脉波检测装置、设备控制装置以及脉波检测方法.pdf

一种脉波检测装置，检测表示用户的脉波的脉波数据，包括：脉波检测部(1011)，以时序来检测表示用户的脉波的脉波数据；脉波微分部(1012)，通过对由所述脉波检测部(1011)检测的时序的脉波数据进行时间微分，从而算出时序的速度脉波数据；成分提取部(1013)，一边将第一时间范围在时间轴方向上挪动，一边反复提取所述第一时间范围内所包含的由所述脉波微分部(1012)算出的时序的速度脉波数据的最大值和最小值；成分比算出部(1014)，按每个所述第一时间范围算出成分比，该成分比是由所述成分提取部(1013)提取的最大值和最小值的比；以及干扰信号区间判断部，将由所述成分比算出部(1014)算出的所述成分比在时间上不稳定的区间判断为干扰信号区间。

1、  一种脉波检测装置，检测表示用户的脉波的脉波数据，所述脉波检测装置包括：
脉波检测部，以时序来检测表示用户的脉波的脉波数据；
脉波微分部，通过对由所述脉波检测部检测的时序的脉波数据进行时间微分，从而算出时序的速度脉波数据；
成分提取部，一边将第一时间范围在时间轴方向上挪动，一边反复提取所述第一时间范围内所包含的由所述脉波微分部算出的时序的速度脉波数据的最大值和最小值；
成分比算出部，按每个所述第一时间范围算出成分比，该成分比是由所述成分提取部提取的最大值和最小值的比；以及
干扰信号区间判断部，将由所述成分比算出部算出的所述成分比在时间上不稳定的区间判断为干扰信号区间。

2、  如权利要求1所述的脉波检测装置，
所述干扰信号区间判断部包括：
方差值算出部，算出第二时间范围内所包含的所述成分比的方差值；以及
判断部，判断由所述方差值算出部算出的方差值是否包含在规定的范围内，在判断为所述方差值没有包含在所述规定的范围内的情况下，判断为所述第二时间范围内包含有所述脉波数据的干扰信号。

3、  如权利要求1所述的脉波检测装置，
所述脉波检测装置还包括干扰信号区间消除部，在由所述脉波检测部检测的时序的脉波数据中，消除由所述判断部判断为包含有所述干扰信号的所述第二时间范围内所包含的脉波数据。

4、  如权利要求3所述的脉波检测装置，
所述方差值算出部，一边将所述第二时间范围在时间轴方向上挪动，一边算出各个第二时间范围内所包含的所述成分比的方差值，
所述判断部，按每个所述第二时间范围，判断由所述方差值算出部算出的方差值是否包含在规定的范围内，在判断为所述方差值没有包含在所述规定的范围内的情况下，判断为所述第二时间范围内包含有所述脉波数据的干扰信号，
所述干扰信号区间消除部，在由所述脉波检测部检测的时序的脉波数据中，由所述判断部判断为没有包含所述干扰信号的所述第二时间范围之后，接着所述判断部判断为包含有所述干扰信号的所述第二时间范围的情况下，消除所述判断部判断为包含有所述干扰信号的所述第二时间范围中的、规定时间位置之后所包含的脉波数据。

5、  如权利要求4所述的脉波检测装置，
所述干扰信号区间消除部，进一步在由脉波检测部检测的时序的脉波数据中，由所述判断部判断为包含有所述干扰信号的所述第二时间范围之后，接着所述判断部判断为没有包含所述干扰信号的所述第二时间范围的情况下，消除所述判断部判断为没有包含所述干扰信号的所述第二时间范围中的、规定时间位置之前所包含的脉波数据。

6、  如权利要求1所述的脉波检测装置，
所述干扰信号区间判断部包括：
判断部，判断由所述成分比算出部算出的所述成分比是否包含在规定的范围内，在判断为成分比没有被包含在所述规定的范围内的情况下，判断为被算出了该成分比的所述第一时间范围内包含有所述脉波数据的干扰信号。

7、  如权利要求1所述的脉波检测装置，
所述成分提取部，一边将第一时间范围在时间轴方向上挪动，一边反复提取所述第一时间范围内所包含的由所述脉波微分部算出的时序的速度脉波数据的最大值和包含有所述最大值的第一时间范围中的、比与所述最大值对应的时刻晚的时间范围中所包含的由所述脉波微分部算出的时序的速度脉波数据的最小值。

8、  一种设备控制装置，用于根据表示用户的脉波的脉波数据来控制车载用的设备，所述设备控制装置包括：
生物信号测量部，以时序来测量表示用户的脉波的脉波数据；
参数提取部，从由所述生物信号测量部测量的时序的脉波数据中，提取用于评价用户的状态的时序的参数值；
判断部，利用由所述参数提取部提取的参数值，判断所述脉波数据的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，还是因为所述用户的周围的环境温度发生变化；以及
控制部，根据所述判断部的判断结果，控制车载用的设备，
所述生物信号测量部包括：
脉波检测部，以时序来检测表示用户的脉波的脉波数据；
脉波微分部，通过对由脉波检测部检测的时序的脉波数据进行时间微分，从而算出时序的速度脉波数据；
成分提取部，一边将第一时间范围在时间轴方向上挪动，一边反复提取所述第一时间范围内所包含的由所述脉波微分部算出的时序的速度脉波数据的最大值和最小值；
成分比算出部，按每个所述第一时间范围算出成分比，该成分比是由所述成分提取部提取的最大值和最小值的比；
干扰信号区间判断部，将由所述成分比算出部算出的所述成分比在时间上不稳定的区间判断为干扰信号区间；以及
干扰信号区间消除部，从由所述脉波检测部检测的时序的脉波数据中，消除所述干扰信号区间所包含的脉波数据。

9、  如权利要求8所述的设备控制装置，
所述判断部包括：
参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；
参数变化时间算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出变化时间，该变化时间是从所述起点时刻到该每一个参数值的提取时刻为止的时间；以及
变化原因判断部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，在由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量超过规定的起点变化量阈值、且由所述参数变化时间算出部算出的所述变化时间超过规定的变化时间阈值的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，在所述起点变化量超过所述规定的起点变化量阈值、且所述变化时间是所述规定的变化时间阈值以下的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。

10、  如权利要求8所述的设备控制装置，
所述判断部包括：
参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；
环境温度测量部，以时序测量所述用户的周围的环境温度；
温度起点变化量算出部，针对由所述环境温度测量部测量的每一个环境温度，算出该每一个环境温度的温度起点变化量，该温度起点变化量是每一个环境温度相对于在所述起点时刻由所述环境温度测量部测量的环境温度的变化量；以及
变化原因判断部，在由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量超过规定的起点变化量阈值、且由所述温度起点变化量算出部算出的所述温度起点变化量是规定的温度起点变化量阈值以下的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，在所述起点变化量超过所述规定的起点变化量阈值、且所述温度起点变化量超过所述规定的温度起点变化量阈值的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。

11、  如权利要求8所述的设备控制装置，
所述判断部包括：
参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；
参数变化量积分部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出起点变化量积分值，该起点变化量积分值是从所述起点时刻到所述参数值的提取时刻为止的期间由所述参数提取部提取的参数值的积分值；以及
变化原因判断部，在由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量超过规定的起点变化量阈值、且由所述参数变化量积分部算出的所述起点变化量积分值超过规定的积分值阈值的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，在所述起点变化量超过所述规定的起点变化量阈值、且所述起点变化量积分值是所述规定的积分值阈值以下的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。

12、  如权利要求8所述的设备控制装置，
所述设备控制装置还包括车辆信息获得部，获得与用户驾驶的车辆的状态有关的信息，
所述判断部包括：
参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；以及
变化原因判断部，根据由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量、以及由所述车辆信息获得部获得的所述车辆的行驶状态，判断所述脉波数据的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，还是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。

13、  如权利要求8所述的设备控制装置，
所述设备控制装置还包括车辆信息获得部，获得与用户驾驶的车辆的状态有关的信息，
所述判断部包括：
参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；
参数变化时间算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出变化时间，该变化时间是从所述起点时刻到该每一个参数值的提取时刻为止的时间；以及
变化原因判断部，根据由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量、由参数变化时间算出部算出的所述变化时间、以及由所述车辆信息获得部获得的所述车辆的行驶状态，判断所述脉波数据的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，还是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。

14、  一种脉波检测方法，检测表示用户的脉波的脉波数据，所述脉波检测方法包括：
脉波检测步骤，以时序来检测表示用户的脉波的脉波数据；
脉波微分步骤，通过对由所述脉波检测步骤检测的时序的脉波数据进行时间微分，从而算出时序的速度脉波数据；
成分提取步骤，一边将第一时间范围在时间轴方向上挪动，一边反复提取所述第一时间范围内所包含的由所述脉波微分步骤算出的时序的速度脉波数据的最大值和最小值；
成分比算出步骤，按每个所述第一时间范围算出成分比，该成分比是由所述成分提取步骤提取的最大值和最小值的比；以及
干扰信号区间判断步骤，将由所述成分比算出步骤算出的所述成分比在时间上不稳定的区间判断为干扰信号区间。

15、  一种脉波检测程序，检测表示用户的脉波的脉波数据，该脉波检测程序使计算机执行以下步骤：
脉波检测步骤，以时序来检测表示用户的脉波的脉波数据；
脉波微分步骤，通过对由所述脉波检测步骤检测的时序的脉波数据进行时间微分，从而算出时序的速度脉波数据；
成分提取步骤，一边将第一时间范围在时间轴方向上挪动，一边反复提取所述第一时间范围内所包含的由所述脉波微分步骤算出的时序的速度脉波数据的最大值和最小值；
成分比算出步骤，按每个所述第一时间范围算出成分比，该成分比是由所述成分提取步骤提取的最大值和最小值的比；以及
干扰信号区间判断步骤，将由所述成分比算出步骤算出的所述成分比在时间上不稳定的区间判断为干扰信号区间。

脉波检测装置、设备控制装置以及脉波检测方法
技术领域
本发明涉及对脉波中包含的干扰信号进行检测的脉波检测装置。
背景技术
近几年，各研究团体致力于从人的生物信号推测人的状态的技术上。作为该研究的成果，一些研究者发现了人的状态和生物信号之间的相关性，在学会等中发表了由生物信号来评价人的状态的评价方法。然而，这个成果实际上是取出人的状态确实发生了变化的区间内的生物信号的变化，对该变化进行相关分析，所以可以说是脱离日常生活，只限于实验室的成果。因而，对生物信号发生了变化时的人的状态进行推测，这样的逆算性的推测技术至今尚未确立。于是，针对这些问题，作为辨别人的具体的状态即辨别运动时和紧张时的人的状态的方法，提出了以下技术：实际测量脉波(pulse wave)来算出脉搏值、脉波的高峰值、作为脉波的高低峰值差的脉压值，以此来判别紧张、困倦以及疲劳(肌肉疲劳)等各种状态的技术(例如，参见专利文献1)。
图1是示出专利文献1公开的身体状态判别装置的结构的方框图。身体状态判别装置包括脉波测量部1301、算出部1302、判别部1303、警报输出部1304。
脉波测量部1301分别测量根据血液循环产生的载氧血红蛋白和非载氧血红蛋白的流量。算出部1302，根据由脉波测量部1301测量的脉波数据，算出脉搏值和血压值和作为脉波的高低峰值差的脉压值等各数据。判别部1303检测由算出部1302算出的数据的变化，将身体状态判别为多个级别。警报输出部1304，随着判别部1303的判别输出与级别对应的警报。
这样，尝试了利用光学式或者压电式的感应器从人体检测脉波，并根据脉波来掌握人体的状态。但是，脉波容易受身体运动等的影响，所以需要辨别干扰信号和脉波信号。以往，作为检测包含在脉波中的干扰信号的方法有以下方法，根据对检测出的脉波进行了微分后的速度脉波(velocity plethysmogram(简称为VPG))的峰值的方差(variance)来进行辨别的方法(例如，参见专利文献2)。
专利文献1：日本特开2003-61921号公报(第8页，图2)
专利文献2：日本专利第3835073号公报
然而，专利文献1所述的身体状态判别装置的结构中是用脉波来判别了用户的身体状态，不过，考虑脉波是容易受到温冷热环境的影响的生物信号，即使能够判别疲劳(fatigue)、紧张及困倦等身体状态，也不能判断那时的脉波变化是否真的是受那些身体状态的影响。因此，根据包括温冷热环境的影响的脉波来判别了身体状态，则存在输出错误结果的可能性高的课题。
而且，脉波波形不但受到温冷感和身体状态的影响，而且受人体活动的影响也很大。图2示出包含人体活动的影响的脉波波形，在区间A以及区间B中，脉波波形受人体活动的影响，除此之外的区间中的脉波波形没有受人体活动的影响。由此可知根据人体活动的影响，脉波波形发生很大地变化。而且，图3示出包含温冷感发生变化的影响的脉波波形，在区间C中，脉波波形受温冷感发生变化的影响，除此之外的区间中脉波波形没有受温冷感发生变化的影响。由此可知根据温冷感发生变化的影响，脉波波形也发生很大地变化。因此，在检测干扰信号时，就需要辨别脉波波形是根据人体活动的影响而发生变化，还是根据温冷感变化的影响而发生变化。在图4中，按照专利文献2所述的以往的方法，求出对图2示出的脉波波形进行一阶微分的速度脉波(图5)的峰值的方差值的图表用实线来示出，求出对图3示出的脉波波形进行一阶微分的速度脉波(图6)的峰值的方差值的图表用虚线来示出。从图4中可明确知道，受温冷感影响的区间C的方差，有时比受人体活动影响的区间A的方差小，有时比受人体活动影响的区间B的方差大。因此，专利文献1所述的以往的方法具有这样的课题，即不能辨别脉波的变化是受人体活动影响的干扰信号，还是受温冷感变化的影响的脉波信号。
发明内容
本发明是为了解决上述的课题而提出的发明，其目的在于提供一种脉波检测装置，能够辨别因为人体活动影响而产生的干扰信号和因为温冷感发生变化而产生的脉波的变化。
而且，还可以提供一种设备控制装置，除了辨别因为人体活动影响而产生的干扰信号和因为温冷感发生变化而产生的脉波的变化之外，在根据脉波来推测用户的状态并进行设备控制时，首先判断脉波的变化是不是受到温冷热环境影响的变化，从而判别温冷热环境的影响和身体状态的影响，实现用于确实改善用户状态的设备控制。
为了达到上述目的，本发明的某一部分涉及的脉波检测装置，检测表示用户的脉波的脉波数据，所述脉波检测装置包括：脉波检测部，以时序来检测表示用户的脉波的脉波数据；脉波微分部，通过对由所述脉波检测部检测的时序的脉波数据进行时间微分，从而算出时序的速度脉波数据；成分提取部，一边将第一时间范围在时间轴方向上挪动，一边反复提取所述第一时间范围内所包含的由所述脉波微分部算出的时序的速度脉波数据的最大值和最小值；成分比算出部，按每个所述第一时间范围算出成分比，该成分比是由所述成分提取部提取的最大值和最小值的比；以及干扰信号区间判断部，将由所述成分比算出部算出的所述成分比在时间上不稳定的区间判断为干扰信号区间。
根据该结构，从对脉波进行一阶微分而得到的速度脉波提取第一时间范围内的最大值和最小值并求出最大值和最小值的比(成分比)，判断成分比在时间上是否不稳定，从而判断脉波是否含有干扰信号。因此，能够辨别因为人体活动影响而产生的干扰信号和因为温冷感发生变化而产生的脉波的变化。
最好是，所述干扰信号区间判断部包括：方差值算出部，算出第二时间范围内所包含的所述成分比的方差值；以及判断部，判断由所述方差值算出部算出的方差值是否包含在规定的范围内，在判断为所述方差值没有包含在所述规定的范围内的情况下，判断为所述第二时间范围内包含有所述脉波数据的干扰信号。
根据该结构，利用所述成分比的方差值判断脉波中是否含有干扰信号。因此，能够辨别因为人体活动影响而产生的干扰信号和因为温冷感发生变化而产生的脉波的变化。
进而最好是，所述干扰信号区间判断部包括：判断部，判断由所述成分比算出部算出的所述成分比是否包含在规定的范围内，在判断为成分比没有被包含在所述规定的范围内的情况下，判断为被算出了该成分比的所述第一时间范围内包含有所述脉波数据的干扰信号。
通过判断所述成分比是否包含在规定的范围内，从而判断脉波中是否含有干扰信号。因此，能够辨别因为人体活动影响而产生的干扰信号和因为温冷感发生变化而产生的脉波的变化。
本发明的其他部分涉及的设备控制装置，用于根据表示用户的脉波的脉波数据来控制车载用的设备，所述设备控制装置包括：生物信号测量部，以时序来测量表示用户的脉波的脉波数据；参数提取部，从由所述生物信号测量部测量的时序的脉波数据中，提取用于评价用户的状态的时序的参数值；判断部，利用由所述参数提取部提取的参数值，判断所述脉波数据的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，还是因为所述用户的周围的环境温度发生变化；以及控制部，根据所述判断部的判断结果，控制车载用的设备，所述生物信号测量部包括：脉波检测部，以时序来检测表示用户的脉波的脉波数据；脉波微分部，通过对由脉波检测部检测的时序的脉波数据进行时间微分，从而算出时序的速度脉波数据；成分提取部，一边将第一时间范围在时间轴方向上挪动，一边反复提取所述第一时间范围内所包含的由所述脉波微分部算出的时序的速度脉波数据的最大值和最小值；成分比算出部，按每个所述第一时间范围算出成分比，该成分比是由所述成分提取部提取的最大值和最小值的比；干扰信号区间判断部，将由所述成分比算出部算出的所述成分比在时间上不稳定的区间判断为干扰信号区间；以及干扰信号区间消除部，从由所述脉波检测部检测的时序的脉波数据中，消除所述干扰信号区间所包含的脉波数据。
根据该结构，从对脉波进行一阶微分而得到的速度脉波提取第一时间范围内的最大值和最小值并求出最大值和最小值的比(成分比)，判断成分比在时间上是否不稳定，从而判断脉波是否含有干扰信号。因此，能够辨别因为人体活动影响而产生的干扰信号和因为温冷感发生变化而产生的脉波的变化。
而且，通过使用从脉波数据提取的参数值，能够判断脉波数据变化的原因是因为用户的身体状态发生变化，还是因为用户周围的环境温度发生变化。因此，根据判断结果，能够控制车载用的设备。因而，在根据脉波数据来推测用户的状态并控制设备时，通过判断脉波数据的变化是因为温冷热环境的影响，还是因为身体状态发生变化，从而判别温冷热环境的影响和身体状态的影响，能够实现用于确实改善用户的状态的设备控制。
最好是，所述判断部包括：参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先被规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；参数变化时间算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出变化时间，该变化时间是从所述起点时刻到该每一个参数值的提取时刻为止的时间；以及变化原因判断部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，在由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量超过规定的起点变化量阈值、且由所述参数变化时间算出部算出的所述变化时间超过规定的变化时间阈值的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，在所述起点变化量超过所述规定的起点变化量阈值、且所述变化时间是所述规定的变化时间阈值以下的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。
根据该结构，在脉波数据发生变化时，除了考虑脉波数据的变化量之外还考虑变化所需要的时间，从而判断脉波数据发生变化的原因，能够根据判断出的原因来控制车载用的设备。因而，在根据脉波数据来推测用户的状态并控制设备时，通过判断脉波数据的变化是因为温冷热环境的影响，还是因为身体状态发生变化，从而判别温冷热环境的影响和身体状态的影响，能够实现用于确实改善用户的状态的设备控制。
进而最好是，所述判断部包括：参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先被规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；环境温度测量部，以时序测量所述用户的周围的环境温度；温度起点变化量算出部，针对由所述环境温度测量部测量的每一个环境温度，算出该每一个环境温度的温度起点变化量，该温度起点变化量是每一个环境温度相对于在所述起点时刻由所述环境温度测量部测量的环境温度的变化量；以及变化原因判断部，在由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量超过规定的起点变化量阈值、且由所述温度起点变化量算出部算出的所述温度起点变化量是规定的温度起点变化量阈值以下的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，在所述起点变化量超过所述规定的起点变化量阈值、且所述温度起点变化量超过所述规定的温度起点变化量阈值的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。
根据该结构，在脉波数据发生变化时，除了考虑脉波数据的变化量之外还考虑环境温度的变化量，从而判断脉波数据发生变化的原因，从而根据判断出的原因来控制车载用的设备。因而，在根据脉波数据来推测用户的状态并控制设备时，通过判断脉波数据的变化是因为温冷热环境的影响，还是因为身体状态发生变化，从而判别温冷热环境的影响和身体状态的影响，能够实现用于确实改善用户的状态的设备控制。
进而最好是，所述判断部包括：参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先被规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；参数变化量积分部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出起点变化量积分值，该起点变化量积分值是从所述起点时刻到所述参数值的提取时刻为止的期间由所述参数提取部提取的参数值的积分值；以及变化原因判断部，在由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量超过规定的起点变化量阈值、且由所述参数变化量积分部算出的所述起点变化量积分值超过规定的积分值阈值的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，在所述起点变化量超过所述规定的起点变化量阈值、且所述起点变化量积分值是所述规定的积分值阈值以下的情况下，判断为所述生物信号的变化的原因是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。
根据该结构，在脉波数据发生变化时，除了考虑脉波数据的变化量之外还考虑变化量的积分值，从而判断脉波数据发生变化的原因，并根据判断出的原因来控制车载用的设备。因而，在根据脉波数据来推测用户的状态并控制设备时，通过判断脉波数据的变化是因为温冷热环境的影响，还是因为身体状态发生变化，从而判别温冷热环境的影响和身体状态的影响，能够实现用于确实改善用户的状态的设备控制。
进而最好是，所述设备控制装置还包括车辆信息获得部，获得与用户驾驶的车辆的状态有关的信息，所述判断部包括：参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先被规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；以及变化原因判断部，根据由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量、以及由所述车辆信息获得部获得的所述车辆的行驶状态，判断所述脉波数据的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，还是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。
根据该结构，在脉波数据发生变化时，除了考虑脉波数据的变化量之外还考虑车辆的状态，从而判断脉波数据发生变化的原因，能够根据判断出的原因来控制车载用的设备。因而，在根据脉波数据来推测用户的状态并控制设备时，通过判断脉波数据的变化是因为温冷热环境的影响，还是因为身体状态发生变化，从而判别温冷热环境的影响和身体状态的影响，能够实现用于确实改善用户的状态的设备控制。
进而最好是，所述设备控制装置还包括车辆信息获得部，获得与用户驾驶的车辆的状态有关的信息，所述判断部包括：参数变化量算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出该每一个参数值的起点变化量，该起点变化量是每一个参数值相对于在预先被规定的起点时刻由所述参数提取部提取的参数值的变化量；参数变化时间算出部，针对由所述参数提取部提取的每一个参数值，算出变化时间，该变化时间是从所述起点时刻到该每一个参数值的提取时刻为止的时间；以及变化原因判断部，根据由所述参数变化量算出部算出的所述起点变化量、由参数变化时间算出部算出的所述变化时间、以及由所述车辆信息获得部获得的所述车辆的行驶状态，判断所述脉波数据的变化的原因是因为所述用户的身体状态发生变化，还是因为所述用户的周围的环境温度发生变化。
根据该结构，在脉波数据发生变化时，除了考虑脉波数据的变化量之外还考虑变化所需要的时间以及车辆的状态，从而判断脉波数据发生变化的原因，能够根据判断出的原因来控制车载用的设备。因而，在根据脉波数据来推测用户的状态并控制设备时，通过判断脉波数据的变化是因为温冷热环境的影响，还是因为身体状态发生变化，从而判别温冷热环境的影响和身体状态的影响，能够实现用于确实改善用户的状态的设备控制。
另外，本发明不仅作为包括这样特征性处理部的脉波检测装置来实现，还作为将脉波检测装置所包括的特征性处理部作为步骤的脉波检测方法来实现，也能作为使计算机执行脉波检测方法所包括的特征性步骤的程序来实现。并且，也可以将该程序记录在只读光盘(CD-ROM：Compact Disc-Read Only Memory)等记录介质或通过因特网等通信网络来传输。
根据本发明能够一种脉波检测装置，能够辨别因为人体活动影响而产生的干扰信号和因为温冷感发生变化而产生的脉波的变化。
而且，还可以提供一种设备控制装置，除了辨别因为人体活动影响而产生的干扰信号和因为温冷感发生变化而产生的脉波的变化之外，在根据脉波来推测用户的状态并进行设备控制时，首先判断脉波的变化是不是受到温冷热环境影响的变化，从而判别温冷热环境的影响和身体状态的影响，实现用于确实改善用户状态的设备控制。
附图说明
图1是表示以往的身体状态判别装置的结构的方框图。
图2是表示包含人体活动的影响的脉波波形的图。
图3是表示包含温冷感的变化的影响的脉波波形。
图4是表示按照专利文献2所述的以往的方法分别求出下列峰值的方差的图表的图，所述峰值是对图2表示的脉波波形进行一阶微分的速度脉波的峰值和对图3表示的脉波波形进行一阶微分的速度脉波的峰值。
图5是表示包含人体活动的影响的脉波的速度脉波波形的图。
图6是表示包含温冷感的变化的影响的脉波的速度脉波波形的图。
图7是表示本发明的实施例1涉及的设备控制装置结构的方框图。
图8是表示生物信号测量部的详细结构的方框图。
图9是表示从图5表示的包含人体活动的影响的速度脉波数据和图6表示的包含温冷感的变化的影响的速度脉波数据，按每个规定的时间范围分别提取的速度脉波的最大值和最小值的比(最小值/最大值)的图表。
图10是表示从图5表示的包含人体活动的影响的速度脉波数据和图6表示的包含温冷感的变化的影响的速度脉波数据，按每个规定的时间范围分别提取的速度脉波的最大值和最小值的比(最小值/最大值)的方差的图表。
图11是本发明实施例1涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
图12是本发明实施例1涉及的变化原因判断部执行的处理的流程图。
图13是表示判断本发明的实施例1涉及的变化原因判断部保持的脉波振幅的变化原因时所使用的数据表的图。
图14是表示使环境温度发生变化时的温冷感和疲劳程度的变化的图表。
图15是表示温冷感的反应时间和疲劳程度的反应时间的图。
图16是对用于辨别温冷感和疲劳程度的起点变化时间的阈值进行说明的图。
图17是生物信号测量部执行的处理的流程图。
图18是表示速度脉波的时间上的变化的波形图。
图19是用于说明干扰信号区间的开始位置的图。
图20是用于说明干扰信号区间的结束位置的图。
图21是用于说明脉波数据的干扰信号消除的图。
图21(a)是表示干扰信号消除前的加速度脉波的第1波即a波的振幅值的时间变化的图表，图21(b)是表示干扰信号消除后的加速度脉波的a波的振幅值的时间变化的图表。
图22是表示加速度脉波的波形的一个示例图。
图23是表示本发明的实施例2涉及的设备控制装置结构的方框图。
图24是本发明实施例2涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
图25是本发明实施例2涉及的变化原因判断部执行的处理的流程图。
图26是表示判断本发明的实施例2涉及的变化原因判断部保持的脉波振幅的变化原因时所使用的数据表的图。
图27是对用于辨别温冷感和疲劳程度的温度起点变化量的阈值进行说明的图。
图28是示出了本发明的实施例3涉及的设备控制装置结构的方框图。
图29是本发明实施例3涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
图30是本发明实施例3涉及的变化原因判断部执行的处理的流程图。
图31是表示判断本发明的实施例3涉及的变化原因判断部保持的脉波振幅的变化原因时所使用的数据表的图。
图32是表示本发明的实施例4涉及的设备控制装置结构的方框图。
图33是表示本发明的实施例4涉及的生物信号测量部的详细结构的方框图。
图34是本发明实施例4涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
图35是本发明实施例4涉及的变化原因判断部执行的处理的流程图。
图36是表示判断本发明的实施例4涉及的变化原因判断部保持的脉波振幅的变化原因时所使用的数据表的图。
图37是对用于辨别温冷感和疲劳程度的操纵方向盘数据量的阈值进行说明的图。
图38是本发明实施例4涉及的温冷感关联设备控制部执行的处理的流程图。
图39是本发明实施例4涉及的疲劳关联设备控制部执行的处理的流程图。
图40是表示本发明的实施例5涉及的设备控制装置结构的方框图。
图41是本发明实施例5涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
图42是本发明实施例5涉及的变化原因判断部执行的处理的流程图。
图43是表示生物信号测量部的其他结构的方框图。
图44是本发明实施例5涉及的生物信号测量部执行的处理的流程图。
符号说明
1脉波感应器
101，1101，3101生物信号测量部
102参数提取部
103参数变化量算出部
104参数变化时间算出部
105，506，905，1105，1205变化原因判断部
106，1116状态推测部
107，1117设备控制部
108温冷感推测部
109身体状态推测部
120，520，920，1017，1120，1220，3017判断部
130，1130控制部
504环境温度测量部
505温度起点变化量算出部
904参数变化量积分部
1011，1121脉波检测部
1012脉波微分部
1013成分提取部
1014成分比算出部
1015成分比保持部
1016方差值算出部
1018干扰信号区间消除部
1019存储部
1109疲劳推测部
1111总括控制部
1112车辆信息获得部
1113疲劳关联设备控制部
1114温冷感关联设备控制部
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
(实施例1)
图7是表示本发明的实施例1涉及的设备控制装置结构的方框图。图7表示的设备控制装置，例如由公知的计算机所组成，包括生物信号测量部101、参数提取部102、判断部120以及控制部130。这些各处理部，通过安装了符合本实施例的设备控制程序的计算机的CPU执行该程序来实现。
生物信号测量部101，在此将由公知的转换器等检测出的用户的指尖脉波以规定的采样周期来采样，以时序来获得脉波数据。参数提取部102将从脉波数据所得到的脉波波形的振幅，作为评价脉波的参数值来提取并存储。
判断部120是利用由参数提取部102所提取的参数值，判断脉波数据的变化的原因的处理部，包括参数变化量算出部103、参数变化时间算出部104以及变化原因判断部105。
参数变化量算出部103进行计算，将由参数提取部102提取的脉波振幅的时序数据中的、预先被规定的起点时刻的值和现在时刻的值之间的差分作为起点变化量来算出，而且将上次的测量时刻的值和现在时刻的值之间的差分作为上次变化量来算出，并输出到变化原因判断部105。
参数变化时间算出部104进行计算，将由参数提取部102提取的脉波振幅中的、从预先被规定的起点时刻到现在时刻为止的经过时间作为起点变化时间来算出，并输出到变化原因判断部105。
变化原因判断部105，根据由参数变化量算出部103算出的起点变化量及上次变化量、以及由参数变化时间算出部104算出的起点变化时间，判断脉波振幅变化的原因(例如，温冷感和身体状态的影响等)，根据判断出的原因，从后述的状态推测部106包括的温冷感推测部108及身体状态推测部109中选择恰当的推测部，并向选择的推测部输出起点变化量，该起点变化量成为推测状态时的信息。
控制部130是根据变化原因判断部105的判断结果进行设备控制的处理部，包括状态推测部106和设备控制部107。
在此，状态推测部106由以下来构成：根据脉波振幅的起点变化量推测用户的温冷感的温冷感推测部108、以及同样根据脉波振幅的起点变化量推测用户的身体状态的身体状态推测部109。温冷感推测部108，根据从变化原因判断部105所输出的起点变化量推测用户的温冷感，并将推测结果输出到设备控制部107。身体状态推测部109，同样根据从变化原因判断部105所输出的起点变化量推测用户的身体状态，并将推测结果输出到设备控制部107。
温冷感除了包括热、冷等感觉之外，还包括知道这些之前的生物变化的征兆。
在此，变化原因判断部105作为推测温冷感的时候的信息输出起点变化量，温冷感推测部108根据起点变化量推测出用户的温冷感，不过，也可以是这样，变化原因判断部105作为推测温冷感的时候的信息输出上次变化量，温冷感推测部108根据上次变化量推测出用户的温冷感。
设备控制部107进行以下的设备控制；根据由温冷感推测部108推测出的温冷感、或者由身体状态推测部109推测出的身体状态来向用户报告用户的温冷感或者身体状态的推测结果的设备控制；或者进行用于改善用户的温冷感或者身体状态的设备控制。
图8是表示生物信号测量部101的详细结构的方框图。设生物信号测量部101连接有脉波感应器1。
脉波感应器1是包括发光元件和受光元件的公知的透射型光学式感应器，其安装在指尖部，测量脉波。
生物信号测量部101包括：脉波检测部1011、脉波微分部1012、成分提取部1013、成分比算出部1014、成分比保持部1015、方差值算出部1016、判断部1017、干扰信号区间消除部1018、存储部1019。
脉波检测部1011将来自脉波感应器1的输出信号作为脉波来检测。脉波微分部1012对于在脉波检测部1011检测出的脉波进行一阶微分求出速度脉波。成分提取部1013提取在脉波微分部1012求出的速度脉波的规定的时间范围内的最大值和最小值。成分比算出部1014算出成分比，该成分比是由成分提取部1013提取的速度脉波的最小值除以最大值的值。
成分比保持部1015保持在成分比算出部1014中算出的成分比。方差值算出部1016算出保持在成分比保持部1015的多个成分比的方差值。方差值是指样本方差值，在此利用以下的公式来算出方差值。
(公式1)
σ2=1nΣi=1n(x‾-xi)2]]>
另外，能够计算无限数的情况下，也可以代用以下的公式来算出方差值。
(公式2)
σ2=1nΣi=1nxi2-(x‾)2=x2‾-(x‾)2]]>
判断部1017根据由方差值算出部1016算出的多个成分比的方差值来判断脉波中是否含有干扰信号。
干扰信号区间消除部1018消除干扰信号区间的脉波。存储部1019存储被消除了干扰信号区间的脉波的脉波数据。
在图9中，从图5表示的包含人体活动的影响的速度脉波数据(区间A以及区间B是受人体活动影响的区间)按每个规定的时间范围提取的速度脉波的最大值和最小值的比(最小值/最大值)的图表用实线来表示，从图6表示的包含温冷感的变化的影响的速度脉波数据(区间C是受温冷感变化的影响的区间)按每个规定的时间范围提取的速度脉波的最大值和最小值的比(最小值/最大值)的图表用虚线来表示。在此，本发明的发明者们发现了如图9所示的受人体活动的影响的区间A以及区间B中速度脉波的最大值和最小值的比的变化大，受温冷感变化的影响的区间C中速度脉波的最大值和最小值的比的变化小。因此，根据利用速度脉波的最大值和最小值的比，从而能够辨别因为受人体活动影响的干扰信号和因为温冷感的变化产生的脉波变化。
在图10中，从图5表示的包含人体活动的影响的速度脉波数据(区间A以及区间B是受人体活动影响的区间)按每个规定的时间范围提取的速度脉波的最大值和最小值的比(最小值/最大值)的方差值的图表用实线来表示，从图6表示的包含温冷感的变化的影响的速度脉波数据(区间C是受温冷感变化的影响的区间)按每个规定的时间范围提取的速度脉波的最大值和最小值的比(最小值/最大值)的方差值的图表用虚线来表示。在此，本发明的发明者们发现了如图10所示的受人体活动的影响的区间A以及区间B中速度脉波的最大值和最小值的比的方差的变化大，受温冷感变化的影响的区间C中速度脉波的最大值和最小值的比的方差的变化小。因此，根据利用速度脉波的最大值和最小值的比的方差，从而能够辨别因为受人体活动影响的干扰信号和因为温冷感的变化产生的脉波变化。
其次，说明实施例1涉及的设备控制装置执行的处理。
图11是本发明实施例1涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
生物信号测量部101测量脉波的时序数据并存储(S1)。该处理(S1)的细节后述。
参数提取部102，从由生物信号测量部101测量出的脉波的时序数据中，按每一规定时间提取脉波振幅并存储(S2)。
参数变化量算出部103进行计算，将由参数提取部102提取的脉波振幅的时序数据中的、预先被规定的起点时刻的值和现在时刻的值之间的差分作为起点变化量来算出。而且，参数变化量算出部103将上次的测量时刻的值和现在时刻的值之间的差分作为上次变化量来算出。参数变化量算出部103，将算出的起点变化量和上次变化量输出到变化原因判断部105(S3)。
另一方面，参数变化时间算出部104进行计算，将由参数提取部102提取的脉波振幅的时序数据中的、从预先被规定的起点时刻到现在时刻为止的经过时间作为起点变化时间来算出，将起点变化时间输出到变化原因判断部105(S4)。
变化原因判断部105，根据从参数变化量算出部103所输出的起点变化量及上次变化量、以及从参数变化时间算出部104所输出的起点变化时间，来判断脉波振幅变化的原因(S5)。在判断为变化的原因是因为温冷感发生变化的情况下(S5的“是”)，变化原因判断部105向温冷感推测部108输出起点变化量，该起点变化量是推测温冷感的时候的信息。在判断为变化的原因是因为身体状态发生变化的情况下(S5的“否”)，变化原因判断部105向身体状态推测部109输出起点变化量，该起点变化量是推测身体状态的时候的信息。关于判断处理(S5)的细节后述。
温冷感推测部108，根据从变化原因判断部105所输出的起点变化量推测用户的温冷感，并将推测结果输出到设备控制部107(S6)。也就是，温冷感推测部108根据起点变化量的符号来推测用户的温冷感。例如，温冷感推测部108在起点变化量为正的情况下推测向热的方向变化，变化为负的情况下推测向冷的方向变化。换句话说，等同于温冷感推测部108在脉波波形的脉波振幅增加的情况下推测向热的方向变化，减少的情况下推测向冷的方向变化。另外，除了利用脉波振幅之外，也可以根据脉波波高最大值、对脉波波形进行二阶微分的加速度脉波(accelerated plethysmogram(简称为APG))波形的波形成分比、加速度脉波振幅或者脉冲速率、以及通过对脉波间隔进行频率分析而得到的参数的变化量，来推测温冷感。
在此，在利用通过频率分析脉波间隔而得到的参数的情况下，利用低频成分(例如0.04Hz～0.15Hz)和高频成分(例如0.15Hz～0.4Hz)的比即利用LF/HF，在LF/HF增加的情况下，可以推测温冷感向不舒服的方向变化，在LF/HF减少的情况下，可以推测温冷感向舒适的方向变化。
身体状态推测部109，根据从变化原因判断部105所输出的起点变化量来推测用户的身体状态，并将推测结果输出到设备控制部107(S7)。作为一个例子，对身体状态推测部109推测疲劳程度的情况进行说明。例如，身体状态推测部109，在起点变化量为正的情况下推测疲劳程度向减少的方向变化，在起点变化量为负的情况下推测疲劳程度向增加的方向变化。换句话说，身体状态推测部109，在脉波波形的脉波振幅增加的情况下，推测疲劳程度向减少的方向变化，在脉波波形的脉波振幅减少的情况下，推测疲劳程度向增加的方向变化。另外，除了利用脉波振幅之外，也可以根据脉波波高最大值、对脉波波形进行二阶微分的加速度脉波波形的波形成分比、加速度脉波振幅或者脉冲速率、以及通过对脉波间隔进行频率分析而得到的参数的变化量，来推测疲劳程度。
在此，疲劳程度除了包括人自知的疲劳感之外，还包括人不自知的疲劳感。
在此，在利用通过频率分析脉波间隔而得到的参数的情况下，利用低频成分(例如0.04Hz～0.15Hz)和高频成分(例如0.15Hz～0.4Hz)的比即利用LF/HF，在LF/HF增加的情况下，可以推测疲劳程度向增加的方向变化，在LF/HF减少的情况下，可以推测疲劳程度向减少的方向变化。
设备控制部107，根据从温冷感推测部108或者身体状态推测部109输出的推测结果，控制规定的设备(S8)。例如，可以进行向用户报告推测结果的设备控制。而且，可以进行改善温冷感或者身体状态的设备控制，该温冷感或者身体状态是推测的结果。
其次，关于在变化原因判断部105的脉波振幅的变化原因的判断处理(图11的S5)的详细细节进行说明。图12是本发明实施例1涉及的变化原因判断部105执行的处理的流程图。而且，图13是表示判断变化原因判断部105保持的脉波振幅的变化原因时所使用的数据表的图。下面，利用图13所示的数据表的内容，来说明图12所示的处理。
首先，变化原因判断部105，从参数变化量算出部103获得起点变化量和上次变化量，从参数变化时间算出部104获得起点变化时间(S9)。变化原因判断部105，判断起点变化量的绝对值是否比预先被规定的数值(0.1)大(S10)。在起点变化量的绝对值比0.1大的情况下(S10的“是”)，变化原因判断部105，判断上次变化量的绝对值是否比预先被规定的数值(0.1)小(S11)。在起点变化量的绝对值是0.1以下的情况下(S10的“否”)，直到下次获得起点变化量、上次变化量及起点变化时间为止待命，重复S9以后的处理。
在上次变化量的绝对值比0.1小的情况下(S11的“是”)，变化原因判断部105，判断起点变化时间是否比预先被规定的值(10分钟)大(S13)。在上次变化量的绝对值是0.1以上的情况下(S11的“否”)，变化原因判断部105，判断为如图13所示脉波振幅变化的原因是因为温冷感发生变化，将成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量输出到温冷感推测部108(S12)。在起点变化时间大于10分钟的情况下(S13的“是”)，变化原因判断部105，判断为如图13所示脉波振幅变化的原因是因为身体状态发生变化，将成为推测身体状态的时候的信息的起点变化量输出到身体状态推测部109(S14)。在起点变化时间是10分钟以下的情况下(S13的“否”)，变化原因判断部105，判断为脉波振幅变化的原因是因为温冷感发生变化，将成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量输出到温冷感推测部108(S12)。
其次，对于将图13示出的数据表中起点变化时间的阈值作为10分钟的理由进行说明。
图14是表示使环境温度发生变化时的温冷感和疲劳程度的变化的图表。横轴表示时间，纵轴表示温度和温冷感以及疲劳程度的度数。该图表表示环境温度在大约17℃至大约32℃的范围内变化时，10个被试验者感觉到的温冷感及疲劳程度的度数的平均值。温冷感的度数是从-3到+3的范围内的值，+3是最觉得热的时候的度数，-3是最觉得冷的时候的度数，越是觉得热，度数就越大。而且，疲劳程度的度数是从0到3的范围内的值，0是完全没有疲劳程度的时候的度数，3是最觉得疲劳的时候的度数，越是疲劳程度强，度数就越大。
环境温度在从0分到24分为止的期间是固定的，不过，从24分开始变化，在51分时成为最大，在105分时成为最小。关注温冷感，与24分时相比较，发生变化的是在大约过了3分钟之后(点71)。而且，与51分时相比较，发生变化的是在大约过了3分钟之后(点72)。进而，与105分时相比较，发生变化的是在大约过了6分钟之后(点73)。同样关注疲劳程度，与24分时相比较，发生变化的是在大约过了12分钟之后(点74)。而且，与51分时相比较，发生变化的是在大约45分钟之后(点75)。进而，与105分时相比较，发生变化的是在大约过了24分钟之后(点76)。也就是说，温冷感比疲劳程度在短时间内对温度的变化进行反应。也就是说，如图15所示，温冷感对温度的变化大约在12分钟以内有反应，相对地疲劳程度对温度的变化大约在经过12分钟以上之后有反应。
因此，如图16所示将起点变化时间的阈值设在6分钟至12分钟之间，最能够恰当地辨别温冷感和疲劳程度。因此，本实施例中将起点变化时间的阈值设定为10分钟。
其次，对生物信号测量部101进行的脉波的时序数据的测量及存储处理(图11的S1)的详细细节进行说明。图17是生物信号测量部101执行的处理流程图。
脉波检测部1011将来自脉波感应器1的输出信号作为脉波来检测(S201)。脉波微分部1012对脉波检测部1011检测出的脉波进行一阶微分算出速度脉波，保持在内部的存储器(S202)。
其次，成分提取部1013对脉波微分部1012算出的速度脉波进行调查，调查是否能够提取最大值和最小值(S203)。在不能提取速度脉波的最大值和最小值的情况下(S203的“否”)，生物信号测量部101调查是否满足结束条件(经过指定时间或进行了结束操作)(S213)，在满足结束条件的情况下(S213的“是”)，在此结束处理。在没有满足结束的条件的情况下(S213的“否”)，脉波检测部1011继续进行脉波的检测处理(S201)。另一方面，在能够提取速度脉波的最大值和最小值的情况下(S203的“是”)，成分提取部1013提取规定的时间范围内的速度脉波的最大值和最小值(S204)。
在此，利用图18的表示速度脉波的时间上的变化的波形图，对成分提取部1013进行的最大值及最小值的提取处理(S204)进行说明。在图18的波形图中，横轴表示时间，纵轴表示速度脉波的大小。
成分提取部1013将速度脉波的规定的时间范围(图18中的T1)中的最大峰值(图18的U(n))作为速度脉波的最大值来提取。而且，成分提取部1013，在与提取了最大值的点(图18的U(n))比较时序上位于后面的范围(图18的T2)中，提取最小峰值(图18的S(n))以作为速度脉波的最小值。另外，规定的时间范围(图18的T1)，也可以设定为例如相当于将1分种的脉搏数作为60的时候的1拍的时间范围，也可以是动态地向紧前算出的两个最大值的位置的间隔(图18的T3)变更。而且，也可以是求出多个最大值的位置的间隔的平均值，动态地变更到该值。而且，是否能够提取速度脉波的最大值和最小值的判断处理(S203)，根据是否算出了相当于规定的范围(图18的T1)的数据数的速度脉波来进行。
其次，成分比算出部1014通过成分提取部1013提取的最小值除以最大值来算出成分比(S205)。成分比保持部1015保持成分比算出部1014算出的成分比(S206)。
其次，方差值算出部1016，对成分比保持部1015所保持的成分比调查是否能够算出方差值(S207)。在成分比的方差值不能算出的情况下(S207的“否”)，生物信号测量部101调查是否满足结束的条件(S213)。在满足结束条件的情况下(S213的“是”)，在此结束处理，在没有满足条件的情况下(S213的“否”)，脉波检测部1011继续进行脉波的检测处理(S201)。
另一方面，在能够算出成分比的方差值的情况下(S207的“是”)，方差值算出部1016，作为表示成分比的方差值的指标，算出成分比的方差值(S208)。在此，第i个算出的成分比作为F(i)，求方差值时使用的成分比F的个数作为k个，第n个的方差值使用F(n)至F(n+k)的成分比来算出，第n+1个的方差值是将用于计算的成分比一个一个地错开，使用从F(n+1)至F(k+n+1)的成分比来算出。另外，可以不是错开一个，错开k个来算出方差值也可以。而且，在S207中的是否能够算出的判断，根据计算方差值时所需的数量的成分比是否保持在成分比保持部1015中来进行。
其次，判断部1017判断由方差值算出部1016算出的方差值是否属于规定的方差值范围内(例如，0.00～0.01)(S209)。在此，在方差值属于规定的方差值范围内的情况下(S209的“是”)，判断部1017判断为检测出的脉波中不包含干扰信号，干扰信号区间消除部1018不用消除干扰信号，向存储部1019输出表示脉波的数据(S210)。
另一方面，在方差值不属于规定的方差值范围内的情况下(S209的“否”)，判断部1017判断为检测出的脉波中包含干扰信号，干扰信号区间消除部1018通过消除干扰信号区间的脉波，从而将表示消除干扰信号之后的脉波的数据输出到存储部1019(S211)。
存储部1019存储从干扰信号区间消除部1018输出的脉波数据(S212)。
生物信号测量部101调查是否满足结束条件(S213)。在满足结束条件的情况下(S213的“是”)，在此结束处理，在没有满足条件的情况下(S213的“否”)，脉波检测部1011继续进行脉波的检测处理(S201)。
其次，对于干扰信号区间消除部1018的干扰信号消除处理(S211)进行说明。图19是用于说明干扰信号区间的开始位置的图，图20是用于说明干扰信号区间的结束位置的图。
图19及图20分别为表示速度脉波的波形的图表，横轴表示时间，纵轴表示速度脉波的值。例如，如图19所示，假定方差值算出部1016分别在时间上连续的时间区间1001、1002以及1003中算出了方差值。而且，假定在各时间区间中，从三个时间上连续的成分比来计算方差值。此时，假定在时间区间1001以及1002中方差值包括在规定的方差值范围内，假定在时间区间1003中方差值没有包括在规定的方差值范围内。这个情况下，干扰信号区间消除部1018，在时间区间1003中包含的三个成分比之中，例如，将第二个成分比的位置(该图中是表示对应的速度脉波的位置。)作为干扰信号区间的开始位置。
而且，如图20所示，假定方差值算出部1016分别在时间上连续的时间区间1004及1005中算出了方差值。而且，假定在各时间区间中，从三个在时间上连续的成分比来计算方差值。此时，假定在时间区间1004中方差值没有包括在规定的方差值范围内，假定在时间区间1005中方差值包括在规定的方差值范围内。而且，假定比时间区间1004靠前的时间区间中方差值没有包括在规定的范围内。该情况下，干扰信号区间消除部1018，在时间区间1005中包含的三个成分比之中，例如，将第二个成分比的位置(该图中表示对应的速度脉波的位置。)作为干扰信号区间的结束位置。
另外，干扰信号区间的开始位置及结束位置的决定方法不限定于此，例如，也可以将判断为方差值没有包括在规定的方差值范围内的时间区间的开头的成分比的位置、或者第三个成分比的位置作为干扰信号区间的开始位置。而且，也可以将判断为方差值包括在规定的方差值范围内的时间区间的开头的成分比的位置、或者第三个成分比的位置作为干扰信号区间的结束位置。进而，计算方差值时使用的成分比的个数可以不限定为三个，也可以是三个以外的个数。
图21是用于说明脉波数据的干扰信号消除的图。图21(a)是表示干扰信号消除前的加速度脉波的第1波即a波(后述)振幅值的时间变化的图表，图21(b)是表示干扰信号消除后的加速度脉波的a波的振幅值的时间变化的图表。各图表中横轴表示时间，纵轴表示加速度脉波的a波振幅值。
在这里，假定对汽车驾驶者的脉波进行测量。假定如图21(a)所示的区间1201～1206中驾驶者分别操纵了方向盘，这成为人体活动的原因。该图中，示出了操纵方向盘时的最高到达加速度(xy2轴合力)，例如，在区间1201的最高到达加速度是132mG。有这样的人体活动的情况下，a波的振幅值不一致。随之，成分比也不一致。因此，如图21(b)所示，分别对应区间1201、1202以及1204～1206的区间1211、1212以及1214～1216中进行干扰信号消除。另外，区间1203的a波的振幅值的方差值(成分比的方差值)比其他区间中的方差值小，所以与区间1203对应的区间1213不被看作是干扰信号区间，没有进行干扰信号消除。另外，如图21所示的例子中表示了加速度脉波的a波的振幅值的时间变化，不过，关于脉波数据在同位置同样进行干扰信号消除。
另外，如图21所示，在干扰信号区间的紧后边，因为血液循环回流需要一定程度的时间，所以可以将干扰信号区间的结束位置挪移到数秒～10秒左右之后，再进行干扰信号消除。
其次，关于加速度脉波的a波进行说明。图22是表示加速度脉波的波形的一个示例图。加速度脉波由a波、b波、c波、d波以及e波构成。因为a波的顶点A与指尖容积脉波(plethysmogram(简称PTG))扩张期波的开端一致，所以从顶点A到顶点E的所需时间与心脏的收缩时间轴的长度一致。a波是针对基线成为上凸的正波，b波是针对基线成为下凸的负波，c波、d波以及e波分别是根据生理状态有时成为正波、有时成为负波的发生变化的要素波，这些波与用户的年龄有很大关系。
按照以上说明的方法，在参数提取部102提取已消除干扰信号的参数值。参数变化量算出部103，按照已消除干扰信号的参数值，算出起点变化量以及上次变化量。例如，可以是只在已求出了起点时刻和现在时刻的参数值的情况下求出起点变化量，而且只在已求出了上次持续时刻的参数值和现在时刻的参数值的情况下求出上次变化量。而且，可以是在起点时刻和现在时刻之间的参数值的测量时刻中，只在已求出了规定的比率(例如50％)以上的参数值的情况下算出起点变化量，除此之外的情况下不算出起点变化量。
如上述说明，根据实施例1涉及的设备控制装置，用户的脉波发生了变化的时候，除了脉波的变化量之外，还考虑发生变化所需要的时间，从而能够判断脉波发生变化的原因。即，可以辨别脉波变化的原因是因为温冷感发生变化，还是因为身体状态发生变化。而且，根据变化的原因，能够进行用户的温冷感的推测或者身体状态的推测。因此，在获得用户的脉波，并将该信息反馈到设备控制上的系统中，消除了根据错误的状态推测结果进行的设备控制，从而能够准确地出示用户的状态，并且能够为了改善用户的状态而进行设备控制。
而且，在本实施例中，根据规定的时间范围内的速度脉波的最大值和最小值来算出成分比的方差值，并根据判断该方差值是否属于规定的方差值范围内，从而能够辨别由于人体活动的影响而产生的干扰信号和由于温冷感发生变化而产生的脉波的变化。
(实施例2)
下面，对本发明的实施例2涉及的设备控制装置进行说明。关于实施例1的设备控制装置相同的结构，附上相同的参考符号。因为其功能及名称也相同，所以不重复详细说明。
图23是表示本发明的实施例2涉及的设备控制装置结构的方框图。图23示出的设备控制装置，例如由公知的计算机所构成，包括生物信号测量部101、参数提取部102、判断部520以及控制部130。这些各处理部，通过安装了符合本实施例的设备控制程序的计算机的CPU执行该程序来实现。
判断部520是利用由参数提取部102提取的参数值，判断脉波数据的变化的原因的处理部，其包括参数变化量算出部103、环境温度测量部504、温度起点变化量算出部505以及变化原因判断部506。
环境温度测量部504测量环境温度数据并存储。温度起点变化量算出部505进行计算，将由环境温度测量部504测量的环境温度数据中的、预先被规定的起点时刻的值和现在时刻的值之间的差分作为温度起点变化量来算出，并输出到变化原因判断部506。
变化原因判断部506，根据由参数变化量算出部103算出的起点变化量，以及由温度起点变化量算出部505算出的温度起点变化量，判断脉波振幅变化的原因(例如，温冷感和身体状态的影响等)，根据判断出的原因，从状态推测部106中包含的温冷感推测部108及身体状态推测部109中选择恰当的推测部，并向选择的推测部输出起点变化量，该起点变化量成为推测状态时的信息。
其次，对实施例2涉及的设备控制装置执行的处理进行说明。
图24是本发明实施例2涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
与实施例1相同，设备控制装置执行S1～S3的处理。
另一方面，温度起点变化量算出部505进行计算，将由环境温度测量部504提取的环境温度数据中的、预先被规定的起点时刻的值和现在时刻的值之间的差分作为温度起点变化量来算出，并输出到变化原因判断部506。
变化原因判断部506，根据参数变化量算出部103所算出的起点变化量、以及从温度起点变化量算出部505所输出的温度起点变化量，来判断脉波振幅变化的原因(S19)。在变化的原因被判断为是因为温冷感发生变化的情况下(S19的“是”)，变化原因判断部506，向温冷感推测部108输出成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量。在变化的原因被判断为是因为身体状态发生变化的情况下(S19的“否”)，变化原因判断部506向身体状态推测部109输出成为推测身体状态的时候的信息的起点变化量。关于判断处理(S19)的详细细节后述。
此后，与实施例1相同，设备控制装置执行S6～S8的处理，进行设备控制。
其次，对变化原因判断部506的脉波振幅的变化原因的判断处理(图24的S19)的详细细节进行说明。图25是本发明实施例2涉及的变化原因判断部506执行的处理的流程图。而且图26是表示判断变化原因判断部506保持的脉波振幅的变化原因时所使用的数据表的图。下面，利用图26所示的数据表的内容来对图25所示的处理进行说明。
首先，变化原因判断部506从参数变化量算出部103获得起点变化量，从温度起点变化量算出部505获得温度起点变化量(S23)。变化原因判断部506判断起点变化量的绝对值是否比预先被规定的数值(0.1)大(S24)。在起点变化量的绝对值比0.1大的情况下(S24的“是”)，变化原因判断部506判断温度起点变化量的绝对值是否比预先被规定的数值(3℃)大(S25)。在起点变化量的绝对值是0.1以下的情况下(S24的“否”)，直到下次获得起点变化量及温度起点变化量为止待命，重复S23以后的处理。
在温度起点变化量的绝对值大于3℃的情况下(S25的“是”)，变化原因判断部506，判断为如图26所示脉波振幅变化的原因是因为温冷感发生变化，将成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量输出到温冷感推测部108(S12)。温度起点变化量的绝对值是3℃以下的情况下(S25的“否”)，变化原因判断部506，判断为如图26所示脉波振幅变化的原因是因为身体状态发生变化，将成为推测身体状态的时候的信息的起点变化量输出到身体状态推测部109(S14)。
其次，利用图14示出的图来说明图26示出的数据表中将温度起点变化量的阈值设成3℃的理由。
例如，与24分的时候的温冷感相比，在点71中温冷感第一次发生了大的变化。从24分的时候的温度到点71的时刻的温度的变化量大概是0.5℃。另一方面，与24分的时候的疲劳程度相比，在点74中疲劳程度第一次发生了大的变化。从24分的时候的温度到点74的时刻的温度的变化量大概是3.6℃。也就是说，温冷感对温度的变化的反应比疲劳程度对温度的变化的反应敏感，其界限可以认为是0.5℃至3.6℃之间。
因此，如图27所示，将温度起点变化量的阈值设在1℃至3℃之间，最能够恰当地辨别温冷感和疲劳程度。因此，本实施例中将温度起点变化量的阈值定为3℃。
如上述说明，根据实施例2涉及的设备控制装置，在用户的脉波发生变化时，除了考虑脉波的变化量之外还考虑环境温度的变化量，从而能够判断脉波变化的原因。也就是，能够辨别脉波变化的原因是因为温冷感发生变化，还是因为身体状态发生变化。而且，根据变化的原因，能够推测用户的温冷感或者身体状态。因此，在获得用户的脉波，并将该信息反馈到设备控制上的系统中，消除了根据错误的状态推测结果进行的设备控制，从而能够准确地出示用户的状态，并且能够为了改善用户的状态而进行设备控制。
(实施例3)
下面，对本发明的实施例3涉及的设备控制装置进行说明。关于实施例1的设备控制装置相同的结构，附上相同的参考符号。因为其功能及名称也相同，所以不重复详细说明。
图28是示出了本发明的实施例3涉及的设备控制装置结构的方框图。图28示出的设备控制装置，例如由公知的计算机所构成，包括生物信号测量部101、参数提取部102、判断部920以及控制部130。这些各处理部，通过安装了符合本实施例的设备控制程序的计算机的CPU执行该程序来实现。
判断部920是利用在参数提取部102提取的参数值，判断脉波数据的变化的原因的处理部，包括参数变化量算出部103、参数变化量积分部904以及变化原因判断部905。
参数变化量积分部904进行计算，将由参数提取部102提取的脉波振幅的时序数据中的、从预先被规定的起点时刻到现在时刻为止的变化量的积分值作为起点变化量积分值来算出，并输出到变化原因判断部905。
变化原因判断部905，根据由参数变化量算出部103算出的起点变化量，以及由参数变化量积分部904算出的起点变化量积分值，判断脉波振幅变化的原因(例如，温冷感和身体状态的影响等)，根据判断出的原因，从状态推测部106中包含的温冷感推测部108及身体状态推测部109中选择恰当的推测部，并向选择的推测部输出起点变化量，该起点变化量成为推测状态时的信息。
其次，对实施例3涉及的设备控制装置执行的处理进行说明。
图29是本发明实施例3涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
与实施例1相同，设备控制装置执行S1～S3的处理。
另一方面，参数变化量积分部904进行计算，将由参数提取部102提取的脉波振幅的时序数据中的、从预先被规定的起点时刻到现在时刻为止的变化量的积分值作为起点变化量积分值来算出，并输出到变化原因判断部905(S31)。
变化原因判断部905，根据从参数变化量算出部103所输出的起点变化量、以及从参数变化量积分部904所输出的起点变化量积分值，来判断脉波振幅变化的原因(S32)。在判断为变化的原因是因为温冷感发生变化的情况下(S32的“是”)，变化原因判断部905向温冷感推测部108输出成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量。在判断为变化的原因是因为身体状态发生变化的情况下(S32的“否”)，变化原因判断部905向身体状态推测部109输出成为推测身体状态的时候的信息的起点变化量。关于判断处理(S32)的详细细节后述。
此后，与实施例1相同，设备控制装置执行S6～S8的处理，进行设备控制。
其次，对变化原因判断部905的脉波振幅的变化原因的判断处理(图29的S32)的详细细节进行说明。图30是本发明实施例3涉及的变化原因判断部905执行的处理的流程图。而且图31是表示判断变化原因判断部905保持的脉波振幅的变化原因时所使用的数据表的图。下面，利用图31所示的数据表的内容来对图30所示的处理进行说明。
首先，变化原因判断部905从参数变化量算出部103获得起点变化量，从参数变化量积分部904获得起点变化量积分值(S36)。变化原因判断部905判断起点变化量的绝对值是否比预先被规定的数值(0.1)大(S37)。在起点变化量的绝对值比0.1大的情况下(S37的“是”)，变化原因判断部905判断起点变化量积分值是否比预先被规定的数值(1)大(S38)。在起点变化量的绝对值是0.1以下的情况下(S37的“否”)，直到下次获得起点变化量及起点变化量积分值为止待命，重复S36以后的处理。
在起点变化量积分值大于1的情况下(S38的“是”)，变化原因判断部905，判断为如图31所示脉波振幅变化的原因是因为身体状态发生变化，将成为推测身体状态的时候的信息的起点变化量输出到身体状态推测部109(S14)。在起点变化量积分值是1以下的情况下(S38的“否”)，变化原因判断部905，判断为如图31所示脉波振幅变化的原因是因为温冷感发生变化，将成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量输出到温冷感推测部108(S12)。
如上述说明，根据实施例3涉及的设备控制装置，在用户的脉波发生变化时，除了考虑脉波的变化量之外还考虑变化量的积分值，从而能够判断脉波变化的原因。也就是，能够辨别脉波变化的原因是因为温冷感发生变化，还是因为身体状态发生变化。而且，根据变化的原因，能够推测用户的温冷感或者身体状态。因此，在获得用户的脉波，并将该信息反馈到设备控制上的系统中，消除了根据错误的状态推测结果进行的设备控制，从而能够准确地出示用户的状态，并且能够为了改善用户的状态而进行设备控制。
(实施例4)
其次，对本发明的实施例4涉及的设备控制装置进行说明。关于与实施例1的设备控制装置相同的结构，附上相同的参考符号。因为其功能及名称也相同，所以不重复详细说明。
实施例4涉及的设备控制装置是用于控制车载用的设备的装置。
图32是表示本发明的实施例4涉及的设备控制装置结构的方框图。图32示出的设备控制装置，例如由公知的计算机所构成，所述设备控制装置包括：总括控制部1111、车辆信息获得部1112、生物信号测量部1101、参数提取部102、判断部1120以及控制部1130。这些各处理部，通过安装了符合本实施例的设备控制程序的计算机的CPU执行该程序来实现。
车辆信息获得部1112获得有关车辆的状态的信息。例如，车辆信息获得部1112获得以下信息：表示车辆是在行驶中还是停车中的信息、操纵方向盘加速度等的有关操纵方向盘的信息、车辆的行驶速度、堵塞信息等。
总括控制部1111，根据在车辆信息获得部1112获得的有关车辆的状态的信息，对生物信号测量部1101指示脉波数据获得的开始以及结束。例如，总括控制部1111，可以在车辆发动机启动的时候指示开始脉波数据的获得，在发动机停止的时候指示结束脉波数据的获得。
生物信号测量部1101，除了通过总括控制部1111来控制处理的开始以及结束之外，与实施例1示出的生物信号测量部101一样。即，以时序来获得驾驶者的指尖脉波的脉波数据。
判断部1120是利用在参数提取部102提取的参数值，判断脉波数据的变化的原因的处理部，包括参数变化量算出部103、变化原因判断部1105。
变化原因判断部1105，根据由参数变化量算出部103算出的起点变化量、以及由车辆信息获得部1112获得的有关车辆状态的信息，判断脉波振幅变化的原因(例如，温冷感和身体状态的影响等)，根据判断出的原因，从后述的状态推测部1116中包含的温冷感推测部108及疲劳推测部1109中选择恰当的推测部，并向选择的推测部输出起点变化量，该起点变化量成为推测状态时的信息。
控制部1130是根据变化原因判断部1105的判断结果，进行设备控制的处理部，包括状态推测部1116和设备控制部1117。
状态推测部1116是从变化原因判断部1105所输出的脉波振幅的起点变化量推测驾驶者的状态的处理部，包括疲劳推测部1109和温冷感推测部108。疲劳推测部1109从变化原因判断部1105所输出的脉波振幅的起点变化量推测用户的疲劳程度，并将推测结果输出到控制部1130中的后述的疲劳关联设备控制部1113。温冷感推测部108同样从变化原因判断部1105所输出的脉波振幅的起点变化量推测用户的温冷感，并将推测结果输出到控制部1130中的后述的温冷感关联设备控制部1114。
设备控制部1117是根据在疲劳推测部1109以及温冷感推测部108的推测结果，控制车载用设备的处理部，包括疲劳关联设备控制部1113以及温冷感关联设备控制部1114。疲劳关联设备控制部1113，根据由疲劳推测部1109推测出的驾驶者的疲劳程度，进行为了改善驾驶者的疲劳程度的设备控制。温冷感关联设备控制部1114，根据由温冷感推测部108推测出的驾驶者的温冷感，进行为了改善驾驶者的温冷感的设备控制。
图33是表示生物信号测量部1101的详细结构的方框图。假定生物信号测量部1101连接有脉波感应器1。另外，假定脉波感应器1设在车辆的方向盘上，用于测量握住方向盘的状态下的驾驶者的脉波。
生物信号测量部1101，虽然具有与图8示出的生物信号测量部101同样的结构，不过，不同之处在于设有脉波检测部1121，以代替脉波检测部1011。脉波检测部1121连接在总括控制部1111以及脉波感应器1，从由总括控制部1111指示开始获得脉波数据之后到被指示结束为止的期间，将来自脉波感应器1的输出信号作为脉波来检测。
其次，对实施例4涉及的设备控制装置执行的处理进行说明。
图34是本发明实施例4涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
总括控制部1111，根据由车辆信息获得部1112获得的有关车辆状态的信息，判断是否测量脉波数据(S41)。例如，总括控制部1111，在由车辆信息获得部1112获得车辆的发动机启动的信息的情况下，判断为测量脉波数据，在由车辆信息获得部1112获得车辆的发动机停止的信息的情况下，判断为不测量脉波数据。在判断为测量脉波数据的情况下(S41的“是”)，总括控制部1111对生物信号测量部1101指示开始获得脉波数据。在判断为不测量脉波数据的情况下(S41的“否”)，总括控制部1111对生物信号测量部1101指示结束获得脉波数据。总括控制部1111，对生物信号测量部1101指示了结束获得脉波数据的情况下(S41的“否”)，结束以后的处理。
总括控制部1111，对生物信号测量部1101指示了开始获得脉波数据的情况下(S41的“是”)，接收了该指示的生物信号测量部1101，测量驾驶者的脉波的时序数据并存储(S42)。该处理(S42)，与实施例1说明的脉波的时序数据的测量以及存储处理(S1)相同。因此，在此不重复其详细的说明。
参数提取部102，从生物信号测量部1101测量的脉波的时序数据，按每个一定时间提取脉波振幅并存储(S2)。
参数变化量算出部103进行计算，将由参数提取部102提取的脉波振幅的时序数据中的、预先被规定的起点时刻的值和现在时刻的值之间的差分作为起点变化量来算出。而且，参数变化量算出部103将上次的测量时刻的值和现在时刻的值之间的差分作为上次变化量来算出。参数变化量算出部103，将算出的起点变化量和上次变化量输出到变化原因判断部1105(S3)。
另一方面，车辆信息获得部1112获得驾驶者的操纵方向盘数据，并将获得的操纵方向盘数据输出到变化原因判断部1105(S43)。也就是，车辆信息获得部1112，作为操纵方向盘数据获得以下比率，并将获得的比率输出到变化原因判断部1105，所述比率是在从预先被规定的起点时刻到现在时刻为止的期间，操纵方向盘加速度(xy2轴合力)超过规定的值(例如，120mG)的时间上的比率。
变化原因判断部1105，根据从参数变化量算出部103所输出的起点变化量、以及从车辆信息获得部1112所输出的操纵方向盘数据，来判断脉波振幅变化的原因(S44)。在判断为变化的原因是因为温冷感发生变化的情况下(S44的“是”)，变化原因判断部1105向温冷感推测部108输出成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量。在判断为变化的原因是因为疲劳程度发生变化的情况下(S44的“否”)，变化原因判断部1105向疲劳推测部1109输出成为推测疲劳程度的时候的信息的起点变化量。关于判断处理(S44)的详细细节后述。
温冷感推测部108，根据从变化原因判断部1105所输出的起点变化量推测用户的温冷感，并将推测结果输出到温冷感关联设备控制部1114(S6)。推测温冷感的方法与实施例1示出的方法相同，在这里不重复其详细的说明。
温冷感关联设备控制部1114，根据从温冷感推测部108所输出的温冷感的推测结果，进行改善温冷感的设备控制(S45)。
疲劳推测部1109，根据从变化原因判断部1105所输出的起点变化量推测用户的疲劳程度，并将推测结果输出到疲劳关联设备控制部1113(S46)。推测疲劳程度的方法与实施例1示出的方法相同，在这里不重复其详细的说明。
疲劳关联设备控制部1113，根据从疲劳推测部1109所输出的疲劳程度的推测结果，进行改善疲劳程度的设备控制(S47)。
其次，对变化原因判断部1105的脉波振幅的变化原因的判断处理(图34的S44)的详细细节进行说明。图35是本发明实施例4涉及的变化原因判断部1105执行的处理的流程图。而且图36是表示判断变化原因判断部1105保持的脉波振幅的变化原因时所使用的数据表的图。下面，利用图36所示的数据表的内容来对图35所示的处理进行说明。
变化原因判断部1105从参数变化量算出部103获得起点变化量(S51)。而且，变化原因判断部1105，从车辆信息获得部1112获得操纵方向盘数据(S52)。变化原因判断部1105判断起点变化量的绝对值是否比预先被规定的数值(0.1)大(S53)。在起点变化量的绝对值是0.1以下的情况下(S53的“否”)，直到下次获得起点变化量及操纵方向盘数据为止待命，重复S51以及S52以后的处理。
在起点变化量的绝对值比0.1大的情况下(S53的“是”)，变化原因判断部1105判断操纵方向盘数据是否比预先被规定的数值(15％)大(S54)。在操纵方向盘数据大于数值15％的情况下(S54的“是”)，变化原因判断部1105，判断为如图36所示脉波振幅变化的原因是因为驾驶者的疲劳程度发生变化，将成为推测疲劳程度的时候的信息的起点变化量输出到疲劳推测部1109(S55)。在操纵方向盘数据是数值15％以下的情况下(S54的“否”)，变化原因判断部1105，判断为如图36所示脉波振幅变化的原因是因为驾驶者的温冷感发生变化，将成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量输出到温冷感推测部108(S56)。
另外，如操纵方向盘数据超过15％的驾驶是对驾驶者负担大的驾驶，可以说给驾驶者相当大的压力。因而，可以考虑造成驾驶者的疲劳，如图37所示将操纵方向盘数据的阈值定为15％以上，从而能够最恰当地辨别温冷感和疲劳程度。因此，本实施例中将操纵方向盘数据的阈值定为15％。
其次，对温冷感关联设备控制部1114的设备控制处理(图34的S45)的详细细节进行说明。图38是温冷感关联设备控制部1114执行的处理的流程图。
温冷感关联设备控制部1114，从温冷感推测部108获得温冷感的推测结果(S61)。温冷感关联设备控制部1114决定与获得的温冷感的推测结果相对应的控制内容(S62)。例如，在推测出温冷感向热的方向变化的情况下，决定以下的控制内容：降低空调等温冷热输出设备的温度、或者降低冷风或温风的气流输出设备的温度、或者增加气流等控制内容。例如，在推测出温冷感向冷的方向变化的情况下，决定以下的控制内容：提高温冷热输出设备的温度、或者提高气流输出设备的温度、或者减弱气流的控制内容。温冷感关联设备控制部1114，按照被决定的控制内容来进行设备控制(S63)。
其次，在疲劳关联设备控制部1113的设备控制处理(图34的S47)的详细细节进行说明。图39是疲劳关联设备控制部1113执行的处理的流程图。
疲劳关联设备控制部1113，从疲劳推测部1109获得疲劳程度的推测结果(S64)。疲劳关联设备控制部1113，决定与获得的疲劳程度的推测结果相对应的控制内容(S65)。例如，在推测出疲劳程度向增加方向变化的情况下，决定以下的控制内容：使按摩设备启动、或者使氧气和负离子的输出设备启动、或者使导航系统引导到最近的森林等控制内容。在车辆信息获得部1112中，获得了车辆停止的信息的情况下(S66的“是”)，疲劳关联设备控制部1113按照被决定的控制内容，进行设备控制(S67)。这样，在车辆行驶中不进行设备控制，而在车辆停车中进行设备控制，从而能够避免例如由于车辆行驶中启动按摩设备而导致的驾驶失误，或者导航系统引导到与目的地不同的地点，从而驾驶者能够安全地驾驶直到目的地为止。
如上述说明，根据实施例4涉及的设备控制装置，在用户的脉波发生变化时，除了考虑脉波的变化量之外还考虑操纵方向盘数据，从而能够判断脉波变化的原因。也就是，能够辨别脉波变化的原因是因为温冷感发生变化，还是因为疲劳程度变化。而且，根据变化的原因，能够推测用户的温冷感或者疲劳程度。因此，在获得用户的脉波，并将该信息反馈到设备控制上的系统中，消除了根据错误的状态推测结果进行的设备控制，从而能够准确地出示用户的状态，并且能够为了改善用户的状态而进行设备控制。尤其是在用户驾驶车辆的情况下，能够恰当地进行设备控制，从而用户可以更加舒适且安全地驾驶。
(实施例5)
其次，对本发明的实施例5涉及的设备控制装置进行说明。关于实施例1以及4的设备控制装置相同的结构，附上相同的参考符号。因为其功能及名称也相同，所以不重复详细说明。
实施例5涉及的设备控制装置是用于控制车载用的设备的装置。
图40是表示本发明的实施例5涉及的设备控制装置结构的方框图。图40示出的设备控制装置，例如由公知的计算机所构成，包括总括控制部1111、车辆信息获得部1112、生物信号测量部1101、参数提取部102、判断部1220以及控制部1130。这些各处理部，通过安装了符合本实施例的设备控制程序的计算机的CPU执行该程序来实现。实施例5涉及的设备控制装置，在图32示出的实施例4涉及的设备控制装置的结构中取代判断部1120利用了判断部1220。除此之外的结构，与图32示出的结构相同。
判断部1220包括参数变化量算出部103、参数变化时间算出部104、变化原因判断部1205。变化原因判断部1205，根据由参数变化量算出部103算出的起点变化量以及上次变化量、由参数变化时间算出部104算出的起点变化时间，以及车辆信息获得部1112获得的有关车辆状态的信息，判断脉波振幅变化的原因(例如，温冷感和身体状态的影响等)，根据判断出的原因，从状态推测部1116中包含的温冷感推测部108及疲劳推测部1109中选择恰当的推测部，并向选择的推测部输出起点变化量，该起点变化量成为推测状态时的信息。
其次，对实施例5涉及的设备控制装置执行的处理进行说明。
图41是本发明实施例5涉及的设备控制装置执行的处理的流程图。
设备控制装置执行与实施例4相同的S41、S42、S2、S3以及S43的处理。另一方面，参数变化时间算出部104进行计算，将由参数提取部102提取的脉波振幅的时序数据中的、从预先被规定的起点时刻到现在时刻为止的经过时间作为起点变化时间来算出，并将起点变化时间输出到变化原因判断部1205(S4)。
变化原因判断部1205，根据从参数变化量算出部103所输出的起点变化量及上次变化量、从参数变化时间算出部104所输出的起点变化时间，以及从车辆信息获得部1112所输出的操纵方向盘数据来判断脉波振幅变化的原因(S71)。在判断为变化的原因是因为温冷感发生变化的情况下(S71的“是”)，变化原因判断部1205向温冷感推测部108输出起点变化量，该起点变化量成为推测温冷感的时候的信息。在判断为变化的原因是因为疲劳程度发生变化的情况下(S71的“否”)，变化原因判断部1205向疲劳推测部1109输出起点变化量，该起点变化量成为推测疲劳程度的时候的信息。关于判断处理(S71)的详细细节后述。
之后，设备控制装置执行与实施例4相同的S6以及S45～S47的处理。
其次，对变化原因判断部1205的脉波振幅的变化原因的判断处理(图41的S71)的详细细节进行说明。图42是本发明实施例5涉及的变化原因判断部1205执行的处理的流程图。另外，变化原因判断部1205，利用图13示出的数据表和图36示出的数据表，判断脉波振幅的变化原因。下面，利用图13及图36所示的数据表的内容来对图42所示的处理进行说明。另外，该处理是组合以下两个处理的处理，即图12示出的实施例1涉及的变化原因判断部105执行的处理和图35示出的实施例4涉及的变化原因判断部1105执行的处理。
首先，变化原因判断部1205从参数变化量算出部103获得起点变化量和上次变化量，从参数变化时间算出部104获得起点变化时间(S81)。另一方面，变化原因判断部1205从车辆信息获得部1112获得操纵方向盘数据(S52)。
变化原因判断部1205判断起点变化量的绝对值是否比预先被规定的数值(0.1)大(S82)。在起点变化量的绝对值是0.1以下的情况下(S82的“否”)，直到下次获得起点变化量、上次变化量以及起点变化时间为止待命，重复S81及S52以后的处理。
在起点变化量的绝对值比0.1大的情况下(S82的“是”)，变化原因判断部1205判断上次变化量的绝对值是否比预先被规定的数值(0.1)小(S83)。
在上次变化量的绝对值比0.1小的情况下(S83的“是”)，变化原因判断部1205判断起点变化时间是否比预先被规定的值(10分钟)大(S84)。在起点变化时间大于10分钟的情况下(S84的“是”)，变化原因判断部1205，判断为如图13所示脉波振幅变化的原因是因为疲劳程度(身体状态)发生变化，将成为推测疲劳程度的时候的信息的起点变化量输出到疲劳推测部1109(S55)。在起点变化时间是10分钟以下的情况下(S84的“否”)，变化原因判断部1205，判断为脉波振幅变化的原因是因为温冷感发生变化，将成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量输出到温冷感推测部108(S56)。
在上次变化量的绝对值是0.1以上的情况下(S83的“否”)，变化原因判断部1205判断操纵方向盘数据是否比预先被规定的数值(15％)大(S54)。在操纵方向盘数据大于数值15％的情况下(S54的“是”)，变化原因判断部1205，判断为如图36所示脉波振幅变化的原因是因为驾驶者的疲劳程度发生变化，将成为推测疲劳程度的时候的信息的起点变化量输出到疲劳推测部1109(S55)。在操纵方向盘数据是数值15％以下的情况下(S54的“否”)，变化原因判断部1205，判断为如图36所示脉波振幅变化的原因是因为驾驶者的温冷感发生变化，将成为推测温冷感的时候的信息的起点变化量输出到温冷感推测部108(S56)。
如上述说明，根据实施例5涉及的设备控制装置，在用户的脉波发生变化时，除了考虑脉波的变化量之外还考虑变化所需要的时间，从而能够判断脉波变化的原因。进而，根据实施例5涉及的设备控制装置，在用户的脉波发生变化时，除了考虑脉波的变化量之外还考虑操纵方向盘数据，从而能够判断脉波变化的原因。也就是，能够辨别脉波变化的原因是因为温冷感发生变化，还是因为疲劳程度发生变化。而且，根据变化的原因，能够推测用户的温冷感或者疲劳程度。因此，在获得用户的脉波，并将该信息反馈到设备控制上的系统中，消除了根据错误的状态推测结果进行的设备控制，从而能够准确地出示用户的状态，并且能够为了改善用户的状态而进行设备控制。尤其是，用户在驾驶车辆的情况下，能够恰当地进行设备控制，用户可以更加舒适且安全地驾驶。
(变形例)
在上述实施例的生物信号测量部101，根据成分比的方差值，来判断了脉波数据是否含有干扰信号，不过，也可以根据成分比是否包含在规定的范围中，来判断脉波数据中是否含有干扰信号。即，如图9所示，受人体活动的影响的区间A以及区间B中速度脉波的最大值和最小值的比(成分比)有很大地变化，受温冷感变化的影响的区间C的成分比的变化小。因此，在区间C，成分比包含在规定的范围中。
图43是表示生物信号测量部的其他结构的方框图。设生物信号测量部3101连接有脉波感应器1。
生物信号测量部3101包括：脉波检测部1011、脉波微分部1012、成分提取部1013、成分比算出部1014、判断部3017、干扰信号区间消除部1018、存储部1019。生物信号测量部3101与图8示出的生物信号测量部101的不同之处在于，没有设置成分比保持部1015及方差值算出部1016，代替判断部1017设置了判断部3017。因此，与生物信号测量部101相同的处理部，在此不重复其详细的说明。判断部1017，根据成分比算出部1014算出的成分比的值，来判断脉波中是否含有干扰信号。
图44是生物信号测量部3101执行的处理的流程图。与图17示出的生物信号测量部101执行的处理的流程图相同的处理，附上同样的步骤编号，在此不重复其详细的说明。
生物信号测量部3101，通过执行S201～S205处理来算出成分比。
判断部3017判断算出的成分比是否属于规定的成分比范围内(例如，-0.1～-0.4)(S306)。在此，在成分比属于规定的成分比范围内的情况下(S306的“是”)，判断部3017判断为检测出的脉波中没有包含干扰信号，干扰信号区间消除部1018就不用消除干扰信号，将表示脉波的数据输出到存储部1019(S210)。
另一方面，在成分比不属于规定的成分比范围内的情况下(S306“否”)，判断部3017判断为检测出的脉波中包含有干扰信号，干扰信号区间消除部1018消除干扰信号区间的脉波，将表示已经消除了干扰信号之后的脉波的数据输出到存储部1019(S211)。
存储部1019存储从干扰信号区间消除部1018输出的脉波数据(S212)。
生物信号测量部101调查是否满足结束的条件(S213)。在满足结束的条件的情况下(S213的“是”)，就结束处理，在没有满足的情况下(S213的“否”)，脉波检测部1011继续进行脉波的检测处理(S201)。
如同上述，在本变形例中算出在规定的时间范围内的速度脉波的最大值和最小值的比即算出成分比，并判断该成分比是否属于规定的成分比范围，从而能够辨别由于人体活动的影响而产生的干扰信号以及由于温冷感发生变化而产生的脉波的变化。
以上，按照本发明的实施例及其变形例进行了说明，不过，本发明不被上述的实施例及其变形例所限定。
例如，在实施例1及5中，关于图13所示的变化原因判断部105使用的数据表的起点变化量以及上次变化量的阈值0.1、起点变化时间的阈值10分钟，可以不被这些所限定，可以使用预先被规定的数值。而且，关于起点变化量及上次变化量的阈值，取代预先被规定的规定的数值，可以使用根据用户的脉波振幅的时序数据中的一定区间的平均值所算出的数值(例如，平均值的1成的值等)。
例如，在实施例2中，关于图26所示的变化原因判断部506使用的数据表的起点变化量的阈值0.1、温度起点变化量的阈值3℃，可以不被这些所限定，可以使用预先被规定的数值。而且，关于起点变化量的阈值，取代预先被规定的规定的数值，可以使用根据用户的脉波振幅的时序数据中的一定区间的平均值所算出的数值(例如，平均值的1成的值等)。
例如，在实施例3中，关于图31所示的变化原因判断部905使用的数据表的起点变化量的阈值0.1、起点变化量积分值的阈值1，可以不被这些所限定，可以使用预先被规定的数值。而且，关于起点变化量的阈值，取代预先被规定的规定的数值，可以使用根据用户的脉波振幅的时序数据中的一定区间的平均值所算出的数值(例如，平均值的1成的值等)。
例如，在实施例4及5中，关于图36所示的变化原因判断部1105使用的数据表的起点变化量的阈值0.1、操纵方向盘数据的阈值15％，可以不被这些所限定，可以使用预先被规定的数值。而且，关于起点变化量的阈值，取代预先被规定的规定的数值，可以使用根据用户的脉波振幅的时序数据中的一定区间的平均值所计算的数值(例如，平均值的1成的值等)。
而且，在上述的实施例中，参数提取部102将脉波振幅作为参数值来提取，不过，将心率或脉搏数、进而，对脉波波形进行二阶微分的加速度脉波的波形成分(a、b、c、d以及e)或波形成分比(b/a、c/a、d/a、e/a)、作为对脉波间隔进行频率分析的结果的LF/HF或HF、进而对脉波波形进行混沌分析的结果即最大李雅普诺夫(Lyapunov)指数等，将这些作为具有推测用户的温冷感和身体状态的可能性的生物信号的参数值来提取。另外，a、b、c、d以及e分别表示图22所示的a波、b波、c波、d波及e波的振幅值。
而且，作为设备控制部107或者温冷感关联设备控制部1114进行的设备控制，也可以使显示装置显示用户的温冷感，或者按照用户的温冷感的状态输出警报。而且，作为设备控制部107或者疲劳关联设备控制部1113进行的设备控制，也可以使显示装置显示用户的身体状态或者疲劳程度，或者按照用户的身体状态或者疲劳程度的状态输出警报。而且作为改善用户的温冷感或者身体状态的设备控制，也可以施加冷气或暖气等的温冷热刺激，冷风或温风等的气流刺激，按摩等的物理刺激，或者氧气和负离子等的物质刺激等。例如，在推测出温冷感向热的方向变化的情况下，可以降低温冷热刺激的温度，或者使气流刺激的气流增大，在推测出温冷感向冷的方向变化的情况下，可以提高温冷热刺激的温度，或者使气流刺激的气流减弱。在推测出温冷感向不舒服的方向变化的情况下，可以取消现状态的控制内容，在推测出温冷感向舒适方向变化的情况下，可以使现状态的控制内容一直维持。而且，在推测出用户的身体状态向疲劳程度增加的方向变化的情况下，可以给用户按摩等的物理刺激，或者负离子等的物质刺激。
而且，在参数提取部102中提取脉波振幅的时候，按脉波的每一个波形提取脉波振幅，并每次输出，不过，也可以输出脉波的多个波形的脉波振幅的平均值。
而且，上述说明中将在参数变化量算出部103、参数变化时间算出部104以及参数变化量积分部904所使用的脉波振幅的时序数据的起点时刻，以及在温度起点变化量算出部505所使用的环境温度的时序数据的起点时刻，作为预先被规定的时刻，不过，例如，可以按一定时间(例如1分钟等)更新成现在时刻，也可以将比现在时刻早一定时间(例如10分钟等)的时刻作为起点时刻。
而且，在实施例1～3中是状态推测部106中包括温冷感推测部108和身体状态推测部109的结构，不过，也可以对身体状态推测部109推测的身体状态进一步进行详细分类，使身体状态推测部109包括疲劳程度推测部、紧张推测部、困倦推测部等。
而且，在上述实施例的生物信号测量部101及1101中，取代成分比的方差值，可以使用标准偏差值。
而且，在上述实施例的生物信号测量部101及1101是根据方差值来判断脉波中是否含有干扰信号，不过，也可以在各生物信号测量部设置存储方差值的记忆装置以及求出两个方差值的差分值的处理部，根据差分值是否属于规定的范围来判断干扰信号的混入。
而且，在上述变形例的生物信号测量部3101是根据成分比的值来判断脉波中是否含有干扰信号，不过，在生物信号测量部设置保持成分比的记忆装置以及求出两个成分比的差分值的处理部，根据差分值是否属于规定的范围来判断干扰信号的混入。
而且，在上述实施例中将脉波感应器1作为透射型光学式感应器，不过，可以是反射式感应器，也可以是压电式感应器。而且，脉波可以在手指根部或者手掌部测量。
而且，在上述说明中成分提取部1013提取最小值的范围是比提取了最大值的点(图18的M1)时序上位于后面的范围(图18的T2)，不过，可以在所有范围(图18的T1)中提取。
而且，在上述说明中成分比算出部1014算出的成分比是最小值除以最大值的值，不过，可以是最大值除以最小值的值。
而且，在此，可以在脉波中包含干扰信号的情况下进行报告，也可以在脉波中没有包含干扰信号的情况下，也为了告知已检测了脉波，以声音或光等进行报告，或者显示脉波波形。
而且，在实施例4及5中，脉波感应器1被设在车辆的方向盘上，测量握住方向盘的状态的驾驶者的脉波，不过，不被这个所限定。例如，可以在驾驶者或乘车者有可能碰到的变速杆和扶手等上设置脉波感应器1，在触及这些的时候测量脉波。
而且，在上述实施例中，按照身体状态推测部109或者疲劳推测部1109的推测结果，控制规定的设备，不过，可以是仅仅记录身体状态或者疲劳程度，或者可以是经由网络向服务器发送身体状态或者疲劳程度。另外，例如可以仅在疲劳程度大于规定的阈值的情况下向服务器发送。
而且，在上述实施例中，针对以车载用途为中心的设备控制进行了说明，不过，也可以是车载用途以外的设备控制。例如，作为测量在发生温度变化的环境下进行设备操作的用户的疲劳程度，针对在有空调的办公室操作计算机设备，或者对并设有厨房的店铺内的寄存器进行操作的用户的疲劳程度进行测量，并按照测量结果进行设备控制。
而且，在上述实施例所示的各装置是计算机来构成的，不过构成所述各装置的构成要素的一部分或者全部可以由代表集成电路的系统大规模集成电路(LSI：Large Scale Integration)来构成。系统LSI是一个芯片上集成多个结构部而制作的超多功能LSI，具体而言是包含微处理器、只读存储器、随机存储器等而构成的计算机系统。所述随机存储器中存储有计算机程序。通过所述微处理器按照所述计算机程序工作，从而系统LSI完成其功能。
在此公开的实施例的所有部分都是例示，应当认为并不是加以限制的内容。本发明的范围不在于上述的说明，是根据权利要求而表示的，并意味着包括与权利要求同等的意思以及在范围内的所有变更。
本发明涉及的脉波检测装置作为在家庭和医疗机构等的脉波测量以及检测装置等而有用。而且，还可以应用于根据脉波来监测人体状态等用途上。
本发明涉及的设备控制装置，在从人的生物信号推测那个人的状态的时候，能够辨别由什么导致作为状态推测的材料的生物信号发生变化，并确切地推测人的状态，执行设备控制。因此，作为根据生物信号来控制车载用的设备的设备控制装置等而有用。