心拍計測装置、心拍計測方法及び心拍計測プログラム
【課題】心拍の間隔を連続して計測することを課題とする。
【解決手段】心拍計測装置１０は、装置の操舵部に装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極１１ａと操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極１１ｃとの間で第１の電位差信号を測定する。心拍計測装置１０は、装置の操舵部に操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極１１ｂと基準電極１１ｃとの間で第２の電位差信号を測定する。心拍計測装置１０は、第１の電位差信号と第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する。心拍計測装置１０は、第１の電極１１ａ又は第２の電極１１ｂに対する操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、その時点で第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号から振幅のピークが検知された時刻をグリップの変化に応じて補正する。
【解決手段】心拍計測装置１０は、装置の操舵部に装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極１１ａと操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極１１ｃとの間で第１の電位差信号を測定する。心拍計測装置１０は、装置の操舵部に操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極１１ｂと基準電極１１ｃとの間で第２の電位差信号を測定する。心拍計測装置１０は、第１の電位差信号と第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する。心拍計測装置１０は、第１の電極１１ａ又は第２の電極１１ｂに対する操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、その時点で第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号から振幅のピークが検知された時刻をグリップの変化に応じて補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍計測装置、心拍計測方法及び心拍計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
装置を操作する操作者の眠気や覚醒度の変化をとらえるためには、心電計測が有効であることが知られている。一例としては、車両を運転する運転者の眠気や覚醒度を検出するために、運転者の心拍を計測することが検討されている。運転者の心拍を計測する場合には、運転者と接触する２つの電極間の電位差信号を測定した上で、その電位差信号から得られる心電信号を用いて運転者の眠気や覚醒度などの生理状態が検出される。
【０００３】
例えば、操作者の心拍を計測する技術の一例としては、両手で計測するための電極構造としつつ、操作が片手になったときにも単独で心拍変動を観測できる心電検知装置が提案されている。この心電検知装置では、左右のそれぞれ異なる手でグリップされる可能性の高いステアリングハンドル部上のそれぞれ異なる領域に左手電極および右手電極が設けられる。さらに、心電検知装置は、シート電極をリファレンス電位としてそれぞれ左手電極および右手電極の信号を検出する左手アナログ回路及び右手アナログ回路を有する。さらに、心電検知装置は、左手アナログ回路及び右手アナログ回路の各出力信号の差及び和を検出する差信号検出回路及び和信号検出回路を有する。心電検知装置は、差信号検出回路から出力される両手検出信号及び和信号検出回路から出力される片手検出信号に振幅の閾値判定を行うことによって、運転手のどちらの手がハンドルをグリップしているかを示す信号及びそのときの心拍信号を出力する。
【０００４】
さらに、心拍信号を用いて被験者の覚醒度を判定する覚醒度判定装置も提案されている。この覚醒度判定装置は、心拍信号の振幅のピークが検出される間隔、すなわちＲ波とＲ波の間隔であるＲＲＩ（R-R Interval）を計測した上で、ＲＲＩの変動に対応するスペクトル密度を算出する。さらに、覚醒度判定装置は、算出したスペクトル密度のうち極大周波数に対応する極大スペクトル密度を算出する。その上で、覚醒度判定装置は、極大周波数および極大スペクトル密度の変動傾向をもとに被験者が覚醒状態か否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４２５７５号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０６５７２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術では、以下に説明するように、心拍の間隔を連続して計測できないという問題がある。
【０００７】
すなわち、運転者が一方の手でハンドルを持った状態から他方の手または両手に持ち替えたり、また、両手でハンドルを持った状態から片手に持ち替えた場合には、計測されるＲ波の形状も変化する。ところが、上記の心電検知装置では、心拍を計測するにあたってハンドルのグリップの仕方が変化した場合に、グリップの仕方が変化した前後で操作者の生理状態とは無関係にＲＲＩがゆらぐことを想定していない。このため、上記の心電検知装置では、グリップの仕方が変化した前後で不連続なＲＲＩが計測されることになる。このように、操作者の生理状態とは無関係にゆらいだＲＲＩが計測された場合には、上記の覚醒度判定装置を用いたとしても覚醒度や眠気を正確に判定することができなくなってしまう。
【０００８】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、心拍の間隔を連続して計測できる心拍計測装置、心拍計測方法及び心拍計測プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の開示する心拍計測装置は、装置の操舵部に前記装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極と前記操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極との間で第１の電位差信号を測定する第１の測定部を有する。前記心拍計測装置は、前記装置の操舵部に前記操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極と前記基準電極との間で第２の電位差信号を測定する第２の測定部を有する。前記心拍計測装置は、前記第１の測定部よって測定される第１の電位差信号と前記第２の測定部によって測定される第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する算出部を有する。前記心拍計測装置は、前記第１の電極または前記第２の電極に対する前記操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で心電信号から振幅のピークが検知された時刻を前記グリップの変化に応じて補正する補正部を有する。前記心電信号には、前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号が含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
本願の開示する心拍計測装置の一つの態様によれば、心拍の間隔を連続して計測できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１に係る心拍計測装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、心電信号の測定方法の一例を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図４】図４は、グリップパターン間における振幅ピークの時間差を示す図である。
【図５】図５は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例１及び実施例２に係る心拍計測プログラムを実行するコンピュータの一例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本願の開示する心拍計測装置、心拍計測方法及び心拍計測プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００１３】
［心拍計測装置の構成］
まず、本実施例に係る心拍計測装置の機能的構成について説明する。図１は、実施例１に係る心拍計測装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示す心拍計測装置１０は、車両のハンドルに操作者の左右の手に対応して設けた第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂと、リファレンス電位を測定する基準電極１１ｃとを用いて測定される心電信号から操作者の心拍の間隔を計測するものである。なお、図１の例では、車両を運転する運転者の心拍を計測する場合を例示するが、被験者が航空機などの他の装置またはマウスやキーボードなどの他の操舵部を操作する場合にも同様に適用することができる。
【００１４】
ここで、本実施例に係る心拍計測装置１０は、車両のハンドルに車両を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極１１ａとハンドルとは異なる箇所に設けられた基準電極１１ｃとの間で第１の電位差信号を測定する。また、本実施例に係る心拍計測装置１０は、車両のハンドルに操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極１１ｂと基準電極１１ｃとの間で第２の電位差信号を測定する。さらに、本実施例に係る心拍計測装置１０は、第１の電位差信号と第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する。その上で、本実施例に係る心拍計測装置１０は、第１の電極１１ａ又は第２の電極１１ｂに対する操作者の手のグリップの変化が検出された場合に、次のような処理を実行する。すなわち、本実施例に係る心拍計測装置１０は、変化が検出された時点での第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号から振幅のピークが検知された時刻をグリップの変化に応じて補正する。
【００１５】
このように、本実施例に係る心拍計測装置１０は、グリップの仕方に変化が検出された場合に、グリップの仕方が変化しなかった場合に第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号から振幅のピークが計測されると推定される時刻に補正する。ＲＲＩの変動に対応するスペクトル密度から覚醒度を判定する上記従来技術においては、例えばＲＲＩが５００msec（１２０拍／分）程度の場合、ＲＲＩの凡そ１／１００〜１／１０００の変化を変動として捉える。従って、グリップの仕方が変化した前後でＲＲＩが不連続になり、ＲＲＩが見た目上１／１００〜１／１０００変化してしまうと、覚醒度や眠気を正確に判定することができなくなってしまう。本実施例に係る心拍計測装置１０では、グリップの仕方が変化した前後で操作者の生理状態とは無関係に心拍信号から計測されるＲ波の間隔がゆらいだとしても、心拍の間隔、いわゆるＲＲＩ（R-R Interval）を適切に補正できる。したがって、本実施例に係る心拍計測装置１０によれば、ＲＲＩを連続して計測することが可能になる。これによって、本実施例に係る心拍計測装置１０では、グリップの変化に起因する覚醒度判定精度の低下を抑止することができる。
【００１６】
図１に示すように、心拍計測装置１０は、第１の電極１１ａと、第２の電極１１ｂと、基準電極１１ｃと、第１の測定部１２ａと、第２の測定部１２ｂと、算出部１３と、計測部１４とを有する。さらに、心拍計測装置１０は、波形記憶部１５と、判別部１６と、補正量記憶部１７と、補正部１８とを有する。なお、心拍計測装置１０には、心拍計測装置１０によって計測された操作者のＲＲＩから覚醒度や眠気を判定する覚醒度判定装置２０が接続される。
【００１７】
これら第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ及び基準電極１１ｃは、操作者の心電心信号を測定するのに使用される電極である。このうち、第１の電極１１ａは、車両のハンドル上で操作者の左手よりも右手によってグリップされる可能性が高い位置に設けられる。第２の電極１１ｂは、車両のハンドル上で操作者の右手よりも左手によってグリップされる可能性が高い位置に設けられる。また、基準電極１１ｃは、リファレンス電位を測定するのに使用する電極である。なお、上記の基準電極１１ｃは、「参照電極」や「照合電極」とも呼ばれる。
【００１８】
第１の測定部１２ａは、第１の電極１１ａと基準電極１１ｃとの間で第１の電位差信号を測定する処理部である。第２の測定部１２ｂは、第２の電極１１ｂと基準電極１１ｃとの間で第２の電位差信号を測定する処理部である。また、算出部１３は、第１の測定部１２ａよって測定される第１の電位差信号と第２の測定部１２ｂによって測定される第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する処理部である。
【００１９】
例えば、操作者の右手によって第１の電極１１ａがグリップされた場合には、第１の測定部１２ａによって右手の心電信号、いわゆる第２誘導が第１の電位差信号として測定される。また、操作者の左手によって第２の電極１１ｂがグリップされた場合には、第２の測定部１２ｂによって左手の心電信号、いわゆる第３誘導が第２の電位差信号として測定される。さらに、操作者の右手によって第１の電極１１ａがグリップされ、かつ操作者の左手によって第２の電極１１ｂがグリップされた場合には、算出部１３によって両手の心電信号、いわゆる第１誘導が差分信号として測定される。なお、ここでは、操作者が各々の電極との接触が推奨される方の手でグリップした場合に測定される心電信号について説明を行ったが、必ずしも第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂとの接触が推奨される方の手で各々の電極がグリップされる必要はない。
【００２０】
ここで、図２を用いて、第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ及び基準電極１１ｃを用いた心電信号の測定方法を説明する。図２は、心電信号の測定方法の一例を説明する図である。図２に示すように、第１の電極１１ａは、ハンドルの外周のうち１０時の方向から６時の方向までの円弧の部分に設けられる。第２の電極１１ｂは、ハンドルの外周のうち６時の方向から１０時の方向までの円弧の部分に設けられる。一方、基準電極１１ｃは、車両の操作者が着座するシートの座面に設けられ、車両の電位と等しくなるようにアースと接地される。なお、ここでは、操作者が着座するシートの座面に基準電極１１ｃを設ける場合を例示したが、必ずしもシートの座面に設ける必要はなく、シートの背もたれに設けることとしてもよい。
【００２１】
このように第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ及び基準電極１１ｃが設置された環境の下、第１の測定部１２ａには、第１の電極１１ａから操作者の心筋活動電位が入力されるとともに基準電極１１ｃから車体の電位が入力される。これらの電位が入力された第１の測定部１２ａは、車体の電位を基準とした場合における心筋活動電位を増幅した上で第１の電位差信号として出力する。
【００２２】
また、第２の測定部１２ｂには、第２の電極１１ｂから操作者の心筋活動電位が入力されるとともに基準電極１１ｃから車体の電位が第２の測定部１２ｂへ入力される。これらの電位が入力された第２の測定部１２ｂは、車体の電位を基準とした場合における心筋活動電位を増幅した上で第２の電位差信号として出力する。なお、第１の測定部１２ａ及び第２の測定部１２ｂには、オペアンプを含む任意の増幅回路、例えば定数倍増幅器を採用したり、ボルテージフォロワを採用したりすることができる。
【００２３】
また、算出部１３には、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号および第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号が入力される。これらの信号が入力された算出部１３は、第１の電位差信号および第２の電位差信号の差を演算することによって差分信号を算出する。なお、算出部１３には、オペアンプを含む任意の差演算回路を採用できる。
【００２４】
なお、図２の例では、操作者が右利きである場合を想定した電極の設置例を図示したが、開示の装置は右利きの操作者によって利用される場合に限定されない。例えば、操作者が左利きである場合には、ハンドルのうち２時の方向から６時の方向までの部位に第１の電極１１ａを設け、６時の方向から２時の方向までの部位に第２の電極１１ｂを設けることもできる。
【００２５】
図１の説明に戻り、計測部１４は、差分信号、第１の電位差信号または第２の電位差信号から心拍の間隔、いわゆるＲＲＩを計測する処理部である。一態様としては、計測部１４は、差分信号、第１の電位差信号および第２の電位差信号のうち操作者の心電信号が重畳していると推定される心電信号を選択する。そして、計測部１４は、選択した心電信号から振幅のピークを検知した上で振幅のピークが検知された時刻の時間間隔を算出することによって操作者のＲＲＩを計測する。
【００２６】
これを説明すると、まず、計測部１４は、算出部１３によって測定された差分信号のノイズレベルを算出する。このとき、計測部１４は、差分信号のノイズレベルが所定の閾値Ｎよりも小さい場合には、ＲＲＩの計測に差分信号を使用する。一方、差分信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合には、第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂの両方ともには操作者の手がグリップされておらず、差分信号に心電信号が重畳していないことがわかる。よって、計測部１４は、第１の電位差信号または第２の電位差信号のいずれかに心電信号が重畳しているのかをさらに判断するために、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号のノイズレベルを算出する。
【００２７】
このとき、計測部１４は、第１の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎよりも小さい場合には、ＲＲＩの計測に第１の電位差信号を使用する。一方、第１の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合には、第１の電極１１ａには操作者の手がグリップされておらず、第１の電位差信号に心電信号が重畳していないことがわかる。よって、計測部１４は、第２の電位差信号に心電信号が重畳しているのかをさらに判断するために、第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号のノイズレベルを算出する。そして、計測部１４は、第２の電位差信号のノイズレベルが所定の閾値Ｎよりも小さい場合には、ＲＲＩの計測に第２の電位差信号を使用する。なお、第２の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合には、差分信号、第１の電位差信号および第２の電位差信号のうちいずれに心電信号が重畳されているのかを判別できないので、ＲＲＩの計測を実行しない。
【００２８】
このようにしてＲＲＩの計測に用いる心電信号を選択した上で、計測部１４は、選択した心電信号から振幅が閾値以上となるポイントＲ、すなわち振幅のピークを検知する。その後、計測部１４は、今回に振幅のピークを検知した時刻および前回に振幅のピークを検知していた時刻の差を計算することによって操作者のＲＲＩを計測する。このとき、計測部１４は、後述の判別部１６により第１の電極１１ａ又は第２の電極１１ｂに対する操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合、今回に振幅のピークを検知した時刻の代わりに後述の補正部１８により補正された時刻をＲＲＩの計測に使用する。また、計測部１４は、前回に振幅のピークを検知した時刻が後述の補正部１８によって補正されていたとしても、補正後の時刻は使用せずに前回に振幅のピークを検知した時刻をそのまま用いて操作者のＲＲＩを計測する。なお、振幅ピークの検知方法は、上述の方法に限定されない。例えば、計測部１４は、心電信号の微分係数が正から負に変わるゼロクロス点を使う方法、振幅波形につきパターンマッチングを行ってピークを検出する方法などを用いることもできる。
【００２９】
波形記憶部１５は、心電信号の波形を記憶する記憶部である。かかる波形記憶部１５の一態様としては、グリップパターンごとに第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号などの心電信号の波形が対応付けられたデータを記憶する。なお、波形記憶部１５は、グリップパターンを判別するために、後述の判別部１６によって参照される。
【００３０】
かかる「グリップパターン」とは、第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂが操作者の右手、左手または両手によってグリップされるパターンを指す。このグリップパターンの一例としては、操作者の両手によって第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂの両方がグリップされるパターンが含まれる。他の一例としては、操作者の右手、左手または両手によって第１の電極１１ａだけがグリップされるパターンが含まれる。更なる一例としては、操作者の右手、左手または両手によって第２の電極１１ｂだけがグリップされるパターンが含まれる。これらのグリップパターンには、第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂとの接触が推奨される方の手で各々の電極がグリップされるパターンの他、それとは逆の手で各々の電極がグリップされるパターンも含まれる。
【００３１】
なお、以下では、第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂとの接触が推奨される方の手で各々の電極がグリップされるパターンそれぞれを「両手グリップ」、「右手グリップ」、「左手グリップ」と呼ぶ場合がある。また、以下では、第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂとの接触が推奨される方の手とは逆の手で各々の電極がグリップされるパターンそれぞれを「第１の電極＋左手グリップ」、「第２の電極＋右手グリップ」と呼ぶ場合がある。さらに、以下では、同一の電極が操作者の両手でグリップされるパターンそれぞれを「第１の電極＋歪両手グリップ」、「第２の電極＋歪両手グリップ」、「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」と呼ぶ場合がある。
【００３２】
図３Ａ〜図３Ｅは、波形記憶部１５に記憶される心電信号の波形例を示す図である。図３Ａは、第１の電極１１ａが操作者の右手によってグリップされ、かつ第２の電極１１ｂが操作者の左手によってグリップされる「両手グリップ」の波形を示す。図３Ｂは、第１の電極１１ａが操作者の右手によってグリップされ、かつ第２の電極１１ｂがグリップされない「右手グリップ」の波形を示す。図３Ｃは、第１の電極１１ａがグリップされず、第２の電極１１ｂが操作者の左手によってグリップされる「左手グリップ」の波形を示す。図３Ｄは、第１の電極１１ａが操作者の両手によってグリップされ、かつ第２の電極１１ｂがグリップされない「第１の電極＋歪両手グリップ」の波形を示す。図３Ｅは、第１の電極１１ａが操作者の両手によってグリップされ、かつ第２の電極１１ｂが操作者の左手によってグリップされる「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の波形を示す。
【００３３】
図３Ａに示す「両手グリップ」の場合には、第１の電位差信号３１Ｒ、第２の電位差信号３１Ｌおよび差分信号３１Ｔの波形のうち少なくとも差分信号３１Ｔの波形が波形記憶部１５によって保持される。また、図３Ｂに示す「右手グリップ」の場合には、ノイズだけが測定される第２の電位差信号３２Ｌ及び差分信号３２Ｔを除く、第１の電位差信号３２Ｒが波形記憶部１５によって保持される。また、図３Ｃに示す「左手グリップ」の場合には、ノイズだけが測定される第１の電位差信号３３Ｒ及び差分信号３３Ｔを除く、第２の電位差信号３３Ｌが波形記憶部１５によって保持される。また、図３Ｄに示す「第１の電極＋歪両手グリップ」の場合には、ノイズだけが測定される第２の電位差信号３４Ｌ及び差分信号３４Ｔを除く、第１の電位差信号３４Ｒが波形記憶部１５によって保持される。また、図３Ｅに示す「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の場合には、第１の電位差信号３５Ｒ、第２の電位差信号３５Ｌおよび差分信号３５Ｔの波形のうち少なくとも差分信号３５Ｔの波形が波形記憶部１５によって保持される。
【００３４】
なお、上記の心電信号の波形は、車両の運転開始前にキャリブレーションモードへ移行して導出した各グリップパターンの第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号の波形を波形記憶部１５へ登録することができる。また、他の装置が有する第１の測定部、第２の測定部及び算出部を用いて導出された各グリップパターンの第１の電位差信号、第２の電位差信号及び差分信号の波形を波形記憶部１５へ登録することもできる。
【００３５】
判別部１６は、波形記憶部１５を用いて、操作者がハンドルをグリップしているパターンを判別する処理部である。一態様としては、判別部１６は、波形記憶部１５によってグリップパターンごとに記憶された心電信号の波形と、第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形との類似度から、当該操作者がハンドルをグリップしているパターンを判別する。
【００３６】
これを説明すると、判別部１６は、ＲＲＩの計測に差分信号が使用された場合には、「両手グリップ」及び「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の差分信号と、算出部１３によって算出された差分信号との間における波形の類似度を算出する。このとき、判別部１６は、２つの差分信号間で各々の時刻における振幅値の差分を累積加算することにより、２つの差分信号間の相関係数を算出する。かかる相関係数を求めた場合には、相関係数の値が小さいほど２つの信号の類似度が高くなる。そして、判別部１６は、「両手グリップ」及び「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の差分信号との間で算出された類似度のうち「両手グリップ」の類似度の方が高い場合には、グリップパターンが「両手グリップ」であると判別する。一方、判別部１６は、「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の類似度の方が高い場合には、グリップパターンが「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」であると判別する。なお、ここでは、２つの差分信号間の振幅値の差分を累積加算することによって類似度を算出する場合を例示したが、２つの差分信号間で波形の形状をパターンマッチングすることにより類似度を算出することとしてもよい。
【００３７】
また、判別部１６は、ＲＲＩの計測に第１の電位差信号が使用された場合には、次のような処理を実行する。すなわち、判別部１６は、「第１の電極＋歪両手グリップ」、「右手グリップ」及び「第１の電極＋左手グリップ」の差分信号と、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号との間における波形の類似度を算出する。そして、判別部１６は、上記の３つのグリップパターンの差分信号との間で算出された類似度のうち「第１の電極＋歪両手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「第１の電極＋歪両手グリップ」であると判別する。また、判別部１６は、「右手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「右手グリップ」であると判別する。また、判別部１６は、「第１の電極＋左手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「第１の電極＋左手グリップ」であると判別する。
【００３８】
また、判別部１６は、ＲＲＩの計測に第２の電位差信号が使用された場合には、次のような処理を実行する。すなわち、判別部１６は、「第２の電極＋歪両手グリップ」、「左手グリップ」及び「第２の電極＋右手グリップ」の差分信号と、第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号との間における波形の類似度を算出する。そして、判別部１６は、上記の３つのグリップパターンの差分信号との間で算出された類似度のうち「第２の電極＋歪両手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「第２の電極＋歪両手グリップ」であると判別する。また、判別部１６は、「左手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「左手グリップ」であると判別する。また、判別部１６は、「第２の電極＋右手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「第２の電極＋右手グリップ」であると判別する。
【００３９】
このようにしてグリップパターンを判別すると、判別部１６は、今回に判別したグリップパターンが前回に判別したグリップパターンから変化したか否かを判定する。すなわち、判別部１６は、前回の判別結果と比較して、今回の判別結果が「両手グリップ」、「右手グリップ」、「左手グリップ」及び「歪両手グリップ」の間で異なるグリップパターンに遷移したか否かを判定する。
【００４０】
補正量記憶部１７は、振幅のピークが検知された時刻を補正する補正量を記憶する記憶部である。かかる補正量記憶部１７の一態様としては、グリップパターンの組合せ及びその組合せに対応する補正量が対応付けられたデータを記憶する。なお、補正量記憶部１７は、振幅のピークが検知された時刻を補正するために、グリップの仕方が変化した前後のグリップパターンの組合せに対応する補正量が後述の補正部１８によって参照される。
【００４１】
図４は、グリップパターン間における振幅ピークの時間差を示す図である。図４には、グリップパターンが「両手グリップ」である場合に測定された第１の電位差信号４１Ｒ、第２の電位差信号４１Ｌ及び差分信号４１Ｔが図示されている。さらに、図４には、グリップパターンが「第１の電極＋左手グリップ」である場合に測定された第１の電位差信号４２Ｒ、グリップパターンが「第１の電極＋歪両手グリップ」である場合に測定された第１の電位差信号４３Ｒが図示されている。なお、図４の例では、「両手グリップ」の差分信号４１Ｔから振幅のピークが検知された時刻t0を基準とした場合における時間差が図示されている。
【００４２】
図４に示すように、「右手グリップ」の第１の電位差信号４１Ｒは、差分信号４１Ｔとの間における振幅ピークの時間差が「δt＿R」である。また、「左手グリップ」の第２の電位差信号４１Ｌ及び「第１の電極＋左手グリップ」の第１の電位差信号４２Ｒは、差分信号４１Ｔとの間における振幅ピークの時間差が「δt＿L」である。さらに、「第１の電極＋歪両手グリップ」の第１の電位差信号４３Ｒは、差分信号４１Ｔとの間における振幅ピークの時間差が「δt＿T」である。
【００４３】
例えば、グリップパターンが「両手グリップ」から「右手グリップ」へ変化した場合には、第１の電位差信号４１Ｒの振幅ピークが差分信号４１Ｔよりも、時間差「δt＿R」の分、早く検知されるので、補正量を「+δt＿R」と設定すればよい。また、グリップパターンが「両手グリップ」から「左手グリップ」へ変化した場合には、第１の電位差信号４２Ｒの振幅ピークが差分信号４１Ｔよりも、時間差「δt＿L」の分、遅く検知されるので、補正量を「-δt＿L」と設定すればよい。さらに、グリップパターンが「両手グリップ」から「歪両手グリップ」へ変化した場合には、第１の電位差信号４３Ｒの振幅ピークが差分信号４１Ｔよりも、時間差「δt＿T」の分、早く検知されるので、補正量を「+δt＿T」とすればよい。このように、基準とする差分信号４１Ｔから振幅のピークが検知される時刻t0から、「右手グリップ」、「左手グリップ」又は「歪両手グリップ」の心電信号から振幅のピークが検知される時刻を減算することによって各々の補正量を求めることができる。
【００４４】
また、同様にして、グリップパターンが「歪両手グリップ」から「右手グリップ」、「左手グリップ」又は「両手グリップ」へ変化する場合には、補正量が次のように求まる。すなわち、差分信号４１Ｔの振幅ピークの検知時刻t0から、第１の電位差信号４３Ｒの振幅ピークの検知時刻「t0-δt＿T」を減算し、さらに、第１の電位差信号４１Ｒ、第２の電位差信号４１Ｌまたは差分信号４１Ｔの振幅ピークの検知時刻を加算することで求まる。
【００４５】
さらに、同様にして、グリップパターンが「右手グリップ」から「左手グリップ」、「両手グリップ」又は「歪両手グリップ」へ変化する場合には、各々の補正量が次のように求まる。すなわち、差分信号４１Ｔの振幅ピークの検知時刻t0から、第１の電位差信号４１Ｒの振幅ピークの検知時刻「t0-δt＿R」を減算し、さらに、第２の電位差信号４１Ｌ、差分信号４１Ｔまたは第１の電位差信号４３Ｒの振幅ピークの検知時刻を加算することで求まる。
【００４６】
また、同様にして、グリップパターンが「左手グリップ」から「右手グリップ」、「両手グリップ」又は「歪両手グリップ」へ変化する場合には、各々の補正量が次のように求まる。すなわち、差分信号４１Ｔの振幅ピークの検知時刻t0から、第２の電位差信号４１Ｌの振幅ピークの検知時刻「t0+δt＿L」を減算し、さらに、第１の電位差信号４１Ｒ、差分信号４１Ｔまたは第１の電位差信号４３Ｒの振幅ピークの検知時刻を加算することで求まる。
【００４７】
このように、「両手グリップ」に対する「右手グリップ」、「左手グリップ」及び「歪両手グリップ」の時間差が既知である場合には、グリップの仕方が変化する前後のグリップパターンの組合せごとにその組合せに対応する補正量を登録しておくことができる。なお、図４の例では、「両手グリップ」の差分信号４１Ｔから振幅のピークが検知された時刻t0を基準とする場合を例示したが、他の心電信号から振幅のピークが検知された時刻を基準としてもかまわない。
【００４８】
補正部１８は、判別部１６によって操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号から振幅のピークが検知された時刻をグリップの変化に応じて補正する処理部である。
【００４９】
一態様としては、補正部１８は、判別部１６によってグリップパターンの変化が検出された場合に、補正量記憶部１７に記憶された補正量のうちグリップの仕方が変化した前後のグリップパターンの組合せに対応する補正量を読み出す。その上で、補正部１８は、計測部１４によって今回に振幅のピークが検知された時刻を先に読み出した補正量にしたがって補正する。例えば、補正部１８は、補正量が正の値である場合には、今回に振幅のピークが検知された時刻を補正量の値を加算した時刻に補正する。また、補正部１８は、補正量が負の値である場合には、今回に振幅のピークが検知された時刻を補正量の値を減算した時刻に補正する。なお、判別部１６によってグリップパターンの変化が検出されなかった場合には、操作者の生理状態とは無関係にＲＲＩがゆらがない可能性が高いので、計測部１４によって今回に振幅のピークが検知された時刻がそのままＲＲＩの計測に使用される。
【００５０】
なお、計測部１４、判別部１６及び補正部１８には、各種の集積回路や電子回路を採用できる。例えば、集積回路としては、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が挙げられる。また、電子回路としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などが挙げられる。
【００５１】
また、波形記憶部１５及び補正量記憶部１７などの記憶部には、半導体メモリ素子や記憶装置を採用できる。例えば、半導体メモリ素子としては、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリ（flash memory）などが挙げられる。また、記憶装置としては、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置が挙げられる。
【００５２】
［処理の流れ］
次に、本実施例に係る心拍計測装置の処理の流れについて説明する。図５〜図８は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。この心拍計測処理は、心拍計測処理の電源がＯＮ状態である場合に繰り返し実行される処理である。
【００５３】
図５に示すように、第１の測定部１２ａは、第１の電極１１ａと基準電極１１ｃとの間で第１の電位差信号を測定し、第２の測定部１２ｂは、第２の電極１１ｂと基準電極１１ｃとの間で第２の電位差信号を測定する（ステップＳ１０１）。続いて、算出部１３は、第１の電位差信号と第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する（ステップＳ１０２）。
【００５４】
その後、計測部１４は、算出部１３によって測定された差分信号のノイズレベルを算出する（ステップＳ１０３）。このとき、差分信号のノイズレベルが所定の閾値Ｎよりも小さい場合（ステップＳ１０４肯定）には、計測部１４は、ＲＲＩの計測に差分信号を選択する。そして、計測部１４は、選択した心電信号から振幅が閾値以上となるポイントＲ、すなわち振幅のピークを検知する（ステップＳ１０５）。
【００５５】
続いて、判別部１６は、「両手グリップ」及び「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の差分信号と、算出部１３によって算出された差分信号との間における波形の類似度を算出する（ステップＳ１０６）。
【００５６】
そして、「両手グリップ」の類似度の方が高い場合（ステップＳ１０７肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「両手グリップ」であると判別する（ステップＳ１０８）。一方、「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の類似度の方が高い場合（ステップＳ１０７否定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」であると判別する（ステップＳ１０９）。
【００５７】
一方、差分信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合（ステップＳ１０４否定）には、第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂの両方ともには操作者の手がグリップされておらず、差分信号に心電信号が重畳していないことがわかる。よって、計測部１４は、図６に示すように、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号のノイズレベルを算出する（ステップＳ１１０）。
【００５８】
このとき、第１の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎよりも小さい場合（ステップＳ１１１肯定）には、計測部１４は、ＲＲＩの計測に第１の電位差信号を選択する。そして、計測部１４は、選択した心電信号から振幅が閾値以上となるポイントＲ、すなわち振幅のピークを検知する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
続いて、判別部１６は、「第１の電極＋歪両手グリップ」、「右手グリップ」及び「第１の電極＋左手グリップ」の差分信号と、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号との間における波形の類似度を算出する（ステップＳ１１３）。
【００６０】
ここで、「第１の電極＋歪両手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１１４肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第１の電極＋歪両手グリップ」であると判別する（ステップＳ１１５）。
【００６１】
また、「右手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１１４否定かつステップＳ１１６肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「右手グリップ」であると判別する（ステップＳ１１７）。
【００６２】
また、「第１の電極＋左手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１１４否定かつステップＳ１１６否定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第１の電極＋左手グリップ」であると判別する（ステップＳ１１８）。
【００６３】
一方、第１の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合（ステップＳ１１１否定）には、第１の電極１１ａには操作者の手がグリップされておらず、第１の電位差信号に心電信号が重畳していないことがわかる。よって、計測部１４は、図７に示すように、第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号のノイズレベルを算出する（ステップＳ１１９）。
【００６４】
そして、第２の電位差信号のノイズレベルが所定の閾値Ｎよりも小さい場合（ステップＳ１２０肯定）には、計測部１４は、ＲＲＩの計測に第２の電位差信号を使用する。そして、計測部１４は、選択した心電信号から振幅が閾値以上となるポイントＲ、すなわち振幅のピークを検知する（ステップＳ１２１）。なお、第２の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合（ステップＳ１２０否定）には、差分信号、第１の電位差信号および第２の電位差信号のうちいずれに心電信号が重畳されているのかを判別できないので、ＲＲＩの計測を実行しない。
【００６５】
続いて、判別部１６は、「第２の電極＋歪両手グリップ」、「左手グリップ」及び「第２の電極＋右手グリップ」の差分信号と、第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号との間における波形の類似度を算出する（ステップＳ１２２）。
【００６６】
そして、「第２の電極＋歪両手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１２３肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第２の電極＋歪両手グリップ」であると判別する（ステップＳ１２４）。
【００６７】
また、「左手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１２３否定かつステップＳ１２５肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「左手グリップ」であると判別する（ステップＳ１２６）。
【００６８】
また、「第２の電極＋右手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１２３否定かつステップＳ１２５否定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第２の電極＋右手グリップ」であると判別する（ステップＳ１２７）。
【００６９】
このようにグリップパターンを判別すると、判別部１６は、図８に示すように、判別部１６は、今回に判別したグリップパターンが前回に判別したグリップパターンから変化したか否かを判定する（ステップＳ１２８）。
【００７０】
ここで、グリップパターンの変化が検出された場合（ステップＳ１２８肯定）には、補正部１８は、次のような処理を実行する。すなわち、補正部１８は、グリップの仕方が変化した前後のグリップパターンの組合せに対応する補正量にしたがって、計測部１４によって今回に振幅のピークが検知された時刻を補正する（ステップＳ１２９）。その後、計測部１４は、補正部１８によって補正された時刻および前回に振幅のピークを検知していた時刻の差を計算することによって操作者のＲＲＩを計測する（ステップＳ１３０）。
【００７１】
一方、グリップパターンの変化が検出された場合（ステップＳ１２８否定）には、計測部１４は、ステップＳ１２９の処理、すなわち振幅ピークの検知時刻を補正する処理を実行せずに、ステップＳ１３０の処理に移行する。すなわち、計測部１４は、今回に振幅のピークを検知した時刻および前回に振幅のピークを検知していた時刻の差を計算することによって操作者のＲＲＩを計測する（ステップＳ１３０）。
【００７２】
このようにして計測されたＲＲＩは、覚醒度判定装置２０へ出力され、覚醒度判定装置２０によって覚醒度や眠気が判定される。
【００７３】
［実施例１の効果］
上述してきたように、本実施例に係る心拍計測装置１０は、グリップの仕方に変化が検出された場合に、グリップの仕方が変化しなかった場合に第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号から振幅のピークが計測されると推定される時刻に補正する。それゆえ、本実施例に係る心拍計測装置１０では、グリップの仕方が変化した前後で操作者の生理状態とは無関係に心拍信号から計測されるＲ波の間隔がゆらいだとしても、心拍の間隔、いわゆるＲＲＩを適切に補正できる。したがって、本実施例に係る心拍計測装置１０によれば、ＲＲＩを連続して計測することが可能になる。これによって、本実施例に係る心拍計測装置１０では、覚醒度判定装置２０に覚醒度や眠気を正確に判定させることも可能になる。
【００７４】
また、本実施例に係る心拍計測装置１０は、第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂが操作者の右手または左手によってグリップされるパターンごとに第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形を記憶する。そして、本実施例に係る心拍計測装置１０は、記憶した第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形と、第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形との類似度から、当該操作者がハンドルをグリップしているパターンを判別する。その上で、本実施例に係る心拍計測装置１０は、グリップのパターンの変化が検出された場合に、グリップが変化した前後のパターンに応じて、第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号から振幅のピークが検知された時刻を補正する。このため、本実施例に係る心拍計測装置１０では、グリップパターンの変化からＲＲＩのゆらぎを推定して振幅ピークの検知時刻を補正できる。それゆえ、本実施例に係る心拍計測装置１０によれば、グリップの仕方が変化した前後で不連続なＲＲＩが計測されるのをより高い確率で防止できる。
【００７５】
さらに、本実施例に係る心拍計測装置１０は、同一の電極が操作者の両手によってグリップされるパターンについて第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形をさらに記憶する。このため、本実施例に係る心拍計測装置１０では、操作者がハンドルをグリップする態様を網羅して第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形を蓄積できる。よって、本実施例に係る心拍計測装置１０では、多様な局面でグリップパターンの変化からＲＲＩのゆらぎを推定して振幅ピークの検知時刻を補正できる。
【実施例２】
【００７６】
さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
【００７７】
［装置の構成単位］
上記の実施例１では、心拍計測装置１０と覚醒度判定装置２０とが別々に構成される場合を例示したが、開示の装置はこれに限定されず、これら心拍計測装置１０及び覚醒度判定装置２０を一体化して構成することとしてもかまわない。
【００７８】
［分散および統合］
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、第１の測定部１２ａ、第２の測定部１２ｂ、算出部１３、計測部１４、判別部１６または補正部１８を心拍計測装置の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。また、第１の測定部１２ａ、第２の測定部１２ｂ、算出部１３、計測部１４、判別部１６または補正部１８を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上記の心拍計測装置の機能を実現するようにしてもよい。
【００７９】
［心拍計測プログラム］
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図９を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する心拍計測プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。
【００８０】
図９は、実施例１及び実施例２に係る心拍計測プログラムを実行するコンピュータの一例について説明するための図である。図９に示すように、コンピュータ１００は、操作部１１０ａと、スピーカ１１０ｂと、マイク１１０ｃと、ディスプレイ１２０と、通信部１３０とを有する。さらに、このコンピュータ１００は、ＣＰＵ１５０と、ＲＯＭ１６０と、ＨＤＤ１７０と、ＲＡＭ１８０と有する。これら１１０〜１８０の各部はバス１４０を介して接続される。
【００８１】
ＨＤＤ１７０には、図９に示すように、上記の実施例１で示した計測部１４と、判別部１６と、補正部１８と同様の機能を発揮する心拍計測プログラム１７０ａが予め記憶される。この心拍計測プログラム１７０ａについては、図１に示した各々の計測部１４、判別部１６及び補正部１８の各構成要素と同様、適宜統合又は分離しても良い。すなわち、ＨＤＤ１７０に格納される各データは、常に全てのデータがＨＤＤ１７０に格納される必要はなく、処理に必要なデータのみがＨＤＤ１７０に格納されれば良い。
【００８２】
そして、ＣＰＵ１５０が、心拍計測プログラム１７０ａをＨＤＤ１７０から読み出してＲＡＭ１８０に展開する。これによって、図９に示すように、心拍計測プログラム１７０ａは、心拍計測プロセス１８０ａとして機能する。この心拍計測プロセス１８０ａは、ＨＤＤ１７０から読み出した各種データを適宜ＲＡＭ１８０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開した各種データに基づいて各種処理を実行する。なお、心拍計測プロセス１８０ａは、図１に示した計測部１４、判別部１６及び補正部１８にて実行される処理、例えば図５〜図８に示す処理を含む。また、ＣＰＵ１５０上で仮想的に実現される各処理部は、常に全ての処理部がＣＰＵ１５０上で動作する必要はなく、処理に必要な処理部のみが仮想的に実現されれば良い。
【００８３】
なお、上記の心拍計測プログラム１７０ａについては、必ずしも最初からＨＤＤ１７０やＲＯＭ１６０に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータ１００に挿入されるフレキシブルディスク、いわゆるＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させる。そして、コンピュータ１００がこれらの可搬用の物理媒体から各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ１００に接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ１００がこれらから各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 心拍計測装置
１１ａ 第１の電極
１１ｂ 第２の電極
１１ｃ 基準電極
１２ａ 第１の測定部
１２ｂ 第２の測定部
１３ 算出部
１４ 計測部
１５ 波形記憶部
１６ 判別部
１７ 補正量記憶部
１８ 補正部
２０ 覚醒度判定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍計測装置、心拍計測方法及び心拍計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
装置を操作する操作者の眠気や覚醒度の変化をとらえるためには、心電計測が有効であることが知られている。一例としては、車両を運転する運転者の眠気や覚醒度を検出するために、運転者の心拍を計測することが検討されている。運転者の心拍を計測する場合には、運転者と接触する２つの電極間の電位差信号を測定した上で、その電位差信号から得られる心電信号を用いて運転者の眠気や覚醒度などの生理状態が検出される。
【０００３】
例えば、操作者の心拍を計測する技術の一例としては、両手で計測するための電極構造としつつ、操作が片手になったときにも単独で心拍変動を観測できる心電検知装置が提案されている。この心電検知装置では、左右のそれぞれ異なる手でグリップされる可能性の高いステアリングハンドル部上のそれぞれ異なる領域に左手電極および右手電極が設けられる。さらに、心電検知装置は、シート電極をリファレンス電位としてそれぞれ左手電極および右手電極の信号を検出する左手アナログ回路及び右手アナログ回路を有する。さらに、心電検知装置は、左手アナログ回路及び右手アナログ回路の各出力信号の差及び和を検出する差信号検出回路及び和信号検出回路を有する。心電検知装置は、差信号検出回路から出力される両手検出信号及び和信号検出回路から出力される片手検出信号に振幅の閾値判定を行うことによって、運転手のどちらの手がハンドルをグリップしているかを示す信号及びそのときの心拍信号を出力する。
【０００４】
さらに、心拍信号を用いて被験者の覚醒度を判定する覚醒度判定装置も提案されている。この覚醒度判定装置は、心拍信号の振幅のピークが検出される間隔、すなわちＲ波とＲ波の間隔であるＲＲＩ（R-R Interval）を計測した上で、ＲＲＩの変動に対応するスペクトル密度を算出する。さらに、覚醒度判定装置は、算出したスペクトル密度のうち極大周波数に対応する極大スペクトル密度を算出する。その上で、覚醒度判定装置は、極大周波数および極大スペクトル密度の変動傾向をもとに被験者が覚醒状態か否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４２５７５号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０６５７２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術では、以下に説明するように、心拍の間隔を連続して計測できないという問題がある。
【０００７】
すなわち、運転者が一方の手でハンドルを持った状態から他方の手または両手に持ち替えたり、また、両手でハンドルを持った状態から片手に持ち替えた場合には、計測されるＲ波の形状も変化する。ところが、上記の心電検知装置では、心拍を計測するにあたってハンドルのグリップの仕方が変化した場合に、グリップの仕方が変化した前後で操作者の生理状態とは無関係にＲＲＩがゆらぐことを想定していない。このため、上記の心電検知装置では、グリップの仕方が変化した前後で不連続なＲＲＩが計測されることになる。このように、操作者の生理状態とは無関係にゆらいだＲＲＩが計測された場合には、上記の覚醒度判定装置を用いたとしても覚醒度や眠気を正確に判定することができなくなってしまう。
【０００８】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、心拍の間隔を連続して計測できる心拍計測装置、心拍計測方法及び心拍計測プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の開示する心拍計測装置は、装置の操舵部に前記装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極と前記操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極との間で第１の電位差信号を測定する第１の測定部を有する。前記心拍計測装置は、前記装置の操舵部に前記操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極と前記基準電極との間で第２の電位差信号を測定する第２の測定部を有する。前記心拍計測装置は、前記第１の測定部よって測定される第１の電位差信号と前記第２の測定部によって測定される第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する算出部を有する。前記心拍計測装置は、前記第１の電極または前記第２の電極に対する前記操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で心電信号から振幅のピークが検知された時刻を前記グリップの変化に応じて補正する補正部を有する。前記心電信号には、前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号が含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
本願の開示する心拍計測装置の一つの態様によれば、心拍の間隔を連続して計測できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１に係る心拍計測装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、心電信号の測定方法の一例を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、波形記憶部に記憶される心電信号の波形例を示す図である。
【図４】図４は、グリップパターン間における振幅ピークの時間差を示す図である。
【図５】図５は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例１及び実施例２に係る心拍計測プログラムを実行するコンピュータの一例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本願の開示する心拍計測装置、心拍計測方法及び心拍計測プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００１３】
［心拍計測装置の構成］
まず、本実施例に係る心拍計測装置の機能的構成について説明する。図１は、実施例１に係る心拍計測装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示す心拍計測装置１０は、車両のハンドルに操作者の左右の手に対応して設けた第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂと、リファレンス電位を測定する基準電極１１ｃとを用いて測定される心電信号から操作者の心拍の間隔を計測するものである。なお、図１の例では、車両を運転する運転者の心拍を計測する場合を例示するが、被験者が航空機などの他の装置またはマウスやキーボードなどの他の操舵部を操作する場合にも同様に適用することができる。
【００１４】
ここで、本実施例に係る心拍計測装置１０は、車両のハンドルに車両を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極１１ａとハンドルとは異なる箇所に設けられた基準電極１１ｃとの間で第１の電位差信号を測定する。また、本実施例に係る心拍計測装置１０は、車両のハンドルに操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極１１ｂと基準電極１１ｃとの間で第２の電位差信号を測定する。さらに、本実施例に係る心拍計測装置１０は、第１の電位差信号と第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する。その上で、本実施例に係る心拍計測装置１０は、第１の電極１１ａ又は第２の電極１１ｂに対する操作者の手のグリップの変化が検出された場合に、次のような処理を実行する。すなわち、本実施例に係る心拍計測装置１０は、変化が検出された時点での第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号から振幅のピークが検知された時刻をグリップの変化に応じて補正する。
【００１５】
このように、本実施例に係る心拍計測装置１０は、グリップの仕方に変化が検出された場合に、グリップの仕方が変化しなかった場合に第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号から振幅のピークが計測されると推定される時刻に補正する。ＲＲＩの変動に対応するスペクトル密度から覚醒度を判定する上記従来技術においては、例えばＲＲＩが５００msec（１２０拍／分）程度の場合、ＲＲＩの凡そ１／１００〜１／１０００の変化を変動として捉える。従って、グリップの仕方が変化した前後でＲＲＩが不連続になり、ＲＲＩが見た目上１／１００〜１／１０００変化してしまうと、覚醒度や眠気を正確に判定することができなくなってしまう。本実施例に係る心拍計測装置１０では、グリップの仕方が変化した前後で操作者の生理状態とは無関係に心拍信号から計測されるＲ波の間隔がゆらいだとしても、心拍の間隔、いわゆるＲＲＩ（R-R Interval）を適切に補正できる。したがって、本実施例に係る心拍計測装置１０によれば、ＲＲＩを連続して計測することが可能になる。これによって、本実施例に係る心拍計測装置１０では、グリップの変化に起因する覚醒度判定精度の低下を抑止することができる。
【００１６】
図１に示すように、心拍計測装置１０は、第１の電極１１ａと、第２の電極１１ｂと、基準電極１１ｃと、第１の測定部１２ａと、第２の測定部１２ｂと、算出部１３と、計測部１４とを有する。さらに、心拍計測装置１０は、波形記憶部１５と、判別部１６と、補正量記憶部１７と、補正部１８とを有する。なお、心拍計測装置１０には、心拍計測装置１０によって計測された操作者のＲＲＩから覚醒度や眠気を判定する覚醒度判定装置２０が接続される。
【００１７】
これら第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ及び基準電極１１ｃは、操作者の心電心信号を測定するのに使用される電極である。このうち、第１の電極１１ａは、車両のハンドル上で操作者の左手よりも右手によってグリップされる可能性が高い位置に設けられる。第２の電極１１ｂは、車両のハンドル上で操作者の右手よりも左手によってグリップされる可能性が高い位置に設けられる。また、基準電極１１ｃは、リファレンス電位を測定するのに使用する電極である。なお、上記の基準電極１１ｃは、「参照電極」や「照合電極」とも呼ばれる。
【００１８】
第１の測定部１２ａは、第１の電極１１ａと基準電極１１ｃとの間で第１の電位差信号を測定する処理部である。第２の測定部１２ｂは、第２の電極１１ｂと基準電極１１ｃとの間で第２の電位差信号を測定する処理部である。また、算出部１３は、第１の測定部１２ａよって測定される第１の電位差信号と第２の測定部１２ｂによって測定される第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する処理部である。
【００１９】
例えば、操作者の右手によって第１の電極１１ａがグリップされた場合には、第１の測定部１２ａによって右手の心電信号、いわゆる第２誘導が第１の電位差信号として測定される。また、操作者の左手によって第２の電極１１ｂがグリップされた場合には、第２の測定部１２ｂによって左手の心電信号、いわゆる第３誘導が第２の電位差信号として測定される。さらに、操作者の右手によって第１の電極１１ａがグリップされ、かつ操作者の左手によって第２の電極１１ｂがグリップされた場合には、算出部１３によって両手の心電信号、いわゆる第１誘導が差分信号として測定される。なお、ここでは、操作者が各々の電極との接触が推奨される方の手でグリップした場合に測定される心電信号について説明を行ったが、必ずしも第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂとの接触が推奨される方の手で各々の電極がグリップされる必要はない。
【００２０】
ここで、図２を用いて、第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ及び基準電極１１ｃを用いた心電信号の測定方法を説明する。図２は、心電信号の測定方法の一例を説明する図である。図２に示すように、第１の電極１１ａは、ハンドルの外周のうち１０時の方向から６時の方向までの円弧の部分に設けられる。第２の電極１１ｂは、ハンドルの外周のうち６時の方向から１０時の方向までの円弧の部分に設けられる。一方、基準電極１１ｃは、車両の操作者が着座するシートの座面に設けられ、車両の電位と等しくなるようにアースと接地される。なお、ここでは、操作者が着座するシートの座面に基準電極１１ｃを設ける場合を例示したが、必ずしもシートの座面に設ける必要はなく、シートの背もたれに設けることとしてもよい。
【００２１】
このように第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ及び基準電極１１ｃが設置された環境の下、第１の測定部１２ａには、第１の電極１１ａから操作者の心筋活動電位が入力されるとともに基準電極１１ｃから車体の電位が入力される。これらの電位が入力された第１の測定部１２ａは、車体の電位を基準とした場合における心筋活動電位を増幅した上で第１の電位差信号として出力する。
【００２２】
また、第２の測定部１２ｂには、第２の電極１１ｂから操作者の心筋活動電位が入力されるとともに基準電極１１ｃから車体の電位が第２の測定部１２ｂへ入力される。これらの電位が入力された第２の測定部１２ｂは、車体の電位を基準とした場合における心筋活動電位を増幅した上で第２の電位差信号として出力する。なお、第１の測定部１２ａ及び第２の測定部１２ｂには、オペアンプを含む任意の増幅回路、例えば定数倍増幅器を採用したり、ボルテージフォロワを採用したりすることができる。
【００２３】
また、算出部１３には、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号および第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号が入力される。これらの信号が入力された算出部１３は、第１の電位差信号および第２の電位差信号の差を演算することによって差分信号を算出する。なお、算出部１３には、オペアンプを含む任意の差演算回路を採用できる。
【００２４】
なお、図２の例では、操作者が右利きである場合を想定した電極の設置例を図示したが、開示の装置は右利きの操作者によって利用される場合に限定されない。例えば、操作者が左利きである場合には、ハンドルのうち２時の方向から６時の方向までの部位に第１の電極１１ａを設け、６時の方向から２時の方向までの部位に第２の電極１１ｂを設けることもできる。
【００２５】
図１の説明に戻り、計測部１４は、差分信号、第１の電位差信号または第２の電位差信号から心拍の間隔、いわゆるＲＲＩを計測する処理部である。一態様としては、計測部１４は、差分信号、第１の電位差信号および第２の電位差信号のうち操作者の心電信号が重畳していると推定される心電信号を選択する。そして、計測部１４は、選択した心電信号から振幅のピークを検知した上で振幅のピークが検知された時刻の時間間隔を算出することによって操作者のＲＲＩを計測する。
【００２６】
これを説明すると、まず、計測部１４は、算出部１３によって測定された差分信号のノイズレベルを算出する。このとき、計測部１４は、差分信号のノイズレベルが所定の閾値Ｎよりも小さい場合には、ＲＲＩの計測に差分信号を使用する。一方、差分信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合には、第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂの両方ともには操作者の手がグリップされておらず、差分信号に心電信号が重畳していないことがわかる。よって、計測部１４は、第１の電位差信号または第２の電位差信号のいずれかに心電信号が重畳しているのかをさらに判断するために、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号のノイズレベルを算出する。
【００２７】
このとき、計測部１４は、第１の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎよりも小さい場合には、ＲＲＩの計測に第１の電位差信号を使用する。一方、第１の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合には、第１の電極１１ａには操作者の手がグリップされておらず、第１の電位差信号に心電信号が重畳していないことがわかる。よって、計測部１４は、第２の電位差信号に心電信号が重畳しているのかをさらに判断するために、第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号のノイズレベルを算出する。そして、計測部１４は、第２の電位差信号のノイズレベルが所定の閾値Ｎよりも小さい場合には、ＲＲＩの計測に第２の電位差信号を使用する。なお、第２の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合には、差分信号、第１の電位差信号および第２の電位差信号のうちいずれに心電信号が重畳されているのかを判別できないので、ＲＲＩの計測を実行しない。
【００２８】
このようにしてＲＲＩの計測に用いる心電信号を選択した上で、計測部１４は、選択した心電信号から振幅が閾値以上となるポイントＲ、すなわち振幅のピークを検知する。その後、計測部１４は、今回に振幅のピークを検知した時刻および前回に振幅のピークを検知していた時刻の差を計算することによって操作者のＲＲＩを計測する。このとき、計測部１４は、後述の判別部１６により第１の電極１１ａ又は第２の電極１１ｂに対する操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合、今回に振幅のピークを検知した時刻の代わりに後述の補正部１８により補正された時刻をＲＲＩの計測に使用する。また、計測部１４は、前回に振幅のピークを検知した時刻が後述の補正部１８によって補正されていたとしても、補正後の時刻は使用せずに前回に振幅のピークを検知した時刻をそのまま用いて操作者のＲＲＩを計測する。なお、振幅ピークの検知方法は、上述の方法に限定されない。例えば、計測部１４は、心電信号の微分係数が正から負に変わるゼロクロス点を使う方法、振幅波形につきパターンマッチングを行ってピークを検出する方法などを用いることもできる。
【００２９】
波形記憶部１５は、心電信号の波形を記憶する記憶部である。かかる波形記憶部１５の一態様としては、グリップパターンごとに第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号などの心電信号の波形が対応付けられたデータを記憶する。なお、波形記憶部１５は、グリップパターンを判別するために、後述の判別部１６によって参照される。
【００３０】
かかる「グリップパターン」とは、第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂが操作者の右手、左手または両手によってグリップされるパターンを指す。このグリップパターンの一例としては、操作者の両手によって第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂの両方がグリップされるパターンが含まれる。他の一例としては、操作者の右手、左手または両手によって第１の電極１１ａだけがグリップされるパターンが含まれる。更なる一例としては、操作者の右手、左手または両手によって第２の電極１１ｂだけがグリップされるパターンが含まれる。これらのグリップパターンには、第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂとの接触が推奨される方の手で各々の電極がグリップされるパターンの他、それとは逆の手で各々の電極がグリップされるパターンも含まれる。
【００３１】
なお、以下では、第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂとの接触が推奨される方の手で各々の電極がグリップされるパターンそれぞれを「両手グリップ」、「右手グリップ」、「左手グリップ」と呼ぶ場合がある。また、以下では、第１の電極１１ａまたは第２の電極１１ｂとの接触が推奨される方の手とは逆の手で各々の電極がグリップされるパターンそれぞれを「第１の電極＋左手グリップ」、「第２の電極＋右手グリップ」と呼ぶ場合がある。さらに、以下では、同一の電極が操作者の両手でグリップされるパターンそれぞれを「第１の電極＋歪両手グリップ」、「第２の電極＋歪両手グリップ」、「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」と呼ぶ場合がある。
【００３２】
図３Ａ〜図３Ｅは、波形記憶部１５に記憶される心電信号の波形例を示す図である。図３Ａは、第１の電極１１ａが操作者の右手によってグリップされ、かつ第２の電極１１ｂが操作者の左手によってグリップされる「両手グリップ」の波形を示す。図３Ｂは、第１の電極１１ａが操作者の右手によってグリップされ、かつ第２の電極１１ｂがグリップされない「右手グリップ」の波形を示す。図３Ｃは、第１の電極１１ａがグリップされず、第２の電極１１ｂが操作者の左手によってグリップされる「左手グリップ」の波形を示す。図３Ｄは、第１の電極１１ａが操作者の両手によってグリップされ、かつ第２の電極１１ｂがグリップされない「第１の電極＋歪両手グリップ」の波形を示す。図３Ｅは、第１の電極１１ａが操作者の両手によってグリップされ、かつ第２の電極１１ｂが操作者の左手によってグリップされる「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の波形を示す。
【００３３】
図３Ａに示す「両手グリップ」の場合には、第１の電位差信号３１Ｒ、第２の電位差信号３１Ｌおよび差分信号３１Ｔの波形のうち少なくとも差分信号３１Ｔの波形が波形記憶部１５によって保持される。また、図３Ｂに示す「右手グリップ」の場合には、ノイズだけが測定される第２の電位差信号３２Ｌ及び差分信号３２Ｔを除く、第１の電位差信号３２Ｒが波形記憶部１５によって保持される。また、図３Ｃに示す「左手グリップ」の場合には、ノイズだけが測定される第１の電位差信号３３Ｒ及び差分信号３３Ｔを除く、第２の電位差信号３３Ｌが波形記憶部１５によって保持される。また、図３Ｄに示す「第１の電極＋歪両手グリップ」の場合には、ノイズだけが測定される第２の電位差信号３４Ｌ及び差分信号３４Ｔを除く、第１の電位差信号３４Ｒが波形記憶部１５によって保持される。また、図３Ｅに示す「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の場合には、第１の電位差信号３５Ｒ、第２の電位差信号３５Ｌおよび差分信号３５Ｔの波形のうち少なくとも差分信号３５Ｔの波形が波形記憶部１５によって保持される。
【００３４】
なお、上記の心電信号の波形は、車両の運転開始前にキャリブレーションモードへ移行して導出した各グリップパターンの第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号の波形を波形記憶部１５へ登録することができる。また、他の装置が有する第１の測定部、第２の測定部及び算出部を用いて導出された各グリップパターンの第１の電位差信号、第２の電位差信号及び差分信号の波形を波形記憶部１５へ登録することもできる。
【００３５】
判別部１６は、波形記憶部１５を用いて、操作者がハンドルをグリップしているパターンを判別する処理部である。一態様としては、判別部１６は、波形記憶部１５によってグリップパターンごとに記憶された心電信号の波形と、第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形との類似度から、当該操作者がハンドルをグリップしているパターンを判別する。
【００３６】
これを説明すると、判別部１６は、ＲＲＩの計測に差分信号が使用された場合には、「両手グリップ」及び「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の差分信号と、算出部１３によって算出された差分信号との間における波形の類似度を算出する。このとき、判別部１６は、２つの差分信号間で各々の時刻における振幅値の差分を累積加算することにより、２つの差分信号間の相関係数を算出する。かかる相関係数を求めた場合には、相関係数の値が小さいほど２つの信号の類似度が高くなる。そして、判別部１６は、「両手グリップ」及び「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の差分信号との間で算出された類似度のうち「両手グリップ」の類似度の方が高い場合には、グリップパターンが「両手グリップ」であると判別する。一方、判別部１６は、「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の類似度の方が高い場合には、グリップパターンが「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」であると判別する。なお、ここでは、２つの差分信号間の振幅値の差分を累積加算することによって類似度を算出する場合を例示したが、２つの差分信号間で波形の形状をパターンマッチングすることにより類似度を算出することとしてもよい。
【００３７】
また、判別部１６は、ＲＲＩの計測に第１の電位差信号が使用された場合には、次のような処理を実行する。すなわち、判別部１６は、「第１の電極＋歪両手グリップ」、「右手グリップ」及び「第１の電極＋左手グリップ」の差分信号と、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号との間における波形の類似度を算出する。そして、判別部１６は、上記の３つのグリップパターンの差分信号との間で算出された類似度のうち「第１の電極＋歪両手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「第１の電極＋歪両手グリップ」であると判別する。また、判別部１６は、「右手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「右手グリップ」であると判別する。また、判別部１６は、「第１の電極＋左手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「第１の電極＋左手グリップ」であると判別する。
【００３８】
また、判別部１６は、ＲＲＩの計測に第２の電位差信号が使用された場合には、次のような処理を実行する。すなわち、判別部１６は、「第２の電極＋歪両手グリップ」、「左手グリップ」及び「第２の電極＋右手グリップ」の差分信号と、第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号との間における波形の類似度を算出する。そして、判別部１６は、上記の３つのグリップパターンの差分信号との間で算出された類似度のうち「第２の電極＋歪両手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「第２の電極＋歪両手グリップ」であると判別する。また、判別部１６は、「左手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「左手グリップ」であると判別する。また、判別部１６は、「第２の電極＋右手グリップ」の類似度が最大である場合には、グリップパターンが「第２の電極＋右手グリップ」であると判別する。
【００３９】
このようにしてグリップパターンを判別すると、判別部１６は、今回に判別したグリップパターンが前回に判別したグリップパターンから変化したか否かを判定する。すなわち、判別部１６は、前回の判別結果と比較して、今回の判別結果が「両手グリップ」、「右手グリップ」、「左手グリップ」及び「歪両手グリップ」の間で異なるグリップパターンに遷移したか否かを判定する。
【００４０】
補正量記憶部１７は、振幅のピークが検知された時刻を補正する補正量を記憶する記憶部である。かかる補正量記憶部１７の一態様としては、グリップパターンの組合せ及びその組合せに対応する補正量が対応付けられたデータを記憶する。なお、補正量記憶部１７は、振幅のピークが検知された時刻を補正するために、グリップの仕方が変化した前後のグリップパターンの組合せに対応する補正量が後述の補正部１８によって参照される。
【００４１】
図４は、グリップパターン間における振幅ピークの時間差を示す図である。図４には、グリップパターンが「両手グリップ」である場合に測定された第１の電位差信号４１Ｒ、第２の電位差信号４１Ｌ及び差分信号４１Ｔが図示されている。さらに、図４には、グリップパターンが「第１の電極＋左手グリップ」である場合に測定された第１の電位差信号４２Ｒ、グリップパターンが「第１の電極＋歪両手グリップ」である場合に測定された第１の電位差信号４３Ｒが図示されている。なお、図４の例では、「両手グリップ」の差分信号４１Ｔから振幅のピークが検知された時刻t0を基準とした場合における時間差が図示されている。
【００４２】
図４に示すように、「右手グリップ」の第１の電位差信号４１Ｒは、差分信号４１Ｔとの間における振幅ピークの時間差が「δt＿R」である。また、「左手グリップ」の第２の電位差信号４１Ｌ及び「第１の電極＋左手グリップ」の第１の電位差信号４２Ｒは、差分信号４１Ｔとの間における振幅ピークの時間差が「δt＿L」である。さらに、「第１の電極＋歪両手グリップ」の第１の電位差信号４３Ｒは、差分信号４１Ｔとの間における振幅ピークの時間差が「δt＿T」である。
【００４３】
例えば、グリップパターンが「両手グリップ」から「右手グリップ」へ変化した場合には、第１の電位差信号４１Ｒの振幅ピークが差分信号４１Ｔよりも、時間差「δt＿R」の分、早く検知されるので、補正量を「+δt＿R」と設定すればよい。また、グリップパターンが「両手グリップ」から「左手グリップ」へ変化した場合には、第１の電位差信号４２Ｒの振幅ピークが差分信号４１Ｔよりも、時間差「δt＿L」の分、遅く検知されるので、補正量を「-δt＿L」と設定すればよい。さらに、グリップパターンが「両手グリップ」から「歪両手グリップ」へ変化した場合には、第１の電位差信号４３Ｒの振幅ピークが差分信号４１Ｔよりも、時間差「δt＿T」の分、早く検知されるので、補正量を「+δt＿T」とすればよい。このように、基準とする差分信号４１Ｔから振幅のピークが検知される時刻t0から、「右手グリップ」、「左手グリップ」又は「歪両手グリップ」の心電信号から振幅のピークが検知される時刻を減算することによって各々の補正量を求めることができる。
【００４４】
また、同様にして、グリップパターンが「歪両手グリップ」から「右手グリップ」、「左手グリップ」又は「両手グリップ」へ変化する場合には、補正量が次のように求まる。すなわち、差分信号４１Ｔの振幅ピークの検知時刻t0から、第１の電位差信号４３Ｒの振幅ピークの検知時刻「t0-δt＿T」を減算し、さらに、第１の電位差信号４１Ｒ、第２の電位差信号４１Ｌまたは差分信号４１Ｔの振幅ピークの検知時刻を加算することで求まる。
【００４５】
さらに、同様にして、グリップパターンが「右手グリップ」から「左手グリップ」、「両手グリップ」又は「歪両手グリップ」へ変化する場合には、各々の補正量が次のように求まる。すなわち、差分信号４１Ｔの振幅ピークの検知時刻t0から、第１の電位差信号４１Ｒの振幅ピークの検知時刻「t0-δt＿R」を減算し、さらに、第２の電位差信号４１Ｌ、差分信号４１Ｔまたは第１の電位差信号４３Ｒの振幅ピークの検知時刻を加算することで求まる。
【００４６】
また、同様にして、グリップパターンが「左手グリップ」から「右手グリップ」、「両手グリップ」又は「歪両手グリップ」へ変化する場合には、各々の補正量が次のように求まる。すなわち、差分信号４１Ｔの振幅ピークの検知時刻t0から、第２の電位差信号４１Ｌの振幅ピークの検知時刻「t0+δt＿L」を減算し、さらに、第１の電位差信号４１Ｒ、差分信号４１Ｔまたは第１の電位差信号４３Ｒの振幅ピークの検知時刻を加算することで求まる。
【００４７】
このように、「両手グリップ」に対する「右手グリップ」、「左手グリップ」及び「歪両手グリップ」の時間差が既知である場合には、グリップの仕方が変化する前後のグリップパターンの組合せごとにその組合せに対応する補正量を登録しておくことができる。なお、図４の例では、「両手グリップ」の差分信号４１Ｔから振幅のピークが検知された時刻t0を基準とする場合を例示したが、他の心電信号から振幅のピークが検知された時刻を基準としてもかまわない。
【００４８】
補正部１８は、判別部１６によって操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号から振幅のピークが検知された時刻をグリップの変化に応じて補正する処理部である。
【００４９】
一態様としては、補正部１８は、判別部１６によってグリップパターンの変化が検出された場合に、補正量記憶部１７に記憶された補正量のうちグリップの仕方が変化した前後のグリップパターンの組合せに対応する補正量を読み出す。その上で、補正部１８は、計測部１４によって今回に振幅のピークが検知された時刻を先に読み出した補正量にしたがって補正する。例えば、補正部１８は、補正量が正の値である場合には、今回に振幅のピークが検知された時刻を補正量の値を加算した時刻に補正する。また、補正部１８は、補正量が負の値である場合には、今回に振幅のピークが検知された時刻を補正量の値を減算した時刻に補正する。なお、判別部１６によってグリップパターンの変化が検出されなかった場合には、操作者の生理状態とは無関係にＲＲＩがゆらがない可能性が高いので、計測部１４によって今回に振幅のピークが検知された時刻がそのままＲＲＩの計測に使用される。
【００５０】
なお、計測部１４、判別部１６及び補正部１８には、各種の集積回路や電子回路を採用できる。例えば、集積回路としては、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が挙げられる。また、電子回路としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などが挙げられる。
【００５１】
また、波形記憶部１５及び補正量記憶部１７などの記憶部には、半導体メモリ素子や記憶装置を採用できる。例えば、半導体メモリ素子としては、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリ（flash memory）などが挙げられる。また、記憶装置としては、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置が挙げられる。
【００５２】
［処理の流れ］
次に、本実施例に係る心拍計測装置の処理の流れについて説明する。図５〜図８は、実施例１に係る心拍計測処理の手順を示すフローチャートである。この心拍計測処理は、心拍計測処理の電源がＯＮ状態である場合に繰り返し実行される処理である。
【００５３】
図５に示すように、第１の測定部１２ａは、第１の電極１１ａと基準電極１１ｃとの間で第１の電位差信号を測定し、第２の測定部１２ｂは、第２の電極１１ｂと基準電極１１ｃとの間で第２の電位差信号を測定する（ステップＳ１０１）。続いて、算出部１３は、第１の電位差信号と第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する（ステップＳ１０２）。
【００５４】
その後、計測部１４は、算出部１３によって測定された差分信号のノイズレベルを算出する（ステップＳ１０３）。このとき、差分信号のノイズレベルが所定の閾値Ｎよりも小さい場合（ステップＳ１０４肯定）には、計測部１４は、ＲＲＩの計測に差分信号を選択する。そして、計測部１４は、選択した心電信号から振幅が閾値以上となるポイントＲ、すなわち振幅のピークを検知する（ステップＳ１０５）。
【００５５】
続いて、判別部１６は、「両手グリップ」及び「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の差分信号と、算出部１３によって算出された差分信号との間における波形の類似度を算出する（ステップＳ１０６）。
【００５６】
そして、「両手グリップ」の類似度の方が高い場合（ステップＳ１０７肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「両手グリップ」であると判別する（ステップＳ１０８）。一方、「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」の類似度の方が高い場合（ステップＳ１０７否定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第１の電極及び第２の電極＋歪両手グリップ」であると判別する（ステップＳ１０９）。
【００５７】
一方、差分信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合（ステップＳ１０４否定）には、第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂの両方ともには操作者の手がグリップされておらず、差分信号に心電信号が重畳していないことがわかる。よって、計測部１４は、図６に示すように、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号のノイズレベルを算出する（ステップＳ１１０）。
【００５８】
このとき、第１の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎよりも小さい場合（ステップＳ１１１肯定）には、計測部１４は、ＲＲＩの計測に第１の電位差信号を選択する。そして、計測部１４は、選択した心電信号から振幅が閾値以上となるポイントＲ、すなわち振幅のピークを検知する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
続いて、判別部１６は、「第１の電極＋歪両手グリップ」、「右手グリップ」及び「第１の電極＋左手グリップ」の差分信号と、第１の測定部１２ａによって測定された第１の電位差信号との間における波形の類似度を算出する（ステップＳ１１３）。
【００６０】
ここで、「第１の電極＋歪両手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１１４肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第１の電極＋歪両手グリップ」であると判別する（ステップＳ１１５）。
【００６１】
また、「右手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１１４否定かつステップＳ１１６肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「右手グリップ」であると判別する（ステップＳ１１７）。
【００６２】
また、「第１の電極＋左手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１１４否定かつステップＳ１１６否定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第１の電極＋左手グリップ」であると判別する（ステップＳ１１８）。
【００６３】
一方、第１の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合（ステップＳ１１１否定）には、第１の電極１１ａには操作者の手がグリップされておらず、第１の電位差信号に心電信号が重畳していないことがわかる。よって、計測部１４は、図７に示すように、第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号のノイズレベルを算出する（ステップＳ１１９）。
【００６４】
そして、第２の電位差信号のノイズレベルが所定の閾値Ｎよりも小さい場合（ステップＳ１２０肯定）には、計測部１４は、ＲＲＩの計測に第２の電位差信号を使用する。そして、計測部１４は、選択した心電信号から振幅が閾値以上となるポイントＲ、すなわち振幅のピークを検知する（ステップＳ１２１）。なお、第２の電位差信号のノイズレベルが閾値Ｎ以上である場合（ステップＳ１２０否定）には、差分信号、第１の電位差信号および第２の電位差信号のうちいずれに心電信号が重畳されているのかを判別できないので、ＲＲＩの計測を実行しない。
【００６５】
続いて、判別部１６は、「第２の電極＋歪両手グリップ」、「左手グリップ」及び「第２の電極＋右手グリップ」の差分信号と、第２の測定部１２ｂによって測定された第２の電位差信号との間における波形の類似度を算出する（ステップＳ１２２）。
【００６６】
そして、「第２の電極＋歪両手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１２３肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第２の電極＋歪両手グリップ」であると判別する（ステップＳ１２４）。
【００６７】
また、「左手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１２３否定かつステップＳ１２５肯定）には、判別部１６は、グリップパターンが「左手グリップ」であると判別する（ステップＳ１２６）。
【００６８】
また、「第２の電極＋右手グリップ」の類似度が最大である場合（ステップＳ１２３否定かつステップＳ１２５否定）には、判別部１６は、グリップパターンが「第２の電極＋右手グリップ」であると判別する（ステップＳ１２７）。
【００６９】
このようにグリップパターンを判別すると、判別部１６は、図８に示すように、判別部１６は、今回に判別したグリップパターンが前回に判別したグリップパターンから変化したか否かを判定する（ステップＳ１２８）。
【００７０】
ここで、グリップパターンの変化が検出された場合（ステップＳ１２８肯定）には、補正部１８は、次のような処理を実行する。すなわち、補正部１８は、グリップの仕方が変化した前後のグリップパターンの組合せに対応する補正量にしたがって、計測部１４によって今回に振幅のピークが検知された時刻を補正する（ステップＳ１２９）。その後、計測部１４は、補正部１８によって補正された時刻および前回に振幅のピークを検知していた時刻の差を計算することによって操作者のＲＲＩを計測する（ステップＳ１３０）。
【００７１】
一方、グリップパターンの変化が検出された場合（ステップＳ１２８否定）には、計測部１４は、ステップＳ１２９の処理、すなわち振幅ピークの検知時刻を補正する処理を実行せずに、ステップＳ１３０の処理に移行する。すなわち、計測部１４は、今回に振幅のピークを検知した時刻および前回に振幅のピークを検知していた時刻の差を計算することによって操作者のＲＲＩを計測する（ステップＳ１３０）。
【００７２】
このようにして計測されたＲＲＩは、覚醒度判定装置２０へ出力され、覚醒度判定装置２０によって覚醒度や眠気が判定される。
【００７３】
［実施例１の効果］
上述してきたように、本実施例に係る心拍計測装置１０は、グリップの仕方に変化が検出された場合に、グリップの仕方が変化しなかった場合に第１の電位差信号、第２の電位差信号又は差分信号から振幅のピークが計測されると推定される時刻に補正する。それゆえ、本実施例に係る心拍計測装置１０では、グリップの仕方が変化した前後で操作者の生理状態とは無関係に心拍信号から計測されるＲ波の間隔がゆらいだとしても、心拍の間隔、いわゆるＲＲＩを適切に補正できる。したがって、本実施例に係る心拍計測装置１０によれば、ＲＲＩを連続して計測することが可能になる。これによって、本実施例に係る心拍計測装置１０では、覚醒度判定装置２０に覚醒度や眠気を正確に判定させることも可能になる。
【００７４】
また、本実施例に係る心拍計測装置１０は、第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂが操作者の右手または左手によってグリップされるパターンごとに第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形を記憶する。そして、本実施例に係る心拍計測装置１０は、記憶した第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形と、第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形との類似度から、当該操作者がハンドルをグリップしているパターンを判別する。その上で、本実施例に係る心拍計測装置１０は、グリップのパターンの変化が検出された場合に、グリップが変化した前後のパターンに応じて、第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号から振幅のピークが検知された時刻を補正する。このため、本実施例に係る心拍計測装置１０では、グリップパターンの変化からＲＲＩのゆらぎを推定して振幅ピークの検知時刻を補正できる。それゆえ、本実施例に係る心拍計測装置１０によれば、グリップの仕方が変化した前後で不連続なＲＲＩが計測されるのをより高い確率で防止できる。
【００７５】
さらに、本実施例に係る心拍計測装置１０は、同一の電極が操作者の両手によってグリップされるパターンについて第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形をさらに記憶する。このため、本実施例に係る心拍計測装置１０では、操作者がハンドルをグリップする態様を網羅して第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形を蓄積できる。よって、本実施例に係る心拍計測装置１０では、多様な局面でグリップパターンの変化からＲＲＩのゆらぎを推定して振幅ピークの検知時刻を補正できる。
【実施例２】
【００７６】
さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
【００７７】
［装置の構成単位］
上記の実施例１では、心拍計測装置１０と覚醒度判定装置２０とが別々に構成される場合を例示したが、開示の装置はこれに限定されず、これら心拍計測装置１０及び覚醒度判定装置２０を一体化して構成することとしてもかまわない。
【００７８】
［分散および統合］
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、第１の測定部１２ａ、第２の測定部１２ｂ、算出部１３、計測部１４、判別部１６または補正部１８を心拍計測装置の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。また、第１の測定部１２ａ、第２の測定部１２ｂ、算出部１３、計測部１４、判別部１６または補正部１８を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上記の心拍計測装置の機能を実現するようにしてもよい。
【００７９】
［心拍計測プログラム］
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図９を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する心拍計測プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。
【００８０】
図９は、実施例１及び実施例２に係る心拍計測プログラムを実行するコンピュータの一例について説明するための図である。図９に示すように、コンピュータ１００は、操作部１１０ａと、スピーカ１１０ｂと、マイク１１０ｃと、ディスプレイ１２０と、通信部１３０とを有する。さらに、このコンピュータ１００は、ＣＰＵ１５０と、ＲＯＭ１６０と、ＨＤＤ１７０と、ＲＡＭ１８０と有する。これら１１０〜１８０の各部はバス１４０を介して接続される。
【００８１】
ＨＤＤ１７０には、図９に示すように、上記の実施例１で示した計測部１４と、判別部１６と、補正部１８と同様の機能を発揮する心拍計測プログラム１７０ａが予め記憶される。この心拍計測プログラム１７０ａについては、図１に示した各々の計測部１４、判別部１６及び補正部１８の各構成要素と同様、適宜統合又は分離しても良い。すなわち、ＨＤＤ１７０に格納される各データは、常に全てのデータがＨＤＤ１７０に格納される必要はなく、処理に必要なデータのみがＨＤＤ１７０に格納されれば良い。
【００８２】
そして、ＣＰＵ１５０が、心拍計測プログラム１７０ａをＨＤＤ１７０から読み出してＲＡＭ１８０に展開する。これによって、図９に示すように、心拍計測プログラム１７０ａは、心拍計測プロセス１８０ａとして機能する。この心拍計測プロセス１８０ａは、ＨＤＤ１７０から読み出した各種データを適宜ＲＡＭ１８０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開した各種データに基づいて各種処理を実行する。なお、心拍計測プロセス１８０ａは、図１に示した計測部１４、判別部１６及び補正部１８にて実行される処理、例えば図５〜図８に示す処理を含む。また、ＣＰＵ１５０上で仮想的に実現される各処理部は、常に全ての処理部がＣＰＵ１５０上で動作する必要はなく、処理に必要な処理部のみが仮想的に実現されれば良い。
【００８３】
なお、上記の心拍計測プログラム１７０ａについては、必ずしも最初からＨＤＤ１７０やＲＯＭ１６０に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータ１００に挿入されるフレキシブルディスク、いわゆるＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させる。そして、コンピュータ１００がこれらの可搬用の物理媒体から各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ１００に接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ１００がこれらから各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 心拍計測装置
１１ａ 第１の電極
１１ｂ 第２の電極
１１ｃ 基準電極
１２ａ 第１の測定部
１２ｂ 第２の測定部
１３ 算出部
１４ 計測部
１５ 波形記憶部
１６ 判別部
１７ 補正量記憶部
１８ 補正部
２０ 覚醒度判定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の操舵部に前記装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極と前記操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極との間で第１の電位差信号を測定する第１の測定部と、
前記装置の操舵部に前記操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極と前記基準電極との間で第２の電位差信号を測定する第２の測定部と、
前記第１の測定部よって測定される第１の電位差信号と前記第２の測定部によって測定される第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する算出部と、
前記第１の電極または前記第２の電極に対する前記操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号から振幅のピークが検知された時刻を前記グリップの変化に応じて補正する補正部と
を有することを特徴とする心拍計測装置。
【請求項２】
前記第１の電極および前記第２の電極が操作者の右手または左手によってグリップされるパターンごとに前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号の波形を記憶する記憶部と、
前記記憶部によってパターンごとに記憶された第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形と、前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号の波形との類似度から、当該操作者が前記操舵部をグリップしているパターンを判別する判別部とをさらに有し、
前記補正部は、
前記判別部によってグリップのパターンの変化が検出された場合に、グリップが変化した前後のパターンに応じて、前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号から振幅のピークが検知された時刻を補正することを特徴とする請求項１に記載の心拍計測装置。
【請求項３】
前記記憶部は、同一の電極が前記操作者の両手によってグリップされるパターンについて前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号の波形をさらに記憶することを特徴とする請求項２に記載の心拍計測装置。
【請求項４】
コンピュータが、
装置の操舵部に前記装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極と前記操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極との間で第１の電位差信号を測定するとともに、前記装置の操舵部に前記操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極と前記基準電極との間で第２の電位差信号を測定し、
前記第１の電位差信号と前記第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出し、
前記第１の電極または前記第２の電極に対する前記操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号から振幅のピークが検知された時刻を前記グリップの変化に応じて補正する
各処理を実行することを特徴とする心拍計測方法。
【請求項５】
コンピュータに、
装置の操舵部に前記装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極と前記操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極との間で第１の電位差信号を測定するとともに、前記装置の操舵部に前記操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極と前記基準電極との間で第２の電位差信号を測定し、
前記第１の電位差信号と前記第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出し、
前記第１の電極または前記第２の電極に対する前記操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号から振幅のピークが検知された時刻を前記グリップの変化に応じて補正する
各処理を実行させることを特徴とする心拍計測プログラム。
【請求項１】
装置の操舵部に前記装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極と前記操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極との間で第１の電位差信号を測定する第１の測定部と、
前記装置の操舵部に前記操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極と前記基準電極との間で第２の電位差信号を測定する第２の測定部と、
前記第１の測定部よって測定される第１の電位差信号と前記第２の測定部によって測定される第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出する算出部と、
前記第１の電極または前記第２の電極に対する前記操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号から振幅のピークが検知された時刻を前記グリップの変化に応じて補正する補正部と
を有することを特徴とする心拍計測装置。
【請求項２】
前記第１の電極および前記第２の電極が操作者の右手または左手によってグリップされるパターンごとに前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号の波形を記憶する記憶部と、
前記記憶部によってパターンごとに記憶された第１の電位差信号、第２の電位差信号または差分信号の波形と、前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号の波形との類似度から、当該操作者が前記操舵部をグリップしているパターンを判別する判別部とをさらに有し、
前記補正部は、
前記判別部によってグリップのパターンの変化が検出された場合に、グリップが変化した前後のパターンに応じて、前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号から振幅のピークが検知された時刻を補正することを特徴とする請求項１に記載の心拍計測装置。
【請求項３】
前記記憶部は、同一の電極が前記操作者の両手によってグリップされるパターンについて前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号の波形をさらに記憶することを特徴とする請求項２に記載の心拍計測装置。
【請求項４】
コンピュータが、
装置の操舵部に前記装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極と前記操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極との間で第１の電位差信号を測定するとともに、前記装置の操舵部に前記操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極と前記基準電極との間で第２の電位差信号を測定し、
前記第１の電位差信号と前記第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出し、
前記第１の電極または前記第２の電極に対する前記操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号から振幅のピークが検知された時刻を前記グリップの変化に応じて補正する
各処理を実行することを特徴とする心拍計測方法。
【請求項５】
コンピュータに、
装置の操舵部に前記装置を操作する操作者の一方の手に対応して設けられた第１の電極と前記操舵部とは異なる箇所に設けられた基準電極との間で第１の電位差信号を測定するとともに、前記装置の操舵部に前記操作者の他方の手に対応して設けられた第２の電極と前記基準電極との間で第２の電位差信号を測定し、
前記第１の電位差信号と前記第２の電位差信号との間で差分を演算することによって差分信号を算出し、
前記第１の電極または前記第２の電極に対する前記操作者のグリップの仕方に変化が検出された場合に、当該変化が検出された時点で前記第１の電位差信号、前記第２の電位差信号または前記差分信号から振幅のピークが検知された時刻を前記グリップの変化に応じて補正する
各処理を実行させることを特徴とする心拍計測プログラム。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２３９４７４（Ｐ２０１２−２３９４７４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８７４５（Ｐ２０１１−１０８７４５）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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