(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に光を照射する発光素子と、
前記生体組織での前記光の透過または反射光を受光する受光回路と、
前記受光回路からの出力信号の内、前記発光素子の点灯期間における信号成分を、消灯期間における信号成分に基づき予め定める信号処理を施すことでノイズ成分を除去する信号処理部と、
前記信号処理部からの出力を利用して、前記生体組織での光の吸光特性から予め定める生体情報を得る生体情報演算部と、
前記発光素子の点滅を制御するとともに、前記受光回路からの出力信号の前記信号処理部での前記点灯期間と消灯期間とにおける信号成分の取込みタイミングを規定するにあたって、前記発光素子を点灯駆動して前記受光回路からの出力信号がピークレベルまで立上がったタイミングから前記発光素子の消灯タイミングまでを少なくとも含んだ期間、および前記発光素子の消灯タイミングから、前記受光回路からの出力信号のレベルが予め定める第１のレベルに低下するまでの期間に、該出力信号を前記点灯期間における信号成分として取込ませるタイミング制御部とを含むことを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項２】
前記第１のレベルは、前記信号レベルが予め定める第１のレベルに低下するまでの期間が、受光回路の回路時定数の０．７〜２倍となるレベルであることを特徴とする請求項１記載の生体情報測定装置。
【請求項３】
前記タイミング制御部は、前記発光素子の点灯タイミングから、信号レベルが予め定める第２のレベルに上昇するまでの期間待機した後、前記受光回路からの出力信号を前記点灯期間における信号成分として取込ませることを特徴とする請求項１または２記載の生体情報測定装置。
【請求項４】
前記第２のレベルは、前記信号レベルが予め定める第２のレベルに上昇するまでの期間が、受光回路の回路時定数の０．１〜０．５倍となるレベルであることを特徴とする請求項３記載の生体情報測定装置。
【請求項５】
前記タイミング制御部は、前記信号処理部に対して、前記受光回路からの出力信号を、前記点灯期間における信号成分として取込ませる期間の前後において、同じ期間だけ前記消灯期間の信号成分として取込みを行わせ、
前記信号処理部は、前記点灯期間における信号成分の積分値から、前記前後の期間における信号成分の積分値の１／２を減算することで、前記ノイズ成分を除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。
【請求項６】
前記発光素子は、血流のある生体組織に、赤色光と赤外光との２つの波長の光を照射し、
前記生体情報演算部は、前記信号処理部からの出力を利用して、前記生体組織での２つの波長の光の吸光特性の差から血中酸素飽和度を演算することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈拍数計、脈波計或いはパルスオキシメータなどとして実現される生体情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記脈拍数計、脈波計或いはパルスオキシメータなどのように、発光素子から生体組織に光を照射し、その透過または反射光を受光回路で受光して、得られた生体組織での光の吸光特性から、生体情報演算部が予め定める生体情報を得るようにした生体情報測定装置では、外光がノイズとなって、受光回路からの出力信号の内、前記生体情報の演算に用いられる点灯期間の信号成分のＳ／Ｎが低下し、前記生体情報の演算結果に誤差を生じる。また、誘導ノイズや回路系の低周波のノイズによっても、同様にＳ／Ｎが低下する。
【０００３】
このため、このような生体情報測定装置において、発光素子が点灯している期間の信号成分から、消灯している期間の信号成分を差し引くことで、前記のノイズを抑えることができる信号処理回路や信号処理方法が知られ、従来から利用されている。その中で、商用電源の誘導ノイズを除くために、特許文献１では、発光素子が点灯している期間の前後の消灯期間のダーク時の信号のサンプリングデータの平均値を、点灯期間のサンプリングデータから差し引く方法および装置が提案されている。その様子を図５に簡単に示す。
【０００４】
図５は、典型的な従来技術のパルスオキシメータの動作タイミングを説明するための図である。パルスオキシメータにつき、発光素子として、赤色光と赤外光とをそれぞれ発する２つの発光ダイオードが、時分割で交互に点灯している。そして、それぞれの点灯期間Ｗ１において、所定の立ち上がり期間Ｗ２を除いて、残余の期間Ｗ３の間だけ、受光回路によって信号レベルが積算され、その積算値に対して、消灯期間Ｗ４内で、所定の期間Ｗ５だけ、ダーク信号レベルとして信号レベルが積算され、測定対象期間Ｗ２の積算値から、前後の期間Ｗ５の積算値の平均値を減算することで、前記ノイズ成分の除去が行われている。そのノイズ成分の除去が行われた信号成分を用いて、生体組織での２つの波長の光の吸光特性の差から、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２値）が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７１９０９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように構成される生体情報測定装置において、生体情報の精度を高めるには、信号処理でのＳ／Ｎを向上する必要がある。それには、発光光量を高めることが簡易な対策である。しかしながら、前記のような生体情報測定装置は、小型化が進み、被験者が日常生活を営みながら装着して、長時間に亘るデータを収集することも可能となっている。このため、電源の電池寿命の観点から、前記発光光量の増加は困難である。
【０００７】
本発明の目的は、発光光量の増加を招くことなく、Ｓ／Ｎを向上し、より高い精度で生体情報を得ることができる生体情報測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の生体情報測定装置は、生体組織に光を照射する発光素子と、前記生体組織での前記光の透過または反射光を受光する受光回路と、前記受光回路からの出力信号の内、前記発光素子の点灯期間における信号成分を、消灯期間における信号成分に基づき予め定める信号処理を施すことでノイズ成分を除去する信号処理部と、前記信号処理部からの出力を利用して、前記生体組織での光の吸光特性から予め定める生体情報を得る生体情報演算部と、前記発光素子の点滅を制御するとともに、前記受光回路からの出力信号の前記信号処理部での前記点灯期間と消灯期間とにおける信号成分の取込みタイミングを規定するにあたって、前記発光素子を点灯駆動して前記受光回路からの出力信号がピークレベルまで立上がったタイミングから前記発光素子の消灯タイミングまでを少なくとも含んだ期間、および前記発光素子の消灯タイミングから、前記受光回路からの出力信号のレベルが予め定める第１のレベルに低下するまでの期間に、該出力信号を前記点灯期間における信号成分として取込ませるタイミング制御部とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、脈拍数計、脈波計或いはパルスオキシメータなどとして実現され、発光素子から生体組織に光を照射し、その透過または反射光を受光回路で受光して、得られた生体組織での光の吸光特性から、生体情報演算部が予め定める生体情報を得るようにした生体情報測定装置において、前記受光回路からの出力信号に予め定める信号処理を施す信号処理部における前記信号成分の取込みタイミング（期間を）、タイミング制御部で制御する。前記信号処理は、前記受光回路からの出力信号の内、前記発光素子の点灯期間における信号成分を、消灯期間における信号成分に基づき予め定める信号処理を施すことでノイズ成分を除去するもので、たとえば前記点灯期間の信号成分から消灯期間の信号成分を差し引くことによって、外光、誘導、回路系のノイズを抑え、前記生体情報に高い精度を得られるようにするものである。
【００１０】
そして、前記タイミング制御部の具体的な制御としては、従来では、発光素子を点灯駆動すると同時に、或いは、点灯駆動して受光回路が充分立ち上がってから、信号処理部に、該受光回路からの出力信号を点灯期間の信号成分として取込ませ、消灯駆動すると同時に、その取込みを終了させる。これに対して、本願発明では、タイミング制御部は、先ず消灯時は、受光回路からの出力信号のレベルが予め定める第１のレベルに低下するまでの期間、前記信号処理部に、前記点灯期間における信号成分として取込みを継続させる。
【００１１】
したがって、前記受光回路による波形鈍りで、従来は放棄していた立ち下がり（テール）、すなわち信号減衰期間の信号成分で、所定の第１のレベルを有する部分は、点灯期間の信号成分に繰り入れることができ、発光光量の増加を招くことなく、Ｓ／Ｎを向上し、前記生体情報をより高い精度で得ることができる。
【００１２】
また、本発明の生体情報測定装置では、前記第１のレベルは、前記信号レベルが予め定める第１のレベルに低下するまでの期間が、受光回路の回路時定数の０．７〜２倍となるレベルであることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、前記Ｓ／Ｎの向上に寄与する部分の信号成分を前記点灯期間における信号成分として取込ませることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の生体情報測定装置では、前記タイミング制御部は、前記発光素子の点灯タイミングから、信号レベルが予め定める第２のレベルに上昇するまでの期間待機した後、前記受光回路からの出力信号を前記点灯期間における信号成分として取込ませることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、前記のような立ち下がり部分だけでなく、同様に、前記受光回路による波形鈍りで、従来はマスクして放棄していた点灯開始から所定期間の立ち上がり部分の信号成分で、所定の第２のレベルを有する部分は、点灯期間の信号成分に繰り入れることができ、Ｓ／Ｎを向上することができる。
【００１６】
また、本発明の生体情報測定装置では、前記第２のレベルは、前記信号レベルが予め定める第２のレベルに上昇するまでの期間が、受光回路の回路時定数の０．１〜０．５倍となるレベルであることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、前記Ｓ／Ｎの向上に寄与する部分の信号成分を前記点灯期間における信号成分として取込ませることができる。
【００１８】
さらにまた、本発明の生体情報測定装置では、前記タイミング制御部は、前記信号処理部に対して、前記受光回路からの出力信号を、前記点灯期間における信号成分として取込ませる期間の前後において、同じ期間だけ前記消灯期間の信号成分として取込みを行わせ、前記信号処理部は、前記点灯期間における信号成分の積分値から、前記前後の期間における信号成分の積分値の１／２を減算することで、前記ノイズ成分を除去することを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、前記信号処理部での前記ノイズ成分の除去処理を、前記点灯期間における信号成分の積分値から、前記消灯（ダーク）期間における信号成分の積分値を減算することで実現し、前記外光、誘導、回路系のノイズを抑えることができる。そして、その消灯（ダーク）期間における信号成分の積分値を求めるにあたって、前記点灯期間とする期間に直近の前後の期間を積分期間とし、事前ダーク積分および事後ダーク積分を行い、その１／２を前記消灯（ダーク）期間における信号成分の積分値とする。
【００２０】
したがって、前記生体情報演算部が生体情報を得るのに使用する信号成分、すなわち点灯期間の信号成分に対して、ノイズの状況が最も近いと思われる直近前後の期間の平均値で補正を行うので、生体情報の精度を高めることができる。なお、上記の積分処理は、アナログ回路によるものが望ましいが、上記の積分期間の信号成分を多点でアナログ／デジタル変換（マルチサンプル）してそれを平均化したものを積分値としてもよい。また、事前ダーク積分の開始時点では、前記受光回路からの出力信号におけるその前の発光素子の点灯に起因する成分が残っている可能性があるが、前記脈拍数計や脈波計のように、単一波長、すなわち１つの発光素子しか用いない場合には、クロストークが生じないので、前記事前ダーク積分の開始時点で、前記その前の発光素子の点灯に起因する成分が或る程度残っていても問題はないが、前記パルスオキシメータのように、複数の波長、すなわち複数の発光素子を時分割（マルチプレクックス）して用いる場合には、前記事前ダーク積分の開始時点で、前記その前の発光素子の点灯に起因する成分によるクロストークの生じる可能性があり、該その前の発光素子の点灯に起因する成分が実質的に完全に減衰しているように受光回路の応答と発光素子の点灯周期を設定する必要がある。
【００２１】
また、本発明の生体情報測定装置では、前記発光素子は、血流のある生体組織に、赤色光と赤外光との２つの波長の光を照射し、前記生体情報演算部は、前記信号処理部からの出力を利用して、前記生体組織での２つの波長の光の吸光特性の差から血中酸素飽和度を演算することを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、受光回路からの出力信号のＳ／Ｎを向上し、前記血中酸素飽和度をより高い精度で得ることができるパルスオキシメータを実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の生体情報測定装置は、以上のように、脈拍数計、脈波計或いはパルスオキシメータなどとして実現され、発光素子から生体組織に光を照射し、その透過または反射光を受光回路で受光して、得られた生体組織での光の吸光特性から、生体情報演算部が予め定める生体情報を得るようにした生体情報測定装置において、前記受光回路からの出力信号の内、前記発光素子の点灯期間における信号成分を、消灯期間における信号成分に基づき予め定める信号処理を施すことでノイズ成分を除去する信号処理部における前記信号成分の取込みタイミング（期間を）、タイミング制御部が、受光回路による波形鈍りで、従来は放棄していた立ち下がり（テール）部分で、所定の第１のレベルを有する部分にまで延長し、その部分を点灯期間の信号成分に繰り入れる。
【００２４】
それゆえ、発光光量の増加を招くことなく、Ｓ／Ｎを向上し、前記生体情報をより高い精度で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の一形態に係るパルスオキシメータの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１で示すパルスオキシメータにおけるタイミング制御回路による制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】図２における１パルス発光期間を拡大して示す波形図である。
【図４】本願発明者のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図５】典型的な従来技術のパルスオキシメータの動作タイミングを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施の一形態に係るパルスオキシメータ１の電気的構成を示すブロック図である。このパルスオキシメータ１は、大略的に、血流のある生体組織としての被験者の指２に、発光素子である発光ダイオード３，４から赤色光と赤外光との２つの波長の光をそれぞれ照射し、それら２つの波長の光それぞれの前記指２における透過または反射（図１の例では透過）光を受光素子５で受光し、その受光結果を利用して、生体情報演算部となるＣＰＵ６が、前記指２での２つの波長の光の吸光特性の差から、生体情報となる血中酸素飽和度（ＳｐＯ２値）を演算するものである。その演算結果は、表示装置７に表示されるとともに、記憶部８に順次記憶され、インタフェイス９を介して、外部の解析装置などに適宜吸い出しが可能となっている。
【００２７】
前記発光ダイオード３，４は、タイミング制御回路１０からのタイミング信号に応答して、駆動回路１１によって交互に点灯駆動される。一方、前記受光素子５では、受光光量に対応した電流信号が得られ、その電流信号は、電流電圧変換回路１２によって電圧信号に変換され、増幅回路１３によって反転増幅されて積分回路１４に入力される。
【００２８】
前記電流電圧変換回路１２は、前記受光素子５が反転入力端と非反転入力端との間に接続されるアンプＡ１と、そのアンプＡ１の出力を負帰還するコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１の並列回路を備えて構成され、上述のように受光素子５からの電流信号が電圧信号に変換されるとともに、増幅されて増幅回路１３に与えられる。
【００２９】
前記増幅回路１３は、入力抵抗Ｒ２と、アンプＡ２と、その帰還抵抗Ｒ３とを備えて構成され、上述のように電流電圧変換回路１２からの出力信号を反転増幅して積分回路１４に与える。
【００３０】
前記積分回路１４は、前記増幅回路１３からの入力ラインに介在される入力抵抗Ｒ４と、その入力を導通／遮断する入力スイッチＳ１と、前記入力スイッチＳ１からの信号を反転増幅するアンプＡ３と、その入出力間に介在される積分コンデンサＣ２と、前記積分コンデンサＣ２の端子間を短絡することができる短絡スイッチＳ２とを備えて構成され、上述のように増幅回路１３からの出力信号を反転増幅、かつ積分して出力する。その積分動作は、前記入力スイッチＳ１が導通されている期間だけ行われ、コンデンサＣ２に保持される積分値は、短絡スイッチＳ２が導通されることでリセットされる。
【００３１】
前記積分回路１４からの出力信号は、アナログ／デジタル変換器１５を介して前記ＣＰＵ６に取込まれ、そのアナログ／デジタル変換器１５のサンプリングタイミングおよび前記スイッチＳ１，Ｓ２の導通／遮断は、前記発光ダイオード３，４の点滅と共に、前記タイミング制御回路１０によって制御される。
【００３２】
前記ＣＰＵ６は、前記積分回路１４からの出力信号の内、前記発光ダイオード３，４の点灯期間における信号成分の積算値から、消灯期間における信号成分の積算値を差し引くことによって、外光、誘導、回路系のノイズを抑え、前記ＳｐＯ２値に高い精度を得られるようにする。こうして得られた信号成分の積算値から、前記ＣＰＵ６は、さらに前記指２での２つの波長の光の吸光特性の差から、前記ＳｐＯ２値を演算する。
【００３３】
したがって、フォトダイオードなどから成る前記受光素子５に、電流電圧変換回路１２および増幅回路１３を加えて、受光回路が構成され、前記積分回路１４、アナログ／デジタル変換器１５およびＣＰＵ６は、ノイズ成分を除去する信号処理部となる。
【００３４】
図２は、上述のように構成されるパルスオキシメータ１における前記タイミング制御回路１０による制御動作を説明するためのタイミングチャートである。前記図５と同様に、赤色光と赤外光とをそれぞれ発する２つの発光ダイオード３，４が、点灯期間Ｗ１および消灯期間Ｗ４で、前記タイミング制御回路１０によって、時分割で交互に点灯される。
【００３５】
注目すべきは、本実施の形態では、前記タイミング制御回路１０は、上述のように発光ダイオード３，４の点滅を制御するとともに、前記積分回路１４からの出力信号をＣＰＵ６に取込むタイミングを規定するにあたって、先ず、発光ダイオード３，４の点灯期間における信号積分の期間、すなわち前記入力スイッチＳ１の導通期間Ｗ１１が、前記点灯期間Ｗ１を含み、立ち下がりが遅く設定されることである。詳しくは、前記タイミング制御回路１０は、図３で拡大して示すように、図３（ａ）で示す増幅回路１３からの出力信号に対して、図３（ｂ）で示すように、前記発光ダイオード３，４の消灯タイミングｔ１から、信号レベルが予め定める第１のレベルＶ１に低下するまでの期間Ｗ１２だけ低下したタイミングｔ２まで、前記増幅回路１３からの出力信号を前記点灯期間Ｗ１における信号成分として取込ませる。
【００３６】
前記第１のレベルＶ１は、前記期間Ｗ１２が、受光回路の回路時定数の０．７〜２倍となるレベルに選ばれる。前記回路時定数は、前記増幅回路１３からの出力信号が、ピークレベルＶ０の１／ｅとなるレベルに立ち上がるまたは立ち下がるまでの期間である。
【００３７】
このように構成することで、タイミング制御部１１は、従来では、タイミングｔ３で発光ダイオード３，４を点灯駆動すると同時に、或いは、点灯駆動して受光回路が充分立上がったタイミングｔ４から、信号処理部に、該受光回路からの出力信号を点灯期間の信号成分として取込ませ、前記タイミングｔ１で消灯駆動すると同時に、その取込みを終了させているのに対して、本実施の形態では、消灯時は、信号レベルが予め定める第１のレベルＶ１に低下するまでの期間Ｗ１２だけ、前記信号処理部に、前記点灯期間Ｗ１における信号成分として取込みを継続させる。
【００３８】
したがって、図３（ａ）においてハッチングを施して示すように、前記受光回路による波形鈍りで、従来は放棄していた立ち下がり（テール）、すなわち信号減衰期間の信号成分で、所定の前記第１のレベルＶ１を有し、Ｓ／Ｎの向上に寄与する部分は、点灯期間Ｗ１の信号成分に繰り入れることができ、発光光量の増加を招くことなく、Ｓ／Ｎを向上し、前記ＳｐＯ２値をより高い精度で得ることができる。
【００３９】
また、注目すべきは、本実施の形態では、前記タイミング制御回路１０は、前記発光ダイオード３，４の点灯タイミングｔ３から、受光回路の出力信号レベルが予め定める第２のレベルＶ２に上昇するまでの期間Ｗ１３だけ待機したタイミングｔ５で、信号処理部に、前記受光回路からの出力信号を前記点灯期間Ｗ１における信号成分として取込ませることである。すなわち、前述のような立ち下がり部分だけでなく、同様に、前記受光回路による波形鈍りで、図３（ａ）においてハッチングを施して示すように、従来はマスクして放棄していた点灯開始タイミングｔ３から、充分に立ち上がるタイミングｔ４までの期間Ｗ１４の内、期間Ｗ１３の所期の部分を除き、前記Ｓ／Ｎの向上に寄与する所定の第２のレベルＶ２を有する部分は、点灯期間Ｗ１の信号成分に繰り入れる。
【００４０】
前記第２のレベルＶ２は、前記期間Ｗ１３が、受光回路の回路時定数の０．１〜０．５倍となるレベルに選ばれる。これによって、よりＳ／Ｎを向上することができる。
【００４１】
図４は、本願発明者のシミュレーション結果を示すグラフである。参照符号α１は前記立ち下がりの期間に信号成分の取込みを延長する期間Ｗ１２を０ｓｅｃの固定として、立上がりの期間に信号成分の取込みを禁止する期間Ｗ１３を変化させた場合のＳ／Ｎの変化を示すグラフであり、参照符号α２は前記期間Ｗ１３を２．４μｓｅｃの固定として、前記期間Ｗ１２を変化させた場合のＳ／Ｎの変化を示すグラフである。共に、発光ダイオード３，４の点灯期間Ｗ１は５０μｓｅｃであり、受光回路の時定数は７．５μｓｅｃである。
【００４２】
参照符号α１のグラフから、立ち上がりの取込み禁止期間Ｗ１３が、短い場合には、立ち上がる前のダーク成分の取込みがＳ／Ｎの劣化原因となり、長い場合には、信号成分の減少がＳ／Ｎの劣化原因となり、前記７．５μｓｅｃの時定数に対して、前述のように０．１〜０．５倍が好適であることが理解される。
【００４３】
一方、参照符号α２のグラフから、立ち下がりの取込み延長期間Ｗ１２が、短い場合には、信号成分の減少がＳ／Ｎの劣化原因となり、長くても、信号成分は、前記第１のレベルＶ１を下回っていても或る程度のレベルがあり、Ｓ／Ｎは急激には劣化しないものの、サンプリング間隔が延びることもあり、前記７．５μｓｅｃの時定数に対して、高いＳ／Ｎが得られている前述の０．７〜２倍程度が好適であることが理解される。
【００４４】
さらにまた、注目すべきは、本実施の形態では、図２および図３（ｃ）で示すように、前記タイミング制御回路１０は、前記信号処理部に対して、前記受光回路からの出力信号を、前記点灯期間における信号成分として取込ませる期間Ｗ１１の前後において、同じ期間Ｗ１１だけ前記消灯期間の信号成分として取込みを行わせ、前記信号処理部は、前記点灯期間における信号成分の積分値から、前記前後の期間における信号成分の積分値の１／２を減算することで、前記ノイズ成分を除去することである。
【００４５】
具体的には、前記積分回路１４が前記増幅回路１３からの出力信号の取込みを開始するタイミングｔ５より前記期間Ｗ１１だけ以前のタイミングｔ６から、消灯（ダーク）期間における信号成分の積分値を求める事前ダーク積分を行い、出力信号の取込みを終了するタイミングｔ２から前記期間Ｗ１１だけ以後のタイミングｔ７まで、同様に信号成分の積分値を求める事後ダーク積分を行い、ＣＰＵ６が、それらの積分値の加算値の１／２を前記消灯（ダーク）期間における信号成分の積分値とする。
【００４６】
そのため、図２で示すように、先ず前記タイミング制御回路１０は、アナログ／デジタル変換器１５に、タイミングｔ５で事前ダーク値の取込みを行わせ、次のタイミングｔ２で信号成分の取込みを行わせ、タイミングｔ７で事後ダーク値の取込みを行わせる。それらの取込みの度に、前記タイミング制御回路１０は、積分用のアンプＡ２の入力スイッチＳ１を導通／遮断してもよいが、積分期間のタイミングｔ６〜ｔ７間は導通したままとし、前記タイミングｔ５，ｔ２，ｔ７でアナログ／デジタル変換器１５にサンプリングを行わせた後、直ちに積分コンデンサＣ２の短絡スイッチＳ２を導通させ、その蓄積電荷を放電させるようにしてもよい。前記タイミング制御回路１０は、このような動作を、所定周期で、赤色光と赤外光とに対して、交互に行う。
【００４７】
このように構成することで、前述のように信号処理部での前記ノイズ成分の除去処理を、前記点灯期間における信号成分の積分値から、前記消灯（ダーク）期間における信号成分の積分値を減算することで実現し、前記外光、誘導、回路系のノイズを抑えることができる。特に、ＣＰＵ６が、ＳｐＯ２値を得るのに使用する信号成分、すなわち点灯期間の信号成分に対して、ノイズの状況が最も近いと思われる直近前後の期間の平均値で補正を行うので、ＳｐＯ２値の精度を高めることができる。
【００４８】
なお、上記の積分処理は、上述のような積分回路１４を使用したアナログ回路によるものが望ましいが、前記積分回路１４を増幅回路に代えて、或いは増幅回路１３で充分なゲインが得られる場合には該増幅回路１３の出力を直接アナログ／デジタル変換器１５に取込むようにし、その取込みを上記の積分期間の多点で行うように（マルチサンプル）して、それを平均化したものを積分値としてもよい。
【００４９】
また、事前ダーク積分の開始タイミングｔ６では、前記受光回路からの出力信号におけるその前の発光素子の点灯に起因する成分が残っている可能性があるが、前記脈拍数計や脈波計のように、単一波長、すなわち１つの発光素子しか用いない場合には、クロストークが生じないので、前記事前ダーク積分の開始タイミングｔ６で、前記その前の発光素子の点灯に起因する成分が或る程度残っていても問題はない。しかしながら、このパルスオキシメータ１のように、複数の波長、すなわち複数の発光素子を時分割（マルチプレクックス）して用いる場合には、前記事前ダーク積分の開始タイミングｔ６で、前記その前の発光素子の点灯に起因する成分によるクロストークの生じる可能性があり、該その前の発光素子の点灯に起因する成分が実質的に完全に減衰しているように受光回路の応答と発光素子の点灯周期とを設定する必要がある。
【符号の説明】
【００５０】
１    パルスオキシメータ
２    指
３，４  発光ダイオード
５    受光素子
６    ＣＰＵ
７    表示装置
８    記憶部
９    インタフェイス
１０    タイミング制御回路
１１    駆動回路
１２    電流電圧変換回路
１３    増幅回路
１４    積分回路
１５    アナログ／デジタル変換器
Ａ１，Ａ２，Ａ３    アンプ
Ｃ１    コンデンサ
Ｃ２    積分コンデンサ
Ｒ１    抵抗
Ｒ２，Ｒ４    入力抵抗
Ｒ３    帰還抵抗
Ｓ１    入力スイッチ
Ｓ２    短絡スイッチ
【図１】
0005504749.tif 000002
【図２】
0005504749.tif 000003
【図３】
0005504749.tif 000004
【図４】
0005504749.tif 000005
【図５】
0005504749.tif 000006