JPH114892A

JPH114892A - 生体同調度検出装置

Info

Publication number: JPH114892A
Application number: JP9173269A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Amano; 和彦天野; Kazuo Uebaba; 和夫上馬場; Hitoshi Ishiyama; 仁石山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2017-06-13
Also published as: JP4062749B2

Abstract

(57)【要約】【課題】対話、あるいは通信手段による意志疎通にあ
って、相手との心理的交渉のより深層的認識を客観的に
可能にする装置を提供する。【解決手段】生体情報検出手段１は生徒の脈波を測定
し、これにより脈拍などの生体情報Ｓ１を検出する。生
体情報受信手段２は教師側の脈拍情報Ｓ２を受信し、同
調度判定手段３により、脈拍情報Ｓ１とＳ２とを比較
し、両者の一致度合い、およびどちら側に近づいて行っ
たか（どちら側に引き込まれたか）という引き込みの程
度を判定し、その判定結果をＳ３として出力する。表示
制御手段４により、脈拍情報Ｓ１、Ｓ２、判定結果Ｓ３
等は表示制御手段４により、表示手段５に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、他人の生体情報
を見ることにより発生する引き込み効果を利用し、臨場
感を向上させたり、互いの情動を近づけたりするのに好
適な生体同調度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の生体反応を検出し、あるいは音声
信号、撮像情報等のデータとして伝送することにより、
教育、医療、娯楽、対話等の対人交渉に役立てようとす
る試みが知られている。例えば、特願昭６１−６８９９
２号に示される「授能装置」においては、人間の知的活
動の産物である会話や楽器演奏の音と、その知的活動を
行っているときの脳波を併せて他の人に伝達し、これに
よって、有能者の能力を未熟者に伝えるという構成が開
示されている。また、離隔地にある教師と生徒とが、公
知のテレビジョン受送信装置、あるいは音声伝送装置に
より意志疎通を図り、授業を実施するシステムも試みら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
例では、情報の伝達が一方的であり、離隔地にある者同
士が互いに同調しているのか、あるいは不調和な状態な
のかなどを知ることができない。すなわち、相手との情
動の同調度合いを知ることができないため、無味乾燥し
た伝達手段となっていた。ところで、対話等をしている
と、その進展に応じて両者の脈拍数等の生体反応が一致
する傾向にある、いわゆる引き込み現象（同調化の現
象）が知られている。これは、一方が他方の心理的状況
へ同調化されるということである。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたもので、対話、あるいは通信手段
による意志疎通にあって、相手との同調の度合いを知る
ことができる同調度検出装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、生体情報を検出する生体情
報検出手段と、生体情報を受信する生体情報受信手段
と、前記生体情報検出手段が検出した生体情報と前記生
体情報受信手段が受信した生体情報とを比較し、両者の
同調度を判定する同調度判定手段と、前記同調度判定手
段の判定結果を告知する告知手段とを具備することを特
徴とする。また、請求項２に記載の発明は、前記生体情
報検出手段が検出した生体情報を送信する生体情報送信
手段を具備することを特徴とする。また、請求項３に記
載の発明は、前記生体情報検出手段は検出した生体情報
に所定の加工をして出力することを特徴とする。

【０００５】また、請求項４に記載の発明は、前記告知
手段は、前記同調度判定手段によって判定された同調の
度合いに応じて、音声信号を変化させることを特徴とす
る。また、請求項５に記載の発明は、前記告知手段は、
前記同調度判定手段によって判定された同調の度合いに
応じて、前記音声信号の周波数または音量を変化させる
ことを特徴とする。また、請求項６に記載の発明は、前
記生体情報検出手段は生体の検出部位から検出した脈波
をウエーブレット変換して前記生態情報を生成すること
を特徴とする。また、請求項７に記載の発明にあって
は、生体情報を検出する第１の生体情報検出手段と、生
体情報を検出する第２の生体情報検出手段と、前記第
１、第２の生体情報検出手段が検出した生体情報を比較
し、両者の同調度を判定する同調度判定手段と、前記第
１、第２の生体情報検出手段が検出した生体情報および
前記同調度判定手段の判定結果を表示する表示手段とを
具備することを特徴とする。また、請求項８に記載の発
明にあっては、前記第１、第２の生体情報検出手段は検
出した生体情報に所定の加工をして出力することを特徴
とする。また、請求項９に記載の発明にあっては、前記
第１、第２の生体情報検出手段は生体の検出部位から検
出した脈波をウエーブレット変換して前記生態情報を生
成することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】

＜１：第１実施形態＞Ａ．全体構成図１は、この発明の第１実施形態の概略構成を示すブロ
ック図である。本実施形態は、ネットワークを介して送
られてくる教師の指導情報を生徒が受信するという指導
システムに本発明を利用した実施形態である。図１は、
生徒側に設けられる装置の構成を示している。１は生体
情報検出手段であり、生徒の脈波を測定し、これにより
脈拍などの生体情報Ｓ１を検出する。生態情報には、種
々の情報があるが、ここでは、簡単化のために脈拍とす
る（以下、脈拍情報Ｓ１と表す）。

【０００７】また、２はネットワークを介して供給され
る生体情報Ｓ２、およびその他の情報Ｓ４を受信する情
報受信手段である。この情報受信手段２が受信する生体
情報Ｓ２は、生体情報検出手段１が検出する生体情報と
同じ種類の情報であり、すなわち、本実施形態において
は教師側からの脈拍情報Ｓ２である。３は、同調度判定
手段であり、脈拍情報Ｓ１とＳ２とを比較し、両者の一
致度合い、およびどちら側に近づいて行ったか（どちら
側に引き込まれたか）という引き込みの程度を判定し、
その判定結果をＳ３として出力する。４は表示制御手段
であって、脈拍情報Ｓ１、Ｓ２、判定結果Ｓ３、情報Ｓ
４の表示を制御する。５は表示手段であり、制御手段４
からの制御に基づき、同調度判定手段の判定結果Ｓ３お
よび脈拍情報Ｓ１、Ｓ２、情報Ｓ４を表示する。

【０００８】一方、図２は、教師側に設けられる装置の
概略構成を示すブロック図である。図において、６は教
師の脈波を測定し、これにより脈拍（すなわち上述の脈
拍情報Ｓ２）を検出する生体情報検出手段である。７は
教師側の音声、表情等の情報Ｓ４を採録する情報入力手
段であって、録音用マイクロフォン、およびビデオカメ
ラ等を有している。また、８は脈拍情報Ｓ２、情報Ｓ４
を送信する送信手段であり、９は脈拍情報Ｓ２、情報Ｓ
４を記憶するとともに、所望に応じて再生し、出力する
メモリである。

【０００９】Ｂ．各部の構成次に、本実施形態の各部の構成について詳述する。１．生体情報検出手段１、６生体情報検出手段１と生体情報検出手段６とは同一の構
成であるので、生体情報検出手段１を例にとって説明を
行う。

【００１０】生体情報検出手段の機械的構成ここで、図３は生体情報検出手段１の構成例を示す図で
あり、図において、１０は、腕時計構造の本体、２０は
本体１０に接続されるケーブル、３０はケーブル２０の
先端側に設けられた脈波検出用センサユニットである。
ケーブル２０の先端側にはコネクタピース８０が設けら
れており、このコネクタピース８０は本体１０の６時の
側に構成されているコネクタ部７０に対して着脱自在で
ある。本体１０には、腕時計における１２時方向から腕
に巻き付いて、その６時方向で固定されるリストバンド
１２が設けられ、このリストバンド１２によって装置本
体１０は腕に着脱自在である。脈波検出用センサユニッ
ト３０はＬＥＤ発光素子および受光素子（図示しない）
を有し、センサ固定用バンド４０によって遮光された状
態で、人差し指の根元に装着されている。５０は同調度
判定手段３に接続されるケーブルであり、その両端には
コネクタピース５２、５４が設けられている。コネクタ
ピース５２は、本体１０の１０時の側に構成されている
コネクタ部６０に対して着脱自在である。一方、コネク
タピース５４は図示しない同調度判定手段３のコネクタ
部に対して着脱自在である。

【００１１】次に、本体１０の表示部について説明す
る。本実施形態にあっては、生体情報検出手段１自体
も、脈拍を表示する表示部を有している。

【００１２】図３において、９０は本体１０の表面に設
けられた液晶表示装置であり、表示装置９０は、その左
上側に位置する第１のセグメント表示領域９２と、右上
側に位置する第２のセグメント表示領域９４と、右下側
に位置する第３のセグメント表示領域９６と、左下側に
位置するドット表示領域９８とからなる。第１のセグメ
ント表示領域９２は、曜日、日付、時刻等を表示する。
第２のセグメント表示領域９４は、時間の測定における
経過時間を表示し、第３のセグメント表示領域９６は、
脈波の測定における脈拍数等を表示する。ドット表示領
域９８は、各種の情報、例えば、脈拍数の波形を概略的
に示すグラフなどをグラフィック表示する。表示切換
は、脈拍数等の表示、曜日、日付、時刻の表示およびス
トップウオッチ表示などに適宜切換られる。ただし、脈
波の測定は、測定開始が指示された後は、液晶表示装置
９０の表示切換に関わらず継続して行われ、測定値とそ
のサンプリング時刻を示すタイムスタンプとがセットで
記憶されて行くようになっている。

【００１３】表示装置９０の上側には、本体１０のＯＮ
／ＯＦＦを操作するボタンスイッチ１００ａがあり、表
示装置９０の下側のボタンスイッチ１００ｂは、曜日、
日付、時刻の表示を指示するスイッチである。本体１０
の２時の方向には、アラーム音の発生を指示するボタン
スイッチ１００ｃが構成され、本体１０の４時の方向に
は、本体１０の各種のモードを切り換えるボタンスイッ
チ１００ｄが構成されている。さらに、本体１０の７時
の方向には、曜日、日付、時刻を設定するボタンスイッ
チ１００ｅが、本体１０の８時の方向には、前記のグラ
フィック表示の切り換えを指示するボタンスイッチ１０
０ｆが構成されている。本体１０の１１時の方向に位置
する１００ｇは、表示装置９０を照明するＥＬ(Electro
Luminescence)バックライトを操作するボタンスイッチ
である。

【００１４】生体情報検出手段の電気的構成本体１０の内部構成について説明する。図４は、生体情
報検出手段１の回路構成を示すブロック図である。図４
において、１１０はＣＰＵであって、各回路を制御する
とともに所定の演算を実行する中枢部である。ＣＰＵ１
１０には、ＲＯＭ１１２とＲＡＭ１１４とが接続され、
さらに操作部１１６と表示制御回路１１８とがそれぞれ
接続されている。脈拍数検出部１２０は前記のコネクタ
部７０を有し、ケーブル２０を介してセンサユニット３
０に接続されるとともにＣＰＵ１１０に接続される。Ｒ
ＯＭ１１２には、ＣＰＵ１１０が実行する制御プログラ
ムや各種の制御データ等が格納されている。ＲＡＭ１１
４はＣＰＵ１１０が演算を実行する場合の作業領域とな
る。ＲＡＭ１１４には、また、脈拍数検出部１２０から
の計測値、ＣＰＵ１１０の演算結果等が適宜格納され
る。表示制御回路１１８は、ＣＰＵ１１０から入力され
た表示情報を表示装置９０のフォーマットに変換し、装
置９０に表示させる。操作部１１６は上述するボタンス
イッチ１００群からなる。ＣＰＵ１１０には、計時機能
を有する時計回路１２２が接続されている。なお、本体
１０は、電源としての電池（図示しない）が格納され
る。

【００１５】次に、脈波検出部１２０の回路構成を図５
に示す。同図において、脈波検出部１２２は、コネクタ
部７０と脈波信号増幅回路１３０と、脈波波形整形回路
１３２と、インターフェース１３４とを有している。脈
波信号増幅回路１３０は、コネクタ部７０からの脈拍情
報Ｓ１の電気的信号を受信して脈波波形整形回路１３２
とインターフェース１３４とに出力する。インターフェ
ース１３４は、脈波波形整形回路１３２は脈波波形整形
回路１３２からの電気的信号の波形を整形してＣＰＵ１
１０に出力する。一方、インターフェース１３４は脈波
信号増幅回路１３０からの電気的信号をＡ／Ｄ変換して
ＣＰＵ１１０に出力する。

【００１６】上記構成に基づく脈拍情報Ｓ１の検出手順
について説明する。図６はＳ１の検出手順の一例を示す
フローチャートである。同図に示すステップＳａ１にお
いて、脈波信号増幅回路１３０はセンサユニット３０か
らの脈波信号を増幅する。ステップＳａ２において、脈
波波形整形回路１３２は増幅された脈波信号の波形を整
形する。ステップＳａ３において、ＣＰＵ１１０は、脈
波波形整形回路１３２からの脈波信号を周波数解析す
る。本実施形態においては、周波数はＦＦＴ処理され
る。次にステップＳａ４において、ＣＰＵ１１０は、Ｆ
ＦＴ処理された脈波信号から脈波周波数成分を抽出し、
ステップＳａ５においては、抽出された脈波周波数成分
から脈拍数を演算する。ここで、ＦＦＴ処理について概
説する。図７(a)に示す脈波の波形Ｆを例えばサンプリ
ング時間を16[sec]としてＦＦＴ処理すると、図７(b)に
示す高調波成分が得られる。この場合、サンプリング間
隔16[sec]であるから、その線スペクトルの分解能は1/1
6[sec]となり、波形Ｆは16[Hz]の整数倍の高調波成分に
分解される。さて、図７(b)において、縦軸は高調波成
分の大きさ（パワー）を表現するが、図示の例において
は、周波数fBの波動の振幅は周波数fAの波動の振幅の1/
2である。一般に、ＦＦＴ処理によって得られた高調波
成分のうち、最も高いものが脈波成分であり、他は雑音
と考えられる。この例では周波数fAの波動が脈波の波動
であり、周波数fBの波動は体動等の雑音であること判断
することができる。以上のようにして検出された周波数
を毎分当たりに変換して脈拍を求める。なお、周波数解
析法としては、上述のＦＦＴ処理のほか、最大エントロ
ピー法、ウェブレット変換法等があり、本実施形態にい
ずれも適用可能である（詳細については後述する）。

【００１７】次に、上記構成による生体情報検出手段１
の動作について説明する。まず、脈波検出用センサユニ
ット３０をセンサ固定用バンド４０によって人差し指の
根元に装着する。その部位を特定する理由は、ケーブル
２０の短縮化を図るためと手の動作を阻害しないためで
あり、さらに指の根元は環境温度による体温の変化を受
けにくいためである（体温の変化は脈波の検出値を不正
確にする）。その状態で装置を起動すると、ユニット３
０のＬＥＤ発光素子（図示しない）が外界から遮光され
た状態で装着部位を射光する。一方、装着部位では脈の
変動により反射光が変動し、その変動をユニット３０の
受光素子（図示しない）が捕捉するとともに、電気的信
号（脈波信号）に変換し、ケーブル２０を介して本体１
０の脈波検出部１２０に出力する。

【００１８】脈波検出部１２０では、その脈波信号増幅
回路１３０はセンサユニット３０からの脈波信号を増幅
し、脈波波形整形回路１３２およびインターフェース１
３４に出力する。インターフェース１３４は、増幅され
た脈波信号をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１１０に出力する。
脈波波形整形回路１３２は増幅された脈波信号の波形を
整形し、ＣＰＵ１１０に出力する。ＣＰＵ１１０では、
上述した周波数解析処理を実行し、脈拍情報Ｓ１を算出
する。この場合、脈拍情報Ｓ１は同調度判定手段３に出
力されるほか、所望に応じて、表示装置９０に表示され
る。

【００１９】２．教師側情報入力手段７図８は情報入力手段７の一例である録音／撮像システム
を示すブロック図である。同図において、１４０はマイ
クロフォンであり、１４２はその波形を増幅する増幅回
路である。教育時における教師の音声は、マイクロフォ
ン１４０が捕捉し、その波形を増幅回路１４２が増幅し
て情報送信手段８あるいはメモリ９に出力する。さら
に、本実施形態にあっては、教師側の音声情報のほか、
教師側の撮像信号も情報Ｓ４に含めている。図８におい
て、１４４はビデオカメラであり、１４６はその画像情
報を伝送信号に変換する信号変換手段である。信号変換
手段１４６は、ビデオカメラ１４４によって得られた教
師側の撮像情報を伝送信号に変換し、情報送信手段８あ
るいはメモリ９に出力する。

【００２０】Ｃ．第１の本実施形態のハードウェア構成図９は、図１に示す機能構成をハードウェアで実現した
場合の一例を示すブロック図である。この図において、
２００はＣＰＵであり、各回路を制御するとともに所定
の演算を実行する。前述した同調度判定手段３は、ＣＰ
Ｕ２００の機能として実現される。ＣＰＵ２００には、
ＲＯＭ２０２とＲＡＭ２０４とが接続され、さらに操作
部２０６と表示制御手段４とがそれぞれ接続されてい
る。さらに、ＣＰＵ２００には、生体情報検出手段１と
生体情報受信手段２とから、それぞれ脈拍情報の信号が
入力される。ＲＯＭ２０２には、ＣＰＵ２００が実行す
る制御プログラムや各種の制御データ等が格納されてい
る。ＲＡＭ２０４はＣＰＵ２００が演算を実行する場合
の作業領域となる。さらに、ＲＡＭ２０４には、ＣＰＵ
２００の演算結果が格納されるとともに、生体情報検出
手段１からの脈拍情報Ｓ１と、生体情報受信手段２から
の脈拍情報Ｓ２とが一定の時間間隔で格納される。表示
制御手段４は、ＣＰＵ２００から入力された表示情報を
表示手段５のフォーマットに変換し、表示手段５に表示
させる。操作部２０８はキーボード等のボタンスイッチ
からなる。

【００２１】Ｄ．動作次に、上記構成によるこの実施形態の動作について説明
する。一例として、教師が生徒にリアルタイムで教育を
実施する場合について説明する。生体情報検出手段１
は、一定の時間間隔で教育時における生徒の脈波を検出
し、その検出結果から脈拍情報Ｓ１を抽出する。同時
に、生体情報検出手段６は教師の脈波を検出し、その検
出結果から脈拍情報Ｓ２を抽出する。脈拍情報Ｓ２は、
送信手段８を介して生体情報受信手段２に入力され、さ
らに脈拍情報Ｓ１とともに同調度判定手段３に入力され
るとともに、ＲＡＭ２０４に逐一格納される。同調度判
定手段３では、脈拍情報Ｓ１と脈拍情報Ｓ２とを比較
し、両者の一致度合いを判定し、判定結果Ｓ３を検出す
るとともに、表示制御手段４に出力する。以下に、同調
度判定処理の一例について説明する。この処理では、判
定度Ｓ３＝（１−｜Ｓ１／Ｓ２−１｜）×１００（％）
を同調度とし、判定度Ｓ３が１００に近づくほど、同調
度が高くなる（１００％に近づく）算定を行っている。
図１０はこの実施形態における判定処理の一例を示すフ
ローチャートである。同図に示す処理においては、ステ
ップＳｂ１で脈拍情報Ｓ１の読み込みを行い、ステップ
Ｓｂ２で脈拍情報Ｓ２の読み込みを行う。ステップＳｂ
３においてＳ３＝Ｓ１／Ｓ２を算出し、ステップＳｂ４
においてＳ１とＳ２との一致（すなわちＳ３＝１）を検
討する。ここで、Ｓ３＝１００％ならば、同調度を最も
高いＡと評価する（ステップＳｂ５）。Ｓ３≠１（すな
わち１００％）ならば、ステップＳｂ６、ステップＳｂ
８、ステップＳｂ１０においてＳ３と１００との差に応
じた評価を行う。なお、ステップＳｂ６、ステップＳｂ
８、ステップＳｂ１０の基準値７０、４０、１０は、説
明のための便宜的なものであって、他の数値であっても
よいのはもちろんである。

【００２２】表示制御手段４は、以上のようにして生成
された脈拍情報Ｓ１、脈拍情報Ｓ２、判定結果Ｓ３等を
表示手段５に表示させる。なお、評価Ａ〜Ｅをともに表
示してもよい。図１１は、表示手段５の表示例を示して
いる。同図において、２１０はディスプレイであり、そ
の第１のウィンドウ２１２には一般的なパーソナルコン
ピュータのモニター画像が表示される。第２のウィンド
ウ２１４は、ディスプレイ２１０の左下側に構成され、
それから順に右側に向かって第３のウィンドウ２１６、
第４のウィンドウ２１８、第５のウィンドウ２２０と
が、第６のウィンドウ２２２とがそれぞれ表示されてい
る。第２のウィンドウ２１４には、脈拍情報Ｓ１が表示
され、第３のウィンドウ２１６には、脈拍情報Ｓ２が表
示される。第４のウィンドウ２１８には、判定結果Ｓ３
が表示され、さらに、本実施形態にあっては、第５のウ
ィンドウ２２０に、同調度の評価評価Ａ〜Ｅに応じて、
フェイスチャートが表示される。この場合、ＲＯＭ２０
２内に複数のフェイスチャートが用意されており、その
フェイスチャートは同調度の段階に応じて第５のウィン
ドウ２２０に選択的に表示される。なお、上述の動作例
では、脈拍情報Ｓ２および情報Ｓ４を、リアルタイムに
伝送したが、図２に示すメモリ９に、教育実施時の脈拍
情報Ｓ２、情報Ｓ４を記憶させておき、記憶した内容を
生徒側からの要求に応じて転送し、これらの情報を適
宜、第３のウィンドウ２１６、第６のウィンドウ２２２
に表示するようにしてもよい。この場合においては、生
徒は自由な時間に教授を受けることができ、また、教師
側も不特定多数の生徒に対し、非同期に教授を行うこと
ができる。

【００２３】Ｅ．効果以上の構成により、生徒が教師が生徒に教育、指導を行
う場合、生徒の情動を表現する生体反応（本実施形態で
は脈拍数）は、教師の生体反応と比較され、その一致の
程度を生徒が認識することができる。一般に、個人対個
人の交渉、例えば対話において、各個人が情動的に同調
し、その反映として生体反応が一致する傾向に進む、い
わゆる引き込み現象が知られている。一方、教育指導、
ことに主観的な技量、例えば、語学教育（特に日本語会
話のような会話教育）、朗読、楽器演奏、歌唱等の達成
度を計る場合、単に生体的技能のみならず、主観的情動
も技量向上の上で重要と考えられる。従って、生徒が教
師に、技能のみならず情動的にも一致するように教授を
受けることで、生徒の技量が飛躍的に向上する。本実施
形態は、その引き込み現象を応用して、生徒と教師との
脈拍情報を比較し、その一致度合いの検出により生徒の
達成度を計ることを可能にし、もって教育指導の効率向
上を図ることを可能にする。

【００２４】Ｆ．変形例（１）上述した実施形態においては、センサユニット３
０の発光素子をＬＥＤとするが、本発明はそれに限定さ
れるものではなく、例えば前記発光素子をレーザ光源と
してもよい。また、上記実施形態では受光素子はＬＥＤ
の反射光を捕捉するものとするが、本発明はそれに限定
されるものではなく、例えば透過光を捕捉するものとし
てもよい。さらに、上記実施形態にあっては、センサユ
ニット３０を光学式センサとするが、本発明はそれに限
定されるものではなく、他の有効な手段であってもよ
く、例えば圧力センサとすることもできる。さらに、上
記実施形態にあっては、脈波を人差し指の根元から検出
するものとするが、本発明はそれに限定されるものでは
なく、脈波の検出が可能な部位ならいずれであってもよ
い。（２）上記実施形態にあっては、Ｓ３＝（１−｜Ｓ１／
Ｓ２−１｜）×１００に基づき判定結果Ｓ３を算出する
ものとしているが、本発明はそれに限定されるものでは
なく、例えば、一定の時間間隔でＲＡＭ２０４に格納さ
れた脈拍情報Ｓ１と、脈拍情報Ｓ２とを組とする、複数
のデータの相関係数を算出するものとしてもよい。それ
により、時間の経過とともに、一致特性がどのように変
化するかを解析することができるとともに、その相関を
表示手段５に表示することにより、生徒が教師との情動
的な一致度合いを知ることができる。（３）また、上記実施形態にあっては、同調度の評価を
５段階とするが、本発明はそれに限定するものではな
く、同調度の解釈、判定手順、評価基準等に応じて変更
可能であるのはもちろんである。また、同調度はサンプ
リングタイミングにおける瞬時値であるが、所定期間中
の同調度の平均値を求め、当該平均値に基づいて評価を
行うようにしてもよい。（４）また、一定の時間間隔でＲＡＭ２０４に格納され
た脈拍情報Ｓ１からその変動率を求めるとともに、脈拍
情報Ｓ２からもその変動率を求め、両者を表示手段５に
表示してもよい。このようにすれば、どちらの影響力が
大きいか、すなわち、どちらがどちらに引き込まれたか
を知ることができる。この場合には、評価を表示手段５
に表示させることによって、情動的な一致度合いが進み
つつあるか、あるいは離れてつつあるといったこと知る
ことができ、意識をより集中させることが可能となる。
特に、同調度の測定開始直後は、情動的な一致が離れて
いるのが通常であるから、当該表示を見ることによっ
て、より短かい時間で引き込み現象を発生させることが
可能となる。ここで、Ｓ３を時間ｔの関数としてＳ３
（ｔ）で表し、同調度の変化率をＳ’（ｔ）で表すもの
とすれば、Ｓ’（ｔ）は以下の式で与えられる。Ｓ’（ｔ）＝Ｓ３（ｔ）−Ｓ３（ｔ−Δｔ）ただし、Δｔはサンプリング周期である。この場合、
Ｓ’（ｔ）が正の値であれば、同調度が進んでいると評
価することができ、一方、Ｓ’（ｔ）が正の値であれ
ば、同調が離れていっていると評価できる。このため、
Ｓ’（ｔ）＞５であれば「良」と、５＞Ｓ’（ｔ）＞−
５であれば「普通」と、−５＞Ｓ’（ｔ）であれば「不
良」と評価し、これを表示手段５に表示するようにして
もよい。（５）表示手段５における各ウィンドウの配置、形態も
変形可能であり、さらに同調度を表すウィンドウを例え
ばキーボードのボタン操作によって出現するようにして
もよい。このように、本発明から種々の変形例、改良例
を派生することが可能である。

【００２５】＜２：第２実施形態＞次に第２実施形態に
ついて説明する。本実施形態は、例えば通信システムに
併用する等、自己と相手方との生体情報および同調度を
判定しつつ対話的に情報交換を行う場合等に利用する例
であり、特に両者が離隔地にある場合に好適な例であ
る。なお、上述する第１実施形態と同一の部分について
は説明を省略する。

【００２６】Ａ．全体構成図１２は、この発明の第２実施形態の概略構成を示すブ
ロック図である。本実施形態は第１実施形態における図
１に示す装置と図２に示す装置とを一体化した構成をと
っている。図１２において、３００は自己の生体情報を
検出する生体情報検出手段であり、第１実施形態と同様
に脈拍情報Ｓ５を検出する。生体情報検出手段３００の
構造、脈拍情報検出手順等の機能は第１実施形態と同様
なため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略
する。３０２は自己の音声、撮像情報等の情報Ｓ６を検
出する採録する情報入力手段であり、その構造、機能は
第１実施形態と同様なため説明を省略する。３０４は脈
拍情報Ｓ５、情報Ｓ６を相手方に送信するとともに、相
手方から送信される脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ８を受信する
生体情報送受信手段である。３０６は同調度判定手段で
あり、第１実施形態と同じく、脈拍情報Ｓ５と脈拍情報
Ｓ７とを比較し、両者の一致度合い等を判定し、その判
定結果をＳ９として出力する。３０８は脈拍情報Ｓ５、
脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ６、情報Ｓ８、判定結果Ｓ９を記
憶し、所望に応じて出力するメモリである。同調度判定
手段３０６およびメモリ３０８は、第１実施形態と同じ
くハードウェア構成のＣＰＵの機能として実現される。
３１０は表示制御手段、３１２は表示手段であって、表
示制御手段３１０は、所望に応じて脈拍情報Ｓ５、脈拍
情報Ｓ７、情報Ｓ６、情報Ｓ８、判定結果Ｓ９を表示手
段３１２に表示させる。上記構成を実現するハードウェ
ア構成を図１３に示す。同図にあっては、図９における
生体情報受信手段２が生体情報送受信手段３０４となっ
ている。その他は図９の第１実施形態と同様なため、説
明を省略する。

【００２７】Ｂ．動作以下、本実施形態の動作を、図１４(a)に示すような、
例えば電話通信のような１対１の対話のためにシステム
化する場合を例として説明する。図１４(a)の構成例
は、自己の生体情報送受信手段３０４と相手方の生体情
報送受信手段３０４’との間の通信を伝送路３１４によ
り可能にしている。それにより、自己と相手方とで脈拍
情報Ｓ５、情報Ｓ６と脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ８の交換が
可能になる。情報検出手段３００により検出された自己
の脈拍情報Ｓ５は同調度判定手段３０６およびメモリ３
０８に入力されるとともに、生体情報送受信手段３０４
を介して相手方の生体情報送受信手段３０４’に伝送さ
れる。一方、同様に検出された相手方の脈拍情報Ｓ７
は、自己の生体情報送受信手段３０４により受信され、
同調度判定手段３０６およびメモリ３０８に入力され
る。同調度判定手段３０６では、第１実施形態と同様な
手法で脈拍情報Ｓ５と脈拍情報Ｓ７とのデータ処理が行
われ、判定結果Ｓ９が算出される。判定結果Ｓ９はメモ
リ３０８に入力されるとともに、表示制御手段３１０に
入力され、表示手段３１２により表示される。なお、情
報Ｓ６、情報Ｓ８はメモリ３０８に格納されるととも
に、表示制御手段３１０に入力され、リアルタイムに、
あるいは履歴開示として所望に応じて表示手段３１２に
より表示される。

【００２８】Ｃ．効果本実施形態によれば、対話にあたって、自己および相手
方の脈拍情報Ｓ５、脈拍情報Ｓ７、情報Ｓ６、情報Ｓ８
を認識することができるとともに、さらに、同調度の判
定結果Ｓ９を認識することが可能になる。それにより、
自己および相手方の疲労度、緊張度、機嫌等の情動、ひ
いては相手方の感情を参照しつつ対話を行うことができ
るとともに、さらに自己の相手方への追従、あるいは相
手方の自己への引き込みを定量的に認識、あるいは参照
しつつ対話を行うことが可能になる。

【００２９】Ｄ．第２実施形態のシステム化における変
形例本実施形態を、例えば電話通信、テレビ電話通信等のよ
うな既存の通信システムと併用してもよく、その場合、
情報入力手段３０２および生体情報送受信手段３０４を
省略してもよい。上述の実施形態にあっては、１対１の
交渉を想定しているが、本実施形態のシステム化はそれ
に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、
図１４(b)にその一例を示す。この例では、ｎ台の本実
施形態を生体情報送受信手段３０４ー１、３０４ー２、
３０４ー３…３０４ーｎを、伝送路３１４ー１、３１４
ー２、３１４ー３…３１４ーｎを介して円環状に結合し
ている。なお、所用台数ｎは、所望に応じていくつにし
てもしてもよい。この場合、表示手段３１２のウィンド
ウを見ることにより、隣接する生体情報送受信手段の使
用者と自己の生態情報の一致度を知ることができる。し
たがって、順次隣接する者同志の間において、引き込み
現象による情感を一致が図られ、全体として共通の情感
に近づくことができる。なお、表示手段３１２のウィン
ドウを人数分用意し、全員の脈拍情報を得るようにすれ
ば、全員の脈拍情報、同調度を一度に知ることができ
る。本形態は、例えばテレビ会議のような離隔する複数
の人の間で会議や交渉を行う場合において好適である。
本構成により、複数の人間が自己の脈拍情報、相手方総
員の脈拍情報を参照しながら対話（情報交換）を行うこ
とができる。さらに、例えば生体情報送受信手段３０４
ー１の人を中心として、その人との同調度を各自が認識
しつつ会議や交渉を行うことも可能になる。また、特定
の人を選択して自己とその人との同調度を判定するよう
にしてもよい。その場合、自己が特定した人の脈拍情報
を、生体情報送受信手段３０４を介して同調度判定手段
３０６に入力させる選択手段を付加すればよい。

【００３０】なお、本実施形態の実用にあっては、一例
として本実施形態を電話機に設けることが考えられる。
その場合、部品点数の削減、使用の簡便性からして、耳
から脈波を検出することが望ましい。そのための一例と
して、脈波検出用ユニット３０を圧力センサとし、受話
器の耳への圧着部分における脈波検出可能な部位に対向
する位置に押圧可能に設ける脈波検出方式が考えられる
が、他の検出形態であってもよい。

【００３１】＜３：第３実施形態＞本実施形態は、自己
と相手方とが見合って互いの表情、情動を推しはかるよ
うなゲームに本発明の生体情報同調度を利用した実施形
態である。なお、上述の各実施形態と同一の部分には同
一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、生体
情報検出手段と表示手段とを一体化するとともに、脈波
検出用センサユニットを指尖脈波検出用センサユニット
としている。

【００３２】Ａ．全体構成生体情報検出装置の構成図１５に本実施形態による生体同調度検出装置の概略を
示す。同図において、３２０は装置本体、３２２は一方
の利用者（以下、Ａとする）の指尖脈波を検出するセン
サユニット、３２４は他方の利用者（以下、Ｂとする）
指尖脈波を検出するセンサユニットである。センサユニ
ット３２２、センサユニット３２４は装置本体３２０の
上面に対向して設けられ、装置本体３２０の上面中央に
は表示装置３２６が構成されている。

【００３３】表示装置３２６は、そのＡ側に位置する第
１のセグメント表示領域３２８と、Ｂ側に位置する第２
のセグメント表示領域３３０を有している。第１のセグ
メント表示領域３２８は、Ａの脈拍数の変化をグラフィ
ック表示するドット表示領域３３２と、Ａの生体情報
（上記各実施形態と同じく脈拍情報）Ｓ１０を数値とし
て示す領域３３４と、Ｂの生体情報（上記各実施形態と
同じく脈拍情報）Ｓ１１を数値として示す領域３３６
と、同調度判定結果Ｓ１２を示す領域３３８とを有して
いる。同様に、第２のセグメント表示領域３３０は、Ｂ
の脈拍数の変化をグラフィック表示するドット表示領域
３４０と、Ｂの脈拍情報Ｓ１１を数値として示す領域３
４２と、Ａの脈拍情報Ｓ１０を数値として示す領域３４
４と、判定結果Ｓ１２を示す領域３４６とを有してい
る。この場合、図１５のドット表示領域３３２およびド
ット表示領域３４０は、脈拍情報Ｓ１０、脈拍情報Ｓ１
１の変化をスクロールさせつつ経時的に表示する。図中
最下部が現在の脈拍情報であって、上部に行くほど過去
の情報が表示されるようになっている。そして、現在の
情報表示は時間経過とともに、図中、上方に移行するよ
うに、スクロールされる。また、領域３３８と領域３４
６とは、判定結果Ｓ１２の数値を示すのみならず、その
評価をフェイスチャートとして表示し、娯楽性に富んだ
ものとしている。

【００３４】次に、本実施形態の機能構成について説明
する。図１６は、本実施形態の概略構成を示すブロック
図である。本実施形態にあっては、Ａの生体情報検出手
段３４８と、Ｂの生体情報検出手段３５０とが、同調度
判定手段３５２と表示制御手段３５４にそれぞれ結合し
ている。表示制御手段３５４は、各生体情報検出手段お
よび同調度判定手段３５２からの脈拍情報Ｓ１０、脈拍
情報Ｓ１１の数値およびグラフィック表示、判定結果Ｓ
１２を表示装置３２６に表示させる。図１７に上述した
機能構成を実現するハードウェアの構成例を示す。同図
において、生体情報検出手段３４８は、Ａの脈拍情報Ｓ
１０をＣＰＵ３５６に出力し、同様に、生体情報検出手
段３５０は、Ｂの脈拍情報Ｓ１１をＣＰＵ３５６に出力
する。その他の構成、機能については図９に示す第１実
施形態の表示制御手段４を表示制御手段３５２に、表示
手段５を表示装置３２６にする変更すれば、他は同様で
ある。なお、本実施形態にあっては上述のハードウェア
は装置本体３２０に内蔵されている。また、第１実施形
態と異なり、本実施形態の機能構成を実現するハードウ
ェアは、生体情報検出手段のためのハードウェアを兼ね
ており、検出された脈波のＦＦＴ処理、その結果からの
脈拍情報Ｓ１０、Ｓ１１の算出、それ等のデータの格納
などは本実施形態の機能構成を実現するハードウェアに
おいて実施される。

【００３５】次に、センサユニット３２２、３２４につ
いて説明する。本実施形態にあってはＬＥＤ反射式の脈
波検出方式を採り、その構成の一例を図１８に示す。同
図において、３６０は指を載置するスイッチ基台であ
り、本体３２０に対向して弾性手段等、適当な手段（図
示しない）により離隔配置されている。基台３６０の上
面（すなわち指の載置面）にはフォトカプラ３６２が固
定され、また、スイッチ基台３６０の裏面にはフォトカ
プラ３６２に偏位してセンサユニット３２２、３２４の
起動用の電極３６４が接合されている。一方、本体３２
０にあって電極３６４の下位置には、他の電極３６６、
３６８が電極３６４と接触可能に固定されている。電極
３６６、３６８はそれぞれ電源（図示しない）に接続さ
れている。また、本体３２０にあってフォトカプラ３６
２の下位置にはＬＥＤ発光素子３７０および光電式の光
学センサ３７２が並置してある。光学センサ３７２の出
力信号は、図１９に示す波検出部３７４に供給される。
脈波検出部３７２の構成、機能は、図５に示す第１実施
形態の脈波検出部１２０と同様であるので、説明を省略
する。なお、フォトカプラ３６２の周囲は遮光用のカバ
ー３７６で覆われている（なお指尖脈波の検出装置につ
いては、例えば特開昭６１ー１５４６３９号等に記載さ
れている）。

【００３６】Ｂ．動作つぎに本実施形態の動作について説明する。Ａ、Ｂがそ
れぞれのスイッチ基台３６０に指３７８を載置し、下方
に押圧すると電極３６４が電極３６６、３６８に接触し
て導電し、センサユニット３２２、３２４が起動する。
それにより、ＬＥＤ発光素子３７０が発光し、指３７８
を照射する。指３７８の指尖脈波により変調されたＬＥ
Ｄの反射光は、光電式の光学センサ３７２によって受光
され、それにより脈波が検出され、そして電気的信号に
変換される。その後は上述の第１、第２実施形態と同様
の処理により脈波から脈拍情報Ｓ１０、脈拍情報Ｓ１１
が算出され、それ等がデータ処理され、同調度判定結果
Ｓ１２が得られる。そして、それ等の情報は表示制御手
段３５２により、表示装置３２６の各領域にそれぞれ表
示される。

【００３７】Ｃ．効果本実施形態によれば、使用者Ａ，Ｂが互いに見合いなが
ら、その指をスイッチ基台に載せると、センサユニット
３２２、３２４によって脈の検出が始まる。これによ
り、互いの脈拍情報Ｓ１０、脈拍情報Ｓ１１および同調
度の判定結果Ｓ１２を認識することが可能になる。そし
て、両者が対面しながら（会話をしてもよい）、表示装
置３２６を見ていると、引き込み現象によりいずれか一
方の脈拍数が他方に追従し始める。すなわち、いずれか
一方の情動が他方に近づいていく。したがって、本実施
形態は、例えば対面により男女の相性をはかる見合いゲ
ームなどに用いると面白味がある。また、自己および相
手方の疲労度、緊張度、機嫌等の情動、ひいては相手方
の感情も知ることができるから、例えば将棋、囲碁のよ
うな対人競技に用いれば、自己の同調度と競技の推移と
を比較しつつ対戦に臨むことができる。また、観戦者に
とっては、心理的状況を含めて対戦の経過を検討できる
等、新たな娯楽性を競技に加えることができる。以上の
ように本実施形態は、娯楽性、遊技性に優れ、遊戯具と
しての用途も広い。

【００３８】Ｄ．変形例上述の第３実施形態にあっては、装置本体３２０上にセ
ンサユニット３２２、３２４を設けたが、本発明はそれ
に限定するものではなく、例えば、装置本体３２０の側
面に指の差し込み用の穴を形成し、その中にセンサユニ
ット３２２、３２４を設けるようにしてもよい。それに
より、遮光性を向上できるとともに、カバー３７２が不
要になり、部品点数を低減できる。

【００３９】センサユニット３２２、３２４の発光素子
をＬＥＤ発光素子とするが、本発明はそれに限定される
ものではなく、例えば前記発光素子をレーザ光源として
もよい。また、上記実施形態では光学センサはＬＥＤの
反射光を捕捉するものとするが、本発明はそれに限定さ
れるものではなく、例えば透過光を捕捉するものとして
もよい。さらに、上記実施形態にあっては、センサユニ
ット３２２、３２４を光学式センサとするが、本発明は
それに限定されるものではなく、他の有効な手段であっ
てもよく、例えば圧力センサとすることもできる。

【００４０】また、上記実施形態にあっては、２人が対
面する場合を想定してなるが、本発明はそれに限定する
ものではなく、例えば相手方をコンピュータゲームにお
ける仮想人物、ペット等のキャラクターとしてもよい。
その場合、あらかじめ、各種の状況における脈拍情報の
波形をＣＰＵのテーブル等として用意するとともに、そ
の中から特定のものを選択する決定手段、およびゲーム
のディスプレイに脈拍情報、同調度を表示させる表示制
御手段を設ける。そして、所望に応じてキャラクターの
個性として呼び出すとともに、自己の実際の脈拍情報と
の同調度を判定する。そしてゲームのディスプレイに所
望に応じて自己の脈拍情報、同調度を表示させる。それ
により、心理的要素を含めたゲームの構成が可能とな
り、ゲームの面白味を高めることができる。このように
本実施形態は、娯楽性、遊技性に優れ、遊戯具としての
用途も広い。

【００４１】＜５：変形例＞上述した各実施形態には、
以下のような変形が可能である。（１）同調度判定方法同調度の判定方法は、前述の各実施形態で示したものに
限らず、例えば、以下のような変形が可能である。ピーク点の抽出脈波のピーク点を抽出し、その波形の発生時刻と振幅を
求め、これらの差から同調度を求めるようにしてもよ
い。例えば、図２９に示すように、２人の被験者から各
々に対応する脈波が検出されたとすると、各脈波毎にピ
ーク点を検出し、その中から最大のピーク点を各々特定
し、それらの発生時刻を比較すればよい。この場合、図
２９の上部に示した脈波からはピーク点Ｐ１乃至Ｐ３が
検出され、その最大ピーク点であるＰ１が特定される。
一方、図２９の下部に示した脈波からはピーク点Ｐ１’
乃至Ｐ３’が検出され、その最大ピーク点であるＰ１’
が特定される。そして、Ｐ１とＰ１’の発生時刻ｔ１，
ｔ１’の差から同調度を判定してしてもよい。ただし、
この場合の判定は、心拍数が両者で一致した場合に行わ
れる。タイムスタンプの生成検出した脈拍や脈波についてタイムスタンプを付けて記
憶し、２人の日測定者の情報について、タイムスタンプ
を参照して照合し、どのような経緯で同調がなされたか
を測定することもできる。

【００４２】ウェーブレット関数の応用また、上述した実施形態にあっては、生体情報検出手段
１による脈波波形をＦＦＴ処理して脈波波形の変化を求
めていたが、脈波波形の処理については、ＦＦＴ処理に
限られない。例えば、脈波波形をウェーブレット変換し
て得られた各周波数領域毎の脈波解析データを用いて、
脈波波形の変化を求めることも可能である。そこで、以
下、生体情報検出手段１による脈波波形をウェーブレッ
ト変換する構成について説明する。この構成は、図９に
おけるＣＰＵ２００の機能動作を、図２０に示す構成に
置換して実行することで実現される。図において、ウエ
ーブレット変換部７００は、脈波検出部１２０から出力
される脈波信号ＭＨに対して周知のウエーブレット変換
を施して、脈波解析データＭＫＤを生成するものであ
る。

【００４３】一般に、信号を時間と周波数との両面から
同時に捉える時間周波数解析において、ウエーブレット
は、信号の部分を切り出す単位となる。ウエーブレット
変換は、この単位で切り出した信号各部の大きさを表し
ている。ウエーブレット変換を定義するために基底関数
として、時間的にも周波数的にも局在化した関数ψ
（ｘ）をマザー・ウエーブレットとして導入する。ここ
で、関数ｆ（ｘ）のマザー・ウエーブレットψ（ｘ）に
よるウエーブレット変換は、次のように定義される。

【００４４】

【数１】式（１）において、ｂは、マザー・ウエーブレットψ
（ｘ）をトランスレート（平行移動）する際に用いるパ
ラメータであり、一方、ａはスケール（伸縮）する際の
パラメータである。したがって、式（１）においてウエ
ーブレットψ（（ｘ−ｂ）／ａ）は、マザー・ウエーブ
レットψ（ｘ）をｂだけ平行移動し、ａだけ伸縮したも
のである。この場合、スケールパラメータａに対応して
マザー・ウエーブレットψ（ｘ）の幅は伸長されるの
で、１／ａは周波数に対応するものとなる。なお、ウエ
ーブレット変換部７００の詳細な構成については後述す
る。次に、周波数補正部８００は、脈波解析データＭＫ
Ｄに対して周波数補正を行なう。上記式（１）には周波
数に対応する「１／ａ１／２」の項があるが、異なる周
波数領域間でデータを比較する場合に、この項の影響を
補正する必要がある。周波数補正部８００は、このため
に設けられたものであり、ウエーブレットデータＷＤに
係数ａ１／２を乗算して、脈波補正データＭＫＤ’を生
成する。これにより、対応する各周波数に基づいて、周
波数当たりのパワー密度が一定になるように補正を施す
ことができる。

【００４５】次に、ウエーブレット変換部７００の詳細
構成について、図２１を参照して説明する。脈波検出部
１２０による脈波波形ＭＨは、波形整形部７１０とＡ／
Ｄ変換器７２０とに供給される。このうち波形整形部７
１０は、脈波波形ＭＨに同期した制御信号ＣＳとクロッ
クＣＫとを生成するものである。ここで、波形整形部７
１０のブロック図を図２１に示す。図において、リンギ
ングフィルタ７１１は、中心周波数を２．２Ｈｚ、通過
帯域を０．８Ｈｚ〜３．５ＨｚとするＱ値が高いフィル
タである。脈波波形の基本波成分は、０．８Ｈｚ〜３．
５Ｈｚの範囲内にあるのが通常であるから、脈波波形Ｍ
Ｈがリンギングフィルタ７１１を通過すると、その基本
波成分が抽出される。例えば、図２２（ａ）に示す脈波
波形ＭＨがリンギングフィルタ７１１を通過すると、図
２２（ｂ）に示す正弦波が得られる。

【００４６】次に、ゼロクロス検出回路７１２は、コン
パレータ等から構成され、リンギングフィルタ１０１の
出力信号とグランドレベルを比較して矩形波を生成す
る。この矩形波は、心拍に同期したものとなる。例え
ば、リンギングフィルタ７１２の出力信号が図２２
（ｂ）に示すものであるならば、ゼロクロス検出回路７
１２の出力信号は図２２（ｃ）に示すものとなる。次
に、比較部７１３、ループフィルタ７１４、電圧制御発
振回路７１５、および、分周回路７１６は、一種のＰＬ
Ｌを構成する。比較部７１３の一方の入力にゼロクロス
検出回路７１２の出力信号が、その他方の入力に分周回
路７１６の出力信号が、それぞれ供給されると、比較部
７１３は、両者の位相差に応じた誤差信号を出力する。
誤差信号がループフィルタ７１４を介して電圧制御発振
回路７１５に供給されると、電圧制御発振回路７１５は
クロックＣＫを出力する。そして、クロックＣＫは分周
回路７１６で１／８分周され、比較部７１３の他方の入
力にフィードバックされる。この場合、クロックＣＫの
周波数は、図２２（ｄ）に示すように、ゼロクロス検出
回路７１２の出力信号の周波数と比較して８倍の周波数
となる。この後、クロックＣＫは、分周回路７１７で１
／２分周され、図２２（ｅ）に示す制御信号ＣＳとして
出力される。

【００４７】説明を再び図２０に戻す。脈波波形ＭＨ
は、Ａ／Ｄ変換器７２０によってディジタル信号に変換
され、この後、第１のメモリ７３０と第２のメモリ７４
０に格納される。ここで、第１のメモリ７３０のライト
イネーブル端子には制御信号ＣＳが直接供給される一
方、第２のメモリ７４０のライトイネーブル端子にはイ
ンバータ７５０によって反転された制御信号ＣＳが供給
されるようになっている。このため、第１，第２のメモ
リ７３０、７４０は、脈波波形ＭＨをクロック周期単位
で交互に格納することとなる。また、マルチプレクサ７
６０は、第１，第２のメモリ７３０、７４０から交互に
読み出される脈波データＭＤを選択して基底関数展開部
Ｗに出力する。こうして、脈波データＭＤは、第１のメ
モリ７３０の書込期間に第２のメモリ７４０から脈波デ
ータＭＤを読み出される一方、第１のメモリ７３０の読
出期間に第２のメモリ７４０に書き込まれることとな
る。

【００４８】次に、基底関数展開部Ｗは、上記式（１）
の演算処理を行なう構成であって、上記クロックＣＫが
供給されて、クロック周期で演算処理が行なわれるよう
になっている。基底関数展開部Ｗは、マザー・ウエーブ
レットψ（ｘ）を記憶する基底関数記憶部Ｗ１、スケー
ルパラメータａを変換するスケール変換部Ｗ２、バッフ
ァメモリＷ３、トランスレートを行なう平行移動部Ｗ
４、および、乗算部Ｗ５からなる。なお、基底関数記憶
部Ｗ１に記憶するマザー・ウエーブレットψ（ｘ）とし
ては、ガボールウエーブレットの他、メキシカンハッ
ト、Ｈａａｒウエーブレット、Ｍｅｙｅｒウエーブレッ
ト、Ｓｈａｎｎｏｎウエーブレット等が適用できる。

【００４９】まず、基底関数記憶部Ｗ１からマザー・ウ
エーブレットψ（ｘ）が読み出されると、スケール変換
部Ｗ２はスケールパラメータａの変換を行なう。ここ
で、スケールパラメータａは周期に対応するものである
から、ａが大きくなると、マザー・ウエーブレットψ
（ｘ）は時間軸上で伸長される。この場合、基底関数記
憶部Ｗ１に記憶されるマザー・ウエーブレットψ（ｘ）
のデータ量は一定であるので、ａが大きくなると単位時
間当たりのデータ量が減少してしまう。そこで、スケー
ル変換部Ｗ２は、これを補うように補間処理を行なうと
ともに、ａが小さくなると間引き処理を実行して、関数
ψ（ｘ／ａ）を生成する。このデータはバッファメモリ
Ｗ３に一旦格納される。

【００５０】次に、平行移動部Ｗ４は、バッファメモリ
Ｗ３からトランスレートパラメータｂに応じたタイミン
グで関数ψ（ｘ／ａ）を読み出すことにより、関数ψ
（ｘ／ａ）の平行移動を行なって、関数ψ（ｘ−ｂ／
ａ）を生成する。乗算部Ｗ４は、変数１／ａ１／２、関
数ψ（ｘ−ｂ／ａ）および脈波データＭＤを乗算して心
拍単位でウエーブレット変換を行ない、脈波解析データ
ＭＫＤを生成する。この例において、脈波解析データＭ
ＫＤは、０Ｈｚ〜０．５Ｈｚ、０．５Ｈｚ〜１．０Ｈ
ｚ、１．０Ｈｚ〜１．５Ｈｚ、１．５Ｈｚ〜２．０Ｈ
ｚ、２．０Ｈｚ〜２．５Ｈｚ、２．５Ｈｚ〜３．０Ｈ
ｚ、３．０Ｈｚ〜３．５Ｈｚ、３．５Ｈｚ〜４．０Ｈｚ
といった８つの周波数領域に分割されて出力される。ま
た、基底関数展開部Ｗは、上述したようにクロック周期
で演算処理を行ない、クロック周波数は脈波波形ＭＨの
基本波周波数の８倍になるように設定されるので、１回
の心拍で生成される脈波解析データＭＫＤは、図２３に
示すようにデータＭ１１〜Ｍ８８となる。

【００５１】この脈波解析データＭＫＤは、周波数補正
部８００によって補正されて、脈波補正データＭＫ
Ｄ’、すなわち、生体状態を示す指標として、図４にお
けるＲＡＭ１１２およびＣＰＵ１１０に供給される。な
お、図２０〜図２３のウェーブレット変換に関する構成
は、被験者の両者で心拍数が一致する場合の構成であ
る。心拍数が一致して、一拍内の位相のみが両者で差が
ある場合に、適用される。この場合には、両者のデータ
Ｍ１１〜Ｍ８８を比較して位相のずれを検出すればよ
い。一方、心拍数が一致していない場合には、波形整形
部７１０にて拍のタイミングを求めることなく、一定の
間隔でウェーブレット変換を実行し、データＭ１８が現
われる間隔を求める構成であれば良い。すなわち、Ｍ１
８の表れる間隔を各被験者毎に検出し、その逆数を算出
することによって上述した心拍情報Ｓ１，Ｓ２を求める
ことができる。この場合、データＭ１８としたのは、脈
波波形においては１拍毎に急峻に立ち上がり、その立ち
上がり部分においては、高域周波数成分を示すデータが
大きくなって、特定しやすいためである。ところで、同
調度の測定開始直後では、心拍数が一致してしていない
のが通常であるから、まず、波形整形部７１０にて拍の
タイミングを求めることなく、一定の間隔でウェーブレ
ット変換を実行して、心拍情報Ｓ１，Ｓ２に基づく同調
度を算出し、心拍数が一致した時点で、心拍に同期した
ウエーブレット変換を行って、位相差に基づく同調度を
算出するようにしてもよい。

【００５２】そして、データＭ１８の１分当たりの出現
回数が脈拍であり、出現タイミングが拍の開始タイミン
グとなる。したがって、ウェーブレット変換を用いて２
人の脈を解析することにより、両者の拍数の引き込み現
象と、拍タイミングの引き込み現象の双方を観測するこ
とができる。

【００５３】（２）形態上の変形脈波の検出部位は、指先に限らず、指もとでもよく、
また、手首でもよい。本発明はそれ等に限られない。そ
こで、本発明にかかる運動指標測定装置の形態について
いくつか例を挙げて説明する。ネックレス例えば、本発明にかかる運動指標測定装置を、図２４に
示すようなネックレスとすることが考えられる。この図
において、１６０１は、センサパッドであってスポンジ
状の緩衝材などで構成される。このセンサパッド１６０
１の中には、脈波検出部１６０２が皮膚面に接触するよ
うに取り付けられる。したがって、このネックレスを首
にかけると、脈波検出部１６０２が首の後ろ側の皮膚に
接触して脈波が測定されて、拍数が求められる。また、
同図中、ブローチに似た中空部を有するケース１６０３
には装置の主要部が組み込まれており、必要であれば、
通信を行なうためのＬＥＤや、フォトダイオードのほ
か、各種設定を行なうためのボタンスイッチなどが、図
においてケース１６０３の裏面に設けられる（図示せ
ず）。さらに、脈波検出部１０６２とケース１６０３と
は、それぞれ鎖１６０４に取り付けられており、この鎖
１６０４の中に埋め込まれたリード線（図示略）を介し
て電気的に接続されている。１６０６、１６０７は装置
を操作するボタンスイッチである。

【００５４】めがね他方、腕時計以外の形態例として、図２５にような眼鏡
と組み合わせることが考えられる。この形態では装置本
体が眼鏡フレームにおける左側の蔓１７０１に取り付け
られており、本体はさらにケース１７０２ａとケース１
７０２ｂとに分かれ、蔓１７０１内部に埋め込まれたリ
ード線を介して接続されている。なお、このリード線は
蔓１７０１に沿って這わせるようにしても良い。ケース
１７０２ａにおいて、そのレンズ１７０３側の側面の全
面には液晶パネル１７０４が取り付けられ、さらに該側
面の一端には鏡１７０５が所定の角度で固定されてい
る。これに加え、ケース１７０２ａには光源（図示略）
を含む液晶パネル１７０４の駆動回路が組み込まれてお
り、この光源から発射された光が液晶パネル１７０４を
介して鏡１７０５で反射されて眼鏡のレンズ１７０３に
投射される。したがって、この形態ではレンズ１７０３
が、図３における表示部９０に相当することとなる。

【００５５】また、ケース１７０２ｂには装置の主要部
が組み込まれており、必要であれば、通信を行なうため
のＬＥＤや、フォトダイオードのほか、各種設定を行な
うためのボタンスイッチなどが設けられる。さらに、脈
波検出部は、パッド１７０６に内蔵されており、これら
パッド１７０６で耳朶を挟むことにより脈波検出部を耳
へ固定するようになっている。１７０７、１７０８は装
置を操作するボタンスイッチである。カード型また、他の形態例として、図２６に示すようなカード型
が考えられる。このカード型装置１８００は、被験者の
左胸ポケットに収容されるものである。この形態におけ
る脈波検出部１８０１は、カード表面に設けられる圧電
マイクから構成され、被験者の皮膚面側に対向して、被
験者の鼓動を検出して拍数を検出するものである。この
ように脈波検出部１８０１をマイク等で構成した場合、
アラーム部１８０２がアラーム音を発生させると、当該
アラーム音を検出してしまうので、装置内部に設けられ
るＣＰＵ１８０３は、アラーム音を発生させる際に、脈
波検出部１８０１による拍数検出を行なわないような処
理が必要となる点に留意しなければならない。１８０
３、１８０４は装置を操作するボタンスイッチである。

【００５６】万歩計さらに、他の形態例として、図２７（ａ）に示すような
万歩計型が考えられる。この万歩計の装置本体１９００
は、同図（ｂ）に示すように、被験者の腰ベルトに取り
付けられるものである。この形態における脈波検出部１
９０１は、図２に示す腕時計型と同様に、被験者の左手
人指し指の根元から第２指関節までの間に装着される。
この際、装置本体１９００と本体脈波検出部１９０１と
を結ぶケーブル１９０２については、被験者の運動を妨
げないように、上着に縫い込むなどの対策を施のが望ま
しい。１９０３はＣＰＵ、１９０４から１９０９まで
は装置を操作するボタンスイッチである。

【００５７】なお、上述した各実施形態にあっては、
各機能の実行結果を液晶表示装置により表示する構成と
したが、本発明はそれに限定されない。すなわち、資格
に頼った表示に限らず、種々の態様により告知可能であ
る。例えば告知の態様は音、表示、触覚、嗅覚、温度で
ある。その意味で本発明おける告知とは、互換に訴える
ものを意味する。例えば、振動による触覚に訴えて告知
する構成としても良いし、また、告知すべき結果を音声
合成による聴覚に訴えて告知する構成としても良い。ま
た、スピーカーやイヤホーンから音声信号を放音させる
ようにしてもよい。この場合、同調度Ｓ３が大きくなる
につれ、音声信号の周波数を高くしたり、音量を大きく
するようにしてもよい。また、指を挟み込むような把持
手段によって触覚による告知を行ってもよい。この場合
には、同調度が高まるにつれて把持力を大きくするよう
にすればよい。また、視覚に訴える手段にあっては、Ｌ
ＥＤを点滅させ、その周波数を同調度が高まるにつれて
高くするようにしてもよい。

【００５８】（３）脈以外の検出対象上述した各実施形態においては、脈波を測定する例を示
したが、検出対象となるものは脈波に限らず、心電や脳
波でもよい。また、被測定者の呼吸や声の特徴を示すパ
ラメータを検出し、これらについての同調度を測定する
ようにしてもよい。

【００５９】（４）ネットワークでの応用上述しか各実施形態における動作プログラムは、装置内
部で記憶したが、これは、例えば、ネットワーク上のサ
ーバなど記憶させ、測定を行う際に適宜ダウンロードす
るようにしてもよい。このような構成にすると、ネット
ワーク上のクライアントにおいて、同調度の測定をする
ときだけ、プログラムをロードすればよいので、クライ
アント装置の構成を簡略化することができる。なお、上
記ネットワークとしては、インターネットやいわゆる商
用ネットワーク等の広範な地域をカバーするネットワー
クが挙げられる。ここで、インターネット経由で動作プ
ログラムをダウンロードする態様について説明する。図
２８はインターネット経由で動作プログラムをダウンロ
ードするシステムの概略構成を示すブロック図であり、
この図において、ネットワークに接続されたサーバ（イ
ンターネット上のサーバ）は、ＨＴＴＰ（ハイパー・テ
キスト・トランスファー・プロトコル）をサポートした
ＷＷＷ（ワールド・ワイド・ウェブ）サイトである。こ
のサーバには、上記の動作プログラムが格納されてお
り、さらに当該動作プログラムをクライアント側へ転送
するためのＪＡＶＡ（ジャバ）アプレットが組み込まれ
たホームページが設けられている。なお、このホームペ
ージは、ＪＡＶＡに対応したＨＴＭＬ（ハイパー・テキ
スト・マークアップ・ランゲージ）によって記述されて
いる。このような環境下で、クライアントがＪＡＶＡに
対応したＷＷＷブラウザを用いてインターネット上のサ
ーバにＨＴＴＰでアクセスすると、サーバ側からクライ
アント側へＨＴＭＬデータが転送され、クライアントに
おいて上記ホームページが表示される。この際、上記Ｊ
ＡＶＡアプレットも自動的にダウンロードされ、クライ
アントのＪＡＶＡ仮想マシン環境上で当該ＪＡＶＡアプ
レットが実行される。これにより、最新の動作プログラ
ムがクライアントに格納されていない場合には、サーバ
から最新の動作プログラムがダウンロードされ、クライ
アントに格納された動作プログラムが更新される。な
お、最新か否かの判断は上記ＪＡＶＡアプレットにより
行われる。この判断の基準および手法は任意であるが、
例えば、動作プログラムファイルのタイムスタンプを比
較することにより実現可能である。また、クライアント
の作動中には上記ＪＡＶＡアプレットを常に作動させて
おき、所定時間間隔で自動的にサーバへアクセスし、最
新か否かの判断およびダウンロードを自動的に行うよう
にすることも可能である。このようにすれば、使用者
は、動作プログラムの修正や仕様変更を意識する必要が
なく、クライアントが格納している動作プログラムを常
に最新の動作プログラムとすることができる。なお、上
述した態様は一例であり、ＨＴＴＰ、ＨＴＭＬ、ＪＡＶ
Ａ以外の環境上で上記動作を実現してもよいことは言う
までもない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、複数の者の脈拍数
等の生体反応の同調化の現象を観測することができる。
さらに、一方が他方の情動、心理的状況へ同調化される
引き込み現象を生体反応の客観的データから解析処理し
て判定し、客観的なデータとして検出することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図２】上記第１実施形態における、教師側に設けら
れる装置の概略構成を示すブロック図である。

【図３】上記第１実施形態における、生体情報検出手
段１の構成例を示す図である。

【図４】上記第１実施形態における、生体情報検出手
段１の回路構成を示すブロック図である。

【図５】上記第１実施形態における、脈波検出部１２
０の回路構成を示す図である。

【図６】上記第１実施形態における、Ｓ１の検出手順
の一例を示すフローチャートである。

【図７】 (a)は処理前の脈波の波形Ｆを示し、(b)は処
理後得られる高調波成分を示す図である。

【図８】 (a)は録音システムを示すブロック図であ
り、(b)は撮像システムを示すブロック図である。

【図９】上記第１実施形態における、回路構成のハー
ドウェア構成を示すブロック図である。

【図１０】この実施形態における判定処理の一例を示
すフローチャートである。

【図１１】表示手段５を示す図である。

【図１２】この発明の第２実施形態の概略構成を示す
ブロック図である。

【図１３】上記第２実施形態における、ハードウェア
構成を示す図である。

【図１４】 (a)は１対１のシステム化の一例を示す図で
あり、(b)は複数のシステム化の一例を示す図である。

【図１５】この発明の第３実施形態による生体情報検
出装置の概略を示す図である。

【図１６】上記第３実施形態における、概略構成を示
すブロック図である。

【図１７】上記第３実施形態における、ハードウェア
の構成例を示す図である。

【図１８】上記第３実施形態における、ＬＥＤ反射式
の脈波検出方式の構成例を示す図である。

【図１９】上記第３実施形態における、波検出部３７
４を示すブロック図である。

【図２０】ウエブレット変換部の構成を示すブロック
図である。

【図２１】ウエブレット変換部における波形整形部の
構成を示すブロック図である。

【図２２】 (a)〜(e)はそれぞれウエブレット変換部の
動作を示すタイミングチャートである。

【図２３】１拍分の脈波から得られる脈波解析データ
を示す図である。

【図２４】この発明の生体情報検出装置をネックレス
型とした場合の外観構成を示す図である。

【図２５】この発明の生体情報検出装置を眼鏡型とし
た場合の外観構成を示す図である。

【図２６】この発明の生体情報検出装置をポケットカ
ードとした場合の外観構成を示す図である。

【図２７】 (a)はこの発明の生体情報検出装置を万歩
計型とした場合の外観構成を示す図であり、(b)はそれ
が取り付けられた状態を示す図である。

【図２８】プログラムの配信システムを示すブロッ
ク図である。

【図２９】ピーク点を検出する同調度判定方法を説
明するための説明図である。

【符号の説明】

１生体情報検出手段２生体情報受信手段３同調度判定手段４表示制御手段５表示手段６生体情報検出手段７情報入力手段８生体情報送信手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体情報を検出する生体情報検出手段
と、生体情報を受信する生体情報受信手段と、前記生体情報検出手段が検出した生体情報と前記生体情
報受信手段が受信した生体情報とを比較し、両者の同調
度を判定する同調度判定手段と、前記同調度判定手段の判定結果を告知する告知手段とを
具備することを特徴とする生体同調度検出装置。
【請求項２】前記生体情報検出手段が検出した生体情
報を送信する生体情報送信手段を具備することを特徴と
する請求項１記載の生体同調度検出装置。
【請求項３】前記生体情報検出手段は検出した生体情
報に所定の加工をして出力することを特徴とする請求項
１または２記載の生体同調度検出装置。
【請求項４】前記告知手段は、前記同調度判定手段に
よって判定された同調の度合いに応じて、音声信号を変
化させることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれ
か１項に記載の生体同調度検出装置。
【請求項５】前記告知手段は、前記同調度判定手段に
よって判定された同調の度合いに応じて、前記音声信号
の周波数または音量を変化させることを特徴とする請求
項４に記載の生体同調度検出装置。
【請求項６】前記生体情報検出手段は生体の検出部位
から検出した脈波をウエーブレット変換して前記生態情
報を生成することを特徴とする請求項１乃至５のうちい
ずれか１項に記載の生体同調度検出装置。
【請求項７】生体情報を検出する第１の生体情報検出
手段と、生体情報を検出する第２の生体情報検出手段と、前記第１、第２の生体情報検出手段が検出した生体情報
を比較し、両者の同調度を判定する同調度判定手段と、前記第１、第２の生体情報検出手段が検出した生体情報
および前記同調度判定手段の判定結果を表示する表示手
段とを具備することを特徴とする生体同調度検出装置。
【請求項８】前記第１、第２の生体情報検出手段は検
出した生体情報に所定の加工をして出力することを特徴
とする請求項８記載の生体同調度検出装置。
【請求項９】前記第１、第２の生体情報検出手段は生
体の検出部位から検出した脈波をウエーブレット変換し
て前記生態情報を生成することを特徴とする請求項７ま
たは８に記載の生体同調度検出装置。