JP2016168149A - 脈拍測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な構成で精度良く脈拍を測定することができる、光電脈拍センサーを用いた脈拍測定装置を提供する。【解決手段】フーリエ変換処理部であるＦＦＴ６４は、セグメント信号Ｓ５１〜Ｓ５５それぞれに対しフーリエ変換処理を行って得たフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値Ｍ５０を求める。脈拍検出部６５は、フーリエ演算平均値Ｍ５０からピーク位置の周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するＢＰＭ値を脈拍検出結果Ｄ６５として出力する脈拍検出処理を実行する。脈拍検出部６５は、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示する体動認識期間において、基準脈拍幅情報Ｄ６７の指示する基準脈拍幅内の周波数領域のみを検出対象とし、上記脈拍検出処理を実行する。【選択図】図３

Description

この発明は、脈拍測定装置に関し、特に光電脈拍センサーによる光電脈拍信号を利用した脈拍測定装置に関する。

近年、光電脈拍センサーを使用した時計型のウェアラブル・ヘルスケア商品の開発が進んでいる。光電脈拍センサーでは発光素子から腕、指などに光を照射し、その反射光または透過光を受光素子で検出し、受光信号を電気信号に変換して光電脈拍信号（光電脈波信号）を得ることができ、光電脈拍信号に基づき測定した脈拍をＬＣＤ等で表示していた。このような態様の光電型の脈拍時計は市場に存在している。

光電脈拍センサーを用いた脈拍測定装置は、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されている。

特開２０１４−５４４４８号公報 特開２０１１−５０７４５号公報

光電脈拍センサーを用いた脈拍測定装置は、ウェアラブルの場合、光電脈拍センサーは常時、腕などに付けて脈拍を測定するためで、腕の動き等の体動は光電脈拍信号にノイズ等のダメージを与えてしまう。上記脈拍測定装置の利用者が運動等を行いに、光電脈拍信号にダメージを与える場合、正確に脈拍を測定できないという問題点があった。

一方、正確に脈拍を測定すべく、光電脈拍信号に対して複雑で高度な演算処理を行うことが考えられる。しかしながら、ウェアラブルデバイスとして脈拍測定装置を設ける場合、小型化が要求されるため、消費電力が高くなる傾向が強い上述した複雑，高度な演算処理を採用することは実用上困難であるという問題点があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、比較的簡単な構成で精度良く脈拍を測定することができる、光電脈拍センサーを用いた脈拍測定装置を得ることを目的とする。

この発明に係る請求項１記載の脈拍測定装置は、被測定者の脈拍を検出して光電脈拍信号を得る光電脈拍センサーと、前記光電脈拍信号に基づき前記被測定者の測定脈拍を取得し、前記測定脈拍を指示する脈拍情報を出力する脈拍測定部とを備え、前記脈拍測定部は前記測定脈拍を得るための演算処理を実行する脈拍算出部を含み、前記脈拍算出部は、前記光電脈拍信号に基づき、時系列に沿って所定数の時系列脈拍信号を格納する脈拍信号格納部と、前記所定数の時系列脈拍信号から得られる複数のサンプル脈拍信号それぞれに対しフーリエ変換処理を施し複数のフーリエ演算結果を得た後、前記複数のフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値を求める前記演算処理を実行するフーリエ変換処理部と、前記フーリエ演算平均値に基づき、前記測定脈拍を得る測定脈拍取得部とを含む。

この発明に係る請求項６記載の脈拍測定装置は、被測定者の脈拍を検出して光電脈拍信号を得る光電脈拍センサーと、前記光電脈拍信号に基づき前記被測定者の測定脈拍を取得し、前記測定脈拍を指示する脈拍情報を出力する脈拍測定部とを備え、前記脈拍測定部は前記測定脈拍を得るための演算処理を実行する脈拍算出部を含み、前記脈拍算出部は、前記光電脈拍信号に基づくサンプル脈拍信号を順次受け、該サンプル脈拍信号に対しフーリエ変換処理を施しフーリエ演算結果を得る前記演算処理を実行するフーリエ変換処理部と、前記フーリエ演算結果に基づき、脈拍検出結果を得る脈拍検出処理を実行する脈拍検出部と、前記脈拍検出部より順次得られる前記脈拍検出結果を時系列に沿った複数の脈拍検出結果として受け、前記複数の脈拍検出結果の平均値に基づき、前記測定脈拍を得る測定脈拍決定部とを含む。

請求項１記載の本願発明の脈拍測定装置内における脈拍算出部は、フーリエ変換処理部により、所定数の時系列脈拍信号から得られる複数のサンプル脈拍信号それぞれに対しフーリエ変換処理を施した後、平均値を求める演算処理を実行してフーリエ演算平均値を得ることにより、測定脈拍用として精度の高い測定値を得ることができる。

その結果、脈拍算出部より、フーリエ演算平均値に基づき精度の高い測定脈拍を得ることができる。さらに、脈拍測定部における上記演算処理を行う主要構成部をフーリエ変換処理部のみとすることにより、比較的簡単な構成で脈拍測定装置を実現することができる。

請求項６記載の本願発明の脈拍測定装置内における脈拍算出部は、フーリエ演算結果を用いて脈拍検出部より順次得られた複数の脈拍検出結果の平均値に基づき、測定脈拍決定部より測定脈拍を得ている。

その結果、本願発明の脈拍測定装置は、複数の脈拍検出結果の平均値に基づき精度の高い測定脈拍を得ることができる。さらに、脈拍測定部における上記演算処理を行う主要構成部をフーリエ変換処理部のみとすることにより、比較的簡単な構成で脈拍測定装置を実現することができる。

この発明の実施の形態である脈拍測定装置の全体構成を示すブロック図である。 図１で示した信号処理部の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態１における脈拍算出部の内部構成を示すブロック図である。 フーリエ演算平均値を用いた効果説明用のグラフである。 フーリエ演算平均値を用いた効果説明用のグラフである。 フーリエ演算平均値を用いた効果説明用のグラフである。 光電脈拍信号に基づくフーリエ演算結果の経時変化を示すグラフである。 安静期間における光電脈拍信号に基づくフーリエ演算結果を示すグラフである。 運動期間における光電脈拍信号に基づくフーリエ演算結果を示すグラフである。 基準脈拍幅の設定による効果を示すグラフである。 実施の形態２における脈拍算出部の内部構成を示すブロック図である。

（１．全体構成）
図１はこの発明における本実施の形態（実施の形態１，実施の形態２）である脈拍測定装置の全体構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態は光電脈拍センサーであるＰＰＧセンサー１、脈拍測定部１１、ディスプレイ９、加速度センサー２１及びスピーカー２７から構成される。

ＰＰＧセンサー１は、発光素子から腕、指などに光を照射し、その反射光または透過光を受光素子で検出し、受光信号を電気信号に変換して脈拍を検出することにより光電脈拍信号Ｓ１（ＰＰＧ信号）を脈拍測定部１１に出力する。ＰＰＧセンサー１の光電脈拍信号Ｓ１のサンプリング周波数は１００〜３００Ｈｚ程度である。

一方、加速度センサー２１は、本実施の形態の脈拍測定装置を装着した被測定者による腕等による動きを検出し、３軸方向の加速度成分を指示する加速度信号Ｓ２１を出力する。

脈拍測定部１１は光電脈拍信号Ｓ１に基づき、フーリエ演算処理を含む演算処理を行い、測定脈拍を測定し、測定脈拍を指示する脈拍情報ＨＲ及び測定脈拍から算出される消費カロリーを指示する消費カロリー情報ＣＣを出力する。ディスプレイ９は脈拍情報ＨＲの指示する測定脈拍及び消費カロリー情報ＣＣの指示する消費カロリー視覚認識可能に表示する。

さらに、脈拍測定部１１は、加速度信号Ｓ２１に基づき、本実施の形態の脈拍測定装置を装着した被測定者の動きが、測定脈拍に影響を与える体動状態であるか否かを認識する体動検出処理を実行し、体動検出処理の結果に基づき、体動状態の有無を指示する体動認識信号Ｓ２６を出力する。さらに、脈拍測定部１１は体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示する期間における所定のタイミング時に音声出力を指示するスピーカー駆動信号Ｓ２７をスピーカー２７に出力する。

スピーカー２７は、脈拍測定部１１からのスピーカー駆動信号Ｓ２７が音声出力を指示する時、後に詳述するように、本実施の形態である脈拍測定装置の利用者（被測定者）に、体動状態であることを告知するための音声出力等を行う。

このような構成の本実施の形態の脈拍測定装置はＰＰＧセンサー１、加速度センサー２１、スピーカー２７及びディスプレイ９を搭載した腕等に装着可能なＣＰＵ等を内蔵する演算ユニットに脈拍測定部１１の機能を持たせた例えば腕時計型のコンパクトなウェアラブル装置として実現可能である。

（２．脈拍測定部）
脈拍測定部１１は、ＡＤＣ２、バッファ３、バッファ４、信号処理部５、脈拍算出部６（１６）、消費カロリー算出部７、タイミング制御部８、ＡＤＣ２２、信号処理部２５及び体動認識部２６から構成される。ウェアラブルな脈拍測定装置を実現する場合、脈拍測定部１１内の上記構成部２〜８，２２，２５，及び２６はそれぞれ、少なくとも一部はソフトウェアに基づくＣＰＵを用いたプログラム処理によって実行される。

ＡＤＣ２は光電脈拍信号Ｓ１をＡ／Ｄ変換してディジタル化した脈拍信号Ｓ２をバッファ３に出力する。バッファ３は脈拍信号Ｓ２を１〜５秒周期でバッファリングして脈拍信号Ｓ３を出力する。バッファ４は脈拍信号Ｓ３を３０〜６０秒周期でバッファリングして脈拍信号Ｓ４を信号処理部５に出力する。信号処理部５は脈拍信号Ｓ４に対し種々の信号処理を施して脈拍信号Ｓ５を脈拍算出部６に出力する。

脈拍算出部６あるいは脈拍算出部１６は、脈拍信号Ｓ５に基づきフーリエ演算処理を主とした演算処理を行って測定脈拍を算出する。この際、脈拍算出部６は、バッファ４でバッファリングされた脈拍信号Ｓ４を上記演算処理の実行単位とし、かつ、バッファ３でバッファリングされた脈拍信号Ｓ３単位を１回の演算処理を実行する更新周期としている。以下、本明細書では、説明の都合上、バッファ３は更新周期である５秒周期でバッファリングし、バッファ４は後述する実施の形態１のフーリエ演算処理の単位周期である３０秒周期でバッファリングする構成として説明する。

そして、脈拍算出部６は、測定脈拍を指示する脈拍情報ＨＲを消費カロリー算出部７に出力する。消費カロリー算出部７は脈拍情報ＨＲの指示する測定脈拍に基づき被測定者の消費カロリーを算出し、算出した消費カロリーを指示する消費カロリー情報ＣＣと、脈拍算出部６から得た脈拍情報ＨＲとをディスプレイ９に出力する。

ＡＤＣ２２は加速度信号Ｓ２１をＡ／Ｄ変換してディジタル化した加速度信号Ｓ２２を信号処理部２５に出力する。なお、ＡＤＣ２２と信号処理部２５との間にバッファ３，４に相当するバッファを挿入しても良い。

信号処理部２５は、信号処理部５と同様に、加速度信号Ｓ２２に対し種々の信号処理を施して加速度信号Ｓ２５を体動認識部２６に出力する。

体動認識部２６は加速度信号Ｓ２５に基づき、後に詳述する加速ベクトルＶ（ｎ）を求め、加速ベクトルＶ（ｎ）が体動基準値を超えるか否かを検出する体動検出処理を実行し、体動基準値を超える場合に体動状態を指示する体動認識信号Ｓ２６を内部の脈拍算出部６に出力する。

すなわち、体動認識部２６は、加速度センサー２１より得られる加速度信号Ｓ２１に基づき、被測定者が測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、この体動検出処理の検出結果に基づき体動状態の有無を指示する体動認識信号Ｓ２６を生成している。以下、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示する期間を「体動認識期間」と呼ぶ。

さらに、体動認識部２６は、加速ベクトルＶ（ｎ）の加速強度を脈拍成分（周波数成分）により分類した加速度スペクトル（値）を求め、加速度スペクトルの内容を指示する体動スペクトルデータＤ２６を脈拍算出部６に出力する。加速度スペクトルは例えば加速ベクトルＶ（ｎ）に対するフーリエ変換処理（ＦＦＴ処理）を行うことで得られる。

この際、タイミング制御部８の制御下でフーリエ演算平均値Ｍ５０と同期するように、体動スペクトルデータＤ２６を脈拍算出部６（後述する脈拍検出部６５）に出力する。すなわち、タイミング制御部８の制御下で、同一期間における光電脈拍信号Ｓ１に基づくフーリエ演算平均値Ｍ５０と、加速度信号Ｓ２１に基づく体動スペクトルデータＤ２６とが脈拍算出部６内の脈拍検出部６５に出力されるようにタイミング制御される。

以下、体動認識部２６の動作について詳述する。加速度センサー２１は、ｘ、ｙ、ｚ三軸方向の加速度を示す加速度信号Ｓ２１を出力されるため、３軸であるｘ、ｙ、ｚのベクトル値を取って、ある期間、例えば１０秒間、ベクトル値がある体動基準値以上であれば、動きが激しい体動状態であると認識することができる。

加速度信号Ｓ２１が信号処理部２５を経由した加速度信号Ｓ２５より得られるｘ、ｙ、ｚ方向の成分をｘ（ｎ），ｙ（ｎ）及びｚ（ｎ）とすると、加速ベクトルＶ（ｎ）は以下の式(1)、あるいは式(1)を簡略化した式(2)により求められる。なお、ｎは時間方向のインデックスである。

体動状態における測定脈拍を正確に得るための準備段階として、まず、式(1)あるいは式(2)で加速ベクトルＶ（ｎ）を求め、所定の平均期間に亘って以下の式(3)に示すように、平均加速ベクトルＭＶ（ｎ）求める。

式(3)において、例えば、加速度信号Ｓ２５のデータレートが２５Ｈｚ、所定の平均期間が１０秒の場合、Ｎ＝２５０となる。

そして、式(3)で求めた平均加速ベクトルＭＶ（ｎ）が予め準備した体動基準値を超えると、体動が激しい体動状態であると認識し、体動状態であることを指示する体動認識信号Ｓ２６を出力する。その後、後に詳述する基準脈拍幅設定処理のための脈拍測定は、平均加速ベクトルＭＶ（ｎ）が体動基準値を下回った後の安静状態まで待機して行われる。

このように、体動認識部２６は、加速度信号Ｓ２５（ｘ（ｎ），ｙ（ｎ）及びｚ（ｎ））から加速ベクトルＶ（ｎ）及び平均加速ベクトルＭＶ（ｎ）を算出し、平均加速ベクトルＭＶ（ｎ）と体動基準値との比較により、被測定者が測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、体動状態の有無を指示する体動認識信号Ｓ２６を生成する。

すなわち、体動認識部２６は、加速度センサー２１からの加速度信号Ｓ２１に基づき、加速度信号Ｓ２５、加速ベクトルＶ（ｎ）及び平均加速ベクトルＭＶ（ｎ）を順次求めて、被測定者が測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、この体動検出処理の検出結果に基づき体動状態の有無を指示する体動認識信号Ｓ２６を生成している。そして、前述したように、体動認識信号Ｓ２６が体動状態の指示する期間が体動認識期間として規定される。

さらに、体動認識部２６は、体動認識期間において所定のタイミングで音声出力（告知）を指示するスピーカー駆動信号Ｓ２７（告知信号）をスピーカー２７に出力する。なお、所定のタイミングとして、例えば、体動認識信号Ｓ２６が体動状態の指示開始から数秒経過までの期間を音声出力タイミングとする等のタイミングが考えられる。

一方、音声出力を指示するスピーカー駆動信号Ｓ２７を受けたスピーカー２７は、音声出力（第１の音声出力）を行うことにより被測定者に体動状態の発生を告知する体動状態告知部として機能する。

脈拍算出部６は、体動を指示する体動認識信号Ｓ２６を受けると体動認識期間であることを認識し、体動認識期間中は、体動の影響によっても測定脈拍の精度を劣化させない種々の処理を行う。この点については後に詳述する。

また、脈拍算出部６は、後に詳述する基準脈拍幅の設定が完了した時、その旨を指示する設定完了信号Ｒ２７をスピーカー２７に出力する。

タイミング制御部８はバッファ３からの脈拍信号Ｓ３の出力と、脈拍算出部６の脈拍情報ＨＲの出力とのタイミング等を制御するとともに、前述したように、脈拍算出部６と体動認識部２６とが同期して動作するようにタイミング制御する。

（２−１．信号処理部）
図２は図１で示した信号処理部５の内部構成を示すブロック図である。同図(a)は信号処理部５の内部構成を示している。

まず、同図(a)を参照して、信号処理部５の内部構成を説明する。信号処理部５は、オフセット除去部５１、リサンプリング部５２、ベースライン除去部５３、ＬＰＦ(Low-pass filter)５４及びＨＰＦ(High-pass filter)５５から構成される。

オフセット除去部５１は、脈拍信号Ｓ４の最初の入力レベルが“０”となるようにオフセット除去処理を行い、オフセット除去後の脈拍信号Ｓ４１をリサンプリング部５２に出力する。リサンプリング部５２は脈拍信号Ｓ４１が脈拍計算に適したデータレートになるようにリサンプリング処理して脈拍信号Ｓ４２を出力する。ベースライン除去部５３は脈拍信号Ｓ４２からベースラインとなる信号波を除去して脈拍信号Ｓ４３をＬＰＦ５４に出力する。ＬＰＦ５４は脈拍信号Ｓ４３に対し遮断周波数より高い周波数の成分を除去するフィルタリング処理を行って脈拍信号Ｓ４４を出力する。ＨＰＦ５５は脈拍信号Ｓ４４に対し遮断周波数より低い周波数の成分を除去するフィルタリング処理を行って脈拍信号Ｓ５を出力する。

＜実施の形態１＞
（２−２．脈拍算出部）
図３は実施の形態１における脈拍算出部６の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、脈拍算出部６は、セグメント格納部６１〜６３、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform 回路）６４、脈拍検出部６５、基準脈拍幅設定部６７、スムージング処理部６８及び信号切替部６９から構成される。

脈拍信号格納部を構成する３つのセグメント格納部６１〜６３はそれぞれ１０秒間分の脈拍信号Ｓ５（時系列脈拍信号）を格納可能であり、各々が５秒単位分の脈拍信号Ｓ５の格納領域を有する部分格納部６１ａ〜６３ａ及び６１ｂ〜６３ｂの組み合わせにより構成されている。

セグメント格納部６１〜６３内に総計３０秒分の脈拍信号Ｓ５が格納され、部分格納部６１ａに最も新しい５秒分の脈拍信号Ｓ５が格納され、部分格納部６３ｂに最も古い５秒分の脈拍信号Ｓ５が格納される。以降、更新期間である５秒間隔毎に、部分格納部６１ａに最新の脈拍信号Ｓ５、部分格納部６１ｂに部分格納部６１ａの格納信号、部分格納部６２ａに部分格納部６１ｂの格納信号、部分格納部６２ｂに部分格納部６２ａの格納信号、部分格納部６３ａに部分格納部６２ｂの格納信号、部分格納部６３ｂに部分格納部６３ａの格納信号が転送され、部分格納部６３ｂの格納信号が廃棄される。

そして、部分格納部６１ａ及び６１ｂ（の格納信号）よりセグメント信号Ｓ５１、部分格納部６１ｂ及び６２ａよりセグメント信号Ｓ５２、部分格納部６２ａ及び６２ｂよりセグメント信号Ｓ５３、部分格納部６２ｂ及び６３ａよりセグメント信号Ｓ５４、部分格納部６３ａ及び６３ｂよりセグメント信号Ｓ５５が信号切替部６９に出力される。

信号切替部６９は５秒の更新期間内に全てのセグメント信号Ｓ５１〜Ｓ５５（複数のサンプル脈拍信号）をＦＦＴ６４に順次出力すべくスイッチング動作を行う。

フーリエ変換処理部であるＦＦＴ６４は、セグメント信号Ｓ５１〜Ｓ５５それぞれに対しフーリエ変換処理（ＦＦＴ処理）を行って、フーリエ演算結果Ｄ５１〜Ｄ５５を得た後、フーリエ演算結果Ｄ５１〜Ｄ５５の平均値であるフーリエ演算平均値Ｍ５０を求める。そして、ＦＦＴ６４はフーリエ演算平均値Ｍ５０を、測定脈拍取得部を構成する主要部である脈拍検出部６５及び基準脈拍幅設定部６７に出力する。

脈拍検出部６５は、体動認識期間ではない通常期間、すなわち、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない期間において、全周波数領域（実質的には０〜１４Ｈｚ程度）を検出対象とし、フーリエ演算平均値Ｍ５０からピーク位置の周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するＢＰＭ(Beats Per Minute)値を脈拍検出結果Ｄ６５として出力する脈拍検出処理を実行する。なお、周波数（Ｈｚ）と脈拍数（ＢＰＭ）は、周波数の６０倍が脈拍数となるという類似関係にあるため、以下では周波数（Ｈｚ）及び脈拍数（ＢＰＭ）の共通概念として「脈拍成分」と呼ぶ場合がある。

基準脈拍幅設定部６７は、フーリエ演算平均値Ｍ５０及び体動認識信号Ｓ２６を受け、被測定者が体動状態を停止し、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない期間が所定の継続期間経過した安静状態時において、フーリエ演算平均値Ｍ５０に基づき基準脈拍幅を求め、基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報Ｄ６７を脈拍検出部６５に出力する。

上記した所定の継続期間として、例えば、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない期間が、セグメント格納部６１〜６３全てへの脈拍信号Ｓ５の格納内容が入れ替わる期間である３０秒以上に設定する等が考えられる。

その結果、基準脈拍幅設定部６７は、体動認識期間直後であっても、体動認識信号Ｓ２６及び安静状態時のフーリエ演算平均値Ｍ５０に基づき、安静状態における被測定者の脈拍成分範囲である基準脈拍幅を設定し、基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報Ｄ６７を脈拍検出部６５に出力することができる。

なお、基準脈拍幅の設定方法として、安静状態のフーリエ演算平均値Ｍ５０より検出したピーク位置における脈拍成分（周波数あるいはＢＰＭ）に対応する基準脈拍成分を中心（基準）として正方向及び負方向それぞれに所定の脈拍成分幅を付加する等の方法が考えられる。

脈拍検出部６５は、体動認識期間において、基準脈拍幅情報Ｄ６７の指示する基準脈拍幅内の周波数領域（脈拍成分範囲）のみを検出対象とし、フーリエ演算平均値Ｍ５０からピーク位置における周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するＢＰＭ値を脈拍検出結果Ｄ６５として出力する脈拍検出処理を実行する。

脈拍検出部６５は、体動スペクトルデータＤ２６をさらに受け、体動認識期間において、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算平均値Ｍ５０のピーク位置（初見ピーク位置）における脈拍成分（周波数，あるいは脈拍数）と、加速度スペクトルデータのピーク位置における脈拍成分とが一致する時、上記初見ピーク位置を検出対象外として脈拍検出結果Ｄ６５として採用しない無効処理を実行する。

その後、脈拍検出部６５は、上記初見ピーク位置を除き、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算平均値Ｍ５０のピーク位置（第二ピーク位置、初見ピーク位置の次にスペクトル強度が高いピーク位置）における周波数成分（脈拍成分）に対応するＢＰＭを脈拍検出結果Ｄ６５とする。

スムージング処理部６８は脈拍検出部６５から得た脈拍検出結果Ｄ６５に基づき過去に得た脈拍検出結果Ｄ６５を利用してスムージング処理を行って得られる値を測定脈拍として、当該測定脈拍を指示する脈拍情報ＨＲを出力する。

上述した脈拍検出部６５、基準脈拍幅設定部６７及びスムージング処理部６８は、フーリエ演算平均値Ｍ５０に基づき、測定脈拍を得る測定脈拍取得部として機能する。

（３．効果）
（３−１．フーリエ演算平均値Ｍ５０による効果）
図４〜図６は、セグメント格納部６１〜６３、信号切替部６９、及びＦＦＴ６４よってフーリエ演算平均値Ｍ５０を得ることの効果を説明するグラフである。なお、これらの図において、横軸はＢＰＭであり、縦軸は周波数スペクトル強度である。周波数スペクトル強度は相対的な大きさとして示している。

上記例では、体動によるノイズとして５９ＢＰＭ成分を混入させつつ、正確には１００ＢＰＭの脈拍となる総計３０秒分の脈拍信号Ｓ５を擬似的に生成している。

図４は３０秒間の脈拍信号Ｓ５に対し一括してフーリエ変換処理を行って得られたフーリエ演算結果Ｄ１００を示している。この場合、ピーク位置ＰＫ１００から５９ＢＰＭの検出脈拍が得られる。

図５及び図６は図４で用いた３０秒間の脈拍信号Ｓ５を、１０秒単位にセグメント格納部６１〜６３に分割して格納して、セグメント格納部６１〜６３から得られるセグメント信号Ｓ５１〜Ｓ５５に対しフーリエ変換処理を行いフーリエ演算結果Ｄ５１〜Ｄ５５を得、さらにフーリエ演算結果Ｄ５１〜Ｄ５５のフーリエ演算平均値Ｍ５０を得た内容を示している。

図５(a)〜(c)は、フーリエ演算結果Ｄ５１〜Ｄ５３を示し、図６(a)及び(b)は、フーリエ演算結果Ｄ５４及びＤ５５を示し、図６(c)はフーリエ演算平均値Ｍ５０を示している。フーリエ演算結果Ｄ５１〜Ｄ５５それぞれ単独で検出脈拍を得た場合、ピーク位置ＰＫ５１〜ＰＫ５５から、５９〜１００ＢＭＰの範囲で比較的大きな変動をもって検出される。具体的にはピーク位置ＰＫ５１及びＰＫ５２から１００ＢＰＭを検出し、ピーク位置ＰＫ５３から９４ＢＰＭを検出し、ピーク位置ＰＫ５４及びＰＫ５５から５９ＢＰＭを検出する。

しかしながら、フーリエ演算結果Ｄ５１〜Ｄ５５のフーリエ演算平均値Ｍ５０から、正確に１００ＢＰＭを検出することができる。

このように、体動等の影響により５９ＢＭＰ付近に比較的強いスペクトル強度が検出された場合において、３０秒間の脈拍信号Ｓ５一括でフーリエ変換処理を行った場合（図４参照）や、１０秒間の脈拍信号Ｓ５単独でフーリエ変換処理を行った場合（図５(a)，(b)）は、誤検出する可能性が比較的高い。

一方、フーリエ演算平均値Ｍ５０によって、体動によるノイズの影響を相対的に弱くすることにより、より正しいピーク位置ＰＫ５０Ｍを認識することができ、正確な１００ＢＰＭを検出脈拍とすることができる。

このように、実施の形態１の脈拍測定装置内における脈拍算出部６は、フーリエ変換処理部であるＦＦＴ６４により、３つ（所定数）の時系列脈拍信号であるセグメント格納部６１〜６３の格納信号から得られる５つ（複数）のセグメント信号Ｓ５１〜Ｓ５５（サンプル脈拍信号）それぞれに対しフーリエ変換処理を施した後、平均値を求める演算処理を実行してフーリエ演算平均値Ｍ５０を得ている。

その結果、実施の形態１の脈拍測定装置は、図４〜図６の例で示したように、精度の高いフーリエ演算平均値Ｍ５０に基づき精度の高い測定脈拍を得ることができる。さらに、脈拍算出部６における演算処理であるフーリエ変換処理を行う主要構成部をＦＦＴ６４のみとすることにより、比較的簡単な構成で脈拍測定装置を実現することができる。

また、複数のサンプル脈拍信号であるセグメント信号Ｓ５１〜Ｓ５５のうち、時間的に隣接する一対のサンプル脈拍信号であるセグメント信号Ｓ５ｉ，Ｓ５（ｉ＋１）（ｉ＝１〜４）間において５秒分の時間帯（部分格納部６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａの格納信号）を重複させている。このため、セグメント信号Ｓ５ｉ，Ｓ５（ｉ＋１）間の時間的な連続性を高め、信号変化を滑らかにすることができる結果、実施の形態１の脈拍測定装置は、より精度の高い測定脈拍を得ることができる。

（３−２．体動状態の影響の除去）
ＰＰＧセンサー１を使った脈拍測定は体動の影響が受けやすい。特にウォーキングとジョギングなど手足が周期的に動く体動は血流が体動の周期に合わせて変わる。体動の周期信号がＰＰＧセンサー１の光電脈拍信号Ｓ１に影響を与え、光電脈拍信号Ｓ１内に存在する脈拍周期信号が埋もれてしまうことがある。

図７は光電脈拍信号Ｓ１に基づくフーリエ演算結果の経時変化を示すグラフである。同図において、縦軸は周波数スペクトル強度を示し、横軸はサンプル数を示しており、光電脈拍信号Ｓ１のサンプリング周波数１００Ｈｚの単位を（ｍｓ（ミリ秒）×１０）として図示している。同図に示すように、安静期間Ｔ０に比べ運動期間Ｔ１はスペクトル強度が大きく変動しており、体動がＰＰＧセンサー１の光電脈拍信号Ｓ１に影響を与えることがわかる。

図８は図７の安静期間Ｔ０における光電脈拍信号Ｓ１に基づくフーリエ演算結果を示すグラフである。同図において、横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は周波数スペクトル強度を示している。

同図(a)及び(b)に示すように、いずれの場合も、正規ピーク位置ＰＫ１を検出することができるため、安静期間Ｔ０は精度良く測定脈拍を得ることができる。

図９は図７の運動期間Ｔ１における光電脈拍信号Ｓ１に基づくフーリエ演算結果を示すグラフである。同図において、横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸はスペクトル強度を示している。

同図(a)〜(d)に示すように、いずれの場合も、正規ピーク位置ＰＫ１より体動ピーク位置ＢＫ１の方が高いスペクトル強度となるため、体動ピーク位置ＢＫ１を正規ピーク位置ＰＫ１として誤検出すると、正確な測定脈拍を得ることができないことがわかる。

実施の形態１の脈拍測定装置は、脈拍検出部６５及び基準脈拍幅設定部６７により、上述した体動状態の影響を除去することができる。

図１０は基準脈拍幅ＷＳによる効果を示すグラフである。運動期間Ｔ１においては体動の影響を受けるため、全ての周波数領域を検出対象としてフーリエ演算平均値Ｍ５０のピーク位置を求める脈拍検出処理を実行すると、図９で示したように、体動ピーク位置ＢＫ１を脈拍決定用のピーク位置として誤検出してしまう可能性が高くなる。

そこで、脈拍検出部６５は、体動認識期間において、図１０に示すように、基準脈拍幅設定部６７からの基準脈拍幅情報Ｄ６７の指示する基準脈拍幅ＷＳ内を検出対象として上記脈拍検出処理を実行することにより、体動ピーク位置ＢＫ１では無く正規ピーク位置ＰＫ１の周波数成分（脈拍成分）に対応する脈拍検出結果Ｄ６５を得ることができる。

すなわち、体動状態において脈拍周期に数秒間内微動はあるが、大きくブレることはないため、安静状態時に設定した基準脈拍幅ＷＳ内を検出対象とすることにより、基準脈拍幅ＷＳ外に存在する体動ピーク位置ＢＫ１を簡単に除外して、正確な測定脈拍を確実に取得することができる。

このように、脈拍検出部６５は、体動認識期間において、フーリエ演算平均値Ｍ５０における基準脈拍幅内のみを検出対象として脈拍検出処理を実行して脈拍検出結果Ｄ６５を得るため、被測定者が運動等により体動状態にあっても、脈拍検出部６５は精度の高い脈拍検出結果Ｄ６５を得ることができ、その結果、脈拍検出部６５を有する脈拍算出部６は正確に測定脈拍を算出することができる。

さらに、基準脈拍幅ＷＳ内に体動ピーク位置ＢＫ１が存在する場合も、脈拍検出部６５は上述した無効処理を実行することにより、体動ピーク位置ＢＫ１の誤検出に伴う誤った脈拍検出結果Ｄ６５の検出を回避することができる。

すなわち、脈拍検出部６５は、前述したように、体動認識期間において、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算平均値Ｍ５０のピーク位置（初見ピーク位置）における脈拍成分（平均値脈拍成分）と、体動スペクトルデータＤ２６が指示する加速度スペクトルのピーク位置における脈拍成分（加速度脈拍成分）とが一致する時、上記平均値脈拍成分を脈拍検出結果Ｄ６５とすることなく無効化する、すなわち、上記初見ピーク位置を検出対象外とする無効処理を実行している。

そして、脈拍検出部６５は、上記初見ピーク位置を除き、基準脈拍幅内を検出領域としたフーリエ演算平均値Ｍ５０のピーク位置（第二ピーク位置）における脈拍成分を脈拍検出結果Ｄ６５とする。したがって、体動ピーク位置ＢＫ１が基準脈拍幅ＷＳ内に存在しても、脈拍検出部６５は正確な脈拍検出結果Ｄ６５を得ることができる。

このように、実施の形態１の脈拍測定装置における脈拍検出部６５は、体動認識期間において加速度スペクトルのピーク位置における加速度脈拍成分とフーリエ演算平均値Ｍ５０のピーク位置における平均値脈拍成分とが一致する時、当該平均値脈拍成分を無効にする無効処理を実行している。

このため、脈拍検出部６５は、被測定者が運動等により体動状態にあり、上記加速度脈拍成分が基準脈拍幅内に存在しても、誤検出することなく正確に脈拍検出結果Ｄ６５を得ることができる。

（３−３．基準脈拍幅設定部）
スピーカー駆動信号Ｓ２７（告知信号）の音声出力（告知）の指示に応答して実行されるスピーカー２７による音声出力（第１音声出力）により、基準脈拍幅を測定すべく、所定の継続期間（３０秒以上）、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない安静状態を保つことを被測定者に促すことができる。

体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない状態が所定の継続期間経過した安静状態時に基準脈拍幅設定部６７は上述した基準脈拍幅設定処理を行い、基準脈拍幅の設定後に、基準脈拍幅の設定完了を指示する設定完了信号Ｒ２７をスピーカー２７に出力する。

基準脈拍幅の設定完了を指示する体動認識部２６を受けたスピーカー２７は、音声出力（第２の音声出力）を行うことにより、被測定者に基準脈拍幅の設定完了を告知して、被測定者に安静状態にする制約からの解放されたことを告知することができ、その結果、被測定者は運動状態を再開することができる。

基準脈拍幅設定部６７は、体動認識信号Ｓ２６を受信しているため、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない状態が所定時間継続した状態を安静状態と判断して、安静状態時にフーリエ演算平均値Ｍ５０のピーク位置における脈拍成分を中心基準として基準脈拍幅設定処理を実行している。このため、実施の形態１の脈拍測定装置は、被測定者の運動時においても、必ず安静状態時における精度の高い基準脈拍幅を求めることができるため、体動による影響を受けない精度の高い測定脈拍を得ることができる。

さらに、被測定者は体動状態告知部であるスピーカー２７による第１の音声出力による告知によって体動状態であることを確実に認識することができるため、体動状態の認識後に速やかに安静状態となって基準脈拍幅設定部６７による基準脈拍幅の設定処理を早期に実行可能状態に導くことができる。

＜実施の形態２＞
（４−１．全体構成）
図１１は実施の形態２における脈拍算出部１６の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、脈拍算出部１６は、脈拍信号格納レジスタ７０、ＦＦＴ７４、脈拍検出部７５、基準脈拍幅設定部７７、スムージング処理部７８、脈拍検出結果格納レジスタ８０、加算部８７及び除算部８８から構成される。

なお、実施の形態２の脈拍測定装置の全体構成は、図１で示した全体構成において、脈拍測定部１１内の脈拍算出部６が脈拍算出部１６に置き換わる点が主要な相違点となる。また、脈拍測定部１１内において以下の点が実施の形態１と異なる。

バッファ４に置換して設けられるバッファ１４は、実施の形態２におけるフーリエ演算処理の単位周期である１０秒周期でバッファリングする点が、３０秒周期でバッファリングするバッファ４と異なる。

また、体動認識部２６は、実質的に実施の形態１と同様の機能と呈しているため、実施の形態１と同一符号を付している。ただし、タイミング制御部８の制御下で脈拍検出結果Ｄ８０と同期するように、体動スペクトルデータＤ２６を脈拍算出部６（後述する脈拍検出部７５）に出力する点のみが異なっている。すなわち、タイミング制御部８の制御下で、同一期間における光電脈拍信号Ｓ１に基づく脈拍検出結果Ｄ８０と、加速度信号Ｓ２１に基づく体動スペクトルデータＤ２６とが脈拍算出部６内の脈拍検出部７５に出力されるようにタイミング制御される点において、実施の形態１と異なっている。

実施の形態２の脈拍測定装置は、全体構成において上記以外の構成及び動作は、実施の形態１の脈拍測定装置と同様である。

（４−２．脈拍算出部の内部構成）
以下、図１１を参照して実施の形態２の脈拍測定装置における脈拍算出部１６の内部構成を説明する。

脈拍信号格納レジスタ７０を構成する２つの部分格納部７０ａ及び７０ｂはそれぞれ５秒間分の脈拍信号Ｓ５（時系列脈拍信号）を格納可能であり、総計１０秒分の脈拍信号Ｓ５が格納である。

部分格納部７０ａ及び７０ｂ間において、部分格納部７０ａに新しい５秒分の脈拍信号Ｓ５が格納され、部分格納部７０ｂに古い５秒分の脈拍信号Ｓ５が格納される。以降、更新期間である５秒間隔毎に、部分格納部７０ａに最新の脈拍信号Ｓ５、部分格納部７０ｂに部分格納部７０ａの格納信号が転送され、部分格納部７０ｂの格納信号が廃棄される。

そして、部分格納部７０ａ及び７０ｂの格納信号であるレジスタ格納信号Ｓ７０（サンプル脈拍信号）が５秒の更新周期毎にＦＦＴ７４に順次出力される。

フーリエ変換処理部であるＦＦＴ７４は、一単位のレジスタ格納信号Ｓ７０に対しフーリエ変換処理（ＦＦＴ処理）を行ってフーリエ演算結果Ｄ７０を得た後、フーリエ演算結果Ｄ７０を脈拍検出部７５及び基準脈拍幅設定部７７に出力する。

脈拍検出部７５は、実施の形態１の脈拍検出部６５と同様、体動認識期間ではない通常期間において、全周波数領域を検出対象とし、フーリエ演算結果Ｄ７０からピーク位置の周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するＢＰＭ値を脈拍検出結果Ｄ８０として出力する脈拍検出処理を実行する。

基準脈拍幅設定部７７は、フーリエ演算結果Ｄ７０及び体動認識信号Ｓ２６を受け、被測定者が体動状態を停止し、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない期間が所定の継続期間経過した安静状態時において、フーリエ演算結果Ｄ７０に基づき基準脈拍幅を求め、基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報Ｄ７７を脈拍検出部７５に出力する。

上記した所定の継続期間として、例えば、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない期間が、脈拍信号格納レジスタ７０への脈拍信号Ｓ５の格納内容が入れ替わる期間である１０秒以上に設定する等が考えられる。

その結果、基準脈拍幅設定部７７は、体動認識期間直後であっても、体動認識信号Ｓ２６及び安静状態時のフーリエ演算結果Ｄ７０に基づき、安静状態における被測定者の脈拍成分範囲である基準脈拍幅を設定し、基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報Ｄ７７を脈拍検出部７５に出力することができる。

なお、基準脈拍幅の設定方法として、実施の形態１と同様、安静状態のフーリエ演算結果Ｄ７０より検出したピーク位置における脈拍成分に対応する基準脈拍成分を中心とした設定方法が考えられる。

脈拍検出部７５は、体動認識期間において、基準脈拍幅情報Ｄ７７の指示する基準脈拍幅内の周波数領域（脈拍成分範囲）のみを検出対象とし、フーリエ演算結果Ｄ７０からピーク位置における周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するＢＰＭ値を脈拍検出結果Ｄ８０として出力する脈拍検出処理を実行する。

脈拍検出部７５は、体動スペクトルデータＤ２６をさらに受け、体動認識期間において、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算結果Ｄ７０のピーク位置（初見ピーク位置）における脈拍成分と、加速度スペクトルデータのピーク位置における脈拍成分とが一致する時、上記初見ピーク位置を検出対象外として脈拍検出結果Ｄ８０として採用しない無効処理を実行する。

その後、脈拍検出部７５は、上記初見ピーク位置を除き、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算結果Ｄ７０のピーク位置（第二ピーク位置）における周波数成分（脈拍成分）に対応するＢＰＭを脈拍検出結果Ｄ８０とする。

脈拍検出結果格納レジスタ８０は５つの脈拍検出結果格納部８１〜８５から構成され、脈拍検出部７５より順次得られる脈拍検出結果Ｄ８０を時系列に沿った５つの（複数の）格納脈拍検出結果Ｄ８１〜Ｄ８５（脈拍検出結果）として格納する時系列脈拍検出結果格納部として機能する。

すなわち、脈拍検出結果格納部８１〜８５のうち、脈拍検出結果格納部８１に最も新しい脈拍検出結果Ｄ８０が格納脈拍検出結果Ｄ８１として格納され、脈拍検出結果格納部８５に最も古い脈拍検出結果Ｄ８０が格納脈拍検出結果Ｄ８５として格納される。

以降、新たに脈拍検出結果Ｄ８０が得られる毎に、脈拍検出結果格納部８１に最新の脈拍検出結果Ｄ８０、脈拍検出結果格納部８２に（脈拍検出結果格納部８１の）格納脈拍検出結果Ｄ８１、脈拍検出結果格納部８３に格納脈拍検出結果Ｄ８２、脈拍検出結果格納部８４に格納脈拍検出結果Ｄ８３、脈拍検出結果格納部８５に格納脈拍検出結果Ｄ８４が転送され、脈拍検出結果格納部８５の格納脈拍検出結果Ｄ８５が廃棄される。

加算部８７は格納脈拍検出結果Ｄ８１〜Ｄ８５を加算して格納脈拍検出結果Ｄ８１〜Ｄ８５の合計値である脈拍検出結果総計Ｔ８０を得る。除算部８８は脈拍検出結果総計Ｔ８０を“５”で除算して脈拍検出結果平均値Ｍ８０を得る。

スムージング処理部６８は除算部８８ら得た脈拍検出結果平均値Ｍ８０に基づき過去に得た脈拍検出結果平均値Ｍ８０を利用してスムージング処理を行って得られる値を測定脈拍として、当該測定脈拍を指示する脈拍情報ＨＲを出力する。

上述した脈拍検出結果格納レジスタ８０，加算部８７、除算部８８及びスムージング処理部７８は、脈拍検出部７５より順次得られる脈拍検出結果Ｄ８０を時系列に沿った５つの格納脈拍検出結果Ｄ８１〜Ｄ８５（複数の脈拍検出結果）として受け、脈拍検出結果格納レジスタ８０に格納された格納脈拍検出結果Ｄ８１〜Ｄ８５の平均値に基づき、測定脈拍を得る測定脈拍決定部として機能する。

（５．効果）
（５−１．脈拍検出結果平均値Ｍ８０による効果）
図４〜図６で示した例では、格納脈拍検出結果Ｄ８１〜Ｄ８５として１００、１００、９４，５９及び５９ＢＰＭが得られる。すなわち、フーリエ演算結果Ｄ５１〜Ｄ５５（フーリエ演算結果Ｄ７０に相当）それぞれ単独で検出脈拍を得た場合、ピーク位置ＰＫ５１〜ＰＫ５５から、５９〜１００ＢＭＰの範囲で比較的大きな変動をもって検出される。

しかしながら、格納脈拍検出結果Ｄ８１〜Ｄ８５の平均値である脈拍検出結果平均値Ｍ８０から、より１００ＢＰＭに近い８２．４ＢＰＭを検出することができる。

このように、体動等の影響により５９ＢＭＰ付近に比較的強いスペクトル強度が検出された場合において、３０秒間の脈拍信号Ｓ５一括でフーリエ変換処理を行った場合（図４参照）や、１０秒間の脈拍信号Ｓ５単独でフーリエ変換処理を行った場合（図５(a)，(b)）は、誤検出する可能性が比較的高い。

一方、脈拍検出結果平均値Ｍ８０によって、体動によるノイズの影響を相対的に弱くすることにより、５９ＢＰＭから、より正確な１００ＢＰＭに近い測定脈拍で検出脈拍とすることができる。

このように、実施の形態２の脈拍測定装置の脈拍測定部１１内における脈拍算出部１６は、フーリエ演算結果Ｄ７０を用いて脈拍検出部７５より順次得られた複数の脈拍検出結果Ｄ８０（Ｄ８１〜Ｄ８５）の平均値に基づき、測定脈拍決定部（脈拍検出結果格納レジスタ８０、加算部８７、除算部８８及びスムージング処理部７８）より測定脈拍を得ている。

その結果、本実施の形態の脈拍測定装置は、ノイズの影響を弱めた脈拍検出結果平均値Ｍ８０に基づき比較的精度の高い測定脈拍を得ることができる。さらに、脈拍算出部１６における演算処理であるフーリエ変換処理を行う主要構成部をＦＦＴ７４のみとすることにより、比較的簡単な構成で脈拍測定装置を実現することができる。

また、脈拍信号格納レジスタ７０に格納するレジスタ格納信号Ｓ７０を５秒の更新周期で変更することにより、ＦＦＴ７４が時間的に連続して受ける、一対のレジスタ格納信号Ｓ７０において、５秒間の時間帯が重複している。すなわち、時間的に連続するレジスタ格納信号Ｓ７０をＳ７０１，Ｓ７０２とすると、レジスタ格納信号Ｓ７０１における部分格納部７０ａの格納データと、レジスタ格納信号Ｓ７０２における部分格納部７０ｂの格納信号とが同一となる。

このため、時間的に連続するレジスタ格納信号Ｓ７０の連続性を高め、信号変化を滑らかにすることができる結果、実施の形態２の脈拍測定装置は、より精度の高い測定脈拍を得ることができる。

（５−２．体動状態の影響の除去）
脈拍検出部７５は、実施の形態１の脈拍検出部６５と同様、体動認識期間において、基準脈拍幅設定部７７からの基準脈拍幅情報Ｄ７７の指示する基準脈拍幅内を検出対象として上記脈拍検出処理を実行して脈拍検出結果Ｄ８０を得ることができる。

このように、脈拍検出部７５は、体動認識期間において、フーリエ演算結果Ｄ７０における基準脈拍幅内のみを検出対象として脈拍検出処理を実行して脈拍検出結果Ｄ８０を得るため、被測定者が運動等により体動状態にあっても、脈拍検出部７５は精度の高い脈拍検出結果Ｄ８０を得ることができ、その結果、脈拍検出部７５を有する脈拍算出部１６は正確に測定脈拍を算出することができる。

さらに、脈拍検出部７５は、基準脈拍幅内に体動ピーク位置が存在する場合も、上述した無効処理を実行することにより、体動ピーク位置の誤検出に伴う誤った脈拍検出結果Ｄ８０の検出を回避することができる。

すなわち、脈拍検出部７５は、前述したように、体動認識期間において、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算結果Ｄ７０のピーク位置（初見ピーク位置）における脈拍成分（演算結果脈拍成分）と、体動スペクトルデータＤ２６が指示する加速度スペクトルのピーク位置における脈拍成分（加速度脈拍成分）とが一致する時、上記演算結果脈拍成分を脈拍検出結果Ｄ８０とすることなく無効化する、すなわち、上記初見ピーク位置を検出対象外とする無効処理を実行している。

そして、脈拍検出部７５は、上記初見ピーク位置を除き、基準脈拍幅内を検出領域としたフーリエ演算結果Ｄ７０のピーク位置（第二ピーク位置）における脈拍成分を脈拍検出結果Ｄ８０とする。したがって、体動ピーク位置が基準脈拍幅内に存在しても、脈拍検出部７５は正確な脈拍検出結果Ｄ８０を得ることができる。

このように、実施の形態２の脈拍測定装置における脈拍検出部７５は、体動認識期間において加速度スペクトルのピーク位置における加速度脈拍成分とフーリエ演算結果Ｄ７０のピーク位置における演算結果脈拍成分とが一致する時、当該脈拍結果脈拍成分を無効にする無効処理を実行している。

このため、脈拍検出部７５は、被測定者が運動等により体動状態にあり、上記加速度脈拍成分が基準脈拍幅内に存在しても、誤検出することなく正確に脈拍検出結果Ｄ８０を得ることができる。

（５−３．基準脈拍幅設定部）
実施の形態１と同様、スピーカー２７による音声出力（第１音声出力）により、基準脈拍幅を測定すべく、所定の継続期間（１０秒以上）、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない安静状態を保つことを被測定者に促すことができる。

体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない状態が所定の継続期間経過した安静状態時に基準脈拍幅設定部７７は、上述した基準脈拍幅設定処理を行い、基準脈拍幅の設定後に、実施の形態１の基準脈拍幅設定部６７と同様、基準脈拍幅の設定完了を指示する設定完了信号Ｒ２７をスピーカー２７に出力する。

基準脈拍幅の設定完了を指示する体動認識部２６を受けたスピーカー２７は、音声出力を行うことにより、被測定者に基準脈拍幅の設定完了を告知して、被測定者に安静状態にする制約からの解放されたことを告知することができ、その結果、被測定者は運動状態を再開することができる。

基準脈拍幅設定部７７は、体動認識信号Ｓ２６を受信しているため、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示しない状態が所定時間継続した状態を安静状態と判断して、安静状態時にフーリエ演算結果Ｄ７０のピーク位置における脈拍成分を中心基準として基準脈拍幅設定処理を実行している。このため、実施の形態２の脈拍測定装置は、実施の形態１と同様、被測定者の運動時においても、必ず安静状態時における精度の高い基準脈拍幅を求めることができるため、体動による影響を受けない精度の高い測定脈拍を得ることができる。

さらに、実施の形態１と同様、被測定者はスピーカー２７による第１の音声出力による告知によって体動状態であることを確実に認識することができるため、体動状態の認識後に速やかに安静状態となって基準脈拍幅設定部７７による基準脈拍幅の設定処理を早期に実行可能状態に導くことができる。

（５−４．実施の形態１との比較）
実施の形態１では、５つフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値Ｍ５０に基づき検出された脈拍検出結果Ｄ６５を用いて測定脈拍を得ているのに対し、実施の形態２では、各々が単独のフーリエ演算結果に基づき検出された５つの脈拍検出結果Ｄ８０（Ｄ８１〜Ｄ８５）の平均値である脈拍検出結果平均値Ｍ８０を用いて測定脈拍を得ている。

互いに、５つの中間測定値（実施の形態１ではフーリエ演算結果、実施の形態２では脈拍検出結果）の平均値を取る点において類似しており、平均値を採る対象である中間測定値が異なっている。

したがって、図５，図６で示した例により、基準脈拍幅内を検出対象とした脈拍検出処理や無効処理の効果を無視した場合、単独ではなく５つフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値Ｍ５０に基づく分、実施の形態１の測定脈拍の精度の方が実施の形態２により高くなる優位性を有する。

しかしながら、実施の形態２において、基準脈拍幅内を検出対象とした脈拍検出処理や無効処理を用いることにより、体動認識期間におけるフーリエ演算結果の中間測定値としての精度を高めることができるため、実施の形態１，実施の形態２間において、最終的に得られる測定脈拍の精度に大きな差は生じないと考えられる。

一方、脈拍信号Ｓ５の更新期間内において、実施の形態１では５回のフーリエ演算処理を行う必要があるが、実施の形態２では１回のフーリエ演算処理で済ますことができる。したがって、更新周期内に５回のフーリエ演算処理に伴う処理負担、５つのフーリエ演算結果を保持するためのハードウェア負荷等を軽減できる点において、実施の形態２の脈拍算出部１６の方が実施の形態１の脈拍算出部６より簡単な構成で実現できる優位性を有する。

＜６．その他＞
なお、上述した実施の形態（実施の形態１，実施の形態２）では、体動認識信号Ｓ２６が体動状態を指示する体動認識期間において、脈拍検出部６５あるいは脈拍検出部７５の処理内容（基準脈拍幅内の脈拍検出処理及び無効処理）を通常期間と異なる内容する例を示したが、通常期間においても体動認識期間と同様な処理を実行させるようにしても良い。この場合、脈拍検出部６５（７５）は体動認識信号Ｓ２６の受信が不要となる。ただし、基準脈拍幅設定部６７（７７）は常に基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報Ｄ６７（Ｄ７７）を脈拍検出部６５（７５）に出力する必要があり、体動認識部２６は常に体動スペクトルデータＤ２６を脈拍検出部６５（７５）に出力する必要がある。

また、上述した実施の形態では、スピーカー２７の第１音声出力後のタイミングで、基準脈拍幅設定部６７（７７）による基準脈拍幅設定処理を実行させる例を示したが、安静状態時であれば基準脈拍幅設定処理を異なるタイミング（例えば、上述した実施の形態の脈拍測定装置の利用開始時等）で実行させるようにしても良い。

また、実施の形態１では、セグメント格納部６１〜６３に格納された３つの格納信号から得られる５つのセグメント信号Ｓ５１〜Ｓ５５をＦＦＴ６４に出力する構成を示したが、３個の格納信号をそのまま３つのセグメント信号としてＦＦＴ６４に出力するように構成してもよい。すなわち、所定数の時系列脈拍信号（格納信号）をそのまま複数のサンプル脈拍信号（セグメント信号）にする構成にしてもよい。

同様に、実施の形態２では、脈拍信号格納レジスタ７０内のレジスタ格納信号Ｓ７０の更新処理を５秒単位で行ったが１０秒単位に行い、時間的に連続するレジスタ格納信号Ｓ７０間においてデータの重複が生じないようにする構成ににしても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ ＰＰＧセンサー
３，４，１４ バッファ
５，２５ 信号処理部
６，１６ 脈拍算出部
７ 消費カロリー算出部
８ タイミング制御部
９ ディスプレイ
１１ 脈拍測定部
２１ 加速度センサー
２６ 体動認識部
２７ スピーカー
６１〜６３ セグメント格納部
６４，７４ ＦＦＴ
６５，７５ 脈拍検出部
６７，７７ 基準脈拍幅設定部
６８，７８ スムージング処理部
６９ 信号切替部
７０ 脈拍信号格納レジスタ
８０ 脈拍検出結果格納レジスタ
８７ 加算部
８８ 除算部

Claims (10)

1. 被測定者の脈拍を検出して光電脈拍信号を得る光電脈拍センサーと、
   前記光電脈拍信号に基づき前記被測定者の測定脈拍を取得し、前記測定脈拍を指示する脈拍情報を出力する脈拍測定部とを備え、
   前記脈拍測定部は前記測定脈拍を得るための演算処理を実行する脈拍算出部を含み、
   前記脈拍算出部は、
   前記光電脈拍信号に基づき、時系列に沿って所定数の時系列脈拍信号を格納する脈拍信号格納部と、
   前記所定数の時系列脈拍信号から得られる複数のサンプル脈拍信号それぞれに対しフーリエ変換処理を施し複数のフーリエ演算結果を得た後、前記複数のフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値を求める前記演算処理を実行するフーリエ変換処理部と、
   前記フーリエ演算平均値に基づき、前記測定脈拍を得る測定脈拍取得部とを含む、
   脈拍測定装置。
2. 請求項１記載の脈拍測定装置であって、
   前記複数のサンプル脈拍信号のうち時間的に隣接する一対のサンプル脈拍信号それぞれは、少なくとも一部の時間帯が重複していることを特徴とする、
   脈拍測定装置。
3. 請求項１または請求項２記載の脈拍測定装置であって、
   前記被測定者の動きを検出して加速度信号を得る加速度センサーと、
   前記加速度信号に基づき、前記被測定者が前記測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、前記体動検出処理の検出結果に基づき体動状態の有無を指示する体動認識信号を生成する体動認識部とをさらに備え、前記体動認識信号が体動状態を指示する期間が体動認識期間として規定され、
   前記測定脈拍取得部は、
   前記フーリエ演算平均値を受け、前記フーリエ演算平均値のピーク位置における脈拍成分を脈拍検出結果とする脈拍検出処理を行う脈拍検出部と、
   前記被測定者の安静状態時における脈拍成分範囲である基準脈拍幅を求め、前記基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報を出力する基準脈拍幅設定処理を実行する基準脈拍幅設定部とを含み、
   前記脈拍検出部は、前記体動認識信号及び前記基準脈拍幅情報をさらに受け、前記体動認識期間において、前記フーリエ演算平均値における前記基準脈拍幅内を検出対象として前記脈拍検出処理を実行する、
   脈拍測定装置。
4. 請求項３記載の脈拍測定装置であって、
   前記体動認識部は、前記加速度信号に基づき、脈拍成分により分類された加速度スペクトルを算出し、前記加速度スペクトルの内容を指示する体動スペクトルデータをさらに出力し、
   前記脈拍検出部は、前記体動認識期間において、前記体動スペクトルデータをさらに受け、前記加速度スペクトルにおけるピーク位置の脈拍成分である加速度脈拍成分と前記フーリエ演算平均値のピーク位置における脈拍成分である平均値脈拍成分とが一致する時、前記平均値脈拍成分を前記脈拍検出結果とすることなく無効にする無効処理を実行する、
   脈拍測定装置。
5. 請求項３または請求項４記載の脈拍測定装置であって、
   前記体動認識部は、前記体動認識期間において、所定のタイミングで告知を指示する告知信号を出力し、
   前記脈拍測定装置は、
   前記告知信号が告知を指示する時、前記被測定者に体動状態の発生を告知する体動状態告知部をさらに備え、
   前記基準脈拍幅設定部は、前記体動認識信号及び前記フーリエ演算平均値をさらに受け、前記体動認識信号が体動状態を指示しない状態が所定時間継続した状態を前記安静状態と判断し、前記安静状態時に前記フーリエ演算平均値のピーク位置における脈拍成分を基準として前記基準脈拍幅設定処理を実行する、
   脈拍測定装置。
6. 被測定者の脈拍を検出して光電脈拍信号を得る光電脈拍センサーと、
   前記光電脈拍信号に基づき前記被測定者の測定脈拍を取得し、前記測定脈拍を指示する脈拍情報を出力する脈拍測定部とを備え、
   前記脈拍測定部は前記測定脈拍を得るための演算処理を実行する脈拍算出部を含み、
   前記脈拍算出部は、
   前記光電脈拍信号に基づくサンプル脈拍信号を順次受け、該サンプル脈拍信号に対しフーリエ変換処理を施しフーリエ演算結果を得る前記演算処理を実行するフーリエ変換処理部と、
   前記フーリエ演算結果に基づき、脈拍検出結果を得る脈拍検出処理を実行する脈拍検出部と、
   前記脈拍検出部より順次得られる前記脈拍検出結果を時系列に沿った複数の脈拍検出結果として受け、前記複数の脈拍検出結果の平均値に基づき、前記測定脈拍を得る測定脈拍決定部とを含む、
   脈拍測定装置。
7. 請求項６記載の脈拍測定装置であって、
   前記フーリエ変換処理部が時間的に連続して受ける一対の前記サンプル脈拍信号間において、少なくとも一部の時間帯が重複していることを特徴とする、
   脈拍測定装置。
8. 請求項６または請求項７記載の脈拍測定装置であって、
   前記被測定者の動きを検出して加速度信号を得る加速度センサーと、
   前記加速度信号に基づき、前記被測定者が前記測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、前記体動検出処理の検出結果に基づき体動状態の有無を指示する体動認識信号を生成する体動認識部とをさらに備え、前記体動認識信号が体動状態を指示する期間が体動認識期間として規定され、
   前記脈拍検出部は、前記フーリエ演算結果のピーク位置における脈拍成分を前記脈拍検出結果とする前記脈拍検出処理を行い、
   前記脈拍算出部は、
   前記被測定者の安静状態時における脈拍成分範囲である基準脈拍幅を求め、前記基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報を出力する基準脈拍幅設定処理を実行する基準脈拍幅設定部をさらに含み、
   前記脈拍検出部は、前記フーリエ演算結果に加え、前記体動認識信号及び前記基準脈拍幅情報をさらに受け、前記体動認識期間において、前記フーリエ演算結果における前記基準脈拍幅内を検出対象として前記脈拍検出処理を実行する、
   脈拍測定装置。
9. 請求項８記載の脈拍測定装置であって、
   前記体動認識部は、前記加速度信号に基づき、脈拍成分により分類された加速度スペクトルを算出し、前記加速度スペクトルの内容を指示する体動スペクトルデータをさらに出力し、
   前記脈拍検出部は、前記体動認識期間において、前記体動スペクトルデータをさらに受け、前記加速度スペクトルにおけるピーク位置の脈拍成分である加速度脈拍成分と前記フーリエ演算結果のピーク位置における脈拍成分である演算結果脈拍成分とが一致する時、前記演算結果脈拍成分を前記脈拍検出結果とすることなく無効にする無効処理を実行する、
   脈拍測定装置。
10. 請求項８または請求項９記載の脈拍測定装置であって、
    前記体動認識部は、前記体動認識期間において、所定のタイミングで告知を指示する告知信号を出力し、
    前記脈拍測定装置は、
    前記告知信号が告知を指示する時、前記被測定者に体動状態の発生を告知する体動状態告知部をさらに備え、
    前記基準脈拍幅設定部は、前記体動認識信号及び前記フーリエ演算結果をさらに受け、前記体動認識信号が体動状態を指示しない状態が所定時間継続した状態を前記安静状態と判断し、前記安静状態時に前記フーリエ演算結果のピーク位置における脈拍成分を基準として前記基準脈拍幅設定処理を実行する、
    脈拍測定装置。

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