接,進行各種信息的通信。通信部400將由 脈波信息運算部120算出的脈波信息發送給其它電子設備。需要注意的是,這里的網絡可 通過WAN(WideAreaNetwork:廣域網)、LAN(LocalAreaNetwork:局域網)等來實現,不 論是有線還是無線。
[0116] 將本實施方式的生物體信息檢測裝置的佩戴例示于圖1。圖1是將生物體信息檢 測裝置設為手表型的設備的例子。包括脈波傳感器11和顯示部200的基座部500通過保 持機構600 (例如帶等)而佩戴于被檢體(用戶)的左手腕上。
[0117] 3.裝卸檢測的具體方法
[0118] 接下來,說明裝卸檢測的具體方法。首先說明使用了脈波傳感器信號的DC分量的 變化值的基本方法,然后,對辨別向生物體信息檢測裝置施加了撞擊時的方法進行說明。
[0119] 3. 1使用了DC分量的變化值的基本方法
[0120] 圖4中示出從佩戴狀態向非佩戴狀態變化時的脈波傳感器信號的變化。在此,假 設在脈波傳感器11的roi3中檢出的光越強,則脈波傳感器信號的輸出電壓值越小。但是, 檢測光量與輸出電壓值的關系隨脈波傳感器11的構成而變化,也可以考慮檢測光量越多 則輸出電壓值成為越大的值的情況。
[0121] 在圖4中,在經過時間為62秒左右時卸下了生物體信息檢測裝置。由圖4可知, 脈波傳感器信號的AC分量(脈搏AC)在處于佩戴狀態的56秒左右以前是具有對應于脈搏 的周期性的信號,然后,由于卸下動作,信號波形錯亂,在卸下完成后,成為與脈搏不對應的 信號,因此,變成沒有周期性的波形。
[0122] 另一方面,脈波傳感器信號的DC分量(脈搏DC)在穩定的佩戴狀態下為大致一定 的值,在卸下完成后的穩定的非佩戴狀態下為與佩戴狀態不同的大致一定的值。而且,非佩 戴狀態下的值為比佩戴狀態下的值小的值。但是,如上所述,佩戴狀態下的值、非佩戴狀態 下的值均會因各種要因而變動,因此,難以通過各自的值與閾值的比較處理高精度地進行 裝卸檢測。
[0123] 于是,在本實施方式中,如圖4中的△脈搏DC所示,使用脈波傳感器信號的DC分 量的變化值。由圖4可知,DC分量的變化值在佩戴狀態和非佩戴狀態各自中分別為接近于0 的值,但在從佩戴狀態向非佩戴狀態切換的時機(卸下時機),取到絕對值大的值。于是,雖 然佩戴狀態下的值和非佩戴狀態下的值分別受到各種要因而變動,但作為其差分(差分) 值的DC分量的變化值可以抵消由該各種要因所產生的影響。因此,通過使用DC分量的變 化值,從而不論外部光情況、用戶的血色素等的差異、或者按壓狀態等的變動如何均能高精 度地進行裝卸檢測。
[0124] 這里,進行DC分量的變化值ΔDC1與給定閾值Thl的比較處理,在DC分量的變化 值比給定閾值大(ADC1 >Thl)的情況下判斷為進行了卸下。需要注意的是,在圖4中,由 于是在佩戴狀態下成為ADC1 >Thl的情況,因此,判斷為從佩戴狀態變化為了非佩戴狀 態、即進行了卸下。但是,在從非佩戴狀態向佩戴狀態變化(即再佩戴)的情況下,雖然DC 分量的變化值的符號不同,但DC分量的變化值理應也是同樣大的值。因此,在為非佩戴狀 態的情況下,也可以將是否變為ADC1 >Thl用于再佩戴檢測的判斷。
[0125] 在此,設想卸下時的DC分量的信號值的變化在某種程度地短的期間內進行。佩戴 狀態下的脈波傳感器11如圖2所示那樣貼緊生物體,隨著卸下,脈波傳感器11與皮膚分 離,從而產生如圖4的62秒附近上所示那樣的DC分量變化。并且,如后述的撞擊檢測的情 況那樣,即使生物體信息檢測裝置只是略微浮動一點,在DC分量上也會出現顯著的變化。 也就是說,在生物體信息檢測裝置從與皮膚接觸的狀態至浮動為止的期間DC分量發生大 的變化,難以想象設備的浮起需要長的時間(例如數秒量級(才一夂一))。
[0126]因此,在本實施方式中,DC分量的變化值△DC1根據某種程度上地短的給定期間T1中的DC分量而求出。這里的期間T1例如可以是相當于脈波傳感器11的采樣周期的一 周期的期間。如果脈波傳感器11的采樣頻率為16Hz,則采樣周期和上述的給定期間為1/16 秒。在這種情況下,如圖5(A)所示在時間上相鄰的脈波傳感器信號的DC分量的差分值為 DC分量的變化值。
[0127] 但是,給定期間T1不限定于此,也可以設定相當于多個采樣周期的期間。例如,在 圖5(B)中,示出了將三周期的期間設為T1的情況。在這種情況下,求出DC分量的變化值 的方法可以考慮各種方法,例如,如圖5 (B)所示,求出T1中包含的DC分量的信號值的最大 值與最小值的差分值即可。
[0128] 3. 2撞擊檢測處理
[0129] 如上所述,通過給定期間T1中的脈波傳感器信號的DC分量的變化值ADC1與給 定閾值Thl的比較處理,能夠檢測生物體信息檢測裝置的卸下。但是,在對生物體信息檢測 裝置施加了強撞擊的情況下,生物體信息檢測裝置以及設置于該生物體信息檢測裝置的脈 波傳感器11有時會相對于生物體(皮膚)浮動。在那種情況下,脈波傳感器11的roi3不 能恰當地檢測來自LED12的照射光被生物體反射后的反射光,并且,外部光有可能從皮膚 與生物體信息檢測裝置的間隙進入。因此,在脈波傳感器11浮動的期間,脈波傳感器信號 顯示與非佩戴狀態同樣的特性。
[0130] 具體而言,在進行了卸下的情況下,脈波傳感器信號的DC分量如圖6㈧所示變化 (在圖6(A)的例子中為下降),與此同樣地,在施加了撞擊的情況下,如圖6(B)所示,暫時 性地出現DC分量值的下降。
[0131] 因此,給定期間T1中的DC分量的變化值ADC1實際上在未進行卸下的撞擊檢測 的事例中也如圖6 (B)所示成為某種程度大的值,某些情況下將超過Thl。在那種情況下,盡 管正在持續佩戴狀態,但會誤判斷為已進行卸下而轉移至了非佩戴狀態,不優選。
[0132] 使用圖來說明具體例。圖7(A)、圖7(B)中示出施加了撞擊時的脈波傳感器信號的 變化。在圖7(A)、圖7(B)中,從經過60秒的時間點開始每隔30秒便向生物體信息檢測裝 置施加撞擊。如圖7(A)所示,在施加了撞擊的時機(timing),脈波傳感器信號的AC分量和 DC分量雙方的值都出現大的變化。因此,DC分量的變化值ADC1也如圖7(B)所示在施加 了撞擊的時機變為某種程度上大的值。需要注意的是,在圖7(B)中,將相鄰時機的DC分量 的差分值作為DC分量的變化值,相當于將上述給定期間T1設為一采樣周期的情況。
[0133] 另外,圖10(A)、圖10(B)中示出進行了卸下和再佩戴時的脈波傳感器信號的變 化。在圖10(A)、圖10⑶中,在經過60秒、120秒、187秒的時間點將生物體信息檢測裝置 從手臂上卸下,在經過90秒、150秒、206秒的時間點將生物體信息檢測裝置佩戴于手臂上。 如圖10(A)所示,在對應于卸下和佩戴兩者的時機(timing),脈波傳感器信號的AC分量和 DC分量雙方的值都出現大的變化。因此,如圖10(B)所示,在對應的時機,DC分量的變化值 ΔDC1也變為大的值。另外,如圖10(B)所示,相對于在卸下時ADC1變為非常大的值,在再 佩戴時卻成為相對小的值。
[0134] 在比較了圖7(B)和圖10(B)的情況下,當欲進行卸下與撞擊的辨別以及再佩戴與 撞擊的辨別雙方時,ADC1的值差異不大(具體而言,再佩戴與撞擊時的△DC1的值接近), 因此,僅根據ADC1很難進行辨別。例如,在設定了用于檢測卸下和再佩戴兩者的閾值Thl 的情況下,施加了撞擊時的ADC1的值也超過Thl的可能性高。
[0135] 因此,在本實施方式中,也可以結合使用了T1中的ADC1的判斷來進行撞擊檢測 的判斷。于是,即使是在ADC1超過了Thl的情況下,也會在檢測到撞擊時,判斷為DC分量 的變化值是起因于撞擊,而非進行了卸下。另外,可在ADC1超過了Thl且未檢測到撞擊的 情況下,判斷為進行了卸下。
[0136] 在本實施方式中,既可以使用與T1不同的第二期間T2中的DC分量的變化值 ADC2來進行沖撞判斷,也可以使用來自體動傳感器的體動信號進行沖撞判斷,并且,還可 以同時使用該兩者。以下,對各個方法進行說明。
[0137] 首先,對使用T2中的ADC2的方法進行說明。如上所述,T1中的DC分量的變化 值ADC1不論是在卸下時,還是在撞擊時均在某種程度上變大,難以高精度地辨別。但是, 如果觀察在T1前后DC分量的信號值穩定的穩定狀態,則能辨別卸下和撞擊。
[0138] 由圖4和圖6所示可知,在持續佩戴狀態的情況和持續非佩戴狀態的情況下,DC分 量的信號值為沒有發生大的變動的穩定狀態。因此,在實際上進行了卸下而從佩戴狀態轉 移至了非佩戴狀態時,如圖6(A)所示,在T1中的DC分量變動前(具體而言,由卸下動作造 成的對DC分量的影響發生前)穩定地獲得對應于佩戴狀態的值,在T1中的DC分量變動之 后(具體而言,由卸下動作造成的影響充分平息之后)穩定地獲得對應于非佩戴狀態的值。 因此,如果求出包含T1在內的比T1長的期間T2中的DC分量的變化值ADC2,則在有卸下 的情況下,該ADC2為某種程度上大的值。在此,例如,如上所述,T2是包括由卸下動作造 成的對DC分量信號值的影響產生前的時機和影響充分降低后的時機雙方的長度的期間。
[0139] 與此相對地,在未進行卸下而是施加了撞擊的情況下,T1中的DC分量的變動前和 變動后均對應于佩戴狀態。因此,如圖6(B)所示,如果求出期間T2中的DC分量的變化值 ΔDC2,則ΔDC2成為接近于0的值。
[0140] 根據以上情況,可基于T2中的ΔDC2與給定閾值Th2的比較處理來進行沖撞判 斷。具體而言,如果ADC2比Th2大,則可以判斷為未檢出沖撞;如果ADC2在Th2以下,則 可以判斷為檢測到沖撞。
[0141] 也就是說,如果與T1中的ADC1的判斷相結合,則可以在ADC1 >Thl且ADC2 >Th2的情況下判斷為進行了生物體信息檢測裝置的卸下;并且,可以在ADC1 >Thl且 ADC2 <Th2的情況下判斷為并非卸下而是施加了撞擊。
[0142] 另外,也可以根據來自體動傳感器的體動信號進行沖撞檢測。如上所述,產生誤認 為卸下的可能性是發生了生物體信息檢測裝置浮動的情況,具體而言,是向生物體信息檢 測裝置施加了強撞擊的情況。因此,如果在生物體信息檢測裝置中具有檢測動向的運動傳 感器,則能使用該運動傳感器來進行撞擊檢測。
[0143] 在生物體信息檢測裝置中,為了檢測作為生物體信息的體動信息(例如步數等信 息、關于運動負荷的信息等)、或者降低脈波傳感器信號中含有的體動噪聲,大都設有體動 傳感器。因此,雖然不妨礙另外設置撞擊檢測用的傳感器,但在大多數情況下,可將體動傳 感器兼用在撞擊檢測和其它處理中。以下,對使用加速度傳感器作為體動傳感器的例子進 行說明。
[0144] 圖8 (A)中示出與圖7 (A)、圖7 (B)同樣地從經過60秒的時間點開始每隔30秒便 向生物體信息檢測裝置施加撞擊時的、加速度傳感器的傳感器信息(加速度檢測值)的變 化。在此,設想了三軸加速度傳感器,示出了XYZ各軸上的加速度變化。另外,為了詳細觀 察一次撞擊下的加速度變化,將經過時間為90秒附近的部位放大后的圖為圖8 (B)。由此可 知,在對應于撞擊的時機,加速度檢測值變為±2~4G左右的值。另外,由圖8(B)可知,在 施加撞擊后大約1秒左右的期間,由該撞擊產生的信號出現在加速度檢測值中。
[0145] 另一方面,圖11(A)中示出與圖10(A)、圖10(B)同樣地在經過60秒、120秒、187 秒的時間點將生物體信息檢測裝置從手臂上卸下,并在經過90秒、150秒、206秒的時間點 將生物體信息檢測裝置佩戴于手臂時的、加速度傳感器的傳感器信息(加速度檢測值)的 變化。另外,為了詳細觀察一次裝卸的加速度變化,將經過時間為90秒附近的部位放大后 的圖為圖11(B)。由此可知,在裝卸時,加速度檢測值的變化最多也就±1G左右。
[0146] 也就是說,通過設定1G<Thacc< 2G這樣的加速度閾值Thacc,并進行包括DC分 量變化的時機在內的1秒左右的期間中的加速度檢測值的絕對值的最大值Accmax與Thacc 的比較處理,從而能進行沖撞檢測。具體而言,在Accmax>Thacc的情況下,可以判斷為檢 測到沖撞;在為Accmax彡Thacc的情況下,可以判斷為未發生沖撞。
[0147] 也就是說,如果與T1中的ΔDC1的判斷相結合,則可以在ΔDC1 >Thl且 Accmax彡Thacc的情況下判斷為進行了生物體信息檢測裝置的卸下;并且,可以在ADC1 >Thl且Accmax>Thacc的情況下判斷為并非卸下而是施加了撞擊。
[0148] 需要注意的是,正如觀察圖8(B)、圖11(B)中的Z軸加速度檢測值accZ所知,在使 用了加速度檢測值本身的情況下,將受到重疊于加速度信號的重力加速度的影響。因此,為 了提高使用了加速度檢測值的沖撞判斷的精度,也可以不使用加速度檢測值本身,而使用 加速度檢測值的離散微分值來進行處理。例如,作為離散微分值,可使用在時間上相鄰的加 速度檢測值的差分值,圖9(A)示出了對應于圖8(A)的離散微分值。同樣地,圖9(B)為對 應于圖8(B)的離散微分值,圖12(A)為對應于圖11(A)的離散微分值,圖12(B)為對應于 圖11⑶的離散微分值。正如比較圖9(B)和圖12⑶所知,即使是在采用了離散微分值的 情況下,與卸下等相比,施加了撞擊的Accmax(嚴格來說是△Accmax)為更大的值這一點是 同樣的,并且,通過采用微分而使重力加速度抵消,因此,與使用加速度檢測值本身的情況 相比,能夠進行更高精度的判斷。
[0149]另外,抑制重力加速度的影響的方法不限于采用離散微分值的方法。例如,也可以 對圖8 (A)、圖11 (A)等的加速度檢測值的信號進行高通濾波處理之后進行與Thacc的比較 處理。
[0150] 3. 3使用了AC分量的自相關函數的方法
[0151] 另外,在本實施方式中,也可以與上述方法一起使用脈波傳感器信號的AC分量信 號的自相關函數來判斷是佩戴狀態還是非佩戴狀態。
[0152] 佩戴狀態下的脈波傳感器信號的AC分量是對應于用戶的脈搏的信號,因此,為具 有周期性的信號。另外,在佩戴有生物體信息檢測裝置的用戶進行運動時,AC分量中也有 可能重疊有由該運動引起的信號值,但像步行等這樣具有周期性的運動也多,AC分量信號 仍然具有周期性。
[0153] 與此相對地,在非佩戴狀態下,難以想象使AC分量具有周期性的要因,一般而言, AC分量信號為不具有周期性的信號。
[0154]自相關函數例如是通過下式(1)給出的函數。在此,N為目標區間,例如也可以為 64樣本(如果是16Hz的采樣頻率的話,為4秒的區間)。
[0155][數學式1]
[0157] 也就是說,R(j)為著眼的某區間的信號與從其起早j個樣本的區間的信號的一個 相關系數。在整個j=1~