本發(fā)明涉及脈搏波計(jì)測(cè)裝置、脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)以及信號(hào)處理方法。

背景技術(shù)：

已知利用朝向血管照射光的LED(Light Emitting Diode)和用于接受透射血管后的光或被血管反射后的光的光電二極管對(duì)脈搏波進(jìn)行計(jì)測(cè)的方法。在該方法中，表示受光元件的輸出狀態(tài)的信號(hào)與脈搏波相對(duì)應(yīng)。但是，在該信號(hào)中通常不僅含有脈搏波成分而且還含有環(huán)境光等的低頻噪聲成分。因此，利用HPF(High Pass Filter)，進(jìn)行將這樣的低頻噪聲成分去除的信號(hào)處理。

但是，利用HPF對(duì)脈搏波進(jìn)行計(jì)測(cè)的情況下，需要使用大量的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算。因此，信號(hào)處理花費(fèi)較多的時(shí)間，結(jié)果耗電增大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施方式要解決的課題在于，提供一種能夠迅速且以低耗電對(duì)脈搏波進(jìn)行計(jì)測(cè)的脈搏波計(jì)測(cè)裝置、脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)以及信號(hào)處理方法。

實(shí)施方式提供一種脈搏波計(jì)測(cè)裝置，具備：存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)在發(fā)光元件交替地切換為朝向體內(nèi)照射光的點(diǎn)亮狀態(tài)和不照射上述光的非點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，表示受光元件在上述點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第一數(shù)字信號(hào)的值和表示上述受光元件在上述非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第二數(shù)字信號(hào)的值，上述受光元件用于接受透射上述體內(nèi)后的光或被上述體內(nèi)反射后的光；以及減法器，從上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述第一數(shù)字信號(hào)的值中減去上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述第二數(shù)字信號(hào)的值。

此外，實(shí)施方式提供一種脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)，具備：發(fā)光元件，能夠交替地切換為朝向體內(nèi)照射光的點(diǎn)亮狀態(tài)和不照射上述光的非點(diǎn)亮狀態(tài)；受光元件，用于接受透射上述體內(nèi)后的光或被上述體內(nèi)反射后的光；加速度 傳感器，對(duì)加速度進(jìn)行檢測(cè)；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)第一數(shù)字信號(hào)的值、第二數(shù)字信號(hào)的值、以及運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值，上述第一數(shù)字信號(hào)表示上述點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的上述受光元件的輸出狀態(tài)，上述第二數(shù)字信號(hào)表示上述非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的上述受光元件的輸出狀態(tài)，上述運(yùn)動(dòng)信號(hào)表示上述點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的上述加速度；減法器，從上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述第一數(shù)字信號(hào)的值中減去上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述第二數(shù)字信號(hào)的值和上述運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值；以及運(yùn)算處理部，根據(jù)從上述減法器輸出的減法結(jié)果，進(jìn)行運(yùn)算處理而計(jì)算脈搏數(shù)。

此外，實(shí)施方式提供一種脈搏波計(jì)測(cè)裝置，具備：信號(hào)計(jì)測(cè)部，具有信號(hào)放大部和A/D變換部，上述信號(hào)放大部放大在發(fā)光元件交替地切換為朝向體內(nèi)照射光的點(diǎn)亮狀態(tài)和不照射上述光的非點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，表示受光元件在上述點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第一模擬信號(hào)和表示上述受光元件在上述非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第二模擬信號(hào)，上述受光元件用于接受透射上述體內(nèi)后的光或被上述體內(nèi)反射后的光，上述A/D變換部將被上述信號(hào)放大部放大后的上述第一模擬信號(hào)變換為第一數(shù)字信號(hào)，并且將被上述信號(hào)放大部放大后的上述第二模擬信號(hào)變換為第二數(shù)字信號(hào)；比較運(yùn)算部，對(duì)上述第二數(shù)字信號(hào)的值和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較運(yùn)算，調(diào)整上述信號(hào)放大部的放大值以使得上述第二數(shù)字信號(hào)的值比上述基準(zhǔn)值大，輸出與基于調(diào)整后的放大值的上述第二數(shù)字信號(hào)的值極性相反的數(shù)字值；以及D/A變換部，將上述數(shù)字值變換為模擬值，根據(jù)變換后的模擬值對(duì)上述第一模擬信號(hào)進(jìn)行處理。

進(jìn)而，實(shí)施方式提供一種信號(hào)處理方法，具備：存儲(chǔ)步驟，存儲(chǔ)在發(fā)光元件交替地切換為朝向體內(nèi)照射光的點(diǎn)亮狀態(tài)和不照射上述光的非點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，表示受光元件在上述點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第一數(shù)字信號(hào)的值和表示上述受光元件在上述非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第二數(shù)字信號(hào)的值，上述受光元件用于接受透射上述體內(nèi)后的光或被上述體內(nèi)反射后的光；以及減法步驟，從通過(guò)上述存儲(chǔ)步驟存儲(chǔ)的上述第一數(shù)字信號(hào)的值中減去通過(guò)上述存儲(chǔ)步驟存儲(chǔ)的上述第二數(shù)字信號(hào)的值。

此外，實(shí)施方式提供一種信號(hào)處理方法，具備：信號(hào)計(jì)測(cè)步驟，對(duì)在發(fā)光元件交替地切換為朝向體內(nèi)照射光的點(diǎn)亮狀態(tài)和不照射上述光的非點(diǎn) 亮狀態(tài)時(shí)表示受光元件在上述點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第一模擬信號(hào)和表示上述受光元件在上述非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第二模擬信號(hào)進(jìn)行放大，將放大后的上述第一模擬信號(hào)變換為第一數(shù)字信號(hào)，并且，將放大后的上述第二模擬信號(hào)變換為第二數(shù)字信號(hào)，其中上述受光元件用于接受透射上述體內(nèi)后的光或被上述體內(nèi)反射后的光；比較運(yùn)算步驟，對(duì)上述第二數(shù)字信號(hào)的值和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較運(yùn)算，對(duì)放大值進(jìn)行調(diào)整以使得上述第二數(shù)字信號(hào)的值比上述基準(zhǔn)值大，輸出與基于調(diào)整后的放大值的上述第二數(shù)字信號(hào)的值極性相反的數(shù)字值；以及信號(hào)處理步驟，將上述數(shù)字值變換為模擬值，根據(jù)變換后的模擬值對(duì)上述第一模擬信號(hào)進(jìn)行處理。

附圖說(shuō)明

圖1是表示第一實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是圖1所示的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)中使用的信號(hào)的時(shí)序圖。

圖3的(a)是由比較例的脈搏波計(jì)測(cè)裝置進(jìn)行了信號(hào)處理的脈搏波信號(hào)的波形圖，(b)是由第一實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)裝置進(jìn)行了信號(hào)處理的脈搏波信號(hào)的波形圖。

圖4是第二實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)中使用的信號(hào)的時(shí)序圖。

圖5是第三實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)中使用的信號(hào)的時(shí)序圖。

圖6是表示第四實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。

符號(hào)說(shuō)明

1 脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)

2 發(fā)光元件

3 受光元件

4 加速度傳感器

5 脈搏波計(jì)測(cè)裝置

52 信號(hào)計(jì)測(cè)部

52b 信號(hào)放大部

52c A/D變換部

54 存儲(chǔ)部

55 減法器

56 運(yùn)算處理部

57 比較運(yùn)算部

58 D/A變換部

具體實(shí)施方式

根據(jù)實(shí)施方式，脈搏波計(jì)測(cè)裝置具備存儲(chǔ)部和減法器。上述存儲(chǔ)部存儲(chǔ)當(dāng)發(fā)光元件交替地切換為朝向體內(nèi)照射光的點(diǎn)亮狀態(tài)和不照射上述光的非點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，表示受光元件在上述點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第一數(shù)字信號(hào)的值和表示上述受光元件在上述非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的輸出狀態(tài)的第二數(shù)字信號(hào)的值，上述受光元件用于接受透射上述體內(nèi)后的光或被上述體內(nèi)反射后的光。上述減法器從上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述第一數(shù)字信號(hào)的值中減去上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述第二數(shù)字信號(hào)的值。

以下，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。本實(shí)施方式不用于限定本發(fā)明。

(第一實(shí)施方式)

圖1是表示第一實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1具備發(fā)光元件2、受光元件3、加速度傳感器4和脈搏波計(jì)測(cè)裝置5。

發(fā)光元件2朝向脈搏波計(jì)測(cè)對(duì)象者的體內(nèi)、具體而言是血管照射光。本實(shí)施方式中，發(fā)光元件2由發(fā)出綠色光的LED構(gòu)成。但是，發(fā)光元件2也可以是LED以外的其他種類的發(fā)光元件，此外，發(fā)光元件2的發(fā)光色(光的波長(zhǎng))也可以是紅色等其他顏色。

受光元件3是用于接受從發(fā)光元件2照射的光透射血管后或被血管反射后的光的元件，例如由光電二極管構(gòu)成。但是，受光元件3也可以是光電二極管以外的其他種類的受光元件。

發(fā)光元件2點(diǎn)亮?xí)r，受光元件3的輸出狀態(tài)對(duì)應(yīng)于血管的膨脹和收縮而變化。換言之，發(fā)光元件2點(diǎn)亮?xí)r的受光元件3的輸出狀態(tài)與脈搏波相對(duì)應(yīng)。如本實(shí)施方式那樣發(fā)光元件2的光為綠色的情況下，受光元件3接受被血管反射后的反射光。血管膨脹時(shí)，反射光的光量變少，從而受光元 件3成為低輸出狀態(tài)。相反，血管收縮時(shí)，反射光的光量變多，從而受光元件3成為高輸出狀態(tài)。另外，發(fā)光元件2的光例如為紅色的情況下，受光元件3接受透射血管后的透射光。該情況下，當(dāng)血管膨脹時(shí)透射光的光量也變少，從而受光元件3成為低輸出狀態(tài)，血管收縮時(shí)的受光元件3成為高輸出狀態(tài)。

加速度傳感器4對(duì)加速度進(jìn)行檢測(cè)，將表示檢測(cè)出的加速度的運(yùn)動(dòng)信號(hào)向脈搏波計(jì)測(cè)裝置5輸出。

脈搏波計(jì)測(cè)裝置5具有驅(qū)動(dòng)部51、信號(hào)計(jì)測(cè)部52、定時(shí)控制部53、存儲(chǔ)部54、減法器55和運(yùn)算處理部56。以下，對(duì)各部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

驅(qū)動(dòng)部51對(duì)發(fā)光元件2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。具體而言，驅(qū)動(dòng)部51基于用來(lái)將發(fā)光元件2交替地切換為朝向體內(nèi)照射光的點(diǎn)亮狀態(tài)和不照射該光的非點(diǎn)亮狀態(tài)的點(diǎn)亮控制信號(hào)，對(duì)發(fā)光元件2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

信號(hào)計(jì)測(cè)部52對(duì)表示上述點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的受光元件3的輸出狀態(tài)的第一數(shù)字信號(hào)和表示上述非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)下的受光元件3的輸出狀態(tài)的第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)測(cè)。信號(hào)計(jì)測(cè)部52例如由具備將從受光元件3輸出的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的A/D變換部等的AFE(Analog Front End：模擬前端)構(gòu)成。

定時(shí)控制部53控制信號(hào)計(jì)測(cè)部52對(duì)第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)測(cè)的定時(shí)。具體而言，定時(shí)控制部53控制信號(hào)計(jì)測(cè)部52的信號(hào)計(jì)測(cè)的定時(shí)，以使得同步于點(diǎn)亮控制信號(hào)中的點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)來(lái)計(jì)測(cè)第一數(shù)字信號(hào)，并且，同步于點(diǎn)亮控制信號(hào)中的非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)來(lái)計(jì)測(cè)第二數(shù)字信號(hào)。

存儲(chǔ)部54對(duì)信號(hào)計(jì)測(cè)部52計(jì)測(cè)出的第一及第二數(shù)字信號(hào)的各值和加速度傳感器4檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值進(jìn)行存儲(chǔ)。

減法器55從存儲(chǔ)部54中存儲(chǔ)的第一數(shù)字信號(hào)的值減去存儲(chǔ)部54中存儲(chǔ)的第二數(shù)字信號(hào)的值和運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值，將表示減法結(jié)果的信號(hào)向運(yùn)算處理部56輸出。

運(yùn)算處理部56具有噪聲去除部56a和周期檢測(cè)部56b。噪聲去除部56a將從減法器55輸出的信號(hào)中包含的高頻的噪聲成分去除。噪聲去除部56a例如由使比脈搏波的頻帶更高頻的成分衰減的LPF(Low Pass Filter：低通 濾波器)構(gòu)成。周期檢測(cè)部56b對(duì)由噪聲去除部56a進(jìn)行了信號(hào)處理的脈搏波信號(hào)的周期進(jìn)行檢測(cè)。運(yùn)算處理部56例如由根據(jù)規(guī)定的程序進(jìn)行各種運(yùn)算處理的CPU(Central Processing Unit：中央處理器)構(gòu)成。

以下，對(duì)于上述的本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1的動(dòng)作，參照?qǐng)D2進(jìn)行說(shuō)明。圖2是本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1中使用的信號(hào)的時(shí)序圖。

首先，驅(qū)動(dòng)部51根據(jù)圖2所示的點(diǎn)亮控制信號(hào)，將發(fā)光元件2交替地切換為點(diǎn)亮狀態(tài)和非點(diǎn)亮狀態(tài)。此時(shí)，信號(hào)計(jì)測(cè)部52根據(jù)定時(shí)控制部53的控制，按每個(gè)點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T1對(duì)第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)測(cè)，并且按每個(gè)非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T2對(duì)第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行1次計(jì)測(cè)。此外，圖2中雖未圖示，但加速度傳感器4按每個(gè)點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T1對(duì)加速度進(jìn)行檢測(cè)，輸出表示檢測(cè)出的加速度的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。第一數(shù)字信號(hào)的值和第二數(shù)字信號(hào)的值被信號(hào)計(jì)測(cè)部52保存在存儲(chǔ)部54中。此外，運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值也保存在存儲(chǔ)部54中。

第一數(shù)字信號(hào)由于按點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T1計(jì)測(cè)，從而含有脈搏波成分。但是，該第一數(shù)字信號(hào)除了脈搏波成分以外，還含有由環(huán)境光引起的環(huán)境光噪聲成分和由脈搏波計(jì)測(cè)對(duì)象者的體動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)噪聲成分。環(huán)境光噪聲成分與在非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T2計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)相對(duì)應(yīng)。另一方面，運(yùn)動(dòng)噪聲成分與在點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T1由加速度傳感器4檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)。

因此，本實(shí)施方式中，通過(guò)由減法器55從第一數(shù)字信號(hào)的值減去第二數(shù)字信號(hào)的值和運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值，從而將環(huán)境光噪聲成分和運(yùn)動(dòng)噪聲成分從第一數(shù)字信號(hào)中去除，提取出脈搏波成分。另外，本實(shí)施方式中，為了更高精度地去除運(yùn)動(dòng)噪聲成分，減法器55也可以減去與脈搏波計(jì)測(cè)對(duì)象者的體動(dòng)相適應(yīng)地計(jì)算出的系數(shù)K與運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值的乘法值。

這里，參照?qǐng)D2，說(shuō)明減法器55從第一數(shù)字信號(hào)的值減去第二數(shù)字信號(hào)的值的3個(gè)運(yùn)算例。

第一運(yùn)算例中，減法器55從在定時(shí)T1計(jì)測(cè)出的第一數(shù)字信號(hào)的值A(chǔ)(n)中，減去在該定時(shí)T1的緊前的定時(shí)T2(換言之，緊挨在該定時(shí)T1之前的定時(shí)T2)計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的值B(n－1)。即，減法器55運(yùn)算A(n)－B(n－1)。

第二運(yùn)算例中，減法器55從在定時(shí)T1計(jì)測(cè)出的第一數(shù)字信號(hào)的值A(chǔ)(n)中，減去在該定時(shí)T1的緊后的定時(shí)T2(換言之，緊挨在該定時(shí)T1之后的定時(shí)T2)計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的值B(n)。即，減法器55運(yùn)算A(n)－B(n)。

第三運(yùn)算例中，減法器55從在定時(shí)T1計(jì)測(cè)出的第一數(shù)字信號(hào)的值A(chǔ)(n)中，減去在該定時(shí)T1的緊前及緊后的定時(shí)T2分別計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的加法值的一半的值，即減去(B(n－1)+B(n))/2。即，減法器55運(yùn)算A(n)－(B(n－1)+B(n))/2。

減法器55在通過(guò)上述第一～第三運(yùn)算例的某一個(gè)進(jìn)行減法處理后，將表示減法結(jié)果的信號(hào)向運(yùn)算處理部56輸出。

運(yùn)算處理部56中，首先，噪聲去除部56a將從減法器55輸出的信號(hào)中包含的高頻噪聲成分去除。接著，周期檢測(cè)部56b對(duì)由噪聲去除部56a進(jìn)行了信號(hào)處理的脈搏波信號(hào)的周期進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)該周期，計(jì)算脈搏數(shù)。

以上是本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1的動(dòng)作的說(shuō)明。接下來(lái)，參照?qǐng)D3，對(duì)本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)裝置5的信號(hào)處理和比較例的脈搏波計(jì)測(cè)裝置的信號(hào)處理的仿真結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。圖3(a)是由比較例的脈搏波計(jì)測(cè)裝置進(jìn)行了信號(hào)處理的脈搏波信號(hào)的波形圖。圖3(b)是由本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)裝置5進(jìn)行了信號(hào)處理的脈搏波信號(hào)的波形圖。

比較例的脈搏波計(jì)測(cè)裝置在用HPF將環(huán)境光噪聲成分和運(yùn)動(dòng)噪聲成分去除這一點(diǎn)上與本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)裝置5不同。利用HPF將噪聲成分去除的情況下，利用大量的信號(hào)數(shù)據(jù)而需要復(fù)雜的運(yùn)算。因此，如圖3(a)所示，在比較例的脈搏波計(jì)測(cè)裝置中，為了得到穩(wěn)定了的脈搏波信號(hào)，需要某種程度的信號(hào)處理時(shí)間t。

另一方面，本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)裝置5不通過(guò)HPF而是通過(guò)減法器55的減法動(dòng)作將環(huán)境光噪聲成分和運(yùn)動(dòng)噪聲成分去除。即，本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)裝置5通過(guò)信號(hào)值的減法這樣的簡(jiǎn)單的運(yùn)算處理得到穩(wěn)定了的脈搏波信號(hào)。因此，如圖3(b)所示，在計(jì)測(cè)脈搏波時(shí)能夠迅速地進(jìn)行信號(hào)處理，能夠抑制脈搏波計(jì)測(cè)裝置5的耗電。

(第二實(shí)施方式)

對(duì)第二實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。第二實(shí)施方式的脈搏波 計(jì)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1是同樣的結(jié)構(gòu)從而省略說(shuō)明。

以下，對(duì)于本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)作，參照?qǐng)D4進(jìn)行說(shuō)明。圖4是本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)中使用的信號(hào)的時(shí)序圖。這里，以與上述的第一實(shí)施方式不同的動(dòng)作為中心來(lái)說(shuō)明。

第一實(shí)施方式中，信號(hào)計(jì)測(cè)部52按每個(gè)非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T2將第二數(shù)字信號(hào)計(jì)測(cè)1次，而在本實(shí)施方式中，如圖4所示，信號(hào)計(jì)測(cè)部52按每個(gè)非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T2將第二數(shù)字信號(hào)計(jì)測(cè)多次。進(jìn)而，信號(hào)計(jì)測(cè)部52計(jì)算多次計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的值的平均值并保存到存儲(chǔ)部54。

然后，減法器55從第一數(shù)字信號(hào)的值減去第二數(shù)字信號(hào)的值的平均值和運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值。此時(shí)，與第一實(shí)施方式中說(shuō)明的第一運(yùn)算例同樣地，減法器55從第一數(shù)字信號(hào)的值A(chǔ)(n)中，減去在與該第一數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的定時(shí)T1的緊前的定時(shí)T2多次計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的值即B(n－1)～M(n－1)的平均值。另外，也可以與第一實(shí)施方式中說(shuō)明的第二運(yùn)算例同樣地，減法器55從第一數(shù)字信號(hào)的值A(chǔ)(n)中，減去在與該第一數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的定時(shí)T1的緊后的定時(shí)T2多次計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的值即B(n)～M(n)的平均值。此外，也可以與第一實(shí)施方式中說(shuō)明的第三運(yùn)算例同樣地，減法器55從第一數(shù)字信號(hào)的值A(chǔ)(n)中，減去在與該第一數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的定時(shí)T1的緊前及緊后的定時(shí)T2多次計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的值的B(n－1)～M(n－1)、B(n)～M(n)的平均值的加法值的一半的值。換言之，減法器55也可以從第一數(shù)字信號(hào)的值中減去在定時(shí)T1的前后計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的值的平均值。

上述的減法器55的減法動(dòng)作以后的動(dòng)作與第一實(shí)施方式相同從而省略說(shuō)明。

根據(jù)以上說(shuō)明的本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)，與第一實(shí)施方式同樣地，通過(guò)信號(hào)值的減法這樣的簡(jiǎn)單的運(yùn)算處理，將環(huán)境光噪聲成分和運(yùn)動(dòng)噪聲成分去除。因此，在計(jì)測(cè)脈搏波時(shí)能夠迅速地進(jìn)行信號(hào)處理，能夠抑制脈搏波計(jì)測(cè)裝置5的耗電。

特別是，本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)中，信號(hào)計(jì)測(cè)部52在非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T2將第二數(shù)字信號(hào)計(jì)測(cè)多次，并計(jì)算其平均值。因此，即使偶然 地單次計(jì)測(cè)出表示較大的環(huán)境光噪聲成分的第二數(shù)字信號(hào)，也由于第二數(shù)字信號(hào)的值被平均化，從而能夠更高精度地將環(huán)境光噪聲成分去除。另外，本實(shí)施方式中，加入了對(duì)第二數(shù)字信號(hào)的值的平均值進(jìn)行運(yùn)算的處理。但是，該對(duì)平均值進(jìn)行運(yùn)算的處理在非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T2實(shí)施，并且也不是復(fù)雜的處理。由此，該處理不妨礙迅速的信號(hào)處理。

(第三實(shí)施方式)

對(duì)第三實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。第三實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1是同樣的結(jié)構(gòu)從而省略說(shuō)明。

以下，對(duì)于本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)作，參照?qǐng)D5進(jìn)行說(shuō)明。圖5是本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)中的信號(hào)的時(shí)序圖。這里，以與上述的第一實(shí)施方式不同的動(dòng)作為中心來(lái)說(shuō)明。

第一實(shí)施方式中，信號(hào)計(jì)測(cè)部52每次在非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T2對(duì)第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)測(cè)，而在本實(shí)施方式中，如圖5所示，信號(hào)計(jì)測(cè)部52在預(yù)先設(shè)定的非點(diǎn)亮狀態(tài)的定時(shí)T2對(duì)第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)測(cè)。例如，信號(hào)計(jì)測(cè)部52以2次中有1次的比例對(duì)第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)測(cè)。

然后，減法器55從第一數(shù)字信號(hào)的值中，減去第二數(shù)字信號(hào)的值和運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值。此時(shí)，減法器55減去在與對(duì)應(yīng)于該第一數(shù)字信號(hào)的定時(shí)T1盡可能接近的定時(shí)T2計(jì)測(cè)出的第二數(shù)字信號(hào)的值，由此能夠高精度地將環(huán)境光噪聲成分去除。

上述的減法器55的減法動(dòng)作以后的動(dòng)作與第一實(shí)施方式相同從而省略說(shuō)明。

根據(jù)以上說(shuō)明的本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)，與第一實(shí)施方式同樣地，通過(guò)信號(hào)值的減法這樣的簡(jiǎn)單的運(yùn)算處理，將環(huán)境光噪聲成分和運(yùn)動(dòng)噪聲成分去除。因此，在計(jì)測(cè)脈搏波時(shí)能夠迅速地進(jìn)行信號(hào)處理，結(jié)果，能夠抑制脈搏波計(jì)測(cè)裝置5的耗電。

特別是，本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)中，第二數(shù)字信號(hào)的計(jì)測(cè)次數(shù)相比于上述的第一實(shí)施方式有所減少。因此，信號(hào)處理的負(fù)荷降低，從而能夠進(jìn)一步抑制脈搏波計(jì)測(cè)裝置5的耗電。本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)特別適合于在第二數(shù)字信號(hào)的值的變動(dòng)幅度、換言之環(huán)境光噪聲成分的變 動(dòng)幅度較小的環(huán)境下對(duì)脈搏波進(jìn)行計(jì)測(cè)的情況。

(第四實(shí)施方式)

對(duì)第四實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。這里，對(duì)于與上述的第一實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1相同的構(gòu)成要素，附加相同的符號(hào)而省略詳細(xì)的說(shuō)明。

圖6是表示第四實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。如圖6所示，本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1a具備發(fā)光元件2、受光元件3和脈搏波計(jì)測(cè)裝置5a。脈搏波計(jì)測(cè)裝置5a具有驅(qū)動(dòng)部51、信號(hào)計(jì)測(cè)部52、定時(shí)控制部53、運(yùn)算處理部56、比較運(yùn)算部57和D/A變換部58。驅(qū)動(dòng)部51和定時(shí)控制部53是與上述的第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，因此以下對(duì)信號(hào)計(jì)測(cè)部52、比較運(yùn)算部57和D/A變換部58進(jìn)行說(shuō)明。

信號(hào)計(jì)測(cè)部52具有電流電壓變換部52a、信號(hào)放大部52b和A/D變換部52c。電流電壓變換部52a將從受光元件4輸出的電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)。該電壓信號(hào)是模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)在發(fā)光元件2處于點(diǎn)亮狀態(tài)的情況下對(duì)應(yīng)于第一模擬信號(hào)，在發(fā)光元件2處于非點(diǎn)亮狀態(tài)的情況下對(duì)應(yīng)于第二模擬信號(hào)。信號(hào)放大部52b將第一模擬信號(hào)以及第二模擬信號(hào)放大。信號(hào)放大部52b的放大值是可變的。A/D變換部52c將被信號(hào)放大部52b放大后的各模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)在發(fā)光元件2處于點(diǎn)亮狀態(tài)的情況下對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字信號(hào)，在發(fā)光元件2處于非點(diǎn)亮狀態(tài)的情況下對(duì)應(yīng)于第二數(shù)字信號(hào)。

比較運(yùn)算部57將第二數(shù)字信號(hào)的值和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較運(yùn)算。該基準(zhǔn)值例如是信號(hào)滿標(biāo)度(full scale)的一半左右的值。此外，比較運(yùn)算部57根據(jù)比較運(yùn)算結(jié)果，生成與第二數(shù)字信號(hào)的值極性相反的偏移(offset)數(shù)字值。

D/A變換部58將比較運(yùn)算部57所生成的偏移數(shù)字值變換為模擬值，將變換后的模擬值加入到第一模擬信號(hào)中。

以下，對(duì)于本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1a的動(dòng)作，以與上述的第一實(shí)施方式不同的動(dòng)作為中心來(lái)說(shuō)明。

首先，信號(hào)放大部52b將從電流電壓變換部52a輸出的第二模擬信號(hào)以預(yù)先設(shè)定的放大值進(jìn)行放大。然后，A/D變換部52c將被放大后的第二 模擬信號(hào)變換為第二數(shù)字信號(hào)并向比較運(yùn)算部57輸出。

比較運(yùn)算部57將第二數(shù)字信號(hào)的值和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較運(yùn)算。此時(shí)，在第二數(shù)字信號(hào)的值小于基準(zhǔn)值的情況下，比較運(yùn)算部57對(duì)信號(hào)放大部52b進(jìn)行指示以使得以比預(yù)先設(shè)定的放大值大的放大值進(jìn)行放大。信號(hào)放大部52b根據(jù)該指示，以比預(yù)先設(shè)定的放大值大的放大值，將第二模擬信號(hào)再次放大。然后，比較運(yùn)算部57將該第二數(shù)字信號(hào)的值和基準(zhǔn)值進(jìn)行比較運(yùn)算。

結(jié)果，在第二數(shù)字信號(hào)的值大于基準(zhǔn)值的情況下，比較運(yùn)算部57生成其極性相反的偏移數(shù)字值并向D/A變換部58輸出。另一方面，在第二數(shù)字信號(hào)的值小于基準(zhǔn)值的情況下，信號(hào)放大部52b以更大的放大值將第二模擬信號(hào)放大。即，比較運(yùn)算部57對(duì)信號(hào)放大部52b的放大值進(jìn)行調(diào)整，以使得第二數(shù)字信號(hào)的值比基準(zhǔn)值大。

D/A變換部58根據(jù)比較運(yùn)算部57所生成的偏移數(shù)字值，對(duì)第一模擬信號(hào)進(jìn)行模擬信號(hào)處理。由此，從第一模擬信號(hào)將環(huán)境光噪聲成分去除。最后，信號(hào)放大部52b根據(jù)由比較運(yùn)算部57導(dǎo)出的放大值，將去除了環(huán)境光噪聲成分后的第一模擬信號(hào)進(jìn)行放大。

以上說(shuō)明的本實(shí)施方式的脈搏波計(jì)測(cè)系統(tǒng)1a中，在最初，相當(dāng)于環(huán)境光噪聲成分的第二模擬信號(hào)以預(yù)先設(shè)定的放大值被放大。然后，第二數(shù)字信號(hào)的值和基準(zhǔn)值被進(jìn)行比較運(yùn)算。

此時(shí)，以使得第二數(shù)字信號(hào)的值比基準(zhǔn)值大的方式調(diào)整信號(hào)放大部52b的放大值。然后，生成與基于調(diào)整后的放大值的第二數(shù)字信號(hào)的值極性相反的偏移數(shù)字值，根據(jù)該偏移數(shù)字值將第一模擬信號(hào)進(jìn)行模擬信號(hào)處理。由此，執(zhí)行從第一模擬信號(hào)中將環(huán)境光噪聲成分去除的偏移消除動(dòng)作。

上述偏移消除動(dòng)作后，通過(guò)在不發(fā)生信號(hào)鉗位(clip)的范圍內(nèi)最大限度地將第一模擬信號(hào)進(jìn)行放大，從而能夠高精度地對(duì)脈搏波信號(hào)成分進(jìn)行計(jì)測(cè)。另外，在環(huán)境光噪聲成分沒(méi)有較大的變化等情況下，也可以省去信號(hào)放大部52b的放大值調(diào)整動(dòng)作，以預(yù)先確定的一定的放大值將各模擬信號(hào)進(jìn)行放大。

對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但這些實(shí)施方式是作為例子提示的，并不意欲限定發(fā)明的范圍。這些實(shí)施方式能夠以其他各種各樣的方 式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍及主旨中，同樣包含在權(quán)利要求所記載的發(fā)明及其同等范圍內(nèi)。