this is also simply referred to as "blood vessel pulse wave information".
本願発明は、このような課題に鑑みて創案されたものであり、情報処理装置に入力された際に、入力処理の影響が軽減されて、観察に好適な脈動性信号を得ることができる検体情報検出装置及び検体情報処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and when input to an information processing apparatus, the influence of input processing is reduced, and a specimen capable of obtaining a pulsating signal suitable for observation can be obtained. An object of the present invention is to provide an information detection apparatus and a sample information processing apparatus.
（１）上記目的を達成するために、本発明の検体情報処理装置における検体情報検出装置は、検体に当接する部位に開口部を有するとともに、該開口部と連通する空洞を内部に有し、該開口部を該検体に対向させて該検体に装着された状態で該空洞が閉鎖された空間構造を形成するセンサ取付部と、該センサ取付部に設けられ、該検体における血管の脈波情報に基づく脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該開口部を通じ入力され該空洞を伝播する圧力情報として検出する第一センサとが設けられた検体情報検出ユニットと、該第一センサにより検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第一周波数補償処理部とを備える検体情報検出装置であって、該第一センサは、外部からの音信号を入力するマイクロホンであり、該検体情報検出装置は、上記の第一周波数補償処理部により処理された信号を出力する。 (1) In order to achieve the above object, the sample information detection apparatus in the sample information processing apparatus of the present invention has an opening at a portion in contact with the sample and a cavity communicating with the opening. A sensor attachment portion forming a closed space structure with the opening facing the sample and being attached to the sample; pulse wave information of blood vessels in the sample provided in the sensor attachment portion An analyte information detection unit provided with a first sensor for detecting a pulsating signal based on the pulsating signal as pressure information which is input through the opening and propagates through the cavity, and detected by the first sensor A first frequency compensation processing unit for performing frequency compensation processing for amplifying a gain in a low frequency region to the detected signal, the first sensor including an external sound signal; input A Ikurohon, specimen information detection apparatus, outputs the processed signal by the first frequency compensation processing unit of the above.
このとき、該検体情報検出ユニットにおいて該センサ取付部及び該第一センサが設けられたマイクユニットが、該センサ取付部及び該第一センサとが設けられる箇所以外の位置に、脈波検出帯域の振動を減衰させるインシュレータを備えてもよい。 At this time, in the sample information detection unit, the sensor attachment portion and the microphone unit provided with the first sensor are at a position other than the position where the sensor attachment portion and the first sensor are provided. You may provide the insulator which attenuates a vibration.
本発明の別の要旨は、上記の検体情報検出装置と情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部を備え、上記の第一周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、上記の第一周波数補償処理部により処理された信号が、該信号入力部に入力される、検体情報処理装置に存する。 Another subject matter of the present invention is a sample information processing apparatus including the above sample information detection apparatus and an information processing apparatus, wherein the information processing apparatus reduces the gain of a low frequency region with respect to an input signal. The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the first frequency compensation processing unit described above is provided with a signal input unit for performing input processing for compensating the gain reduction due to the input processing in the above-mentioned signal input unit, The signal processed by the first frequency compensation processor described above is input to the signal input unit, and resides in the sample information processing apparatus.
このとき、上記の信号入力部により処理された信号に対して、該脈波情報の有する周波数帯域で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう周波数補正処理を施すことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理部を備えて構成されてもよい。 At this time, frequency correction processing is performed to perform at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in the frequency band of the pulse wave information on the signal processed by the above signal input unit. The frequency correction processing unit may be configured to extract at least one of the pulsating volume signal, the pulsating velocity signal, and the pulsating acceleration signal.
（２）本発明の別の要旨は、検体情報検出装置と情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、該検体情報検出装置は、検体に当接する部位に開口部を有するとともに、該開口部と連通する空洞を内部に有し、該開口部を該検体に対向させて該検体に装着された状態で該空洞が閉鎖された空間構造を形成するセンサ取付部と、該センサ取付部に設けられ、該検体における血管の脈波情報に基づく脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該開口部を通じ入力され該空洞を伝播する圧力情報として検出する第一センサとが設けられた検体情報検出ユニットを備え、該第一センサは、外部からの音信号を入力するマイクロホンであり、該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部と、該信号入力部により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第一周波数補償処理部とを備え、上記の第一周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、上記の第一センサにより検出された検出信号が、該信号入力部に入力される、検体情報処理装置に存する。 (2) Another subject matter of the present invention is a sample information processing apparatus provided with a sample information detection apparatus and an information processing apparatus, wherein the sample information detection apparatus has an opening at a portion in contact with the sample, and A sensor attachment portion having a cavity communicating with the opening therein, the opening portion facing the sample and being attached to the sample, forming a closed space structure of the cavity; and the sensor attachment portion And a first sensor for detecting a pulsating signal based on pulse wave information of a blood vessel in the sample as pressure information that is input through the opening and propagates through the cavity due to the pulsating signal A sample information detection unit is provided, and the first sensor is a microphone for inputting an external sound signal, and the information processing apparatus performs an input process for reducing the gain of the low frequency region with respect to the input signal. And the signal input And a first frequency compensation processing unit for performing frequency compensation processing for amplifying a gain in a low frequency region to the signal processed by the signal input unit, the gain of the low frequency region by the first frequency compensation processing unit described above The process of amplifying the signal is a process of compensating for the decrease in gain due to the input process in the above-mentioned signal input unit, and the detection signal detected by the above-mentioned first sensor is inputted to the signal input unit. It exists in the device.
このとき、上記の第一周波数補償処理部により処理された信号に対して、該脈波情報の有する周波数帯域で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう周波数補正処理を施すことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理部を備えて構成されてもよい。 At this time, frequency correction processing is performed to perform at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in the frequency band of the pulse wave information on the signal processed by the first frequency compensation processing unit. The frequency correction processing unit may be configured to take out at least one of the pulsating volume signal, the pulsating velocity signal, and the pulsating acceleration signal.
また、該検体情報検出ユニットにおいて該センサ取付部及び該第一センサが設けられたマイクユニットが、該センサ取付部及び該第一センサとが設けられる箇所以外の位置に、脈波検出帯域の振動を減衰させるインシュレータを備えてもよい。 In the sample information detection unit, vibration of the pulse wave detection band is performed at a position other than the position where the sensor attachment portion and the microphone unit provided with the first sensor are provided. You may provide the insulator which attenuates.
（３）本発明の別の要旨は、検体の外耳道を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞として形成可能に該検体の外耳に装着することのできる筐体部と、該筐体部に設けられ、該外耳道における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該空洞内を伝播する圧力情報として検出する該第二センサとが設けられた検体情報検出ユニットと、該第二センサにより検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第二周波数補償処理部と備える検体情報検出装置であって、該第二センサは、入力された信号に応じて空気振動を生じさせるスピーカーとして機能するものであり、該検体情報検出装置は、上記の第二周波数補償処理部により処理された信号を出力する、検体情報検出装置に存する。 (3) Another subject matter of the present invention relates to a housing portion which can be attached to the outer ear of the sample so as to be formed as a cavity which forms a closed or substantially closed space structure in the external ear canal of the sample; An analyte information detection unit provided with the second sensor for detecting the pulsating signal of the blood vessel in the ear canal as pressure information that propagates in the cavity due to the pulsating signal; An analyte information detection apparatus comprising: a second frequency compensation processing unit that performs frequency compensation processing for amplifying a gain in a low frequency region with respect to a detection signal detected by the second sensor; Accordingly, the sample information detection apparatus functions as a speaker that generates air vibration, and the sample information detection apparatus is a sample information detection apparatus that outputs a signal processed by the second frequency compensation processing unit.
このとき、該第二周波数補償処理部が、該第二センサにより検出された検出信号に対して、信号を増幅させる処理を施してもよい。 At this time, the second frequency compensation processing unit may perform a process of amplifying a signal on the detection signal detected by the second sensor.
本発明の別の要旨は、上記の検体情報検出装置と情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部を備え、上記の第二周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、上記の第二周波数補償処理部により処理された信号が、該信号入力部に入力される、検体情報処理装置に存する。 Another subject matter of the present invention is a sample information processing apparatus including the above sample information detection apparatus and an information processing apparatus, wherein the information processing apparatus reduces the gain of a low frequency region with respect to an input signal. The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the second frequency compensation processing unit described above is provided with a signal input unit for performing input processing for compensating the gain reduction due to the input processing in the signal input unit, and The signal processed by the second frequency compensation processor described above is input to the signal input unit, and resides in the sample information processing apparatus.
このとき、第二周波数補償処理部が、上記の血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させる処理を更に施し、該検体情報処理装置が、該検体情報検出装置に出力する信号に対して、該脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す出力処理部を備え、該出力処理部により処理された信号が、該第二センサに入力されてもよい。 At this time, the second frequency compensation processing unit attenuates the frequency component higher than the pulse wave information detection band which is the frequency band in which the pulse wave information of the blood vessel is detected, and the frequency component of the pulse wave information detection band A process for passing the signal is further performed, and the sample information processing apparatus attenuates the frequency component of the pulse wave information detection band with respect to the signal output to the sample information detection apparatus, and the frequency higher than the pulse wave information detection band An output processing unit that performs output processing for passing the component may be provided, and a signal processed by the output processing unit may be input to the second sensor.
また、上記の信号入力部により処理された信号に対して、上記の第二センサにより検出される信号の周波数特性における低周波領域のゲインの低下を補償するように、該低周波領域のゲインを増幅させる波形等化処理を施す波形等化処理部を備えてもよい。 In addition, the gain of the low frequency region is adjusted so as to compensate for the reduction in the gain of the low frequency region in the frequency characteristic of the signal detected by the second sensor with respect to the signal processed by the signal input unit. You may provide the waveform equalization process part which performs the waveform equalization process to amplify.
また、上記の波形等化処理部により処理された信号に対して、該脈波情報の有する周波数帯域で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう周波数補正処理を施すことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理部を備えて構成されてもよい。 In addition, frequency correction processing for performing at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in a frequency band of the pulse wave information is performed on the signal processed by the waveform equalization processing unit. Thus, the frequency correction processing unit may be configured to extract at least one of the pulsating volume signal, the pulsating velocity signal, and the pulsating acceleration signal.
また、該検体情報検出ユニットが、該筐体部と該第二センサとが設けられたイヤホンユニットを左右の耳に対応して一対備え、上記のそれぞれのイヤホンユニットに由来する信号を加算する加算処理部を備えてもよい。 In addition, the sample information detection unit is provided with a pair of earphone units provided with the casing and the second sensor corresponding to the left and right ears, and addition is performed to add the signals derived from the respective earphone units described above. A processing unit may be provided.
（４）本発明の別の要旨は、検体情報検出装置と情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、該検体情報検出装置は、検体の外耳道における外部開口部を塞いで該外耳道を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞として形成可能に該検体の外耳に装着することのできる筐体部と、該筐体部に設けられ、該外耳道における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該空洞内を伝播する圧力情報として検出する該第二センサとが設けられた検体情報検出ユニットを備え、該第二センサは、入力された信号に応じて空気振動を生じさせるスピーカーとして機能するものであり、該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部と、該信号入力部により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第二周波数補償処理部とを備え、上記の第二周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、上記の第二センサにより検出された検出信号が、該信号入力部に入力される、検体情報処理装置に存する。 (4) Another subject matter of the present invention is a sample information processing apparatus comprising a sample information detection apparatus and an information processing apparatus, wherein the sample information detection apparatus closes the external opening in the ear canal of the sample to A casing which can be formed as a closed or substantially closed space structure and can be attached to the outer ear of the sample, and provided in the casing and pulsating signals of blood vessels in the ear canal, the pulsation An analyte information detection unit provided with the second sensor for detecting pressure information propagating in the cavity due to the sexing signal, the second sensor causing air vibration in response to the input signal The information processing apparatus functions as a speaker, and the information processing apparatus performs an input process for reducing the gain of the low frequency region to the input signal, and the signal processed by the signal input section. The second frequency compensation processing unit performing frequency compensation processing for amplifying the gain in the low frequency region, and the processing for amplifying the gain in the low frequency region by the second frequency compensation processing unit is performed in the signal input unit described above The specimen information processing apparatus is a process that compensates for a decrease in gain due to the input process, and the detection signal detected by the second sensor is input to the signal input unit.
このとき、該第二周波数補償処理部が、該第二センサにより検出された検出信号に対して、信号を増幅させる処理を施してもよい。 At this time, the second frequency compensation processing unit may perform a process of amplifying a signal on the detection signal detected by the second sensor.
また、第二周波数補償処理部が、上記の血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させる処理を更に施し、該検体情報処理装置が、該検体情報検出装置に出力する信号に対して、該脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す出力処理部を備え、該出力処理部により処理された信号が、該第二センサに入力されてもよい。 Further, the second frequency compensation processing unit attenuates frequency components higher than the pulse wave information detection band which is a frequency band in which the pulse wave information of the blood vessel is detected, and passes frequency components of the pulse wave information detection band. And the sample information processing apparatus attenuates the frequency component of the pulse wave information detection band with respect to the signal output to the sample information detection apparatus, and the frequency component higher than the pulse wave information detection band An output processing unit that performs an output process of passing the signal, and a signal processed by the output processing unit may be input to the second sensor.
また、上記の第二周波数補償処理部により処理された信号に対して、上記の第二センサにより検出される信号の周波数特性における低周波領域のゲインの低下を補償するように、該低周波領域のゲインを増幅させる波形等化処理を施す波形等化処理部を備えてもよい。 In addition, the low frequency region is corrected so as to compensate for the decrease in the gain of the low frequency region in the frequency characteristic of the signal detected by the second sensor with respect to the signal processed by the second frequency compensation processing unit. A waveform equalization processing unit may be provided to perform waveform equalization processing to amplify the gain of
また、上記の波形等化処理部により処理された信号に対して、該脈波情報の有する周波数帯域で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう周波数補正処理を施すことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理部を備えて構成されてもよい。 In addition, frequency correction processing for performing at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in a frequency band of the pulse wave information is performed on the signal processed by the waveform equalization processing unit. Thus, the frequency correction processing unit may be configured to extract at least one of the pulsating volume signal, the pulsating velocity signal, and the pulsating acceleration signal.
また、該検体情報検出ユニットが、該筐体部と該第二センサとが設けられたイヤホンユニットを左右の耳に対応して一対備え、上記のそれぞれのイヤホンユニットに由来する信号を加算する加算処理部を備えてもよい。 In addition, the sample information detection unit is provided with a pair of earphone units provided with the casing and the second sensor corresponding to the left and right ears, and addition is performed to add the signals derived from the respective earphone units described above. A processing unit may be provided.
（５）本発明の別の要旨は、イヤホンに装着されて外耳道における外部開口部に挿入されるイヤーピースであって、該イヤーピースは、筒状に形成されて該イヤホンの開口部と連通する内筒部と、該内筒部の外周を覆うように筒状に形成される外筒部とを有し、該内筒部は、該外筒部と連接する連接端部と、該イヤホンが装着されて該開口部と連通する装着端部とを有し、該内筒部の外周方向において、該連接端部の側に第一係合突起が環状に形成され、該装着端部の側に第二係合突起が環状に形成されており、該外筒部は、該連接端部から該内筒部の外側に折り曲げて延出されて形成されており、該連接端部と該第一係合突起との間の壁部と、該第一係合突起と該第二係合突起との間の壁部とが屈曲することにより、該第一係合突起と該第二係合突起とが向かい合うように該内筒部が屈曲変形した状態で、該第一係合突起と該第二係合突起とが係合して、該内筒部が該外筒部を拡開する、イヤーピースに存する。 (5) Another subject matter of the present invention is an earpiece attached to an earphone and inserted into an external opening of an ear canal, wherein the earpiece is formed in a tubular shape and communicates with the opening of the earphone Part, and an outer cylinder part formed in a cylindrical shape so as to cover the outer periphery of the inner cylinder part, the inner cylinder part is provided with a connecting end part connected to the outer cylinder part, and the earphone is mounted A first engaging projection is annularly formed on the side of the connecting end in the outer peripheral direction of the inner cylindrical portion, and the first engaging protrusion is formed on the side of the mounting end; The two engaging projections are annularly formed, and the outer cylindrical portion is formed by being bent and extended from the joint end to the outside of the inner cylindrical portion, and the first joint and the joint end are formed. The first engaging protrusion and the second engaging protrusion are bent by bending the wall between the engaging protrusion and the wall between the first engaging protrusion and the second engaging protrusion. In a state in which the inner cylindrical portion is bent and deformed so that the engaging projections face each other, the first engaging projections and the second engaging projections are engaged, and the inner cylindrical portion expands the outer cylindrical portion. Open, in the earpiece.
このとき、該内筒部が筒状の円錐台状に形成されており、該連接端部は、該内筒部における開口面積が大きい端部であり、該装着端部は、該内筒部における開口面積が小さい端部であり、該連接端部と該第一係合突起との間の壁部が凸状に屈曲するとともに、該第一係合突起と該第二係合突起との間の壁部が凹状に屈曲してもよい。 At this time, the inner cylindrical portion is formed in a cylindrical truncated cone shape, the connecting end is an end having a large opening area in the inner cylindrical portion, and the mounting end is the inner cylindrical portion. And the wall between the joint end and the first engagement protrusion is convexly curved, and the first engagement protrusion and the second engagement protrusion The wall in between may be bent concavely.
また、該第一係合突起及び該第二係合突起がそれぞれ断続的に形成されており、上記の断続的に形成されている該第一係合突起の間の間隙の長さは、少なくとも該第二係合突起が挿入される長さであり、上記の断続的に形成されている該第二係合突起は、上記の断続的に形成されている該第一係合突起の間の間隙の周方向の位置に対向する位置ように形成されており、上記の該第一係合突起と該第二係合突起との間の壁部の外周にらせん状に溝が形成されており、該内筒部が屈曲変形する際に、該第一係合突起の端部と該第二係合突起の端部とが係合してもよい。 In addition, the first engagement protrusion and the second engagement protrusion are each intermittently formed, and the length of the gap between the above-mentioned intermittently formed first engagement protrusions is at least The second engagement projections, which have a length to which the second engagement projections are inserted, are formed between the first engagement projections formed intermittently as described above. It is formed to be opposed to the circumferential position of the gap, and a spiral groove is formed on the outer periphery of the wall portion between the first engagement protrusion and the second engagement protrusion. When the inner cylindrical portion is bent and deformed, an end of the first engagement protrusion may be engaged with an end of the second engagement protrusion.
本発明の別の要旨は、上記のイヤーピースと、ドライバユニットを収納するハウジングとを備え、該ハウジングに形成された開口部を覆うように該イヤーピースが装着されるイヤホンに存する。 Another subject matter of the present invention lies in an earphone including the above-mentioned earpiece and a housing for housing a driver unit, the earpiece being mounted so as to cover an opening formed in the housing.
本発明によれば、血管の脈波情報に基づく脈動性信号を検出し、この信号を情報処理装置に入力された際に、脈波の検出帯域において、入力処理の影響が軽減された信号を得ることができる。 According to the present invention, a pulsating signal based on pulse wave information of a blood vessel is detected, and when this signal is input to the information processing apparatus, a signal in which the influence of input processing is reduced in the detection band of pulse wave is detected. You can get it.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are merely illustrative, and there is no intention to exclude the application of various modifications and techniques that are not specified in the following embodiments. The configurations of the present embodiment can be variously modified and implemented without departing from the scope of the present invention, and can be selected as necessary or can be combined as appropriate.
［１．第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係る検体情報処理装置１は、図１に示すように、検体情報検出装置１１と、情報処理装置２１とを備えて構成されている。以降、第一実施形態を、単に本実施形態とも呼ぶ。[1. First embodiment]
The sample
［１−１．検体情報処理装置の構成］
まず、本実施形態に係る検体情報処理装置１、検体情報検出装置１１、及び情報処理装置２１の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図１は、本実施形態に係る検体情報処理装置１の構成を模式的に表わしたものである。[1-1. Configuration of sample information processing apparatus]
First, configurations of the sample
［１−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１１は、図１に示すように、検体情報検出ユニット３１と、接続部５１とを備えて構成されている。[1-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
The sample
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３１は、右耳用のイヤホンユニット３５（Ｒイヤホンユニット）と、左耳用のイヤホンユニット３７（Ｌイヤホンユニット）と、マイクロホンユニット３９（マイクユニット）とを備えている、イヤホンマイクロホン（イヤホンマイク）である。マイクロホンのことをマイクとも称する。<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 31 includes an
図１に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、接続部５１の第一プラグ６２に設けられた右耳用のイヤホン端子６５（Ｒイヤホン端子）と接続される。Ｌイヤホンユニット３７の信号線３８が、接続部５１の第一プラグ６２に設けられた左耳用のイヤホン端子６６（Ｌイヤホン端子）と接続される。マイクユニット３９の信号線４０が、接続部５１の第一周波数補償処理部６１と接続される。また、Ｒイヤホンユニット３５のグランド線４１ａ、Ｌイヤホンユニット３７のグランド線４１ｂ、及びマイクユニット３９のグランド線４１ｃが合流したグランド線４１が、接続部５１の第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続される。
As shown in FIG. 1, the
＜マイクユニット＞
図２に示すように、マイクユニット３９は、センサ取付部１１１と、第一センサ１２１とを備えている。第一センサ１２１は、外部からの音信号を入力するマイクロホンとして機能する。以下、マイクユニット３９の構成について、図２を参照して説明する。<Microphone unit>
As shown in FIG. 2, the
センサ取付部１１１は、検体１０１に当接する部位に開口部１１２を有するとともに、開口部１１２と連通する空洞１１３を内部に有するものである。第一センサ１２１は、センサ取付部１１１に設けられ、検体１０１における血管１０２の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、上記の検体１０１における血管１０２の脈動性信号を検出するものである。
The
マイクユニット３９は、センサ取付部１１１の開口部１１２を検体１０１に対向させて検体１０１に装着された状態で空洞１１３が閉鎖された空間構造を形成している。マイクユニット３９は、第一センサ１２１が、検体１０１における血管１０２の脈動性信号に起因し、開口部１１２を通じ入力され、空洞１１３及び空気室１２３を伝播する圧力情報を検出するようになっている。
The
（センサ取付部）
センサ取付部１１１は、図２に示すように、マイクユニット３９を検体１０１に装着する際に、検体１０１の皮膚１０３と接触する部分である。センサ取付部１１１は環状の形状を有するリング状部材によって形成されており、リング状部材は、検体１０１に当接する部位に開口部１１２を有するとともに、開口部１１２の他端側で第一センサ１２１の圧力情報取込部１２２を有する面に付設して設けられ、開口部１１２と第一センサ１２１の圧力情報取込部１２２とを連通する空洞１１３を内部に有している。(Sensor mounting part)
The
センサ取付部１１１は、第一センサ１２１が取り付けられると共に、開口部１１２を検体１０１に対向させて検体１０１に装着された状態で、空洞１１３と第一センサ１２１の内部の空気室１２３とからなる空間が閉鎖された空間構造を形成する。このように空洞１１３が形成する閉鎖された空間構造を、「Closed Cavity；クローズドキャビティ」ということもある。
本実施形態に係るマイクユニット３９では、クロ−ズドキャビティを形成するセンサ取付部１１１が、ゴム製のＯ−リングにより形成されている。The
In the
クロ−ズドキャビティを形成するリング状部材は、弾性を有する材料からなることが好ましいが、検体１０１における脈動性信号を閉じ込める空洞１１３を形成できる物体であれば、樹脂製や金属製の素材からなるものであっても用いることができる。空洞１１３のクローズドキャビティの形成のためには剛性を有するものであってもよいが、少なくとも皮膚１０３に当たる側には、検体１０１の皮膚１０３の特性（柔軟性）を考慮するとゴムやシリコン製などの皮膚との親和性が高く、弾性を有する素材を用いることが好ましい。
The ring-shaped member forming the closed cavity is preferably made of a material having elasticity, but if it is an object capable of forming the
リング状部材は、一端が開口部１１２と通じ、他端が第一センサ１２１の圧力情報取込部１２２を有する面に通じるとともに、開口部１１２と第一センサ１２１の圧力情報取込部１２２とを連通する空洞１１３を有する筒状または環状の形状であることが好ましい。
The ring-shaped member has one end communicating with the
このように、センサ取付部１１１は、空洞１１３が第一センサ１２１の圧力情報取込部１２２と開口部１１２とを連通するとともに、開口部１１２を検体１０１に対向させて検体１０１に装着された状態で、空洞１１３と第一センサ１２１の空気室１２３とからなる空間が閉鎖された空間構造を形成するようになっている。
As described above, in the
（開口部）
開口部１１２は、マイクユニット３９のセンサ取付部１１１の一方に形成されて、マイクユニット３９を検体１０１に装着した状態で皮膚１０３と当接する部位である。すなわち、センサ取付部１１１の一端が、マイクユニット３９及びセンサ取付部１１１の開口部１１２となっている。
図３は、第一センサ１２１としてコンデンサマイクを用いた場合に、センサ取付部１１１において、開口部１１２の口径を変えながら、指先の毛細血管の脈動性信号を測定した場合の信号の強さを表す図である。(Aperture)
The
FIG. 3 shows the signal strength when the pulsatility signal of the capillary of the finger tip is measured while changing the diameter of the
図３から明らかなように、開口部１１２の口径が１〜３ｍｍでは信号が測定できてはいるものの、十分なゲインが得られていない。開口部１１２の口径が３ｍｍ以上ではゲインが上昇し、開口部１１２の口径が５ｍｍ〜６ｍｍにおいて、高いゲインで脈動性信号の測定を行うことができることが分かる。これは、開口部１１２の口径が２ｍｍよりも小さい場合には、血管１０２からの信号を捉えるための面積が狭くなるため、検出される信号が弱くなることが影響しているのだと考えられる。
As apparent from FIG. 3, although signals can be measured when the aperture diameter of the
開口部１１２の口径が大きすぎる（例えば口径が１０ｍｍよりも大きい）と、マイクユニット３９を検体１０１に装着した場合に、検体１０１の表面の組織（皮膚、脂肪、体毛等）が盛り上がって空洞１１３に入り込むことで、組織によって圧力情報の取込部１２２が塞がれたり、組織がセンサ素子１２４と干渉したりするおそれがある。また、開口部１１２の口径が大きすぎると、マイクユニット３９を検体１０１の立体的な形状に沿って密着するように装着する場合に、空洞１１３がクローズドキャビティを形成することが困難になる場合がある。また人の指先等の、検体１０１の面積が狭い箇所にマイクユニット３９を装着する場合にも、マイクユニット３９を装着する際に空洞１１３のクローズドキャビティの形成が困難になる場合がある。また、空洞１１３の高さを一定にした場合、空洞１１３の開口部１１２の口径が大きくなるにつれて空洞１１３の体積が大きくなり、脈動性信号の強さが一定の場合には、空洞１１３の体積が大きくなることで血管１０２の脈動性信号に起因する振動が減衰するため、第一センサ１２１により検出される信号の強度が低下するおそれがある。また、開口部１１２の口径が広すぎると、血管１０２の真上にマイクユニット３９が存在しない場合であっても血管１０２の脈動性信号が検出可能となるため、第一センサ１２１の指向性が低下するおそれがある。
When the aperture of the
このため、開口部１１２の口径は、通常３ｍｍ以上、好ましくは４ｍｍ以上、より好ましくは６ｍｍ以上であり、通常１０ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以下である。開口部１１２の口径の下限が上記の範囲の値より大きいことで、検出される脈動性信号が強くなり、マイクユニット３９を検体１０１に装着した際に血管１０２からの振動を検出できる位置に開口部１１２を密着させることが容易になるため好ましい。開口部１１２の口径の上限が上記範囲の値より小さいことで、開口部１１２に入り込む検体１０１の影響を抑え、感度を保ち、第一センサ１２１の指向性を持たせることができるため好ましい。
Therefore, the aperture of the
また、人の成人の手首における動脈血管（橈骨動脈及び尺骨動脈）の直径がおよそ２ｍｍ程度であることから、マイクユニット３９の開口部１１２を人の手首に装着した場合には、動脈血管１０２からの脈動性信号を第一センサ１２１により感度良く検出する観点から、開口部１１２の口径は動脈血管１０２の直径の２倍以上、４〜５倍以下、すなわち、４ｍｍ以上、８ｍｍ〜１０ｍｍ以下であることが好ましい。開口部１１２の口径の下限が上記範囲の値より大きいことで、検出される脈動性信号が強くなり、検体１０１に装着した際に血管１０２からの振動を検出できる位置に開口部１１２を密着させることが容易になるため好ましい。開口部１１２の口径の上限が上記範囲の値より小さいことで、開口部１１２に入り込む検体１０１の影響を抑え、空洞１１３の体積の増大に伴う感度の低下を防ぎ、第一センサ１２１の指向性を持たせることができるため好ましい。
In addition, since the diameter of the arterial blood vessels (radial artery and ulnar artery) in the wrist of a human adult is approximately 2 mm, when the
人の指にマイクユニット３９の開口部１１２を装着する場合には、指に存在する毛細血管の脈動信号を検出するために、上記の人の手首に装着した場合のように血管１０２の直径との関係から規定することはできないが、空洞１１３がクローズドキャビティを形成して脈動性信号を感度良く検出する観点から、開口部１１２の口径は少なくとも指のスパンの半分以上、指のスパンの４分の３以下の大きさであることが好ましい。
When the
（第一センサ）
第一センサ１２１は、図２に示すように、センサ取付部１１１の開口部１１２の他端側に当接して設けられ、検体１０１における血管１０２の脈波情報に基づく脈動性信号を、脈動性信号に起因し開口部１１２を通じ入力され、空洞１１３及び空気室１２３を伝播する圧力情報として検出するものである。すなわち、本実施形態に係る第一センサ１２１は、外部からの音信号を入力するイヤホンマイクのマイクロホンである。(First sensor)
As shown in FIG. 2, the
本実施形態において、脈波情報とは、検体１０１の心臓の拍動に伴って生じる血管１０２を伝わってくる振動を示す信号である。脈波情報は、血管１０２の脈動に起因する検体１０１の皮膚１０３の振動によって生じる空気の振動として、血管１０２の脈波情報に基づく脈動性信号として検出される。脈波情報としては、例えば、容積脈波信号、速度脈波信号、加速度脈波信号等が挙げられる。
In the present embodiment, the pulse wave information is a signal indicating a vibration transmitted through the
本実施形態に係るマイクユニット３９は第一センサ１２１がエレクトレットコンデンサーマイクロホンからなる。第一センサ１２１は、検体１０１における動脈血管１０２の脈動性信号に起因する圧力情報を検出する感圧素子としてのダイヤフラム１２４、ダイヤフラム１２４に対向して設けられるバックプレート１２５、ダイヤフラム１２４を内部に支持する筐体１２６と、筐体１２６の内部の空間である空気室１２３と、筐体１２６に設けられ空気室１２３と外部とを通じて圧力情報を取り込む圧力情報取込部１２２としての空気穴（「音孔」ともいう）とを有している。第一センサ１２１では、ダイヤフラム１２４とバックプレート１２５にそれぞれ設けられた電極に、検出した信号を出力する信号線４０と、グランドに接続されるグランド線４１ｃとが接続されている。信号線４０は、第一周波数補償処理部６１に接続されている。
In the
第一センサ１２１としては、血管１０２の脈動性信号を検出するものであれば、特に限定されないが、血管１０２の脈動に起因する検体１０１の皮膚１０３の振動によって生じる空気の振動（音圧情報）を電気的に検出するマイクロホン、又は圧電素子のような感圧素子を好適に用いることができる。マイクロホンとしては、例えば、コンデンサマイクロホン、ダイナミックマイクロホン、バランスドアーマチュアマイクロホンを用いることができる。マイクロホンの中でも、指向性、Ｓ／Ｎ比、感度の点からコンデンサマイクロホン（コンデンサマイク）が好ましく、ＥＣＭ（electret condenser microphone；エレクトレットコンデンサーマイクロホン、以下、単に「ＥＣＭ」ともいう）を好適に用いることができる。また、ＭＥＭＳ（microelectromechanical system）技術を用いて作製したＥＣＭである、ＭＥＭＳ型ＥＣＭ（以下、「ＭＥＭＳ−ＥＣＭ」ともいう）を好適に用いることができる。圧電素子としては、高い圧電性を示すセラミックスとして、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴともいう）を使用したＰＺＴ圧電素子を好適に用いることができる。
The
（マイクユニット）
上述したように、マイクユニット３９は、クロ−ズドキャビティを形成するセンサ取付部１１１と、センサ取付部１１１に設けられる第一センサ１２１とを備えている。(Microphone unit)
As described above, the
振動源から振動が発生した場合、外部と連通する圧力情報取込部１２２（空気穴、音孔）を通じて伝わる空気室１２３の空気の振動がダイヤフラム１２４を振動させ、ダイヤフラム１２４とバックプレート１２５との距離が変化することによりキャパシタンス（静電容量）の変化が生じる。この静電容量の変化を電圧に変換することで、振動を測定することができる。ダイヤフラム１２４とバックプレート１２５において生じた電圧の変化は、脈動性信号として信号線４０に出力される。この信号は、第一センサ１２１に接続される第一周波数補償処理部６１に入力される。
When vibration is generated from the vibration source, the vibration of air in the
マイクユニット３９は、センサ取付部１１１が開口部１１２を検体１０１に向けて、検体１０１に装着された状態で、空洞１１３と、圧力情報取込部１２２によって連通する空気室１２３とが、閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）をとっている。これにより、本実施形態に係るマイクユニット３９においては、第一センサ１２１が、検体１０１における血管１０２の脈動性信号に起因し、開口部１１２を通じ入力され、検体側の空洞１１３、及び空気室１２３を伝播する圧力情報を検出するようになっている。
In the
イヤホンマイクとしての検体情報検出ユニット３１に、上述したようなクロ−ズドキャビティを形成するセンサ取付部１１１を設けるためには、マイクユニット３９において、第一センサ１２１であるマイクロホンが外部と連通する音孔１２２の周囲を覆うようにして、リング状部材を取り付ければよい。
In order to provide the
＜接続部＞
本実施形態に係る接続部５１は、第一周波数補償処理部６１、及び第一プラグ６２を備えている。以下、接続部５１の構成について、図１を参照して説明する。<Connection section>
The
接続部５１は、第一プラグ６２を情報処理装置２１の第一ジャック８１に挿入することで、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１１と、情報処理装置２１とを接続している。接続部５１は、スマートフォン２１のジャック（第一ジャック８１）に挿入される、イヤホンマイクとしての検体情報検出ユニット３１のプラグ部分を構成する。
The
（第一周波数補償処理部）
第一周波数補償処理部６１は、検体情報検出ユニット３１により検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理（単に補償処理ともいう）を施すものである。第一周波数補償処理部６１により、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す処理を、第一周波数補償処理ともいう。
第一周波数補償処理部６１により処理された信号は、第一プラグ６２のマイク端子６３に入力される。(First frequency compensation processor)
The first frequency
The signal processed by the first frequency
（第一プラグ）
第一プラグ６２は、図１に示すように、プラグの根元から先端へ、マイク端子６３、グランド端子６４、右耳用のイヤホン端子６５（Ｒイヤホン端子）、及び左耳用のイヤホン端子６６（Ｌイヤホン端子）を順に有する。マイク端子６３、グランド端子６４、Ｒイヤホン端子６５、及びＬイヤホン端子６６は、導電性の金属板が略円筒状に加工されて形成されている。(First plug)
As shown in FIG. 1, the
マイク端子６３とグランド端子６４との間、グランド端子６４とＲイヤホン端子６５との間、Ｒイヤホン端子６５とＬイヤホン端子６６との間には、絶縁部材６７ａ、６７ｂ、６７ｃがそれぞれ設けられている。絶縁部材６７ａ、６７ｂ、６７ｃは、絶縁性の樹脂又はゴム製の素材からなり、導電性の各端子の間に介設されることで、各端子が互いに絶縁されている。
Insulating
［１−１−２．情報処理装置の構成］
さらに、情報処理装置２１の構成について、図１を参照して説明する。
本実施形態に係る情報処理装置２１は、検出された信号を処理するためのモバイル端末機としての携帯情報端末（スマートフォン）である。[1-1-2. Configuration of Information Processing Device]
Furthermore, the configuration of the
The
情報処理装置２１としてのスマートフォンは、図示しない入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等のメモリ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ、及び無線送信部等を含んで構成される。
The smartphone as the
また、情報処理装置２１は、図１に示すように、第一ジャック８１、信号入力部８７、電気信号を増幅するアンプ８８、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部８９、周波数補正処理部９０、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換部９１、及び音源９２を備えて構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
（第一ジャック）
第一ジャック８１は、第一プラグ６２が挿入される挿入孔８２を備える。図１に示すように、第一ジャック８１の挿入孔８２の内部には、挿入孔８２の手前から奥へ、マイク端子８３、グランド端子８４、Ｒイヤホン端子８５、及びＬイヤホン端子８６を順に有する。マイク端子８３、グランド端子８４、Ｒイヤホン端子８５、及びＬイヤホン端子８６は、導電性の金属板が板状に加工されて、第一ジャック８１の挿入孔８２の壁面に設けられることで形成されている。板状の端子が挿入孔８２の中心方向に向けて屈曲して、曲げ弾性を有する凸部を形成しており、この端子の凸部が挿入孔８２の中心方向に張り出すようにして設けられている。(First jack)
The
第一ジャック８１の構造を図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照して説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）では、第一ジャック８１の輪郭形状を二点鎖線で示している。図４（ａ）は、第一ジャック８１を横方向から見た図であり、マイク端子８３の配置を示している。図４（ｂ）は、第一ジャック８１のＡ−Ａ’矢視端面を示す図であり、マイク端子８３、グランド端子８４、Ｒイヤホン端子８５、及びＬイヤホン端子８６の配置を示している。図４（ｃ）は、第一ジャック８１のＢ−Ｂ’矢視端面を示す図であり、グランド端子８４、Ｒイヤホン端子８５、及びＬイヤホン端子８６の配置を示している。
The structure of the
第一プラグ６２が第一ジャック８１の挿入孔８２に挿入された場合に、図１に示すように、第一プラグ６２のマイク端子６３と第一ジャック８１のマイク端子８３とが接触し、第一プラグ６２のグランド端子６４と第一ジャック８１のグランド端子８４とが接触し、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５と第一ジャック８１のＲイヤホン端子８５とが接触し、第一プラグ６２のＬイヤホン端子６６と第一ジャック８１のＬイヤホン端子８６とが接触するように、第一プラグ６２及び第一ジャック８１は形成されている。
When the
第一プラグ６２が第一ジャック８１に挿入された場合の構造を図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）では、第一ジャック８１の輪郭形状を二点鎖線で示している。図５（ａ）は、第一ジャック８１を横方向から見た図であり、第一プラグ６２及びマイク端子８３の配置を示している。図５（ｂ）は、第一ジャック８１のＣ−Ｃ’矢視端面を示す図であり、第一プラグ６２、マイク端子８３、グランド端子８４、Ｒイヤホン端子８５、及びＬイヤホン端子８６の配置を示している。図５（ｃ）は、第一ジャック８１のＤ−Ｄ’矢視端面を示す図であり、第一プラグ６２、グランド端子８４、Ｒイヤホン端子８５、及びＬイヤホン端子８６の配置を示している。
The structure in which the
第一プラグ６２が第一ジャック８１の挿入孔８２に挿入された場合には、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、マイク端子８３、グランド端子８４、Ｒイヤホン端子８５、及びＬイヤホン端子８６は、対向する第一プラグ６２の各々の端子と接触するとともに各々の端子の形状にあわせて弾性変形する。このとき、各々の端子の凸部における曲げ弾性により接触状態が維持される。これにより、マイク端子６３とマイク端子８３とが接続され、グランド端子６４とグランド端子８４とが接続され、Ｒイヤホン端子６５とＲイヤホン端子８５とが接続され、Ｌイヤホン端子６６とＬイヤホン端子８６とが接続される。
When the
図１に示すように、第一ジャック８１のマイク端子８３は、信号入力部８７に接続されており、第一プラグ６２のマイク端子６３に入力された信号が、第一ジャック８１を介して信号入力部８７に入力される。第一ジャック８１のグランド端子８４は接地されており、第一プラグ６２のグランド端子８４に接続されたグランド線４１が、第一ジャック８１を介して接地される。第一ジャック８１のＲイヤホン端子８５は、右耳用の音源９２に対応するＤＡ変換部９１に接続されており、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５、及びＲイヤホン端子６５に接続される信号線３６に、右耳用の音源９２に対応するＤＡ変換部９１からの信号が入力される。第一ジャック８１のＬイヤホン端子８６は、左耳用の音源９２に対応するＤＡ変換部９１に接続されており、第一プラグ６２のＬイヤホン端子６６、及びＬイヤホン端子６６に接続される信号線３８に、左耳用の音源９２に対応するＤＡ変換部９１からの信号が入力される。
As shown in FIG. 1, the
（信号入力部）
信号入力部８７は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施すものである。(Signal input unit)
The
（アンプ）
アンプ８８は、入力された信号に対して、フラットな周波数特性で信号の強度を増加させるものである。(Amplifier)
The
（周波数補正処理部）
周波数補正処理部９０は、入力された信号に対して、脈動性信号の有する周波数で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なうことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理を施すものである。周波数補正処理部９０により脈動性容積信号、脈動性速度信号、及び脈動性加速度信号のうちの一つの信号を取り出す処理を、補正処理ともいう。(Frequency correction processing unit)
The frequency
［１−１−３．検体情報処理装置の構成］
＜検体情報処理装置の構成＞
本実施形態に係る検体情報処理装置１は、図１に示すように、検体情報検出装置１１と、情報処理装置２１とを備えて構成されている。[1-1-3. Configuration of sample information processing apparatus]
<Configuration of Sample Information Processing Device>
As shown in FIG. 1, the sample
＜検体＞
検体情報検出装置１１及び検体情報処理装置１を適用する検体１０１としては、検体１０１における動脈血管１０２の脈動を測ることができるものであれば特に制限されず、人または人以外の動物に用いることができる。センサ取付部１１１の開口部１１２を検体１０１に対向させて密着させることにより、空洞１１３がクローズドキャビティを形成するためには、検体情報処理装置１の検体情報検出装置１１を検体１０１の皮膚１０３に装着することが好ましい。<Sample>
The
上記の構成では、検体１０１における動脈血管１０２の脈動性信号に起因する圧力情報を受ける構成を挙げたが、測定の対象となる血管１０２は脈動を測ることが出来る血管であれば特に制限されず、静脈血管や毛細血管の測定にも用いることが出来る。
In the above-mentioned configuration, the configuration for receiving pressure information resulting from the pulsating signal of the
検体情報処理装置１の検体情報検出装置１１の装着箇所としては、人の場合は、装着のし易さ、測定のし易さ、体表近くに動脈血管が存在して感度良く測定できる点から、前腕部が好ましい。または、装着のし易さ、測定のし易さ、体表近くに毛細血管が存在して感度良く測定できる点から、指先が好ましい。人以外の動物についても、その装着箇所は、装着のしやすさ、測定のし易さを考慮した部位が好ましい。
In the case of a person, the attachment point of the sample
検体情報処理装置１を用いて人の脈動性信号を検出する場合において、測定の対象となる血管１０２の例としては、前腕に存在する橈骨動脈または尺骨動脈が挙げられる。
When detecting the pulsating signal of a person using the sample
＜検体情報検出装置及び検体情報処理装置について＞
本実施形態に係る検体情報検出装置１１及び検体情報処理装置１は、上述のように構成されており、検体１０１に開口部１１２を密着させることで空洞１１３及び空気室１２３が閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）を形成し、検体１０１における検体情報検出装置１１の装着部位付近に存在する血管１０２の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、検体１０１における血管１０２の脈動性信号を検出するものである。<About Sample Information Detection Device and Sample Information Processing Device>
The sample
このとき、イヤホンマイクである検体情報検出ユニット３１に設けられたセンサ取付部１１１の開口部１１２を検体１０１の皮膚１０３に密着させるためには、検体１０１の指でイヤホンマイクのマイクユニット３９に設けられたセンサ取付部１１１の開口部１１２を抑えればよい、これにより、クローズドキャビティを形成した状態で容易に測定を行うことができる。
At this time, in order to bring the
［１−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置１を機能的に表すとき、検体情報処理装置１は、図１に示すように、検体情報検出装置１１及び情報処理装置２１を備えている。検体情報検出装置１１は、検体情報検出ユニット３１と、第一周波数補償処理部６１を有する接続部５１とを備えている。情報処理装置２１は、信号入力部８７、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、及び音源９２を備えている。[1-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本実施形態に係る情報処理装置２１としてのスマートフォン２１には、信号処理用のアプリケーションソフトがダウンロードされており、このアプリケーションソフトを起動させることで、スマートフォン２１によって信号処理を行うことができる。
Application software for signal processing is downloaded to the
本実施形態に係る情報処理装置２１では、周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７はスマートフォン２１に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。また、第一周波数補償処理部６１は、接続部５１に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（第一周波数補償処理部）
第一周波数補償処理部６１の回路構成は、図６により示される。第一周波数補償処理部６１は、図６に示すように、補償処理部１４２を有する。補償処理部１４２は、有限直流ゲインの不完全積分回路であり、入力された信号について、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施した信号として出力するものである。補償処理部１４２による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償する処理である。(First frequency compensation processor)
The circuit configuration of the first frequency
（信号入力部）
信号入力部８７の回路構成は、図７により示される。信号入力部８７は、図７に示すように、高域通過回路であり、入力された信号を、高周波数領域を通過させるとともに、低周波数領域が減衰された信号として出力するものである。信号入力部８７は、入力された信号に対して低周波数領域を減衰させることにより、不要なノイズを軽減させるものである。減衰させる低周波数領域の落ち始めは、高域通過回路では信号入力部８７の抵抗Ｒ9がＲ10に対して十分に小さいことから、Ｒ10、及びコンデンサＣ4により定まる。通常、情報処理装置２１に入力される信号は、人間の可聴域範囲の音を減衰させるために、入力された信号を１００Ｈｚ付近から２０ｄＢ／ｄｅｃで落とすようになっている。(Signal input unit)
The circuit configuration of the
（アンプ）
アンプ８８は、入力された信号に対して、フラットな周波数特性で信号の強度を増幅させる電気回路である。アンプ８８は、入力された信号のレベルに対してゲインを調整する自動利得制御（ＡＧＣ、automatic gain control）を行う、ＡＧＣ機能を有するものであってもよい。(Amplifier)
The
ＡＧＣ機能を有するＡＧＣアンプの例として、信号に含まれる特定の周波数成分の振幅を検出して、ゲインを変更するものが挙げられる。本実施形態に係る検体情報検出装置１１が検出し、情報処理装置２１により処理を行う脈波のピークは、１Ｈｚ付近にピークを有するものである。このため、アンプ８８がＡＧＣアンプであって、１Ｈｚ付近の周波数成分の信号のレベルを検出して、ゲインを変更するものである場合には、入力される信号の脈波に由来するピークに応じて、ＡＧＣ機能によりゲインが変更され、増幅後の信号の大きさが変わることがある。しかしながら、この場合であっても、アンプ８８による増幅処理はフラットな周波数特性で増幅させるものであるから、アンプ８８により得られる信号の周波数特性及び波形はＡＧＣ機能により影響を受けることはない。
An example of an AGC amplifier having an AGC function is one that detects the amplitude of a specific frequency component included in a signal and changes the gain. The peak of the pulse wave detected by the sample
（周波数補正処理部）
周波数補正処理部９０は、前述のごとく、入力された信号について周波数補正処理を施すことで、少なくとも上記の脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出すものである。(Frequency correction processing unit)
As described above, the frequency
周波数補正処理部９０を機能的に表すとき、周波数補正処理部９０は、図８に示すように、増幅器１３１、積分補正部１３２、微分補正部１３３を備えている。
第一センサ１２１で得られた脈動性信号出力が、周波数補正処理部９０の増幅器１３１に入力されると、増幅処理が行われる。第一センサ１２１としてＥＣＭまたはＭＥＭＳ−ＥＣＭを用いた検体情報検出ユニット３１の出力信号は速度脈波が得られるため、検体情報検出ユニット３１からの信号が入力された場合、周波数補正処理部９０では増幅処理以外の周波数補正処理を行わずに、速度脈波を得ることができる。また、増幅器１３１の出力信号を積分補正部１３２に入力し、積分回路での補償を行うことにより、容積脈波を得ることができる。また、増幅器１３１の出力信号を微分補正部１３３に入力し、微分回路での補償を行うことにより、加速度脈波を得ることができる。When functionally representing the frequency
When the pulsatility signal output obtained by the
（音源）
音源９２は、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７から音を出力するためのデジタル形式の音信号を出力するものである。(sound source)
The
（接続部の機能構成）
接続部５１の回路構成は、図１により示される。
マイクユニット３９の信号線４０は、第一周波数補償処理部６１と接続される。第一周波数補償処理部６１は、接続部５１の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続される。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the
The
上述した回路構成により、第一センサ１２１で検出された信号が、第一周波数補償処理部６１に入力される。さらに、第一周波数補償処理部６１により処理された信号が、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２１の信号入力部８７に入力される。
このように、検体情報検出装置１１は、第一センサ１２１により検出され、第一周波数補償処理部６１により処理された信号を、情報処理装置２１に出力する。With the circuit configuration described above, the signal detected by the
Thus, the sample
［１−３．センサと周波数特性と信号処理］
本実施形態に係る検体情報検出ユニット３１及び検体情報処理装置１の第一センサ１２１に用いられるセンサに関して、まずはマイクロホンのクローズドキャビティと周波数応答との関係についてについて説明し、次に、センサの周波数特性、及び周波数補正処理について説明する。さらに、第一周波数補償処理部６１で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係についても説明する。[1-3. Sensor and Frequency Characteristic and Signal Processing]
Regarding the sensor used for the sample information detection unit 31 according to the present embodiment and the
［１−３−１．クローズドキャビティの形成と周波数応答］
検体情報処理装置１は、血管１０２の拍動に起因する脈動性信号の振動を第一センサ１２１によって開放状態（開放系）で測定を行うのではなく、第一センサ１２１と振動源との関係において、第一センサ１２１の空気室１２３と連通する空洞１１３とが閉鎖された空間構造（クロ−ズドキャビティ）を形成するようにして測定した場合、すなわち第一センサ１２１と振動源とをクローズの状態（閉じた状態）にして測定する。
この測定条件の違いを説明するために、第一センサ１２１として電磁型であるダイナミック型のマイクロホン（ダイナミックマイクロホン）を使用した場合における、開放状態（オープンの状態）とクローズの状態との周波数応答の相違について説明する。[1-3-1. Formation of closed cavity and frequency response]
The sample
In order to explain the difference in the measurement conditions, when using a dynamic type microphone (dynamic microphone) which is an electromagnetic type as the
検体１０１における血管１０２の脈動性信号を検出するにあたって、人体のどこからでも、心臓の動きに端を発する振動を捉えることはできる。しかし、その動きの振幅はきわめて小さく、単にマイクロホン等の圧力を感知できるものを人体の近くに配置しても、心臓の動きに端を発する振動を検出することは困難である。それはセンサを開放状態にした場合では、音の放射の原理でいったん空間に放射された振動は、図９に示すように、その素子の固有周波数ｆ0においてレスポンスがピークとなり、固有周波数ｆ0よりも高周波数領域では定出力となるが、低周波数領域に向けてレスポンスが下降し、心臓の動きの基本周波数のところではきわめて微少な信号になっている周波数応答を示すためである。ダイナミックマイクロホンが無指向性の場合には、図９に示すように、固有周波数ｆ0よりも低周波数領域に向けていわゆる−４０ｄＢ／ｄｅｃのカーブをたどり、ダイナミックマイクロホンが指向性の場合には、固有周波数ｆ0よりも低周波数領域に向けて−２０ｄＢ／ｄｅｃのカーブをたどる。In detecting the pulsating signal of the
小型の音響機器では固有周波数は数ｋＨｚであるとされており、図９の周波数応答を示すようなダイナミックマイクロホンを使用した場合には、心臓の動き等の１Ｈｚ付近では高い周波数に対する振幅に対して−１２０ｄＢ以下に信号が減衰することになり、レスポンスが低く十分な感度で測定を行うことが困難である。なお、図９で何本ものトレースがあるのはいわゆるダンピングファクターの差であり、横軸のｆoの位置が固有周波数を意味する。In natural acoustic equipment, the natural frequency is considered to be several kHz, and when using a dynamic microphone that exhibits the frequency response shown in FIG. 9, the amplitude for high frequencies is around 1 Hz such as heart movement. Since the signal is attenuated to -120 dB or less, it is difficult to make a measurement with low response and sufficient sensitivity. Incidentally, there are traces of many present in FIG. 9 is a difference between the so-called damping factor, the position of the f o of the horizontal axis means the natural frequency.
一方で、この振動を感知する素子（センサ）の先端に閉じた空間を作り上げてクローズの状態にすることで、周波数特性は一変し図１０のようになる。図１０における複数のトレースの存在は先に説明したとおり、いわゆるダンピングファクターの差である。図１０からは、クロ−ズドキャビティ形成時には、低周波領域の信号を感度よく測定可能であることが分かる。これは図９の開放状態の周波数応答と比較すると、１Ｈｚ付近の心臓の振動であっても、固有周波数ｆ0付近の振動と同ゲインで正しい振幅で検出できることを意味している。このことは振動を音響エネルギーとして空気中に放出するのではなく、閉じた空間の圧力変化に変換しているためであると考えられる。On the other hand, by creating a closed space at the tip of the element (sensor) that senses this vibration and bringing it into a closed state, the frequency characteristic changes as shown in FIG. The existence of a plurality of traces in FIG. 10 is a difference of so-called damping factors as described above. It can be seen from FIG. 10 that when forming the closed cavity, the signal in the low frequency region can be measured with high sensitivity. This means that even the vibration of the heart near 1 Hz can be detected with the same gain and with the same gain as the vibration near the natural frequency f 0 as compared with the frequency response in the open state of FIG. It is considered that this is because the vibration is not released into the air as acoustic energy but converted to a pressure change in a closed space.
上述のとおり、第一センサ１２１としてダイナミックマイクロホンを用いて、クロ−ズドキャビティを形成するようにして、クローズの状態にして測定することで、脈波が検出される低周波数領域の周波数応答を向上させることができる。
As described above, a dynamic microphone is used as the
なお、第一センサ１２１としてコンデンサマイクロホンを用いる場合には、センサをオープンの状態であっても、クローズの状態にした場合であっても同様に、図１０に示すように、低周波数領域のゲインが上昇したフラットな周波数特性で検出できる。ただし、オープンの状態では、クローズの状態と比較して、周波数全体においてレベルが大幅に低下する。言い換えれば、第一センサ１２１としてコンデンサマイクロホンを用いてクロ−ズドキャビティを形成するようにして、第一センサ１２１と振動源とをクローズの状態にして測定することで、周波数全体においてレベルが上昇することにより、脈波が検出される低周波数領域の周波数応答を向上させることができる。
When a condenser microphone is used as the
また、第一センサ１２１としてバランスドアーマチュア型のマイクロホン（バランスドアーマチュアマイクロホン）を用いた場合も、コンデンサマイクロホンを用いた場合と同様に、クロ−ズドキャビティを形成するようにして、第一センサ１２１と振動源とをクローズの状態にして測定することで、脈波が検出される低周波数領域の周波数応答を向上させることができると考えられる。
When a balanced armature microphone (balanced armature microphone) is used as the
すなわち、本実施形態に係る検体情報検出ユニット３１及び検体情報処理装置１では、第一センサ１２１としてダイナミックマイクロホン、コンデンサマイクロホン、またはバランスドアーマチュアマイクロホンを用いる場合には、クローズドキャビティの形成に伴う周波数応答の変化またはレベルの上昇を利用して、従来のオープンの状態では測定が困難であった、１Ｈｚ付近の検体１０１における血管１０２の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、検体１０１における血管１０２の脈動性信号を感度良く検出することができるものである。
That is, in the sample information detection unit 31 and the sample
［１−３−２．センサの周波数特性と周波数補正処理］
＜センサの周波数特性について＞
第一センサ１２１としてのコンデンサマイクロホンに用いられるＥＣＭやＭＥＭＳ−ＥＣＭ等に共通の特性として、風除けの対策が施されていることが挙げられる。携帯電話等のマイクでは、風が強いときの風音、あるいは、使用者が咳き込んだとき（吹かれ）などの急な圧力変化に反応しないように、ダイヤフラムに小さな穴（数十μｍ）の穴が開けられている。これにより、周波数特性的には低周波分の減衰を招くことになる。遅い空気の流れはこの小さなダイヤフラムの穴を抜けることを考えれば理解しやすい。[1-3-2. Sensor frequency characteristics and frequency correction processing]
<About the frequency characteristic of the sensor>
As a characteristic common to ECM, MEMS-ECM, etc. used for a condenser microphone as the
なお、半導体プロセスによりダイヤフラムの穴が形成されるＭＥＭＳ−ＥＣＭでは、穴の形成を安定して同品質で行うことが可能であり、ＥＣＭと比較するとＭＥＭＳ−ＥＣＭ毎の個体間において周波数応答が安定していることが知られている。なお以降のセンサの周波数特性と周波数補正処理についての説明では、コンデンサマイクロホンとしてＭＥＭＳ−ＥＣＭを挙げて説明するが、ＥＣＭの場合にも同様に適用できる。 In addition, in the MEMS-ECM in which the hole of the diaphragm is formed by the semiconductor process, the formation of the hole can be stably performed with the same quality, and the frequency response is stable between individuals of each MEMS-ECM as compared with the ECM. It is known to do. In the following description of the sensor's frequency characteristics and frequency correction processing, MEMS-ECM will be described as a condenser microphone, but the same applies to the case of ECM.
低周波数領域の感度低下は、可聴音域（例えば２０Ｈｚ以上）を対象とする通常のマイクロホンの使い方においては風音や吹かれを防止する上で効果的である。しかしながら、検体情報処理装置１において検出したい脈波の中心周波数は約１Ｈｚであり、呼吸信号の周波数も数Ｈｚオーダーの領域において顕著に現れるため、この低周波数領域の感度低下は検出に影響することが考えられる。
The reduction in sensitivity in the low frequency region is effective in preventing wind noise and wind noise in the use of a normal microphone targeting an audible sound range (for example, 20 Hz or more). However, since the center frequency of the pulse wave to be detected in the sample
ＭＥＭＳ−ＥＣＭは前述の風除けのための小さな穴をダイヤフラムに空けており、一例として、Ｋｎｏｗｌｅｓ社製のＳＰＭ０４０８（部品型番）の場合には、１００Ｈｚ付近から低い周波数において２０ｄＢ／ｄｅｃで周波数の低い方（低域）に向かって減衰しているモデルで周波数特性を推定できる。１００Ｈｚ付近から高い周波数ではフラットな周波数特性を示す。 The MEMS-ECM has a small hole in the diaphragm for the above-mentioned windbreak, and as an example, in the case of SPM0408 (part number) made by Knowles, the lower frequency of 20 dB / dec at low frequency from around 100 Hz The frequency characteristics can be estimated with a model that is attenuated toward (low frequency). It shows flat frequency characteristics at high frequencies from around 100 Hz.
一方、ダイナミックマイクロホンは速度応答型の原理により全周波数帯域にわたり２０ｄＢ／ｄｅｃで低域に向かい減衰しているモデルで周波数特性が示される。
すなわち、ＭＥＭＳ−ＥＣＭ（コンデンサマイクロホン）とダイナミックマイクロホンともに、脈波検出帯域（脈波情報検出帯域ともいう）である０．１Ｈｚから１０Ｈｚの周波数範囲では、２０ｄＢ／ｄｅｃで低域に向かい減衰している周波数特性であると考えてよい。On the other hand, in the dynamic microphone, the frequency response is shown by a model that is attenuated toward the low band at 20 dB / dec over the entire frequency band according to the principle of speed response type.
That is, both the MEMS-ECM (condenser microphone) and the dynamic microphone are attenuated toward the low band by 20 dB / dec in the frequency range of 0.1 Hz to 10 Hz which is a pulse wave detection band (also referred to as pulse wave information detection band) It may be considered to be a frequency characteristic that
なお、以降のセンサの周波数特性と周波数補正処理についての説明では、第一センサ１２１としてコンデンサマイクロホンであるＭＥＭＳ−ＥＣＭを用いた場合について説明するが、上述したとおり、ＭＥＭＳ−ＥＣＭとダイナミックマイクロホンともに、脈波検出帯域である０．１Ｈｚから１０Ｈｚの周波数範囲では、２０ｄＢ／ｄｅｃで低域に向かい減衰している周波数特性であると考えられるため、ダイナミックマイクロホンを用いた場合にも同様に適用できる。
In the following description of sensor frequency characteristics and frequency correction processing, the case of using MEMS-ECM, which is a condenser microphone, as the
ここで、第一センサ１２１として用いられるＭＥＭＳ−ＥＣＭがクローズドキャビティを形成した場合において、１００Ｈｚ以下の低周波数領域の周波数特性は、横軸に周波数（Ｈｚ）のスケールをＬｏｇ（対数）としたものをとり、縦軸に信号のＧａｉｎ（ｄＢ）をとることで、図１１（ａ）のように表わされる。
なお、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）において、図中の横軸の「Ｌｏｇ（周波数）」とは、周波数のスケールを対数表記したものを表し、単位はＨｚである（以降、図中の「Ｌｏｇ（周波数）」についても同様）。Here, in the case where the MEMS-ECM used as the
11 (a) to 11 (c), "Log (frequency)" on the horizontal axis in the figure represents a logarithmic scale of the frequency scale, and the unit is Hz (hereinafter referred to as "figure"). The same applies to “Log (frequency)” in
図１１（ａ）に示すように、ダイナミックマイクロホン及びＭＥＭＳ−ＥＣＭ（コンデンサマイクロホン）の周波数特性は、１００Ｈｚ以下の低周波数領域に向かって、２０ｄＢ／ｄｅｃの感度低下が認められる（これを「低周波が落ちる」ともいう）。心臓の動きに関するものであれば脈拍は普通１Ｈｚ（脈拍が一分間で６０の場合）程度なので、これは本来の検出すべき信号の微分特性を示すものといえる。また、１００Ｈｚ付近に１つの極を持つ微分回路と等価であるといえる。 As shown in FIG. 11A, in the frequency characteristics of the dynamic microphone and the MEMS-ECM (capacitor microphone), a sensitivity decrease of 20 dB / dec is recognized toward the low frequency region of 100 Hz or less (this is It is said that If it relates to the movement of the heart, the pulse is usually about 1 Hz (in the case of 60 pulses per minute), so this can be said to indicate the differential characteristic of the signal to be detected. Further, it can be said that it is equivalent to a differential circuit having one pole in the vicinity of 100 Hz.
この時、血管１０２の脈動の容積変化などの信号を検出すべき信号とすると、第一センサ１２１としてＭＥＭＳ−ＥＣＭを用いてクローズドキャビティを形成して脈波を計測する場合、対象とする周波数帯域（およそ０．５〜１０Ｈｚ）において、単純な微分回路であって、その計測波形は通常の脈波の微分である速度成分を示すことになり、速度脈波であると考えることができる。
なお、よく血管の状況を判断するのに用いられる加速度脈波はこの速度脈波をさらに時間微分したものである。At this time, assuming that a signal such as a volume change of pulsation of the
The acceleration pulse wave often used to determine the condition of the blood vessel is a time derivative of the velocity pulse wave.
＜周波数補正処理について＞
次に、第一センサ１２１としてＭＥＭＳ−ＥＣＭを用いた場合の脈動性信号出力の周波数補正処理について説明する。<About frequency correction processing>
Next, the frequency correction process of the pulsatility signal output when the MEMS-ECM is used as the
周波数補正処理とは、検体情報検出ユニット３１の第一センサ１２１からの脈動性信号出力について、脈動性信号の有する周波数で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう補正処理をいう。この周波数補正処理により、すくなくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号、及び脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出すことが可能である。
The frequency correction process is a correction process that performs at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation at the frequency of the pulsatility signal with respect to the pulsatility signal output from the
また、周波数補正処理は、図１２に示すような周波数応答をする電気回路（補償回路）を通過させる処理として説明することもできる。または、このような処理はハードウェア回路やソフトウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアとを組み合わせたものによって実現してもよい。 The frequency correction process can also be described as a process of passing an electric circuit (compensation circuit) having a frequency response as shown in FIG. Alternatively, such processing may be realized by hardware circuitry or software, or a combination of hardware and software.
図１１（ａ）のように、低周波数領域に向かって２０ｄＢ／ｄｅｃの感度低下する応答を示すＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力（測定データ）は、速度脈波（「脈動性速度信号」ともいう）として得られる。このため、クローズドキャビティを形成して、ＭＥＭＳ−ＥＣＭを用いて血管１０２の脈動性信号を検出した際に、周波数補正処理を行わない場合には速度脈波を得ることができる。
As shown in FIG. 11A, the output (measurement data) of the MEMS-ECM showing a response in which the sensitivity decreases by 20 dB / dec toward the low frequency region is a velocity pulse wave (also referred to as “pulsating velocity signal”). can get. For this reason, when a closed cavity is formed and the pulsatility signal of the
ＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力から脈波、そして加速度脈波を得るには、図１２に示すような周波数応答をする電気回路を通過させる周波数補正処理を適用すればよい。
すなわち、図１２に示すように、ＭＥＭＳ−ＥＣＭからの脈動性信号出力に対して超低周波域から１００Ｈｚまで−２０ｄＢ／ｄｅｃでその後はフラットなカーブの周波数応答をする電気回路を通過させる積分動作により、（容積）脈波が得られることになる。この様な回路を通過させた後のトータルな周波数特性は図１１（ｂ）のようになる。図１１（ｂ）に示す容積脈波は、周波数の変化に伴うゲインの変化は０ｄＢ／ｄｅｃであり、脈波の周波数付近では容積脈波を発生するフラットな周波数特性となっている。In order to obtain a pulse wave and an acceleration pulse wave from the output of the MEMS-ECM, it is sufficient to apply a frequency correction process of passing an electric circuit having a frequency response as shown in FIG.
That is, as shown in FIG. 12, the integration operation of passing an electric circuit having a flat curve frequency response after that from the very low frequency range to 100 Hz with respect to the pulsating signal output from the MEMS-ECM Thus, a (volume) pulse wave is obtained. The total frequency characteristic after passing through such a circuit is as shown in FIG. The volume pulse wave shown in FIG. 11 (b) has a change in gain with the change in frequency of 0 dB / dec, and has a flat frequency characteristic that generates a volume pulse wave near the frequency of the pulse wave.
また、図１２に示すように、ＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力に対して超低域から１００Ｈｚまで２０ｄＢ／ｄｅｃで上昇しその後フラットなカーブの周波数応答をする電気回路を通過させる微分動作により、加速度脈波が得られることになる。この様な回路を通過させた後のトータルな周波数特性は図１１（ｃ）のようになる。図１１（ｃ）に示す加速度脈波は、周波数が高くなるにつれて４０ｄＢ／ｄｅｃでゲインが上昇しており、脈波の周波数付近では加速度脈波を発生する周波数特性となっている。 In addition, as shown in FIG. 12, an acceleration pulse wave is generated by differential operation in which the output of the MEMS-ECM is raised from the very low frequency to 100 Hz by 20 dB / dec and then passes through an electric circuit giving a flat curve frequency response. Will be obtained. The total frequency characteristic after passing through such a circuit is as shown in FIG. 11 (c). The gain of the acceleration pulse wave shown in FIG. 11C increases at 40 dB / dec as the frequency increases, and has a frequency characteristic that generates an acceleration pulse wave near the frequency of the pulse wave.
また、図１２に示すように、ＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力に対して積分動作または微分動作を行わずに通過させる場合には、図１１（ａ）に示すＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力と同様の周波数特性となるため、速度脈波が得られる。図１１（ａ）に示す速度脈波は、周波数が高くなるにつれて２０ｄＢ／ｄｅｃでゲインが上昇しており、脈波の周波数付近では速度脈波を発生する周波数特性となっている。 Further, as shown in FIG. 12, when passing the output of the MEMS-ECM without performing the integration operation or the differentiation operation, the same frequency characteristics as the output of the MEMS-ECM shown in FIG. Velocity pulse wave is obtained. The gain of the velocity pulse wave shown in FIG. 11 (a) increases at 20 dB / dec as the frequency increases, and has a frequency characteristic that generates a velocity pulse wave near the frequency of the pulse wave.
上述の周波数補正処理は、ＭＥＭＳ−ＥＣＭを用いて血管１０２の脈動性信号を検出した際に得られる速度脈波について、１００Ｈｚ以下を積分回路で補償する（積分する）ことにより容積脈波を得ることができ、また、速度脈波について、１００Ｈｚ以下を微分回路で補償する（微分する）ことにより加速度脈波を得ることができ、速度脈波を通過させることで速度脈波を得る処理と同等の処理を行うものであるということができる。また、周波数補正処理では、必要に応じて増幅動作を行っても良い。
The above-mentioned frequency correction process obtains a volume pulse wave by compensating (integrating) 100 Hz or less of the velocity pulse wave obtained when the pulsating signal of the
すなわち、周波数補正処理とは、脈波の周波数１Ｈｚに対して、積分動作を行うことで容積脈波を得て、微分動作を行うことで加速度脈波を得て、増幅動作を行うことで速度脈波を得る処理であるということもできる。
That is, in the frequency correction processing, the volume pulse wave is obtained by performing the integral operation on the
＜脈波波形＞
第一センサ１２１にセンサ取付部１１１を設けた本実施形態に係る検体情報検出ユニット３１のマイクユニット３９を用いて、センサ取付部１１１の開口部１１２を検体１０１の手首橈骨にあたる位置の皮膚１０３に対向させて検体１０１に装着された状態で空洞１１３がクロ−ズドキャビティを形成するようにして、第一センサ１２１としてのＭＥＭＳ−ＥＣＭにより、開口部１１２を通じ入力され空洞１１３を伝播する圧力情報を検出することで、血管１０２の脈動性信号を検出して観測した脈波の波形が図１３である。測定により得られた速度脈波（測定データ）の波形は図１３（ｂ）のように表わされる。この速度脈波を上述した積分回路での補償をすることにより得られる容積脈波は、図１３（ａ）のように表わされる。速度脈波を上述した微分回路での補償をすることにより得られる加速度脈波は、図１３（ｃ）のように表わされる。<Pulse wave waveform>
Using the
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）にそれぞれ表わされる、容積脈波、速度脈波、及び加速度脈波の波形は東洋医学を含むいろいろな分野でヘルスケアや疾病の診断に用いられているものに相当する。 The waveforms of the plethysmogram, the velocity plethysmogram, and the acceleration plethysmogram shown in FIGS. 13 (a) to 13 (c) are used for health care and disease diagnosis in various fields including oriental medicine. It corresponds to a thing.
特に、図１３（ｃ）の加速度脈波の波形からは、加速度脈波を特徴付けるａ波〜ｅ波と呼ばれる５つのピークが得られる。これらのうちｂ波とｄ波の相対的な振幅は心臓血管系の疾患との関連性や年齢・血圧の推定などに用いられ、臨床的に重要視されるファクターである。
また、図１３（ａ）の容積脈波の波形からは、心臓からの駆出波（Percussion Wave、以下、「ＰＷ」ともいう）および血管障壁等からの反射波（Tidal Wave、以下、「ＴＷ」ともいう）に対応する波形の形状を確認することができる。In particular, from the waveform of the acceleration pulse wave in FIG. 13C, five peaks called a wave to e wave characterizing the acceleration pulse wave are obtained. Among these, the relative amplitudes of the b wave and the d wave are used for the correlation with cardiovascular diseases, estimation of age and blood pressure, etc., and are factors regarded as clinically important.
Further, from the waveform of the plethysmogram of FIG. 13 (a), an ejection wave (Percussion Wave, hereinafter also referred to as “PW”) from the heart and a reflected wave from a blood vessel barrier or the like (Tidal Wave, hereinafter, “TW”) The shape of the waveform corresponding to “) can be confirmed.
本実施形態に係る検体情報検出ユニット３１及び検体情報処理装置１によれば、空洞１１３がクロ−ズドキャビティを形成することにより、また、第一センサ１２１としてＥＣＭ又はＭＥＭＳ−ＥＣＭを用いることにより、従来の圧電素子を用いて脈波を測定した場合よりも低周波領域における脈動性信号のＳ／Ｎ比が大きく改善され、より明瞭な脈波を得ることができる。
According to the sample information detection unit 31 and the sample
［１−３−３．補償処理と入力処理］
上述したように、情報処理装置２１に入力される信号は、信号入力部８７で行われる入力処理を受ける。信号入力部８７では、人間の可聴域範囲外の音を減衰させるために、入力された信号のゲインを低下させて、１００Ｈｚ付近から２０ｄＢ／ｄｅｃで落とすようになっている。通常、スマートフォンには、信号入力部８７が備えられており、人間の可聴域範囲の音を減衰させるために、入力された信号に対して入力処理を施している。1-3-3. Compensation processing and input processing]
As described above, the signal input to the
従来、スマートフォン２０１に入力された信号は、信号入力部２０６で行われる入力処理により、入力された信号を１００Ｈｚ付近から２０ｄＢ／ｄｅｃで落とされる。このため、人間の脈動性信号が表れる１Ｈｚ付近の周波数領域では、低周波数領域が減衰することで信号が小さくなっているとともに、脈波がさらに一回微分された形で得られる。
Conventionally, the signal input to the
本実施形態に係る検体情報検出ユニット３１では、センサ取付部１１１によって閉鎖された空間構造を形成して第一センサ１２１であるＥＣＭにより脈動性信号の検出を行うことで速度脈波が得られる。この速度脈波が、スマートフォン２０１に入力された場合には、信号入力部２０６による入力処理により、加速度脈波が得られていた。すなわち、従来のスマートフォン２０１に入力された信号は、第一センサ１２１により検出された脈波波形を表すものではなく、速度脈波が一回微分された波形として得られていた。
In the sample information detection unit 31 according to the present embodiment, a velocity pulse wave is obtained by forming a space structure closed by the
そこで、本実施形態に係る検体情報検出装置１１及び検体情報処理装置１では、第一周波数補償処理部６１における周波数補償処理により、信号入力部８７による入力処理を補償するものである。これにより、本実施形態に係る情報処理装置２１（スマートフォン）によれば、第一センサ１２１により検出された信号が入力された場合に、脈波の信号を、信号入力部８７による微分要素を除いた速度脈波として得ることができる。
Therefore, in the sample
第一周波数補償処理部６１で行われる、図６で示される補償処理部１４２の回路構成をボード線図で表すと、図１４のように示すことができる。図６、図１４のＲ3〜Ｒ5及び／またはＣ2の値を変化させることで、周波数特性の補償パターンを変化させることが出来る。中でも、Ｒ3を変化させることで、０．１〜１０Ｈｚの範囲の周波数で２０ｄＢ／ｄｅｃとなるような周波数特性の補償パターンとすることにより、脈波が検出される周波数帯域において、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償することができる。The circuit configuration of the compensation processing unit 142 shown in FIG. 6 performed by the first frequency
図１４は、補償処理部１４２による周波数補償処理の補償パターンの一例を示す図であり、０．１Ｈｚにポールを持ち、１０Ｈｚにゼロ点を持っている特性を示す。 FIG. 14 is a diagram showing an example of a compensation pattern of frequency compensation processing by the compensation processing unit 142, and shows a characteristic having a pole at 0.1 Hz and a zero point at 10 Hz.
補償処理部１４２による周波数補償処理の補償パターンは、少なくとも、脈波情報検出帯域の周波数成分のゲインを周波数の減少とともに２０ｄＢ／ｄｅｃで漸増させる処理を行うものであればよく、適宜変更してもよい。図１４において、周波数補償処理の周波数特性の横軸（角周波数）の「１／２π（Ｒ4＋Ｒ5）Ｃ2」で表される、ゲインを漸増させる角周波数の上限の値は、脈波情報検出帯域よりも低い角周波数であれば特に制限されないが、波形に与える位相歪を少なくする点からは、脈波の基本周波数の１０分の１以下となるように設定すればよく、ノイズとのバランスを考慮して脈波の基本周波数の３分の１程度となるように設定してもよい。また、図１４において、「１／２πＲ5Ｃ2」で表されるゼロ点については、同じく脈波の基本周波数の一桁高い周波数程度に設計することにより、脈波波形のゼロ点による影響を抑えることができる。The compensation pattern of the frequency compensation process by the compensation processing unit 142 may be at least a process of gradually increasing the gain of the frequency component of the pulse wave information detection band with the decrease of the frequency by 20 dB / dec. Good. In FIG. 14, the upper limit value of the angular frequency for gradually increasing the gain represented by “1 / 2π (R 4 + R 5 ) C 2 ” of the horizontal axis (angular frequency) of the frequency characteristic of the frequency compensation processing is the pulse wave The angular frequency lower than the information detection band is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing the phase distortion given to the waveform, it may be set to be 1/10 or less of the fundamental frequency of the pulse wave, noise and It may be set to be about one third of the fundamental frequency of the pulse wave in consideration of the balance of Further, in FIG. 14, the zero point represented by “1 / 2πR 5 C 2 ” is similarly designed to be approximately one digit higher than the fundamental frequency of the pulse wave, and the influence of the zero point of the pulse waveform is It can be suppressed.
図７に示される回路構成を有する信号入力部８７の伝達関数も一次のゼロ点を持っており、入力された信号を、ゼロ点より低い周波数成分については２０ｄＢ／ｄｅｃで減衰させるようになっている。信号入力部８７における低周波数成分を減衰させるコーナー周波数（遮断周波数ともいう）は、人間の可聴域範囲の音を減衰させるために、通常、１００Ｈｚとなっているが、適宜変更してもよい。例えば、ノイズの除去をして聞きやすくする点からは、さらに高い周波数に設定してもよい。
The transfer function of the
［１−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置１の動作を、第一センサ１２１から検出された信号が情報処理装置２１へ入力される入力処理と、音源９２からの信号が検体情報検出装置１１へ出力される出力処理とについてそれぞれ説明する。[1-4. Operation of Sample Information Processing Device]
About the input process in which the signal detected from the
（入力処理）
図１５に示すフローチャートに従って、第一センサ１２１から検出された信号が情報処理装置２１へ入力される場合の検体情報処理装置１の動作を説明する。(Input processing)
The operation of the sample
検体情報処理装置１では、図１５に示すように、まず、検体情報検出ユニット３１のマイクユニット３９における第一センサ１２１によって脈動性信号を検出する（ステップＳ１）。このとき、第一センサ１２１により検出される脈動性信号は、第一センサ１２１の周波数特性によって微分要素が加わることで、検体１０１の本来の脈波の１回微分である速度脈波として得られる。
In the sample
第一センサ１２１により検出された脈動性信号は、第一周波数補償処理部６１に入力される。第一周波数補償処理部６１は、第一センサ１２１により検出された脈動性信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す（ステップＳ２）。このときの信号は、周波数補償処理により速度脈波が１回積分されることで、容積脈波となっている。第一周波数補償処理部６１により処理された信号は、第一プラグ６２のマイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２１に入力される。
The pulsatility signal detected by the
第一周波数補償処理部６１により処理された信号は、信号入力部８７に入力される。信号入力部８７は、第一周波数補償処理部６１により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す（ステップＳ３）。このときの信号は、入力処理により容積脈波が１回微分されることで、速度脈波となっている。
The signal processed by the first frequency
信号入力部８７により処理された信号は、アンプ８８により増幅され（ステップＳ４）、ＡＤ変換部８９によりデジタル信号に変換される（ステップＳ５）。デジタル信号に変換された信号は、周波数補正処理部９０に入力される。
The signal processed by the
さらに、周波数補正処理部９０は、ＡＤ変換部８９により変換された信号に対して、周波数補正処理を施し、脈動性容積信号、脈動性速度信号、及び脈動性加速度信号のうちの一つの信号を取り出す（ステップＳ６）。周波数補正処理部９０に入力される信号は速度脈波であるから、積分動作を行うことで容積脈波を得て、微分動作を行うことで加速度脈波を得て、増幅動作を行うことで速度脈波を得る。
Furthermore, the frequency
（出力処理）
音源９２からのデジタル形式の音信号は、左耳用の音信号と右耳用の音信号とでそれぞれＤＡ変換部９１に入力される。ＤＡ変換部９１により、左耳用の音信号と右耳用の音信号は、それぞれアナログ形式の音信号に変換される。(Output processing)
A sound signal in digital form from the
ＤＡ変換部９１により処理された右耳用の音信号は、第一ジャック８１のＲイヤホン端子８５に入力されて、第１プラグ６２を介して検体情報検出装置１１に出力される。また、ＤＡ変換部９１により処理された左耳用の音信号は、第一ジャック８１のＬイヤホン端子７３に入力されて、第１プラグ６２を介して検体情報検出装置１１に出力される。
The sound signal for the right ear processed by the
これらの信号が、それぞれＲイヤホンユニット３５、又はＬイヤホンユニット３７に入力され、音源９２の音信号に対応する音が、それぞれのイヤホンユニットのイヤホン（スピーカー）からそれぞれ出力される。
These signals are respectively input to the
（脈波の検出）
本実施形態に係る検体情報処理装置１は上述したように構成されており、脈波を測定する際には、マイクユニット３９に設けられたセンサ取付部１１１の開口部１１２を指などの検体１０１の一部で抑えればよい。これにより、閉鎖された空間構造を形成した状態で、第一センサ１２１により脈波を検出ことができる。(Detection of pulse wave)
The sample
実施形態に係る検体情報処理装置１によれば、第一センサ１２１としてマイクロホンを用いるため、高感度に脈波を検出可能である。この場合、検体１０１が任意のタイミングで一時的に脈波を測定するのに適している。
According to the sample
［１−５．第一実施形態に係る検体情報検出装置及び検体情報処理装置の効果］
第一実施形態に係る検体情報検出装置１１、及び検体情報処理装置１によれば、脈動性信号の検出に際して、開口部１１２を検体１０１に対向させることで、センサ取付部１１１がクローズドキャビティを形成する。これにより、第一センサ１２１より脈波情報に基づく脈動性信号を速度脈波として得ることができる。さらに、接続部５１に備えられた第一周波数補償処理部６１の補償処理部１４２により、第一センサ１２１により検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施すことによって、あらかじめ低周波領域のゲインを増幅させておくことができる。第一周波数補償処理部６１により処理された信号が情報処理装置２１の信号入力部８７に入力された場合、あらかじめ低周波領域のゲインを増幅されているため、入力処理が施された信号を、脈波の検出帯域において、入力処理によるゲインの低下が軽減された信号として得ることができる。[1-5. Effects of Sample Information Detection Device and Sample Information Processing Device According to First Embodiment]
According to the specimen
さらに、第一実施形態に係る検体情報処理装置１によれば、第一周波数補償処理部６１の補償処理部１４２による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であることで、信号入力部８７に脈動性信号が入力された場合であっても、入力処理の影響を受けていない脈動性信号を得ることができる。このとき、情報処理装置２１に入力されて、入力処理が施された信号を、入力処理による微分要素を除いた、速度脈波として得ることができる。
Furthermore, according to the sample
また、第一実施形態に係る検体情報処理装置１によれば、周波数補正処理部９０により、速度脈波、積分動作により容積脈波、又は微分動作により加速度脈波を得ることができる。中でも、積分動作により得られる容積脈波は、周波数の変化に伴うゲインの変化は０ｄＢ／ｄｅｃであり、脈波の周波数付近ではフラットな周波数特性となっている。
Further, according to the sample
また、第一実施形態に係る検体情報検出装置１１、及び検体情報処理装置１では、接続部５１が第一周波数補償処理部６１を有する。このため、情報処理装置２１（スマートフォン２１）に接続されるマイクとして、本実施形態に係る検体情報検出装置１１を用いることで、スマートフォン２１に周波数補償処理を施した信号を入力することができる。すなわち、スマートフォン２１に変更を加えることなく、スマートフォン２１に入力される信号に周波数補償処理を施すことができる。
Further, in the sample
また、第一実施形態に係る検体情報検出装置１１によれば、接続部５１が第一プラグ６２を有し、情報処理装置２１は第一プラグ６２が接続される第一ジャック８１を有し、第一周波数補償処理部６１により処理された信号が、第一ジャック８１を介して信号入力部８７に入力される。このため、情報処理装置２１に脈動性信号以外の情報、例えば音声信号を入力する際には、第一ジャック８１に接続される検体情報検出装置１１を取り外し、第一周波数補償処理部６１を有さない通常のイヤホンマイクを接続すればよい。このとき情報処理装置２１は、信号入力部８７によって、情報処理装置２１に入力された音声信号の低周波領域に含まれるノイズを軽減することができる。
Further, according to the sample
［２．第二実施形態］
本発明の第二実施形態に係る検体情報処理装置２は、一部の構成を除いて上述の第一実施形態に係る検体情報処理装置１と同様に構成されており、上述の第一実施形態に係る検体情報処理装置１と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。以降、第二実施形態を、単に本実施形態とも呼ぶ。[2. Second embodiment]
The sample
本実施形態に係る検体情報処理装置２は、図１６に示すように、検体情報検出装置１２と、情報処理装置２２とを備えて構成されている。ここで、第一実施形態に係る検体情報処理装置１では、第一周波数補償処理部６１が接続部５１に備えられていたのに対し、本実施形態に係る検体情報処理装置２では、第一周波数補償処理部６１が情報処理装置２２に備えられている点で相違している。
The sample
［２−１．検体情報処理装置の構成］
本実施形態に係る検体情報処理装置２、検体情報検出装置１２、及び情報処理装置２２の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図１６は、本実施形態に係る検体情報処理装置２の構成を模式的に表わしたものである。[2-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configuration of the sample
［２−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１２は、図１６に示すように、検体情報検出ユニット３１と、接続部５２とを備えて構成されている。[2-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
The sample
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３１は、上述の第一実施形態に係る検体情報処理装置１の検体情報検出ユニット３１と同様に構成されている。<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 31 is configured in the same manner as the sample information detection unit 31 of the sample
図１６に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、接続部５２の第一プラグ６２に設けられたＲイヤホン端子６５と接続される。Ｌイヤホンユニット３７の信号線３８が、接続部５２の第一プラグ６２に設けられたＬイヤホン端子６６と接続される。マイクユニット３９の信号線４０が、接続部５２の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続される。また、Ｒイヤホンユニット３５のグランド線４１ａ、Ｌイヤホンユニット３７のグランド線４１ｂ、及びマイクユニット３９のグランド線４１ｃが合流したグランド線４１が、接続部５２の第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続される。
As shown in FIG. 16, the
＜接続部＞
本実施形態に係る接続部５２は、図１６に示すように、第一プラグ６２を情報処理装置２２の第一ジャック８１に挿入することで、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１２と、情報処理装置２２とを接続している。接続部５２は、スマートフォン２１のジャック（第一ジャック８１）に挿入される、イヤホンマイクとしての検体情報検出ユニット３１のプラグ部分を構成する。<Connection section>
The connection unit 52 according to the present embodiment inserts the
［２−１−２．情報処理装置の構成］
情報処理装置２２の構成について、図１６を参照して説明する。
本実施形態に係る情報処理装置２２（スマートフォン２２）は、第一周波数補償処理部６１をさらに備えている以外は、第一実施形態に係る情報処理装置２１と同様に構成されている。[2-1-2. Configuration of Information Processing Device]
The configuration of the
The information processing apparatus 22 (smartphone 22) according to the present embodiment is configured the same as the
すなわち、情報処理装置２２は、図１６に示すように、第一ジャック８１、信号入力部８７、第一周波数補償処理部６１、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、及び音源９２を備えて構成されている。
That is, as shown in FIG. 16, the
（第一周波数補償処理部）
第一周波数補償処理部６１は、情報処理装置２２に備えられている以外は、第一実施形態に係る第一周波数補償処理部６１と同様に構成されている。第一周波数補償処理部６１により処理された信号は、アンプ８８に入力される。(First frequency compensation processor)
The first frequency
［２−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置２を機能的に表すとき、検体情報処理装置２は、図１６に示すように、検体情報検出装置１２及び情報処理装置２２を備えている。検体情報検出装置１２は、検体情報検出ユニット３１と接続部５２とを備えている。情報処理装置２２は、信号入力部８７、第一周波数補償処理部６１、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、及び音源９２を備えている。[2-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本実施形態に係る情報処理装置２２としてのスマートフォン２２には、信号処理用のアプリケーションソフトがダウンロードされており、このアプリケーションソフトを起動させることで、スマートフォン２２によって信号処理を行うことができる。
Application software for signal processing is downloaded to the
本実施形態に係る情報処理装置２２では、周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７及び第一周波数補償処理部６１はスマートフォン２２に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（第一周波数補償処理部）
第一周波数補償処理部６１は、情報処理装置２２に備えられている以外は、第一実施形態に係る第一周波数補償処理部６１と同様に構成されている。(First frequency compensation processor)
The first frequency
（接続部の機能構成）
接続部５２の回路構成は、図１６により示される。
マイクユニット３９の信号線４０は、接続部５２の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続される。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the connection unit 52 is shown by FIG.
The
上述した回路構成により、第一センサ１２１で検出された信号が、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２２の信号入力部８７に入力される。
このように、検体情報検出装置１２は、第一センサ１２１により検出された検出信号を、情報処理装置２２に出力する。With the circuit configuration described above, the signal detected by the
As described above, the sample
［２−３．センサと周波数特性と信号処理］
本実施形態に係る検体情報検出ユニット３１及び検体情報処理装置２の第一センサ１２１に用いられるセンサに関して、マイクロホンのクローズドキャビティと周波数応答との関係と、センサの周波数特性、及び周波数補正処理は、第一実施形態に係る第一センサ１２１と同様である。また、第一周波数補償処理部６１で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係についても、第一実施形態と同様である。[2-3. Sensor and Frequency Characteristic and Signal Processing]
Regarding the sensor used for the sample information detection unit 31 according to the present embodiment and the
［２−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置２の動作を、第一センサ１２１から検出された信号が情報処理装置２２へ入力される入力処理について説明する。なお、音源９２からの信号が検体情報検出装置１２へ出力される出力処理については、第一実施形態に係る検体情報処理装置１における出力処理と同様の処理となっている。[2-4. Operation of Sample Information Processing Device]
The operation of the sample
（入力処理）
図１７に示すフローチャートに従って、第一センサ１２１から検出された信号が情報処理装置２２へ入力される場合の検体情報処理装置２の動作を説明する。(Input processing)
The operation of the sample
検体情報処理装置２では、図１７に示すように、まず、検体情報検出ユニット３１のマイクユニット３９における第一センサ１２１によって脈動性信号を検出する（ステップＳ１１）。このとき、第一センサ１２１により検出される脈動性信号は、第一センサ１２１の周波数特性によって微分要素が加わることで、検体１０１の本来の脈波の１回微分である速度脈波として得られる。
In the sample
第一センサ１２１により検出された脈動性信号は、第一プラグ６２のマイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２２の信号入力部８７に入力される。信号入力部８７は、第一センサ１２１により検出された脈動性信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す（ステップＳ１２）。このときの信号は、入力処理により速度脈波が１回微分されることで、加速度脈波となっている。信号入力部８７により処理された信号は、第一周波数補償処理部６１に入力される。
The pulsatility signal detected by the
第一周波数補償処理部６１は、信号入力部８７により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す（ステップＳ１３）。このときの信号は、周波数補償処理により加速度脈波が１回積分されることで、速度脈波となっている。第一周波数補償処理部６１により処理された信号は、アンプ８８に入力される。
The first frequency
第一周波数補償処理部６１により処理された信号は、アンプ８８により増幅され（ステップＳ１４）、ＡＤ変換部８９によりデジタル信号に変換される（ステップＳ１５）。デジタル信号に変換された信号は、周波数補正処理部９０に入力される。
The signal processed by the first frequency
さらに、周波数補正処理部９０は、ＡＤ変換部８９により変換された信号に対して、周波数補正処理を施し、脈動性容積信号、脈動性速度信号、及び脈動性加速度信号のうちの一つの信号を取り出す（ステップＳ１６）。周波数補正処理部９０に入力される信号は速度脈波であるから、積分動作を行うことで容積脈波を得て、微分動作を行うことで加速度脈波を得て、増幅動作を行うことで速度脈波を得る。
Furthermore, the frequency
（脈波の検出）
本実施形態に係る検体情報処理装置２によれば、第一実施形態に係る検体情報処理装置１と同様に、検体１０１が任意のタイミングで一時的に脈波を測定するのに適している。(Detection of pulse wave)
According to the sample
［２−５．第二実施形態に係る検体情報処理装置の効果］
第二実施形態に係る検体情報処理装置２によれば、前記第一実施形態で得られる効果と同様に、以下に記載の効果を奏する。[2-5. Effects of Sample Information Processing Apparatus According to Second Embodiment]
According to the sample
第二実施形態に係る検体情報処理装置２によれば、脈動性信号の検出に際して、開口部１１２を検体１０１に対向させることで、センサ取付部１１１がクローズドキャビティを形成する。これにより、第一センサ１２１より脈波情報に基づく脈動性信号を速度脈波として得ることができる。さらに、情報処理装置２２に備えられた第一周波数補償処理部６１の補償処理部１４２により、信号入力部８７により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施すことにより、入力処理により減少した低周波領域のゲインを増幅させることができる。これにより、周波数補償処理が施された信号を、脈波の検出帯域において、入力処理によるゲインの低下が軽減された信号として得ることができる。
According to the sample
さらに、第二実施形態に係る検体情報処理装置２によれば、第一周波数補償処理部６１の補償処理部１４２による低周波領域のゲインを増幅させる処理が、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であることで、情報処理装置２２の信号入力部８７により処理された信号に対して、第一周波数補償処理部６１による周波数補償処理を施すことにより、入力処理の影響を受けていない脈動性信号を得ることができる。このとき、情報処理装置２２に入力されて、周波数補償処理が施された信号を、入力処理による微分要素を除いた、速度脈波として得ることができる。
Furthermore, according to the sample
また、第二実施形態に係る検体情報処理装置２によれば、周波数補正処理部９０により、速度脈波、積分動作により容積脈波、又は微分動作により加速度脈波を得ることができる。中でも、積分動作により得られる容積脈波は、周波数の変化に伴うゲインの変化は０ｄＢ／ｄｅｃであり、脈波の周波数付近ではフラットな周波数特性となっている。
Moreover, according to the sample
また、第二実施形態に係る検体情報処理装置２では、情報処理装置２２（スマートフォン２２）が第一周波数補償処理部６１を有する。このため、スマートフォン２２に接続されるマイクは特に制限されず、第一プラグ６２を有し検出された信号を入力可能なマイクロホンであれば第一ジャック８１に接続して適宜用いることができる。
Further, in the sample
［３．第三実施形態］
本発明の第三実施形態に係る検体情報処理装置３は、一部の構成が上述の第一実施形態に係る検体情報処理装置１と同様に構成されており、上述の第一実施形態に係る検体情報処理装置１と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。以降、第三実施形態を、単に本実施形態とも呼ぶ。
第三実施形態に係る検体情報処理装置３は、図１８に示すように、検体情報検出装置１３と、情報処理装置２３とを備えて構成されている。[3. Third embodiment]
The sample
The sample
［３−１．検体情報処理装置の構成］
本実施形態に係る検体情報処理装置３、検体情報検出装置１３、及び情報処理装置２３の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図１８は、本実施形態に係る検体情報処理装置３の構成を模式的に表わしたものである。[3-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configuration of the sample
［３−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１３は、図１８に示すように、検体情報検出ユニット３２と、接続部５３とを備えて構成されている。
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３２は、右耳用のイヤホンユニット３５（Ｒイヤホンユニット）と、左耳用のイヤホンユニット３７（Ｌイヤホンユニット）とを備えている、イヤホンである。[3-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
The sample information detection apparatus 13 is configured to include a sample information detection unit 32 and a
<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 32 is an earphone including an
図１８に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、接続部５３のスイッチ回路６８と接続される。Ｌイヤホンユニット３７の信号線３８が、接続部５３の第一プラグ６２に設けられたＬイヤホン端子６６と接続される。また、Ｒイヤホンユニット３５のグランド線４１ａ、及びＬイヤホンユニット３７のグランド線４１ｂが合流したグランド線４１が、接続部５３の第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続される。
As shown in FIG. 18, the
＜Ｒイヤホンユニット＞
図１９に示すように、Ｒイヤホンユニット３５は、筐体部２１１をそなえ、筐体部２１１に第二センサ２１２が設けられている。第二センサ２１２は、入力された信号に応じて空気振動を生じさせるスピーカーとして機能するとともに、空気振動の圧力情報を検出して信号を入力するマイクロフォンとしても機能する。以下、Ｒイヤホンユニット３５の構成について、図１９を参照して説明する。<R earphone unit>
As shown in FIG. 19, the
なお、図１９は、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３のＲイヤホンユニット３５と外耳１０７との関係の一例を模式的に表す図である。図１９では検体１０１として人の耳の構造を模式的に示しており、蝸牛と三半規管とを有し前庭神経及び蝸牛神経に接続する内耳、耳小骨と耳菅とを有し鼓膜１０６から奥の部分である中耳、外耳道１０４と耳介１０８を有する外耳１０７が図示されている。
FIG. 19 is a view schematically showing an example of the relationship between the
（筐体部）
筐体部２１１は、図１９に示すように、検体１０１の外耳道１０４における外部開口部１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成可能に検体１０１の外耳１０７に装着することのできるものである。筐体部２１１には、図１９に示すように、第二センサ２１２が設けられている。(Chassis)
As shown in FIG. 19, the
筐体部２１１は、外耳道１０４における外部に開かれた部分の付近である外部開口部１０５を塞ぐことのできる外形であれば、形状、サイズ、材質ともに限定はされない。筐体部２１１は、外部開口部１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成可能に検体１０１の外耳１０７に装着するために、図１９に示すように、円筒状、ドーム形状、砲弾形状又は釣鐘形状の外形を有することが好ましい。筐体部２１１はこの外形を有することにより、円筒状、ドーム形状、砲弾形状、又は釣鐘形状の筐体部２１１の頂部２１６側を外耳道１０４の奥方向に向けて挿入することができる。これにより、筐体部２１１の頂部２１６から端部２１７への外径の広がりに合わせて外部開口部１０５を好適に塞ぐことができる。
The shape, size, and material of the
また、筐体部２１１は、円筒状、ドーム形状、砲弾形状、又は釣鐘形状の頂部２１６側を外耳道１０４に挿入した際に外部開口部１０５を防ぐ大きさを有することが好ましく、筐体部２１１の周方向の直径が、外耳道１０４の外部開口部１０５の内径と略同一か大きいサイズであることが好ましい。この構成により、筐体部２１１は外部開口部１０５を好適に塞ぐことができる。
In addition, the
また、筐体部２１１は、弾性素材で構成されていることが好ましく、例えばゴムやシリコンゴムが用いられる。筐体部２１１が外耳道１０４の外部開口部１０５の内部形状に合わせて弾性変形するとともに、外部開口部１０５を塞ぐように構成されていることが好ましい。この材質により、筐体部２１１は外耳道１０４の形状に合わせて外部開口部１０５を塞ぐことができる。
このような構成を有する筐体部２１１として、図１９に示すように、例えばカナル型インナーイヤホンに用いられるイヤーピース２１３を用いることができる。Moreover, it is preferable that the housing | casing
For example, as shown in FIG. 19, an
筐体部２１１は、図１９に示すように、イヤーピース２１３の円筒状、ドーム形状、砲弾形状、又は釣鐘形状の頂部２１６の中心から筐体部２１１の内部に向けて凹状に円筒形状の空間を有する凹状部２１４が形成されている。凹状部２１４には筐体部２１１の頂部２１６側と端部２１７側とを連通する開口部２１５が設けられている。さらに、イヤーピース２１３の開口部２１５に第二センサ２１２が設けられることで、第二センサ２１２が開口部２１５を塞ぐことにより、筐体部２１１が外部開口部１０５を塞いだ際に、第二センサ２１２が開口部２１５を通じて血管の脈動性信号を検出するように構成されている。
As shown in FIG. 19, the
（空洞）
図１９に示すように、筐体部２１１により検体１０１の外耳道１０４における外部開口部１０５が塞がれることで、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、筐体部２１１とによって、外耳道１０４が閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となるよう空洞１０９が形成される。このように空洞１０９が形成する閉鎖された空間構造を、「Closed Cavity；クローズドキャビティ」ともいう。なお、筐体部２１１の開口部２１５に第二センサ２１２が設けられた場合、外部開口部１０５が筐体部２１１及び第二センサ２１２によって塞がれることで、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、筐体部２１１と、第二センサ２１２とによって空洞１０９が形成されるようになっている。(cavity)
As shown in FIG. 19, when the
筐体部２１１により外部開口部１０５を塞ぐことで外耳道１０４が閉鎖された空間構造となるようにすることができるが、実際には、例えば外耳道１０４内に存在する体毛により筐体部２１１と外耳道１０４との間に空隙が生じて完全には閉鎖できない場合がある。このため、筐体部２１１により外部開口部１０５を塞ぐことで、外耳道１０４が完全に閉じられた空間構造となる空洞として形成されている場合を、外耳道１０４が閉鎖された空間構造をとるという。一方、筐体部２１１により外部開口部１０５を塞いだ際に、例えば上述したような体毛等の影響により、外部開口部１０５が塞がれているものの外耳道１０４が完全に閉じられた空間構造とはならない空洞として形成されている場合を、ほぼ閉鎖された空間構造という。
By closing the
（第二センサ）
第二センサ２１２は、図１９に示すように、筐体部２１１に設けられ、外耳道１０４における血管の脈波情報に基づく脈動性信号を、脈動性信号に起因し空洞１０９内を伝播する圧力情報として検出するものである。第二センサ２１２は、信号線３６及びグランド線４１ａと接続されている。信号線３６は、接続部５３のスイッチ回路６８を介して第二周波数補償処理部７０に接続されている。(Second sensor)
As shown in FIG. 19, the
図１９に示すように、第二センサ２１２は、筐体部２１１の開口部２１５を塞ぐようにして設けられており、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、筐体部２１１と、第二センサ２１２とによって、外耳道１０４が閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となるよう構成される。
As shown in FIG. 19, the
外耳道１０４における血管の振動が、空洞１０９内を伝播して、開口部２１５を通じて第二センサ２１２に伝わることにより、第二センサ２１２は、外耳道１０４における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し空洞１０９内を伝播する圧力情報として検出する。第二センサ２１２は検出された信号を、脈動性信号として信号線３６に出力する。この信号は、第二センサ２１２に接続される第二周波数補償処理部７０に入力される。
The vibration of the blood vessel in the
本実施形態に係るＲイヤホンユニット３５は第二センサ２１２がダイナミック型のイヤホンからなる。より詳細には、第二センサ２１２として、イヤホンのダイナミックスピーカーをマイクロホンとして利用している。
In the
第二センサ２１２としては感圧素子が好ましく用いられ、外耳道１０４における血管の脈動性信号を検出できるものであれば、特に限定されないが、外耳道１０４における血管の脈動に起因する外耳道１０４における皮膚または鼓膜部分の振動によって生じる空気の振動（音圧情報）を電気的に検出する、第一センサ１２１と同様のマイクロホンを用いることができる。
なお、外耳道１０４における血管という場合、外耳道１０４または鼓膜１０６に存在する血管をいう。The
The blood vessels in the
＜接続部＞
本実施形態に係る接続部５３は、図１８に示すように、スイッチ回路６８、スイッチ６９、第二周波数補償処理部７０、電源７１、ＦＥＴ７２、及び第一プラグ６２を備えている。以下、接続部５３の構成について、図１８を参照して説明する。<Connection section>
The
接続部５３は、第一プラグ６２を情報処理装置２３の第一ジャック８１に挿入することで、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１３と、情報処理装置２３とを接続している。接続部５３は、スマートフォン２３のジャック（第一ジャック８１）に挿入される、イヤホンとしての検体情報検出ユニット３２のプラグ部分を構成する。
The
（スイッチ回路及びスイッチ）
スイッチ回路６８は、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、第二周波数補償処理部７０と接続するか、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５と接続するかを切り替えるスイッチ手段である。言い換えれば、スイッチ回路６８は、第二センサ２１２から第二周波数補償処理部７０を経由しての第一プラグ６２のマイク端子６３への接続と、第二センサ２１２からＲイヤホン端子６５への接続とを切り替えるものである。(Switch circuit and switch)
The
スイッチ６９は、接続部５３の外部からスイッチ回路６８を操作可能に設けられたスイッチであり、例えば、プッシュスイッチ、スライドスイッチ、又はトグルスイッチ等が用いられる。スイッチ６９の操作により、スイッチ回路６８の接続を切り替えられるように構成されている。
The
（第二周波数補償処理部）
第二周波数補償処理部７０は、検体情報検出ユニット３２により検出された検出信号に対して、信号を増幅させる増幅処理と、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理（単に補償処理ともいう）とを施すものである。第二周波数補償処理部７０により、増幅処理及び周波数補償処理を施す処理を、第二周波数補償処理ともいう。第二周波数補償処理部７０により処理された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子に入力される。(Second frequency compensation processor)
The second frequency
［３−１−２．情報処理装置の構成］
情報処理装置２３の構成について、図１８を参照して説明する。
本実施形態に係る情報処理装置２３は、検出された信号を処理するためのモバイル端末機としての携帯情報端末（スマートフォン）である。情報処理装置２３（スマートフォン２３）は、波形等化処理部９３をさらに備えている以外は、第一実施形態に係る情報処理装置２１と同様に構成されている。[3-1-2. Configuration of Information Processing Device]
The configuration of the
The
情報処理装置２３は、図１８に示すように、第一ジャック８１、信号入力部８７、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、波形等化処理部９３、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、及び音源９２を備えて構成されている。
As shown in FIG. 18, the
（波形等化処理部）
波形等化処理部９３は、検体情報検出装置１３の第二センサ２１２により検出される信号の周波数特性における低周波領域のゲインの低下を補償するように、該低周波領域のゲインを増幅させる波形等化処理を施すものである。これにより、波形等化処理部９３は、外耳道１０４が完全に閉じられないことによる脈波検出帯域の周波数特性の劣化を補償する。(Waveform equalization processing unit)
The waveform
［３−１−３．検体情報処理装置の構成］
＜検体情報処理装置の構成＞
本実施形態に係る検体情報処理装置３は、図１８に示すように、検体情報検出装置１３と、情報処理装置２３とを備えて構成されている。[3-1-3. Configuration of sample information processing apparatus]
<Configuration of Sample Information Processing Device>
The sample
＜検体＞
検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３を適用する検体１０１としては、筐体部２１１により外部開口部１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成するために、外耳１０７に装着することが好ましい。<Sample>
As the
＜検体情報検出装置及び検体情報処理装置について＞
本実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３は、上述のように構成されており、外耳道１０４における外部開口部１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として、検体１０１における外耳道１０４の内部または鼓膜１０６に存在する血管の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、検体１０１における血管の脈動性信号を検出するものである。<About Sample Information Detection Device and Sample Information Processing Device>
The sample information detection apparatus 13 and the sample
［３−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置３を機能的に表すとき、検体情報処理装置３は、図１８に示すように、検体情報検出装置１３及び情報処理装置２３を備えている。検体情報検出装置１３は、検体情報検出ユニット３２と、第二周波数補償処理部７０を有する接続部５３とを備えている。情報処理装置２３は、信号入力部８７、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、波形等化処理部９３、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、及び音源９２を備えている。[3-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本実施形態に係る情報処理装置２３としてのスマートフォン２３には、信号処理用のアプリケーションソフトがダウンロードされており、このアプリケーションソフトを起動させることで、スマートフォン２３によって信号処理を行うことができる。
Application software for signal processing is downloaded to the
本実施形態に係る情報処理装置２３では、波形等化処理部９３及び周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、波形等化処理手段及び周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７はスマートフォン２３に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。また、第二周波数補償処理部７０は、接続部５３に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（第二周波数補償処理部）
第二周波数補償処理部７０の回路構成は、図２０により示される。第二周波数補償処理部７０は、図２０に示すように、増幅処理部１４１と、補償処理部１４２とを有する。増幅処理部１４１は、図２０に示すように、増幅回路であり、入力された信号について、信号を増幅させる増幅処理を施した信号を出力するものである。この増幅処理は、第二センサ２１２により検出される信号の強度が低いために、信号を増幅するために行うものである。補償処理部１４２は、第一実施形態に係る補償処理部１４２と同様に構成されている。(Second frequency compensation processor)
The circuit configuration of the second frequency
第二周波数補償処理部７０に入力された信号は、図２０に示すように、まず、増幅処理部１４１による増幅処理を受けて、増幅処理を受けた信号は補償処理部１４２に入力される。次に、補償処理部１４２による周波数補償処理を受けて、この周波数補償処理を受けた信号が、第二周波数補償処理部７０から出力される。
As shown in FIG. 20, the signal input to the second frequency
（波形等化処理部）
波形等化処理部９３の回路構成は、図２１により示される。波形等化処理部９３は、図２１に示すように、有限直流ゲインの不完全積分回路であり、入力された信号を、低周波数領域の減衰を増幅された信号として出力するものである。波形等化処理部９３による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、外耳道１０４がほぼ閉鎖された空間構造となっている場合に生じる０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域の減衰を補償する処理である。(Waveform equalization processing unit)
The circuit configuration of the waveform
（接続部の機能構成）
接続部５３の回路構成は、図１８により示される。
Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、スイッチ回路６８と接続される。信号線３６は、スイッチ回路６８により、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５、または第二周波数補償処理部７０との接続が切り替えられる。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the
The
第二周波数補償処理部７０はその電源７１と接続される。第二周波数補償処理部７０が、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続されることで、第二周波数補償処理部７０によって処理された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に入力される。ＦＥＴ７２のドレイン端子（Ｄ）は、接続部５３の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続する。ＦＥＴ７２のソース端子（Ｓ）はグランド線４１と合流して、第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続する。
The second
上述した回路構成により、スイッチ回路６８によって信号線３６が第二周波数補償処理部７０と接続した場合には、第二センサ２１２で検出された信号が第二周波数補償処理部７０に入力される。さらに、第二周波数補償処理部７０により処理された信号が、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２３の信号入力部８７に入力される。この場合、第二センサ２１２はマイクロフォンとして機能する。スイッチ回路６８によって信号線３６がＲイヤホン端子６５と接続した場合には、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ音源９２からの音信号が入力される。この場合、第二センサ２１２はスピーカーとして機能する。
このように、検体情報検出装置１３は、第二センサ２１２により検出され、第二周波数補償処理部７０により処理された信号を、情報処理装置２３に出力する。With the circuit configuration described above, when the
Thus, the sample information detection apparatus 13 outputs the signal detected by the
［３−３．周波数特性と信号処理］
本実施形態において脈動性信号は、外耳道１０４が閉鎖またはほぼ閉鎖されたクローズドキャビティを形成するようにした状態で第二センサ２１２によって検出されるものである。また、脈動性信号は、第二センサ２１２の特性によって検出される信号が影響を受け、また外耳道の閉鎖レベルによっても検出される信号が影響を受ける。[3-3. Frequency characteristics and signal processing]
In the present embodiment, the pulsating signal is detected by the
このため、第二センサ２１２によって検出された脈動性信号に対する、検体情報処理装置３における信号処理は、クローズドキャビティにおける周波数応答、第二センサ２１２の特性、及び外耳道の閉鎖レベルを考慮して、周波数補正処理または波形等化処理等の信号処理を行うことが好ましい。
For this reason, the signal processing in the specimen
以下に、クローズドキャビティの形成と周波数応答、第二センサ２１２として用いられるセンサの周波数特性、及び外耳道の閉鎖レベルと周波数特性、並びに周波数特性と信号処理との関係について説明する。さらに、第二周波数補償処理部７０で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係についても説明する。
The formation of the closed cavity and the frequency response, the frequency characteristics of the sensor used as the
［３−３−１．クローズドキャビティの形成と周波数応答］
＜開放状態における周波数応答とクローズの状態における周波数応答＞
本発明の検体情報検出装置１３は、血管の拍動に起因する脈動性信号の振動を第二センサ２１２によって開放状態（開放系）で測定を行うのではなく、第二センサ２１２と振動源との関係において、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、筐体部２１１と、第二センサ２１２とが閉鎖された空間構造（クロ−ズドキャビティ）を形成するように、すなわち第二センサ２１２と振動源とをクローズの状態にするようにして測定する。
この測定条件の違いを説明するために、第二センサ２１２としてダイナミックマイクロホンを使用した場合における、開放状態とクローズの状態との周波数応答の相違について説明する。[3-3-1. Formation of closed cavity and frequency response]
<Frequency response in open state and frequency response in closed state>
The sample information detection apparatus 13 according to the present invention does not measure the vibration of the pulsatility signal caused by the pulsation of the blood vessel by the
In order to explain the difference in the measurement conditions, the difference in frequency response between the open state and the closed state in the case of using a dynamic microphone as the
本実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３における第二センサ２１２としてダイナミックマイクロホンを用いた場合のオープンの状態とクローズの状態との周波数応答の相違は、上述の図９、図１０を参照して説明した、検体情報検出装置１１及び検体情報処理装置１における第一センサ１２１としてダイナミックマイクロホンを使用した場合のオープンの状態とクローズの状態との周波数応答の相違と同様の関係となっている。
The difference in frequency response between the open state and the closed state in the case of using a dynamic microphone as the
また、本実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３における第二センサ２１２としてコンデンサマイクロホンを用いた場合、バランスドアーマチュアマイクロホンを用いた場合の周波数応答の変化も、上述した検体情報検出装置１１及び検体情報処理装置１における第一センサ１２１としてコンデンサマイクロホンを用いた場合、バランスドアーマチュアマイクロホンを用いた場合の周波数応答の変化と同様の関係となっている。
Further, when a condenser microphone is used as the
すなわち、本実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３では、第二センサ２１２としてダイナミックマイクロホン、コンデンサマイクロホン、またはバランスドアーマチュアマイクロホンを用いる場合には、クローズドキャビティの形成に伴う周波数応答の変化またはレベルの上昇を利用して、従来のオープンの状態では測定が困難であった、１Ｈｚ付近の検体１０１における血管の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、検体１０１における血管の脈動性信号を感度良く検出することができるものである。
That is, in the sample information detection apparatus 13 and the sample
＜クローズドキャビティの形成と脈動性信号の検出＞
第二センサ２１２としてマイクロホンを用いて、心臓に起因する血管の振動（脈動性信号）を捕らえようとするとき、上述したように第二センサ２１２を図１０のような周波数特性で応答させるために、空洞１０９が形成する閉じた空間（クローズドキャビティ）の圧力変化として検出することが望ましい。そこで、本検体情報検出装置１３では、検体１０１の外耳道１０４に筐体部２１１を挿入し、筐体部２１１で外耳道１０４における外部開口部１０５を塞いで、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、筐体部２１１と、第二センサ２１２とによって、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成するようにして、検体情報検出装置１３を検体１０１に装着するようになっている。これにより、本発明の検体情報検出装置１３によれば、図１０のような脈波が検出される低周波数領域の周波数応答が向上した周波数特性で信号が検出できると期待される。<Formation of closed cavity and detection of pulsating signal>
In order to capture the vibration (pulsatility signal) of the blood vessel caused by the heart by using a microphone as the
［３−３−２．第二センサの周波数特性と周波数補正処理］
＜第二センサの周波数特性について＞[3-3-2. Frequency characteristic of second sensor and frequency correction process]
<About the frequency characteristic of the second sensor>
本実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３における第二センサ２１２として用いられるダイナミックマイクロホン及びコンデンサマイクロホンの周波数特性は、上述した検体情報検出装置１１及び検体情報処理装置１における第一センサ１２１として用いられるダイナミックマイクロホン及びコンデンサマイクロホンの周波数特性と同様の関係となっている。
The frequency characteristics of the dynamic microphone and the condenser microphone used as the
また、本実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３における第二センサ２１２として用いられるダイナミックマイクロホン及びコンデンサマイクロホンがクローズドキャビティを形成した場合の１００Ｈｚ以下の低周波数領域の周波数特性についても、上述の図１１（ａ）を参照して説明した、検体情報検出装置１１及び検体情報処理装置１における第一センサ１２１として用いられるダイナミックマイクロホン及びコンデンサマイクロホンがクローズドキャビティを形成した場合の１００Ｈｚ以下の低周波数領域の周波数特性と同様の関係となっている。
In addition, also regarding the frequency characteristic of the low frequency region of 100 Hz or less when the dynamic microphone and the condenser microphone used as the
第二センサ２１２として用いられるダイナミック型のイヤホン、及びＭＥＭＳ−ＥＣＭがクローズドキャビティを形成した場合において、１００Ｈｚ以下の低周波数領域の周波数特性は、横軸に周波数（Ｈｚ）のスケールをＬｏｇ（対数）としたものとり、縦軸にＧａｉｎ（ｄＢ）をとることで、図２２（ａ）のように表わされる。なお以降のセンサの周波数特性と周波数補正処理についての説明でも、コンデンサマイクロホンとしてＭＥＭＳ−ＥＣＭを挙げて説明するが、ＥＣＭの場合にも同様に適用できる。
When the dynamic earphone used as the
＜周波数補正処理について＞
第二センサ２１２としてＭＥＭＳ−ＥＣＭ、又はダイナミック型のイヤホンを用いた場合の脈動性信号出力の周波数補正処理は、上述の図８、図１２を参照して説明した、検体情報検出装置１１及び検体情報処理装置１における第一センサ１２１としてエレクトレットコンデンサーマイクロホンを用いた場合の脈動性信号出力の周波数補正処理と同様に行うことができる。
ここでは、１００Ｈｚ以下における積分動作により容積脈波を得る周波数補正処理を行った場合を例に挙げて説明する。<About frequency correction processing>
The frequency correction process of the pulsating signal output when the MEMS-ECM or the dynamic type earphone is used as the
Here, the case where frequency correction processing for obtaining a plethysmogram is performed by the integral operation at 100 Hz or less will be described as an example.
図２２（ａ）のように、低周波数領域に向かって２０ｄＢ／ｄｅｃの感度低下する応答を示すダイナミック型のイヤホン及びＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力（測定データ）は、速度脈波（脈動性速度信号ともいう）として得られる。このため、クローズドキャビティを形成して、ダイナミック型のイヤホン又はＭＥＭＳ−ＥＣＭを用いて血管の脈動性信号を検出した際に、周波数補正処理を行わない場合には速度脈波を得ることができる。 As shown in FIG. 22 (a), the outputs (measurement data) of the dynamic type earphone and the MEMS-ECM showing a response that decreases the sensitivity by 20 dB / dec toward the low frequency region are velocity pulse waves (pulsating velocity signals). Can be obtained as For this reason, when a closed cavity is formed and a pulsatility signal of a blood vessel is detected using a dynamic type earphone or MEMS-ECM, a velocity pulse wave can be obtained when the frequency correction processing is not performed.
ダイナミック型のイヤホンまたはＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力から脈波（容積脈波）を得るには図２２（ｂ）に示すような周波数応答をする電気回路（補償回路）を通過させる周波数補正処理を適用すればよい。 In order to obtain a pulse wave (volume pulse wave) from the output of a dynamic type earphone or MEMS-ECM, a frequency correction process of passing an electric circuit (compensation circuit) having a frequency response as shown in FIG. 22 (b) is applied. Just do it.
すなわち、ダイナミック型のイヤホン又はＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力に対して、図２２（ｂ）に示すように超低周波数領域から１００Ｈｚ付近まで−２０ｄＢ／ｄｅｃでその後はフラットなカーブを通過させれば脈波（容積脈波）が得られることになる。この様な回路を通過させた後のトータルな周波数特性は図２２（ｃ）のようになる。図２２（ｃ）に示す容積脈波は、周波数の変化に伴うゲインの変化は０ｄＢ／ｄｅｃであり、脈波の周波数付近では容積脈波を発生するフラットな周波数特性となっている。 That is, for the output of the dynamic type earphone or MEMS-ECM, as shown in FIG. 22 (b), the pulse wave is obtained by passing a flat curve at -20 dB / dec from the very low frequency region to around 100 Hz. (A plethysmogram) will be obtained. The total frequency characteristic after passing through such a circuit is as shown in FIG. 22 (c). In the volume pulse wave shown in FIG. 22C, the change in gain with the change in frequency is 0 dB / dec, and it has a flat frequency characteristic that generates a volume pulse wave near the frequency of the pulse wave.
一方、ダイナミック型のイヤホンまたはＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力に対して、超低域から１００Ｈｚまで２０ｄＢ／ｄｅｃで上昇し、その後フラットな電気回路を通せば加速度脈波が得られることになる。また、ＭＥＭＳ−ＥＣＭの出力に対して補正処理を行わない場合には、速度脈波が得られる。 On the other hand, with respect to the output of the dynamic type earphone or the MEMS-ECM, an acceleration pulse wave can be obtained by increasing the frequency from ultra-low to 100 Hz at 20 dB / dec and then passing the flat electric circuit. In addition, when the correction process is not performed on the output of the MEMS-ECM, a velocity pulse wave can be obtained.
本実施形態では、図２２（ａ）に示されるような第二センサ２１２としてのダイナミック型のイヤホン又はＭＥＭＳ−ＥＣＭによって検出される脈動性信号について、低周波数領域に向かって２０ｄＢ／ｄｅｃの感度低下がみられる速度脈波の周波数特性から、図２２（ｂ）に示されるように超低周波数領域から１００Ｈｚ付近まで−２０ｄＢ／ｄｅｃでその後はフラットなカーブを通過させる周波数補正処理を行う（積分動作）。これにより、図２２（ｃ）に示されるような周波数の変化に伴うゲインの変化が０ｄＢ／ｄｅｃであるフラットな周波数特性を有する容積脈波を得ることで、脈波が検出される１Ｈｚ付近の低周波数領域の周波数応答を向上させることができる。
In the present embodiment, with respect to the pulsating signal detected by the dynamic type earphone or the MEMS-ECM as the
［３−３−３．外耳道の閉鎖レベルと周波数特性と波形等化処理］
＜外耳道の閉鎖レベルと周波数特性と波形等化処理＞
上述のダイナミックマイクロホンを使用した場合のクローズドキャビティの形成による周波数応答、またはコンデンサマイクロホンを使用した場合の周波数応答に鑑みて、検体情報検出装置１３によって外耳道１０４が閉鎖またはほぼ閉鎖されたクローズドキャビティを形成するようにした状態で第二センサ２１２によって脈動性信号を検出し、この脈動性信号に第二センサ２１２の周波数特性を考慮して周波数補正処理を行うことにより、低周波数領域が補償された脈波を得ることが出来るとも考えられる。3-3-3. Closure level and frequency characteristics of the ear canal and waveform equalization processing]
<Closed level and frequency characteristics of the ear canal and waveform equalization processing>
In view of the frequency response due to the formation of a closed cavity when using the above-mentioned dynamic microphone, or the frequency response when using a condenser microphone, the analyte information detection device 13 forms a closed cavity in which the
しかしながら、実際には、例えば外耳道１０４内には体毛が存在するために、筐体部２１１と外耳道１０４との間に空隙が生じて十分に閉鎖できず、完全なクローズドキャビティを形成できない場合がある。このように、外部開口部１０５が塞がれているものの外耳道１０４が完全に閉じられた空間構造とはならない空洞として形成されている場合、すなわち完全なクローズドキャビティを形成できない場合を、外耳道の閉鎖レベルが「ほぼ閉鎖」であるという。
However, in practice, due to the presence of body hair in, for example, the
このような、外耳道の閉鎖レベルがほぼ閉鎖の場合に、第二センサ２１２により検出される脈動性信号について、周波数補正処理として積分動作を行った場合の周波数特性は図２３（ａ）のように表される。完全に外耳道１０４を閉鎖できない場合には、図２３（ａ）に示されるように、高周波数領域から１０Ｈｚ付近までは図２２（ｃ）に示したようにフラットな周波数特性であるものの、脈波情報検出帯域である０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域が、外耳道の閉鎖レベルに応じて減衰してＧａｉｎが落ちることで、検出される脈波の波形が乱れることになる。
In such a pulsatility signal detected by the
このため外耳道の閉鎖レベルがほぼ閉鎖の場合には、図２３（ｂ）に示すように、脈波検出帯域である０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域のゲインの減衰にあわせて、信号のゲインを上昇させるような周波数補償を行い、脈波の検出に好適なレベルまで持ち上げる必要がある。なお、外耳道１０４の閉じ方（閉鎖の度合、閉鎖レベル）によって、図２３（ａ）に示すような低周波数領域の減衰は変化するため、変化に応じて補償を行うブースト量を変化させて周波数補償を行うことが好ましい。
For this reason, when the closing level of the ear canal is substantially closed, as shown in FIG. 23 (b), the signal gain is matched to the attenuation of the gain in the low frequency region of 0.1 to 10 Hz which is the pulse wave detection band. It is necessary to raise the frequency to a level suitable for pulse wave detection. The attenuation in the low frequency region as shown in FIG. 23 (a) changes depending on how the
このように、完全に外耳道１０４を閉鎖できず、外耳道１０４がほぼ閉鎖された空間構造となっている場合に生じる０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域の減衰を補償するように行う補正を、波形等化処理ともいう。
In this way, the waveform is corrected to compensate for the attenuation in the low frequency region of 0.1 to 10 Hz that occurs when the
＜外耳道の閉鎖レベルと周波数特性の変化＞
クローズドキャビティの形成と外耳道の閉鎖レベルによる周波数特性の変化の一例は、図２４（ａ）〜図２４（ｃ）、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に示す脈波波形により表すことができる。<Change in closure level and frequency characteristics of the ear canal>
One example of the change of the frequency characteristic due to the formation of the closed cavity and the closing level of the ear canal is represented by the pulse waveform shown in FIGS. 24 (a) to 24 (c) and 25 (a) to 25 (c). it can.
指先または腕においてクローズドキャビティを形成、すなわち完全に閉鎖した状態で、ＭＥＭＳ−ＥＣＭを第二センサ２１２として用いて血管の脈動性信号を検出した際に得られる脈波の波形の一例を表すのが図２５（ｂ）である。図２５（ｂ）に表される波形は、上述したように、クローズドキャビティを形成して脈波を計測する際のＭＥＭＳ−ＥＣＭの周波数特性から、速度脈波であると考えることができる。図２５（ｂ）の波形を示す速度脈波の脈動性信号を積分することで、図２５（ａ）の波形を示す容積脈波が得られる。また、図２５（ｂ）の波形を示す速度脈波の脈動性信号を微分することで、図２５（ｃ）に示す加速度脈波が得られる。
なお、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）において、図中横軸の単位［ｓ］は秒を表す（以降、図中の単位［ｓ］についても同様）。An example of a pulse wave waveform obtained when a pulsatility signal of a blood vessel is detected using the MEMS-ECM as the
In addition, in FIG. 25 (a)-FIG.25 (c), unit [s] of a horizontal axis in a figure represents second (following, the same may be said of unit [s] in a figure).
一方、外耳道１０４に筐体部２１１を挿入し、筐体部２１１のイヤーピース２１３で外耳道１０４における外部開口部１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成するようにして、ＭＥＭＳ−ＥＣＭを第二センサ２１２として用いて外耳道１０４における血管の脈動性信号を検出した際に得られる波形の一例を表すのが図２４（ｂ）である。図２４（ｂ）の波形を示す脈動性信号を積分することで、図２４（ａ）の波形を示す脈波が得られる。また、図２４（ｂ）の波形を示す脈動性信号を微分することで、図２４（ｃ）に示す脈波が得られる。
On the other hand, the
図２５において、図２５（ａ）はいわゆる脈波（容積脈波）、図２５（ｂ）は速度脈波、図２５（ｃ）は加速度脈波を示す。図２５（ａ）〜図２５（ｃ）の各波形と、図２４（ａ）〜図２４（ｃ）の各波形とを比較すると、図２４（ａ）の波形は図２５（ｂ）の速度脈波に近く、図２４（ｂ）の波形は図２５（ｃ）の加速度脈波に近く、図２４（ｃ）の波形は図２５（ｂ）の速度脈波の２重微分の波形、又は図２５（ｃ）の加速度脈波の微分波形に近いことが分かる。このことは、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成して脈動性信号を検出した場合の図２４（ａ）〜図２４（ｃ）に表される波形は、クローズドキャビティを形成して脈動性信号を検出した場合の図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に表される波形と比較して、これら脈波成分の周波数で新たな微分要素が加わっていることを示す。
25 (a) shows a so-called pulse wave (volume pulse wave), FIG. 25 (b) shows a velocity pulse wave, and FIG. 25 (c) shows an acceleration pulse wave. When each waveform of FIG. 25 (a)-FIG.25 (c) and each waveform of FIG. 24 (a)-FIG.24 (c) are compared, the waveform of FIG. 24 (a) is the speed of FIG.25 (b) 24 (b) is close to the acceleration pulse wave of FIG. 25 (c), and the waveform of FIG. 24 (c) is the waveform of double differentiation of the velocity pulse wave of FIG. 25 (b), or It can be seen that it is close to the differentiated waveform of the acceleration pulse wave in FIG. This means that the waveforms shown in FIGS. 24 (a) to 24 (c) when the external
＜波形等化処理と脈波の波形＞
ここで、図２４（ｂ）に表されるように、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成するようにして血管の脈動性信号を検出した際に得られる波形を、図２５（ｂ）に表されるように、クローズドキャビティを形成した状態で血管の脈動性信号を検出した際に得られる波形のように補正をするには、上述の図２３（ｂ）にて説明した波形等化処理における周波数補償と同様に、検出された脈動性信号を、図２６に示すように脈波検出帯域である０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域を上昇させるような周波数補償を行う周波数特性を持つ電気回路に入れればよい。<Waveform equalization processing and pulse wave waveform>
Here, as shown in FIG. 24B, the waveform obtained when the pulsatility signal of the blood vessel is detected by forming the
なお、図２６では、一例として、０．１Ｈｚから０．６８Ｈｚまで、０．１Ｈｚから７Ｈｚまで、０．１Ｈｚから１０．６Ｈｚまで、−２０ｄＢ／ｄｅｃでその後はフラットなカーブを通過させることで、それぞれ０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域を上昇させるブースト量が異なる、３通りの周波数特性の補償パターンを示している。
すなわち、図２６は、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させて、脈波情報検出帯域の周波数成分のゲインを周波数の減少とともに漸増させて、脈波情報検出帯域より低い周波数成分のゲインを増幅させる波形等化処理の一例を示すものである。In FIG. 26, by way of example, a flat curve is passed at 0.1 Hz to 0.68 Hz, 0.1 Hz to 7 Hz, 0.1 Hz to 10.6 Hz, and thereafter at -20 dB / dec, The compensation pattern of three kinds of frequency characteristics in which the amount of boost which raises the low frequency region of 0.1 to 10 Hz respectively is different is shown.
That is, FIG. 26 passes frequency components higher than the pulse wave information detection band and gradually increases the gain of the frequency components of the pulse wave information detection band with the decrease of the frequency to obtain gain of the frequency components lower than the pulse wave information detection band. 8 illustrates an example of waveform equalization processing for amplifying the signal.
このような周波数特性の補償を実現できる電気回路として、例えば図２１のような回路が挙げられる。図２１の電気回路は、演算増幅器（以下、オペアンプという）２２１、容量Ｃ21のコンデンサ２２２、抵抗値Ｒ21の抵抗２２３、抵抗値Ｒ22の抵抗２２４、抵抗値Ｒ23の抵抗２２５からなる。
図２１の電気回路の伝達関数は下記式（１）のように表すことができる。As an electric circuit which can realize such compensation of the frequency characteristic, for example, a circuit as shown in FIG. 21 can be mentioned.
The transfer function of the electric circuit of FIG. 21 can be expressed as the following equation (1).
また、図２１の電気回路をボード線図で表すと、図２７のように表すことができる。
図２１、図２７のＲ21〜Ｒ23及び／またはＣ21の値を変化させることで、図２６に示されるような３種類の周波数特性の補償パターンを実現することが出来る。中でも、Ｒ23を変化させることで、図２６に示す３パターンのように周波数特性の補償パターンを変化させることが望ましい。アナログ回路ではこのＲ23を連続的に変化させることが困難である場合があるため、何個かのＲ23の値を準備してそれらを切り替えて最適なものを選ぶことで、Ｒ23の値を変化させることが出来る。Further, the electric circuit of FIG. 21 can be represented as shown in FIG.
21, by changing the value of R 21 to R 23 and / or C 21 in FIG. 27, it is possible to realize the compensation pattern of three frequency characteristics as shown in FIG. 26. Above all, it is desirable to change the compensation pattern of the frequency characteristic as in the three patterns shown in FIG. 26 by changing R 23 . For an analog circuit that may be changed with this R 23 continuously is difficult, by selecting the best one by switching them to prepare a value of some number of R 23, the value of R 23 Can be changed.
波形等化処理とは、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成するようにして血管の脈動性信号を検出した際に得られる微分要素が加わっている脈波について、０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域の減衰を補償するようにして、クローズドキャビティを形成した状態で血管の脈動性信号を検出した際に得られる微分要素が加わっていない脈波を得る補正ともいうことができる。または、波形等化処理とは、外耳道１０４が閉鎖またはほぼ閉鎖されたクローズドキャビティを形成するようにした状態で第二センサ２１２によって信号が検出されることによる影響を受けることにより、他の周波数領域よりも低周波数領域においてゲインが低下している周波数特性を持つ信号の低周波領域のゲインの低下を補償するように、低周波領域のゲインを増幅させる処理ともいうことができる。
The waveform equalization process is a pulse wave to which a differential element obtained when a pulsatility signal of a blood vessel is detected so as to form the external
＜外耳道の閉鎖レベルとイヤホン＞
外耳道の閉鎖レベルとイヤホンの種類との関係を図２８に示す。
外耳道１０４が開放されている場合、外耳道の閉鎖レベルが「オープン（Ｏｐｅｎ）」という。図２８（ａ）の実線部に示すように、例えば非カナル型のオープンイヤホンを装着した場合には、外耳道の閉鎖レベルがオープンであるとみなすことができる。この場合、図２８（ａ）に示す破線部の領域の完全に閉鎖から少し閉鎖までのレベルは達成できず、外耳道１０４においてクローズドキャビティを形成することができないため、クローズドキャビティの形成に伴う周波数応答の変化を利用した脈動性信号の検出は困難である。<Closed level of ear canal and earphone>
The relationship between the level of closure of the ear canal and the type of earphone is shown in FIG.
When the
外部開口部１０５が塞がれているものの外耳道１０４が閉じられた空間構造とはならない空洞として形成されている場合には、外耳道の閉鎖レベルが「少し閉鎖」であるという。図２８（ｂ）の実線部に示すように、例えばカナル型のインナー型イヤホンを装着した場合には、外耳道の閉鎖レベルが少し閉鎖であるとみなすことができる。この場合、図２８（ｂ）に示す破線部の領域の完全に閉鎖からほぼ閉鎖レベルは達成できず、外耳道１０４において完全なクローズドキャビティを形成することができないため、クローズドキャビティの形成に伴う周波数応答の変化を利用した脈動性信号の検出は困難である。また、第二センサ２１２により検出される脈動性信号について、低周波数領域における減衰が高い周波数域から生じることで、波形等化処理の際の補償量を大きくする必要があり、得られる脈動性信号のＳ／Ｎ比が低下すると考えられる。
The closure level of the ear canal is said to be "slightly closed" if the
外部開口部１０５が塞がれているものの外耳道１０４が完全に閉じられた空間構造とはならない空洞として形成されている場合、すなわち完全なクローズドキャビティを形成できない場合を、外耳道の閉鎖レベルが「ほぼ閉鎖」という。図２８（ｃ）の実線部に示すようにインナー密閉型イヤホンと呼ばれるイヤホンを装着した場合には、外耳道の閉鎖レベルがほぼ閉鎖であるとみなすことが出来る。この場合、図２８（ｃ）の破線部に示すように、完全ではないもののクローズドキャビティを形成することができ、上述の波形等化処理により、微分要素が加わっている脈波から、外耳道の閉鎖レベルが完全に閉鎖の状態と同等の脈波を得ることが出来る。また、外耳道の閉鎖レベルが少し閉鎖の場合と比べて、波形等化処理の際の補償量が少なくとも補償が可能となり、得られる脈動性信号の十分なＳ／Ｎ比の確保が可能となる。
If the
外部開口部１０５が塞がれて外耳道１０４が完全に閉じられた空間構造となる空洞として形成されている場合を、外耳道の閉鎖レベルが「閉鎖」であるという。この場合、完全に外耳道１０４を閉鎖できず外耳道１０４がほぼ閉鎖された空間構造となっている場合に生じる、第二センサ２１２により検出される脈動性信号についての低周波数領域の減衰が生じないため、上述の波形等化処理を行うことなく微分要素が加わっていない脈波を得ることができる。
The closure level of the ear canal is said to be "closed" when the
図２８に示すように、周波数が２０Ｈｚ以上である音声、又は歯を打ち合わせた際の音を検出する際には、外耳道の閉鎖レベルがほぼ閉鎖であることが求められる。また、周波数が０．１〜１０Ｈｚである脈波を検出する際には、外耳道の閉鎖レベルが完全に閉鎖からほぼ閉鎖であることが求められる。さらには、外耳道の閉鎖レベルがほぼ閉鎖である場合には、波形等化処理により微分要素が加わっていない脈波を得ることが可能である。 As shown in FIG. 28, when detecting a sound having a frequency of 20 Hz or more or a sound when teeth are closed, it is required that the closing level of the ear canal be substantially closed. In addition, when detecting a pulse wave having a frequency of 0.1 to 10 Hz, it is required that the closing level of the ear canal is completely closed to almost closed. Furthermore, when the closing level of the ear canal is substantially closed, it is possible to obtain a pulse wave to which no differential element is added by the waveform equalization process.
［３−３−４．補償処理と入力処理］
本実施形態に係る検体情報検出ユニット３２では、筐体部２１１によって閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造を形成して第二センサ２１２であるダイナミック型のイヤホンにより検体情報の検出を行うことで、加速度脈波が得られる。この加速度脈波が、スマートフォン２０１に入力された場合には、信号入力部２０６による入力処理により、加速度脈波に微分要素が加わったものが得られていた。すなわち、従来のスマートフォン２０１に入力された信号は、第二センサ２１２により検出された脈波波形を表すものではなく、加速度脈波がさらに一回微分された波形として得られていた。3-3-4. Compensation processing and input processing]
In the sample information detection unit 32 according to the present embodiment, acceleration is achieved by forming a space structure closed or substantially closed by the
そこで、本実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３では、第二周波数補償処理部７０における周波数補償処理により、信号入力部８７による入力処理を補償するものである。これにより、本実施形態に係る情報処理装置２３（スマートフォン）によれば、第二センサ２１２により検出された信号が入力された場合に、脈波の信号を、信号入力部８７による微分要素を除いた加速度脈波として得ることができる。
Therefore, in the sample information detection apparatus 13 and the sample
第二周波数補償処理部７０で行われる、図２０で示される補償処理部１４２の回路構成をボード線図で表すと、図１４のように示すことができる。図１４、図２０のＲ3〜Ｒ5及び／またはＣ2の値を変化させることで、周波数特性の補償パターンを変化させることが出来る。中でも、Ｒ3を変化させることで、０．１〜１０Ｈｚの範囲の周波数で２０ｄＢ／ｄｅｃとなるような周波数特性の補償パターンとすることにより、脈波が検出される周波数帯域において、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償することができる。The circuit configuration of the compensation processing unit 142 shown in FIG. 20, which is performed in the second frequency
第二周波数補償処理部７０の補償処理部１４２による周波数補償処理の補償パターンは、第一実施形態に係る第一周波数補償処理部６１の補償処理部１４２による周波数補償処理の補償パターンにおける周波数特性と同様に、適宜変更してもよい。また、信号入力部８７におけるコーナー周波数についても、第一実施形態に係る信号入力部８７と同様に、適宜変更してもよい。
The compensation pattern of the frequency compensation processing by the compensation processing unit 142 of the second frequency
［３−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置３の動作を、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２３へ入力される入力処理と、音源９２からの信号が検体情報検出装置１３へ出力される出力処理とについてそれぞれ説明する。
なお、スイッチ回路６８が、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６と第二周波数補償処理部７０とを接続している場合には、入力処理が行われる。一方、スイッチ回路６８が、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６と第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５とを接続している場合には、出力処理が行われる。[3-4. Operation of Sample Information Processing Device]
About the input process in which the signal detected from the
When the
（入力処理）
図２９に示すフローチャートに従って、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２３へ入力される場合の検体情報処理装置３の動作を説明する。(Input processing)
The operation of the sample
検体情報処理装置３では、図２９に示すように、まず、検体情報検出ユニット３２のＲイヤホンユニット３５における第二センサ２１２によって脈動性信号を検出する（ステップＳ２１）。このとき、第二センサ２１２により検出される脈動性信号は、第二センサ２１２の周波数特性によって微分要素が加わるとともに、外耳道１０４がほぼ閉鎖された空間構造となっていることによって微分要素が加わることで、検体１０１の本来の脈波の２回微分である加速度脈波として得られる。
In the sample
第二センサ２１２により検出された脈動性信号は、スイッチ回路６８を介して、第二周波数補償処理部７０に入力される。第二周波数補償処理部７０は、第二センサ２１２により検出された脈動性信号に対して、信号を増幅させる増幅処理を施す（ステップＳ２２）。さらに、第二周波数補償処理部７０は、増幅された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す（ステップＳ２３）。このときの信号は、周波数補償処理により加速度脈波が１回積分されることで、速度脈波となっている。第二周波数補償処理部７０により処理された信号は、第一プラグ６２のマイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２３に入力される。
The pulsatility signal detected by the
第二周波数補償処理部７０により処理された信号は、信号入力部８７に入力される。信号入力部８７は、第二周波数補償処理部７０により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す（ステップＳ２４）。このときの信号は、入力処理により速度脈波が１回微分されることで、加速度脈波となっている。
The signal processed by the second frequency
信号入力部８７により処理された信号は、アンプ８８により増幅され（ステップＳ２５）、ＡＤ変換部８９によりデジタル信号に変換される（ステップＳ２６）。デジタル信号に変換された信号は、波形等化処理部９３に入力される。
The signal processed by the
波形等化処理部９３は、ＡＤ変換部８９により変換された信号に対して、低周波数領域の減衰を増幅させる波形等化処理を施す（ステップＳ２７）。このときの信号は、波形等化処理により加速度脈波が１回積分されることで、速度脈波となっている。
The waveform
波形等化処理部９３により処理された信号は、周波数補正処理部９０に入力される。周波数補正処理部９０は、波形等化処理部９３により処理された信号に対して、周波数補正処理を施し、脈動性容積信号、脈動性速度信号、及び脈動性加速度信号のうちの一つの信号を取り出す（ステップＳ２８）。周波数補正処理部９０に入力される信号は速度脈波であるから、積分動作を行うことで容積脈波を得て、微分動作を行うことで加速度脈波を得て、増幅動作を行うことで速度脈波を得る。
The signal processed by the waveform
（出力処理）
音源９２からの信号が検体情報検出装置１３へ出力される出力処理は、検体情報処理装置１における、音源９２からの信号が検体情報検出装置１１へ出力される出力処理と同様に行われる。(Output processing)
The output process in which the signal from the
検体情報検出装置１３に出力された右耳用の音信号は、スイッチ回路６８を介して、Ｒイヤホンユニット３５に入力され、音源９２の右耳用の音信号に対応する音が、Ｒイヤホンユニット３５のイヤホン（スピーカー）から出力される。検体情報検出装置１３に出力された左耳用の音信号は、Ｌイヤホンユニット３７に入力され、音源９２の左耳用の音信号に対応する音が、Ｌイヤホンユニット３７のイヤホン（スピーカー）としての第二センサ２１２から出力される。
The sound signal for the right ear output to the sample information detection device 13 is input to the
（脈波の検出）
本実施形態に係る検体情報処理装置３は上述したように構成されており、脈波を測定する際には、スイッチ６９を操作してスイッチ回路６８により、第二センサ２１２と第二周波数補償処理部７０とを接続する。これにより、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造として、外耳１０７に装着したＲイヤホンユニット３５の第二センサ２１２により脈波を検出することができる。(Detection of pulse wave)
The sample
実施形態に係る検体情報処理装置３によれば、第二センサ２１２として、イヤホンをマイクロホンとして利用しているため、Ｒイヤホンユニット３５を装着したまま、装着しているＲイヤホンユニット３５により脈波を検出可能である。この場合、検体１０１が、例えば脈波の測定時には音楽を聴いている状態から切り替えて、長時間脈波を測定するのに適している。
According to the sample
［３−５．第三実施形態に係る検体情報検出装置及び検体情報処理装置の効果］
第三実施形態に係る検体情報検出装置１３によれば、筐体部２１１により検体１０１の外耳道１０４における外部開口部１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として、第二センサ２１２が外耳道１０４における血管の脈動性信号を、脈動性信号に起因し空洞１０９内を伝播する圧力情報として検出することで、外耳道１０４に存在する血管、特に鼓膜１０６に存在する血管を利用して、検体１０１の脈動性信号を検出することが出来る。[3-5. Effects of Sample Information Detection Device and Sample Information Processing Device According to Third Embodiment]
According to the sample information detection apparatus 13 according to the third embodiment, the
また、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３によれば、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、筐体部２１１と、第二センサ２１２とが閉鎖された空間構造（クロ−ズドキャビティ）を形成するようにして測定することで、従来よりも低周波数領域における脈動性信号のＳ／Ｎ比及び感度が改善される。
Moreover, according to the sample information detection device 13 according to the third embodiment, a space structure (closed cavity) in which the
さらに、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３によれば、接続部５３に備えられた第二周波数補償処理部７０の補償処理部１４２により、第二センサ２１２により検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施すことにより、あらかじめ低周波領域のゲインを増幅させておくことができる。第二周波数補償処理部７０により処理された信号が情報処理装置２３の信号入力部８７に入力された場合、あらかじめ低周波領域のゲインを増幅されているため、入力処理が施された信号を、脈波の検出帯域において、入力処理によるゲインの低下が軽減された信号として得ることができる。
Furthermore, according to the sample information detection apparatus 13 and the sample
また、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３によれば、第二周波数補償処理部７０の増幅処理部１４１により、第二センサ２１２により検出された検出信号に対して、信号を増幅させる増幅処理を行うことにより、第二センサ２１２がスピーカーとしても機能するものであって、検出される信号の強度が低いものであっても、信号強度が十分である信号を得ることができる。
Further, according to the specimen information detection apparatus 13 and the specimen
さらに、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３によれば、第二周波数補償処理部７０の補償処理部１４２による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であることで、信号入力部８７に脈動性信号が入力された場合であっても、入力処理の影響を受けていない脈動性信号を得ることができる。このとき、情報処理装置２３に入力されて、入力処理が施された信号を、入力処理による微分要素を除いた、加速度脈波として得ることができる。
Furthermore, according to the specimen information detection apparatus 13 and the specimen
第三実施形態に係る検体情報処理装置３によれば、波形等化処理部９３によって、外耳道１０４がほぼ閉鎖されている場合に生じる低周波数領域の減衰を補償することができ、脈波が検出される０．１〜１０Ｈｚ付近の低周波数領域の脈動性信号の検出感度を上げることができる。また、波形等化処理部９３によって、脈動性信号を微分要素の加わっていない速度脈波信号として得ることが出来る。
According to the sample
また、第三実施形態に係る検体情報処理装置３によれば、周波数補正処理部９０により、速度脈波、積分動作により容積脈波、又は微分動作により加速度脈波を得ることができる。中でも、積分動作により得られる容積脈波は、周波数の変化に伴うゲインの変化は０ｄＢ／ｄｅｃであり、脈波の周波数付近ではフラットな周波数特性となっている。
Further, according to the sample
また、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３、及び検体情報処理装置３によれば、接続部５３が第二周波数補償処理部７０を有する。このため、情報処理装置２３（スマートフォン２３）に接続されるイヤホンとして、本実施形態に係る検体情報検出装置１３を用いることで、スマートフォン２３に周波数補償処理及び増幅処理を施した信号を入力することができる。すなわち、スマートフォン２３に変更を加えることなく、スマートフォン２３に入力される信号に周波数補償処理及び増幅処理を施すことができる。
Further, according to the sample information detection apparatus 13 and the sample
また、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３によれば、接続部５３が第一プラグ６２を有し、情報処理装置２３は第一プラグ６２が接続される第一ジャック８１を有し、第二周波数補償処理部７０により処理された信号が、第一ジャック８１を介して信号入力部８７に入力される。このため、情報処理装置２３に脈動性信号以外の情報、例えば音声信号を入力する際には、第一ジャック８１に接続される検体情報検出装置１３を取り外し、第二周波数補償処理部７０を有さない通常のイヤホンマイクを接続すればよい。このとき情報処理装置２３は、信号入力部８７によって、情報処理装置２３に入力された音声信号の低周波領域に含まれるノイズを軽減することができる。
Further, according to the sample information detection apparatus 13 according to the third embodiment, the
［４．第三実施形態の変形例］
本発明の第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置４は、一部の構成が上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様に構成されており、上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。以降、第三実施形態の変形例を、単に本変形例とも呼ぶ。[4. Modification of Third Embodiment]
The sample
本変形例に係る検体情報処理装置４は、図３０に示すように、検体情報検出装置１４と、情報処理装置２３とを備えて構成されている。ここで、第三実施形態に係る検体情報処理装置３では、検体情報検出ユニット３２が接続部５３と直接接続されていたのに対し、本変形例に係る検体情報処理装置４では、検体情報検出ユニット３３が第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して接続部５４と接続されている点で相違している。
The sample
［４−１．検体情報処理装置の構成］
本変形例に係る検体情報処理装置４、検体情報検出装置１４、及び情報処理装置２３の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図３０は、本変形例に係る検体情報処理装置４の構成を模式的に表わしたものである。[4-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configuration of the sample
［４−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１４は、図３０に示すように、検体情報検出ユニット３３と、接続部５４とを備えて構成されている。[4-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
As shown in FIG. 30, the sample information detection apparatus 14 includes a sample information detection unit 33 and a
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３３は、右耳用のイヤホンユニット３５（Ｒイヤホンユニット）と、左耳用のイヤホンユニット３７（Ｌイヤホンユニット）と、第二プラグ４２とを備えている、イヤホンである。<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 33 is an earphone including an
（第二プラグ）
第二プラグ４２は、図３０に示すように、プラグの根元から先端へ、グランド端子４３、Ｒイヤホン端子４４、及びＬイヤホン端子４５を順に有する。グランド端子４３、Ｒイヤホン端子４４、及びＬイヤホン端子４５は、導電性の金属板が略円筒状に加工されて形成されている。(Second plug)
As shown in FIG. 30, the
グランド端子４３とＲイヤホン端子４４との間、Ｒイヤホン端子４４とＬイヤホン端子４５との間には、絶縁部材４６ａ、４６ｂがそれぞれ設けられている。絶縁部材４６ａ、４６ｂは、絶縁性の樹脂又はゴム製の素材からなり、導電性の各端子の間に介設されることで、各端子が互いに絶縁されている。
Insulating
図３０に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、第二プラグ４２に設けられたＲイヤホン端子４４と接続される。Ｌイヤホンユニット３７の信号線３８が、第二プラグ４２に設けられたＬイヤホン端子４５と接続される。また、Ｒイヤホンユニット３５のグランド線４１ａ、及びＬイヤホンユニット３７のグランド線４１ｂが合流したグランド線４１が、第二プラグ４２に設けられたグランド端子４３と接続している。
As shown in FIG. 30, the
＜接続部＞
本変形例に係る接続部５４は、第二ジャック７３、スイッチ回路６８、スイッチ６９、第二周波数補償処理部７０、電源７１、ＦＥＴ７２、及び第一プラグ６２を備えている。以下、接続部５４の構成について、図３０を参照して説明する。<Connection section>
The
接続部５４は、第二ジャック７３に検体情報検出ユニット３３の第二プラグ４２が挿入されることで、第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して、検体情報検出ユニット３３と、接続部５４とを接続している。また、接続部５４は、第一プラグ６２を情報処理装置２３の第一ジャック８１に挿入することで、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１４と、情報処理装置２３とを接続している。接続部５４は、スマートフォン２３のジャック（第一ジャック８１）に挿入されるとともに、接続部５４の第二ジャック７３にイヤホンとしての検体情報検出ユニット３３が挿入されることで、検体情報検出ユニット３３とスマートフォン２３とに介挿されるアダプタを構成する。
The
（第二ジャック）
第二ジャック７３は、第二プラグ４２が挿入される挿入孔７４を備える。図３０に示すように、第二ジャック７３の挿入孔７４の内部には、挿入孔７４の手前から奥へ、グランド端子７５、Ｒイヤホン端子７６、及びＬイヤホン端子７７を順に有する。グランド端子７５、Ｒイヤホン端子７６、及びＬイヤホン端子７７は、導電性の金属板が板状に加工されて、第二ジャック７３の挿入孔７４の壁面に設けられることで形成されている。板状の端子が挿入孔７４の中心方向に向けて屈曲して、曲げ弾性を有する凸部を形成しており、この端子の凸部が挿入孔７４の中心方向に張り出すようにして設けられている。(Second jack)
The
第二ジャック７３の構造を図３１（ａ）〜図３１（ｃ）を参照して説明する。図３１（ａ）〜図３１（ｃ）では、第二ジャック７３の輪郭形状を二点鎖線で示している。図３１（ａ）は、第二ジャック７３を横方向から見た図であり、Ｒイヤホン端子７６、及びＬイヤホン端子７７の配置を示している。図３１（ｂ）は、第二ジャック７３のＥ−Ｅ’矢視端面を示す図であり、グランド端子７５、Ｒイヤホン端子７６、及びＬイヤホン端子７７の配置を示している。図３１（ｃ）は、第二ジャック７３のＦ−Ｆ’矢視端面を示す図であり、グランド端子７５，及びＬイヤホン端子７７の配置を示している。
The structure of the
第二プラグ４２が第二ジャック７３の挿入孔７４に挿入された場合に、図３０に示すように、第二プラグ４２のグランド端子４３と第二ジャック７３のグランド端子７５とが接触し、第二プラグ４２のＲイヤホン端子４４と第二ジャック７３のＲイヤホン端子７６とが接触し、第二プラグ４２のＬイヤホン端子４５と第二ジャック７３のＬイヤホン端子７７とが接触するように、第二プラグ４２及び第二ジャック７３は形成されている。
When the
第二プラグ４２が第二ジャック７３に挿入された場合の構造を図３２（ａ）〜図３２（ｃ）を参照して説明する。図３２（ａ）〜図３２（ｃ）では、第二ジャック７３の輪郭形状を二点鎖線で示している。図３２（ａ）は、第二ジャック７３を横方向から見た図であり、第二プラグ４２、Ｒイヤホン端子７６、及びＬイヤホン端子７７の配置を示している。図３２（ｂ）は、第二ジャック７３のＧ−Ｇ’矢視端面を示す図であり、第二プラグ４２、グランド端子７５、Ｒイヤホン端子７６、及びＬイヤホン端子７７の配置を示している。図３２（ｃ）は、第二ジャック７３のＨ−Ｈ’矢視端面を示す図であり、第二プラグ４２、グランド端子７５，及びＬイヤホン端子７７の配置を示している。
The structure in which the
第二プラグ４２が第二ジャック７３の挿入孔７４に挿入された場合に、グランド端子７５、Ｒイヤホン端子７６、及びＬイヤホン端子７７は、対向する第二プラグ４２の各々の端子と接触するとともに各々の端子の形状にあわせて弾性変形する。このとき、各々の端子の凸部における曲げ弾性により接触状態が維持される。これにより、グランド端子４３とグランド端子７５とが接続され、Ｒイヤホン端子４４とＲイヤホン端子７６とが接続され、Ｌイヤホン端子４５とＬイヤホン端子７７とが接続される。
When the
図３０に示すように、第一ジャック８１のグランド端子８４は接地されており、第二プラグ４２のグランド線に接続されたグランド線４１が、第二ジャック７３、第一プラグ６２、及び第一ジャック８１を介して接地される。第一ジャック８１のＲイヤホン端子８５は、右耳用の音源９２に対応するＤＡ変換部９１に接続されており、第二プラグ４２のＲイヤホン端子４４、及びＲイヤホン端子４４に接続される信号線３６に、右耳用の音源９２に対応するＤＡ変換部９１からの信号が入力される。第一ジャック８１のＬイヤホン端子８６は、左耳用の音源９２に対応するＤＡ変換部９１に接続されており、第一プラグ６２のＬイヤホン端子４５、及びＬイヤホン端子４５に接続される信号線３８に、左耳用の音源９２に対応するＤＡ変換部９１からの信号が入力される。
As shown in FIG. 30, the
（スイッチ回路及びスイッチ）
スイッチ回路６８は、第二ジャック７３のＲイヤホン端子７６が、第二周波数補償処理部７０と接続するか、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５と接続するかを切り替えるスイッチ手段である。言い換えれば、スイッチ回路６８は、第二センサ２１２から第二周波数補償処理部７０を経由しての第一プラグ６２のマイク端子６３への接続と、第二センサ２１２からＲイヤホン端子６５への接続とを切り替えるものである。(Switch circuit and switch)
The
（第二周波数補償処理部）
本変形例に係る第二周波数補償処理部７０は、検体情報検出ユニット３３により検出された検出信号が、第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して入力される以外は、第三実施形態に係る第二周波数補償処理部７０と同様に構成されている。(Second frequency compensation processor)
The second frequency
［４−１−２．情報処理装置の構成］
本変形例に係る情報処理装置２３（スマートフォン２３）は、第三実施形態に係る情報処理装置２３と同様に構成されている。[4-1-2. Configuration of Information Processing Device]
An information processing apparatus 23 (smartphone 23) according to the present modification is configured the same as the
［４−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置４を機能的に表すとき、検体情報処理装置４は、図３０に示すように、検体情報検出装置１４及び情報処理装置２３を備えている。検体情報検出装置１４は、検体情報検出ユニット３３と、第二周波数補償処理部７０を有する接続部５４とを備えている。情報処理装置２３は、第三実施形態に係る情報処理装置２３と同様に構成されている。[4-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本変形例に係る情報処理装置２３では、波形等化処理部９３及び周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、波形等化処理手段及び周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７はスマートフォン２５に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。また、第二周波数補償処理部７０は、接続部５４に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（接続部の機能構成）
接続部５４の回路構成は、図３０により示される。
Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、第二プラグ４２のＲイヤホン端子４４と接続される。Ｒイヤホン端子４４は、第二ジャック７３のＲイヤホン端子７６と接続される。Ｒイヤホン端子７６は、スイッチ回路６８に接続される。スイッチ回路６８により、信号線３６と、第二周波数補償処理部７０、または第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５との接続が切り替えられる。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the
The
第二周波数補償処理部７０はその電源７１と接続される。第二周波数補償処理部７０が、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続されることで、第二周波数補償処理部７０によって処理された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に入力される。ＦＥＴ７２のドレイン端子（Ｄ）は、接続部５４の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続する。ＦＥＴ７２のソース端子（Ｓ）はグランド線４１と合流して、第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続する。
The second
上述した回路構成により、スイッチ回路６８によって信号線３６が第二周波数補償処理部７０と接続した場合には、第二センサ２１２で検出された信号が第二周波数補償処理部７０に入力される。さらに、第二周波数補償処理部７０により処理された信号が、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２３の信号入力部８７に入力される。この場合、第二センサ２１２はマイクロフォンとして機能する。スイッチ回路６８によって信号線３６がＲイヤホン端子６５と接続した場合には、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ音源９２からの音信号が入力される。この場合、第二センサ２１２はスピーカーとして機能する。
このように、検体情報検出装置１４は、第二センサ２１２により検出され、第二周波数補償処理部７０により処理された信号を、情報処理装置２３に出力する。With the circuit configuration described above, when the
Thus, the sample information detection device 14 outputs the signal detected by the
［４−３．周波数特性と信号処理］
本変形例の検体情報検出装置１４及び検体情報処理装置４におけるクローズドキャビティの形成と周波数応答、第二センサ２１２として用いられるセンサの周波数特性、及び外耳道の閉鎖レベルと周波数特性、並びに周波数特性と信号処理との関係は、上述した第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第二周波数補償処理部７０で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係も、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。[4-3. Frequency characteristics and signal processing]
Formation and frequency response of a closed cavity in the specimen information detection apparatus 14 and the specimen
［４−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置４の動作を、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２３へ入力される入力処理と、音源９２からの信号が検体情報検出装置１４へ出力される出力処理とについてそれぞれ説明する。[4-4. Operation of Sample Information Processing Device]
About the input processing in which the signal detected from the
なお、スイッチ回路６８が、第二ジャック７３のＲイヤホン端子７６と第二周波数補償処理部７０とを接続している場合には、入力処理が行われる。一方、スイッチ回路６８が、第二ジャック７３のＲイヤホン端子７６と第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５とを接続している場合には、出力処理が行われる。
When the
（入力処理）
検体情報処理装置４における入力処理は、第三実施形態に係る検体情報処理装置３では、第二センサ２１２により検出された脈動性信号が、スイッチ回路６８を介して第二周波数補償処理部７０に入力されるのに対して、検体情報処理装置４では、第二センサ２１２により検出された脈動性信号が、Ｒイヤホン端子４４及びＲイヤホン端子７６、並びにスイッチ回路６８を介して第二周波数補償処理部７０に入力される以外は、検体情報処理装置３における入力処理と同様になっている。(Input processing)
In the sample
（出力処理）
検体情報処理装置４における右耳用の音信号の出力処理は、第三実施形態に係る検体情報処理装置３では、検体情報検出装置１３に出力された右耳用の音信号は、スイッチ回路６８を介して、Ｒイヤホンユニット３５に入力されるのに対して、検体情報処理装置４では、検体情報検出装置１４に出力された右耳用の音信号が、スイッチ回路６８、並びにＲイヤホン端子７６及びＲイヤホン端子４４を介して、Ｒイヤホンユニット３５に入力される以外は、検体情報処理装置３における入力処理と同様になっている。(Output processing)
In the sample
また、検体情報処理装置４における左耳用の音信号の出力処理は、第三実施形態に係る検体情報処理装置３では、検体情報検出装置１３に出力された左耳用の音信号は、Ｌイヤホンユニット３７に入力されるのに対して、検体情報処理装置４では、検体情報検出装置１４に出力された左耳用の音信号が、Ｌイヤホン端子７７及びＬイヤホン端子４５を介して、Ｌイヤホンユニット３７に入力される以外は、検体情報処理装置３における入力処理と同様になっている。
In the sample
（脈波の検出）
本変形例に係る検体情報処理装置４は上述したように構成されており、脈波を測定する際には、スイッチ６９を操作してスイッチ回路６８により、第二センサ２１２と第二周波数補償処理部７０とを接続する。これにより、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造として、外耳１０７に装着したＲイヤホンユニット３５の第二センサ２１２により脈波を検出することができる。(Detection of pulse wave)
The sample
本変形例に係る検体情報処理装置４によれば、第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様に、検体１０１が、例えば脈波の測定時には音楽を聴いている状態から切り替えて、長時間脈波を測定するのに適している。
According to the sample
［４−５．第三実施形態の変形例に係る検体情報検出装置及び検体情報処理装置の効果］
第三実施形態の変形例に係る検体情報検出装置１４、及び検体情報処理装置４によれば、前記第三実施形態で得られる効果に加えて、以下に記載の効果を奏する。[4-5. Effects of Sample Information Detection Device and Sample Information Processing Device According to Modification of Third Embodiment]
According to the specimen information detection apparatus 14 and the specimen
第三実施形態の変形例に係る検体情報検出装置１４、及び検体情報処理装置４によれば、接続部５４により、検体情報検出ユニット３３と情報処理装置２３とを接続することができる。これにより、第二周波数補償処理部７０を備えない検体情報検出ユニット３３であっても、接続部５４を用いて情報処理装置２３に接続することで、増幅処理及び周波数補償処理を行う、第三実施形態に係る脈波の検出を行うことができる。
According to the sample information detection apparatus 14 and the sample
また、第三実施形態の変形例に係る情報処理装置１４、及び検体情報処理装置４によれば、接続部５４が第二周波数補償処理部７０を有するとともに、接続部５４により、検体情報検出ユニット３３と情報処理装置２３（スマートフォン２３）とを接続することができる。このため、接続部５４に接続されるイヤホンは特に制限されず、第二プラグ４２を有し検出された信号を入力可能なイヤホンであれば第二ジャック７３に接続して用いることができる。このとき、接続部５４を介して、スマートフォン２３に周波数補償処理及び増幅処理を施した信号を入力することができる。また、スマートフォン２３に変更を加えることなく、スマートフォン２３に入力される信号に周波数補償処理及び増幅処理を施すことができる。
Further, according to the information processing apparatus 14 and the sample
［５．第四実施形態］
本発明の第四実施形態に係る検体情報処理装置５は、一部の構成が上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様に構成されており、上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。以降、第四実施形態を、単に本実施形態とも呼ぶ。[5. Fourth embodiment]
The sample
本実施形態に係る検体情報処理装置５は、図３３に示すように、検体情報検出装置１５と、情報処理装置２５とを備えて構成されている。ここで、第三実施形態に係る検体情報処理装置３では、第二周波数補償処理部７０が接続部５３に備えられていたのに対し、本実施形態に係る検体情報処理装置５では、第二周波数補償処理部７０が情報処理装置２５に備えられている点で相違している。
As shown in FIG. 33, the sample
［５−１．検体情報処理装置の構成］
本実施形態に係る検体情報処理装置５、検体情報検出装置１５、及び情報処理装置２５の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図３３は、本実施形態に係る検体情報処理装置５の構成を模式的に表わしたものである。[5-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configuration of the sample
［５−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１５は、図３３に示すように、検体情報検出ユニット３２と、接続部５５とを備えて構成されている。[5-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
As shown in FIG. 33, the sample
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３２は、上述の第三実施形態に係る検体情報検出ユニット３２と同様に構成されている。<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 32 is configured in the same manner as the sample information detection unit 32 according to the third embodiment described above.
図３３に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、接続部５５のスイッチ回路６８と接続される。Ｌイヤホンユニット３７の信号線３８が、接続部５５の第一プラグ６２に設けられたＬイヤホン端子６６と接続される。また、Ｒイヤホンユニット３５のグランド線４１ａ、及びＬイヤホンユニット３７のグランド線４１ｂが合流したグランド線４１が、接続部５５の第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続される。
As shown in FIG. 33, the
＜接続部＞
本実施形態に係る接続部５５は、スイッチ回路６８、スイッチ６９、ＦＥＴ７２、及び第一プラグ６２を備えている。以下、接続部５５の構成について、図３３を参照して説明する。<Connection section>
The
接続部５５は、第一プラグ６２を情報処理装置２５の第一ジャック８１に挿入することで、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１５と、情報処理装置２５とを接続している。接続部５５は、スマートフォン２３のジャック（第一ジャック８１）に挿入される、イヤホンとしての検体情報検出ユニット３２のプラグ部分を構成する。
The
（スイッチ回路及びスイッチ）
スイッチ回路６８は、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、ＦＥＴ７２と接続するか、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５と接続するかを切り替えるスイッチ手段である。言い換えれば、スイッチ回路６８は、第二センサ２１２からＦＥＴ７２を経由しての第一プラグ６２のマイク端子６３への接続と、第二センサ２１２からＲイヤホン端子６５への接続とを切り替えるものである。(Switch circuit and switch)
The
［５−１−２．情報処理装置の構成］
情報処理装置２５の構成について、図３３を参照して説明する。
本実施形態に係る情報処理装置２５（スマートフォン２５）は、第二周波数補償処理部７０をさらに備えている以外は、第三実施形態に係る情報処理装置２３と同様に構成されている。[5-1-2. Configuration of Information Processing Device]
The configuration of the
The information processing apparatus 25 (smartphone 25) according to the present embodiment is configured the same as the
すなわち、情報処理装置２５は、図３３に示すように、第一ジャック８１、信号入力部８７、第二周波数補償処理部７０、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、波形等化処理部９３、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、及び音源９２を備えて構成されている。
That is, as shown in FIG. 33, the
（第二周波数補償処理部）
第二周波数補償処理部７０は、情報処理装置２５に備えられている以外は、第三実施形態に係る第二周波数補償処理部７０と同様に構成されている。第二周波数補償処理部７０により処理された信号は、アンプ８８に入力される。(Second frequency compensation processor)
The second frequency
［５−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置５を機能的に表すとき、検体情報処理装置５は、図３３に示すように、検体情報検出装置１５及び情報処理装置２５を備えている。検体情報検出装置１５は、検体情報検出ユニット３２と、接続部５５とを備えている。情報処理装置２５は、信号入力部８７、第二周波数補償処理部７０、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、波形等化処理部９３、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、及び音源９２を備えている。5-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本実施形態に係る情報処理装置２５としてのスマートフォン２５には、信号処理用のアプリケーションソフトがダウンロードされており、このアプリケーションソフトを起動させることで、スマートフォン２５によって信号処理を行うことができる。
Application software for signal processing is downloaded to the
本実施形態に係る情報処理装置２５では、波形等化処理部９３及び周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、波形等化処理手段及び周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７及び第二周波数補償処理部７０はスマートフォン２５に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（第二周波数補償処理部）
第二周波数補償処理部７０は、情報処理装置２５に備えられている以外は、第三実施形態に係る第二周波数補償処理部７０と同様に構成されている。(Second frequency compensation processor)
The second frequency
（接続部の機能構成）
接続部５５の回路構成は、図３３により示される。
Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、スイッチ回路６８と接続される。信号線３６は、スイッチ回路６８により、ＦＥＴ７２、または第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５との接続が切り替えられる。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the
The
スイッチ回路６８が、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続されることで、第二センサ２１２により検出された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に入力される。ＦＥＴ７２のドレイン端子（Ｄ）は、接続部５５の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続する。ＦＥＴ７２のソース端子（Ｓ）はグランド線４１と合流して、第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続する。
The
上述した回路構成により、スイッチ回路６８によって信号線３６がＦＥＴ７２と接続した場合には、第二センサ２１２で検出された信号がＦＥＴ７２に入力される。さらに、第二センサ２１２で検出された信号が、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２５の信号入力部８７に入力される。この場合、第二センサ２１２はマイクロフォンとして機能する。スイッチ回路６８によって信号線３６がＲイヤホン端子６５と接続した場合には、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ音源９２からの音信号が入力される。この場合、第二センサ２１２はスピーカーとして機能する。
このように、検体情報検出装置１５は、第二センサ２１２により検出された検出信号を、情報処理装置２５に出力する。With the circuit configuration described above, when the
Thus, the sample
［５−３．周波数特性と信号処理］
本実施形態に係る検体情報検出装置１５及び検体情報処理装置５におけるクローズドキャビティの形成と周波数応答、第二センサ２１２として用いられるセンサの周波数特性、及び外耳道の閉鎖レベルと周波数特性、並びに周波数特性と信号処理との関係は、上述した第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第二周波数補償処理部７０で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係も、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。[5-3. Frequency characteristics and signal processing]
The formation and frequency response of the closed cavity in the specimen
［５−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置５の動作を、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２５へ入力される入力処理について説明する。なお、音源９２からの信号が検体情報検出装置１５へ出力される出力処理については、第三実施形態に係る検体情報処理装置３における出力処理と同様の処理となっている。5-4. Operation of Sample Information Processing Device]
The operation of the sample
スイッチ回路６８が、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６とＦＥＴ７２とを接続している場合には、入力処理が行われる。一方、スイッチ回路６８が、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６と第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５とを接続している場合には、出力処理が行われる。
When the
（入力処理）
図３４に示すフローチャートに従って、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２５へ入力される場合の検体情報処理装置５の動作を説明する。(Input processing)
The operation of the sample
検体情報処理装置５では、図３４に示すように、まず、検体情報検出ユニット３２のＲイヤホンユニット３５における第二センサ２１２によって脈動性信号を検出する（ステップＳ３１）。このとき、第二センサ２１２により検出される脈動性信号は、第二センサ２１２の周波数特性によって微分要素が加わり、外耳道１０４がほぼ閉鎖された空間構造となっていることによって微分要素が加わることで、検体１０１の本来の脈波の２回微分である加速度脈波として得られる。
In the sample
第二センサ２１２により検出された脈動性信号は、スイッチ回路６８及びＦＥＴ７２を介して、第一プラグ６２のマイク端子６３に入力され、さらに、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して、情報処理装置２５の信号入力部８７に入力される。信号入力部８７は、第二センサ２１２により検出された脈動性信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す（ステップＳ３２）。このときの信号は、入力処理により加速度脈波が１回微分されることで、加速度脈波に微分要素が加わった信号となっている。信号入力部８７により処理された信号は、第二周波数補償処理部７０に入力される。
The pulsating signal detected by the
第二周波数補償処理部７０は、信号入力部８７により処理された信号に対して、信号を増幅させる増幅処理を施す（ステップＳ３３）。さらに、第二周波数補償処理部７０は、増幅された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す（ステップＳ３４）。このときの信号は、周波数補償処理により加速度脈波に微分要素が加わった信号が１回積分されることで、加速度脈波となっている。第二周波数補償処理部７０により処理された信号は、アンプ８８に入力される。
The second frequency
第二周波数補償処理部７０により処理された信号は、アンプ８８により増幅され（ステップＳ３５）、ＡＤ変換部８９によりデジタル信号に変換される（ステップＳ３６）。デジタル信号に変換された信号は、波形等化処理部９３に入力される。
The signal processed by the second frequency
波形等化処理部９３は、ＡＤ変換部８９により変換された信号に対して、低周波数領域の減衰を増幅させる波形等化処理を施す（ステップＳ３７）。このときの信号は、波形等化処理により加速度脈波が１回積分されることで、速度脈波となっている。
The waveform
波形等化処理部９３により処理された信号は、周波数補正処理部９０に入力される。周波数補正処理部９０は、波形等化処理部９３により処理された信号に対して、周波数補正処理を施し、脈動性容積信号、脈動性速度信号、及び脈動性加速度信号のうちの一つの信号を取り出す（ステップＳ３８）。周波数補正処理部９０に入力される信号は速度脈波であるから、積分動作を行うことで容積脈波を得て、微分動作を行うことで加速度脈波を得て、増幅動作を行うことで速度脈波を得る。
The signal processed by the waveform
（脈波の検出）
本変形例に係る検体情報処理装置５は上述したように構成されており、脈波を測定する際には、スイッチ６９を操作してスイッチ回路６８により、第二センサ２１２とＦＥＴ７２とを接続する。これにより、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造として、外耳１０７に装着したＲイヤホンユニット３５の第二センサ２１２により脈波を検出することができる。(Detection of pulse wave)
The sample
本実施形態に係る検体情報処理装置５によれば、第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様に、検体１０１が、例えば脈波の測定時には音楽を聴いている状態から切り替えて、長時間脈波を測定するのに適している。
According to the sample
［５−５．第四実施形態に係る検体情報処理装置の効果］
第四実施形態に係る検体情報処理装置５によれば、前記第三実施形態で得られる効果に加えて、以下に記載の効果を奏する。[5-5. Effects of the sample information processing apparatus according to the fourth embodiment]
According to the sample
第四実施形態に係る検体情報処理装置５によれば、情報処理装置２５に備えられた第二周波数補償処理部７０の補償処理部１４２により、信号入力部８７により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施すことにより、入力処理により減少した低周波領域のゲインを増幅させることができる。これにより、周波数補償処理が施された信号を、脈波の検出帯域において、入力処理によるゲインの低下が軽減された信号として得ることができる。
According to the sample
また、第四実施形態に係る検体情報処理装置５によれば、第二周波数補償処理部７０の増幅処理部１４１により、信号処理部８７により処理された信号に対して、信号を増幅させる増幅処理を行うことにより、第二センサ２１２がスピーカーとしても機能するものであって、検出される信号の強度が低いものであっても、信号強度が十分である信号を得ることができる。
Further, according to the sample
さらに、第四実施形態に係る検体情報処理装置５によれば、第二周波数補償処理部７０の補償処理部１４２による低周波領域のゲインを増幅させる処理が、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であることで、信号入力部８７により処理された信号に対して、第二周波数補償処理部７０による周波数補償処理を施すことにより、入力処理の影響を受けていない脈動性信号を得ることができる。このとき、情報処理装置２５に入力されて、周波数補償処理が施された信号を、入力処理による微分要素を除いた、加速度脈波として得ることができる。
Furthermore, according to the sample
［６．第四実施形態の変形例］
本発明の第四実施形態の変形例に係る検体情報処理装置６は、一部の構成が、上述の第四実施形態に係る検体情報処理装置５、または第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置４と同様に構成されており、上述の第四実施形態に係る検体情報処理装置５、または第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置４と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。以降、第四実施形態の変形例を、単に本変形例とも呼ぶ。[6. Modification of Fourth Embodiment]
The sample
本変形例に係る検体情報処理装置６は、図３５に示すように、検体情報検出装置１６と、情報処理装置２５とを備えて構成されている。ここで、第四実施形態に係る検体情報処理装置５では、検体情報検出ユニット３２が接続部５３と直接接続されていたのに対し、本変形例に係る検体情報処理装置６では、検体情報検出ユニット３３が第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して接続部５６と接続されている点で相違している。
As shown in FIG. 35, the sample
［６−１．検体情報処理装置の構成］
本変形例に係る検体情報処理装置６、検体情報検出装置１６、及び情報処理装置２５の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図３５は、本実施形態に係る検体情報処理装置６の構成を模式的に表わしたものである。[6-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configurations of the sample
［６−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１６は、図３５に示すように、検体情報検出ユニット３３と、接続部５６とを備えて構成されている。
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３３は、上述の第三実施形態の変形例に係る検体情報検出ユニット３３と同様に構成されている。6-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
As shown in FIG. 35, the sample information detection device 16 is configured to include a sample information detection unit 33 and a
<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 33 is configured the same as the sample information detection unit 33 according to the modification of the third embodiment described above.
＜接続部＞
本実施形態に係る接続部５６は、第二ジャック７３、スイッチ回路６８、スイッチ６９、ＦＥＴ７２、及び第一プラグ６２を備えている。以下、接続部５６の構成について、図３５を参照して説明する。<Connection section>
The
接続部５６は、第二ジャック７３に検体情報検出ユニット３３の第二プラグ４２が挿入されることで、第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して、検体情報検出ユニット３３と、接続部５６とを接続している。また、接続部５６は、第一プラグ６２を情報処理装置２５の第一ジャック８１に挿入することで、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１６と、情報処理装置２５とを接続している。接続部５６は、スマートフォン２５のジャック（第一ジャック８１）に挿入されるとともに、接続部５６の第二ジャック７３にイヤホンとしての検体情報検出ユニット３３が挿入されることで、検体情報検出ユニット３３とスマートフォン２５とに介挿されるアダプタを構成する。
The
（第二ジャック）
第二ジャック７３は、第三実施形態の変形例に係る第二ジャック７３と同様に構成されている。(Second jack)
The
（スイッチ回路及びスイッチ）
スイッチ回路６８は、第二ジャック７３のＲイヤホン端子４４が、ＦＥＴ７２と接続するか、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５と接続するかを切り替えるスイッチ手段である。言い換えれば、スイッチ回路６８は、第二センサ２１２からＦＥＴ７２を経由しての第一プラグ６２のマイク端子６３への接続と、第二センサ２１２からＲイヤホン端子６５への接続とを切り替えるものである。(Switch circuit and switch)
The
［６−１−２．情報処理装置の構成］
本変形例に係る情報処理装置２５（スマートフォン２５）は、第四実施形態に係る情報処理装置２５と同様に構成されている。6-1-2. Configuration of Information Processing Device]
An information processing apparatus 25 (smartphone 25) according to the present modification is configured the same as the
［６−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置６を機能的に表すとき、検体情報処理装置６は、図３５に示すように、検体情報検出装置１６及び情報処理装置２５を備えている。検体情報検出装置１６は、検体情報検出ユニット３３と接続部５６とを備えている。情報処理装置２５は、第四実施形態に係る情報処理装置２５と同様に構成されている。6-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本実施形態に係る情報処理装置２５では、波形等化処理部９３及び周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、波形等化処理手段及び周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７及び第二周波数補償処理部７０はスマートフォン２５に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（接続部の機能構成）
接続部５６の回路構成は、図３５により示される。
Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、第二プラグ４２のＲイヤホン端子４４と接続される。Ｒイヤホン端子４４は、第二ジャック７３のＲイヤホン端子７６と接続される。Ｒイヤホン端子７６は、スイッチ回路６８と接続される。スイッチ回路６８により、信号線３６と、ＦＥＴ７２、または第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５との接続が切り替えられる。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the
The
スイッチ回路６８が、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続されることで、第二センサ２１２により検出された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に入力される。ＦＥＴ７２のドレイン端子（Ｄ）は、接続部５６の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続する。ＦＥＴ７２のソース端子（Ｓ）は、グランド線４１と接続するグランド端子７５からグランド端子６４への配線に合流して、第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続する。
The
上述した回路構成により、スイッチ回路６８によって信号線３６がＦＥＴ７２と接続した場合には、第二センサ２１２で検出された信号がＦＥＴ７２に入力される。さらに、第二センサ２１２で検出された信号が、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２５の信号入力部８７に入力される。この場合、第二センサ２１２はマイクロフォンとして機能する。スイッチ回路６８によって信号線３６がＲイヤホン端子６５と接続した場合には、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ音源９２からの音信号が入力される。この場合、第二センサ２１２はスピーカーとして機能する。
このように、検体情報検出装置１６は、第二センサ２１２により検出された検出信号を、情報処理装置２５に出力する。With the circuit configuration described above, when the
Thus, the sample information detection device 16 outputs the detection signal detected by the
［６−３．周波数特性と信号処理］
本変形例の検体情報検出装置１６及び検体情報処理装置６におけるクローズドキャビティの形成と周波数応答、第二センサ２１２として用いられるセンサの周波数特性、及び外耳道の閉鎖レベルと周波数特性、並びに周波数特性と信号処理との関係は、上述した第四実施形態に係る検体情報検出装置１５及び検体情報処理装置５と同様である。また、第二周波数補償処理部７０で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係も、第四実施形態に係る検体情報検出装置１５及び検体情報処理装置５と同様である。6-3. Frequency characteristics and signal processing]
Formation and frequency response of a closed cavity in the specimen information detection apparatus 16 and the specimen
［６−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置６の動作を、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２５へ入力される入力処理と、音源９２からの信号が検体情報検出装置１６へ出力される出力処理とについてそれぞれ説明する。6-4. Operation of Sample Information Processing Device]
About the input processing in which the signal detected from the
なお、スイッチ回路６８が、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６とＦＥＴ７２とを接続している場合には、入力処理が行われる。一方、スイッチ回路６８が、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６と第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５とを接続している場合には、出力処理が行われる。
When the
（入力処理）
検体情報処理装置６における入力処理は、第四実施形態に係る検体情報処理装置５では、第二センサ２１２により検出された脈動性信号が、スイッチ回路６８を介して、ＦＥＴ７２に入力されるのに対して、検体情報処理装置６では、第二センサ２１２により検出された脈動性信号が、Ｒイヤホン端子４４及びＲイヤホン端子７６、並びにスイッチ回路６８を介してＦＥＴ７２に入力される以外は、検体情報処理装置５における入力処理と同様になっている。(Input processing)
In the sample
（出力処理）
検体情報処理装置６における右耳用の音信号の出力処理は、第四実施形態に係る検体情報処理装置５では、検体情報検出装置１５に出力された右耳用の音信号は、スイッチ回路６８を介して、Ｒイヤホンユニット３５に入力されるのに対して、検体情報処理装置６では、検体情報検出装置１６に出力された右耳用の音信号が、スイッチ回路６８、並びにＲイヤホン端子７６及びＲイヤホン端子４４を介して、Ｒイヤホンユニット３５に入力される以外は、検体情報処理装置５における入力処理と同様になっている。(Output processing)
In the sample
また、検体情報処理装置６における左耳用の音信号の出力処理は、第四実施形態に係る検体情報処理装置５では、検体情報検出装置１５に出力された左耳用の音信号は、Ｌイヤホンユニット３７に入力されるのに対して、検体情報処理装置６では、検体情報検出装置１６に出力された左耳用の音信号が、Ｌイヤホン端子７７及びＬイヤホン端子４５を介して、Ｌイヤホンユニット３７に入力される以外は、検体情報処理装置５における入力処理と同様になっている。
Further, in the sample
（脈波の検出）
本変形例に係る検体情報処理装置６は上述したように構成されており、脈波を測定する際には、スイッチ６９を操作してスイッチ回路６８により、第二センサ２１２とＦＥＴ７２とを接続する。これにより、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造として、外耳１０７に装着したＲイヤホンユニット３５の第二センサ２１２により脈波を検出することができる。(Detection of pulse wave)
The sample
本変形例に係る検体情報処理装置６によれば、第四実施形態に係る検体情報処理装置５と同様に、検体１０１が、例えば脈波の測定時には音楽を聴いている状態から切り替えて、長時間脈波を測定するのに適している。
According to the sample
［６−５．第四実施形態の変形例に係る検体情報処理装置の効果］
第四実施形態の変形例に係る検体情報処理装置６によれば、前記第四実施形態で得られる効果に加えて、以下に記載の効果を奏する。6-5. Effects of Sample Information Processing Apparatus According to Modification of Fourth Embodiment]
According to the sample
第四実施形態の変形例に係る検体情報処理装置６では、情報処理装置２５（スマートフォン２５）が第二周波数補償処理部７０を有し、接続部５６により、検体情報検出ユニット３３とスマートフォン２５とを接続することができる。このため、接続部５６に接続されるイヤホンは特に制限されず、第二プラグ４２を有し検出された信号を入力可能なイヤホンであれば第二ジャック７３に接続して用いることができる。
In the sample
［７．第五実施形態］
本発明の第五実施形態に係る検体情報処理装置７は、一部の構成が上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様に構成されており、上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。以降、第五実施形態を、単に本実施形態とも呼ぶ。
第五実施形態に係る検体情報処理装置７は、図３６に示すように、検体情報検出装置１７と、情報処理装置２７とを備えて構成されている。[7. Fifth embodiment]
The sample
The sample
第三実施形態に係る検体情報処理装置３は、第二周波数補償処理部７０が、増幅処理部１４１と、補償処理部１４２とを有する。これに対して、第五実施形態に係る検体情報処理装置７は、第二周波数補償処理部７０が、さらにＬＰＦ（ローパスフィルタ）１４３を有し、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させる処理を施す（図３７）。このＬＰＦ１４３を有する第二周波数補償処理部７０を、ここでは第三周波数補償処理部７８という。また、検体情報処理装置７は、検体情報検出装置１７に出力する信号に対して、脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す出力処理部９４を備えている（図３６）。さらに、出力処理部９４により処理された信号は、第二センサ２１２に入力される。
In the sample
［７−１．検体情報処理装置の構成］
本実施形態に係る検体情報処理装置７、検体情報検出装置１７、及び情報処理装置２７の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図３６は、本実施形態に係る検体情報処理装置７の構成を模式的に表わしたものである。7-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configuration of the sample
［７−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１７は、図３６に示すように、検体情報検出ユニット３２と、接続部５７とを備えて構成されている。[7-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
As shown in FIG. 36, the sample information detection device 17 is configured to include a sample information detection unit 32 and a
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３２は、上述の第三実施形態に係る検体情報検出ユニット３２と同様に構成されている。<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 32 is configured in the same manner as the sample information detection unit 32 according to the third embodiment described above.
図３６に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、接続部５７の第一プラグ６２に設けられたＲイヤホン端子６５と、第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３にＦＥＴ７２を介して接続される第三周波数補償処理部７８とに接続している。
As shown in FIG. 36, the
＜接続部＞
本実施形態に係る接続部５７は、第三周波数補償処理部７８、電源７１、ＦＥＴ７２、及び第一プラグ６２を備えている。以下、接続部５７の構成について、図３６を参照して説明する。<Connection section>
The
接続部５７は、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１７と、情報処理装置２７とを接続している。接続部５７は、スマートフォン２７のジャック（第一ジャック８１）に挿入される、イヤホンとしての検体情報検出ユニット３２のプラグ部分を構成する。
The
（第三周波数補償処理部）
第三周波数補償処理部７８は、検体情報検出ユニット３２により検出された検出信号に対して、血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させるＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理（単に、ＬＰＦともいう）と、信号を増幅させる増幅処理と、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理（単に補償処理ともいう）を施すものである。第三周波数補償処理部７８により、ＬＰＦ処理、増幅処理、及び周波数補償処理を施す処理を、第三周波数補償処理ともいう。第三周波数補償処理部７８により処理された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子に入力される。(Third frequency compensation processor)
The third frequency
［７−１−２．情報処理装置の構成］
情報処理装置２７の構成について、図３６を参照して説明する。
本実施形態に係る情報処理装置２７は、検出された信号を処理するためのモバイル端末機としての携帯情報端末（スマートフォン）である。[7-1-2. Configuration of Information Processing Device]
The configuration of the
The
情報処理装置２７は、図３６に示すように、第一ジャック８１、信号入力部８７、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、波形等化処理部９３、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、音源９２、及び出力処理部９４を備えて構成されている。
As shown in FIG. 36, the
（出力処理部）
出力処理部９４は、音源９２からの検体情報検出装置１７に出力する右耳用の音信号に対して、血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させるＨＰＦ（ハイパスフィルタ）処理（単に、ＨＰＦともいう）を施すものである。この出力処理部９４によるＨＰＦ処理を出力処理ともいう。(Output processing unit)
The
［７−１−３．検体情報処理装置の構成］
＜検体情報処理装置の構成＞
本実施形態に係る検体情報処理装置７は、図３６に示すように、検体情報検出装置１７と、情報処理装置２７とを備えて構成されている。[7-1-3. Configuration of sample information processing apparatus]
<Configuration of Sample Information Processing Device>
As shown in FIG. 36, the sample
＜検体＞
検体情報検出装置１７及び検体情報処理装置７を適用する検体１０１としては、筐体部２１１により外部開口部１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成するために、外耳１０７に装着することが好ましい。<Sample>
As the
＜検体情報検出装置及び検体情報処理装置について＞
本実施形態に係る検体情報検出装置１７及び検体情報処理装置７は、上述のように構成されており、外耳道１０４における外耳道１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として、検体１０１における外耳道１０４の内部または鼓膜１０６に存在する血管の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、検体１０１における血管の脈動性信号を検出するものである。<About Sample Information Detection Device and Sample Information Processing Device>
The sample information detection apparatus 17 and the sample
［７−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置７を機能的に表すとき、検体情報処理装置７は、図３６に示すように、検体情報検出装置１７及び情報処理装置２７を備えている。検体情報検出装置１７は、検体情報検出ユニット３２と、第三周波数補償処理部７８を有する接続部５７とを備えている。情報処理装置２７は、信号入力部８７、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、波形等化処理部９３、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、音源９２、及び出力処理部９４を備えている。7-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本実施形態に係る情報処理装置２７としてのスマートフォン２７には、信号処理用のアプリケーションソフトがダウンロードされており、このアプリケーションソフトを起動させることで、スマートフォン２７によって信号処理を行うことができる。
Application software for signal processing is downloaded to the
本実施形態に係る情報処理装置２７では、波形等化処理部９３及び周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、波形等化処理手段及び周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７はスマートフォン２７に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。また、第三周波数補償処理部７８は、接続部５７に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（第三周波数補償処理部）
第三周波数補償処理部７８の回路構成は、図３７により示される。第三周波数補償処理部７８は、図３７に示すように、ＬＰＦ１４３と、増幅処理部１４１と、補償処理部１４２とを有する。ＬＰＦ１４３は、図３７に示すように、ＯＰアンプで構成されたアクティブフィルタであり、入力された信号について、所定の周波数よりも高い周波数成分を減衰させて、所定の周波数よりも低い周波数成分を通過させるＬＰＦを施した信号を出力するものである。補償処理部１４２は、第一実施形態に係る補償処理部１４２と同様に構成されている。増幅処理部１４１は、第三実施形態に係る増幅処理部１４１と同様に構成されている。(Third frequency compensation processor)
The circuit configuration of the third frequency
なかでも、ＬＰＦ１４３は、血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域よりも高い周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域の周波数成分と脈波情報検出帯域よりも低い周波数成分を通過させるものである。このＬＰＦは、第二センサ２１２により検出される脈動性信号の強度が他の周波数成分よりも低いために、血管の脈波情報が含まれない高周波成分の信号を遮断するために行うものである。血管の脈波情報が検出される周波数帯域とは、０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域である。
In particular, the
第三周波数補償処理部７８入力された信号は、図３７に示すように、まず、ＬＰＦ１４３によるＬＰＦを受けて、ＬＰＦを受けた信号は増幅処理部１４１に入力される。次に、増幅処理部１４１による増幅処理を受けて、増幅処理を受けた信号は補償処理部１４２に入力される。さらに、補償処理部１４２による周波数補償処理を受けて、この周波数補償処理を受けた信号が、第三周波数補償処理部７８から出力される。
As shown in FIG. 37, the signal input to the third frequency
（出力処理部）
出力処理部９４は、音源９２からの検体情報検出装置１７に出力する右耳用の音信号に対して、血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施すものである。出力処理部９４により処理された信号は、ＤＡ変換部９１に入力される。(Output processing unit)
The
血管の脈波情報が検出される周波数帯域とは０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域であるが、脈波を検出する際に、第二センサ２１２に入力される信号に応じて発せられる音の影響を低減するためには、より広い周波数帯域の周波数成分を低減させることが好ましい。ただし、過度に広い周波数帯域の周波数成分を低減させると、第二センサ２１２から発せられる音の品質が損なわれる場合がある。このため、本実施形態に係る出力処理部９４は、１００Ｈｚ以下の周波数成分を減衰させて、１００Ｈｚより高い周波数成分を通過させる。
The frequency band in which pulse wave information of blood vessels is detected is a low frequency region of 0.1 to 10 Hz, but when a pulse wave is detected, sound of a sound emitted according to a signal input to the
（接続部の機能構成）
接続部５７の回路構成は、図３６により示される。
第三周波数補償処理部７８は、その電源７１と接続される。第三周波数補償処理部７８が、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続されることで、第三周波数補償処理部７８によって処理された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に入力される。ＦＥＴ７２のドレイン端子（Ｄ）は、接続部５７の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続する。ＦＥＴ７２のソース端子（Ｓ）はグランド線４１と合流して、第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続する。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the
The third
Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、接続部５７の第一プラグ６２に設けられたＲイヤホン端子６５と接続しているともに、第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３にＦＥＴ７２を介して接続される第三周波数補償処理部７８とも接続している。
The
上述した回路構成により、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ、音源９２からの音信号が入力されるとともに、第二センサ２１２で検出された信号が第三周波数補償処理部７８に入力され、さらに情報処理装置２７に入力される。すなわち、第二センサ２１２はスピーカーとしてもマイクロフォンとしても同時に機能する。このとき、第三周波数補償処理部７８により処理された信号は、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して、情報処理装置２７の信号入力部８７に入力される。
このように、検体情報検出装置１７は、第二センサ２１２により検出され、第三周波数補償処理部７８により処理された信号を、情報処理装置２７に出力する。With the circuit configuration described above, the sound signal from the
Thus, the sample information detection device 17 outputs the signal detected by the
［７−３．周波数特性と信号処理］
本実施形態に係る検体情報検出装置１７及び検体情報処理装置７におけるクローズドキャビティの形成と周波数応答、第二センサ２１２として用いられるセンサの周波数特性、及び外耳道の閉鎖レベルと周波数特性、並びに周波数特性と信号処理との関係は、上述した第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第三周波数補償処理部７８で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係も、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。ここではさらに、第三周波数補償処理部７８で行われるＬＰＦと、出力処理部９４で行われる出力処理の関係について説明する。7-3. Frequency characteristics and signal processing]
The formation and frequency response of the closed cavity in the specimen information detection apparatus 17 and the specimen
［７−３−１．ＬＰＦと出力処理］
本実施形態に係る検体情報処理装置７では、第二センサ２１２が、スピーカーとしてもマイクロフォンとしても同時に機能する。これは、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ音源９２からの音信号が入力されるとともに、第二センサ２１２で検出された信号が第三周波数補償処理部７８を介して情報処理装置２７に入力されることによる。[7-3-1. LPF and output processing]
In the sample
このとき、音源９２から出力される音信号には、脈波情報検出帯域の周波数成分も含まれるため、音源９２から出力される音信号をそのまま第二センサ２１２へ入力した場合には、音源９２から出力される音信号により脈波の検出が困難となる。また、スピーカーとしての第二センサ２１２から出力された音が、マイクとしての第二センサ２１２に帰還されることになる。また、音源９２から検体情報検出装置１７に出力された音信号が、情報処理装置２７に帰還される。
At this time, since the sound signal output from the
上記の問題を解決するため、本実施形態に係る検体情報処理装置７では、出力処理部９４におけるＨＰＦにより、第二センサ２１２に出力される脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させている。また、第三周波数補償処理部７８におけるＬＰＦ１４３により、第二センサ２１２により検出された検出信号に対して、脈波情報検出帯域よりも高い周波数成分を減衰させている。
In order to solve the above problems, in the sample
これにより、本実施形態に係る検体情報処理装置７によれば、第二センサ２１２から発せられる音が脈波情報検出帯域の周波数成分が低減されるよう、脈波の検出への影響を抑えた音信号を検体情報検出装置１７に出力することができる。また、第二センサ２１２により検出された検出信号は、脈波の検出に必要な周波数成分のみを、情報処理装置２７に入力することができる。
Thereby, according to the sample
第三周波数補償処理部７８におけるＬＰＦ１４３は、コーナー周波数より高い周波数の成分を逓減するローパスフィルタである。ＬＰＦ１４３は、遷移域においてそのコーナー周波数より高い周波数成分を周波数の増加とともに漸減させる。ＬＰＦ１４３によるローパスフィルタのコーナー周波数は、脈波情報検出帯域よりも高い周波数であれば特に限定されないがＳ／Ｎ比を向上させるためには１０Ｈｚ程度に設定するのがよい。但し、波形の揺らぎなどを見る場合には１０Ｈｚ以上で１００Ｈｚ程度まで伸ばしてもよい。
The
本実施形態に係るＬＰＦ１４３は、コーナー周波数を１０Ｈｚとしてこれより高い周波数成分を周波数の増加とともに４０ｄＢ／ｄｅｃで漸減させるフィルタである。本実施形態に係る第三周波数補償処理部７８は、このフィルタを３段備えており、これらのフィルタが、入力された信号に対して、コーナー周波数より高い周波数成分を周波数の増加とともに１２０ｄＢ／ｄｅｃで漸減させるローパスフィルタとして機能する。
The
出力処理部９４は、コーナー周波数より低い周波数の成分を逓減するハイパスフィルタである。出力処理部９４は、遷移域においてそのコーナー周波数より低い周波数成分を周波数の減少とともに漸減させる。出力処理部９４によるハイパスフィルタのコーナー周波数は、脈波情報検出帯域よりも高い周波数であれば特に限定されない。
The
本実施形態に係る出力処理部９４は、コーナー周波数を１００Ｈｚとしてこれより低い周波数成分を周波数の減少とともに４０ｄＢ／ｄｅｃで漸減させるフィルタ機能を有するものである。本実施形態に係る出力処理部９４は、このフィルタを３段備えており、これらのフィルタが、入力された信号に対して、コーナー周波数より高い周波数成分を周波数の減少とともに１２０ｄＢ／ｄｅｃで漸減させるハイパスフィルタとして機能する。
The
［７−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置７の動作を、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２７へ入力される入力処理と、音源９２からの信号が検体情報検出装置１７へ出力される出力処理とについてそれぞれ説明する。7-4. Operation of Sample Information Processing Device]
About the input process in which the signal detected from the
（入力処理）
図３８に示すフローチャートに従って、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２７へ入力される場合の検体情報処理装置７の動作を説明する。(Input processing)
The operation of the sample
検体情報処理装置７では、図３８に示すように、まず、検体情報検出ユニット３２のＲイヤホンユニット３５における第二センサ２１２によって脈動性信号を検出する（ステップＳ４１）。このとき、第二センサ２１２により検出される脈動性信号は、第二センサ２１２の周波数特性によって微分要素が加わり、外耳道１０４がほぼ閉鎖された空間構造となっていることによって微分要素が加わることで、検体１０１の本来の脈波の２回微分である加速度脈波として得られる。
In the sample
第二センサ２１２により検出された脈動性信号は、第三周波数補償処理部７８に入力される。第三周波数補償処理部７８は、第二センサ２１２により検出された脈動性信号に対して、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させるＬＰＦを施す（ステップＳ４２）。第三周波数補償処理部７８は、ＬＰＦを施された信号に対して、信号を増幅させる増幅処理を施す（ステップＳ４３）。さらに、第三周波数補償処理部７８は、増幅処理を施された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す（ステップＳ４４）。このときの信号は、周波数補償処理により加速度脈波が１回積分されることで、速度脈波となっている。また、このときの信号は、脈波情報検出帯域の周波数成分からなるものとなっている。第三周波数補償処理部７８により処理された信号は、第一プラグ６２のマイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２７に入力される。
The pulsatility signal detected by the
第三周波数補償処理部７８により処理された信号は、信号入力部８７に入力される。信号入力部８７は、第三周波数補償処理部７８により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す（ステップＳ４５）。このときの信号は、入力処理により速度脈波が１回微分されることで、加速度脈波となっている。
The signal processed by the third frequency
信号入力部８７により処理された信号は、アンプ８８により増幅され（ステップＳ４６）、ＡＤ変換部８９によりデジタル信号に変換される（ステップＳ４７）。デジタル信号に変換された信号は、波形等化処理部９３に入力される。
The signal processed by the
波形等化処理部９３は、ＡＤ変換部８９により変換された信号に対して、低周波数領域の減衰を増幅させる波形等化処理を施す（ステップＳ４８）。このときの信号は、波形等化処理により加速度脈波が１回積分されることで、速度脈波となっている。
The waveform
波形等化処理部９３により処理された信号は、周波数補正処理部９０に入力される。周波数補正処理部９０は、波形等化処理部９３により処理された信号に対して、周波数補正処理を施し、脈動性容積信号、脈動性速度信号、及び脈動性加速度信号のうちの一つの信号を取り出す（ステップＳ４９）。周波数補正処理部９０に入力される信号は速度脈波であるから、積分動作を行うことで容積脈波を得て、微分動作を行うことで加速度脈波を得て、増幅動作を行うことで速度脈波を得る。また、これらの信号はいずれも、脈波情報検出帯域の周波数成分からなるものとなっている。
The signal processed by the waveform
（出力処理）
デジタル形式の右耳用の音信号は、音源９２から出力処理部９４に入力される。出力処理部９４は、脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理（ＨＰＦ）を施す。出力処理部９４により処理された右耳用の音信号は、ＤＡ変換部９１に入力される。ＤＡ変換部９１により、出力処理部９４により処理された右耳用の音信号は、アナログ形式の音信号に変換される。(Output processing)
The sound signal for the right ear in digital form is input from the
出力処理部９４及びＤＡ変換部９１により処理された右耳用の音信号は、第一ジャック８１のＲイヤホン端子８５に入力されて、第１プラグ６２を介して検体情報検出装置１７に出力される。検体情報検出装置１７に出力された右耳用の音信号は、Ｒイヤホンユニット３５に入力される。このとき、音源９２の右耳用の音信号の脈波情報検出帯域より高い周波数成分からなる音が、Ｒイヤホンユニット３５のイヤホン（スピーカー）としての第二センサ２１２から出力される。
The sound signal for the right ear processed by the
デジタル形式の左耳用の音信号は、音源９２からのＤＡ変換部９１に入力される。ＤＡ変換部９１により、左耳用の音信号はアナログ形式の音信号に変換される。ＤＡ変換部９１により処理された左耳用の音信号は、第一ジャック８１のＬイヤホン端子７３に入力されて、第１プラグ６２を介して検体情報検出装置１７に出力される。
The sound signal for the left ear in digital form is input from the
検体情報検出装置１７に出力された左耳用の音信号は、Ｌイヤホンユニット３７に入力され、音源９２の左耳用の音信号に対応する音が、Ｌイヤホンユニット３７のイヤホン（スピーカー）から出力される。
The sound signal for the left ear output to the sample information detection device 17 is input to the
（脈波の検出）
本実施形態に係る検体情報処理装置７は上述したように構成されており、出力処理部９４によりＨＰＦを受けた音信号が第二センサ２１２に出力されて、第二センサ２１２からは脈波情報検出帯域の周波数成分が減衰された音が出力される。また、第二センサ２１２により検出された脈動性信号は、第三周波数補償処理部７８によりＬＰＦを受けて脈波情報検出帯域の周波数成分からなる信号として情報処理装置２７に入力される。(Detection of pulse wave)
The sample
本実施形態に係る検体情報処理装置７によれば、外耳１０７に装着したＲイヤホンユニット３５の第二センサ２１２が、スピーカーとして音を発するとともに、同時にマイクロフォンとして脈波を検出ことができる。この場合、検体１０１が、例えば音楽を聴きながら、常時脈波を測定するのに適している。
According to the sample
［７−５．第五実施形態に係る検体情報処理装置の効果］
第五実施形態に係る検体情報処理装置７によれば、前記第三実施形態で得られる効果に加えて、以下に記載の効果を奏する。7-5. Effects of Sample Information Processing Apparatus According to Fifth Embodiment]
According to the sample
第五実施形態に係る検体情報処理装置７によれば、接続部５７に備えられた第三周波数補償処理部７８の補償処理部１４２により、第二センサ２１２により検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施すことにより、あらかじめ低周波領域のゲインを増幅させておくことができる。第三周波数補償処理部７８により処理された信号が情報処理装置２７の信号入力部８７に入力された場合、あらかじめ低周波領域のゲインを増幅されているため、入力処理が施された信号を、脈波の検出帯域において、入力処理によるゲインの低下が軽減された信号として得ることができる。
According to the sample
また、第五実施形態に係る検体情報処理装置７によれば、第三周波数補償処理部７８の増幅処理部１４１により、第二センサ２１２により検出された検出信号に対して、信号を増幅させる増幅処理を行うことにより、第二センサ２１２がスピーカーとしても機能するものであって、検出される信号の強度が低いものであっても、信号強度が十分である信号を得ることができる。
Further, according to the sample
さらに、第五実施形態に係る検体情報処理装置７によれば、第三周波数補償処理部７８の補償処理部１４２による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であることで、信号入力部８７に脈動性信号が入力された場合であっても、入力処理の影響を受けていない脈動性信号を得ることができる。このとき、情報処理装置２７に入力されて、入力処理が施された信号を、入力処理による微分要素を除いた、加速度脈波として得ることができる。
Furthermore, according to the sample
さらに、本実施形態に係る検体情報処理装置７によれば、第三周波数補償処理部７８のＬＰＦ１４３により、第二センサ２１２により検出された検出信号に対して、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させるＬＰＦ処理を施す。また、出力処理部９４により、検体情報検出装置１７に出力する信号に対して、脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す。これにより、検体情報処理装置７は、第二センサ２１２がスピーカーとして音を発するとともに、同時にマイクロフォンとして脈波を検出ことができることで、検体１０１が、例えば音楽を聴きながら、常時脈波を測定することができる。
Furthermore, according to the sample
また、第五実施形態に係る検体情報検出装置１７によれば、接続部５７が第一プラグ６２を有し、情報処理装置２７は第一プラグ６２が接続される第一ジャック８１を有し、第三周波数補償処理部７８により処理された信号が、第一ジャック８１を介して信号入力部８７に入力される。このため、情報処理装置２７に脈動性信号以外の情報、例えば音声信号を入力する際には、第一ジャック８１に接続される検体情報検出装置１７を取り外し、第三周波数補償処理部７８を有さない通常のイヤホンマイクを接続すればよい。このとき情報処理装置２７は、信号入力部８７によって、情報処理装置２７に入力された音声信号の低周波領域に含まれるノイズを軽減することができる。
Further, according to the sample information detection apparatus 17 according to the fifth embodiment, the
［８．第五実施形態の変形例］
本発明の第五実施形態の変形例に係る検体情報処理装置８は、一部の構成が上述の第五実施形態に係る検体情報処理装置７、または第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置４と同様に構成されており、上述の第五実施形態に係る検体情報処理装置７、または第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置４と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。以降、第五実施形態の変形例を、単に本変形例とも呼ぶ。[8. Modification of the fifth embodiment]
The sample
本変形例に係る検体情報処理装置８は、図３９に示すように、検体情報検出装置１８と、情報処理装置２７とを備えて構成されている。ここで、第五実施形態に係る検体情報処理装置７では、検体情報検出ユニット３２が接続部５７と直接接続されていたのに対し、本変形例に係る検体情報処理装置８では、検体情報検出ユニット３３が第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して接続部５８と接続されている点で相違している。
As shown in FIG. 39, the sample
［８−１．検体情報処理装置の構成］
本変形例に係る検体情報処理装置８、検体情報検出装置１８、及び情報処理装置２７の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図３９は、本変形例に係る検体情報処理装置８の構成を模式的に表わしたものである。[8-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configuration of the sample
［８−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１８は、図３９に示すように、検体情報検出ユニット３３と、接続部５８とを備えて構成されている。[8-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
As shown in FIG. 39, the sample information detection apparatus 18 includes a sample information detection unit 33 and a
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３３は、上述の第三実施形態の変形例に係る検体情報検出ユニット３３と同様に構成されている。<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 33 is configured the same as the sample information detection unit 33 according to the modification of the third embodiment described above.
＜接続部＞
本変形例に係る接続部５８は、第二ジャック７３、第三周波数補償処理部７８、電源７１、ＦＥＴ７２、及び第一プラグ６２を備えている。以下、接続部５８の構成について、図３９を参照して説明する。<Connection section>
The
接続部５８は、第二ジャック７３に検体情報検出ユニット３３の第二プラグ４２が挿入されることで、第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して、検体情報検出ユニット３３と、接続部５８とを接続している。また、接続部５８は、第一プラグ６２を情報処理装置２７の第一ジャック８１に挿入することで、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１８と、情報処理装置２７とを接続している。接続部５８は、スマートフォン２７のジャック（第一ジャック８１）に挿入されるとともに、接続部５８の第二ジャック７３にイヤホンとしての検体情報検出ユニット３３が挿入されることで、検体情報検出ユニット３３とスマートフォン２７とに介挿されるアダプタを構成する。
The
（第二ジャック）
第二ジャック７３は、第三実施形態の変形例に係る第二ジャック７３と同様に構成されている。(Second jack)
The
（第三周波数補償処理部）
本変形例に係る第三周波数補償処理部７８は、検体情報検出ユニット３３により検出された検出信号が、第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して入力される以外は、第五実施形態に係る第三周波数補償処理部７８と同様に構成されている。(Third frequency compensation processor)
The third frequency
［８−１−２．情報処理装置の構成］
本変形例に係る情報処理装置２７（スマートフォン２７）は、第五実施形態に係る情報処理装置２７と同様に構成されている。[8-1-2. Configuration of Information Processing Device]
An information processing device 27 (smartphone 27) according to the present modification is configured the same as the
［８−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置８を機能的に表すとき、検体情報処理装置８は、図３９に示すように、検体情報検出装置１８及び情報処理装置２７を備えている。検体情報検出装置１８は、検体情報検出ユニット３３と、第三周波数補償処理部７８を有する接続部５８とを備えている。情報処理装置２７は、第五実施形態に係る情報処理装置２７と同様に構成されている。[8-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本変形例に係る情報処理装置２７では、波形等化処理部９３及び周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、波形等化処理手段及び周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７はスマートフォン２７に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。また、第三周波数補償処理部７８は、接続部５８に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（接続部の機能構成）
接続部５８の回路構成は、図３９により示される。
Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、第二プラグ４２のＲイヤホン端子４４と接続される。Ｒイヤホン端子４４は、第二ジャック７３のＲイヤホン端子７６と接続される。Ｒイヤホン端子７６が、接続部５８の第一プラグ６２に設けられたＲイヤホン端子６５と、第三周波数補償処理部７８とに接続されることで、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、Ｒイヤホン端子６５と、第三周波数補償処理部７８とに接続される。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the
The
第三周波数補償処理部７８は、その電源７１と接続される。第三周波数補償処理部７８が、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続されることで、第三周波数補償処理部７８によって処理された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に入力される。ＦＥＴ７２のドレイン端子（Ｄ）は、接続部５８の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続する。ＦＥＴ７２のソース端子（Ｓ）は、グランド線４１と接続するグランド端子７５からグランド端子６４への配線に合流して、第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続する。
The third
上述した回路構成により、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ、音源９２からの音信号が入力されるとともに、第二センサ２１２で検出された信号が第三周波数補償処理部７８に入力され、さらに情報処理装置２７に入力される。すなわち、第二センサ２１２はスピーカーとしてもマイクロフォンとしても同時に機能する。このとき、第三周波数補償処理部７８により処理された信号は、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して、情報処理装置２７の信号入力部８７に入力される。
このように、検体情報検出装置１８は、第二センサ２１２により検出され、第三周波数補償処理部７８により処理された信号を、情報処理装置２７に出力する。With the circuit configuration described above, the sound signal from the
Thus, the sample information detection apparatus 18 outputs the signal detected by the
［８−３．周波数特性と信号処理］
本変形例の検体情報検出装置１８及び検体情報処理装置８におけるクローズドキャビティの形成と周波数応答、第二センサ２１２として用いられるセンサの周波数特性、及び外耳道の閉鎖レベルと周波数特性、並びに周波数特性と信号処理との関係は、上述した第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第三周波数補償処理部７８で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係は、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第三周波数補償処理部７８で行われるＬＰＦと、出力処理部９４で行われる出力処理の関係は、第五実施形態に係る検体情報処理装置７と同様である。[8-3. Frequency characteristics and signal processing]
Formation and frequency response of a closed cavity in the specimen information detecting device 18 and the specimen
［８−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置８の動作を、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２７へ入力される入力処理と、音源９２からの信号が検体情報検出装置１８へ出力される出力処理とについてそれぞれ説明する。[8-4. Operation of Sample Information Processing Device]
About the input processing in which the signal detected from the
（入力処理）
検体情報処理装置８における入力処理は、第五実施形態に係る検体情報処理装置７では、第二センサ２１２により検出された脈動性信号が、第三周波数補償処理部７８に入力されるのに対して、検体情報処理装置８では、第二センサ２１２により検出された脈動性信号が、Ｒイヤホン端子４４及びＲイヤホン端子７６を介して第三周波数補償処理部７８に入力される以外は、検体情報処理装置７における入力処理と同様になっている。(Input processing)
In the input processing in the sample
（出力処理）
検体情報処理装置８における右耳用の音信号の出力処理は、第五実施形態に係る検体情報処理装置７では、検体情報検出装置１７に出力された右耳用の音信号は、Ｒイヤホンユニット３５に入力されるのに対して、検体情報処理装置８では、検体情報検出装置１８に出力された右耳用の音信号が、Ｒイヤホン端子７６及びＲイヤホン端子４４を介して、Ｒイヤホンユニット３５に入力される以外は、検体情報処理装置７における入力処理と同様になっている。(Output processing)
In the sample
また、検体情報処理装置８における左耳用の音信号の出力処理は、第五実施形態に係る検体情報処理装置７では、検体情報検出装置１７に出力された左耳用の音信号は、Ｌイヤホンユニット３７に入力されるのに対して、検体情報処理装置８では、検体情報検出装置１８に出力された左耳用の音信号が、Ｌイヤホン端子７７及びＬイヤホン端子４５を介して、Ｌイヤホンユニット３７に入力される以外は、検体情報処理装置７における入力処理と同様になっている。
Further, in the sample
（脈波の検出）
本変形例に係る検体情報処理装置８は上述したように構成されており、出力処理部９４によりＨＰＦを受けた音信号が第二センサ２１２に出力されて、第二センサ２１２からは脈波情報検出帯域の周波数成分が減衰された音が出力される。また、第二センサ２１２により検出された脈動性信号は、第三周波数補償処理部７８によりＬＰＦを受けて脈波情報検出帯域の周波数成分からなる信号として情報処理装置２７に入力される。(Detection of pulse wave)
The sample
本変形例に係る検体情報処理装置８によれば、第五実施形態に係る検体情報処理装置７と同様に、外耳１０７に装着したＲイヤホンユニット３５の第二センサ２１２が、スピーカーとして音を発するとともに、同時にマイクロフォンとして脈波を検出ことができる。この場合、検体１０１が、例えば音楽を聴きながら、常時脈波を測定するのに適している。
According to the sample
［８−５．第五実施形態の変形例に係る検体情報処理装置の効果］
第五実施形態の変形例に係る検体情報処理装置８によれば、前記第五実施形態で得られる効果に加えて、以下に記載の効果を奏する。[8-5. Effects of Sample Information Processing Apparatus According to Modification of Fifth Embodiment]
According to the sample
第五実施形態の変形例に係る検体情報処理装置８によれば、接続部５８が第三周波数補償処理部７８を有するとともに、接続部５８により、検体情報検出ユニット３３と情報処理装置２７（スマートフォン２７）とを接続することができる。このため、接続部５８に接続されるイヤホンは特に制限されず、第二プラグ４２を有し検出された信号を入力可能なイヤホンであれば第二ジャック７３に接続して用いることができる。このとき、接続部５８を介して、スマートフォン２７にＬＰＦ処理、周波数補償処理及び増幅処理を施した信号を入力することができる。
According to the sample
［９．第六実施形態］
本発明の第六実施形態に係る検体情報処理装置９は、一部の構成が上述の第四実施形態に係る検体情報処理装置５または上述の第五実施形態に係る検体情報処理装置７と同様に構成されており、上述の第四実施形態に係る検体情報処理装置５または上述の第五実施形態に係る検体情報処理装置７と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する[9. Sixth embodiment]
The sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment of the present invention has the same configuration as the sample
第六実施形態に係る検体情報処理装置９は、図４０に示すように、検体情報検出装置１９と、情報処理装置２９とを備えて構成されている。ここで、第五実施形態に係る検体情報処理装置７では、第三周波数補償処理部７８が接続部５７に備えられていたのに対し、本実施形態に係る検体情報処理装置９では、第三周波数補償処理部７８が情報処理装置２９に備えられている点で相違している。
The sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment is configured to include a sample information detection apparatus 19 and an
第四実施形態に係る検体情報処理装置５は、第二周波数補償処理部７０が、増幅処理部１４１と、補償処理部１４２とを有する。これに対して、第六実施形態に係る検体情報処理装置９は、第二周波数補償処理部７０が、さらにＬＰＦ１４３を有し、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させる処理を施す（図３７）。このＬＰＦ１４３を有する第二周波数補償処理部７０を、ここでは第三周波数補償処理部７８という。また、検体情報処理装置９は、検体情報検出装置１９に出力する信号に対して、脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す出力処理部９４を備えている（図４０）。さらに、出力処理部９４により処理された信号は、第二センサ２１２に入力される。
In the sample
［９−１．検体情報処理装置の構成］
本実施形態に係る検体情報処理装置９、検体情報検出装置１９、及び情報処理装置２９の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図４０は、本実施形態に係る検体情報処理装置９の構成を模式的に表わしたものである。9-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configuration of the sample information processing apparatus 9, the sample information detection apparatus 19, and the
［９−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置１９は、図４０に示すように、検体情報検出ユニット３２と、接続部５９とを備えて構成されている。[9-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
As shown in FIG. 40, the sample information detection apparatus 19 includes a sample information detection unit 32 and a
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３２は、上述の第三実施形態に係る検体情報検出ユニット３２と同様に構成されている。<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 32 is configured in the same manner as the sample information detection unit 32 according to the third embodiment described above.
図４０に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、接続部５９の第一プラグ６２に設けられたＲイヤホン端子６５と、第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３に接続されるＦＥＴ７２とに接続している。
As shown in FIG. 40, the
＜接続部＞
本実施形態に係る接続部５９は、図４０に示すように、ＦＥＴ７２、及び第一プラグ６２を備えている。
接続部５９は、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置１９と、情報処理装置２９とを接続している。接続部５９は、スマートフォン２９のジャック（第一ジャック８１）に挿入される、イヤホンとしての検体情報検出ユニット３２のプラグ部分を構成する。<Connection section>
The
The
［９−１−２．情報処理装置の構成］
情報処理装置２９の構成について、図４０を参照して説明する。
本実施形態に係る情報処理装置２９（スマートフォン２９）は、第三周波数補償処理部７８をさらに備えている以外は、第五実施形態に係る情報処理装置２７と同様に構成されている。[9-1-2. Configuration of Information Processing Device]
The configuration of the
The information processing apparatus 29 (smart phone 29) according to the present embodiment is configured the same as the
すなわち、情報処理装置２９は、図４０に示すように、第一ジャック８１、信号入力部８７、第三周波数補償処理部７８、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、波形等化処理部９３、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、音源９２、及び出力処理部９４を備えて構成されている。
That is, as shown in FIG. 40, the
（第三周波数補償処理部）
第三周波数補償処理部７８は、情報処理装置２９に備えられている以外は、第五実施形態に係る第三周波数補償処理部７８と同様に構成されている。第三周波数補償処理部７８により処理された信号は、アンプ８８に入力される。(Third frequency compensation processor)
The third frequency
［９−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置９を機能的に表すとき、検体情報処理装置９は、図４０に示すように、検体情報検出装置１９及び情報処理装置２９を備えている。検体情報検出装置１９は、検体情報検出ユニット３２と、接続部５９とを備えている。情報処理装置２９は、信号入力部８７、第三周波数補償処理部７８、アンプ８８、ＡＤ変換部８９、波形等化処理部９３、周波数補正処理部９０、ＤＡ変換部９１、音源９２、及び出力処理部９４を備えている。9-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample information processing apparatus 9, the sample information processing apparatus 9 includes a sample information detection apparatus 19 and an
本実施形態に係る情報処理装置２９としてのスマートフォン２９には、信号処理用のアプリケーションソフトがダウンロードされており、このアプリケーションソフトを起動させることで、スマートフォン２９によって信号処理を行うことができる。
Application software for signal processing is downloaded to the
本実施形態に係る情報処理装置２９では、波形等化処理部９３及び周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、波形等化処理手段及び周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７及び第三周波数補償処理部７８はスマートフォン２９に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（第三周波数補償処理部）
第三周波数補償処理部７８の回路構成は、情報処理装置２９に備えられている以外は、第五実施形態に係る第三周波数補償処理部７８と同様に構成されている。(Third frequency compensation processor)
The circuit configuration of the third frequency
（接続部の機能構成）
接続部５９の回路構成は、図４０により示される。
Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、接続部５９の第一プラグ６２に設けられたＲイヤホン端子６５と接続しているともに、第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３に接続されるＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）と接続している。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the connecting
The
信号線３６が、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続されることで、第二センサ２１２により検出された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に入力される。ＦＥＴ７２のドレイン端子（Ｄ）は、接続部５９の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続する。ＦＥＴ７２のソース端子（Ｓ）はグランド線４１と合流して、第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続する。
The
上述した回路構成により、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ、音源９２からの音信号が入力されるとともに、第二センサ２１２で検出された信号が、情報処理装置２９に入力される。すなわち、第二センサ２１２はスピーカーとしてもマイクロフォンとしても同時に機能する。これにより、第二センサ２１２で検出された信号は、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して、情報処理装置２９の信号入力部８７に入力される。
このように、検体情報検出装置１９は、第二センサ２１２により検出された検出信号を、情報処理装置２９に出力する。With the circuit configuration described above, the sound signal from the
Thus, the sample information detection device 19 outputs the detection signal detected by the
［９−３．周波数特性と信号処理］
本実施形態に係る検体情報検出装置１９及び検体情報処理装置９におけるクローズドキャビティの形成と周波数応答、第二センサ２１２として用いられるセンサの周波数特性、及び外耳道の閉鎖レベルと周波数特性、並びに周波数特性と信号処理との関係は、上述した第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第三周波数補償処理部７８で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係も、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第三周波数補償処理部７８で行われるＬＰＦと、出力処理部９４で行われる出力処理の関係は、第五実施形態に係る検体情報処理装置７と同様である。9-3. Frequency characteristics and signal processing]
The formation and frequency response of the closed cavity in the specimen information detection apparatus 19 and the specimen information processing apparatus 9 according to the present embodiment, the frequency characteristic of the sensor used as the
［９−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置９の動作を、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２９へ入力される入力処理について説明する。なお、音源９２からの信号が検体情報検出装置１９へ出力される出力処理については、第五実施形態に係る検体情報処理装置７における出力処理と同様の処理となっている。9-4. Operation of Sample Information Processing Device]
The operation of the sample information processing apparatus 9 will be described with reference to input processing in which a signal detected from the
（入力処理）
図４１に示すフローチャートに従って、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２９へ入力される場合の検体情報処理装置９の動作を説明する。(Input processing)
The operation of the sample information processing apparatus 9 when the signal detected by the
検体情報処理装置９では、図４１に示すように、まず、検体情報検出ユニット３２のＲイヤホンユニット３５における第二センサ２１２によって脈動性信号を検出する（ステップＳ５１）。このとき、第二センサ２１２により検出される脈動性信号は、第二センサ２１２の周波数特性によって微分要素が加わり、外耳道１０４がほぼ閉鎖された空間構造となっていることによって微分要素が加わることで、検体１０１の本来の脈波の２回微分である加速度脈波として得られる。
In the sample information processing apparatus 9, as shown in FIG. 41, first, the pulsatility signal is detected by the
第二センサ２１２により検出された脈動性信号は、ＦＥＴ７２を介して、第一プラグ６２のマイク端子６３に入力され、さらに、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して、情報処理装置２９の信号入力部８７に入力される。信号入力部８７は、第二センサ２１２により検出された脈動性信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す（ステップＳ５２）。このときの信号は、入力処理により加速度脈波が１回微分されることで、加速度脈波に微分要素が加わった信号となっている。信号入力部８７により処理された信号は、第三周波数補償処理部７８に入力される。
The pulsating signal detected by the
第三周波数補償処理部７８は、信号入力部８７により処理された信号に対して、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させるＬＰＦを施す（ステップＳ５３）。第三周波数補償処理部７８は、ＬＰＦを施された信号に対して、信号を増幅させる増幅処理を施す（ステップＳ５４）。さらに、第三周波数補償処理部７８は、増幅処理を施された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す（ステップＳ５５）。このときの信号は、周波数補償処理により加速度脈波が１回積分されることで、加速度脈波となっている。また、このときの信号は、脈波情報検出帯域の周波数成分からなるものとなっている。第三周波数補償処理部７８により処理された信号は、アンプ８８に入力される。
The third frequency
第三周波数補償処理部７８により処理された信号は、アンプ８８により増幅され（ステップＳ５６）、ＡＤ変換部８９によりデジタル信号に変換される（ステップＳ５７）。デジタル信号に変換された信号は、波形等化処理部９３に入力される。
The signal processed by the third frequency
波形等化処理部９３は、ＡＤ変換部８９により変換された信号に対して、低周波数領域の減衰を増幅させる波形等化処理を施す（ステップＳ５８）。このときの信号は、波形等化処理により加速度脈波が１回積分されることで、速度脈波となっている。
The waveform
波形等化処理部９３により処理された信号は、周波数補正処理部９０に入力される。周波数補正処理部９０は、波形等化処理部９３により処理された信号に対して、周波数補正処理を施し、脈動性容積信号、脈動性速度信号、及び脈動性加速度信号のうちの一つの信号を取り出す（ステップＳ５９）。周波数補正処理部９０に入力される信号は速度脈波であるから、積分動作を行うことで容積脈波を得て、微分動作を行うことで加速度脈波を得て、増幅動作を行うことで速度脈波を得る。また、これらの信号はいずれも、脈波情報検出帯域の周波数成分からなるものとなっている。
The signal processed by the waveform
（脈波の検出）
本実施形態に係る検体情報処理装置９は上述したように構成されており、出力処理部９４によりＨＰＦを受けた音信号が第二センサ２１２に出力されて、第二センサ２１２からは脈波情報検出帯域の周波数成分が減衰された音が出力される。また、第二センサ２１２により検出された脈動性信号は情報処理装置２９に入力され、第三周波数補償処理部７８によりＬＰＦを受けて脈波情報検出帯域の周波数成分からなる信号として得られる。(Detection of pulse wave)
The sample information processing apparatus 9 according to the present embodiment is configured as described above, and a sound signal having received the HPF from the
本実施形態に係る検体情報処理装置９によれば、第五実施形態に係る検体情報処理装置７と同様に、外耳１０７に装着したＲイヤホンユニット３５の第二センサ２１２が、スピーカーとして音を発するとともに、同時にマイクロフォンとして脈波を検出ことができる。この場合、検体１０１が、例えば音楽を聴きながら、常時脈波を測定するのに適している。
According to the sample information processing apparatus 9 according to the present embodiment, as in the sample
［９−５．第六実施形態に係る検体情報処理装置の効果］
第六実施形態に係る検体情報処理装置９によれば、前記第三実施形態で得られる効果に加えて、以下に記載の効果を奏する。9-5. Effects of Sample Information Processing Apparatus According to Sixth Embodiment]
According to the sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects obtained in the third embodiment.
第六実施形態に係る検体情報処理装置９によれば、情報処理装置２９に備えられた第三周波数補償処理部７８の補償処理部１４２により、信号入力部８７により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施すことにより、入力処理により減少した低周波領域のゲインを増幅させることができる。これにより、周波数補償処理が施された信号を、脈波の検出帯域において、入力処理によるゲインの低下が軽減された信号として得ることができる。
According to the sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment, the signal processed by the
また、第六実施形態に係る検体情報処理装置９によれば、第三周波数補償処理部７８の増幅処理部１４１により、信号処理部８７により処理された信号に対して、信号を増幅させる増幅処理を行うことにより、第二センサ２１２がスピーカーとしても機能するものであって、検出される信号の強度が低いものであっても、信号強度が十分である信号を得ることができる。
Further, according to the sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment, the amplification processing unit 141 of the third frequency
さらに、第六実施形態に係る検体情報処理装置９によれば、第三周波数補償処理部７８の補償処理部１４２による低周波領域のゲインを増幅させる処理が、信号入力部８７における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であることで、信号入力部８７により処理された信号に対して、第三周波数補償処理部７８による周波数補償処理を施すことにより、入力処理の影響を受けていない脈動性信号を得ることができる。このとき、情報処理装置２９に入力されて、周波数補償処理が施された信号を、入力処理による微分要素を除いた、加速度脈波として得ることができる。
Furthermore, according to the sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment, the process of amplifying the gain in the low frequency region by the compensation processing unit 142 of the third frequency
さらに、本実施形態に係る検体情報処理装置９によれば、第三周波数補償処理部７８のＬＰＦ１４３により、信号入力部８７により処理された信号に対して、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させるＬＰＦ処理を施す。また、出力処理部９４により、検体情報検出装置１９に出力する信号に対して、脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す。これにより、検体情報処理装置９は、第二センサ２１２がスピーカーとして音を発するとともに、同時にマイクロフォンとして脈波を検出ことができることで、検体１０１が、例えば音楽を聴きながら、常時脈波を測定することができる。
Furthermore, according to the sample information processing apparatus 9 according to the present embodiment, the frequency component higher than the pulse wave information detection band is generated for the signal processed by the
［１０．第六実施形態の変形例］
本発明の第六実施形態の変形例に係る検体情報処理装置１０は、一部の構成が上述の第六実施形態に係る検体情報処理装置９、または第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置４と同様に構成されており、上述の第六実施形態に係る検体情報処理装置９、または第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置４と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。以降、第六実施形態の変形例を、単に本変形例とも呼ぶ。[10. Modification of the sixth embodiment]
The sample
本変形例に係る検体情報処理装置１０は、図４２に示すように、検体情報検出装置２０と、情報処理装置２９とを備えて構成されている。ここで、第六実施形態に係る検体情報処理装置９では、検体情報検出ユニット３２が接続部５９と直接接続されていたのに対し、本変形例に係る検体情報処理装置１０では、検体情報検出ユニット３３が第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して接続部６０と接続されている点で相違している。
As shown in FIG. 42, the sample
［１０−１．検体情報処理装置の構成］
本変形例に係る検体情報処理装置１０、検体情報検出装置２０、及び情報処理装置２９の構成、並びに各部を構成する要素について説明する。図４２は、本変形例に係る検体情報処理装置１０の構成を模式的に表わしたものである。10-1. Configuration of sample information processing apparatus]
The configurations of the sample
［１０−１−１．検体情報検出装置の構成］
検体情報検出装置２０は、図４２に示すように、検体情報検出ユニット３３と、接続部６０とを備えて構成されている。[10-1-1. Configuration of Sample Information Detection Device]
As shown in FIG. 42, the sample
＜検体情報検出ユニット＞
検体情報検出ユニット３３は、上述の第三実施形態の変形例に係る検体情報検出ユニット３３と同様に構成されている。<Sample information detection unit>
The sample information detection unit 33 is configured the same as the sample information detection unit 33 according to the modification of the third embodiment described above.
＜接続部＞
本変形例に係る接続部６０は、第二ジャック７３、ＦＥＴ７２、及び第一プラグ６２を備えている。以下、接続部６０の構成について、図４２を参照して説明する。<Connection section>
The
接続部６０は、第二ジャック７３に検体情報検出ユニット３３の第二プラグ４２が挿入されることで、第二プラグ４２及び第二ジャック７３を介して、検体情報検出ユニット３３と、接続部６０とを接続している。また、接続部６０は、第一プラグ６２を情報処理装置２９の第一ジャック８１に挿入することで、第一プラグ６２及び第一ジャック８１を介して、検体情報検出装置２０と、情報処理装置２９とを接続している。接続部６０は、スマートフォン２９のジャック（第一ジャック８１）に挿入されるとともに、接続部６０の第二ジャック７３にイヤホンとしての検体情報検出ユニット３３が挿入されることで、検体情報検出ユニット３３とスマートフォン２９とに介挿されるアダプタを構成する。
The
（第二ジャック）
第二ジャック７３は、第三実施形態の変形例に係る第二ジャック７３と同様に構成されている。(Second jack)
The
［１０−１−２．情報処理装置の構成］
本変形例に係る情報処理装置２９（スマートフォン２９）は、第六実施形態に係る情報処理装置２９と同様に構成されている。[10-1-2. Configuration of Information Processing Device]
An information processing apparatus 29 (smart phone 29) according to the present modification is configured the same as the
［１０−２．検体情報処理装置の機能構成］
検体情報処理装置１０を機能的に表すとき、検体情報処理装置１０は、図４２に示すように、検体情報検出装置２０及び情報処理装置２９を備えている。検体情報検出装置２０は、検体情報検出ユニット３３と、接続部６０とを備えている。情報処理装置２９は、第六実施形態に係る情報処理装置２９と同様に構成されている。10-2. Functional configuration of sample information processing apparatus]
When functionally representing the sample
本変形例に係る情報処理装置２９では、波形等化処理部９３及び周波数補正処理部９０は、上述したアプリケーションソフトがメモリ上に展開されてＣＰＵにより実行されることで、波形等化処理手段及び周波数補正処理手段として機能する。信号入力部８７及び第三周波数補償処理部７８はスマートフォン２９に内蔵されるアナログ回路により処理がなされる。
In the
（接続部の機能構成）
接続部６０の回路構成は、図４２により示される。
Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、第二プラグ４２のＲイヤホン端子４４と接続される。Ｒイヤホン端子４４は、第二ジャック７３のＲイヤホン端子７６と接続される。Ｒイヤホン端子７６が、接続部６０の第一プラグ６２に設けられたＲイヤホン端子６５と、ＦＥＴ７２とに接続されることで、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６は、Ｒイヤホン端子６５と、ＦＥＴ７２とに接続される。(Functional configuration of connection)
The circuit configuration of the
The
信号線３６が、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続されることで、第二センサ２１２により検出された信号は、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に入力される。ＦＥＴ７２のドレイン端子（Ｄ）は、接続部６０の第一プラグ６２に設けられたマイク端子６３と接続する。ＦＥＴ７２のソース端子（Ｓ）はグランド線４１と合流して、第一プラグ６２に設けられたグランド端子６４と接続する。
The
上述した回路構成により、Ｒイヤホンユニット３５の第二センサ２１２へ、音源９２からの音信号が入力されるとともに、第二センサ２１２で検出された信号が、情報処理装置２９に入力される。これにより、第二センサ２１２はスピーカーとしてもマイクロフォンとしても同時に機能する。このとき、第二センサ２１２で検出された信号は、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して、情報処理装置２９の信号入力部８７に入力される。
このように、検体情報検出装置２０は、第二センサ２１２により検出された信号を、情報処理装置２９に出力する。With the circuit configuration described above, the sound signal from the
As described above, the sample
［１０−３．周波数特性と信号処理］
本変形例の検体情報検出装置２０及び検体情報処理装置１０におけるクローズドキャビティの形成と周波数応答、第二センサ２１２として用いられるセンサの周波数特性、及び外耳道の閉鎖レベルと周波数特性、並びに周波数特性と信号処理との関係は、上述した第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第三周波数補償処理部７８で行われる周波数補償処理と、信号入力部８７で行われる入力処理との関係は、第三実施形態に係る検体情報検出装置１３及び検体情報処理装置３と同様である。また、第三周波数補償処理部７８で行われるＬＰＦと、出力処理部９４で行われる出力処理の関係は、第五実施形態に係る検体情報処理装置７と同様である。10-3. Frequency characteristics and signal processing]
Formation and frequency response of a closed cavity in the specimen
［１０−４．検体情報処理装置の動作］
検体情報処理装置１０の動作を、第二センサ２１２から検出された信号が情報処理装置２９へ入力される入力処理と、音源９２からの信号が検体情報検出装置２０へ出力される出力処理とについてそれぞれ説明する。10-4. Operation of Sample Information Processing Device]
About the input process in which the signal detected from the
（入力処理）
検体情報処理装置１０における入力処理は、第六実施形態に係る検体情報処理装置９では、第二センサ２１２により検出された脈動性信号が、ＦＥＴ７２に入力されるのに対して、検体情報処理装置１０では、第二センサ２１２により検出された脈動性信号が、Ｒイヤホン端子４４及びＲイヤホン端子７６を介してＦＥＴ７２に入力される以外は、検体情報処理装置９における入力処理と同様になっている。(Input processing)
In the sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment, the input processing in the sample
（出力処理）
検体情報処理装置１０における右耳用の音信号の出力処理は、第六実施形態に係る検体情報処理装置９では、検体情報検出装置１９に出力された右耳用の音信号は、Ｒイヤホンユニット３５に入力されるのに対して、検体情報処理装置１０では、検体情報検出装置２０に出力された右耳用の音信号が、Ｒイヤホン端子７６及びＲイヤホン端子４４を介して、Ｒイヤホンユニット３５に入力される以外は、検体情報処理装置９における入力処理と同様になっている。(Output processing)
In the sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment, the output process of the sound signal for the right ear in the sample
また、検体情報処理装置１０における左耳用の音信号の出力処理は、第六実施形態に係る検体情報処理装置９では、検体情報検出装置１９に出力された左耳用の音信号は、Ｌイヤホンユニット３７に入力されるのに対して、検体情報処理装置１０では、検体情報検出装置２０に出力された左耳用の音信号が、Ｌイヤホン端子７７及びＬイヤホン端子４５を介して、Ｌイヤホンユニット３７に入力される以外は、検体情報処理装置９における入力処理と同様になっている。
Further, in the sample information processing apparatus 9 according to the sixth embodiment, the output process of the sound signal for the left ear in the sample
（脈波の検出）
本変形例に係る検体情報処理装置１０は上述したように構成されており、出力処理部９４によりＨＰＦを受けた音信号が第二センサ２１２に出力されて、第二センサ２１２からは脈波情報検出帯域の周波数成分が減衰された音が出力される。また、第二センサ２１２により検出された脈動性信号は情報処理装置２９に入力され、第三周波数補償処理部７８によりＬＰＦを受けて脈波情報検出帯域の周波数成分からなる信号として得られる。(Detection of pulse wave)
The sample
本変形例に係る検体情報処理装置１０によれば、第六実施形態に係る検体情報処理装置９と同様に、外耳１０７に装着したＲイヤホンユニット３５の第二センサ２１２が、スピーカーとして音を発するとともに、同時にマイクロフォンとして脈波を検出ことができる。この場合、検体１０１が、例えば音楽を聴きながら、常時脈波を測定するのに適している。
According to the sample
［１０−５．第六実施形態の変形例に係る検体情報処理装置の効果］
第六実施形態の変形例に係る検体情報処理装置１０によれば、前記第六実施形態で得られる効果に加えて、以下に記載の効果を奏する。10-5. Effects of Sample Information Processing Apparatus According to Modification of Sixth Embodiment]
According to the sample
第六実施形態の変形例に係る検体情報処理装置１０によれば、接続部６０により、検体情報検出ユニット３３と情報処理装置２９（スマートフォン２９）とを接続することができる。このため、接続部６０に接続されるイヤホンは特に制限されず、第二プラグ４２を有し検出された信号を入力可能なイヤホンであれば第二ジャック７３に接続して用いることができる。
According to the sample
［１１．その他］
［１１−１．装置の構成について］[11. Other]
[11. About device configuration]
上記の実施形態においては、Ｒイヤホンユニット３５に設けられた第二センサ２１２により、血管１０２の脈動性信号を検出する場合について説明したが、Ｌイヤホンユニット３７に設けられた第二センサ２１２により、血管１０２の脈動性信号を検出してもよい。
In the above embodiment, although the case where the pulsatility signal of the
上記の実施形態においては、プラグの根元から先端へ、マイク端子６３、グランド端子６４、Ｒイヤホン端子６５、及びＬイヤホン端子６６を順に有する第一プラグ６２、及びプラグの根元から先端へ、グランド端子４３、Ｒイヤホン端子４４、及びＬイヤホン端子４５を順に有する第二プラグ４２を例に挙げて説明したが、プラグの構成はこれらに限定されず、第一プラグ６２及び第二プラグ４２の端子の順序は任意である。また、第一ジャック８１及び第二ジャック７３についても、第一プラグ６２及び第二プラグ４２の端子の順序と適合するものであれば任意である。
In the above embodiment, from the root to the tip of the plug, the
上記の実施形態においては、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７を備える検体情報検出ユニット３１，３２，３３を備える構成について説明したが、Ｒイヤホンユニット３５又はＬイヤホンユニット３７のいずれか１方のイヤホンユニットを備え、いずれか一方のイヤホンユニットの第二センサ２１２により、血管１０２の脈動性信号を検出してもよい。
In the above embodiment, although the configuration including the sample information detection units 31, 32, and 33 including the
上記の実施形態においては、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７に対応する音源９２がステレオである場合について説明したが、音源９２が、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７に同じ音信号を出力するモノラルであってもよい。
In the above embodiment, the
上記の実施形態においては、音源９２から音信号が出力される構成について説明したが、音源９２としては、例えばスマートフォンに保存される音楽のデータであってもよく、または通話による受話音声を音源９２としてもよい。
In the above embodiment, although the configuration in which the sound signal is output from the
上記の実施形態においては、接続部５１〜６０が第一プラグ６２を備え、検体情報検出装置１１〜２０と、情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９とが、プラグとジャックにより接続されて信号を入出力する構成について説明したが、第一センサ１２１又は第二センサ２１２から、情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９への信号の入出力はこれらに限定されない。例えば、第一センサ１２１又は第二センサ２１２と、情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９とを、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格のコネクタ及びケーブルを介して接続してもよい。または、Ｗｉｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を利用した無線通信によって、第一センサ１２１又は第二センサ２１２から、情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９への信号の入出力を行ってもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９としてスマートフォンを例示したが、情報処理装置はこれに限るものではない。例えば、タブレット型の端末（タブレットＰＣ）、デスクトップパソコン、ノートパソコン等にも適用できる。
Moreover, in said embodiment, although the smart phone was illustrated as
上記の第一実施形態では、マイクユニット３９は第一センサ１２１がエレクトレットコンデンサーマイクロホンからなり、第一センサ１２１が信号線４０及びグランド線４１ｃと接続されている構成について説明した。また、上記の第三実施形態では、Ｒイヤホンユニット３５は第二センサ２１２がダイナミック型のイヤホンからなり、第二センサ２１２が信号線３６及びグランド線４１ａと接続されている構成について説明した。第一センサ１２１及び第二センサ２１２の構成はこれらに限定されず、第一センサ１２１及び第二センサ２１２がＭＥＭＳ−ＥＣＭからなり、接続部５１及び接続部５３から第一センサ１２１及び第二センサ２１２に電力を供給する構成としてもよい。この場合、例えば、接続部５１及び接続部５３に電池を設けることで、第一センサ１２１及び第二センサ２１２に電力を供給することができる。
In the first embodiment described above, the configuration in which the
［１１−２．内蔵マイクの利用］
上記の第一実施形態及び第二実施形態においては、検体情報検出ユニット３１のマイクユニット３９として、イヤホンマイクを利用する場合について説明したが、スマートフォン３０１に内蔵されているマイクユニット３０２を利用してもよい。図４３（ａ）、図４３（ｂ）に示すように、マイクユニット３０２を内蔵しているスマートフォン３０１には、ケース３０３にマイクユニット３０２の圧力情報取込部１２２としての音孔３０４が設けられている。この音孔３０４の周囲を覆うようにして、ケース３０３にリング状部材３０５を密着させるようにして取り付けることで、センサ取付部１１１を設けることができる。11-2. Use of built-in microphone]
In the first embodiment and the second embodiment described above, the case of using an earphone microphone as the
この状態で、リング状部材３０５に検体１０１の指や腕などの体の一部を対向させて装着する。このとき、リング状部材３０５の内部の空洞とマイクユニット３０２の内部の空間とがクローズドキャビティを形成することによって、マイクユニット３０２により検体１０１における血管１０２の脈動性信号を検出する。
In this state, a part of the body such as a finger or an arm of the subject 101 is opposed to the ring-shaped
リング状部材３０５の取り付けは、脈動性信号を検出する際に、検体１０１とスマートフォン３０１の間にリング状部材３０５を挟みこんで、圧接することにより測定することで行ってもよいが、リング状部材３０５をケース３０３に接着することによって、より確実にクローズドキャビティを形成することが出来る。
The ring-shaped
内蔵マイクを利用して血管１０２の脈動性信号を検出する場合、リング状部材３０５と検体１０１とがクローズドキャビティを形成することに加えて、マイクユニット３０２も含めた空間がクローズドキャビティを形成する必要がある。このため、マイクユニット３０２は、音孔３０４のみにおいて外部に開口している必要がある。すなわち、リング状部材３０５は、その開口部３１２を検体１０１に対向させて検体１０１に当接させた状態で、内部の空洞３１４が音孔３０４を除いて閉鎖された空間構造を形成することが必要である。
When detecting the pulsating signal of the
スマートフォン３０１のマイクユニット３０２を利用することで、外部接続のマイクロホンまたはイヤホンを介することなく脈動性信号を検出することが出来るため、脈波の検出を容易に行うことができる。
By using the
スマートフォン３０１のマイクユニット３０２を利用して脈動性信号を検出した場合には、検出された信号はスマートフォン３０１の内部の信号入力部８７に入力されて信号入力処理を受ける。このため、図１６を参照して説明した、第二実施形態に係る検体情報処理装置２と同様の構成を備えることが好ましい。すなわち、スマートフォン３０１の内部に、検出信号に対して低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す、第一周波数補償処理部６１を備えることが好ましい。または、信号入力処理を受けた信号が、ＡＤ変換部８９を経て変換されたデジタル信号に対して、検出信号に対して低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施してもよい。
When a pulsatility signal is detected using the
［１１−３．スマートフォンカバー］
上述したスマートフォン３０１に内蔵されているマイクユニット３０２を利用する場合には、スマートフォン３０１のケース３０３、すなわちスマートフォン３０１の筐体３０３にリング状部材３０５を取り付ける場合について説明したが、リング状部材３０５は、スマートフォン３０１に装着するカバー（スマートフォンカバー３１１、スマートフォンケースともいう）の一部に設けられた取付部３１３として取り付けてもよい。11-3. Smartphone cover]
Although the case where the ring-shaped
図４６（ａ）、（ｂ）に示すように、スマートフォンカバー３１１は、スマートフォン３０１が内蔵するマイクロホン（マイクユニット３０２）と外部とを連通する音孔３０４が形成された筐体３０３の外形にあわせて、スマートフォン３０１の周囲を覆い、スマートフォン３０１の外側に装着しうる形状に形成されている。スマートフォンカバー３１１には、スマートフォン３０１に装着した際に、少なくとも表示部と操作部とを兼ねるディスプレイ３０６がある位置には開口部が形成されている。また、スマートフォンカバー３１１は、スマートフォン３０１に装着した際に、音孔３０４がある位置には開口部３１２が形成されている。スマートフォンカバー３１１は、弾性変形してスマートフォン３０１に装着できるよう、シリコン又はウレタン等の弾性素材により形成されている。
As shown in FIGS. 46 (a) and 46 (b), the
スマートフォンカバー３１１には、音孔３０４の周囲を覆うように取り付けられる取付部３１３が設けられている。この取付部３１３は、リング状部材３０５と同様の構成を備えており、取付部３１３は、検体１０１に当接する部位に開口部３１２を有するとともに、開口部３１２と音孔３０４とを連通する空洞３１４を内部に有している。スマートフォンカバー３１１をスマートフォン３０１に装着した際に、筐体３０３に取付部３１３を密着させるようにして取り付ける。
The
この状態で、開口部３１２に検体１０１の指や腕などの体の一部を対向させて、当接させた状態で、取付部３１３の空洞３１４が音孔３０４を除いて閉鎖された空間構造を形成する。さらに、マイクユニット３０２は、音孔３０４のみにおいて外部に開口していることによって、取付部３１３の空洞３１４は、マイクユニット３０２の内部の空間とクローズドキャビティを形成する。
A space structure in which the
スマートフォンカバー３１１によれば、取付部３１３により検体１０１とマイクユニット３０２との関係でクローズドキャビティを形成して脈動性信号の検出を行うことができる。スマートフォンカバー３１１に取付部３１３を設けていることにより、スマートフォンカバー３１１のスマートフォン３０１への装着を利用して、取付部３１３をスマートフォン３０１の筐体３０３に対して取り付けることができる。また、取付部３１３がスマートフォンカバー３１１に隠れることで、リング状部材３０５をスマートフォン３０１に直接取り付ける場合と比較して、美観を向上させることができる。
According to the
スマートフォンカバー３１１の取付部３１３は、スマートフォンカバー３１１と一体に形成されており、開口部３１２の周囲の部分が取付部３１３として機能するものであってもよい。また、開口部３１２の周囲の部分に、リング状部材３０５が設けられており、これが取付部３１３として機能するものであってもよい。
ここでは、スマートフォン３０１の側面部（下面部）に音孔３０４が設けられている場合について説明したが、スマートフォン３０１の前面部に音孔３０４が設けられている場合であっても、適用することができる。The
Here, the case where the
［１１−４．信号処理について］
上記の実施形態及び変形例においては、第一周波数補償処理部６１、第二周波数補償処理部７０、第三周波数補償処理部７８による処理をアナログ回路による処理について説明したが、デジタル回路、例えばデジタルシグナルプロセッサ（以下、「ＤＳＰ」ともいう）を含む回路とアナログ回路とを組み合わせたり、演算処理装置（ＣＰＵ）やＤＳＰを組み合わせたりして、このデジタル回路を含む回路により信号を処理する構成としてもよい。このとき、増幅処理部１４１による処理、補償処理部１４２による処理、ＬＰＦ１４３による処理について、いずれかをアナログ回路による処置をして、他をＤＳＰまたはデジタル回路を含む回路により信号を処理する構成としてもよい。11-4. About signal processing]
In the above embodiment and modification, the processing by the first frequency
また、上記の実施形態及び変形例においては、接続部５３，５４、又は情報処理装置２５が、第二周波数補償処理部７０を備える構成について説明したが、増幅処理部１４１又は補償処理部１４２のいずれかを接続部５３，５４に備え、他を情報処理装置２５に備える構成としてもよい。
In the above-described embodiment and modification, the
また、上記の実施形態及び変形例においては、接続部５７，５８、又は情報処理装置２９が、第三周波数補償処理部７８を備える構成について説明したが、増幅処理部１４１、補償処理部１４２、又はＬＰＦ１４３のいずれかを接続部５７，５８に備え、他を情報処理装置２９に備える構成としてもよい。
Moreover, in said embodiment and modification, although
また、上記の実施形態及び変形例においては、第二周波数補償処理部７０において、増幅処理部１４１により増幅処理を行った後に、補償処理部１４２により周波数補償処理を行う構成について説明したが、処理の順番を入れ替えて行ってもよい。
In the above-described embodiment and modification, the configuration has been described in which the second frequency
すなわち、第二周波数補償処理部７０は、増幅処理部１４１と、補償処理部１４２とを備え、増幅処理と、周波数補償処理とを施すものであればよい。
That is, the second frequency
具体的には、補償処理部１４２により周波数補償処理を行った後に、増幅処理部１４１により増幅処理を行う構成に変更してもよい。なお、電源電圧を有効に使い、飽和を避ける点からは、増幅処理部１４１で直流をカットしたのちに、補償処理部１４２に送ることが望ましい。 Specifically, after the frequency compensation processing is performed by the compensation processing unit 142, the configuration may be changed to a configuration in which the amplification processing unit 141 performs the amplification processing. From the viewpoint of effectively using the power supply voltage and avoiding saturation, it is desirable that the amplification processing unit 141 cut the direct current and then send it to the compensation processing unit 142.
また、上記の実施形態及び変形例においては、第三周波数補償処理部７８において、ＬＰＦ１４３によりＬＰＦを施し、増幅処理部１４１により増幅処理を行った後に、補償処理部１４２により周波数補償処理を行う構成について説明したが、処理の順番を入れ替えて行ってもよい。
In the above embodiment and modification, the third frequency
すなわち、第三周波数補償処理部７８は、ＬＰＦ１４３と、増幅処理部１４１と、補償処理部１４２とを備え、ＬＰＦと、増幅処理と、周波数補償処理とを施すものであればよい。
That is, the third frequency
具体的には、第三周波数補償処理部７８において、ＬＰＦ１４３によりＬＰＦを施し、補償処理部１４２により周波数補償処理を行った後に、増幅処理部１４１により増幅処理を行ってもよい。また、増幅処理部１４１により増幅処理を行い、ＬＰＦ１４３によりＬＰＦを施した後に補償処理部１４２により周波数補償処理を行ってもよい。また、増幅処理部１４１により増幅処理を行い、補償処理部１４２により周波数補償処理を行った後にＬＰＦ１４３によりＬＰＦを施したてもよい。また、補償処理部１４２により周波数補償処理を行い、ＬＰＦ１４３によりＬＰＦを施した後に、増幅処理部１４１により増幅処理を行ってもよい。また、補償処理部１４２により周波数補償処理を行い、増幅処理部１４１により増幅処理を行った後に、ＬＰＦ１４３によりＬＰＦを施してもよい。
Specifically, in the third frequency
なお、ＬＰＦを施すことによって脈波情報検出帯域より高い周波数成分をあらかじめ減衰させておくことで、その後に増幅処理を行った場合に脈波情報検出帯域より高い周波数成分の増幅を押さえて、脈波情報検出帯域の周波数成分を増幅することができる。このため、ＬＰＦを施した後に増幅処理を行うよう構成されていることが好ましい。 The frequency components higher than the pulse wave information detection band are attenuated in advance by applying the LPF, and when amplification processing is subsequently performed, the amplification of the frequency components higher than the pulse wave information detection band is suppressed, and the pulse is Frequency components in the wave information detection band can be amplified. Therefore, it is preferable that amplification processing be performed after the LPF is applied.
また、上記の第三実施形態においては、接続部５３の回路構成について、図１８、図４４（ａ）により示されるように、第二周波数補償処理部７０がＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）に接続される構成について説明したが、図４４（ｂ）に示すように、第二周波数補償処理部７０がコンデンサ７９を介して第一プラグ６２のマイク端子６３に接続される構成にしてもよい。または、図４４（ｃ）に示すように、第二周波数補償処理部７０の出力インピーダンスと出力の電源コンプライアンスがＲ9で電源につながった状況を許容できるようであれば、マイク端子６３に直接接続される構成にしてもよい。In the third embodiment described above, the second
第二周波数補償処理部７０がコンデンサ７９を介して第一プラグ６２のマイク端子６３に接続される場合、コンデンサ７９の容量は、図７に示す信号入力部８７における抵抗Ｒ10とコンデンサＣ4とのハイパスフィルタの時定数と、脈波の検出周波数とを考えて選択することが望ましい。具体的には、脈波波形の観測を行う際に、その波形に含まれる主成分よりも一桁低い周波数で低域を減衰させることで、低周波数領域のノイズを低減させる観点から、抵抗Ｒ10、コンデンサＣ4及びコンデンサ７９により決まるＨＰＦのコーナー周波数が、測定する最低脈拍数の１／１０以下となるように設定することが望ましい。検出される波形のＳ／Ｎ比が十分ではない場合には、上記のＨＰＦのコーナー周波数が、測定する最低脈拍数の１／１０より大きく１／３以下となるように設定してもよい。When the second frequency
なお、上述した接続部５３の回路構成についての図４４（ｂ）、図４４（ｃ）についての変形例は、接続部５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０に適用してもよい。すなわち、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６と、第一プラグ６２のマイク端子６３との接続は、図４４（ａ）により示されるように、ＦＥＴ７２のゲート端子（Ｇ）とドレイン端子（Ｄ）を介して接続してもよい。または、図４４（ｂ）により示されるように、コンデンサ７９を介して接続してもよい。または、図４４（ｃ）により示されるように、直接接続してもよい。
In addition, the modification about FIG.44 (b) and FIG.44 (c) about the circuit structure of the
また、上記の実施形態及び変形例においては、情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９に入力された信号は、初めに信号入力部８７に入力されて入力処理を施される構成について説明した。入力処理を施すタイミングはこれに限定されない。例えば、情報処理装置２２，２５，２９に入力された信号は、第二周波数補償処理部７０又は第三周波数補償処理部７８による処理を受けた後に、信号入力部８７に入力されて入力処理を施される構成としてもよい。
In the above embodiment and modification, the signals input to the
また、上記の実施形態及び変形例においては、情報処理装置２３，２５，２７，２９に入力された信号に対して、波形等化処理を行った後に周波数補正処理を行う構成について説明したが、情報処理装置２３，２５，２７，２９に入力された信号の処理の順番は適宜変更してもよい。
Further, in the above-described embodiment and modification, the configuration has been described in which frequency correction processing is performed after waveform equalization processing is performed on signals input to the
また、上記の実施形態及び変形例においては、情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９によって信号入力部８７により処理を受けた信号を処理する構成について説明したが、入力された信号をＡＤ変換部８９によりデジタル信号に変換した後、他の情報処理装置によって信号処理を行ってもよい。例えば入力された信号情報を記録媒体に保存して、その記録媒体により他の情報処理装置に信号情報を写してもよく、入力された信号情報を無線又は有線により他の情報処理装置に信号情報を送ってもよい。
Also, in the above embodiment and modification, the configuration in which the
［１１−５．アンプについて］
アンプ８８が、１Ｈｚ付近を含む周波数成分の振幅を検出してゲインを変更するＡＧＣアンプである場合には、ＡＧＣ機能により、入力された信号の脈波のピークに応じてゲインが変更されて、アンプ８８による信号処理後に得られる信号の増幅の程度が変化する場合がある。このような動作が頻繁に繰り返されることにより、例えば数１０ｍｓｅｃ毎に信号のレベルが変わることになる。このため、第一センサ１２１又は第二センサ２１２により検出された信号を一定のゲインで増幅して、検体１０１における血管の脈波情報を反映した信号を得るためには、情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９に入力された信号が、ＡＧＣの影響を受けないようにしてアンプ８８により一定の増幅幅によって増幅されるよう構成されていることが好ましい。11-5. About the amplifier]
When the
このような構成として、以下に示す（１）〜（４）の例を挙げる。
（１）ＡＧＣ機能を有するアンプ８８のＡＧＣ機能を動作させないようにする、または脈波を検出する際にはＡＧＣ機能を有さないアンプ８８により信号を増幅させる。なお、電気信号を増幅するアンプ８８には、ＡＧＣ機能を有するＬＳＩ（Large Scale Integration；大規模集積回路）として回路構成されており、ＡＧＣ機能を任意にオフにできるよう設計されているものが知られている。
（２）第一センサ１２１又は第二センサ２１２により検出される脈波の信号の波形について、スパイク状の波形が入らないように脈波を容積脈波にまで補正した後に、ＡＧＣ機能を有するアンプ８８に信号を入力させる。
（３）Closed Cavityを形成して、第一センサ１２１又は第二センサ２１２と振動源とを閉鎖（閉じた状態）またはほぼ閉鎖された状態にして、血管の脈波情報に基づく脈動性信号を検出した場合には、第一センサ１２１又は第二センサ２１２を開放状態にして検出した場合と対比して信号が大きなレベルとして検出される。このため、第一センサ１２１又は第二センサ２１２により検出された信号を、アッテネータ（減衰器）、または抵抗分割回路により、ＡＧＣ機能が動作するよりも低いレベルにまで信号を減衰させた後に、ＡＧＣ機能を有するアンプ８８に信号を入力させる。この場合、第二周波数補償処理部７０又は第三周波数補償処理部７８において、増幅処理部１４１を備えておらず、増幅処理を施さないものとしてもよい。As such a configuration, the following examples (1) to (4) will be described.
(1) The AGC function of the
(2) An amplifier having an AGC function after correcting the pulse wave to a volume pulse wave so that a spike-like waveform does not enter for the waveform of the pulse wave signal detected by the
(3) Closed Cavity is formed, and the
（４）ＡＧＣ機能を有するアンプ８８のＡＧＣ機能が常に動作するように、第一センサ１２１又は第二センサ２１２により検出された信号に対して、ＡＧＣが働く信号を重畳させる。ここでは、図１８を参照して説明した第三実施形態について、正弦波発生器２３１及び加算処理部２３２を備えるようにした変形例を挙げて説明する。この第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置３ａは、一部の構成が上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様に構成されており、上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。
(4) A signal in which the AGC works is superimposed on the signal detected by the
図４７に示すように、第三実施形態の変形例に係る検体情報検出装置１３ａ及び検体情報処理装置３ａは、接続部５３ａが正弦波発生器２３１及び加算処理部２３２をさらに備える。正弦波発生器２３１は、脈波検出帯域より大きい周波数成分からなる、アンプ８８のＡＧＣ機能が動作する振幅レベルよりも大きい振幅の正弦波を発生するものである。加算処理部２３２は、第二周波数補償処理部７０により処理された信号と、正弦波発生器２３１により発生された信号とを加算したものを出力する電気回路である。検体情報検出装置１３ａでは、第二周波数補償処理部７０により処理された信号が、加算処理部２３２に入力されて、正弦波発生器２３１により発生される信号と加算される。この加算された信号が、ＦＥＴ７２に出力される。
As shown in FIG. 47, in the sample information detection apparatus 13a and the sample information processing apparatus 3a according to the modification of the third embodiment, the
図４８は、脈波が検出される１０Ｈｚ以下の周波数帯域と正弦波発生器２３１により発生させる正弦波の周波数との関係を説明するための図である。通常、脈波が検出される周波数帯域が１０Ｈｚ以下であることから、正弦波発生器２３１により発生される正弦波の周波数は数ｋＨｚオーダーである。正弦波発生器２３１により発生される正弦波の周波数が脈波が検出される周波数帯域よりも離れていることにより、信号がアンプ８８を通過した後に、例えばローパスフィルタにより、正弦波発生器２３１により発生された正弦波と、脈波が検出される周波数帯域に含まれる信号とを分離することができる。
FIG. 48 is a diagram for explaining the relationship between the frequency band of 10 Hz or less in which a pulse wave is detected and the frequency of a sine wave generated by the
上述した構成を備える検体情報処理装置３ａによれば、アンプ８８に入力された信号に対して、ＡＧＣ機能が常に動作するため、ＡＧＣによるアタックとリリースが繰りかえされることなく、検体１０１における血管の脈波情報を反映した信号を得ることが可能となる。
According to the sample information processing apparatus 3a having the above-described configuration, the AGC function always operates on the signal input to the
上述したＡＧＣが働く信号を重畳させる説明では、図４７を参照して第三実施形態の変形例について説明したが、検体情報検出ユニット３１，３２，３３により検出された信号に対して、アンプ８８に入力される前に、ＡＧＣが働く信号を重畳させることができるものであれば、これに限定されない。例えば、上述した説明では、接続部５３ａが正弦波発生器２３１及び加算処理部２３２を備える場合について説明したが、情報処理装置２３が正弦波発生器２３１及び加算処理部２３２を備えていてもよい。また、第一実施形態、第二実施形態、第四実施形態〜第六実施形態及びこれらの変形例、並びに第三実施形態の変形例について、正弦波発生器２３１及び加算処理部２３２を備えるものであっても同様に行うことができる。
In the description of superimposing the signal on which the AGC works as described above, the modification of the third embodiment has been described with reference to FIG. 47, but the
［１１−６．インシュレータを備えるマイクユニットについて］
上記の実施形態では、第一センサ１２１として、外部からの音信号を入力するイヤホンマイクのマイクロホンである場合について説明した。11-6. About the microphone unit equipped with an insulator]
The above embodiment has described the case where the
スマートフォンに用いられるイヤホンマイクとしては、左右一対のイヤホンと、このイヤホンとスマートフォンとを接続するコードと、このコードにおいてイヤホンとスマートフォンとの間に設けられるマイクロホンを備えるものが知られている。このようなマイクロホンを備えるマイクユニット３９を利用して脈波を検出する場合には、マイクユニット３９に設けられたセンサ取付部１１１の開口部１１２を指などの検体１０１の一部で抑えることで行う。このとき、例えば人差し指で開口部１１２を抑えるのであれば、マイクユニット３９を保持するために、マイクユニット３９を摘むようにして人差し指の逆側から親指で狭持する必要がある。
As earphone microphones used for smartphones, those equipped with a pair of left and right earphones, a cord for connecting the earphones and the smart phone, and a microphone provided between the earphone and the smart phone in this cord are known. When a pulse wave is detected using the
このとき、脈波の検出を十分に行うことができない場合がある。これは、上記の例であれば、脈波の検出は、血管１０２の脈動に起因する検体１０１の人差し指の皮膚１０３の振動によって生じる空気の振動を第一センサ１２１により検出することにより行うものであるが、親指側の皮膚の振動が干渉することによって、振動がキャンセルされているものと考えられる。
At this time, the pulse wave may not be detected sufficiently. In this example, in the above example, the pulse wave is detected by the
そこで、検体情報検出ユニット３１においてセンサ取付部１１１及び第一センサ１２１が設けられたマイクユニット３９は、センサ取付部１１１及び第一センサ１２１とが設けられる箇所以外の位置に、脈波検出帯域の振動を減衰させるインシュレータを備えていてもよい。
Therefore, the
図４９は、インシュレータ３２２を備えるマイクユニット３２１の構造の一例を模式的に表した図である。マイクユニット３２１の筐体１２６の圧力情報取込部１２２を有する面に、圧力情報取込部１２２の周囲を覆うようにして、開口部１１２を有するセンサ取付部１１１が設けられている。一方、筐体１２６のセンサ取付部１１１とは逆側の面に、インシュレータ３２２が設けられている。
FIG. 49 is a view schematically showing an example of the structure of the
図５０は、インシュレータ３２２を備えるマイクユニット３２１を人差し指３３１と親指３３２とで狭持する場合の一例を示す図である。人差し指３３１で開口部１１２を抑えるとともに、逆側からインシュレータ３２２を挟み込むようにして、親指３３２でマイクユニット３２１を狭持している。この状態で、人差し指３３１から脈波を検出することが出来る。
FIG. 50 is a view showing an example in which the
図５１は、インシュレータ３２２の伝達特性の一例を示す図である。図５１に示すように、脈波検出帯域である１０Ｈｚより大きい周波数帯域の振動は通過させるものであるが、脈波検出帯域である１０Ｈｚ以下の周波数帯域の振動を減衰させる伝達特性を有している。このような伝達特性を有するインシュレータ３２２としては、例えば、ジェル、シリコン、ゴム、ウレタン等の弾性の素材を用いることができる。
FIG. 51 is a diagram showing an example of the transfer characteristic of the
これにより、マイクユニット３２１を保持する親指３３２からの振動がインシュレータ３２２に伝わった場合であっても、インシュレータ３２２から筐体１２６へと伝わる周波数帯域の振動は減衰させることになる。このため、インシュレータ３２２を備えるマイクユニット３２１であれば、検体１０１の測定を行う部分にセンサ取付部１１１の開口部１１２を当接させるとともに、インシュレータ３２２が設けられた箇所を押さえて保持することによって、開口部１１２と当接する部位以外からの脈圧を減衰させて、Ｓ／Ｎ比の高い脈動性信号を得ることができる。また、インシュレータ３２２側からマイクユニット３２１を押さえていることにより、開口部１１２側に隙間を生じさせること無くクローズドキャビティを形成して脈動性信号の検出を行うことができる。
Thus, even if the vibration from the
［１１−７．両耳で脈動性信号を検出する場合について］
上記の実施形態では、検体情報検出ユニット３２，３３のＲイヤホンユニット３５における第二センサ２１２によって脈動性信号を検出する場合について説明した。脈動性信号の検出は、Ｒイヤホンユニット３５に限られず、Ｌイヤホンユニット３７によって検出してもよい。また、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７によって検出した信号の両方を用いて信号処理を行ってもよい。11-7. About detecting pulsating signal with both ears]
In the above embodiment, the case where the pulsatility signal is detected by the
図５２は、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７によってそれぞれ検出した信号を重ね合わせて表示した波形を表す図である。ここでは、Ｒイヤホンユニット３５によって検出された信号の波形を実線で、Ｒイヤホンユニット３５によって検出された信号の波形を破線で示している。図５２に示すように、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とは、同様の波形を示すことが分かる。中でも、負の値を示すピーク部分はおおむね一致している。
FIG. 52 is a diagram showing a waveform in which the signals detected by the
図５３は、図５２に示した波形について、負の値を示すピーク部分の一部を拡大して示すものである。図５３では、図５２と同様に、Ｒイヤホンユニット３５によって検出された信号の波形を実線で、Ｒイヤホンユニット３５によって検出された信号の波形を破線で示している。図５３に示すように、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号の波形とＬイヤホンユニット３７で得られた信号の波形とは、ピーク位置が約４ｍｓｅｃ程ずれている。これは、心臓から右耳と左耳までの距離がそれぞれ異なることが一因であると考えられる。
FIG. 53 is an enlarged view of a part of a peak portion indicating a negative value in the waveform shown in FIG. In FIG. 53, similarly to FIG. 52, the waveform of the signal detected by the
Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とでは、約４ｍｓｅｃ程のずれがあるとはいえ、波形全体として考えた場合には大きなずれではないと考えられる。このため、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号と、Ｌイヤホンユニット３７で得られた信号とを利用して信号処理を行うことで、単独の場合よりも有用な脈波波形を得ることができる。
Although there is a deviation of about 4 msec between the signal obtained by the
図５４（ａ）〜（ｃ）は、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを加算する、加算処理による信号処理の例を説明するための図である。図５４（ａ）は、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号の波形を表し、図５４（ｂ）はＬイヤホンユニット３７で得られた信号の波形を表す。このような波形を示す、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを加算した波形を示したのが図５４（ｃ）である。図５４（ｃ）に示すように、信号を加算することで、図５４（ａ）及び図５４（ｂ）に示す波形においてそれぞれ見られていたノイズが軽減されて、加算された信号のＳ／Ｎ比が向上していることが分かる。
54 (a) to 54 (c) are diagrams for explaining an example of signal processing by addition processing in which a signal obtained by the
外耳道１０４において検出される脈動性信号には、様々な要因によりノイズ（外乱）が含まれる。例えば、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７で検出された信号が、信号線３６，３８を介して情報処理装置２１，２２，２３，２５，２７，２９に入力されるまでに、信号線３６，３８が検体１０１の体や衣服等に触れることで、脈動性信号にノイズが発生することがある。また、血管の脈波情報に基づく信号以外の外来の音の信号が、第二センサ２１２によってノイズとして検出される場合がある。Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを加算処理することによって、左右のイヤホンユニットにおいてそれぞれ別に入ってきた信号を軽減することが出来るために有効である。
Pulsatility signals detected in the
図５５（ａ）〜（ｃ）は、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを積算する、積算処理による信号処理の例を説明するための図である。図５５（ａ）は、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号の波形を表し、図５５（ｂ）はＬイヤホンユニット３７で得られた信号の波形を表す。このような波形を示す、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号と、Ｌイヤホンユニット３７で得られた信号とを積算した波形を示したのが図５５（ｃ）である。図５５（ｃ）に示すように、信号を積算することで、脈波に含まれている信号の振幅に応じて、大きい信号部分が大きくなり、小さい信号部分が小さくなる波形として得られる。
55 (a) to 55 (c) are diagrams for explaining an example of signal processing by integration processing in which the signal obtained by the
以下に、加算処理を行う検体情報検出装置及び検体情報処理装置の変形例の構成について説明する。また、加算除算処理を行う検体情報検出装置及び検体情報処理装置の変形例の構成についても説明する。 Hereinafter, configurations of modified examples of the sample information detection apparatus and the sample information processing apparatus that perform addition processing will be described. In addition, configurations of modified examples of the sample information detection apparatus and the sample information processing apparatus that perform addition / division processing will also be described.
＜加算処理を行う検体情報処理装置の変形例＞
図１８を参照して説明した第三実施形態について、加算処理部２４１を備えるようにして、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを加算する加算処理を行う変形例を説明する。この第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置３ｂは、一部の構成が上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様に構成されており、上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。<Modification of Sample Information Processing Apparatus that Performs Addition Processing>
In the third embodiment described with reference to FIG. 18, the
検体情報処理装置３ｂの検体情報検出装置１３ｂでは、図５６に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、接続部５３ｂのスイッチ回路６８と接続され、Ｌイヤホンユニット３７の信号線３８が、接続部５３ｂのスイッチ回路８０と接続される。
Ｌイヤホンユニット３７は左耳の外耳道に挿入されるイヤホンユニットであって、Ｒイヤホンユニット３５と同様に構成されている。In the sample information detection apparatus 13b of the sample information processing apparatus 3b, as shown in FIG. 56, the
The
スイッチ回路６８は、信号線３６が、加算処理部２４１と接続するか、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５と接続するかを切り替えるスイッチ手段である。スイッチ回路８０は、信号線３８が、加算処理部２４１と接続するか、第一プラグ６２のＬイヤホン端子６６と接続するかを切り替えるスイッチ手段である。
The
スイッチ６９は、接続部５３ｂの外部からスイッチ回路６８，８０を操作可能に設けられたスイッチであり、スイッチ６９の操作により、スイッチ回路６８，８０の接続を同時に切り替えられるように構成されている。
The
加算処理部２４１は、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを加算する、加算処理を施すものである。加算処理部２４１により処理された信号は、第二周波数補償処理部７０に入力される。
The
上述した構成により、スイッチ回路６８，８０によって信号線３６，３８が加算処理部２４１と接続した場合には、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７におけるそれぞれの第二センサ２１２で検出された信号が、加算処理部２４１に入力される。さらに、加算処理部２４１により処理された信号が、第二周波数補償処理部７０、ＦＥＴ７２を介して、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２３の信号入力部８７に入力される。この場合、第二センサ２１２はマイクロフォンとして機能する。一方、スイッチ回路６８，８０によって信号線３６がＲイヤホン端子６５と接続し、信号線３８がＬイヤホン端子６６と接続した場合には、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７の第二センサ２１２へ音源９２からの音信号が入力される。この場合、第二センサ２１２はスピーカーとして機能する。
According to the configuration described above, when the
このように、検体情報検出装置１３ｂは、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７におけるそれぞれの第二センサ２１２により検出され、加算処理部２４１により加算された信号を、情報処理装置２３に出力する。これにより、ノイズが軽減されて、Ｓ／Ｎ比が向上した信号を出力することができる。
As described above, the sample information detection apparatus 13 b outputs, to the
上述した加算処理を行う変形例の説明では、図５６を参照して第三実施形態の変形例について説明したが、検体情報検出ユニット３２，３３により検出された信号について、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを加算する加算処理を行うものであれば、これに限定されない。例えば、第四実施形態〜第六実施形態及びこれらの変形例、並びに第三実施形態の変形例について、加算処理部２４１を備えるものであっても同様に行うことができる。
In the description of the modification for performing the addition processing described above, although the modification of the third embodiment has been described with reference to FIG. 56, the
＜加算除算処理を行う検体情報処理装置の変形例＞
図１８を参照して説明した第三実施形態について、波形乱れ検出部２５１，２５２、加算除算処理部２５３、及びセレクタ２５４を備えるようにして、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とについて加算と除算をする加算除算処理を行う変形例を説明する。この第三実施形態の変形例に係る検体情報処理装置３ｃは、一部の構成が上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様に構成されており、上述の第三実施形態に係る検体情報処理装置３と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。<Modification of Sample Information Processing Apparatus that Performs Addition and Division Processing>
The third embodiment described with reference to FIG. 18 includes the waveform
検体情報処理装置３ｃの検体情報検出装置１３ｃでは、図５７に示すように、Ｒイヤホンユニット３５の信号線３６が、接続部５３ｂのスイッチ回路６８と接続され、Ｌイヤホンユニット３７の信号線３８が、接続部５３ｂのスイッチ回路８０と接続される。
Ｌイヤホンユニット３７は左耳の外耳道に挿入されるイヤホンユニットであって、Ｒイヤホンユニット３５と同様に構成されている。In the sample information detection device 13c of the sample information processing device 3c, as shown in FIG. 57, the
The
スイッチ回路６８は、信号線３６が、波形乱れ検出部２５１及びセレクタ２５４の端子２５６と接続するか、第一プラグ６２のＲイヤホン端子６５と接続するかを切り替えるスイッチ手段である。スイッチ回路６８が、波形乱れ検出部２５１及びセレクタ２５４の端子２５６と接続する側に接続した場合、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号は、波形乱れ検出部２５１とセレクタ２５４の端子２５６にそれぞれ入力される。
The
スイッチ回路８０は、信号線３８が、波形乱れ検出部２５２及びセレクタ２５４の端子２５７と接続するか、第一プラグ６２のＬイヤホン端子６６と接続するかを切り替えるスイッチ手段である。スイッチ回路８０が、波形乱れ検出部２５２及びセレクタ２５４の端子２５７と接続する側に接続した場合、Ｌイヤホンユニット３７で得られた信号は、波形乱れ検出部２５２とセレクタ２５４の端子２５７にそれぞれ入力される。
The
スイッチ６９は、接続部５３ｃの外部からスイッチ回路６８，８０を操作可能に設けられたスイッチであり、スイッチ６９の操作により、スイッチ回路６８，８０の接続を同時に切り替えられるように構成されている。
The
波形乱れ検出部２５１，２５２は、入力された信号のレベルに応じて、波形の乱れの有無を表す「波形乱れ検出出力」をセレクタ２５４に出力するものである。波形乱れ検出部２５１，２５２の動作を図５８（ａ）、図５８（ｂ）を参照して説明する。
The waveform
図５８（ａ）は、波形乱れ検出部２５１，２５２に入力された脈波波形の一例を示す図であり、図中右側の５分の１程の領域において大きな外乱が表れている。このような波形の乱れは、電源電圧一杯に脈波の振幅を大きくして脈動性信号の検出を行っている際に、例えば、イヤホンリードとしての信号線３６，３８のいずれかが検体１０１の身体又は衣服等に触れた場合の結果として、脈波波形にパルス状の乱れが加わったことにより生じる。ここでは、波形乱れ検出部２５１，２５２は、図５８（ｂ）に示すように、波形乱れ検出出力として、波形の乱れを検出していない場合には信号０を出力する。一方で、脈波の波形がプラス側に振り切る程の一定以上のレベルを検出した場合には、リトリガブルのような設定で波形乱れを検出したことを表す信号１を出力する。
FIG. 58 (a) is a diagram showing an example of the pulse waveform inputted to the waveform
このとき、波形乱れ検出部２５１からの出力を波形乱れ検出出力Ａとし、波形乱れ検出部２５２からの出力を波形乱れ検出出力Ｂとして、これらがそれぞれセレクタ２５４の端子２５９，２６０に入力される。
At this time, the output from the waveform
セレクタ２５４は、入力されたＲイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを、それぞれセレクタ２５４の端子２５６，２５７から加算除算処理部２５３に出力する。なお、セレクタ２５４は、端子２５８が接地されている。
The
加算除算処理部２５３は、入力された二つの信号の加算を行い、次に２で除算する処理を行うものである。すなわち、加算除算処理部２５３は、入力された信号の平均を取った信号を出力する。具体的には、加算除算処理部２５３は、セレクタ２５４からＲイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号が入力され、これらの信号が平均された信号をセレクタ２５４の端子２５５に出力する。加算除算処理部２５３では、２で除算する処理について、例えば、アナログ回路で行う場合にはオペアンプ１個で行うことができ、ディジタル処理する場合にはでは１ビットシフトで行うことができる。
The addition /
セレクタ２５４では、波形乱れ検出出力Ａ，Ｂに応じて、第二周波数補償処理部７０に信号を出力する。波形乱れ検出出力Ａ，Ｂがともに信号０である場合には、加算除算処理部２５３により処理された、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号との平均を取った結果を出力する。波形乱れ検出出力Ａが０で波形乱れ検出出力Ｂが１である場合には、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号を出力する。波形乱れ検出出力Ａが１で波形乱れ検出出力Ｂが０ある場合には、Ｌイヤホンユニット３７で得られた信号を出力する。さらに、波形乱れ検出出力Ａ，Ｂがともに信号１である場合には、０Ｖをセレクタ２５４が選んで出力する。
The
上述した構成により、スイッチ回路６８，８０によって信号線３６，３８がそれぞれ波形乱れ検出部２５１，２５２とセクレタ２５４とに接続した場合には、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７におけるそれぞれの第二センサ２１２で検出された信号について、波形乱れ検出部２５１，２５２が波形の乱れを検出して波形乱れ検出出力Ａ，Ｂをセレクタ２５４に出力する。また、セレクタ２５４には、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７においてそれぞれ検出された信号が入力されて、これらの信号が加算除算処理部２５３に出力されて信号の平均をとる処理がなされる。セレクタ２５４からは、波形乱れ検出出力Ａ，Ｂに応じた信号が、第二周波数補償処理部７０、ＦＥＴ７２を介して、マイク端子６３に入力され、第一ジャック８１のマイク端子８３を介して情報処理装置２３の信号入力部８７に入力される。この場合、第二センサ２１２はマイクロフォンとして機能する。一方、スイッチ回路６８，８０によって信号線３６がＲイヤホン端子６５と接続し、信号線３８がＬイヤホン端子６６と接続した場合には、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７の第二センサ２１２へ音源９２からの音信号が入力される。この場合、第二センサ２１２はスピーカーとして機能する。
When the
このように、検体情報検出装置１３ｃは、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７におけるそれぞれの第二センサ２１２により検出された信号について、波形乱れ検出出力Ａ，Ｂに応じた信号を情報処理装置２３に出力する。このとき、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号との双方に乱れが無いのであれば、加算除算処理部２５３により平均を取る処理がなされることで、ノイズが軽減されてＳ／Ｎ比の向上した信号が出力される。また、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とのいずれかに乱れが無いのであれば、乱れが無い側の検出された信号を出力することができる。
As described above, the sample information detection device 13 c processes the signals corresponding to the waveform disturbance detection outputs A and B for the signals detected by the
本変形例に係る検体情報処理装置３ｃによれば、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とを加算してから２で除算して平均を取る加算除算処理を行い、Ｓ／Ｎ比が向上した信号を得ることができる。また、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号との波形の乱れに応じて、適切な信号を出力することができる。
According to the sample information processing apparatus 3c according to the present modification, the signal obtained by the
上述した加算除算処理を行う変形例の説明では、図５７を参照して第三実施形態の変形例について説明したが、検体情報検出ユニット３２，３３により検出された信号について、Ｒイヤホンユニット３５で得られた信号とＬイヤホンユニット３７で得られた信号とについて平均を取る加算除算処理を行うものであれば、これに限定されない。例えば、第四実施形態〜第六実施形態及びこれらの変形例、並びに第三実施形態の変形例について、波形乱れ検出部２５１，２５２、加算除算処理部２５３、及びセレクタ２５４を備えるものであっても同様に行うことができる。
In the description of the modification performing the addition division process described above, the modification of the third embodiment has been described with reference to FIG. 57, but the signals detected by the sample information detection units 32 and 33 are detected by the
［１１−８．イヤホンの形状について］
上記の実施形態においては、第二センサ２１２の筐体部２１１として、カナル型インナーイヤホンに用いられるイヤーピース２１３を用いることができることについて記載したが、イヤホンの形状はこれに限定されない。例えば、図５９（ａ）〜図５９（ｄ）に示すような、オープンエアー型とカナル型を合わせた形状を備えるハイブリッド型のイヤホンを用いてもよい。なお、図５９（ａ）〜図５９（ｄ）では、右耳に装着するイヤホンを示している。11-8. About the shape of the earphone]
Although the above embodiment has described that the
図５９（ａ）は、ハイブリッド型のイヤホン４０１について、図示しないドライバユニットが収納されたハウジング４０２に形成された第一開口部４０３を正面から見た場合の図を示す正面図である。図５９（ｂ）は、ハイブリッド型のイヤホン４０１の右側面図であり、ハウジング４０２の側面には第二開口部４０４が形成されている。図５９（ｃ）は、ハイブリッド型のイヤホン４０１の平面図であり、ハウジング４０２の側面上部には第三開口部４０５が形成されている。
FIG. 59 (a) is a front view showing a view of a
図５９（ｄ）は、ハイブリッド型のイヤホン４０１の斜視図であって、これらの図に示すように、ハイブリッド型のイヤホン４０１は、オープンエアー型のイヤホンのようにハウジング４０２は中央部が盛り上がった略円板形状部分を有しており、この略円板形状部分を耳珠に引っ掛けるようにして装着する。このとき、第一開口部４０３は略円板形状部分の端部であって、やや細まって形成された部分に設けられており、ハイブリッド型のイヤホン４０１を装着した際に、第一開口部４０３を外耳道１０４に向けるような形で装着することが可能となっている。これにより、ハイブリッド型のイヤホン４０１によれば、カナル型のイヤホンのように、外耳道１０４に挿入されたハウジング４０２の第一開口部４０３を通じて、イヤホンのドライバユニットと外耳道１０４とが連通して、空気振動を伝達するようになっている。
FIG. 59 (d) is a perspective view of the
このようなハイブリッド型のイヤホン４０１を装着した場合にも、外耳道の閉鎖レベルがほぼ閉鎖であるとみなすことができ、図２８（ｃ）の破線部に示すように、完全ではないもののクローズドキャビティを形成することができ、上述の波形等化処理により、微分要素が加わっている脈波から、外耳道の閉鎖レベルが完全に閉鎖の状態と同等の脈波を得ることが出来る。
Even when such a
なお、図５９（ａ）〜図５９（ｄ）では、ハウジング４０２の端部に第一開口部４０３が形成されたハイブリッド型のイヤホン４０１について説明したが、外耳道１０４に向けてドライバユニットと連通する開口部を、イヤーピース（イヤーチップ）により形成するものとしてもよい。例えば、オープンエアー型のイヤホンのように、ドライバユニットの振動面の正面部分が開放されている略円板状のハウジングを有しているイヤホンにおいて、この開放部分を覆うイヤーチップであって、外耳道１０４に向けて挿入される端部が開放されている構造を備えるものとしてもよい。
In FIGS. 59 (a) to 59 (d), although the
［１１−９．イヤーピースの素材について］
上記の実施形態においては、第二センサ２１２の筐体部２１１として、カナル型インナーイヤホンに用いられるイヤーピース２１３を用いることができることについて記載した。イヤーピース２１３としては、図１９に示すように、円筒状、ドーム形状、砲弾形状、又は釣鐘形状であるものが用いられているが、このイヤーピース２１３は、性質の異なる複数の材質で構成された、ハイブリッドの素材からなるものであってもよい。[11-9. About the material of the earpiece]
In the above embodiment, it has been described that the
例えば、凹状部２１４を形成している周囲の壁部であって、第二センサ２１２が設けられる内筒部分は、第二センサ２１２を装着した際に外れにくくするために、厚みを持たせるとともに、硬い素材により構成されることが好ましい。一方、内筒部分の外側を覆う、頂部２１６から端部２１７にかけての外筒部分は、外耳道１０４に挿入された際に変形して外耳道１０４にフィットするよう、内筒部分よりも柔らかい素材であることが好ましい。中でも、端部２１７は、外耳道１０４内部で広がって外耳道１０４を閉鎖しようとする点からは、頂部２１６よりも薄く形成されて、柔らかい素材により構成されていることが好ましい。
For example, a peripheral wall portion forming the
［１１−１０．イヤホンのドライバユニットについて］
上記の実施形態においては、第二センサ２１２として、イヤホンのダイナミックスピーカーをマイクロホンとして利用している場合を挙げて、ダイナミックスピーカーのドライバユニットにより脈波を検出することについて説明した。ここで、イヤホンにはドライバユニットが複数設けられている、ドライバユニットがハイブリッドのイヤホンが知られている。例えば、主に低音を出力するウーハーと、高音を出力するツイーターとの２種類のドライバユニットを備えるものがある。また、さらに中間の領域をカバーするドライバユニットを備えるものについても知られている。[11-10. About the earphone driver unit]
In the above embodiment, the case where the dynamic speaker of the earphone is used as the microphone as the
本発明の第二センサ２１２としては、このようなドライバユニットがハイブリッドのイヤホンを用いて脈波を検出することができる。このとき、ドライバユニットの周波数特性の適性の観点から、低音の出力に用いられるドライバユニット（ウーハー）を用いて脈波の検出を行うことが好ましい。
As the
［１１−１１．変形して外耳道を塞ぐイヤーピースについて］
上記の実施形態においては、第二センサ２１２の筐体部２１１として、カナル型インナーイヤホンに用いられるイヤーピース２１３を用いることができることについて記載した。ここでは、上記のイヤーピース２１３に替えて用いることができる、変形して外耳道１０４を塞ぐイヤーピースについて説明する。図６０は、変形して外耳道１０４を塞ぐイヤーピース５０１の構造を模式的に表す斜視図であり、イヤーピース５０１を構成する内筒部５１１を実線で示し、外筒部５２１を二点鎖線で示している。[11-11. About earpieces that deform and block the ear canal]
In the above embodiment, it has been described that the
変形して外耳道１０４を塞ぐイヤーピース５０１は、図６１（ａ）に示すように、第二センサ２１２としてのイヤホンのドライバユニット５３１を収納するハウジング５３２に形成された開口部５３３に装着されて、外耳道１０４における外部開口部１０５に挿入されるイヤーピースである。イヤーピース５０１は、図６０に示すように、筒状の円錐台状に形成されてイヤホンのハウジング５３２に設けられた開口部５３３と連通する内筒部５１１と、内筒部５１１の外周を覆うように筒状に形成される外筒部５２１とを有している。内筒部５１１及び外筒部５２１は、ともに弾性を有するシリコン素材で形成されている。
The
内筒部５１１は、外筒部５２１と連接する連接端部５１２と、イヤホンが装着されてイヤホンの開口部５３３と連通する装着端部５１３とを有している。連接端部５１２は、内筒部５１１における開口面積が大きい端部であり、装着端部５１３は、内筒部５１２における開口面積が小さい端部である。イヤホンが装着端部５１３に装着されることで、イヤーピース５０１を外耳道１０４に挿入した際に、イヤホンのハウジング５３２に設けられた開口部５３３を介して、イヤホンのドライバユニット５３１と外耳道１０４とが連通するようになっている。
The inner
内筒部５１１の外周において、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが、周方向に環状に、且つ連続的に形成されている。第一係合突起５１４は、連接端部５１２に近い側に形成されており、第二係合突起５１５は、装着端部５１３に近い側に形成されている。内筒部５１１において、連接端部５１２と第一係合突起５１４との間を第一壁部５１６といい、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５との間を第二壁部５１７という。
On the outer periphery of the inner
外筒部５２１は、連接端部５１２から内筒部５１１の外側に、反転するようにして折り曲げて延出されることで形成されている。これにより、外筒部５２１は、連接端部５１２を頂部とした、ドーム形状、砲弾形状、又は釣鐘形状をとっている。
The outer
図６１（ａ）、図６１（ｂ）は、イヤーピース５０１と外耳道１０４との関係を模式的に示す図であり、外耳道１０４、イヤーピース５０１、及び第二センサ２１２の断面を図示している。図６１（ａ）は、イヤーピース５０１の装着端部５１３に第二センサ２１２が装着されており、イヤーピース５０１が外耳１０７の外耳道１０４に挿入されている状態を示している。この状態では、外筒部５２１が外耳道１０４の内壁と接触して、外筒部５２１によって外耳道の閉鎖レベルが「ほぼ閉鎖」となっている。
61 (a) and 61 (b) schematically show the relationship between the
第二センサ２１２を外耳道１０４に向けて押し込む力を加えることで、内筒部５１１が屈曲変形して、図６１（ｂ）に示す状態となる。このとき、第一壁部５１６と第二壁部５１７とが屈曲することにより、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが向かい合うように内筒部５１１が変形する。本実施形態に係る内筒部５１１は、押し込む力が働く装着端部５１３が、押し込まれる力が働く連接端部５１２よりも開口面積が小さい、すなわち径が小さく形成されている。このため、装着端部５１３側に外耳道１０４に向けて押し込むように力が加えられた場合、第一壁部５１６が内筒部５１１の外側に向けて凸状に屈曲するとともに、第二壁部５１７が内筒部５１１の内側に向けて凹状に屈曲することで、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが向かい合うとともに係合する。このとき、第一壁部５１６と第二壁部５１７とが屈曲されていることにより、内筒部５１１が外筒部５２１を外耳道１０４の内壁に向けて拡開する。これにより、外筒部５２１が広がることで、外耳道１０４をいっそう確実に塞ぐことが可能となる。この状態では、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが係合しており、内筒部５１１及び外筒部５２１の弾性力が付与されているため、第二センサ２１２を外耳道１０４に向けて押し込む力を解除したとしても、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５との係合状態が維持される。
By applying a force that pushes the
第二センサ２１２を外耳道１０４とは反対側に引くことで、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５との係合状態が解除され、内筒部５１１及び外筒部５２１による拡開も解除されて、図６１（ａ）の状態に戻る。さらに第二センサ２１２を引くことで、第二センサ２１２及びイヤーピース５０１を外耳道１０４から引き出すことができる。
By pulling the
変形して外耳道１０４を塞ぐイヤーピース５０１によれば、カナル型のイヤーピースを用いたインナー密閉型イヤホンと比べて、より外耳道の閉鎖レベルを上げることが可能になる。これにより、検出される脈動性信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
According to the
上述した説明では、第二センサ２１２を引くことで、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５との係合状態が解除される場合について説明したが、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが係合した状態で第二センサ２１２を外耳道１０４に向けて押すことで、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５との係合状態が解除される構成としてもよい。この場合には、例えば、内筒部５１１を形成する素材の硬さ、又は内筒部５１１における第一係合突起５１４と第二係合突起５１５の大きさ、及び第一壁部５１６と第二壁部５１７の長さ若しくは厚み等を調整すればよい。
In the above description, the case where the engagement state between the
また、内筒部５１１、並びに第一係合突起５１４及び第二係合突起５１５の形状は上述した説明の態様に限定されず、内筒部５１１が屈曲変形して第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが係合するものであれば適宜変更してもよい。例えば、内筒部５１１を筒状の円錐台状に形成するとともに、連接端部５１２が内筒部５１１における開口面積が小さい端部であり、装着端部５１３が内筒部５１２における開口面積が大きい端部となるように形成してもよく、第一係合突起５１４及び第二係合突起５１５が、内筒部５１１の内周に形成されるものであってもよい。この場合、第一壁部５１６が内筒部５１１の外側に向けて凹状に屈曲するとともに、第二壁部５１７が内筒部５１１の外側に向けて凸状に屈曲することで、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが向かい合うとともに係合する。また、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが、周方向に環状に、且つ連続的に形成されている場合について説明したが、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とは、断続的に形成されていてもよい。
Further, the shapes of the inner
第三実施形態〜第六実施形態及びこれらの変形例に係る検体情報検出ユニット３２，３３の、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７には、上述した変形して外耳道１０４を塞ぐイヤーピース５０１を適用することができる。
In the
［１１−１２．変形して外耳道を塞ぐイヤーピースの変形例について］
変形して外耳道１０４を塞ぐイヤーピースは、第一係合突起５１４と第二係合突起５１５とが、内筒部５１１の外周において、周方向に環状に、且つ断続的に形成されているとともに、さらに、らせん状の溝部５１８を備えるものであってもよい。図６２は、この外耳道１０４を塞ぐイヤーピースの変形例であるイヤーピース５０２の構造を模式的に表す斜視図である。この変形例に係るイヤーピース５０２は、一部の構成が上述のイヤーピース５０１と同様に構成されており、上述のイヤーピース５０１と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。[11-12. On a modification of the earpiece that deforms and blocks the ear canal]
The earpiece, which is deformed to close the
イヤーピース５０２は、内筒部５１１の外周において、周方向に環状に、且つ断続的に、第一係合突起５１４ａ，５１４ｂと、第二係合突起５１５ａ，５１５ｂとが形成されている。第一係合突起５１４ａ，５１４ｂは、連接端部５１２に近い側に形成されており、第二係合突起５１５ａ，５１５ｂは、装着端部５１３に近い側に形成されている。第一係合突起５１４ａ，５１４ｂの間の間隙の長さは、少なくとも第二係合突起５１５ａ，５１５ｂがそれぞれ挿入される長さとなるよう形成されている。第二係合突起５１５ａ，５１５ｂは、第一係合突起５１４ａ，５１４ｂの間の間隙の周方向の位置に対向する位置に配置されるように形成されている。
In the
内筒部５１１において、第一係合突起５１４ａ，５１４ｂと、第二係合突起５１５ａ，５１５ｂとの間の第二壁部５１７の外周に、らせん状に溝部５１８が、内筒部５１１を一周するようにして形成されている。溝部５１８は、イヤーピース５０２の中心軸Ｉ−Ｉ’に対して、装着端部５１３の側から見た場合に反時計回りに連接端部５１２の側に向かうようらせん状に形成されている。
In the
第二センサ２１２を外耳道１０４に向けて押し込むことで、内筒部５１１が屈曲変形する。このとき、内筒部５１１は、溝部５１８の形状にあわせて、イヤーピース５０２の中心軸Ｉ−Ｉ’に対して、装着端部５１３の側から見た場合に反時計回りとなるように、ねじれる（ひねる）とともに、図６１（ｂ）を参照して説明したイヤーピース５０１と同様に第一壁部５１６と第二壁部５１７とが屈曲する。さらに、内筒部５１１がねじれることで、第一係合突起５１４ａ，５１４ｂと、第二係合突起５１５ａ，５１５ｂとの位置関係が変化することで、内筒部５１１が屈曲変形する際に、第一係合突起５１４ａ，５１４ｂの端部と、第二係合突起５１５ａ，５１５ｂの端部とが係合する。この状態で、内筒部５１１が外筒部５２１を外耳道１０４の内壁に向けて拡開し、係合状態が維持される。
By pushing the
イヤーピース５０２では、係合状態において、第二センサ２１２を時計回りにひねることで、内筒部５１１も同じく時計回りにひねる力を受けて、第一係合突起５１４ａ，５１４ｂの端部と、第二係合突起５１５ａ，５１５ｂの端部との係合状態が解除され、内筒部５１１及び外筒部５２１による拡開も解除されて、図６１（ａ）の状態に戻る。
In the
本変形例に係るイヤーピース５０２によれば、上述のイヤーピース５０１で得られる効果に加えて、イヤーピース５０２及び第二センサ２１２による外耳道１０４の閉鎖を容易に行うことができる。特に、イヤーピース５０２屈曲変形がねじり（回転）によって引き起こされるため、押し込む場合と比較して外耳１０７への負担を軽減することができる。
According to the
第三実施形態〜第六実施形態及びこれらの変形例に係る検体情報検出ユニット３２，３３の、Ｒイヤホンユニット３５及びＬイヤホンユニット３７には、上述した変形して外耳道１０４を塞ぐイヤーピース５０２を適用することができる。
The
［１１−１３．検体情報検出ユニットの変形例について］
＜検体情報検出ユニットとヘッドホン＞
上記の実施形態においては、検体情報検出ユニット３２，３３が、Ｒイヤホンユニット３５とＬイヤホンユニット３７とを備えているイヤホンであって、図１９に示すように、Ｒイヤホンユニット３５が筐体部２１１をそなえる場合について説明した。また、筐体部２１１が外耳道１０４における外部開口部１０５を塞いで外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成可能に検体１０１の外耳１０７に装着することのできるものである場合について説明した。すなわち、検体情報検出ユニット３２，３３が、筐体部２１１のイヤーピース２１３を外耳道１０４に挿入してこれを塞いで装着した状態で使用する、いわゆるカナル型のインナーイヤータイプのヘッドホン（カナル型のインナーイヤーイヤホン）である場合について説明した。[11-13. About Modification of Specimen Information Detection Unit]
<Sample information detection unit and headphones>
In the above embodiment, the sample information detection units 32, 33 are earphones including the
検体情報検出ユニットは、上記の実施形態の構成に限定されず、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成可能に検体１０１に装着することのできる筐体部を備えるものであればよい。すなわち、筐体部を検体１０１の外耳１０７に装着した際に、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、第二センサ２１２とが、閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９を形成するものであればよい。
The sample information detection unit is not limited to the configuration of the above embodiment, and includes a housing that can be attached to the
言い換えれば、検体情報検出ユニットを装着した際に、空洞１０９が閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造を形成し、空洞１０９内の容積が一定に保たれるような構成を備えていればよい。これにより、血管の脈動に伴う外耳道１０４の皮膚または鼓膜部分の振動によって生じる空気の振動が空洞１０９内の空気を伝わり、この振動を第二センサ２１２で検出することができる。よって、検体情報検出ユニットが、検体１０１の脈動性信号を、脈動性信号に起因し空洞１０９内を伝播する圧力情報として検出することができる。
In other words, when the specimen information detection unit is mounted, the cavity 109 may be closed or substantially closed, and the volume may be kept constant. Thereby, the vibration of the air generated by the vibration of the skin or tympanic membrane portion of the
このような検体情報検出ユニット６１１としては、図６３に示すように、耳介１０８の上の位置６０１に筐体部６１２を装着した状態で使用する、オンイヤータイプのヘッドホンを用いることができる（図６４）。または、検体情報検出ユニット６２１として、図６３に示すように、耳介１０８の周囲を覆う位置６０２に筐体部６２２を装着した状態で使用する、アラウンドイヤータイプ（またはオーバーイヤータイプとも呼ばれる。）のヘッドホンを用いることができる（図６７）。これらのオンイヤータイプのヘッドホンとアラウンドイヤータイプのヘッドホンは、あわせてオーバーヘッドタイプのヘッドホンとも呼ばれる。
As such a sample
＜オンイヤータイプのヘッドホンに係る変形例＞
（オンイヤータイプのヘッドホンの構造）
オンイヤータイプのヘッドホンである検体情報検出ユニット６１１は、図６４に示すように、第二センサ２１２を内蔵する左右一対の筐体部６１２と、筐体部６１２に接続されて検体１０１へ筐体部６１２を装着するための装着部材６１５とを備えている。<Modification of the on-ear type headphone>
(Structure of on-ear type headphones)
The sample
筐体部６１２は内部に第二センサ２１２を備え、第二センサ２１２を収納するハウジング６１３と、ハウジング６１３に取り付けられるイヤーパッド６１４を備えている。
The
ハウジング６１３は、合成樹脂、金属、又は木材等の硬質の素材よりなり、内部に空間を有する背の低い円筒状またはドーム状に形成されている。ハウジング６１３は、イヤーパッド６１４の形状及び大きさにあわせて、耳介１０８の上の位置６０１と同程度の大きさの長円状または楕円状に形成されている。
The
ハウジング６１３の内部の空間にはドライバユニットが収納されている。検体情報検出ユニット６１１をヘッドホンとして利用して音楽等を聴く場合には、ドライバユニットはヘッドホンのスピーカーユニットとして機能する。検体情報検出ユニット６１１は、このドライバユニットを、第二センサ２１２として利用している。ドライバユニットとして、ダイナミック型、バランスドアーマチュア型、コンデンサ型を用いることができるのは、上述の実施形態の場合と同様である。
A driver unit is accommodated in the space inside the
ハウジング６１３には、検体１０１が検体情報検出ユニット６１１を装着した際に検体１０１と向き合う側の面に開口部を有しており、この開口部をイヤーパッド６１４が塞ぐようにして設けられている。ハウジング６１３の内部のドライバユニットには、この開口部とイヤーパッド６１４を通じて外部の空気の振動が伝わるようになっている。
The
ハウジング６１３には、上述した開口部以外の部分が密閉されている密閉型（クローズドタイプ）と、開口部以外の部分が開放されている開放型（オープンエアタイプ）と、密閉型と開放型との中間的に閉じられた半開放型（セミオープンタイプ）のものが存在する。密閉型の場合には、検体１０１が検体情報検出ユニット６１１を装着した際に、外耳道１０４の閉鎖レベルを高めることができるため、脈動性信号の検出には好ましい。半開放型の場合であっても、密閉型の場合よりも外耳道１０４の閉鎖レベルは低下するものの、脈動性信号の検出は可能である。ここでは、ハウジング６１３が密閉型の場合について説明する。
In the
イヤーパッド６１４は、略円盤状に形成されたクッション性のある内部材と、内部材を覆い検体１０１と接触する外部材からなる。内部材は合成樹脂またはゴムを原料とし、弾力変形する多孔質の素材であり、中央部がやや窪んだ略円盤状に形成されている。内部材の素材は主にウレタンが用いられる。外部材は、合成皮革、人工皮革、布、または合成樹脂からなる、柔軟性を有する薄いシート状の部材である。イヤーパッド６１４はハウジングの上述した開口部を覆うことで、検体１０１が検体情報検出ユニット６１１を装着した際に、検体１０１と接触する部分に取り付けられている。
The
筐体部６１２は左耳用と右耳用との一対を備えてなり、装着部材６１５はこの一対の筐体部６１２の間を連結している。装着部材６１５は略Ｃ字状に形成され、その両端部分に筐体部６１２がイヤーパッド６１４部分を内側に向け合うように取り付けられている。装着部材６１５は略Ｃ字状の両端部分を内側部分に向けて張力を付勢するよう形成されている。装着部材６１５は伸縮可能または折りたたみ可能に作られている。これにより、筐体部６１２の間の長さを、所定の長さとなるようにして位置決めすることができる。このため、検体１０１の頭部の大きさまたは耳介１０８の位置に併せて装着部材６１５の長さを伸長または短縮させることで、検体１０１が検体情報検出ユニット６１１を装着する際に、筐体部６１２がそれぞれ右耳と左耳の位置に来るようにして装着することができる。また、装着部材６１５が折りたたみ可能な場合には、折りたたみ部分を使用時には延ばし、収納時または運搬時には折りたたむことで、省スペースな保存と容易な運搬が可能となる。
The
検体１０１は、耳介１０８の上の位置６０１にイヤーパッド６１４をあてて、装着部材６１５を頭の上に掛けるようにして検体情報検出ユニット６１１を頭に装着する。イヤーパッド６１４は装着部材６１５の張力によって頭部に押し付けられるようにして圧迫を受け、頭部及び耳介１０８の形状にあわせて変形する。これにより、検体１０１は、イヤーパッド６１４と、頭部及び耳介１０８との間に隙間が生じるのを防ぐようにして、検体情報検出ユニット６１１を装着することができる。このとき、イヤーパッド６１４は、鼓膜１０６と第二センサ２１２の間に介在し、空気の振動を透過することができる。
The
検体１０１が検体情報検出ユニット６１１を装着した際に、筐体部６１２のイヤーパッド６１４と耳介１０８とが気密をとるようにして接触することで、外耳道１０４が外部の空間から塞がれる。これにより、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、筐体部６１２とによって、外耳道１０４が閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となるよう空洞１０９が形成される。すなわち、外耳道１０４内部の空間と、外耳道１０４とイヤーパッド６１４との間の空間と、筐体部６１２の内部の空間とからなる空洞１０９が形成される。これにより、外耳道１０４の内部または鼓膜１０６に存在する血管の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、第二センサ２１２が検体１０１における血管の脈動性信号を検出することができる。
When the
（オンイヤータイプのヘッドホンの外耳道の閉鎖レベルと周波数特性と波形等化処理）
上述のようにして、筐体部６１２により外耳道１０４を塞ぐことで外耳道１０４が閉鎖された空間構造となるようにすることができる。しかしながら、実際には、イヤーパッド６１４の内部材の多孔質部分、または外部材の素材自体が有する空隙、または筐体部６１２のハウジング６１２が密閉型で無い場合の隙間が存在する場合がある。または、イヤーパッド６１４と検体１０１の頭部または耳介１０８との間は、イヤーパッドの頭部または耳介１０８の形状にあわせた変形が不十分であったり、もしくは毛髪が挟まったりなどして、空隙が生じる場合がある。このような要素が存在するために、外耳道１０４を完全には閉鎖できない場合があるといえる。よって、筐体部６１２により外耳道１０４を塞ぐことで、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞として形成することになる。(Closed level and frequency characteristics of the ear canal of on-ear type headphones and waveform equalization processing)
As described above, the
検体情報検出ユニット６１１を用いて、外耳道の閉鎖レベルがほぼ閉鎖の場合に、第二センサ２１２により検出される脈動性信号について、周波数特性は図６５（ａ）のように表される。完全に外耳道１０４を閉鎖できないことから、高周波数領域ではフラットな周波数特性であるものの、脈波情報検出帯域である０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域を含む領域が、外耳道の閉鎖レベルに応じて減衰してＧａｉｎが落ちることで、検出される脈波の波形が影響を受けることになる。
The frequency characteristic of the pulsatility signal detected by the
検体情報検出ユニット６１１を用いた場合には、図６５（ｂ）に示すように、脈波検出帯域である０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域を含む領域のゲインの減衰にあわせて、信号のゲインを上昇させるような周波数補償である波形等化処理を行う。すなわち、脈波検出帯域を含む低周波数領域のゲインの低下を補償するようにして、低周波数領域のゲインを増幅させるような周波数補償を行えばよい。
When the sample
なお、筐体部として、カナル型のインナーイヤーイヤホンに用いられるイヤーピース２１３を用いた場合では、ヘッドホンに比べて密閉性がよいため、図２３（ａ）に示すように、脈波検出帯域付近で減衰してＧａｉｎが落ちる。これに対して、検体情報検出ユニット６１１では、一般に脈波検出帯域付近よりも、カナル型のインナーイヤーイヤホンと比較すると高い領域から減衰してＧａｉｎが落ちるため、脈波検出帯域付近のゲインの低下が安定しているという特徴がある。しかしながら、例えば、検体情報検出ユニット６１１の装着の仕方や、イヤーパッド６１４の耳介１０８へのフィット具合、筐体部６１２の密閉度合等により、外耳道１０４の閉鎖レベルが影響を受けることによって、図６５（ａ）に示すような周波数特性の減衰は変化する。このため、この変化に応じて補償を行うブースト量を変化させて周波数補償を行う必要がある。
In the case where the
外耳道の閉鎖レベルとイヤホンの種類との関係を図２８に示したが、オンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合には、外耳道の閉鎖レベルが少し閉鎖よりも閉鎖レベルが低く、Ｏｐｅｎに近いレベルであると解される。すなわち、図２８（ｃ）の実線部に示したカナル型のイヤホンと呼ばれるイヤホンを装着した場合よりも外耳道の閉鎖レベルが低く、図２８（ｂ）の実線部に示したオープンイヤホンを装着した場合よりも外耳道の閉鎖レベルが高いと推測される。 The relationship between the closure level of the ear canal and the type of earphone is shown in FIG. 28. However, when on-ear type headphones are used, the closure level of the ear canal is slightly lower than that of closure and close to Open It is understood that. That is, the closing level of the ear canal is lower than when the earphone called the canal type earphone shown in the solid line in FIG. 28 (c) is attached and the open earphone shown in the solid line in FIG. 28 (b) It is estimated that the level of closure of the ear canal is higher than that.
（オンイヤータイプのヘッドホンによる脈波の検出）
検体情報検出ユニット６１１を用いて、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成するようにして血管の脈動性信号を検出した際に得られる波形の一例を表すのが図６６（ａ）である。さらに、図６６（ａ）の波形を示す脈動性信号を積分することで、図６６（ｂ）の波形を示す脈波が得られる。(Detection of pulse wave with on-ear type headphones)
An example of a waveform obtained when a pulsatility signal of a blood vessel is detected by using the sample
このとき、図６６（ａ），図６６（ｂ）の波形と、図２５（ａ）〜図２５（ｃ）の各波形とを比較すると、図６６（ａ）の波形は図２５（ｃ）の加速度脈波と同様の波形であり、図６６（ｂ）の波形は図２５（ｂ）の速度脈波と同様の波形であることが分かる。また、図２４（ａ）〜図２４（ｃ）の各波形と比較すると、図６６（ａ）の波形は加速度脈波に近い図２４（ｂ）の波形よりもピークが明りょうであることが分かる。また、図６６（ｂ）の波形は速度脈波に近い図２４（ａ）の波形よりもピークが明りょうであることが分かる。 At this time, comparing the waveforms of FIG. 66 (a) and FIG. 66 (b) with the respective waveforms of FIG. 25 (a) to FIG. 25 (c), the waveform of FIG. 66 (a) is FIG. The waveform shown in FIG. 66 (b) is similar to that of the velocity pulse wave shown in FIG. 25 (b). Moreover, compared with each waveform of FIG. 24 (a)-FIG.24 (c), the peak of the waveform of FIG. 66 (a) is clearer than the waveform of FIG. 24 (b) near acceleration plethysm I understand. Also, it can be seen that the waveform in FIG. 66 (b) has a clearer peak than the waveform in FIG. 24 (a) which is close to the velocity pulse wave.
このことから、検体情報検出ユニット６１１としてオンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合には、カナル型のインナーイヤーイヤホンを用いた場合よりも、ピークが明りょうでＳ／Ｎ比に優れた脈動性信号を検出できることがわかる。また、加速度脈波に近い波形が得られることから、ほぼ１回微分が加わった状態で脈動性信号が検出されたことが分かる。
From this, when the on-ear type headphone is used as the sample
これは、図６５（ａ）に示したように、検体情報検出ユニット６１１としてオンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合には、脈波検出帯域付近よりも高い領域から減衰してＧａｉｎが落ちる周波数特性であることが影響しているものと考えられる。また、オンイヤータイプの場合には、カナル型のインナーイヤーイヤホンの場合よりも外耳道の閉鎖レベルが低いため、空気の漏れによる微分要素が強くなることで、１回微分が加わった状態で脈動性信号が検出されたと推測される。
This is because, as shown in FIG. 65A, when on-ear type headphones are used as the sample
ここで、一般的にヘッドホンのダイヤフラムの直径は、データ上では、カナル型のインナーイヤーイヤホンの場合であれば、８．８ｍｍφから１２．５ｍｍφとされている。一方、オンイヤータイプ又はアラウンドイヤータイプの場合であれば、３０ｍｍφから５３ｍｍφとされている。なお、これらの値はダイヤフラムの周りのフリンジを含めた外形であり、振動に寄与するダイヤフラムの有効径は上記の値よりも小さくなる。仮に、上記のこれらのデータ上のダイヤフラム径を利用してそのまま面積を求めてみると、８ｍｍφと５３ｍｍφでは、面積比で約３３倍の差がある。 Here, in general, in the case of a canal-type inner-ear earphone, the diameter of a headphone diaphragm is set to 8.8 mmφ to 12.5 mmφ in data. On the other hand, in the case of the on-ear type or the around-ear type, it is from 30 mmφ to 53 mmφ. These values are an outline including the fringe around the diaphragm, and the effective diameter of the diaphragm contributing to the vibration is smaller than the above values. If the area is directly determined using the diameter of the diaphragm on the above data, there is a difference of about 33 times in area ratio between 8 mmφ and 53 mmφ.
また、カナル型のインナーイヤーイヤホンを外耳道１０４に挿入した時に形成される空洞１０９の容積は２ｃｃであるとされている。一方、オンイヤータイプ又はアラウンドイヤータイプの場合であれば、ヘッドホンの容積は約６ｃｃとされている。このことから、計算上は約一桁、オンイヤータイプ又はアラウンドイヤータイプのヘッドホンの方が検出される信号が大きいことになる。さらには、上述のようにダイヤフラムの有効径にはより大きい差があるため、これらの信号差はより大きくなると推測される。
The volume of the cavity 109 formed when the canal type inner ear earphone is inserted into the
以上を総合すると、オンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合には、カナル型のインナーイヤーイヤホンの場合よりも外耳道の閉鎖レベルが低いために空気が漏れることで、血管の脈動に起因して生じる空気の振動の周波数の検出感度が弱まるようにも思われる。しかしながら、オンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合には、そのダイヤフラム部分の大きさ、すなわち第二センサとして機能するドライバユニットの感度が高いことと、空洞１０９の容積が大きい。これにより、検体情報検出ユニット６１１としてオンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合には、カナル型のインナーイヤーイヤホンの場合よりも、高感度に脈動性信号の検出を行うことができるものと考えられる。
Taken together, when using the on-ear type headphones, air leaks because the closing level of the ear canal is lower than that of the canal type inner-ear earphone, and the air vibrates due to the pulsation of blood vessels. It seems that the detection sensitivity of the frequency of. However, when the on-ear type headphone is used, the size of the diaphragm portion, that is, the sensitivity of the driver unit functioning as the second sensor is high, and the volume of the cavity 109 is large. Thereby, when the on-ear type headphone is used as the sample
＜アラウンドイヤータイプのヘッドホンに係る変形例＞
（アラウンドイヤータイプのヘッドホンの構造）
アラウンドイヤータイプのヘッドホンである検体情報検出ユニット６２１は、図６７に示すように、第二センサ２１２を内蔵する左右一対の筐体部６２２と、筐体部６２２に接続されて検体１０１へ筐体部６２２を装着するための装着部材６２５とを備えている。検体情報検出ユニット６２１は、一部の構成が上述の検体情報検出ユニット６１１と同様に構成されており、上述の検体情報検出ユニット６１１と同様のものについては説明を省略する。<Modification of headphone of around-ear type>
(Structure of around-ear type headphones)
As shown in FIG. 67, the sample
筐体部６２２は、内部に第二センサ２１２を備え、第二センサ２１２を収納するハウジング６２３と、ハウジング６２３に取り付けられるイヤーパッド６２４を備えている。なお、図６７では、一方のイヤーパッド６２４が図示手前側を向き、他方のイヤーパッド６２４が図示奥側を向けるようにして示しているが、使用時には一対の筐体部６２２がイヤーパッド６２４部分を内側に向けあうようにして装着する。
The
ハウジング６２３は、ハウジング６１３と同様に構成されているが、イヤーパッド６２４の形状及び大きさにあわせて、耳介１０８の上の位置６０１よりも一回り大きく、耳介１０８を覆う位置６０２と同程度の大きさの長円状または楕円状に形成されている。
The
イヤーパッド６２４は、イヤーパッド６１４と同様に構成されているが、内部材が耳介１０８を覆う位置６０２と同程度の大きさとなる略円環状に形成された円環部を有し、これを外部材が覆っている。また、この円環部は、検体１０１が検体情報検出ユニット６２１を装着した際に、円環部の内側部分が耳介１０８を圧迫しない程度の厚みをもって形成されている。さらに、イヤーパッド６２４は、円環部の内側部分において、ハウジングの開口部を覆うように取り付けられている。
The
装着部材６２５は、装着部材６１５と同様に構成されている。
The mounting
検体１０１は、耳介１０８を覆う位置６０２にイヤーパッド６２４をあてて、装着部材６２５を頭の上に掛けるようにして検体情報検出ユニット６２１を頭に装着する。このとき、イヤーパッド６２４の円環部の内側部分に耳介１０８が収まるようにして装着する。イヤーパッド６２４は装着部材６２５の張力によって頭部に押し付けられるようにして圧迫を受け、頭部の形状にあわせて変形する。これにより、検体１０１は、イヤーパッド６２４と、頭部との間に隙間が生じるのを防ぐようにして、検体情報検出ユニット６２１を装着することができる。このとき、イヤーパッド６２４は、円環部の内側部分が鼓膜１０６と第二センサ２１２の間に介在し、空気の振動を透過することができる。
The
検体１０１が検体情報検出ユニット６２１を装着した際に、筐体部６２２のイヤーパッド６２４と頭部とが気密をとるようにして接触することで、外耳道１０４が外部の空間から塞がれる。これにより、外耳道１０４と、鼓膜１０６と、筐体部６２２とによって、外耳道１０４が閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となるよう空洞１０９が形成される。すなわち、外耳道１０４内部の空間と、外耳道１０４とイヤーパッド６２４に囲まれた部分の空間と、筐体部６２２の内部の空間とからなる空洞１０９が形成される。これにより、外耳道１０４の内部または鼓膜１０６に存在する血管の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、第二センサ２１２が検体１０１における血管の脈動性信号を検出することができる。
When the
（アラウンドイヤータイプのヘッドホンの外耳道の閉鎖レベルと周波数特性と波形等化処理）
上述のようにして、筐体部６２２により外耳道１０４を塞ぐことで外耳道１０４が閉鎖された空間構造となるようにすることができる。しかしながら、筐体部６１２と同様に、実際には、空隙が生じて外耳道１０４を完全には閉鎖できない場合があるといえる。よって、筐体部６２２により外耳道１０４を塞ぐことで、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞として形成することになる。(Closed level and frequency characteristics of the ear canal of around-ear type headphones and waveform equalization processing)
As described above, the
検体情報検出ユニット６２１を用いた場合の周波数特性は、検体情報検出ユニット６１１と同様に、図６５（ａ）のように表される。検体情報検出ユニット６２１を用いた場合には、図６５（ｂ）に示すように、脈波検出帯域である０．１〜１０Ｈｚの低周波数領域を含む領域のゲインの減衰にあわせて、信号のゲインを上昇させるような周波数補償である波形等化処理を行う。すなわち、脈波検出帯域を含む低周波数領域のゲインの低下を補償するようにして、低周波数領域のゲインを増幅させるような周波数補償を行えばよい。
Similar to the sample
アラウンドイヤータイプのヘッドホンを用いた場合の外耳道の閉鎖レベルは、オンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合と同等と推測される。 The closure level of the ear canal in the case of using the around-ear type headphones is presumed to be equivalent to that in the case of using the on-ear type headphones.
（アラウンドイヤータイプのヘッドホンによる脈波の検出）
検体情報検出ユニット６２１を用いて、外耳道１０４を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞１０９として形成するようにして血管の脈動性信号を検出した際に得られる波形の一例を表すのが図６８（ａ）である。さらに、図６８（ａ）の波形を示す脈動性信号を積分することで、図６８（ｂ）の波形を示す脈波が得られる。(Detection of pulse wave with around ear type headphones)
An example of a waveform obtained when a pulsatility signal of a blood vessel is detected by using the sample
このとき、図６８（ａ），図６８（ｂ）の波形は、図６６（ａ），図６６（ｂ）の波形と同様の波形として得られている。このことから、検体情報検出ユニット６２１としてアラウンドイヤータイプのヘッドホンを用いた場合にも、オンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合と同様に、カナル型のインナーイヤーイヤホンを用いた場合よりも、ピークが明りょうであって、より加速度脈波に近い波形が検出できることがわかる。
At this time, the waveforms of FIG. 68 (a) and FIG. 68 (b) are obtained as the same waveforms as the waveforms of FIG. 66 (a) and FIG. 66 (b). From this, even when using the around-ear type headphone as the sample
よって、アラウンドイヤータイプのヘッドホンを用いた場合には、オンイヤータイプのヘッドホンを用いた場合と同様に、ダイヤフラム部分の大きさ、すなわち第二センサ２１２として機能するドライバユニットの感度が高いことと、空洞１０９の容積が大きいことにより、高感度に脈動性信号の検出を行うことができるものと考えられる。
Therefore, when using the around-ear type headphone, the size of the diaphragm portion, that is, the sensitivity of the driver unit functioning as the
＜オーバーヘッドタイプのヘッドホンの適用例＞
上述したオーバーヘッドタイプのヘッドホンである検体情報検出ユニット６１１，６２１の適用例としては、例えば、救急車で搬送される患者への利用が挙げられる。カナル型のインナーイヤーイヤホンである検体情報検出ユニット３２，３３の場合には、装着時に、検体情報検出ユニット３２，３３を患者の外耳道１０４に向けて挿入して、外部開口部１０５を塞ぐように押し込む必要があった。また、検体情報検出ユニット３２，３３では、患者が動いた際に筐体部２１１が外耳道１０４から抜け落ちて、外れてしまうことがあった。一方、検体情報検出ユニット６１１，６２１によれば、筐体部６１２，６２２の間を広げて、患者の両耳を挟む込むようにして装着できるため、インナーイヤータイプの場合よりも手早く装着することができる。また、筐体部６１２，６２２を装着部材６１５，６２５によって頭部または耳介１０８に押し付けるようにして装着することから、患者が動いても外れにくく、さらには外耳道の閉鎖レベルを保った状態で、脈動性信号を検出することができる。<Example of application of overhead type headphones>
As an application example of the sample
＜その他ヘッドホンの変形例＞
上述の検体情報検出ユニット６１１，６２１は、筐体部６１２，６２２が密閉型の場合について説明したが、半密閉型の場合でも脈動性信号の検出を行うことができる。このとき、外耳道の閉鎖レベルがさらに低下すると考えられるため、閉鎖レベルの低下に応じた波形等化処理を行えばよい。<Other examples of headphones>
Although the above-mentioned sample
筐体部６１２，６２２は通常、左耳用と右耳用との一対を備えるが、筐体部６１２，６２２を１個だけ備えるものであってもよい。この場合、１個の筐体部６１２，６２２のイヤーパッド６１４，６２４が、装着部材６１５，６２５の他端部によって検体１０１の頭部または耳介１０８に圧迫されて変形することにより装着される。
Although the
装着部材６１５，６２５が、筐体部６１２，６２２を連結して、装着時に首の周りを周回する形状を有するネックバンドとともに、耳介１０８に引っ掛けるループ状の構造を有するものであってもよい。このような装着部材を有するヘッドホンは、いわゆるネックバンドタイプと呼ばれる。この場合、ネックバンド部分の張力により筐体部６１２，６２２を耳介１０８に押し付けて、外耳道１０４の閉鎖レベルが脈動性信号の検出に十分な程度となるよう圧迫することが好ましい。
The mounting
［１１−１４．検体情報検出ユニットの変形例とゲイン切り替えについて］
上述の通り、検体情報検出ユニット３２，３３として、カナル型のインナーイヤータイプ、オンイヤータイプ、またはアラウンドイヤータイプのいずれかのヘッドホンを用いることができる。しかしながら、通常、オンイヤータイプまたはアラウンドイヤータイプのヘッドホンの場合は、インナーイヤータイプのヘッドホンの場合よりも検出される信号が大きく、情報処理装置２３，２５，２７，２９に入力される信号が飽和することがある。また、センサ２１２により得られる信号レベルは、センサ２１２として用いられるドライバユニットドライバユニットの特性によっても影響を受ける。[11-14. Modification of Sample Information Detection Unit and Gain Switching]
As described above, headphones of any of canal type inner ear type, on ear type, or around ear type can be used as the sample information detection units 32 and 33. However, in the case of the on-ear type or around-ear type headphones, the signal detected is usually larger than in the case of the inner-ear type headphones, and the signals input to the
このような検体情報検出ユニット３２，３３から出力される信号のレベルの相違について、適切なゲインに自動的に補正することが好ましい。中でも、検体情報検出ユニット３２，３３から出力された信号が飽和する場合に信号を減衰させることが好ましい。これにより、検体情報検出ユニット３２，３３によって検出される信号のレベルが変化したとしても、自動的にゲインを切り替えて、信号レベルが調整された適切な信号を報処理装置２３，２５，２７，２９に入力することができる。
It is preferable to automatically correct such differences in the levels of the signals output from the sample information detection units 32 and 33 to appropriate gains. Among them, it is preferable to attenuate the signal when the signals output from the sample information detection units 32 and 33 are saturated. As a result, even if the level of the signal detected by the sample information detection unit 32, 33 changes, the gain is automatically switched, and the appropriate signal whose signal level has been adjusted is reported by the
［１２．付記］
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。[12. Appendix]
Further, the following appendices will be disclosed regarding the above embodiment.
（付記１）
検体に当接する部位に開口部を有するとともに、該開口部と連通する空洞を内部に有し、該開口部を該検体に対向させて該検体に装着された状態で該空洞が閉鎖された空間構造を形成するセンサ取付部と、該センサ取付部に設けられ、該検体における血管の脈波情報に基づく脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該開口部を通じ入力され該空洞を伝播する圧力情報として検出する第一センサとが設けられた検体情報検出ユニットと、
該第一センサにより検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第一周波数補償処理部とを備える検体情報検出装置であって、
該第一センサは、外部からの音信号を入力するマイクロホンであり、
該検体情報検出装置は、上記の第一周波数補償処理部により処理された信号を出力することを特徴とする、検体情報検出装置。(Supplementary Note 1)
A space having an opening at a portion in contact with the sample and a cavity communicating with the opening inside, and the space is closed when the cavity is attached to the sample with the opening facing the sample. A sensor mounting portion forming a structure, and a pulsating signal based on pulse wave information of a blood vessel in the sample provided in the sensor mounting portion are input through the opening and propagate through the cavity due to the pulsating signal A sample information detection unit provided with a first sensor that detects pressure information;
A specimen information detection apparatus comprising: a first frequency compensation processing unit that performs frequency compensation processing for amplifying a gain in a low frequency region to a detection signal detected by the first sensor;
The first sensor is a microphone for inputting an external sound signal,
A sample information detection apparatus characterized in that the sample information detection apparatus outputs a signal processed by the first frequency compensation processing unit.
（付記２）
該検体情報検出ユニットにおいて該センサ取付部及び該第一センサが設けられたマイクユニットが、該センサ取付部及び該第一センサとが設けられる箇所以外の位置に、脈波検出帯域の振動を減衰させるインシュレータを備える
ことを特徴とする、付記１記載の検体情報検出装置。(Supplementary Note 2)
In the sample information detection unit, the sensor mounting portion and the microphone unit provided with the first sensor attenuate the vibration of the pulse wave detection band at a position other than the portion where the sensor mounting portion and the first sensor are provided. The sample information detection apparatus according to
（付記３）
付記１または付記２に記載の検体情報検出装置と情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、
該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部を備え、
上記の第一周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、
上記の第一周波数補償処理部により処理された信号が、該信号入力部に入力される
ことを特徴とする、検体情報処理装置。(Supplementary Note 3)
A sample information processing apparatus comprising the sample information detection apparatus according to
The information processing apparatus includes a signal input unit that performs an input process on the input signal to reduce the gain of the low frequency region,
The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the first frequency compensation processing unit described above is a processing for compensating for the reduction in gain due to the input processing in the above-mentioned signal input unit,
A sample information processing apparatus, wherein a signal processed by the first frequency compensation processing unit is input to the signal input unit.
（付記４）
上記の信号入力部により処理された信号に対して、該脈波情報の有する周波数帯域で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう周波数補正処理を施すことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理部を備えて構成された
ことを特徴とする、付記３記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 4)
At least pulsation is performed on the signal processed by the above signal input unit by performing frequency correction processing that performs at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in a frequency band of the pulse wave information. The sample information processing apparatus according to
（付記５）
検体情報検出装置と情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、
該検体情報検出装置は、検体に当接する部位に開口部を有するとともに、該開口部と連通する空洞を内部に有し、該開口部を該検体に対向させて該検体に装着された状態で該空洞が閉鎖された空間構造を形成するセンサ取付部と、該センサ取付部に設けられ、該検体における血管の脈波情報に基づく脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該開口部を通じ入力され該空洞を伝播する圧力情報として検出する第一センサとが設けられた検体情報検出ユニットを備え、
該第一センサは、外部からの音信号を入力するマイクロホンであり、
該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部と、該信号入力部により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第一周波数補償処理部とを備え、
上記の第一周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、
上記の第一センサにより検出された検出信号が、該信号入力部に入力される
ことを特徴とする、検体情報処理装置。(Supplementary Note 5)
A sample information processing apparatus comprising a sample information detection apparatus and an information processing apparatus, comprising:
The sample information detection apparatus has an opening at a portion in contact with the sample and a cavity communicating with the opening in the inside, the opening being opposed to the sample and mounted on the sample. A sensor mounting portion forming a closed space structure of the cavity, and a pulsating signal provided in the sensor mounting portion, based on pulse wave information of a blood vessel in the sample, are derived from the pulsating signal through the opening An analyte information detection unit provided with a first sensor that detects pressure information that is input and propagates through the cavity;
The first sensor is a microphone for inputting an external sound signal,
The information processing apparatus performs a signal input unit that performs an input process to reduce the gain of a low frequency region to an input signal, and a gain of a low frequency region to a signal processed by the signal input unit. A first frequency compensation processing unit for performing frequency compensation processing for amplification;
The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the first frequency compensation processing unit described above is a processing for compensating for the reduction in gain due to the input processing in the above-mentioned signal input unit,
A sample information processing apparatus, wherein a detection signal detected by the first sensor is input to the signal input unit.
（付記６）
上記の第一周波数補償処理部により処理された信号に対して、該脈波情報の有する周波数帯域で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう周波数補正処理を施すことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理部を備えて構成された
ことを特徴とする、付記５記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 6)
By performing frequency correction processing to perform at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in the frequency band of the pulse wave information to the signal processed by the first frequency compensation processing unit. The sample information processing apparatus according to
（付記７）
該検体情報検出ユニットにおいて該センサ取付部及び該第一センサが設けられたマイクユニットが、該センサ取付部及び該第一センサとが設けられる箇所以外の位置に、脈波検出帯域の振動を減衰させるインシュレータを備える
ことを特徴とする、付記５又は付記６に記載の検体情報処理装置。(Appendix 7)
In the sample information detection unit, the sensor mounting portion and the microphone unit provided with the first sensor attenuate the vibration of the pulse wave detection band at a position other than the portion where the sensor mounting portion and the first sensor are provided. The specimen information processing apparatus according to
（付記８）
検体の外耳道を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞として形成可能に該検体の外耳に装着することのできる筐体部と、該筐体部に設けられ、該外耳道における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該空洞内を伝播する圧力情報として検出する該第二センサとが設けられた検体情報検出ユニットと、
該第二センサにより検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第二周波数補償処理部と備える検体情報検出装置であって、
該第二センサは、入力された信号に応じて空気振動を生じさせるスピーカーとして機能するものであり、
該検体情報検出装置は、上記の第二周波数補償処理部により処理された信号を出力する
ことを特徴とする、検体情報検出装置。(Supplementary Note 8)
A housing capable of being attached to the outer ear of the sample, which can be formed as a cavity forming a closed or substantially closed space structure, and a pulsating signal of a blood vessel in the outer ear canal An analyte information detection unit provided with the second sensor that detects the pressure information that propagates in the cavity due to the pulsatility signal;
An analyte information detection apparatus comprising: a second frequency compensation processing unit that performs frequency compensation processing for amplifying a gain in a low frequency region to a detection signal detected by the second sensor;
The second sensor functions as a speaker that generates air vibration in response to an input signal,
A sample information detection apparatus characterized in that the sample information detection apparatus outputs a signal processed by the second frequency compensation processing unit.
（付記９）
該第二周波数補償処理部が、該第二センサにより検出された検出信号に対して、信号を増幅させる処理を施す
ことを特徴とする、付記８記載の検体情報検出装置。(Appendix 9)
The sample information detection apparatus according to
（付記１０）
付記８または付記９記載の検体情報検出装置と情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、
該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部を備え、
上記の第二周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、
上記の第二周波数補償処理部により処理された信号が、該信号入力部に入力される
ことを特徴とする、検体情報処理装置。(Supplementary Note 10)
A sample information processing apparatus comprising the sample information detection apparatus according to
The information processing apparatus includes a signal input unit that performs an input process on the input signal to reduce the gain of the low frequency region,
The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the second frequency compensation processing unit described above is a processing for compensating for the reduction in gain due to the input processing in the signal input unit,
A sample information processing apparatus, wherein a signal processed by the second frequency compensation processing unit is input to the signal input unit.
（付記１１）
第二周波数補償処理部が、上記の血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させる処理を更に施し、
該検体情報処理装置が、該検体情報検出装置に出力する信号に対して、該脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す出力処理部を備え、
該出力処理部により処理された信号が、該第二センサに入力される
ことを特徴とする、付記１０に記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 11)
A process in which the second frequency compensation processing unit attenuates frequency components higher than the pulse wave information detection band, which is a frequency band in which pulse wave information of blood vessels is detected, and passes frequency components in the pulse wave information detection band Give more
The sample information processing apparatus attenuates the frequency component of the pulse wave information detection band with respect to the signal output to the sample information detection device, and passes the frequency component higher than the pulse wave information detection band. Equipped with an output processing unit,
The sample information processing apparatus according to
（付記１２）
上記の信号入力部により処理された信号に対して、上記の第二センサにより検出される信号の周波数特性における低周波領域のゲインの低下を補償するように、該低周波領域のゲインを増幅させる波形等化処理を施す波形等化処理部を備える
ことを特徴とする、付記１０または付記１１に記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 12)
The gain of the low frequency region is amplified so as to compensate for the reduction of the gain of the low frequency region in the frequency characteristic of the signal detected by the second sensor with respect to the signal processed by the signal input unit. The specimen information processing apparatus according to
（付記１３）
上記の波形等化処理部により処理された信号に対して、該脈波情報の有する周波数帯域で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう周波数補正処理を施すことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理部を備えて構成された
ことを特徴とする、付記１２記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 13)
By performing frequency correction processing to perform at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in the frequency band of the pulse wave information on the signal processed by the above waveform equalization processing unit, The sample information processing apparatus according to
（付記１４）
該検体情報検出ユニットが、該筐体部と該第二センサとが設けられたイヤホンユニットを左右の耳に対応して一対備え、
上記のそれぞれのイヤホンユニットに由来する信号を加算する加算処理部を備える
ことを特徴とする、付記１０〜１３のいずれか１項に記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 14)
The sample information detection unit is provided with a pair of earphone units provided with the casing and the second sensor corresponding to the left and right ears,
15. The sample information processing apparatus according to any one of
（付記１５）
検体情報検出装置と情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、
該検体情報検出装置は、検体の外耳道を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞として形成可能に該検体の外耳に装着することのできる筐体部と、該筐体部に設けられ、該外耳道における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該空洞内を伝播する圧力情報として検出する該第二センサとが設けられた検体情報検出ユニットを備え、
該第二センサは、入力された信号に応じて空気振動を生じさせるスピーカーとして機能するものであり、
該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部と、
該信号入力部により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第二周波数補償処理部とを備え、
上記の第二周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、
上記の第二センサにより検出された検出信号が、該信号入力部に入力される
ことを特徴とする、検体情報処理装置。(Supplementary Note 15)
A sample information processing apparatus comprising a sample information detection apparatus and an information processing apparatus, comprising:
The sample information detection apparatus is provided in a housing unit which can be attached to the outer ear of the sample so as to be able to be formed as a cavity that forms a closed or substantially closed space structure in the external ear canal of the sample; The sample information detection unit is provided with a second sensor for detecting a pulsating signal of a blood vessel in the ear canal as pressure information caused by the pulsating signal and propagating in the cavity.
The second sensor functions as a speaker that generates air vibration in response to an input signal,
A signal input unit that performs an input process of reducing the gain of a low frequency region to an input signal;
A second frequency compensation processing unit that performs frequency compensation processing for amplifying a gain in a low frequency region to the signal processed by the signal input unit;
The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the second frequency compensation processing unit described above is a processing for compensating for the reduction in gain due to the input processing in the signal input unit,
A sample information processing apparatus, wherein a detection signal detected by the second sensor is input to the signal input unit.
（付記１６）
該第二周波数補償処理部が、該第二センサにより検出された検出信号に対して、信号を増幅させる処理を施す
ことを特徴とする、付記１５記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 16)
The sample information processing apparatus according to
（付記１７）
第二周波数補償処理部が、上記の血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させる処理を更に施し、
該検体情報処理装置が、該検体情報検出装置に出力する信号に対して、該脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す出力処理部を備え、
該出力処理部により処理された信号が、該第二センサに入力される
ことを特徴とする、付記１５または付記１６に記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 17)
A process in which the second frequency compensation processing unit attenuates frequency components higher than the pulse wave information detection band, which is a frequency band in which pulse wave information of blood vessels is detected, and passes frequency components in the pulse wave information detection band Give more
The sample information processing apparatus attenuates the frequency component of the pulse wave information detection band with respect to the signal output to the sample information detection device, and passes the frequency component higher than the pulse wave information detection band. Equipped with an output processing unit,
The sample information processing apparatus according to
（付記１８）
上記の第二周波数補償処理部により処理された信号に対して、上記の第二センサにより検出される信号の周波数特性における低周波領域のゲインの低下を補償するように、該低周波領域のゲインを増幅させる波形等化処理を施す波形等化処理部を備える
ことを特徴とする、付記１５〜１７のいずれか１項に記載の検体情報処理装置。(Appendix 18)
The gain of the low frequency region is compensated for the signal processed by the second frequency compensation processing unit so as to compensate for the decrease in the gain of the low frequency region in the frequency characteristic of the signal detected by the second sensor. 20. The sample information processing apparatus according to any one of
（付記１９）
上記の波形等化処理部により処理された信号に対して、該脈波情報の有する周波数帯域で少なくとも増幅動作、積分動作および微分動作のうちの１つの動作を行なう周波数補正処理を施すことにより、少なくとも脈動性容積信号、脈動性速度信号および脈動性加速度信号のうちの１つの信号を取り出す周波数補正処理部を備えて構成された
ことを特徴とする、付記１８記載の検体情報処理装置。(Appendix 19)
By performing frequency correction processing to perform at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in the frequency band of the pulse wave information on the signal processed by the above waveform equalization processing unit, 24. The sample information processing apparatus according to claim 18, further comprising: a frequency correction processing unit for extracting at least one of the pulsating volume signal, the pulsating velocity signal, and the pulsating acceleration signal.
（付記２０）
該検体情報検出ユニットが、該筐体部と該第二センサとが設けられたイヤホンユニットを左右の耳に対応して一対備え、
上記のそれぞれのイヤホンユニットに由来する信号を加算する加算処理部を備える
ことを特徴とする、付記１５〜１９のいずれか１項に記載の検体情報処理装置。(Supplementary Note 20)
The sample information detection unit is provided with a pair of earphone units provided with the casing and the second sensor corresponding to the left and right ears,
15. The sample information processing apparatus according to any one of
（付記２１）
イヤホンに装着されて外耳道における外部開口部に挿入されるイヤーピースであって、
該イヤーピースは、筒状に形成されて該イヤホンの開口部と連通する内筒部と、該内筒部の外周を覆うように筒状に形成される外筒部とを有し、
該内筒部は、該外筒部と連接する連接端部と、該イヤホンが装着されて該開口部と連通する装着端部とを有し、該内筒部の外周方向において、該連接端部の側に第一係合突起が環状に形成され、該装着端部の側に第二係合突起が環状に形成されており、
該外筒部は、該連接端部から該内筒部の外側に折り曲げて延出されて形成されており、
該連接端部と該第一係合突起との間の壁部と、該第一係合突起と該第二係合突起との間の壁部とが屈曲することにより、該第一係合突起と該第二係合突起とが向かい合うように該内筒部が屈曲変形した状態で、該第一係合突起と該第二係合突起とが係合して、該内筒部が該外筒部を拡開する
ことを特徴とする、イヤーピース。(Supplementary Note 21)
An earpiece attached to an earphone and inserted into an external opening in an ear canal,
The earpiece has an inner cylindrical portion formed in a cylindrical shape and in communication with the opening of the earphone, and an outer cylindrical portion formed in a cylindrical shape so as to cover the outer periphery of the inner cylindrical portion.
The inner cylindrical portion has a connecting end connected to the outer cylindrical portion, and a mounting end on which the earphone is mounted and in communication with the opening, the connecting end in the outer circumferential direction of the inner cylindrical portion. A first engagement projection is annularly formed on the side of the portion, and a second engagement projection is annularly formed on the side of the mounting end,
The outer cylindrical portion is formed by bending and extending from the connecting end to the outside of the inner cylindrical portion,
The first engagement is achieved by bending a wall between the joint end and the first engagement protrusion and a wall between the first engagement protrusion and the second engagement protrusion. In a state in which the inner cylindrical portion is bent and deformed such that the protrusion and the second engagement protrusion face each other, the first engagement protrusion and the second engagement protrusion are engaged, and the inner cylindrical portion is engaged with the second engagement protrusion. An earpiece characterized by expanding an outer cylinder part.
（付記２２）
該内筒部が筒状の円錐台状に形成されており、
該連接端部は、該内筒部における開口面積が大きい端部であり、
該装着端部は、該内筒部における開口面積が小さい端部であり、
該連接端部と該第一係合突起との間の壁部が凸状に屈曲するとともに、該第一係合突起と該第二係合突起との間の壁部が凹状に屈曲する
ことを特徴とする、付記２１記載のイヤーピース。(Supplementary Note 22)
The inner cylindrical portion is formed in a cylindrical truncated cone shape,
The connecting end is an end having a large opening area in the inner cylindrical portion,
The mounting end is an end with a small opening area in the inner cylindrical portion,
The wall between the articulated end and the first engagement protrusion is bent in a convex manner, and the wall between the first engagement protrusion and the second engagement protrusion is bent in a concave manner. 24. The earpiece according to
（付記２３）
該第一係合突起及び該第二係合突起がそれぞれ断続的に形成されており、
上記の断続的に形成されている該第一係合突起の間の間隙の長さは、少なくとも該第二係合突起が挿入される長さであり、
上記の断続的に形成されている該第二係合突起は、上記の断続的に形成されている該第一係合突起の間の間隙の周方向の位置に対向する位置ように形成されており、
上記の該第一係合突起と該第二係合突起との間の壁部の外周にらせん状に溝が形成されており、
該内筒部が屈曲変形する際に、該第一係合突起の端部と該第二係合突起の端部とが係合する
ことを特徴とする、付記２３記載のイヤーピース。(Supplementary Note 23)
The first engagement protrusion and the second engagement protrusion are each intermittently formed;
The length of the gap between the above-mentioned intermittently formed first engagement projections is a length at which at least the second engagement projections are inserted,
The second engagement projections, which are formed intermittently, are formed to be opposed to the circumferential position of the gap between the first engagement projections, which are formed intermittently. Yes,
A spiral groove is formed on an outer periphery of a wall portion between the first engagement protrusion and the second engagement protrusion.
24. The earpiece according to
（付記２４）
付記２１〜２３の何れか１項に記載のイヤーピースと、
ドライバユニットを収納するハウジングとを備え、
該ハウジングに形成された開口部を覆うように該イヤーピースが装着される
ことを特徴とする、イヤホン。(Supplementary Note 24)
The earpiece according to any one of appendices 21-23,
And a housing for housing the driver unit,
An earphone, wherein the earpiece is mounted so as to cover an opening formed in the housing.
１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０ 検体情報処理装置
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０ 検体情報検出装置
２１，２２，２３，２５，２７，２９ 情報処理装置
３１，３２，３３ 検体情報検出ユニット
３５ Ｒイヤホンユニット（イヤホン）
３７ Ｌイヤホンユニット（イヤホン）
３９ マイクユニット
４２ 第二プラグ
４３ 第二プラグのグランド端子
４４ 第二プラグのＲイヤホン端子（イヤホン端子）
４５ 第二プラグのＬイヤホン端子（イヤホン端子）
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０ 接続部
６１ 第一周波数補償処理部
６２ 第一プラグ
６３ 第一プラグのマイク端子（マイク端子）
６５ 第一プラグのＲイヤホン端子（イヤホン端子）
６６ 第一プラグのＬイヤホン端子（イヤホン端子）
６８ スイッチ回路
７０ 第二周波数補償処理部
７３ 第二ジャック
７８ 第三周波数補償処理部
８１ 第一ジャック
８７ 信号入力部
９０ 周波数補正処理部
９３ 波形等化処理部
１０１ 検体
１０２ 血管
１１１ センサ取付部
１１２ 開口部
１１３ 空洞
１２１ 第一センサ
２１１ 筐体部
２１２ 第二センサ
２４１ 加算処理部
３０１ スマートフォン
３０２ マイクユニット
３０３ ケース（筐体）
３０４ 音孔
３１１ スマートフォンカバー
３１２ 開口部
３１３ 取付部
３１４ 空洞
５０１，５０２ イヤーピース
５１１ 内筒部
５１２ 連接端部
５１３ 装着端部
５１４，５１４ａ，５１４ｂ 第一係合突起
５１５，５１５ａ，５１５ｂ 第二係合突起
５１６ 第一壁部
５１７ 第二壁部
５１８ 溝部
５２１ 外筒部
５３１ ドライバユニット
５３２ ハウジング
５３３ 開口部
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 Sample
37 L earphone unit (earphone)
39
45 2nd plug L earphone terminal (earphone terminal)
51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60
65 1st plug R earphone terminal (earphone terminal)
66 1st plug L earphone terminal (earphone terminal)
68
304
Claims (14)
該検体情報検出装置は、検体に当接する部位に開口部を有するとともに、該開口部と連通する空洞を内部に有し、該開口部を該検体に対向させて該検体に装着された状態で該空洞が閉鎖された空間構造を形成するセンサ取付部と、該センサ取付部に設けられ、該検体における血管の脈波情報に基づく脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該開口部を通じ入力され該空洞を伝播する圧力情報として検出する第一センサとが設けられた検体情報検出ユニットと、
該第一センサにより検出された検出信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第一周波数補償処理部とを備える検体情報検出装置であって、
該第一センサは、外部からの音信号を入力するマイクロホンであり、
該検体情報検出装置は、上記の第一周波数補償処理部により処理された信号を出力し、
該検体情報検出ユニットにおいて該センサ取付部及び該第一センサが設けられたマイクユニットが、該センサ取付部及び該第一センサとが設けられる箇所以外の位置に、脈波検出帯域の振動を減衰させるインシュレータを備え、
該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部を備え、
上記の第一周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、
上記の第一周波数補償処理部により処理された信号が、該信号入力部に入力される
ことを特徴とする、検体情報処理装置。 A sample information processing apparatus comprising a sample information detection apparatus and an information processing apparatus, comprising:
The sample information detection apparatus has an opening at a portion in contact with the sample and a cavity communicating with the opening in the inside, the opening being opposed to the sample and mounted on the sample. A sensor mounting portion forming a closed space structure of the cavity, and a pulsating signal provided in the sensor mounting portion, based on pulse wave information of a blood vessel in the sample, are derived from the pulsating signal through the opening An analyte information detection unit provided with a first sensor that detects pressure information that is input and propagates through the cavity;
A specimen information detection apparatus comprising: a first frequency compensation processing unit that performs frequency compensation processing for amplifying a gain in a low frequency region to a detection signal detected by the first sensor;
The first sensor is a microphone for inputting an external sound signal,
The sample information detection apparatus outputs the signal processed by the first frequency compensation processing unit described above,
In the sample information detection unit, the sensor mounting portion and the microphone unit provided with the first sensor attenuate the vibration of the pulse wave detection band at a position other than the portion where the sensor mounting portion and the first sensor are provided. with an insulator to be,
The information processing apparatus includes a signal input unit that performs an input process on the input signal to reduce the gain of the low frequency region,
The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the first frequency compensation processing unit described above is a processing for compensating for the reduction in gain due to the input processing in the above-mentioned signal input unit,
A sample information processing apparatus , wherein a signal processed by the first frequency compensation processing unit is input to the signal input unit .
ことを特徴とする、請求項１記載の検体情報処理装置。 At least pulsation is performed on the signal processed by the above signal input unit by performing frequency correction processing that performs at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in a frequency band of the pulse wave information. sexual capacity signal, characterized in that it is configured with a frequency correction unit that extracts one signal among the pulsatility speed signal and pulsatile acceleration signal, the sample processing apparatus according to claim 1.
該検体情報検出装置は、検体に当接する部位に開口部を有するとともに、該開口部と連通する空洞を内部に有し、該開口部を該検体に対向させて該検体に装着された状態で該空洞が閉鎖された空間構造を形成するセンサ取付部と、該センサ取付部に設けられ、該検体における血管の脈波情報に基づく脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該開口部を通じ入力され該空洞を伝播する圧力情報として検出する第一センサとが設けられた検体情報検出ユニットを備え、
該第一センサは、外部からの音信号を入力するマイクロホンであり、
該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部と、該信号入力部により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第一周波数補償処理部とを備え、
上記の第一周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、
上記の第一センサにより検出された検出信号が、該信号入力部に入力され、
該検体情報検出ユニットにおいて該センサ取付部及び該第一センサが設けられたマイクユニットが、該センサ取付部及び該第一センサとが設けられる箇所以外の位置に、脈波検出帯域の振動を減衰させるインシュレータを備える
ことを特徴とする、検体情報処理装置。 A sample information processing apparatus comprising a sample information detection apparatus and an information processing apparatus, comprising:
The sample information detection apparatus has an opening at a portion in contact with the sample and a cavity communicating with the opening in the inside, the opening being opposed to the sample and mounted on the sample. A sensor mounting portion forming a closed space structure of the cavity, and a pulsating signal provided in the sensor mounting portion, based on pulse wave information of a blood vessel in the sample, are derived from the pulsating signal through the opening An analyte information detection unit provided with a first sensor that detects pressure information that is input and propagates through the cavity;
The first sensor is a microphone for inputting an external sound signal,
The information processing apparatus performs a signal input unit that performs an input process to reduce the gain of a low frequency region to an input signal, and a gain of a low frequency region to a signal processed by the signal input unit. A first frequency compensation processing unit for performing frequency compensation processing for amplification;
The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the first frequency compensation processing unit described above is a processing for compensating for the reduction in gain due to the input processing in the above-mentioned signal input unit,
The detection signal detected by the above first sensor is input to the signal input unit,
In the sample information detection unit, the sensor mounting portion and the microphone unit provided with the first sensor attenuate the vibration of the pulse wave detection band at a position other than the portion where the sensor mounting portion and the first sensor are provided. A sample information processing apparatus comprising:
ことを特徴とする、請求項３記載の検体情報処理装置。 By performing frequency correction processing to perform at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in the frequency band of the pulse wave information to the signal processed by the first frequency compensation processing unit. 4. The sample information processing apparatus according to claim 3 , further comprising: a frequency correction processing unit that extracts at least one of a pulsating volume signal, a pulsating velocity signal, and a pulsating acceleration signal.
情報処理装置とを備える検体情報処理装置であって、
該第二センサは、入力された信号に応じて空気振動を生じさせるスピーカーとして機能するものであり、
該検体情報検出装置は、上記の第二周波数補償処理部により処理された信号を出力し、
該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部を備え、
上記の第二周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、
上記の第二周波数補償処理部により処理された信号が、該信号入力部に入力され、
該第二周波数補償処理部が、上記の血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させる処理を更に施し、
該検体情報処理装置が、該検体情報検出装置に出力する信号に対して、該脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す出力処理部を備え、
該出力処理部により処理された信号が、該第二センサに入力される
ことを特徴とする、検体情報処理装置。 A housing capable of being attached to the outer ear of the sample, which can be formed as a cavity forming a closed or substantially closed space structure, and a pulsating signal of a blood vessel in the outer ear canal An analyte information detection unit provided with a second sensor for detecting pressure information propagating in the cavity due to the pulsatility signal, and a low frequency with respect to a detection signal detected by the second sensor specimen information detecting device and a second frequency compensation processing section for performing frequency compensation process for amplifying the gain region,
A sample information processing apparatus comprising: an information processing apparatus;
The second sensor functions as a speaker that generates air vibration in response to an input signal,
The sample information detection apparatus outputs the signal processed by the above second frequency compensation processing unit,
The information processing apparatus includes a signal input unit that performs an input process on the input signal to reduce the gain of the low frequency region,
The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the second frequency compensation processing unit described above is a processing for compensating for the reduction in gain due to the input processing in the signal input unit,
The signal processed by the above second frequency compensation processing unit is input to the signal input unit,
The second frequency compensation processing unit attenuates frequency components higher than the pulse wave information detection band which is a frequency band in which the pulse wave information of the blood vessel is detected, and passes frequency components of the pulse wave information detection band. Further processing
The sample information processing apparatus attenuates the frequency component of the pulse wave information detection band with respect to the signal output to the sample information detection device, and passes the frequency component higher than the pulse wave information detection band. Equipped with an output processing unit,
A sample information processing apparatus, wherein a signal processed by the output processing unit is input to the second sensor.
ことを特徴とする、請求項５記載の検体情報処理装置。 The sample information processing apparatus according to claim 5 , wherein the second frequency compensation processing unit subjects the detection signal detected by the second sensor to a process of amplifying the signal.
ことを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の検体情報処理装置。 The gain of the low frequency region is amplified so as to compensate for the reduction of the gain of the low frequency region in the frequency characteristic of the signal detected by the second sensor with respect to the signal processed by the signal input unit. characterized in that it comprises a waveform equalizing process unit for performing a waveform equalizing process, the sample processing apparatus according to claim 5 or claim 6.
ことを特徴とする、請求項７記載の検体情報処理装置。 By performing frequency correction processing to perform at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in the frequency band of the pulse wave information on the signal processed by the above waveform equalization processing unit, 8. The sample information processing apparatus according to claim 7 , further comprising: a frequency correction processing unit that extracts at least one of the pulsating volume signal, the pulsating velocity signal, and the pulsating acceleration signal.
上記のそれぞれのイヤホンユニットに由来する信号を加算する加算処理部を備える
ことを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の検体情報処理装置。 The sample information detection unit is provided with a pair of earphone units provided with the casing and the second sensor corresponding to the left and right ears,
The sample information processing apparatus according to any one of claims 5 to 8 , further comprising an addition processing unit that adds signals derived from the respective earphone units.
該検体情報検出装置は、検体の外耳道を閉鎖またはほぼ閉鎖された空間構造となる空洞として形成可能に該検体の外耳に装着することのできる筐体部と、該筐体部に設けられ、該外耳道における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該空洞内を伝播する圧力情報として検出する第二センサとが設けられた検体情報検出ユニットを備え、
該第二センサは、入力された信号に応じて空気振動を生じさせるスピーカーとして機能するものであり、
該情報処理装置は、入力された信号に対して、低周波領域のゲインを低下させる入力処理を施す信号入力部と、
該信号入力部により処理された信号に対して、低周波領域のゲインを増幅させる周波数補償処理を施す第二周波数補償処理部とを備え、
上記の第二周波数補償処理部による低周波領域のゲインを増幅させる処理は、上記の信号入力部における入力処理によるゲインの低下を補償する処理であり、
上記の第二センサにより検出された検出信号が、該信号入力部に入力され、
該第二周波数補償処理部が、上記の血管の脈波情報が検出される周波数帯域である脈波情報検出帯域より高い周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域の周波数成分を通過させる処理を更に施し、
該検体情報処理装置が、該検体情報検出装置に出力する信号に対して、該脈波情報検出帯域の周波数成分を減衰させて、該脈波情報検出帯域より高い周波数成分を通過させる出力処理を施す出力処理部を備え、
該出力処理部により処理された信号が、該第二センサに入力される
ことを特徴とする、検体情報処理装置。 A sample information processing apparatus comprising a sample information detection apparatus and an information processing apparatus, comprising:
The sample information detection apparatus is provided in a housing unit which can be attached to the outer ear of the sample so as to be able to be formed as a cavity that forms a closed or substantially closed space structure in the external ear canal of the sample; A specimen information detection unit provided with a second sensor for detecting a pulsating signal of a blood vessel in the ear canal as pressure information resulting from the pulsating signal and propagating in the cavity;
The second sensor functions as a speaker that generates air vibration in response to an input signal,
A signal input unit that performs an input process of reducing the gain of a low frequency region to an input signal;
A second frequency compensation processing unit that performs frequency compensation processing for amplifying a gain in a low frequency region to the signal processed by the signal input unit;
The processing for amplifying the gain in the low frequency region by the second frequency compensation processing unit described above is a processing for compensating for the reduction in gain due to the input processing in the signal input unit,
The detection signal detected by the above second sensor is input to the signal input unit,
The second frequency compensation processing unit attenuates frequency components higher than the pulse wave information detection band which is a frequency band in which the pulse wave information of the blood vessel is detected, and passes frequency components of the pulse wave information detection band. Further processing
The sample information processing apparatus attenuates the frequency component of the pulse wave information detection band with respect to the signal output to the sample information detection device, and passes the frequency component higher than the pulse wave information detection band. Equipped with an output processing unit,
A sample information processing apparatus, wherein a signal processed by the output processing unit is input to the second sensor.
ことを特徴とする、請求項１０記載の検体情報処理装置。 11. The sample information processing apparatus according to claim 10 , wherein the second frequency compensation processing unit subjects the detection signal detected by the second sensor to a process of amplifying the signal.
ことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の検体情報処理装置。 The gain of the low frequency region is compensated for the signal processed by the second frequency compensation processing unit so as to compensate for the decrease in the gain of the low frequency region in the frequency characteristic of the signal detected by the second sensor. characterized in that it comprises a waveform equalizing process unit for performing an amplified to waveform equalizing processing, the sample processing apparatus according to claim 10 or 11.
ことを特徴とする、請求項１２記載の検体情報処理装置。 By performing frequency correction processing to perform at least one of amplification operation, integration operation, and differentiation operation in the frequency band of the pulse wave information on the signal processed by the above waveform equalization processing unit, 13. The sample information processing apparatus according to claim 12 , further comprising: a frequency correction processing unit that extracts at least one of the pulsating volume signal, the pulsating velocity signal, and the pulsating acceleration signal.
上記のそれぞれのイヤホンユニットに由来する信号を加算する加算処理部を備える
ことを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の検体情報処理装置。 The sample information detection unit is provided with a pair of earphone units provided with the casing and the second sensor corresponding to the left and right ears,
The sample information processing apparatus according to any one of claims 10 to 13 , further comprising an addition processing unit that adds signals derived from the respective earphone units .
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