JP7090460B2 - 生体情報の測定装置及びプログラム - Google Patents
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Description
図2は、本実施形態による測定装置1のハードウェア構成図である。CPU50は、測定装置1の全体を制御する制御部である。CPU50は、ROM51に格納されたプログラムに基づいて後述する各種制御を実行する。なお、CPU50は、各種制御を実行する際に使用するデータや、一時的に記憶する必要があるデータをRAM52に記憶する。CPU50は、バス53を介して、ROM51と、RAM52と、I/Oポート54と、AD変換回路55と、外部通信回路56と通信できる。光源駆動回路60は、白色光源21の発光を制御する。また、CPU50は、I/Oポート54を介して、光源駆動回路60を制御することで、白色光源21の発光強度を制御することができる。ラインセンサ24は、後述する様に、白色光源21が射出した光の反射光を集光レンズ22及び回折格子23を介して受光し、受光量に応じた電圧をAD変換回路55に出力する。そして、CPU50は、AD変換回路55を介して、ラインセンサ24が出力する受光量に応じた電圧を取得する。さらに、CPU50は、外部通信回路56を介して外部機器30と通信可能な様に構成される。なお、集光レンズ22、回折格子23及びラインセンサ24は、分光測色計(分光センサ)を構成している。或いは、白色光源21、集光レンズ22、回折格子23及びラインセンサ24は、分光センサを構成している。
B(i)=R39(i)-R0(i) (1)
なお、式(1)は、0番の画素の受光量に基づき、590nmの波長を含む光を受光する39番の画素の受光量から暗成分を除くものである。生体信号生成部13は、生成した生体信号を周期判定部14に出力する。
Ak=(1/n)×Σ(Rk(i)-R0(i)) (2)
である。なお、R0(i)は、サインプリングタイミングiにおける0番目の画素のサンプリング値、つまり、受光量である。また、式(2)のΣは、i=1~nまでの積算を示している。なお、式(2)で、R0(i)を減ずるのは暗成分を除去するためである。
Sk=(Ak/Wk)×Rk (3)
なお、Wkは、S101で取得した白色基準板91からの反射光のk番目の画素の受光量から0番目の画素の受光量を減じた値である。また、Rkは、白色基準板91の分光反射率を画素番号に変換したものである。例えば、本例では、番号kの画素は、(5k+395)nmの波長を受光する。したがって、R1とは、白色基準板91の波長400nmの分光反射率である。なお、Rkは、予めROM51に格納されている。
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図6は、本実施形態における生体情報の検出処理のフローチャートである。S200及びS201の処理は、図4のS100及びS101の処理と同様であり、再度の説明は左様略する。S202において、受光量検出部12は、生体からの反射光量を所定期間、取得する。なお、S202においては、0番と39番の画素の受光量のみを取得すれば良い。S203において、図4のS104及びS105と同様に、生体信号生成部13は、生体信号を生成し、周期判定部14は、生体信号の連続する所定数の周期の平均値を平均周期Cxとして判定する。例えば、図7に示す様に、周期判定部14は、生体信号の3つの周期C1、C2及びC3を判定して周期C1、C2及びC3の平均値を平均周期Cxとして求める。
なお、上記実施形態において、ラインセンサ24は、測定対象からの反射光を受光するものであったが、透過光を受光する構成とすることもできる。また、上記実施形態において、第1生体情報として脈拍、第2生体情報として分光反射率や色度を測定したいたが、本発明はこれらの生体情報に限定されない。例えば、呼吸による一定周期の体動が、第2生体情報の測定結果に影響を与える場合、呼吸の周期による変動に基づいて第2生体情報の測定に使用するサンプリング値を選択する構成とすることができる。
Claims (17)
- 測定位置に向けて光を照射する発光手段と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、
前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成する生成手段と、
前記生体信号の周期を判定する判定手段と、
を備えており、
前記検出手段は、前記生体信号の周期に基づきサンプリングタイミングを選択し、前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することを特徴とする測定装置。 - 前記検出手段は、前記生体信号の1つの周期に含まれる総てのサンプリングタイミング、又は、前記生体信号の連続する複数の周期に含まれる総てのサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記検出手段は、前記生体信号の連続する複数の周期の各周期内の所定のサンプリングタイミングに対して所定の時間位置関係にあるサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記所定のサンプリングタイミングは、前記複数の周期の各周期における前記生体信号の極大値又は極小値に対応するサンプリングタイミングであることを特徴とする請求項3に記載の測定装置。
- 前記検出手段は、前記生体信号の連続する複数の周期の各周期内の所定位相のサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記検出手段は、前記1つ以上の第2画素それぞれについての、前記選択したサンプリングタイミングのサンプリング値の平均値を使用して前記第2生体情報を検出することを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記分光センサが出力する前記複数の画素のサンプリング値を格納する格納手段をさらに備えており、
前記検出手段は、前記格納手段に格納された、前記判定手段により判定された周期内のサンプリングタイミングから前記第2生体情報を検出するために使用するサンプリング値のサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の測定装置。 - 測定位置に向けて光を照射する発光手段と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を通過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、
前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成する生成手段と、
前記生体信号の複数の周期の平均値を判定する判定手段と、
を備えており、
前記検出手段は、前記平均値に基づきサンプリングタイミングを選択し、前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することを特徴とする測定装置。 - 前記検出手段は、前記生体信号の前記平均値に対応する期間に渡るサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項8に記載の測定装置。
- 前記検出手段は、前記生体信号の前記平均値の判定に使用した前記複数の周期より時間的に後のサンプリングタイミングから、前記第2生体情報を検出するために使用するサンプリング値のサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項9に記載の測定装置。
- 前記検出手段は、前記1つ以上の第2画素それぞれについて、選択したサンプリングタイミングのサンプリング値の平均値を使用して前記第2生体情報を検出することを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記検出手段は、選択したサンプリングタイミングにおける第2画素のサンプリング値に基づき、当該第2画素が受光する波長の分光反射率を求めることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記検出手段は、選択したサンプリングタイミングにおける第2画素のサンプリング値に基づき前記生体の色度を求めることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記生体信号は、脈波信号であることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記検出手段は、前記判定手段が判定する前記生体信号の周期の変動が所定量以下となった後に、前記第2生体情報を検出することを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の測定装置。
- 測定位置に向けて光を射出する光源と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、
1つ以上のプロセッサーと、
を有する測定装置の前記1つ以上のプロセッサーで実行されると、前記1つ以上のプロセッサーに、
前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成することと、
前記生体信号の周期を判定することと、
前記生体信号の周期に基づきサンプリングタイミングを選択することと、
前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することと、
を実行させることを特徴とするプログラム。 - 測定位置に向けて光を射出する光源と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、
1つ以上のプロセッサーと、
を有する測定装置の前記1つ以上のプロセッサーで実行されると、前記1つ以上のプロセッサーに、
前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成することと、
前記生体信号の複数の周期の平均値を判定することと、
前記平均値に基づきサンプリングタイミングを選択することと、
前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
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