(57)【要約】【課題】簡便に使用することが可能であり、且つセンサと血管の位置関係の正確さを要求せず、センシングに指向性を有し、検出感度に優れた検体情報検出ユニットを提供する【解決手段】検体の手で握ることのできる外形を有する筐体部１１、２１をそなえ、該筐体部１１、２１が、円柱状部材または卵形状部材として構成され、該筐体部１１、２１に設けられ、該筐体部１１、２１を握った該手の指９１における血管の脈動性信号を検出する第１センサ１４が設けられたことを特徴とする、検体情報検出ユニット。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体の手で握ることのできる外形を有する筐体部をそなえ、
該筐体部が、円柱状部材または卵形状部材として構成され、
該筐体部に設けられ、該筐体部を握った該手の指における血管の脈動性信号を検出する第１センサが設けられたことを特徴とする、検体情報検出ユニット。
【請求項２】
該筐体部を握った該手の指に対向すべき該筐体部の部位に、３ｍｍから８ｍｍの口径を有する第１開口部が形成されるとともに、
該第１開口部に連通するとともに、該第１開口部を該指に対向させて該手で該筐体部を握った状態で閉鎖された空間構造となる第１空洞が該筐体部に形成され、
該第１センサが、該第１開口部を通じ入力された該指における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該第１空洞内を伝播する圧力情報として検出することを特徴とする、請求項１に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項３】
該筐体部の表壁部に、該指のガイド溝が形成され、
該ガイド溝に該開口部が形成されていることを特徴とする、請求項２記載の検体情報検出ユニット。
【請求項４】
該筐体部に設けられ、該筐体部を握った該手の指へ向けて光信号を発生する第１光源と、
該筐体部を握った該手の指に対向すべき該筐体部の部位に設けられ、該第１光源からの光信号を透過しうる透過性の材料からなる光透過部とを備え、
該筐体部を握った手の指が該筐体部に設けられた該光透過部と対向し、該第１光源からの光信号が該光透過部を透過して該指に当たり、該指に当たって反射した光信号が該光透過部を透過して該第１センサにより検出されるよう構成され、
該第１センサが、該指における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該第１光源からの光信号が該指に当たって反射した光信号を受光することで検出することを特徴とする、請求項１に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項５】
該筐体部の表壁部に、該指のガイド溝が形成され、
該ガイド溝に該光透過部が設けられていることを特徴とする、請求項４記載の検体情報検出ユニット。
【請求項６】
検体の手で握ることのできる外形を有する筐体部をそなえ、
該筐体部が、円柱状部材または卵形状部材として構成され、
該筐体部に設けられ、該筐体部を握った該手の複数の各指における血管の脈動性信号を検出する複数の第１センサが設けられたことを特徴とする、検体情報検出ユニット。
【請求項７】
該筐体部を握った該手の複数の各指に対向すべき該筐体部の部位に、それぞれ３ｍｍから８ｍｍの口径を有する第１開口部が形成されるとともに、
上記の各第１開口部に連通するとともに、上記の各第１開口部をそれぞれの指に対向させて該手で該筐体部を握った状態でそれぞれ閉鎖された空間構造となる複数の第１空洞が該筐体部に形成され、
該第１センサが、上記の各第１開口部を通じ入力されたそれぞれの指における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し上記の各第１空洞内を伝播する圧力情報として検出することを特徴とする、請求項６に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項８】
該筐体部の表壁部に、上記の各指のガイド溝が形成され、
上記の各ガイド溝にそれぞれ該開口部が形成されていることを特徴とする、請求項７記載の検体情報検出ユニット。
【請求項９】
該筐体部に設けられ、該筐体部を握った該手の複数の各指へ向けてそれぞれ光信号を発生する複数の第１光源と、
該筐体部を握った該手の複数の各指に対向すべき該筐体部の部位に設けられ、該第１光源からの光信号をそれぞれ透過しうる透過性の材料からなる複数の光透過部とを備え、
該筐体部を握った手の複数の各指が上記の各ガイド溝に設けられた上記のそれぞれの光透過部と対向し、上記の各第１光源からの光信号が上記のそれぞれの光透過部を透過して上記の各指に当たり、該指に当たって反射した光信号が上記のそれぞれの光透過部を透過して上記の各第１センサにより検出されるよう構成され、
上記の各第１センサが、それぞれの指における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し上記の各第１光源からの光信号がそれぞれの指に当たって反射した光信号を受光することで検出することを特徴とする、請求項６に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１０】
該筐体部の表壁部に、上記の各指のガイド溝が形成され、
上記の各ガイド溝にそれぞれ該第１センサが設けられていることを特徴とする、請求項９記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１１】
該第１センサが、コンデンサマイクまたはＰＺＴ圧電素子であることを特徴とする、請求項２、３、７、８のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１２】
該第１センサが、フォトダイオードであることを特徴とする、請求項４、５、９、１０のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１３】
該筐体部に、
検体感知センサをそなえるとともに、
該検体感知センサにより該検体を感知した場合に、該検体感知センサからの出力に起因して、該筐体部の位置を知らせる検体報知部をそなえていることを特徴とする、請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１４】
該第１センサで検出された脈動性信号の波形の極性を検出する極性判定手段をそなえるとともに、
該極性判定手段からの出力に起因して、極性の変化を知らせる極性報知部をそなえていることを特徴とする、請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１５】
該筐体部に、
該手の握りの強さを検出する握り強さセンサをそなえるとともに、
該握り強さセンサからの出力に起因して、該手の握りの強さを知らせる握り強さ報知部をそなえていることを特徴とする、請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１６】
該筐体部に、
該第１センサによる計測結果を記憶する記憶手段が設けられた
ことを特徴とする、請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１７】
該筐体部に、
時計とＧＰＳとをそなえ、
該記憶手段が、上記の時計とＧＰＳとの計測結果と該第１センサの計測結果とを関連付けて記憶することを特徴とする、請求項１６記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１８】
該筐体部に、
該筐体部を握った該手を通じて該検体の温度を検出する検体温度検出手段と、
外気温を検出する外気温検出手段と、
上記の検体温度検出手段と外気温検出手段時計との計測結果を記憶する記憶手段とをそなえたことを特徴とする、請求項１ないし請求項１７のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項１９】
該筐体部に設けられ、該指を透過するように光信号を発生する第２光源と、
該筐体部に設けられ、該指を透過した該光源からの該光信号を受信して、該血管中の酸素飽和度に関する情報を検出する第２センサとが設けられたことを特徴とする、請求項１ないし請求項１８のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項２０】
該検体に対向する該筐体部の部位に第２開口部を有し、
該開口部に連通するとともに、該第２開口部を該検体に対向させて該検体に装着された状態で閉鎖された空間構造となる第２空洞が該筐体部に形成され、
該筐体部に設けられ、上記の筐体の第２空洞内を通って該筐体部の該第２開口部を通じ、該検体の血管へ向けて光信号を供給する複数の光源を備えた合成光学系と、
該光信号の影響を受けた上記の検体における血管からの信号を、該第２空洞内を伝播する圧力情報として受信して、該血管中の血糖値に関する情報を検出する第３センサとが設けられたことを特徴とする、請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項２１】
該筐体部を接触状態または無接触状態で装着して、該筐体部からの計測信号の読み取り及び給電の機能を有するクレードルが設けられたことを特徴とする、請求項１ないし請求項２０のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニット。
【請求項２２】
電動歯ブラシ装置であって、
請求項１ないし請求項２１のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニットにおける該筐体部を該電動歯ブラシ装置の握り部とすることを特徴とする、電動歯ブラシ装置。
【請求項２３】
該クレードルが該電動歯ブラシ装置用のクレードルを兼用していることを特徴とする、請求項２２記載の電動歯ブラシ装置。
【請求項２４】
電動シェーバー装置であって、
請求項１ないし請求項２１のいずれか１項に記載の検体情報検出ユニットにおける該筐体部を該電動シェーバー装置の握り部とすることを特徴とする、電動シェーバー装置。
【請求項２５】
該クレードルが該電動シェーバー装置用のクレードルを兼用していることを特徴とする、請求項２４記載の電動シェーバー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体の手で握ることのできる外形を有し、手の指における血管の脈動性信号を検出する検体情報検出ユニット、並びに、上記検体情報検出ユニットをそなえた電動歯ブラシ装置及び電動シェーバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的太い血管が中に通っている腕や、毛細血管が網のように張り巡らされた指先などに対して、それらが持つ脈動性の信号を検出するセンサにおいて、閉じた空間を持つ構造をもつもので、片側が腕の皮膚や指先の皮膚の部分に、血管の流れを妨げないごく弱いレベルで圧力をかけ、反対側にコンデンサマイクなどの圧力センサを配置し、血管を通じて伝わってくる心臓の脈動に起因する脈波を、閉じた空間内の圧力変化として検出する圧力センサ装置が知られている。
【０００３】
特許文献１（特開２００１−１７８６９１号公報）には、被検診者の指に、指の爪部とその対象位置で圧力センサを介してこれらの厚み（高さ）を一定に保持する構造を有する脈波センサを装着し、脈波センサの圧力センサにより、被検診者の指第一関節より末梢部において血流による皮膚の膨張収縮を電気信号として得る循環器系評価装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２（特開平１１−５６７９９）では、生体の頸部に押圧される押圧面を有し、該押圧面における圧力を検出する複数の圧力センサと、圧力センサを配列した状態で保持するハウジングと、ハウジングを生体の頸部に装着するためのハウジング装着装置とを含み、該頸部に押圧されて該頸部の頸動脈内の圧波を検出する頸動脈圧波検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７８６９１号公報
【特許文献２】特開平１１−５６７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の場合、付加帯のマジックテープ（登録商標）により被験者の指に脈波センサの圧力センサのケースがあたるような状態で固定することで爪部の厚みを保持しており、脈波信号を得るためには脈波センサの固定が必要とされていた。
上記特許文献２の場合、湾曲して伸びる弾性変形可能な板ばね材から構成された部材を備え、ハウジング装着装置として機能する把持装置１２によってハウジングが生体の頚部に装着された状態で頸動脈圧波を測定する必要があった。
【０００７】
脈動性信号の検出を行うに際して、上記特許文献１、２のように圧力センサ及び検出装置を検体に固定して検出を行う装置では、例えば、体に異常を感じたときに迅速に測定を行うことが困難であったり、または定期的に同じような時間に測定を行うときに煩雑と感じられる場合があった。このため、測定の際に固定を必要とせずに、且つ十分な検出性能を有する脈動性信号検出装置が求められていた。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みて創案されたものであり、簡便に使用することが可能な検体情報検出ユニット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】
上記目的を達成するために、本発明の検体情報検出ユニットは、検体の手で握ることのできる外形を有する筐体部をそなえ、該筐体部が、円柱状部材または卵形状部材として構成され、該筐体部に設けられ、該筐体部を握った該手の指における血管の脈動性信号を検出する第１センサが設けられたことを特徴としている。
このとき、該筐体部を握った該手の指に対向すべき該筐体部の部位に、３ｍｍから８ｍｍの口径を有する第１開口部が形成されるとともに、該第１開口部に連通するとともに、該第１開口部を該指に対向させて該手で該筐体部を握った状態で閉鎖された空間構造となる第１空洞が該筐体部に形成され、該第１センサが、該第１開口部を通じ入力された該指における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該第１空洞内を伝播する圧力情報として検出するように構成されても良い。
さらに、該筐体部の表壁部に、該指のガイド溝が形成され、該ガイド溝に該開口部が形成されていても良い。
また、該筐体部に設けられ、該筐体部を握った該手の指へ向けて光信号を発生する第１光源と、該筐体部を握った該手の指に対向すべき該筐体部の部位に設けられ、該第１光源からの光信号を透過しうる透過性の材料からなる光透過部とを備え、該筐体部を握った手の指が該筐体部に設けられた該光透過部と対向し、該第１光源からの光信号が該光透過部を透過して該指に当たり、該指に当たって反射した光信号が該光透過部を透過して該第１センサにより検出されるよう構成され、該第１センサが、該指における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し該第１光源からの光信号が該指に当たって反射した光信号を受光することで検出するように構成されても良い。
さらに、該筐体部の表壁部に、該指のガイド溝が形成され、該ガイド溝に該光透過部が設けられていてもよい。
【００１０】
本発明の別の要旨は、検体の手で握ることのできる外形を有する筐体部をそなえ、該筐体部が、円柱状部材または卵形状部材として構成され、該筐体部に設けられ、該筐体部を握った該手の複数の各指における血管の脈動性信号を検出する複数の第１センサが設けられたことを特徴とする、検体情報検出ユニットに存する。
このとき、該筐体部を握った該手の複数の各指に対向すべき該筐体部の部位に、それぞれ３ｍｍから８ｍｍの口径を有する第１開口部が形成されるとともに、上記の各第１開口部に連通するとともに、上記の各第１開口部をそれぞれの指に対向させて該手で該筐体部を握った状態でそれぞれ閉鎖された空間構造となる複数の第１空洞が該筐体部に形成され、該第１センサが、上記の各第１開口部を通じ入力されたそれぞれの指における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し上記の各第１空洞内を伝播する圧力情報として検出するように構成されても良い。
さらに、該筐体部の表壁部に、上記の各指のガイド溝が形成され、上記の各ガイド溝にそれぞれ該開口部が形成されていてもよい。
また、該筐体部に設けられ、該筐体部を握った該手の複数の各指へ向けてそれぞれ光信号を発生する複数の第１光源と、該筐体部を握った該手の複数の各指に対向すべき該筐体部の部位に設けられ、該第１光源からの光信号をそれぞれ透過しうる透過性の材料からなる複数の光透過部とを備え、該筐体部を握った手の複数の各指が上記の各ガイド溝に設けられた上記のそれぞれの光透過部と対向し、上記の各第１光源からの光信号が上記のそれぞれの光透過部を透過して上記の各指に当たり、該指に当たって反射した光信号が上記のそれぞれの光透過部を透過して上記の各第１センサにより検出されるよう構成され、上記の各第１センサが、それぞれの指における血管の脈動性信号を、該脈動性信号に起因し上記の各第１光源からの光信号がそれぞれの指に当たって反射した光信号を受光することで検出するように構成されても良い。
さらに、該筐体部の表壁部に、上記の各指のガイド溝が形成され、上記の各ガイド溝にそれぞれ該第１センサが設けられていてもよい。
また、該第１センサが、コンデンサマイクまたはＰＺＴ圧電素子であってもよい。
また、該第１センサが、フォトダイオードであってもよい。
【００１１】
さらに、該筐体部に、検体感知センサをそなえるとともに、該検体感知センサにより該検体を感知した場合に、該検体感知センサからの出力に起因して、該筐体部の位置を知らせる検体報知部をそなえていてもよい。
また、該第１センサで検出された脈動性信号の波形の極性を検出する極性判定手段をそなえるとともに、該極性判定手段からの出力に起因して、極性の変化を知らせる極性報知部をそなえていてもよい。
また、該筐体部に、該手の握りの強さを検出する握り強さセンサをそなえるとともに、該握り強さセンサからの出力に起因して、該手の握りの強さを知らせる握り強さ報知部をそなえていてもよい。
また、該筐体部に、該第１センサによる計測結果を記憶する記憶手段が設けられてもよい。
また、該筐体部に、時計とＧＰＳとをそなえ、該記憶手段が、上記の時計とＧＰＳとの計測結果と該第１センサの計測結果とを関連付けて記憶するように構成されても良い。
また、該筐体部に、該筐体部を握った該手を通じて該検体の温度を検出する検体温度検出手段と、外気温を検出する外気温検出手段と、上記の検体温度検出手段と外気温検出手段時計との計測結果を記憶する記憶手段とをそなえていてもよい。
さらに、該筐体部に設けられ、該指を透過するように光信号を発生する第２光源と、該筐体部に設けられ、該指を透過した該光源からの該光信号を受信して、該血管中の酸素飽和度に関する情報を検出する第２センサとが設けられていてもよい。
また、該検体に対向する該筐体部の部位に第２開口部を有し、該開口部に連通するとともに、該第２開口部を該検体に対向させて該検体に装着された状態で閉鎖された空間構造となる第２空洞が該筐体部に形成され、該筐体部に設けられ、上記の筐体の第２空洞内を通って該筐体部の該第２開口部を通じ、該検体の血管へ向けて光信号を供給する複数の光源を備えた合成光学系と、該光信号の影響を受けた上記の検体における血管からの信号を、該第２空洞内を伝播する圧力情報として受信して、該血管中の血糖値に関する情報を検出する第３センサとが設けられていてもい。
さらに、該筐体部を接触状態または無接触状態で装着して、該筐体部からの計測信号の読み取り及び給電の機能を有するクレードルが設けられていてもよい。
【００１２】
また、本発明の別の要旨は、電動歯ブラシ装置であって、上記の検体情報検出ユニットにおける該筐体部を該電動歯ブラシ装置の握り部とすることを特徴とする、電動歯ブラシ装置に存する。
このとき、該クレードルが該電動歯ブラシ装置用のクレードルを兼用していてもよい。
また、本発明の別の要旨は、電動シェーバー装置であって、上記の検体情報検出ユニットにおける該筐体部を該電動シェーバー装置の握り部とすることを特徴とする、電動シェーバー装置に存する。
このとき、該クレードルが該電動シェーバー装置用のクレードルを兼用していてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、手早く検体情報検出ユニットを握ることができ、手で握る力を安定化させることで、迅速且つ安定した脈動性信号の検出結果を提供する検体情報検出ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる第１開口部及び第１空洞が形成された検体情報検出ユニットの構成を表すもので、（ａ）は筐体部が円柱状の構成を模式的に表す図、（ｂ）は筐体部が卵形状の構成を模式的に表す図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの構成を模式的に表すもので、（ａ）は指と検体情報検出ユニットの一部の断面図の関係を模式的に表す図、（ｂ）は第１開口部周辺の構成を模式的に表す図である。
【図３】第１センサとしてのＰＺＴ素子の回路構成の一例を模式的に表す図である。
【図４】第１センサとしてのフォトインタラプタの構成の一例を模式的に表す図である。
【図５】第１センサとしてのフォトインタラプタにより検出した脈波の応答波形を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットにおける検体報知部の構成を模式的に表す図である。
【図７】押圧する力の変化に伴う脈波の変化の一例を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの信号処理部の機能構成を説明するためのブロック図である。
【図９】ピークホールド回路とボトムホ−ルド回路による波形の処理の一例を説明するための図であり、（ａ）は処理前の波形を表す図、（ｂ）はボトムホールド回路によるボトムホールド処理後の回路の出力を表す図、（ｃ）はピークホールド回路によるピークホールド処理後の回路の出力を表す図、（ｄ）は図９（ａ）の波形をバンドパスフィルタにより高周波部分を検出したものを表す図である。
【図１０】押圧する力を変化させたときの脈波の波形の変化の一例を示す図であり、（ａ）は弱い力を印加した場合の脈波の波形を表す図、（ｂ）は強い力を印加した場合の脈波の波形を現す図である。
【図１１】脈波の波形からの押圧の調整の一例を説明するための図であり、（ａ）は第１センサによって検出される容積脈波を表す図、（ｂ）は第１センサによって検出される速度脈波を表す図、（ｃ）は脈波の１周期におけるタイミングを表す図、（ｄ）はＰＬＬ入力のタイミングを表す図、（ｅ）は速度脈波の適正圧の場合の第２のピークのタイミングを表す図、（ｆ）は適正圧の場合の加速度脈波を表す図、（ｇ）は押圧が高いときの加速度脈波を表す、（ｈ）は押圧が低いときの加速度脈波を表す図である。
【図１２】本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの構成を表すもので、（ａ）は筐体部が円柱状の構成を模式的に表す図、（ｂ）は筐体部が卵形状の構成を模式的に表す図である。
【図１３】本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットにおける複数の信号を平均化する平均化処理部の機能構成を説明するためのブロック図である。
【図１４】本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニットにおける第２光源と第２センサの構成の一例を模式的に表す図である。
【図１５】本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニットにおける合成光学系と第３センサの一例を模式的に表す図である。
【図１６】本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニットにおける発光制御部における信号の制御の一例について説明するための波形を示す図であり、（ａ）は脈波の１周期を元にするタイミングを表す図、（ｂ１）〜（ｂ８）は酸素飽和度の測定の信号の制御の一例について説明するための図、（ｃ１）〜（ｃ２４）は血糖値の測定の信号の制御の一例について説明するための図である。
【図１７】本発明の第一実施形態を電動シェーバー装置に適用した際に生じる波形の一例を表す図であり、（ａ）は電動シェーバー装置のノイズ成分の波形を表す図、（ｂ）は指先から検出した脈動性信号の容積脈波の波形を表す図、（ｃ）は指先から検出した脈動性信号の速度脈波の波形を表す図である。
【図１８】本発明の第一実施形態を電動歯ブラシ装置に適用した際に生じる波形の一例を表す図であり、（ａ）は電動歯ブラシ装置のノイズ成分の波形を表す図、（ｂ）は指先から検出した脈動性信号の容積脈波の波形を表す図、（ｃ）は指先から検出した脈動性信号の速度脈波の波形を表す図である。
【図１９】検体情報検出ユニットの第１開口部の口径と信号の強さとの関係の一例を示す図である。
【図２０】本発明の第一実施形態にかかる光透過部が設けられた検体情報検出ユニットの構成を表すもので、（ａ）は筐体部が円柱状の構成を模式的に表す図、（ｂ）は筐体部が卵形状の構成を模式的に表す図である。
【図２１】本発明の第二実施形態にかかる光透過部が設けられた検体情報検出ユニットの構成を表すもので、（ａ）は筐体部が円柱状の構成を模式的に表す図、（ｂ）は筐体部が卵形状の構成を模式的に表す図である。
【図２２】本発明の第一実施形態を電動シェーバー装置に適用した際の模式的な構造を表す図である。
【図２３】本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの機能構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図２４】本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの機能構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図２５】本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの機能構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図２６】本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの機能構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図２７】本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニットの機能構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図２８】本発明の第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの機能構成の一例を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施できる。
【００１６】
〔Ａ１．第一実施形態の説明〕
［１−１．第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの構成例］
以下に、本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９の構成の一例について説明する。
【００１７】
＜検体情報検出ユニットの構成＞
本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、８は、一例として、図１（ａ）、図２０（ａ）に示すように、筐体部１１をそなえ、筐体部１１が円柱状部材として構成され、第１センサ１４が設けられている。または、本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット３、９は、図１（ｂ）、図２０（ｂ）に示すように、筐体部２１をそなえ、筐体部２１が卵形状部材として構成され、第１センサ１４が設けられている。
【００１８】
本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、筐体部１１、２１には第１開口部１２が形成されるとともに、第１空洞１３が形成され、第１センサ１４として機能する感圧素子２４が設けられていることが好ましい。または、本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット８、９は、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、筐体部１１、２１には第１光源１７と、光透過部２３と、第１センサ１４として機能する受光素子１８が設けられていることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、筐体部１１、２１の表壁部には、指のガイド溝１５が形成されていることが好ましい。筐体部１１、２１に、握り強さセンサ１６をそなえていることが好ましい。
【００２０】
また、筐体部１１、２１は、第１センサ１４及び握り強さセンサ１６で検出された信号を処理する信号処理部１０１を備えることが好ましい（図２３、図２４）。
【００２１】
本実施形態では左手で筐体部を握る場合の検体情報検出ユニットの構成について説明するが、右手で筐体部を握るように、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すガイド溝１５の形状を左右反転させて形成してもよい。
【００２２】
なお、本発明において、筐体部を握るといった場合、人差し指と中指と薬指と小指とを略同一方向に向け、人差し指と中指と薬指と小指とを筐体部の外形に沿って内側に円弧を描くように曲げ、親指を人差し指と中指と薬指と小指とは反対の側から筐体部の外形に沿って曲げることで、親指と、人差し指と中指と薬指と小指とが円を描くようにして、片手の５指で筐体部を包み込むようにして保持することをいう。
以下に本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９の各部の構成について説明する。
【００２３】
（筐体部）
筐体部１１、２１は、検体手で握ることのできる外形を有するものであり、検体情報検出ユニット１、３、８、９の筐体として機能する部位である。筐体部１１、２１には、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、第１開口部１２、及び第１空洞１３が形成され、第１センサ１４として機能する感圧素子２４が設けられている。または、筐体部１１、２１には、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、第１光源１７、光透過部２３、及び第１センサ１４として機能する受光素子１８とが設けられている
【００２４】
筐体部１１は、手で握ることのできる外形であれば、形状、サイズともに限定はされないが、握りやすさと保持のしやすさの点から、図１（ａ）、図２０（ａ）に示すように、検体情報検出ユニット１、８の筐体部１１が円柱状または筒状部材の部材として構成され、側面部に第１開口部１２、及び第１空洞１３が形成され、第１センサ１４として機能する感圧素子２４が設けられているか、第１光源１７、光透過部２３、及び第１センサ１４として機能する受光素子１８が設けられていることが好ましい。この場合、筐体部１１の円周面に沿うようにして手で握ることとなる。または、図１（ｂ）、図２０（ｂ）に示すように、検体情報検出ユニット３、９の筐体部２１が卵形状の部材として構成され、卵形状のうち、長辺方向の中央付近の曲率半径が大きく、端部の形状が描くカーブが緩やかな部位（以下、単に中央付近ともいう）に第１開口部１２、及び第１空洞１３が形成され、第１センサ１４として機能する感圧素子２４が設けられているか、第１光源１７、光透過部２３、及び第１センサ１４として機能する受光素子１８が設けられていることが好ましい。この場合、卵形状の長辺方向の中央付近の周方向に沿うようにして手で握ることとなる。または、検体情報検出ユニットの筐体部は角柱状部材として構成されていてもよい。
【００２５】
筐体部１１、２１のサイズは手で握った際に、手で包み込める程度からやや大きいサイズであることが好ましい。筐体部１１が円柱状である場合にはその円周面の円周長が、筐体部１１を手で握った際に親指と、人差し指と中指と薬指と小指のいずれかの指とで一周するより大きい程度の長さであることが好ましい。また、筐体部２１が卵形状である場合には、長辺方向の中央付近の部位の周方向の円周長が、筐体部２１を手で握った際に親指と、人差し指と中指と薬指と小指のいずれかの指とで一周するより大きい程度の長さであることが好ましい。
筐体部１１、２１は検体の手で握ることの外形を有していれば、内部が中空に形成されていてもよく、また内部が充填されており無垢であってもよい。
【００２６】
本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９によれば筐体部１１、２１が円柱状または卵形状に形成されていることで、筐体部を自然な形で手で握ることができる。
【００２７】
（第１開口部）
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、第１開口部１２は、筐体部１１、２１を握った手の指９１に対向すべき筐体部１１、２１の部位に、開口を設けることにより形成されており、検体情報検出ユニット１、３の筐体部１１、２１を手で握った際に、手の指９１と当接する部位である。第１開口部１２は、指のガイド溝１５に形成されていることが好ましい。第１開口部１２は、第１空洞１３と連通している。
【００２８】
第１開口部１２は、筐体部１１、２１を手で握った際に手の指９１の腹部分９２と対向すべき部位に形成され、手の指９１の腹部分９２当接する部位であることが好ましい。第１開口部１２は、手の指９１の関節部分に相当する皮膚部分に対抗すべき部位に形成されることがより好ましく、手の指９１の第１関節部分に相当する皮膚部分に対抗すべき部位に形成されることが特に好ましい。
【００２９】
図１９は、第１センサ１４としてコンデンサマイクを用いた場合に、筐体部１１、２１において第１開口部１２の口径を変えながら、指先の毛細血管の脈動性信号を測定した場合の信号の強さを表わす図である。
【００３０】
図１９から明らかなように、第１開口部１２の口径が１〜３ｍｍでは信号が測定できてはいるものの、十分なゲインが得られていない。第１開口部１２の口径が３ｍｍ以上ではゲインが上昇し、第１開口部１２の口径が５ｍｍ〜６ｍｍにおいて、高いゲインで脈動性信号の測定を行うことができることが分かる。これは、第１開口部１２の口径が２ｍｍよりも小さい場合には、血管からの信号を捉えるための面積が狭くなるため、検出される信号が弱くなることが影響しているのだと考えられる。
【００３１】
第１開口部１２の口径が大きすぎる（例えば口径が１０ｍｍよりも大きい）と、検体情報検出ユニット１、３を検体の指９１に装着した場合に、検体の指の表面の組織（皮膚、脂肪等）が盛り上がって第１空洞１３に入り込むことで、組織が第１センサ１４として機能する感圧素子２４と干渉したりするおそれがある。また、第１開口部１２の口径が大きすぎると、検体情報検出ユニット１、３を検体の指９１の立体的な形状に沿って密着するように装着する場合に、第１空洞１３がクローズドキャビティを形成することが困難になる場合がある。また、第１空洞１３の高さを一定にした場合、第１空洞１３の第１開口部１２の口径が大きくなるにつれて第１空洞１３の体積が大きくなり、脈動性信号の強さが一定の場合には、第１空洞１３の体積が大きくなることで血管の脈動性信号に起因する振動が減衰するため、第１センサ１４として機能する感圧素子２４により検出される信号の強度が低下するおそれがある。また、第１開口部１２の口径が広すぎると、血管の真上に検体情報検出ユニット１、３が存在しない場合であっても血管の脈動性信号が検出可能となるため、第１センサ１４として機能する感圧素子２４の指向性が低下するおそれがある。
【００３２】
このため、第１開口部１２の口径は、通常３ｍｍ以上、好ましくは６ｍｍ以上であり、通常１０ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以下である。第１開口部１２の口径の下限が上記の範囲の値より大きいことで、検出される脈動性信号が強くなり、検体の指９１に装着した際に血管からの振動を検出できる位置に第１開口部１２を密着させることが容易になるため好ましい。第１開口部１２の口径の上限が上記範囲の値より小さいことで、第１開口部１２に入り込む検体の影響を抑え、第１空洞１３の体積の増大に伴う感度の低下を防ぎ、第１センサ１４として機能する感圧素子２４の指向性を持たせることができるため好ましい。
【００３３】
また、本発明の検体情報検出ユニット１、３は、検体の指９１に装着して、指９１に存在する血管の脈動信号を検出する際に、第１空洞１３がクローズドキャビティを形成して脈動性信号を感度良く検出する観点から、第１開口部１２の口径は少なくとも指のスパンの半分以上、指のスパンの４分の３以下の大きさであることが好ましい。
【００３４】
（第１空洞）
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、第１空洞１３は、第１開口部１２に連通するとともに、第１開口部１２を指９１の腹部分９２に対向させて手で筐体部１１、２１を握った状態で閉鎖された空間構造となるものであり、筐体部１１、２１に形成されている。このように第１空洞１３が形成する閉鎖された空間構造を、「Closed Cavity；クローズドキャビティ」ともいう。第１空洞１３の内部には、第１センサ１４として機能する感圧素子２４が設けられている。
【００３５】
（第１光源）
図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、第１光源１７は、筐体部１１、２１に設けられ、筐体部１１、２１を握った手の指へ向けて光信号を発生するものである。第一光源１７は、は、断続的な光信号を供給する光の供給源であることが好ましく、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）を用いることが出来る。第一光源の発する光の波長は、フォトインタラプタとして脈動性信号の検出ができるものであれば特に制限されないが、入手の容易さ、又は自然光による外乱の影響を受けにくい点から、波長９４０ｎｍの波長の光を発することが好ましい。
【００３６】
図４に示すように、第一光源１７は、筐体部１１、２１の内部の表壁部付近に設けられ、外部に向けて光信号を発するように設けられている。第一光源１７から発せられた光信号は後述する光透過部２３を透過して、筐体部１１、２１を握った手の指９１に当たり、指９１に当たって反射した光信号が光透過部を通過して後述する第１センサ１４により検出されるよう、第一光源１７から発せられる光信号の供給方向が、筐体部１１、２１の端面に対して垂直ではなく、所定の角度をなして光信号を発するようにして設けられていることが好ましい。
第１光源１７は、後述する光透過部２３、第１センサ１４として機能する受光素子１８とともに、フォトインタラプタ（フォトリフレクタともいう）として機能する。
【００３７】
（光透過部）
図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、光透過部２３は、筐体部１１、２１を握った手の指に対向すべき筐体部１１、２１の部位に設けられ、第１光源１７からの光信号を透過しうる透過性の材料からなる。光透過部２３に用いられる材料は、例えば、第１光源１７からの光信号を透過しうるガラスや合成樹脂（プラスチック）を好適に用いることができる。中でも、第１光源１７からの光信号の波長の光を選択的に透過しうる素材を用いることが特に好ましい。また、光透過部２３の表面は無加工な物を用いることが好ましい。
【００３８】
図４に示すように、光透過部２３は筐体部１１、２１の表壁部に設けられ、筐体部１１、２１を握った手の指９１が筐体部１１、２１に設けられた光透過部２３と対向した際に、第１光源１７からの光信号が光透過部２３を透過して指９１に当たり、指９１に当たって反射した光信号が光透過部２３を透過して第１センサ１４により検出されるよう構成されていることが好ましい。光透過部２３の厚さｔは、第１光源１７、光透過部２３、及び第１センサ１４として機能する受光素子１８により構成されるフォトインタラプタの設定された表面深さにあわせる必要がある。光透過部２３を構成する材質の屈折率をｎとしたとき必要な材質の厚さｔはｎ倍されなければならない。
【００３９】
（第１センサ）
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、第１センサ１４は、筐体部１１、２１に設けられ、筐体部１１、２１を握った手の指における血管の脈動性信号を検出し、脈動性信号（脈波の信号）として出力するものである。
【００４０】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、検体情報検出ユニット１、３の筐体部１１、２１に、第１開口部１２が形成されるとともに、第１空洞１３が筐体部１１に形成される場合には、第１センサ１４として感圧素子２４が設けられることが好ましい。このとき、第１センサ１４として機能する感圧素子２４は、第１開口部１２を通じ入力された指における血管の脈動性信号を、脈動性信号に起因し第１空洞１３内を伝播する圧力情報として検出する。
【００４１】
図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、検体情報検出ユニット８、９の筐体部１１、２１に、第１光源１７と、光透過部２３とが設けられる場合には、第１センサ１４として受光素子１８が設けられることが好ましい。このとき、第１センサ１４として機能する受光素子１８は、指における血管の脈動性信号を、脈動性信号に起因し第１光源１７からの光信号が指に当たって反射した光信号を受光することで検出する。
【００４２】
なお、第１センサ１４として、感圧素子２４を用いて脈動性信号を検出した場合であっても、受光素子１８を用いて脈動性信号を検出した場合であっても、後述する脈動性信号についての信号処理は同様に行うことが可能である。
【００４３】
第１センサ１４として感圧素子が設けられる場合、指における血管の脈動性信号を検出できるものであれば、特に限定されないが、血管の脈動に起因する検体の指の皮膚部分の振動によって生じる空気の振動（音圧情報）を電気的に検出するマイクロホン、又は圧電素子のような感圧素子を好適に用いることができる。マイクロホンの中でも、指向性、Ｓ／Ｎ比、感度の点からコンデンサマイクが好ましく、ＥＣＭ（electret condenser microphone；エレクトレットコンデンサーマイクロホン、以下、単に「ＥＣＭ」ともいう）を好適に用いることができる。また、ＭＥＭＳ（microelectromechanical system）技術を用いて作製したＥＣＭである、ＭＥＭＳ型ＥＣＭ（以下、「ＭＥＭＳ−ＥＣＭ」ともいう）を好適に用いることができる。圧電素子としては、高い圧電性を示すセラミックスとして、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴともいう）を使用したＰＺＴ圧電素子を好適に用いることができる。
【００４４】
ここで、図３に示すように、ＰＺＴ素子は、ジリコン酸鉛の多層構造で、ｄ３３のモードを前提にＥＣＭと同じようなクローズドキャビティの状況で用いることができる。インピーダンスが高いため、マイクのダイヤフラムと同様に、図３に示すようにデプレッション形の接合型ＦＥＴで０Ｖをまたいでインピーダンス変換を行うことができ、ＥＣＭと同じように扱うことができる。ＰＺＴ素子は素子が小さいため、第１空洞１３内への取り付けが容易であるという特徴を持っている。また、ＰＺＴ素子は帯域が広いという特徴を有している。
【００４５】
第１センサ１４として受光素子が設けられる場合、指における血管の脈動性信号を、脈動性信号に起因し第１光源からの光信号が指に当たって反射した光信号を受光することで検出できるものであれば、特に限定されないが、フォトダイオードを好適に用いることができる。図４に示すように、第１光源１７と、光透過部２３と、受光素子１８とによりフォトインタラプタ（フォトリフレクタともいう）の原理を利用して、脈動性信号の検出が可能となる。
【００４６】
（ガイド溝）
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、ガイド溝１５は、筐体部１１、２１を手で握った際に指９１のガイドとなる部位であって、筐体部の表壁部が内側に凹むようにして溝状に形成されている部位である。ガイド溝１５は、筐体部１１、２１を手で握った際に指９１が筐体部を安定して持するための案内となるよう、断面が半円状または楕円状等の弧を描くようにして、筐体部１１、２１を円周方向に取り巻くように形成されていることが好ましい。また、円周方向の長さとしては、少なくとも人の指の指先から第一関節までの長さ以上であることが好ましく、人の指の長さ程度であることがより好ましい。また、ガイド溝１５の深さとしては、筐体部の表面から指の断面方向において４分の１から２分の１程度の深さにまで設けられていることが好ましい。ガイド溝１５には、第１開口部１２または光透過部２３が形成されており、手の指９１がガイド溝１５に沿うようにして、または手の指９１をガイド溝に合わせるようにして、筐体部１１、２１を握った際に、手の指９１の腹部分９２に対抗すべき部位に第１開口部１２または光透過部２３が形成されるよう、ガイド溝１５の端部２２付近に第１開口部１２または光透過部２３が形成されることが好ましい。
【００４７】
本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９では筐体部１１、２１にガイド溝１５が形成されていることで、指９１がガイド溝１５に沿うように筐体部１１、２１を手で握るようになり、検体情報検出ユニットを安定して保持することが可能となる。
【００４８】
（極性報知部）
極性報知部２５は、第１センサ１４からの出力に起因して極性判定手段からの信号を受けて、極性の変化を知らせるものである（図２３、図２４）。
【００４９】
極性報知部２５は、極性判定手段により第１センサ１４で検出された脈動性信号の波形の極性が判定され、極性判定手段からの出力に起因して、極性の変化を知らせるように構成されれており、第１センサにより検出された極性が変化した場合に、その旨を知らせるものである。なお、後述する信号処理部１０１における極性判定部１０２が、居癖判定手段として機能する。
【００５０】
極性報知部２５の報知手段としては、例えば、ＬＥＤの点灯による表示や、液晶画面による視覚情報を利用した報知であってもよく、ブザーによるビープ音や、スピーカーにより音を鳴らせる等の聴覚手段を利用した報知であってもよく、バイブレータによる振動を利用した報知であってもよいが、後述する握り強さ報知部とは異なる報知手段であることが好ましい。
【００５１】
（握り強さセンサ）
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、筐体部１１、２１には、第１開口部１２または光透過部２３の周辺部に、手の握りの強さを押圧力（押圧情報）として検出し、押圧の信号として出力する握り強さセンサ１６をそなえるとともに、握り強さセンサ１６からの出力に起因して、手の握りの強さを知らせる握り強さ報知部２６をそなえていることが好ましい（図２３、２４）。
【００５２】
握り強さセンサ１６は、筐体部１１、２１を握る検体の手の握りの強さを、手の握りの強さに起因して握り強さセンサ１６に加えられる押圧情報として検出し、握り強さの信号として出力するものである。
【００５３】
握り強さセンサ１６としては、円形のシート状圧力センサを好適に用いることができる。図１、２に示すように、筐体部１１、２１の表壁部に形成されたガイド溝１５に第１開口部１２が形成され、第１開口部１２の周囲に、第１空洞１３と外部との連通を妨げないように第１開口部１２にあわせて中央部に穴が設けられた円形のシート状圧力センサを配置した形状をとることが好ましい。このシート状圧力センサに指先が触れることで、指先が第１開口部１２と対向して第１空洞１３が閉空間を作り上げるとともに、そのときの指先にかけた圧力を、シート状圧力センサにかけられる押圧力の情報（押圧情報）を握りの強さとしてシート状圧力センサで検知する仕組みをとっている。
【００５４】
なお、握り強さセンサ１６としては上述のシート状センサの代わりに、半導体圧力センサがつながった、中空でやわらかなゴム系のものでできたタイヤのチューブ状のものを用いてもよい。
【００５５】
（握り強さ報知部）
握り強さ報知部２６は、握り強さセンサ１６からの出力に起因して、手の握りの強さを知らせるものである（図２３、２４）。
【００５６】
握り強さ報知部２６は、握り強さセンサにより検出された握りの強さ（押圧力）の数値を知らせるものとして構成することができる。または、所定の押圧力を設定しておき、握り強さセンサにより検出された押圧力があらかじめ設定された所定の値となった場合に、その旨を知らせるものとして構成してもよい。この場合、例えば後述する信号処理部１０１の押圧情報検出部１０３が押圧情報検出手段として押圧状態の制御を行うことで、あらかじめ検体情報検出ユニット１、３、８、９を手で握る際の適正な握りの強さを得ておくことで、握り強さセンサ１６により検出される押圧力が適正な押圧力に至った際に報知することができる。
【００５７】
握り強さ報知部２６の報知手段としては、例えば、ＬＥＤの点灯による表示や、液晶画面による視覚情報を利用した報知であってもよく、ブザーによるビープ音や、スピーカーにより音を鳴らせる等の聴覚手段を利用した報知であってもよく、バイブレータによる振動を利用した報知であってもよいが、上述した極性報知部２５とは異なる報知手段であることが好ましい。
【００５８】
（信号処理部）
信号処理部１０１は、第１センサ１４で検出された脈動性信号（脈波の信号）、及び握り強さセンサ１６で検出された手の握りの強さについての押圧力についての信号（押圧の信号）を処理する電気回路である。信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４をそれぞれ電気回路として有している（図２３、２４）。
【００５９】
極性判定部１０２は、第１センサ１４により検出された脈波の信号について処理を施すことにより、脈波の極性を判定して、その判定結果を表示するものである。または、極性判定部１０２は、極性の反転が検出された場合に極性の反転が生じたことを表示するようにしてもよい。
【００６０】
押圧情報検出部１０３は、第１センサ１４により検出された脈波の信号及び握り強さセンサにより検出された押圧の信号について処理を施すことにより、脈波の極性が変わる際に握り強さセンサにより検出される、押圧力の値を検出するものである。
【００６１】
押圧適正化部１０４は、第１センサ１４により検出された脈波の信号及び握り強さセンサにより検出された押圧の信号について処理を施すことにより、手の握り強さである押圧力を適正化するものである。
【００６２】
＜検体情報検出ユニットについて＞
本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３は、上述のように構成されており、筐体部１１、１２を握った検体の手の指９１の当接部位となる腹部分９２に第１開口部１２を密着させることで、第１空洞１３が閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）を形成する。この状態で、検体情報検出ユニット１、３の第１センサ１４として機能する感圧素子２４が、検体の指９１における検体情報検出ユニット１、３の装着部位付近に存在する血管の脈動性信号に起因する圧力情報を受けて、検体における血管の脈動性信号を検出するものである。
【００６３】
または、本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット８、９は、上述のように構成されており、筐体部１１、１２を握った検体の手の指９１の当接部位となる腹部分９２に光透過部２３を密着させる。この状態で、第１光源１７からの光信号が光透過部２３を透過して指９１に当たり、指９１に当たって反射した光信号が光透過部２３を透過して、検体情報検出ユニット８、９の第１センサ１４として機能する受光素子１８が、検体の指９１における検体情報検出ユニット８、９の装着部位付近に存在する血管の脈動性信号に起因し第１光源１７からの光信号が指９１に当たって反射した光信号を受光することで、検体における血管の脈動性信号を検出するものである。
【００６４】
＜クローズドキャビティについて＞
本発明の検体情報検出ユニット１、３は、筐体部１１、２１を握った手の指９１に対向すべき筐体部の部位に、３ｍｍから８ｍｍの口径を有する第１開口部１２が形成されるとともに、第１開口部１２に連通するとともに、第１開口部１２を指９１に対向させて手で筐体部１１、２１を握った状態で閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）となる第１空洞１３が筐体部１１、２１に形成され、第１開口部１２を通じ入力された指９１における血管の脈動性信号を、脈動性信号に起因し第１空洞内を伝播する圧力情報として筐体部１１、２１に設けられた第１センサで検出するよう構成することができる。
【００６５】
検体における血管の脈動性信号を検出するにあたって、検体の指９１のどこからでも心臓の動きに端を発する振動を捉えることは可能であり、例えばマイクロホンや圧電素子等の圧力を感知できるセンサ（感圧素子）を指の適当な部位に配置して、開放状態で振動の検出を試みることは出来る。しかし、心臓及び血管の脈動に起因する動きの振幅はきわめて小さく、単に感圧素子を検体の指９１の近くに配置しても、感圧素子が開放状態では心臓の動きに端を発する振動を検出することは困難である。
【００６６】
検体の脈動性信号を検出するためには、例えば感圧素子を直接検体の皮膚に押し付ける方法が考えられる。しかしながら、感圧素子として例えばマイクロフォンを直接検体に押し付けても、所望の信号を良好に得ることはできない。例えば、空気穴の径が２ｍｍのＥＣＭでは血管の真上に空気穴が来たときにだけ信号を検出できる。一方で、ＭＥＭＳ−ＥＣＭでは空気穴（音孔）の径が血管より細いためか、ほとんど信号の検出が出来ない。これは、検体とセンサとの間に第１開口部と第１空洞を有するクローズドキャビティを設けない場合には、ＥＣＭ又はＭＥＭＳ−ＥＣＭの圧力情報の取込部（空気穴、音孔）の直下にある血管の脈動性信号を検出できるという特性を有するため、圧力情報の取込部から外れた位置の血管の脈動性信号の検出は出来ていないためと考えられる。
【００６７】
本検体情報処理ユニット１では、第１開口部１２と第１空洞１３を形成して、第１センサ取付部１１を設け、手で筐体部を握った状態で手の指９１と第１開口部１２を対向させて当接させることでクローズドキャビティの形成を行なうことができる。これにより、本検体情報処理ユニット１によれば、第１開口部１２の範囲内にある血管の脈動性信号の検出を可能にしている。
【００６８】
＜フォトインタラプタ＞
図４に示すように、本発明の検体情報検出ユニット８、９は、筐体部１１、２１を握った手の指９１へ向けて光信号を発生する第１光源１７と、筐体部１１、２１を握った手の指９１に対向すべき筐体部の部位に光透過部２３とを備え、第１光源１７からの光信号が光透過部２３を透過し、指９１に当たって反射した光信号を受光する受光素子１８を備え、フォトインタラプタの原理を利用して脈動性信号の検出ができる。
【００６９】
例えば第１光源１７が波長９４０ｎｍの光を発するＬＥＤであって、第１光源１７から指９１の腹部分９２に向けて光が発せられ、この光が指９１の皮膚に反射することで、反射光を受光素子１８で検出を行う。受光素子１８で検出される反射光は、指９１の皮膚にて反射する際に、指９１の血管の脈動に起因する皮膚表面の振動の影響を受けるため、指の９１を光透過部２３に密着させることで、指先からの脈波を、血管の脈動性信号として検出することができる。この場合、筐体部１１、２１の外面を構成する表壁部において、筐体部１１、２１を握った手の指９１に対向すべき筐体部１１、１２の部位に、少なくとも第１光源１７から発せられる光が通過して指９１に当たり、反射した光が透過する部分において、第１光源１７からの光信号を透過しうる透過性の材料からなる光透過部２３が設けられていることが好ましい。また、第１センサ１４として、受光素子１８を用いて光で脈動性信号を検出する場合には、周りを遮光物質で覆い、室内照明などの光が入らないようにすることが好ましい。
【００７０】
このようなフォトインタラプタの原理を利用して、指先から検出した脈波の応答波形を図５に示す。図５では、波形の左側３分の１の領域では部屋の照明をつけた状態で脈波を検出しており、右側の３分の２の領域では部屋の照明を消した状態で脈波を検出している。図５から明らかなように、左側の３分の１の領域では部屋の照明の５０Ｈｚの成分が受光素子１８により検出され、脈波の波形にノイズとして表れるために、フォトインタラプタをセンサとして脈動性信号を検出する場合には、センサの遮光が必要であることがわかる。このため、図４に示される光透過部２３に、第１光源１７からの光信号の波長の光を透過しうる波長選択性の素材を用いることにより、照明等の外乱の影響を抑えることが好ましい。
【００７１】
＜体情報検出ユニットの握り位置＞
検体情報検出ユニット１、３、８、９を適用する検体としては人に好適に用いられるが、筐体部を検体の指９１で握った状態で血管の脈動性信号を検出することができる対象であれば特に制限されず、人または人以外の動物にも用いることができる。
【００７２】
従来より、検体の指先の腹部分に圧力センサを配置して、指先に存在する毛細血管からの脈動性信号の検出が行われていた。本発明者の検討により、指の関節部分に相当する皮膚部分との当接部位に感圧阻止を当接させた場合には、毛細血管ではなく関節部分に存する動脈血管（以降、単に「血管」ともいう）そのものの鼓動を検出することができることを見出した。指の関節部分に相当する皮膚部分の位置は血管の脈動が検出でき血管が定義できる位置であって、得られる脈波の信号も指先の毛細血管に比べてかなり大きい。このため、指９１の腹部分９２の中でも、指の関節部分に相当する皮膚部分との当接部位に第１開口部１２を当接させることで、指先の毛細血管の場合よりも比較的大きく安定した脈波を得ることが出来る。
【００７３】
また、本発明の検体情報検出ユニット１、３では、第１光源として感圧素子を用いて第１開口部１２を形成する場合、クローズドキャビティの原理で閉空間となる第１空洞１３内の圧力変化を捉えるため、このフットプリントの中に２次元での血管が入ってくることにより、大きな圧力変化として脈動性信号を検知できる。必ずしも血管を第１開口部１２の中心に置かなければならないということはなく、血管の存在する位置に第１開口部１２を置くことで、少しであれば指９１や検体情報検出ユニットを動かしても大きな影響はなく、脈動性信号の検出が可能である。
【００７４】
もちろん爪の反対側の毛細血管であれば指９１を動かす影響はもっと小さいが、本発明者は関節付近の血管による信号の大きさに着目した。また、毛細血管で長時間の測定を行う場合、理由は明確でないが、脈波信号の振幅の変動が毛細血管の信号を拾うよりも、関節付近の血管による脈波信号の方が安定している。指先から脈動性信号をとるのは比較的長い時間を想定していることもあり、指の関節部分に相当する皮膚部分との当接部位を好適に用いることができる。
【００７５】
すなわち、第１光源として感圧素子を用いて第１開口部１２を形成する場合に、検体情報検出ユニット１、３の筐体部１１、２１を手で握る際には、指の関節部分に相当する皮膚部分と、第１開口部１２とが当接するようにして筐体部１１、２１を手で握ることがこのましく、握りやすさや力の入れやすさの観点から指９１の第１関節部分９４に相当する皮膚部分と第１開口部１２とが当接するようにして筐体部１１、２１を手で握ることが特に好ましい。言い換えれば、ガイド溝に形成される、第１開口部１２、並びに第１開口部１２とともに形成される第１空洞１３、及び第１空洞１３の内部に設けれる第１センサ１４として機能する感圧素子２４の位置は、筐体部１１、２１をガイド溝１５に合わせるようにして手で握った場合に、第１開口部１２が指９１の関節部分に相当する皮膚部分との当接する部位であることが好ましく、第１開口部１２が指９１の第１関節部分に相当する皮膚部分との当接する部位であることが特に好ましい。この場合、ガイド溝１５の端部２２から、人の指先から第１関節までの長さ程度の長さをとって第１開口部１２を設けることにより実現することができる。
【００７６】
検体情報検出ユニット１、３の第１開口部１２が、指９１の関節部分に相当する皮膚部分と当接する部位であるという場合、少なくとも検体情報検出ユニット１、３の第１開口部１２の端が、指の関節の節の位置に接するように位置することが好ましく、検体情報検出ユニット１、３の第１開口部１２が、指の関節の節の位置の上部に位置することがより好ましい。
【００７７】
体動による脈波信号への影響をさらに軽減したいときは、複数の指を用いて脈動性信号の検出を行い、それらの中から多数決論理をとるか、最も状態のよいものを選択するような手段を併用することが好ましい。
【００７８】
＜その他構成＞
上記構成のほか、検体情報検出ユニット１、３、８、９は、以下の構成をさらに備えていることが好ましい。
【００７９】
（検体感知センサ及び検体報知部）
検体情報検出ユニット１、３、８、９は、筐体部１１、２１に、検体感知センサ２７をそなえるとともに、検体報知部２８をそなえていることが好ましい（図２３、２４）。
【００８０】
検体感知センサ２７とは、検体情報検出ユニット１、３、８、９に人が近づいたこと、特に手が近づいたことを感知して、信号処理部１０１に出力を行う近接センサである。このような近接センサとしては、検体情報検出ユニット１、３、８、９のすべての方向から手を近づけた際に動作をするよう、大面積のものを用いることが好ましい。検体感知センサ２７としては、例えば、筐体部１１、２１の内側に金属が貼られて該金属が電気的に接地されており、さらに筐体部１１、２１の円筒あるいは卵型の外側の少なくとも複数個所に、お互いに接続された金属の箔が貼られていることで、この内側と外側との二つの金属間の静電容量を監視することで、その変化から手が近づいたことを感知することができる。あるいは、筐体部１１、２１の周囲に温度測定用の焦電素子（パイロセンサ）を複数個配置することで、手を近づけた時の赤外線を検出して、手が近づいたことを感知しもよい。このような焦電素子としては、赤外線を利用する仕組みの体温検出用の素子と併用することができる。
【００８１】
検体報知部２８とは、検体情報検出ユニット１、３、８、９に人が近づいたこと、特に手が近づいたことを、検体感知センサ２７により感知した場合に、検体感知センサ２７からの出力に起因して、信号処理部１０１から信号を受けて、人に筐体部の位置を知らせる部位のことである。検体報知部２８としては、光や音によって人に報知を行うことができるが、中でも筐体部１１、２１に備えられたＬＥＤによって全体に発光することで、その位置を知らせるようにすることが好ましい。一例として、図６に示すように、卵形状部材として構成された筐体部２１において、長辺方向の中央付近の円周上に、筐体部２１の上部に向けて発光するＬＥＤ１９と、筐体部２１の下部に向けて発光するＬＥＤ２０とを等間隔に配置することができる。このように構成されることより、検体感知センサ２７により人を感知した場合に、信号処理部１０１を介し、検体感知センサ２７からの出力に起因して、検体報知部２８として機能するＬＥＤ１９及びＬＥＤ２０によって、筐体部２１全体を発光させることができる。
【００８２】
筐体部１１、２１に、検体感知センサ２７と検体報知部２８が備えられていることにより、例えば就寝中に何らかの異変を感じて検体情報検出ユニット１、３、８、９を使用しようとする際に、検体情報検出ユニット１、３、８、９に手を伸ばすことで、検体感知センサ２７が筐体部１１、２１に手が近づいたことを感知して、検体報知部２８であるＬＥＤを一定時間点灯させる等により検体情報検出ユニットの位置を知らせて、速やかに検体情報検出ユニットの使用を行うようにすることができる。
【００８３】
（記憶手段）
検体情報検出ユニット１、３、８、９は、筐体部１１、２１に、記憶手段２９が設けられていることが好ましい（図２３、２４）。記憶手段２９は、信号処理部１０１から情報を転送されることで、上述の第１センサ１４、または握り強さセンサ１６による計測結果（計測情報）を信号処理部１０１を介して記憶するものである。また、時計４２、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６により得られた情報を記憶するようにしても良い。
記憶手段２９としては、計測結果を記憶する記録装置であれば特に限定されないが、小型で組み込みが容易である点から、フラッシュメモリが好適に用いられる。
【００８４】
（時計及びＧＰＳ）
検体情報検出ユニット１、３、８、９は、筐体部１１、２１に、時計４２と、ＧＰＳ（Global Positioning System；グローバル・ポジショニング・システム）のアンテナ４３、及びＧＰＳの処理回路４４とを備えていることが好ましい（図２３、２４）。なお、ＧＰＳのアンテナ４３及びＧＰＳの処理回路４４をまとめて、ＧＰＳともいう。
【００８５】
時計４２は、時刻を取得できるものであれば特に限定されないが、中でも、標準電波の送信局から送信される日付及び時刻情報の信号を受信し、時刻を合わせることができる電波時計が好ましい。時計４２で取得された日付及び時刻情報の信号は、信号処理部１０１に送信されるようになっている。
また、ＧＰＳのアンテナ４３及びＧＰＳの処理回路４４により取得された位置情報の信号は、信号処理部１０１に送信されるようになっている。
【００８６】
上述の記憶手段２９は、信号処理部１０１からの信号を受けて、時計４２とＧＰＳのアンテナ４３及びＧＰＳの処理回路４４による計測結果と、第１センサ１４による計測結果とを関連付けて記憶する。もちろん、第１センサ１４による計測結果の他にも体温や外気温等の測定結果とも関連付けて記憶しても良い。
【００８７】
検体情報検出ユニット１、３、８、９が、時計４２と、ＧＰＳのアンテナ４３及びＧＰＳの処理回路４４とを備えていることにより、例えば検体情報検出ユニット１、３、８、９を持ったまま旅行したような場合であっても、第１センサ１４によりデータを取得した際に、データを取得した時刻と場所とを関連つけて記録しておくことができる。
【００８８】
（体温検出手段及び外気温検出手段）
検体情報検出ユニット１、３、８、９は、筐体部１１、２１に、筐体部を握った手の体温を検出する体温検出手段４５と、外気温を検出する外気温検出手段４６と、信号処理部１０１を介して上記の体温検出手段４５と外気温検出手段４６との計測結果を記憶する記憶手段２９とをそなえていることが好ましい（図２３、２４）。
体温検出手段４５で検出された体温に関する情報の信号と、外気温検出手段４６で検出された外気温に関する情報の信号は信号処理部１０１に送信されるようになっている。
【００８９】
外気温検出手段４６及び体温検出手段４５は、特に限定されず、従来の温度センサを適宜用いることができる。
体温検出手段として４５としては、例えば、サーミスタ、またはパイロ電気を用いた赤外線センサを用いることができる。筐体部１１、２１を握った際に、サーミスタを指で挟み込むようにしたり、指が接触していなくても指先から出てくる赤外線を赤外線センサで検出することで、指先等の手の部分から体温の測定ができる。なお、通常のサーミスタ等を用いてわきの下や肛門から体温を検出する場合に比べて、上述の通り指先等の手の部分から体温を検出する場合には事前に比較・校正を行うことが好ましい。
【００９０】
検体情報検出ユニット１、３が、体温検出手段４５と外気温検出手段４６とを備えていることにより、第１センサ１４によりデータを取得した際に、信号処理部１０１を介してデータを取得した際の体温と外気温とを関連つけて記録しておくことができる。
【００９１】
（蓄電池及びクレードル）
検体情報検出ユニット１、３、８、９は、筐体部１１、２１に蓄電池４７を備え、蓄電池４７から供給される電力によって駆動することが好ましい（図２３、２４）。さらに、検体情報検出ユニット１、３、８、９は、筐体部１１、２１にコイルを備えており、図１（ａ）に示すように、筐体部１１、２１を保持することができるクレードル２に載置して非接触で充電できることが好ましい。
【００９２】
クレードル２は、検体情報検出ユニット１、３、８、９の筐体部１１、２１と、電極が接触状態または無接触状態で装着して、筐体部１１、２１からの計測信号の読み取り及び給電機能を有することが好ましい。
【００９３】
検体情報検出ユニット１、３、８、９は、脈動性信号の検出をしない場合には、筐体部１１、２１をクレードル２に載置しておくことで、クレードル２からの給電により蓄電池４７に充電を行うことができる。さらには、検体情報検出ユニット１、３、８、９から、クレードル２を介して接触状態または非接触状態により記憶手段２９に記憶されているデータがクレードル２に送出され、クレードル２から外部のコンピュータに伝送させるようになっている。
【００９４】
［１−２．第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの機能構成］
以下に、本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９の機能構成の一例について説明する。
【００９５】
（感圧素子が設けられた検体情報検出ユニットの場合）
本発明の第一実施形態に係る検体情報検出ユニット１、３を機能的に表わすとき、図２３に示すように、検体情報検出ユニット１、３は、第１センサ１４として機能する感圧素子２４、握り強さセンサ１６、極性報知部２５、握り強さ報知部２６、検体感知センサ２７、検体報知部２８、記憶手段２９、時計４２、ＧＰＳのアンテナ４３、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６、蓄電池４７、信号処理部１０１を備え、信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、及び押圧適正化部１０４を有している。
【００９６】
第１センサ１４として機能する感圧素子２４にて血管の脈波（脈動性信号）を、脈動性信号に起因する圧力情報として検出して、握り強さセンサ１６で握りの強さに起因する押圧情報を検出し、第１センサ１４として機能する感圧素子２４及び握り強さセンサ１６において検出された信号は信号処理部１０１に送られ、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、及び押圧適正化部１０４によって信号を処理するよう構成されている。
また、信号処理部１０１は、検体感知センサ２７、時計４２、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６からの信号を受けてこれらの信号を処理し、極性報知部２５、握り強さ報知部２６、検体報知部２８を動作させ、記憶手段２９にる計測情報を転送するように構成されている。
また、記憶手段２９はクレードルを介して外部に計測情報を転送し、蓄電池はクレードル２を介して充電できるようになっている。
【００９７】
（受光素子が設けられた検体情報検出ユニットの場合）
本発明の第一実施形態に係る検体情報検出ユニット８、９を機能的に表わすとき、図２４に示すように、検体情報検出ユニット８、９は、第１センサ１４として機能する受光素子１８、握り強さセンサ１６、第１光源１７、極性報知部２５、握り強さ報知部２６、検体感知センサ２７、検体報知部２８、記憶手段２９、時計４２、ＧＰＳのアンテナ４３、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６、蓄電池４７、信号処理部１０１を備え、信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、及び押圧適正化部１０４を有している。
【００９８】
第１センサ１４として機能する受光素子１８にて血管の脈波（脈動性信号）を、脈動性信号に起因する光信号として検出して、握り強さセンサ１６で握りの強さに起因する押圧情報を検出し、第１センサ１４として機能する受光素子１８及び握り強さセンサ１６において検出された信号は信号処理部１０１に送られ、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、及び押圧適正化部１０４によって信号を処理するよう構成されている。
また、信号処理部１０１は、検体感知センサ２７、時計４２、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６からの信号を受けてこれらの信号を処理し、第１光源１７、極性報知部２５、握り強さ報知部２６、検体報知部２８を動作させ、記憶手段２９にる計測情報を転送するように構成されている。
また、記憶手段２９はクレードルを介して外部に計測情報を転送し、蓄電池はクレードル２を介して充電できるようになっている。
【００９９】
［１−３．第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの動作］
以下に、本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９の動作の一例について説明する。
【０１００】
＜脈動性信号及び押圧力の検出＞
（感圧素子が設けられた検体情報検出ユニットの場合）
検体情報検出ユニット１、３の筐体部１１、２１に、第１開口部１２が形成されるとともに、第１空洞１３が筐体部１１に形成され、第１センサ１４として感圧素子２４が設けられる場合の動作について説明する。
【０１０１】
図２（ａ）に示すように、検体の指９１の指先の先端部から第一関節の間と、第１開口部１２とが接するように指先を押し当ててるようにして筐体部１１、２１を手で握り、第１空洞１３が閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）を形成するようにする。この状態で第１開口部１２に設けられた第１センサ１４としての感圧素子２４によって、指先での微細血管、毛細血管、または関節部分に存する動脈血管での脈波（脈動性信号）を、脈動性信号に起因する圧力情報として検出する。また、第１開口部１２の周辺部に設けられた握り強さセンサ１６によって、手の握りの強さを、指で握り強さセンサ１６を押す押圧力（押圧信号）として検出する。このとき、片方の手（左手）で筐体部１１、２１を握り、他方の手（右手）の指をそれぞれ左手の指に添えるようにして、検体情報検出ユニット１、３を保持するようにしてもよい。
【０１０２】
（受光素子が設けられた検体情報検出ユニットの場合）
検体情報検出ユニット８、９の筐体部１１、２１に、第１光源１７と、光透過部２３とが設けられ、第１センサ１４として受光素子１８が設けられる場合の動作について説明する。
【０１０３】
図４に示すように、検体の指９１の指先の先端部から第一関節の間に、第１光源１７から発せられた光信号があたるように筐体部１１、２１を握った手の指９１を光透過部２３に対向させて、光透過部２３に指先を押し当ててるようにして筐体部１１、２１を手で握る。この状態で第１光源１７からの光信号が光透過部２３を透過して指９１に当たり、指９１に当たって反射した光信号が光透過部２３を透過して第１センサ１４としての受光素子１８により検出される。これにより、第１センサ１４が、指９１の指先での微細血管、毛細血管、または関節部分に存する動脈血管での脈波（脈動性信号）を、脈動性信号に起因し第１光源１７からの光信号が指９１に当たって反射した光信号を受光することで、光信号の強さとして検出する。また、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、光透過部２３の周辺部に設けられた握り強さセンサ１６によって、手の握りの強さを、指で握り強さセンサ１６を押す押圧力（押圧信号）として検出する。このとき、片方の手（左手）で筐体部１１、２１を握り、他方の手（右手）の指をそれぞれ左手の指に添えるようにして、検体情報検出ユニット８、９を保持するようにしてもよい。
【０１０４】
＜押圧状態の制御＞
次に、検体情報検出ユニット１、３、８、９の筐体部１１、２１を手で握る際の第１開口部または光透過部２３を指で押す圧力、すなわち握り強さを決定するための押圧状態の制御について説明する。
【０１０５】
なお、以下の説明では、検体情報検出ユニット１、３の筐体部１１、２１に、第１開口部１２が形成されるとともに、第１空洞１３が筐体部１１、２１に形成され、第１センサ１４として感圧素子２４が設けられる場合について説明するが、検体情報検出ユニット８、９の筐体部１１、２１に、第１光源１７と、光透過部２３とが設けられ、第１センサ１４として受光素子１８が設けられる場合であっても同様に信号処理を行うことができる。
【０１０６】
第１開口部１２に片手（ここでは左手の指）を当接させて、徐々に押圧する力を加えていくと、検出される脈波が、図７に示すように、横軸１．０〜４．０付近までの左側の波形のように脈波のピーク（頂点）が負の領域に表れる波形から、横軸４．０付近以降の右側の波形のように脈波のピークが正の領域に表れる波形のように、ピークが逆転するようにして変化する、すなわち脈波に極性の変化がみられる。なお、図７の脈波は速度脈波である。このような現象が生じることについて理由は必ずしも明らかではないものの、この現象は、第１センサ１４として、ＥＣＭを用いた場合であっても、上述のＰＺＴでクローズドキャビティを形成して圧力検知に用いた場合であっても、本願発明にかかる第１開口部１２の口径と同様のサイズの口径を有するクローズドキャビティを形成して脈波を検出した場合に同じ現象が確認できているため、感圧素子の差ではなく生体の何らかの現象にクローズドキャビティが重なったことで生じたものであると考えることができる。本実施形態では脈動性信号としては押圧の弱い方の極性、すなわち図７における左側の波形を脈動性信号として検出するものとする。なお、外乱に対しては押圧の強い方の極性、すなわち図７における右側の極性の脈波の方が強いと考えられるため、右側の波形を脈動性信号として用いてもよい。
【０１０７】
第１開口部を押圧する力により脈波の極性が変化することに鑑みて、血管の脈動性信号を検出するにあたって脈波の極性を決めるために、第１開口部を指で押す圧力、すなわち握り強さを決定する必要がある。このための処理を行うための握り強さ決定部としての信号処理部１０１を機能的に表すとき、図８のブロック図に示すように構成することができる。信号処理部１０１は、図８に示すように、増幅器１１１、１１２、バントパスフィルタ１２１、ローパスフィルタ１２２、ＡＤ変換部１２３、ピークホールド１３１、ボトムホ−ルド１３４、ウィンドウコンパレータ１３２、１３５、ＡＧＣ１４１、ＡＤ変換部１４２、位相比較器１４３、ローパスフィルタ１４４、ＶＣＯ１４５、分周器１４６、タイミング発生部１４７、サンプルホールド１４８、論理回路１４９を備えて構成されている。さらに、信号の検出結果または制御の指標を表すためのＬＥＤ１３３、１３６、１５０、１５１を備えていてもよい。
【０１０８】
この図８のブロック図に示す回路には、第１センサ１１により検出された脈波の信号である血管の脈動性信号と、握り強さセンサにより検出された指による押圧力の信号である押圧の信号との二つの信号が入力する。ここで、押圧の信号とは、握り強さセンサ１６に印加された押圧力に比例した電圧を発生するとする。
【０１０９】
（極性判定部）
極性判定部１０２は、入力された脈波の信号の極性を判定して、その判定結果を表示するものである。または、極性判定部１０２は、極性の反転が検出された場合に極性が反転した旨を表示するようにしてもよい。本実施形態では、極性判定部１０２は、脈波の信号が入力されるピークホールド１３１、ピークホールド１３１により処理を受けた信号が入力されるウィンドウコンパレータ１３２、脈波の信号が入力されるボトムホ−ルド１３４、及び、ボトムホ−ルド１３４により処理を受けた信号が入力されるウィンドウコンパレータ１３５により構成されている。さらに、ウィンドウコンパレータ１３２からの信号により点灯するＬＥＤ１３３、及びウィンドウコンパレータ１３５からの信号により点灯するＬＥＤ１３６を備えていてもよい。
【０１１０】
脈波の信号はピークホールド１３１とボトムホ−ルド１３４の回路に入力される。なお、脈波の信号がピークホールド１３１とボトムホ−ルド１３４の回路に入る前に、これらの回路が適切に動作するために、検出された脈波の信号は、それぞれ増幅器１１１、１１２によってある程度の信号レベルまで増幅されていることが好ましい。これらのホールド回路はdroopが例えば８０％まで落ちるのに、脈波の周期程度の特性を持っていることが好ましい。
【０１１１】
ピークホールド１３１とボトムホ−ルド１３４の回路の出力波形の一例を図９に示す。図９は、測定時間（横軸）と波形の大きさ（縦軸）との関係を示すものであって、図９（ａ）は入力される脈波の信号の波形を表し、図９（ｂ）は入力された脈波の信号をボトムホ−ルド１３４により処理を受けた信号の波形を表し、図９（ｃ）は入力された脈波の信号をピークホールド１３１により処理を受けた信号の波形を表す。
【０１１２】
なお、本実施形態では、図９（ｂ）に示すように、ボトムホールド１３４は、図９（ａ）の脈波の波形のボトム値をホールドするとともに、時間経過に伴いボトム値が漸増するように構成されている。また、図９（ｃ）に示すように、ピークホールド１３１は、図９（ａ）の脈波の波形のピーク値をホールドするとともに、時間経過に伴いピーク値が漸減するように構成されている。
【０１１３】
ピークホールド１３１とボトムホ−ルド１３４からの出力をそれぞれウィンドウコンパレータ１３２、１３５に入力して、所定の上限の基準電圧と下限の基準電圧の範囲内に信号があるか否かの判定を行うことにより、脈波の信号の極性を判定することができる。例えば、ウィンドウコンパレータ１３２の基準電圧の範囲を正の領域の所定の範囲に設けることで、ピークホールド回路により得られる図９（ｃ）に表すような正の値のピーク値を有する波形となる信号が、正の領域の基準電圧の所定の範囲内にあるとの判定により、脈波が図９（ａ）の右側に現すような、押圧が強い時の極性を示す場合の脈波を検出することができる。一方で、ウィンドウコンパレータ１３５の基準電圧の範囲を負の領域の所定の範囲に設けることで、ボトムホールド回路により得られる図９（ｂ）に表すような負の値のボトム値を有する波形となる信号が、負の領域の基準電圧の所定の範囲内にあるとの判定により、脈波が図９（ａ）の左側に表すような、押圧が弱い時の極性を示す場合の脈波を検出することができる。
【０１１４】
ウィンドウコンパレータ１３２により基準電圧の範囲内に信号があると判定された場合には、ＬＥＤ１３３を点灯させることにより、脈波の極性が押圧が強い時の極性であったとの判定結果を表示することができる。また、ウィンドウコンパレータ１３５により基準電圧の範囲内に信号があると判定された場合には、ＬＥＤ１３６を点灯させることにより、脈波の極性が押圧が弱い時の極性であったとの判定結果を表示することができる。このとき、例えばＬＥＤ１３３を赤色ＬＥＤ、LＥＤ１３６を緑色ＬＥＤと構成して、赤色または緑色の光を発することにより極性の判定結果を報知することにしてもよい。
【０１１５】
このようにして、第１センサ１４により検出される脈動性信号の波形に起因して、ＬＥＤ１３３、１３６の点灯状態に応じて、検体情報検出ユニット１、３の使用者に極性の変化を示すことで、握り強さの状況を示し、加える力の加減を指示することができる。
このとき、第１センサ１４が脈動性信号の脈波の極性を検出する極性検出手段として機能し、ＬＥＤ１３３、１３６が極性の変化をしらせる極性報知部２５として機能する。
【０１１６】
（押圧情報検出部）
押圧情報検出部１０３は、脈波の極性が変わる際に握り強さセンサにより検出される、押圧力の値を検出するものである。本実施形態では、押圧情報検出部１０３は、脈波の信号が入力されるバンドパスフィルタ１２１、バンドパスフィルタ１２１からの信号が入力されるローパスフィルタ１２２、ローパスフィルタ１２２の出力を受け、また押圧の信号が入力されるＡＤ変換部１２３により構成されている。
【０１１７】
図７に示したように脈波の極性が変わるところは、脈波が止まり、ある圧力で心臓から送り出された血流が止まっていることを意味すると考えられる。すなわち、最高血圧の値を指先で検知していることになる。もちろんこの値は心臓、上腕部、手首、指先とどんどん小さくなるのは当たり前であり、市販の血圧計はその測定部位において心臓での送出圧力に膨大な医療測定データに基づいて換算されている。しかし、指先でのこの値は最高血圧に準じるもので、個人にとっては普段の値と何か異常があるときの値の、普段の値からの乖離という意味で十分な意味がある。
【０１１８】
この圧力の値を検知するには図７のように４［ｓ］付近の極性が切り替わる圧力で、やや高い特定の周波数成分を発生していることが分かるので、脈波の信号をバンドパスフィルタ１２１に入力し、この極性の切り替わる部分の特定の高い周波数成分をバンドバパフィルタ１２１で検出する。バンドパスフィルタ１２１による波形の処理の一例を図９に示す。図９は、測定時間（横軸）と波形の大きさ（縦軸）との関係を示すものであって、（ａ）は入力される脈波の信号の波形を表し、図９（ｄ）は図９（ａ）の波形からバンドパスフィルタにより高周波部分を検出した波形を表す。
【０１１９】
さらに、バンドパスフィルタで検出された高周波成分は、ローパスフィルタ１２２を経て、その出力で握り強さセンサ１６からの信号の電圧値をサンプリングすることができ、さらにＡＤ変換部１２３により握り強さセンサ１６からの信号をアナログ信号からデジタル信号に変換することで、極性が切り替わる際の押圧情報を検出して、その値を最高血圧を示す状態での押圧情報として保持する機構を持たせることができる。
【０１２０】
この最高血圧を示す状態での押圧情報の値は、次回の測定以降呼び出されて、平均化されたりして参照値として更新される。これはまた、ピークホールド１３１とボトムホールド１３４の出力から両方のホールド回路が同時に出力を出したり、あるいは同時に出さなかったりする時点を捕らえて握り強さセンサ１６からの信号のサンプリングパルスを求めてもよい。
【０１２１】
これらの押圧情報の値は、次回以降、前述の極性が切り替わる際の参考値として用いられる以外に、次回以降の手に力を入れる参考値としてもよい。例えば、これらの押圧情報の値を呼び出し、握り強さセンサ１６の校正値と比較して、握り強さセンサ１６の値がこの押圧情報の値より大きくなれば、ホールドし、警告手段により表示し、またはＬＥＤを点灯したり、音を出力したりすることにより、力が入りすぎとの警告を出すことができる。このときの警告手段が、握り強さ報知部２６として機能する。
【０１２２】
（押圧適正化部）
押圧適正化部１０４は、手の握り強さである押圧を適正化するものである。本実施形態では、押圧適正化部１０４は、位相比較器１４３、ローパスフィルタ１４４、ＶＣＯ１４５、分周器１４６からなりＡＧＣにより増幅された脈波の信号が入力されるＰＬＬを備え、ＰＬＬの分周器１４６からの信号が入力されるタイミング発生部１４７、タイミング発生部１４７からの信号を受け、またＡＧＣにより増幅された脈波の信号が入力されるサンプルホールド１４８、及び、サンプルホールド１４８からの信号が入力される論理回路１４９、により構成されている。さらに、論理回路１４９からの信号により点灯するＬＥＤ１５０、１５１を備えていてもよい。
【０１２３】
極性判定部１０２により極性が定まったらその後、脈波の信号をＡＧＣ１４１により、ＡＤコンバータのダイナミックレンジいっぱいまでＡＧＣ（Automatic Gain Control；自動利得制御）をかけて、脈波の信号を増幅する。この増幅後の脈波の信号をＡＤ変換部１４２により、アナログ信号からデジタル信号に変換することで、脈波出力を得ることができる。
【０１２４】
ここで、さらに検体情報検出ユニットを握る手の握り強さ、すなわち手の指が第１開口部の握り強さセンサに印加する押圧力を細かく制御することで、より押圧の適正化を行う。図１０（ａ）（ｂ）は、選ばれた極性でさらに押圧する力を変化させたときの脈波（容積脈波）の波形の変化の一例を示す図である。図１０（ａ）（ｂ）は、ともに同じ極性での脈波の信号の波形を表すが、図１０（ａ）は、少し弱い指サックを用いて弱い力を印加した場合の脈波の信号の波形を表し、図１０（ｂ）は、少し強めの指サックを用いてより強い力を印加した場合の脈波の信号の波形を表している。
【０１２５】
なお、ここでは、少し弱い指サックとしてメクリン（商品名、コクヨＳ＆Ｔ株式会社製）のＬサイズ（内径１５ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ）を用いており、少し強めの指サックとしてメクリン（商品名、コクヨＳ＆Ｔ株式会社製）のＭサイズ（内径１３ｍｍ、長さ１１ｍｍ）を用いている。押圧する力と脈波の波形の変化との関係は必ずしも明らかではないが、押圧力を変化させるために少し弱い指サックとして比較的に内径が大きく締め付けの弱い指サックを、少し強めの指サックとして比較的に内径が小さく締め付けの強い指サックを用いている。もちろん、図１０（ａ）（ｂ）に見られる脈波の波形の変化が生じるのは上記の指サックを用いた場合に限定されるものではない。
【０１２６】
同じ極性であっても力をかけると脈波のピーク値が大きくなると同時に、脈波波形のＴＷ（tidal wave）と呼ばれる部分の波形に変化が見られることがあり、また、メインピークとＴＷとのピーク比の関係に変化が生じることがある。例えば、図１０（ｂ）では、図１０（ａ）の波形よりもＴＷがメインのピークの比がでており、ＴＷの波形のピークが明瞭となっている。このＴＷをいつも同じな波形となるようにすることで、印加圧力の加減を調整し、適正化することができる。
【０１２７】
このためには、まずＡＧＣ後の速度脈波を用いて、位相比較器１４３、ローパスフィルタ１４４、ＶＣＯ１４５、分周器１４６によりＰＬＬ（Phase-locked loop；位相同期回路）をかける。ここでは１０ビットのカウンターで１０２４の分周比になっている。このＰＬＬで作り出されたＴＷのタイミングにほぼ近いと思われる、ＡＧＣ後の加速度脈波の２番目のゼロクロスを位相比較することで適正な押圧が得られる。
【０１２８】
この押圧の調整を図１１を利用して説明する。図１１において、（ａ）は第１センサによって検出される容積脈波を表し、（ｂ）は第１センサによって検出される速度脈波を表す。速度脈波は容積脈波よりも脈波のピークの特徴が明確となり、ＰＬＬの位相が定めやすい。このため、第１センサによって検出される脈波が容積脈波であった場合には、（ａ）の容積脈波を微分回路により処理して（ｂ）の速度脈波を得た後に、続く位相比較器１４３等からなるＰＬＬでの処理に供することが好ましい。速度脈波では図１１（ｂ）に示すように、容積脈波のＴＷに起因して第２のピークが表れ、この速度脈波の第２のピークを押圧の調整に用いることができる。なお、第１センサとしてＭＥＭＳ−ＥＣＭを使用した場合には、（ｂ）のような速度脈波が得られることになるため、この場合は微分回路１４１による処理を行わずにＰＬＬでの処理を行うことができる。
【０１２９】
ＰＬＬでは、まず位相比較器１４３により入力された脈波信号の立ち上がりを検出して、脈波信号の立ち上がりから、次の脈波信号の立ち上がりまでを１周期と検出する。位相比較器１４３からの出力をローパスフィルタ１４４に入力してその出力でＶＣＯ１４５の発信周波数を調整し、１／１０２４の分周器１４６では、脈波信号において検出された１周期を１０２４分割して、１周期中に０〜１０２３の計１０２４カウントをタイミング発生部１４７に出力するとともに、位相比較器１４３に信号を戻して入力される脈波の信号と同期させるものである。すなわち、図１１（ｄ）に示す速度脈波のピークの位置で１０２４倍のフェイズロックをかけて、図１１（ｃ）に示すように、ＰＬＬによって、入力された脈波の信号から脈波の１周期を１０２４分割した１０２４カウントをタイミング発生部１４７に出力することができる。ここで、速度脈波の第２のピークのタイミングの位置を図１１（ｅ）に示す。
【０１３０】
タイミング発生部１４７は、ＰＬＬの分周器１４６からのカウンタ出力に応じて、サンプルホールド１４８に信号を出力するものである。タイミング発生部１４７は、ＰＬＬから入力されるカウンタの出力が０からカウントして特定の数字になったとき、例えば１０ビットのカウンタの出力が３００になったときに（このようなとき、「タイミングが３００になったとき」ともいう）に、ＡＧＣ１４１からの増幅された脈波の信号を、サンプルホールド１４８によりサンプルホールドして、さらに論理回路１４９に入力するよう信号を出力する。
【０１３１】
論理回路１４９では、入力されたサンプルホールドされた信号に基づいて押圧が適正であるか否かの判定を行い、判定結果に応じてＬＥＤ１５０、１５１の点灯を行う。図１１（ｆ）〜（ｈ）に一例として示すように、脈波の信号の波形を加速度脈波で表した場合に、押圧の変化に伴い、脈波波形のＴＷの波形に起因して加速度脈波の第２のピークの位置が変化する。例えば適正圧の場合の加速度脈波を図１１（ｆ）として表したとき、押圧が高いときは図１１（ｇ）のように、加速度脈波の第２のピーク位置が適正圧の場合よりも先のタイミングで表れる。一方で、押圧が低いときには図１１（ｈ）のように、加速度脈波の第２のピーク位置が適正圧の場合よりも後のタイミングで表れる。このように、あらかじめ適正圧の場合の加速度脈波の脈波信号の立ち上がりからの第２ピークのタイミングを決定しておき、押圧を適正化したい脈波における加速度脈波の脈波信号の立ち上がりからの第２ピークのタイミングとの比較を行うことにより、押圧が高いか低いか、又は適正であるか否かの判定を行い、判定結果に合わせて押圧の調整をして適正化することができる。
【０１３２】
上記の説明では、３００のタイミングで、ＡＧＣ１４１からの増幅された脈波の信号を、サンプルホールド１４８によりサンプルホールドして論理回路１４９により処理を行う例を挙げたが、押圧により適正圧が表れる指標が表れるタイミングであれば、任意のタイミングで行うことが出来る。
【０１３３】
また、上記の説明では、ピークの立ち上がりから次のピークの立ち上がりまでを１周期として、１周期を１０２４分割する例を挙げたが、これに限定されず分周器１４６を調整することで、任意の数に分割して信号処理を行ってよい。
また、加速度脈波の第１、第２のピークの比を求めてそれを一緒になるように押圧の適正化を行ってもよい。
【０１３４】
なお、このような微調整まで考えると、片手のみで押圧を適正化するというのは慣れないと困難が伴う場合ある。このため、第１開口部及びセンサに触れている反対側の指を、第１開口部及びセンサに触れている指に添えてわずかな押圧の調整をすることが望ましい。
【０１３５】
［１−４．第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの適用例］
筐体部１１、２１に蓄電池４７を備え、蓄電池４７から供給される電力によって駆動する器具であって、筐体部１１、２１を保持することができるクレードル２と用いられるものとして、電動シェーバー装置や、電動歯ブラシ装置が知られている。本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９は、このような握り部を有する電気器具に適用することが可能である。
そこで、本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３を、電動シェーバー装置、及び電動歯ブラシ装置に適用した例を以下に示す。なお以下において、電動シェーバー装置を単に電動シェーバーともいう、また電動歯ブラシ装置を単に電動歯ブラシともいう。
【０１３６】
＜電動シェーバーの適用例＞
本体部（ボディ、握り部）を有する電動シェーバー（フィリップス社製）を用いて本発明の第一実施形態に係る検体情報検出ユニットの適用例とした。
電動シェーバーの本体部に防振を施して、本体部３にキャビティを形成するための円筒を本体部と接触させてテープで取り付け、円筒の本体部とは接していない側の先端部にブチルゴム製のＯ−リングを取り付け、円筒内の本体部の表面にＥＣＭ（ＳＰＭ０４０８、商品名、ＫＮＯＷＬＥＳ社製）を取り付けた。
これにより、電動シェーバーの本体部を筐体部として、円筒とＯ−リングにより第１開口部１２を形成するとともに、本体部の表面と円筒により第１開口部１２に連通する第１空洞１３を形成し、第１空洞１３内に第１センサ１４としてＥＣＭが装着されている。
このＥＣＭをとりつけた電動シェーバーのＯ−リングに指を対向させて密着するようにして電動シェーバーのボディを握り、電動シェーバーの電源をＯＮまたはＯＦＦにして、髭を剃りながら指先からの脈動性信号の検出を行った。
【０１３７】
図１７（ａ）は電動シェーバーのノイズ分について、周波数とノイズの強さとの関係を表した図である。図１７（ｂ）はＥＣＭにより指先から検出した脈動性信号の容積脈波の波形を表す図であり、図の左側の領域では電動シェーバーの電源をＯＮにした場合、図の右側の領域では電動シェーバーの電源をＯＦＦにした場合の脈波の波形を表している。また、図１７（ｃ）はＥＣＭにより指先から検出した脈動性信号の速度脈波の波形を表す図であり、図の左側の領域では電動シェーバーの電源をＯＮにした場合、図の右側の領域では電動シェーバーの電源をＯＦＦにした場合の脈波の波形を表している。
【０１３８】
図１７（ｂ）（ｃ）に示すように、電動シェーバーの電源をＯＮまたはＯＦＦしているときに、電動シェーバーのノイズ成分から脈波の波形を帯域分割することが可能であった。
【０１３９】
本発明の第一実施形態に係る検体情報検出ユニットを適用した電動シェーバーは、未使用時にはクレードル２に載置しておくことで、無接触状態で蓄電池４７に充電を行うことともに、クレードル２を介して、記憶手段２９に記憶されている計測信号が読み取られ、検体情報検出ユニット１、３、８、９から外部のコンピュータに伝送させることができる。
このとき、検体情報検出ユニット１、３、８、９におけるクレードル２が、電動シェーバー装置用のクレードルを兼用していてもよい。
【０１４０】
＜電動歯ブラシの適用例＞
図２２に示すように、本体部（ボディ、握り部）３１１、ブラシ部３１２を備え、本体部３１１に操作ボタン３１３、３１４、３１５が設けられた電動歯ブラシ（東レ社製）３０１を用いて本発明の第一実施形態に係る検体情報検出ユニットの適用例とした。
【０１４１】
電動歯ブラシの本体部３１１に防振を施して、本体部３１１の中央下部にキャビティを形成するための円筒３２１を本体部３１１と接触させてテープで取り付け、円筒３２１の本体部とは接していない側の先端部にブチルゴム製のＯ−リング３２２を取り付け、円筒３１１内の本体部３１１の表面にＥＣＭ（ＳＰＭ０４０８、商品名、ＫＮＯＷＬＥＳ社製）３２３を取り付けた。
【０１４２】
これにより、電動歯ブラシの本体部３１１を筐体部１１、２１として、円筒３２１とＯ−リング３２２により第１開口部１２を形成するとともに、本体部３１１の表面と円筒３２１により第１開口部１２に連通する第１空洞１３を形成し、第１空洞１３内に第１センサ１４としてＥＣＭ３２３が装着されている。
【０１４３】
このＥＣＭをとりつけた電動歯ブラシのＯ−リング３２２に指を対向させて密着するようにして電動歯ブラシのボディを握り、電動歯ブラシの電源をＯＮにして、指先からの脈動性信号の検出を行った。
【０１４４】
図１８（ａ）は電動歯ブラシの振動成分について、周波数とノイズの強さとの関係を表した図である。図１８（ｂ）は電動歯ブラシの電源をＯＮにした場合においてＥＣＭにより指先から検出した脈動性信号の容積脈波の波形を表す図である。また、図１８（ｃ）は電動歯ブラシの電源をＯＮにした場合においてＥＣＭにより指先から検出した脈動性信号の速度脈波の波形を表す図である。
【０１４５】
図１８（ｃ）に示すように、速度脈波の波形には電動歯ブラシの振動成分に由来する影響により脈波の波形を得ることが困難であった。一方で、図１８（ｂ）に示すように、容積脈波では、電動歯ブラシの振動成分の影響がなく、脈波の波形を得ることができた。
【０１４６】
本発明の第一実施形態に係る検体情報検出ユニットを適用した電動歯ブラシは、未使用時にはクレードル２に載置しておくことで、無接触状態で蓄電池４７に充電を行うことともに、クレードル２を介して、記憶手段２９に記憶されている計測信号が読み取られ、検体情報検出ユニット１、３、８、９から外部のコンピュータに伝送させることができる。
このとき、検体情報検出ユニット１、３、８、９におけるクレードル２が、電動歯ブラシ装置用のクレードルを兼用していてもよい。
【０１４７】
［１−５．第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットの効果］
本発明の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニット１、３、８、９によれば、筐体部１１、２１が円柱状または卵形状に形成されていることで、筐体部１１、２１の外形に沿って手で握ることになる。これにより、例えば緊急時や食事直後や就寝中に異常を感じて咄嗟に使用を思い立った際に検体情報検出ユニット１、３、８、９を握っても、不要な力が入り過ぎないように毎回同じように安定して自然な形で握ることが可能となる。また、暗所や起床時に手探りで検体情報検出ユニットを握った場合でも、安定して自然な形で握ることが可能となる。また、筐体部１１、２１を握るだけでよく煩雑な固定を必要としない。これにより、手早く検体情報検出ユニット１、３、８、９を握ることができ、手で握る力を安定化させることで、迅速且つ安定した脈動性信号の検出結果を提供する検体情報検出ユニット１、３、８、９を提供することができる。
【０１４８】
さらに、検体情報検出ユニット１、３、８、９に指のガイド溝１５が形成されている場合には、指９１がガイド溝１５に沿うようにして筐体部１１、２１を手で握るようになることで、筐体部１１、２１を手で握った際に指の位置が安定することとなり、また脈動性信号の検出の際に指の位置がずれることを防ぐことができる。これにより、より手早く検体情報検出ユニット１、３、８、９を握ることに加えて、ガイド溝１５に設けられた第１開口部１２または光透過部２３と指９１との位置あわせが容易になり、さらに迅速且つ安定した脈動性信号の検出結果を提供する検体情報検出ユニット１、３、８、９を提供することができる。
【０１４９】
また、筐体部１１、２１を手で握った手の指９１に対向すべき筐体部１１、２１の部位に第１開口部１２が形成され、第１開口部１２を指９１に対向させて手で筐体部１１、２１を握った状態で第１空洞１３が閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）を有し、第１センサ１４が第１開口部１２を通じ入力された指９１における血管の脈動性信号を第１空洞１３内を伝播する圧力情報として検出する場合には、第一実施形態と同様に、第１センサ１４が毛細血管又は血管の直上になくとも、血管の脈動性信号の検出を行うことができる。すなわち第１センサ１４と血管の位置関係の正確さを要求しない仕組みを持つ検体情報検出ユニット１、３を提供することができる。
【０１５０】
また、本検体情報検出ユニット１、３は第１開口部１２の口径を所定の大きさに限定する場合には、第一実施形態と同様に、第１開口部１２が受けとる圧力情報の範囲が限定され、本検体情報検出ユニット１、３の圧力センサとしてのセンシング範囲が狭く限定される。これにより、単に圧電素子やマイクロホン等のセンサを用いて開放系でセンシングする場合に比して高い指向性（あるいは空間分解能）を持つ検体情報検出ユニット１、３を提供することができる。また、本検体情報検出ユニット１、３の指向性を利用して血管から近い位置で脈動性信号を検出することにより、脈動性信号のＳ／Ｎ比及び感度を向上させることができる。
【０１５１】
さらに、検体情報検出ユニット１、３、８、９の第１開口部１２または光透過部２３が指９１の関節部分に相当する皮膚部分との当接する部位である場合には、動脈が確認されている指の関節部分に存する血管から脈動を検出することが可能となり、センサを指先の腹に当接させて毛細血管から脈動性信号を検出するよりも、血管のそのものの脈動で比較的大きく安定した脈波を得ることが出来る。
【０１５２】
また、本発明の検体情報検出ユニット１、３を適用した電動シェーバー装置や電動歯ブラシ装置等の電気器具によれば、検体情報検出ユニット１、３における筐体部を該電気器具の握り部とすることにより、該電気器具を使用しながら脈動性信号の検出を行うことができ、日常的に且つ定期的な脈動性信号の測定を容易に行うことがが可能となる。
また、検体情報検出ユニット１、３のクレードルを該電気器具のクレードルと兼用することにより、充電や測定結果の転送に便利である。
【０１５３】
〔Ａ２．第一実施形態の第一変形例の説明〕
［２−１．第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット］
本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットは、例として図１２に示すように構成されている。ここでは、上述の第一実施形態に第一の変形例を適用したものを例示して説明する。
【０１５４】
第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットは、一部の構成を除いて上述の第一実施形態と同様に構成されており、上述の検体情報検出ユニットと同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。
【０１５５】
＜検体情報検出ユニットの構成＞
本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット５、８１は、一例として、図１２（ａ）、図２１（ａ）に示すように、筐体部３１をそなえ、筐体部１１が円柱状部材として構成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の感圧素子３８ａ〜３８ｃ、または第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられている。または、本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット６、８２は、一例として、図１２（ｂ）、図２１（ｂ）に示すように、筐体部４１をそなえ、筐体部４１が卵形状部材として構成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の感圧素子３８ａ〜３８ｃ、または第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられている。
【０１５６】
本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット５、６は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、筐体部３１、４１には複数の第１開口部３２ａ〜３２ｃが形成されるとともに、複数の第１空洞３３ａ〜３３ｃが形成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の感圧素子３８ａ〜３８ｃが設けられている。または、本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット８１、８２は、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、筐体部３１、４１には複数の第１光源７７ａ〜７７ｃと、光透過部７３ａ〜ｃと、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられている。
【０１５７】
さらに、本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット５、６、８１、８２は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、筐体部３１、４１の表壁部には、複数の指のガイド溝３５ａ〜３５ｃが形成されていることが好ましい。筐体部３１、４１に、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃをそなえていることが好ましい。
【０１５８】
また、筐体部３１、４１には、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃまたは第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃ、及び握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃで検出された信号を処理する信号処理部２３を備えることが好ましい。
【０１５９】
本実施形態では左手で筐体部を握る場合の検体情報検出ユニットの構成について説明するが、右手で筐体部を握るように、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すガイド溝３５ａ〜３５ｃの形状を左右反転させて形成してもよい。また、本実施形態では第１開口部または光透過部、第１空洞、第１センサとして機能する感圧素子または第１センサとして機能する受光素子、及びガイド溝が、それぞれ３組存在する場合の検体情報検出ユニットの構成について説明するが、筐体部３１を握った手の複数の各指に対向すべき筐体部の部位に第１開口部または光透過部が形成されるように、第１開口部または光透過部、空洞、第１センサとして機能する感圧素子または第１センサとして機能する受光素子、及びガイド溝がそれぞれ形成されていればよく、２本の指に対応して２組存在していてもよく、４本の指に対応して４組存在していてもよく、５本の指に対応して５組存在していてもよい。
【０１６０】
（筐体部）
筐体部３１、４１は、手で握ることのできる外形を有するものであり、検体情報検出ユニット５、６、８１、８２の筐体として機能する部位である。筐体部３１、４１には、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、第１開口部３２ａ〜３２ｃ、及び第１空洞３３ａ〜３３ｃが形成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃが設けられている。または、筐体部３１、４１には、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、第１光源７７ａ〜７７ｃ、光透過部７３ａ〜７３ｃ、及び第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられている。
【０１６１】
筐体部３１、４１は、手で握ることのできる外形であれば、形状、サイズともに限定はされないが、握りやすさと保持のしやすさの点から、図１２（ａ）、図２１（ａ）に示すように、検体情報検出ユニット５、８１の筐体部３１が筒状部材または円柱状の部材として構成され、側面部に第１開口部３２ａ〜３２ｃ、及び第１空洞３３ａ〜３３ｃが形成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃ３４ａ〜３４ｃが設けられているか、第１光源７７ａ〜７７ｃ、光透過部７３ａ〜７３ｃ、及び第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられていることが好ましい。または、図１２（ｂ）、図２１（ｂ）に示すように、検体情報検出ユニット６、８２の筐体部４１が卵形状部材として構成され、卵形状のうち、長辺方向の中央付近の曲率半径が大きく、端部の形状が描くカーブが緩やかな部位（以下、単に中央付近ともいう）に第１開口部３２ａ〜３２ｃ、及び第１空洞３３ａ〜３３ｃが形成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃ３４ａ〜３４ｃが設けられているか、第１光源７７ａ〜７７ｃ、光透過部７３ａ〜７３ｃ、及び第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられていることが好ましい。または、検体情報検出ユニットの筐体部は角柱状部材として構成されていてもよい。
【０１６２】
（第１開口部）
図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、第１開口部３２ａ〜３２ｃは、筐体部３１、４１を握った手の複数の各指に対向すべき筐体部３１、４１の部位に、開口を設けることにより複数形成されており、検体情報検出ユニット５、６の筐体部３１、４１を手で握った際に、手の複数の指の各腹部と当接する部位である。第１開口部３２ａ〜３２ｃは、指のガイド溝３５ａ〜３５ｃに形成されていることが好ましい。第１開口部３２ａ〜３２ｃは、それぞれ第１空洞３３ａ〜３３ｃと連通している。
【０１６３】
（第１空洞）
図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、第１空洞３３ａ〜３３ｃは、各第１開口部３２ａ〜３２ｃに連通するとともに、各第１開口部３２ａ〜３２ｃをそれぞれの指に対向させて手で筐体部３１、４１を握った状態でそれぞれ閉鎖された空間構造となるものであり、筐体部３１、４１に複数形成されている。このように第１空洞３３ａ〜３３ｃが形成する閉鎖された空間構造を、「Closed Cavity；クローズドキャビティ」ともいう。第１空洞３３ａ〜３３ｃの内部には、それぞれ第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃが設けられている。
【０１６４】
（第１光源）
図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、第１光源７７ａ〜７７ｃは、筐体部３１、４１に複数設けられ、筐体部３１、４１を握った手の複数の各指へ向けて光信号を発生するものである。
【０１６５】
光透過部７３ａ〜７３ｃは筐体部８１、８２の表壁部に複数設けられ、第一光源７７ａ〜７７ｃから発せられた光信号は後述するそれぞれの光透過部７３ａ〜７３ｃを透過して、筐体部８１、８２を握った手の複数の各指に当たり、各指に当たって反射した光信号がそれぞれの光透過部を通過して後述する第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する各受光素子７８ａ〜７８ｃにより検出されるよう、第一光源７７ａ〜７７ｃから発せられる各光信号の供給方向が、筐体部３１、４１の端面に対して垂直ではなく、所定の角度をなして光信号を発するようにして設けられていることが好ましい。
第１光源７７ａ〜７７ｃは、光透過部７３ａ〜７３ｃ、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃとともに、フォトインタラプタ（フォトリフレクタともいう）として機能する。
【０１６６】
（光透過部）
図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、光透過部７３ａ〜７３ｃは、筐体部８１、８２を握った手の複数の各指に対向すべき筐体部８１、８２の部位に複数設けられ、第１光源７７ａ〜７７ｃからの光信号をそれぞれ透過しうる透過性の材料からなる。
【０１６７】
光透過部７３ａ〜７３ｃは筐体部８１、８２の表壁部に設けられ、筐体部８１、８２を握った手の複数の各指が筐体部８１、８２に設けられた光透過部７３ａ〜７３ｃとそれぞれ対向した際に、各第１光源７７ａ〜７７ｃからの光信号がそれぞれの光透過部７３ａ〜７３ｃを透過して各指に当たり、各指９１に当たって反射した光信号がそれぞれの光透過部７３ａ〜７３ｃを透過して第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する各受光素子７８ａ〜７８ｃにより検出されるよう構成されていることが好ましい。
【０１６８】
（第１センサ）
図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃまたは受光素子７８ａ〜７８ｃは、筐体部３１、４１に複数設けられ、筐体部３１、４１を握った手の複数の各指における血管の脈動性信号を検出し、脈動性信号（脈波の信号）として出力するものである。
【０１６９】
図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、検体情報検出ユニット５、６の筐体部３１、４１に、複数の第１開口部３２ａ〜３２ｃが形成されるとともに、複数の第１空洞３３ａ〜３３ｃが筐体部３１、４１に形成される場合には、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして複数の感圧素子３８ａ〜３８ｃが設けられることが好ましい。このとき、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃは、各第１開口部３２ａ〜３２ｃを通じ入力されたそれぞれの指における血管の脈動性信号を、脈動性信号に起因し各第１空洞３３ａ〜３３ｃ内を伝播する圧力情報として検出する。
【０１７０】
図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、検体情報検出ユニット８１、８２の筐体部３１、４１に、複数の第１光源７７ａ〜７７ｃと、複数の光透過部７３ａ〜７３ｃとが設けられる場合には、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして複数の受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられることが好ましい。このとき、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃは、それぞれの指における血管の脈動性信号を、脈動性信号に起因し各第１光源７７ａ〜７７ｃからの光信号がそれぞのれ指に当たって反射した光信号を受光することで検出する。
【０１７１】
なお、第１センサとして、感圧素子３８ａ〜３８ｃを用いて脈動性信号を検出した場合であっても、受光素子７８ａ〜７８ｃを用いて脈動性信号を検出した場合であっても、後述する脈動性信号についての信号処理は同様に行うことが可能である。
【０１７２】
（ガイド溝）
図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、ガイド溝３５ａ〜３５ｃは、筐体部３１、４１を手で握った際に各指のガイドとなる部位である。ガイド溝３５ａ〜３５ｃには、第１開口部３２ａ〜３２ｃまたは光透過部７３ａ〜７３ｃがそれぞれ形成されており、手の複数の指が各ガイド溝３５ａ〜３５ｃに沿うようにして筐体部３１、４１を握った際に、それぞれの手の指に対抗すべき部位に第１開口部または光透過部が形成されるよう、ガイド溝３５ａ〜３５ｃの端部３７ａ〜３７ｃ付近に第１開口部３２ａ〜３２ｃまたは光透過部７３ａ〜７３ｃがそれぞれ形成されることが好ましい。
【０１７３】
（握り強さセンサ）
図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃは、筐体部３１、４１の第１開口部３２ａ〜３２ｃまたは光透過部７３ａ〜７３ｃの周辺部にそれぞれ設けられ、手の握りの強さを押圧力（押圧信号）として検出し、押圧の信号として出力するものである。また、筐体部３１、４１には、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃからの出力に起因して、手の握りの強さを知らせる握り強さ報知部２６をそなえていることが好ましい（図２５、２６）。
【０１７４】
（信号処理部）
信号処理部１０１は、第１センサ３４ａ〜３４ｃで検出された脈動性信号（脈波の信号）、及び握り強さセンサ１６で検出された手の握りの強さについての押圧の信号を処理する電気回路である。信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４、及び平均化処理部１０５をそれぞれ電気回路として有している（図２５、２６）。
【０１７５】
［２−２．第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの機能構成］
以下に、本発明の第一実施形態の第１変形例にかかる検体情報検出ユニット５、６、８１、８２の機能構成の一例について説明する。
【０１７６】
（感圧素子が設けられた検体情報検出ユニットの場合）
本発明の第一実施形態の第一変形例に係る検体情報検出ユニット５、６を機能的に表わすとき、図２５に示すように、検体情報検出ユニット５、６は、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃ、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃ、極性報知部２５、握り強さ報知部２６、検体感知センサ２７、検体報知部２８、記憶手段２９、時計４２、ＧＰＳのアンテナ４３、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６、蓄電池４７、信号処理部１０１を備え、信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４、及び平均化処理部１０５を有している。
【０１７７】
第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃにて血管の脈波（脈動性信号）を、脈動性信号に起因する圧力情報として検出して、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃで握りの強さに起因する押圧情報を検出し、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃ及び握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃにおいて検出された信号は信号処理部１０１に送られ、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４、及び平均化処理部１０５によって信号を処理するよう構成されている。
【０１７８】
（受光素子が設けられた検体情報検出ユニットの場合）
本発明の第一実施形態の第一変形例に係る検体情報検出ユニット８１、８２を機能的に表わすとき、図２６に示すように、検体情報検出ユニット８１、８２は、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃ、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃ、第１光源７７ａ〜７７ｃ、極性報知部２５、握り強さ報知部２６、検体感知センサ２７、検体報知部２８、記憶手段２９、時計４２、ＧＰＳのアンテナ４３、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６、蓄電池４７、信号処理部１０１を備え、信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４、及び平均化処理部１０５を有している。
【０１７９】
第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃにて血管の脈波（脈動性信号）を、脈動性信号に起因する光信号として検出して、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃで握りの強さに起因する押圧情報を検出し、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する機能する受光素子７８ａ〜７８ｃ及び握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃにおいて検出された信号は信号処理部１０１に送られ、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４、及び平均化処理部１０５によって信号を処理するよう構成されている。
【０１８０】
［２−３．第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの動作］
以下に、本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット５、６、８１、８２の動作の一例について説明する。
【０１８１】
＜脈動性信号及び押圧力の検出＞
（感圧素子が設けられた検体情報検出ユニットの場合）
検体情報検出ユニット５、６の筐体部３１、４１に、複数の第１開口部３２ａ〜３２ｃが形成されるとともに、複数の第１空洞３３ａ〜３３ｃが筐体部３１、４１に形成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして複数の感圧素子３８ａ〜３８ｃが設けられる場合の動作について説明する。
【０１８２】
検体の手の複数の指先の先端部から第一関節の間と、各第１開口部３２ａ〜３２ｃとがそれぞれ接するように指先を押し当ててるようにして筐体部３１、４１を手で握り、第１空洞３３ａ〜３３ｃが閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）をそれぞれ形成するようにする。この状態で各第１開口部３２ａ〜３２ｃにそれぞれ設けられた第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する各感圧素子３８ａ〜３８ｃによって、複数の指の指先での微細血管、毛細血管、または関節部分に存する動脈血管での脈波（脈動性信号）を圧力情報としてそれぞれ検出する。また、第１開口部３２ａ〜３２ｃの周辺部に設けられた握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃによって、手の握りの強さをそれぞれの指で、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃを押す押圧力（押圧信号）として検出する。
【０１８３】
（受光素子が設けられた検体情報検出ユニットの場合）
検体情報検出ユニット８１、８２の筐体部３１、４１に、複数の第１光源７７ａ〜７７ｃと、複数の光透過部７３ａ〜７３ｃとが設けられ、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして複数の受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられる場合の動作について説明する。
【０１８４】
検体の手の複数の指先の先端部から第一関節の間に、各第１光源７７ａ〜７７ｃから発せられた光信号があたるように筐体部３１、４１を握った手の複数の指をそれぞれ光透過部７３ａ〜７３ｃに対向させて、各光透過部７３ａ〜７３ｃにそれぞれ指先を押し当ててるようにして筐体部３１、４１を手で握る。この状態で各第１光源７７ａ〜７７ｃからの光信号がそれぞれ光透過部７３ａ〜７３ｃを透過して各指に当たり、各指９１に当たって反射した光信号がそれぞれ光透過部７３ａ〜７３ｃを透過して第１センサ３４ａ〜３４ｃとしての各受光素子７８ａ〜７８ｃにより検出される。これにより、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する各受光素子７８ａ〜７８ｃが、複数の指の指先での微細血管、毛細血管、または関節部分に存する動脈血管での脈波（脈動性信号）を、脈動性信号に起因し各第１光源７７ａ〜７７ｃからの光信号がそれぞれの指に当たって反射した光信号を受光することで、光信号の強さとして検出する。また、光透過部７３ａ〜７３ｃの周辺部に設けられた握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃによって、手の握りの強さをそれぞれの指で、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃを押す押圧力（押圧信号）として検出する。
【０１８５】
＜複数の脈動性信号の処理＞
次に、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃによって圧力情報として検出された複数の脈波（脈動性信号）、または、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する受光素子７８ａ〜７８ｃによって光信号として検出された複数の脈波（脈動性信号）について、複数の信号を平均化する信号処理について説明する。
【０１８６】
なお、以下の説明では、検体情報検出ユニット５、６の筐体部３１、４１に、複数の第１開口部３２ａ〜３２ｃが形成されるとともに、複数の第１空洞３３ａ〜３３ｃが筐体部３１、４１に形成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして複数の感圧素子３８ａ〜３８ｃが設けられる場合について説明するが、検体情報検出ユニット８、９の筐体部１１、２１に、複数の第１光源７７ａ〜７７ｃと、複数の光透過部７３ａ〜７３ｃとが設けられ、第１センサとして複数の受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられる場合であっても同様に信号処理を行うことができる。
【０１８７】
第１センサとして機能する感圧素子３８ａ〜３８ｃによって圧力情報として検出された複数の脈波（脈動性信号）は、平均化処理部１０５により、複数の信号を平均化する信号処理を行うことが好ましい。また、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃによって検出された複数の押圧力（押圧信号）も同様に、複数の信号を平均化する信号処理を行うことが好ましい。この信号処理を図１３に示すブロック図により説明する。
【０１８８】
図１３は、複数の第１センサ３４ａ〜３４ｃからの信号、及び複数の握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃからの信号を平均化する信号処理を行うための平均化処理部１０５の構成を表すブロック図である。平均化処理部１０５は、第１センサ３４ａ〜３４ｃからの信号がそれぞれ入力されるサンプリングパルス検出部２１１、２１３、２１５、サンプリングパルス検出部２１１、２１３、２１５からの出力を受け、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃからの信号がそれぞれ入力されるＡＤ変換部２１２、２１４、２１６、サンプリングパルス検出部２１１、２１３、２１５からの信号が入力される脈波信号平均化部２２１、ＡＤ変換部２１２、２１４、２１６からの信号が入力される押圧信号平均化部２２２からなる。
【０１８９】
第１センサ３４ａ〜３４ｃからの脈波の信号は、サンプリングパルス検出部２１１、２１３、２１５に入力され、さらに脈波信号平均化部２２１に出力される。脈波信号平均化部２２１で脈波の信号は平均化されることにより、平均化された脈波の信号を得ることができる。
【０１９０】
第１センサ３４ａ〜３４ｃからの脈波の信号は、サンプリングパルス検出部２１１、２１３、２１５によりサンプリングを受け、脈波の検出されたタイミングの信号をＡＤ変換部２１２、２１４、２１６に入力される。ＡＤ変換部２１２、２１４、２１６では、脈波の検出されたタイミングにあわせて握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃから入力された押圧信号について、アナログ信号からデジタル信号に変換を行い、さらに押圧信号平均化部２２２に出力する。脈波信号平均化部２２２で押圧の信号は平均化されることにより、平均化された押圧の信号を得ることができる。
【０１９１】
なお、このような平均化する信号処理は、平均化処理部１０５が検体情報検出ユニットの信号処理に備えられることで信号処理を行ってもよく、または、それぞれの第１センサ３４ａ〜３４又は握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃから得られた信号を記憶手段２９に保存しておき、記憶手段２９から外部のコンピュータに伝送して、外部のコンピュータにより信号処理を行ってもよい。
【０１９２】
＜押圧状態の制御＞
平均化処理部１０５により得られる、平均化された脈波の信号、及び平均化された押圧の信号を、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、及び押圧適正化部１０４に入力することで、上述の第一実施形態の検体情報検出ユニット同様にして、押圧状態の制御を行うことができる。
【０１９３】
［２−４．第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの適用例］
本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット５、６、８１、８２は、電動シェーバー装置や電動歯ブラシ装置のような握り部を有する電気器具に適用することが可能である。
このとき、検体情報検出ユニット５、６、８１、８２におけるクレードル２が、電動シェーバー装置または電動歯ブラシ装置用のクレードルを兼用していてもよい。
【０１９４】
［２−５．第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの効果］
本発明の第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット５、６、８１、８２によれば、前記第一実施形態で得られる効果に加えて、複数の第１センサ３４ａ〜３４ｃにより検出された脈動性信号から平均化された脈波の信号を得ることにより、単一の第１センサのみから検出を行う場合よりも、正確な脈動性信号の測定ができ、信頼性の高い脈波を得ることができる。また、複数の握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃにより検出された押圧信号から平均化された押圧の信号を得ることにより、単一の握り強さセンサのみから検出を行う場合よりも、正確な握りの強さの測定ができ、信頼性の高い握りの強さを得ることができる。さらには、握りの強さが正確となることで、手の握りの強さを一定にして測定の条件を安定させることが容易になり、脈動性信号の測定精度をより向上させることができる。
【０１９５】
〔Ｂ１．本発明の第二実施形態の説明〕
［３．検体情報検出ユニット］
［３−１．検体情報検出ユニットの構成例］
第二実施形態にかかる検体情報検出ユニットは、一部の構成を除いて上述の第一実施形態にかかる検体情報検出ユニットと同様に構成されており、上述の検体情報検出ユニットと同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。
＜検体情報検出ユニットの構成＞
【０１９６】
本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、筐体部１１、２１をそなえ、筐体部１１が円柱状部材または卵形状部材として構成され、第１センサ１４が設けられている。
【０１９７】
本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、筐体部１１、２１には第１開口部１２が形成されるとともに、第１空洞１３が形成され、第１センサ１４として機能する感圧素子２４が設けられていることが好ましい。または、本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７は、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、筐体部１１、２１には第１光源１７と、光透過部２３と、第１センサ１４として機能する受光素子１８が設けられていることが好ましい。
【０１９８】
また、本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７は、筐体部１１、２１の表壁部には、指のガイド溝１５が形成されていることが好ましい。また、筐体部１１、２１に、握り強さセンサ１６をそなえていることが好ましい。
【０１９９】
さらに、検体情報検出ユニット７には、図１４に示すように、筐体部１１、２１に光源５１、５２と、第２センサ５３とが設けられて酸素飽和度測定手段が形成されているか、または、図１５に示すように、筐体部１１、２１に第２開口部６２が形成されるとともに、第２空洞６３が形成され、合成光学系６１、及び第３センサ６４が設けられて血糖値測定手段が形成されている。もしくは、上記の酸素飽和度検出手段と血糖値測定手段がともに形成されていてもよい。
【０２００】
また、筐体部１１、２１には、第１センサ１４、及び握り強さセンサ１６で検出された信号を処理する信号処理部１０１を備えることが好ましい（図２７）。また、第２光源５１、５２、または、合成光学系６１から発せられる光信号の制御を行う、発光制御部２０１を備えることが好ましい（図２７）。
【０２０１】
（信号処理部）
検体情報検出ユニット７は、第１センサ１４で検出された脈動性信号（脈波の信号）、握り強さセンサ１６で検出された手の握りの強さについての押圧の信号、第２センサ５３で検出された血管中の酸素飽和度に関する情報、及び第３センサ６４で検出された合成光学系３１からの光信号に起因する振動の情報を処理する電気回路である、信号処理部１０１を備えることが好ましい（図２７）。信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４を有している。
【０２０２】
（発光制御部）
本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７は、第２光源５１、５２、または、合成光学系６１から発せられる光信号の制御を行うとともに、第２センサ５３、または、第３センサ６４により検出された信号の制御を行う電子回路である、発光制御部２０１を備えることが好ましい（図２７）。発光制御部２０１は、第１センサ１４により脈波が安定に検出されていることを利用して、図１６に示すようなタイミングで信号を処理して、酸素飽和度及び血糖値の測定するものである。
【０２０３】
＜酸素飽和度測定手段＞
酸素飽和度検出手段は、図１４に示すように、筐体部１１、２１に第２光源５１、５２、第２センサ５３、板状部材５４、棒状部材５５ａ、５５ｂ、及び、スプリング等の弾性部材５６ａ、５６ｂが設けられて形成されている。
【０２０４】
第２センサ５３は、第２光源５１、５２と対向して、指９１を挟み込むようにして筐体部１１、２１に設けられていることが好ましい。本実施形態では、図１４に示すように、筐体部１１、２１には、表壁部から略垂直に伸縮自在に設けられた一対の棒状部材５５ａ、５５ｂが備えられており、棒状部材５５ａ、５５ｂの筐体部とは反対側の端部を繋ぐようにして板状部材５４が備えられており、板状部材５４には第１センサ５３が設けられている。棒状部材５５ａ、５５ｂにはそれぞれスプリング等の弾性部材５６ａ、５６ｂが備えられており、板状部材５４及び第１センサ５３を筐体部１１、２１に向けて引き寄せるように弾性力を付与するよう構成されている。この構成により、板状部材５４及び第１センサ５３と筐体部１１との間に検体の指９１を差し込んで、弾性力によりはさむ込むようにして保持することができる。
【０２０５】
このようにして、酸素飽和度検出手段は、第２センサ５３と第２光源５１、５２とを対向させた状態で、第２光源５１、５２から発せられる光信号が指９１を透過した透過光を第２センサ５３で検出することにより、指の血管中の酸素飽和度に関する情報を検出することものである。
【０２０６】
さらに、第２光源５１、５２、及び第２センサ５３は、ガイド溝１５の端部２２付近に設けられていることが好ましい。また、第２光源５１、５２、及び第２センサ５３が、指の先端部に対向する部位に形成されるとともに、第１開口部１２または光透過部２３は、手の指９１の第１関節部分に相当する皮膚部分に対抗すべき部位に形成されることが特に好ましい。
【０２０７】
（第２光源）
第２光源５１、５２は、筐体部１１、２１に設けられ、指９１を透過するように光信号を発生するものである。第２光源５１、５２は、断続的な光信号を供給する光の供給源であることが好ましく、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）を用いることが出来る。
【０２０８】
第２光源は、血管中の酸素飽和度に関する情報の検出を行うために、血液中のヘモグロビンの酸素の結合と解離による吸収波長の変化に対応して、酸素と解離しているヘモグロビン（還元ヘモグロビン）において吸収が増加する第１波長の光と、酸素と結合しているヘモグロビン（酸化ヘモグロビン）において吸収が増加する第２波長の光とを発することが好ましく、第１波長の光と第２波長の光とがそれぞれ発せられる２種類の光源（第１の第２光源５１、第２の第２光源５２）からなってもよい。また、第１波長の光と第２波長の光とがそれぞれ発せられる２種類の光源が複合したチップとして形成されているものでもよい。第１の第２光源５１から発生される光の波長（第１波長）としては、例えば６５０ｎｍとすることができ、第２の第２光源から発生される光の波長（第２波長の光）としては、例えば９４０ｎｍとすることができる。
【０２０９】
（第２センサ）
第２センサ５３は、筐体部１１、２１に設けられ、指９１を透過した第２光源５１、５２からの光信号（透過光）を受信して、血管中の酸素飽和度に関する情報を検出するものである。第２センサ５３としては、特定の光を検出できる光センサ（受光素子、光ディテクタ）であることが好ましく、ＰＩＮフォトダイオード、ＰＮ接合・フォトダイオード等のフォトダイオードを用いることができる。
【０２１０】
第２センサ５３は、血管中の酸素飽和度に関する情報の検出を行うために、血液中のヘモグロビンの酸素の結合と解離による吸収波長の変化に対応して、第２光源と同様に、上記の第１波長の光と、上記の第２波長の光を検出することが好ましく、第１波長の光と第２波長の光とをそれぞれ検出する２種類のセンサからなってもよい。第１波長の光として６５０ｎｍ、第２波長の光として９４０ｎｍを用いる場合には、波長が近いために一つのセンサにより検出を行うことが出来る。
【０２１１】
還元ヘモグロビン（Ｈｂ）は赤色光付近の光の吸収が大きく、酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）は赤外線付近の光の吸収が大きい。第２センサ５３によって検出される第１波長（λ１）の透過光の出力をＡ（λ１）、第２波長（λ２）の透過光の出力をＡ（λ２）とすると、例えば第１波長を６５０ｎｍ、第２波長を９４０ｎｍとした場合に、Ａ（λ１）とＡ（λ２）の透過光比率から、血液中の還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンとの比率を求めることができる。さらにこの比率をもとにして、血液中のヘモグロビンの酸素を持っている割合（酸素飽和度）を算出することができる。
【０２１２】
＜血糖値測定手段＞
血糖値測定手段は、図１５に示すように、筐体部１１、２１に第２開口部６２が形成されるとともに、第２空洞６３が形成され、合成光学系６１、及び第３センサ６４が設けられて形成されている。
【０２１３】
（第２開口部）
第２開口部６２は、検体情報検出ユニット７を検体９５に装着する際に、検体９５と対向する筐体部１１、２１の表壁部に開口を設けることにより形成されており、検体情報検出ユニット７の筐体部１１、２１が検体９５と当接する部位である。筐体部１１、２１が検体９５と当接することで、第２開口部６２を検体９５で覆うようにしている。第２開口部６２は、第２空洞６３と連通している。なお、第２開口部６２の周辺にゴムまたはシリコン等の弾性体からなるＯ−リング６６が設けられ、このＯ−リング６６によって検体情報検出ユニット７と当接するようにしてもよい。
【０２１４】
（第２空洞）
第２空洞６３は、第２開口部６２に連通するとともに、第２開口部６２を検体９５に対向させた状態で閉鎖された空間構造となるものであり、筐体部１１、２１に形成されている。このように第２空洞６３が形成する閉鎖された空間構造を、「Closed Cavity；クローズドキャビティ」ともいう。第２空洞６３には、それぞれ第３センサ６４が設けられている。
【０２１５】
（合成光学系）
合成光学系６１は、筐体部１１、２１に設けられ、筐体部１１、２１の第２空洞６３内を通って筐体部１１、２１の第２開口部６２を通じ、検体９５へ向けて光信号を供給するものである。合成光学系６１は、発光制御部６１からの信号を受けて、光信号を発するよう構成されている。
【０２１６】
合成光学系６１は、各々個別の波長の光を発する光源を複数備えており、合成光学系６１内で、それら複数の光源から発せられる光が合成を受けた合成光として、合成光学系６１から発せられる。合成光学系６１から発せられた合成光は、図１５に示すように、対物レンズを通過することで集光を受けた後、第２空洞６３及び第２開口部６２を通じて、検体９５に照射されることが好ましい。複数の光源からの光の合成は、例えばダイクロイックミラーを用いて行うことができる。
【０２１７】
合成光学系６１を構成する光源は、断続的な光信号を供給する光源であることが好ましく、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）を用いることが出来る。合成光学系６１がレーザーダイオードである場合、パルス発振源としてパルス光を発振するよう構成されていることが好ましい。
【０２１８】
合成光学系６１は、主として赤外領域の光を照射する光源が用いられるが、検体９５に含まれる分析の対象となる物質が吸収する光の波長を発する光源を選択することが好ましく、例えば検体の血管中のグルコース濃度の測定を行う場合であれば、グルコース分子のＣ−Ｈ基やＯ−Ｈ基の吸収波長に極大を有する光信号を供給する光源を用いることが好ましい。赤外領域の光の中には、近赤外の領域の波長も含まれることがある。
【０２１９】
合成光学系６１には、上述した分析の対象となる物質が吸収する光の波長を発する光源の他に、可視光を発する光源を用いることが好ましく、これら全ての光源から発せられる光を合成して検体９５に照射することが好ましい。合成光学系６１に可視光を発する光源を用いることにより、可視光の照射により検体９５上において照らされたスポットの位置を、合成光学系６１による光信号の照射位置として、２次元のガイド（ポインタ）とすることができる。可視光の光は常時点灯するようにしていてもよく、又は検体情報検出ユニット７による照射位置の位置決めをするために、赤外領域の光を発光しないときに点灯するようにしてもよい。
【０２２０】
なお、本実施形態の合成光学系６１では、血中のグルコース濃度（血糖値）を計測するため、一部近赤外の赤外光である、λ3〜λ8の６つの波長の光を発する光源と、可視光領域の赤色のλ9の波長の光を発する光源とを用いている。また、本実施形態では、対物レンズの集光性能があまり必要ではないため、λ3〜λ8のの６つの波長を一つで兼用して集光している。もちろん、対物レンズの各波長に対する透過率が異なるため、透過率に応じて光源の出力信号で換算する必要がある。
【０２２１】
合成光学系６１は、検体９５の皮膚の直下にある血管に光信号を効果的に作用させるために、筐体部１１、２１における第２開口部６２に対向して設けられていることが好ましく、合成光学系６１からの光信号の供給方向が、第２開口部６２及び検体９５に対して垂直方向から入射するように合成光学系６１が設けられることが好ましい。
【０２２２】
（第３センサ）
第３センサ６４としては、合成光学系６１から発せられる光に起因する信号（合成光学系６１から発せられる光信号に応答して発せられる信号）を検出して光音響分光分析を行うことができるセンサであれば特に限定されないが、合成光学系６１からの光信号に起因する検体９５の皮膚の振動によって生じる空気の振動を、合成光学系６１から発せられる光に起因する信号として、この情報（音圧情報）を電気的に検出するマイクロホンを好適に用いることができる。マイクロホンの中でも、指向性、Ｓ／Ｎ比、感度の点からコンデンサマイクが好ましく、ＥＣＭ（electret condenser microphone；エレクトレットコンデンサーマイクロホン、以下、単に「ＥＣＭ」ともいう）を好適に用いることができる。また、ＭＥＭＳ（microelectromechanical system）技術を用いて作製したＥＣＭである、ＭＥＭＳ型ＥＣＭ（以下、「ＭＥＭＳ−ＥＣＭ」ともいう）を好適に用いることができる。
【０２２３】
本実施形態では、検体情報検出ユニット７の筐体部１１、２１に、第３センサ６４ａ、６４ｂを２つ設けた構成を記載している。筐体部１１、２１に設けられる第３センサの数は１つ以上設けられていればよいが、検出される信号の強さを向上させ、Ｓ／Ｎ比を上げる観点からは、第３センサを２つ以上設けることが好ましく、各々の第３センサの信号を加算したものを合成光学系６１からの光信号に起因する信号出力とすることが好ましい。
【０２２４】
第３センサ６４を検体情報検出ユニット７に設ける場合には、筐体部１１、２１における合成光学系６１からの光信号による影響を回避しうる部位に設けられることが好ましい。これにより、合成光学系６１からの光信号による影響を回避しつつ、検出される脈動性信号の強さを向上させ、Ｓ／Ｎ比を上げることが可能となる。
【０２２５】
検体情報検出ユニット７に第３センサ６４を設ける場合、ＭＥＭＳ−ＥＣＭはサイズが小さいために実装が容易であり、第２開口部６２の口径が大きくなりすぎるのを防ぐことができるために好ましい。また、ＭＥＭＳ−ＥＣＭは品質が安定しているため、複数の第３センサ４１を並列に多数接続して、第３センサ４１の信号を加算した際であっても安定した信号を得ることができるために好ましい。
【０２２６】
［３−２．第二実施形態にかかる検体情報検出ユニットの機能構成］
本発明の第二実施形態に係る検体情報検出ユニット７の一例を機能的に表わすとき、検体情報検出ユニット７は、図ｅに示すように、第１センサ１４、握り強さセンサ１６、極性報知部２５、握り強さ報知部２６、検体感知センサ２７、検体報知部２８、記憶手段２９、時計４２、ＧＰＳのアンテナ４３、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６、蓄電池４７、第２光源５１、５２、第２センサ５３、合成光学系６１、第３センサ６４、信号処理部１０１、及び発光制御部２０１を備え、信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、及び押圧適正化部１０４を有している。
【０２２７】
第１センサ１４にて脈動性信号に起因する圧力情報または光信号を検出して、握り強さセンサ１６で握りの強さに起因する押圧情報を検出し、第１センサ１４及び握り強さセンサ１６において検出された信号は信号処理部１０１に送られ、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、及び押圧適正化部１０４によって信号を処理するよう構成されている。また、信号処理部からの信号を受けて、発光制御部２０１の制御により第２光源５１、５２、及び合成光学系６１から光信号が発せられ、第２センサ５３が第２光源５１、５２からの光信号の透過光を検出し、第３センサ６４が合成光学系６１からの光信号に起因して発せられる信号を検出し、第２センサ５３及び第３センサ６４で検出された信号は発光制御部２０１に送られて処理されるよう構成されている。
【０２２８】
［３−３．第二実施形態にかかる検体情報検出ユニットの動作］
以下に、本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７の動作の一例について説明する。
【０２２９】
＜脈動性信号及び押圧力の検出＞
第一実施形態にかかる形態情報検出ユニット１と同様にして、検体の指９１の指先の先端部から第一関節の間の指の腹部分９２と、第１開口部１２とが接するように指先を押し当ててるようにして筐体部１１、２１を手で握り、第１空洞１３が閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）を形成するようにする。この状態で第１開口部１２に設けられた第１センサ１４によって、指先での微細血管、あるいは毛細血管での脈波（脈動性信号）を圧力情報として検出する。また、第１開口部１２の周辺部に設けられた握り強さセンサ１６によって、手の握りの強さを、指で握り強さセンサ１６を押す押圧力（押圧信号）として検出する。
【０２３０】
＜酸素飽和度に関する情報の検出と酸素飽和度の算出＞
図１４に示すように、第１の第２光源５１及び第２の第２光源５２が指先の腹部分９２に位置し、第２センサ５３が指先の爪部分９３に位置して、第１の第２光源５１及び第２の第２光源５２と第２センサ５３とが指９１を挟んで対向するよう配置して、検体情報検出ユニット７を検体の指９１に装着する。この状態で検体情報検出ユニット７の第１の第２光源５１及び第２の第２光源５２から指を透過するように光信号を発生して、第２センサ５３によって第１の第２光源５１及び第２の第２光源５２からの光信号を受信し血管中の酸素飽和度に関する情報を検出して、酸素飽和度を算出することができる。。すなわち、第１の第２光源５１及び第２の第２光源５２並びに第２センサ５３がパルスオキシメータとして機能する。
【０２３１】
なお、酸素飽和度の算出は、検体情報検出ユニットに設けられた信号処理部にて行ってもよく、、第２センサ５３から得られた信号を記憶手段２９に保存しておき、記憶手段２９から外部のコンピュータに伝送して、外部のコンピュータにより信号処理を行ってもよい。
【０２３２】
＜血糖値の算出＞
図１５に示すように、合成光学系６１からの光信号が検体９５に照射しうるように検体情報検出ユニット７を装着する。検体９５としては、合成光学系６１からの光信号を血管に照射しうる部位であることが好ましく、例えば手のひらを好適に用いることができる。このとき、検体情報検出ユニット７を手で握りこむようにして、測定を行うことが好ましい。この状態で検体情報検出ユニット７の合成光学系６１から光信号を発生すると、検体９５における血管中の物質が合成光学系６１から光信号の影響を受けて、この光信号による応答に起因する振動が圧力情報として、第２開口部６２を通じて第２空洞６３内を伝播する。この圧力情報を第３センサ６４により検出して、血糖値を算出することができる。このように、非浸襲な光音響分光を用いることにより血糖値を算出することができる。
【０２３３】
なお、血糖値の算出は、検体情報検出ユニットに設けられた信号処理部にて行ってもよく、、第３センサ６４から得られた信号を記憶手段２９に保存しておき、記憶手段２９から外部のコンピュータに伝送して、外部のコンピュータにより信号処理を行ってもよい。
【０２３４】
＜発光制御部による信号の制御＞
発光制御部２０１は、λ1の波長の光を発する第１の第２光源５１、λ2の波長の光を発する第２の第２光源５２、及びλ3〜λ8の波長の光を発する合成光学系６１からの光の出力、並びに第２センサ５３及び第３センサ６４による信号の検出は、図１６に示すタイミングチャートのように制御を行うことが好ましい。
【０２３５】
本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７は、第１センサ１４により脈波が検出されていることを利用して、図１６に示すようなタイミングで信号を処理して、酸素飽和度及び血糖値を測定する。
【０２３６】
図１６（ａ）に示すように、第１センサにより検出された脈波信号は、脈波信号の立ち上がりから次の脈波信号の立ち上がりまでを１周期として、脈波信号において検出された１周期を１０２４分割して、１周期中に０〜１０２３の計１０２４のタイミングに分割される。この脈波の１周期を元にするタイミングに応じて制御が行われる。
【０２３７】
まず、図１６（ｂ１）〜（ｂ８）を利用して、酸素飽和度の測定の際の第１の第２光源５１、第２の第２光源５２からの光信号の出力と、第２センサ５３による信号の検出の制御について説明する。
【０２３８】
図１６（ｂ１）に示すように８８２のタイミングで、第１の第２光源５１（ここではＬＥＤ）から波長λ1の光λ1Ｏｎが発光される。第１の第２光源５１からの発光を受けて、図１６（ｂ３）に示すように８８２のタイミングで、第２センサ５３が第１の第２光源からの波長λ1の光の透過光量をλ1の光透過信号の波形の信号Ａ1として検出して、この検出された信号Ａ1は発光制御部２０１に送られる。次に、図１６（ｂ５）に示すように、発光制御部２０１では８８３のタイミングでλ1の光透過信号のサンプリングパルスλ1Ｓが出力される。このサンプリングパルスλ1Ｓに応じて、図１６（ｂ７）に示すように８８３のタイミングで、λ1の光透過信号の波形の信号Ａ1がサンプルホールドされることで、λ1の光透過信号のサンプリング結果λ1Ａが第１の第２光源からの波長λ1の光の透過光量を表す信号として、発光制御部２０１から酸素飽和度の算出のために出力される。
【０２３９】
一方、図１６（ｂ２）に示すように８８３のタイミングで、第２の第２光源５２（ここではＬＥＤ）から波長λ2の光λ2Ｏｎが発光される。第２の第２光源５２からの発光を受けて、図１６（ｂ４）に示すように８８３のタイミングで、第２センサ５３が第２の第２光源からの波長λ2の光の透過光量をλ2の光透過信号の波形の信号Ａ2として検出して、この検出された信号Ａ2は発光制御部２０１に送られる。次に、図１６（ｂ６）に示すように、発光制御部２０１では８８４のタイミングでλ2の光透過信号のサンプリングパルスλ2Ｓが出力される。このサンプリングパルスλ2Ｓに応じて、図１６（ｂ８）に示すように８８４のタイミングで、λ2の光透過信号の波形の信号Ａ2がサンプルホールドされることで、λ2の光透過信号のサンプリング結果λ2Ａが第２の第２光源からの波長λ2の光の透過光量を表す信号として、発光制御部２０１から酸素飽和度の算出のために出力される。
【０２４０】
上述のように第１の第２光源５１、第２の第２光源５２からの光信号の出力と、第２センサ５３による信号の検出を制御して、一脈波にそれぞれ一つの値としてホールドすることで、第１の第２光源からの波長λ1の光の透過光量と第２の第２光源からの波長λ2の光の透過光量を測定して酸素飽和度の測定を行うことができる。
【０２４１】
次に、図１６（ｃ１）〜（ｃ２４）を利用して、血糖値の測定の際の合成光学系６１からの光信号の出力と、第３センサ６４による信号の検出の制御について説明する。
【０２４２】
図１６（ｃ１）に示すように８８４のタイミングで、合成光学系６１（ここではＬＤ）の波長λ3の光を発する光源から波長λ3の光λ3Ｏｎが発光される。合成光学系６１からの発光を受けて、図１６（ｃ７）に示すように８８４のタイミングで、第３センサ６４が合成光学系６１からの波長λ3の光信号に起因する信号をλ3の光信号の波形の信号Ａ3として検出して、この検出された信号Ａ3は発光制御部２０１に送られる。次に、図１６（ｃ１３）に示すように、発光制御部２０１では８８５のタイミングでλ3の光信号に起因する信号のサンプリングパルスλ3Ｓが出力される。このサンプリングパルスλ3Ｓに応じて、図１６（ｂ１９）に示すように８８５のタイミングで、λ3の光信号の波形の信号Ａ3がサンプルホールドされることで、λ3の光信号に起因する信号のサンプリング結果λ3Ａが合成光学系６１からの波長λ3の光信号に起因する信号として、発光制御部２０１から血糖値の算出のために出力される。
【０２４３】
合成光学系６１の波長λ4〜λ8の光を発する光源と第３センサ６４についても、上述の合成光学系６１の波長λ3の光を発する光源と第３センサ６４の場合と同様にして、図１６（ｃ２）〜（ｃ６）、（ｃ８）〜（ｃ１２）に示すように、波長λ3の光を発する光源の発光タイミングから、各々の光源からの発光を８８５、８８６、８８７、８８８、８８９と１ずつずらすことにより行い、また、図１６（ｃ１４）〜（ｃ１８）、（ｃ２０）〜（ｃ２４）に示すように、波長λ3の光信号に起因する信号のサンプルホールドのタイミングから、各々の波長の光信号に起因する信号の第３センサ６４によるサンプリングホールドをタイミングを８８６、８８７、８８８、８８９、８９０と１ずつずらすことにより行うよう制御して、一脈波にそれぞれ一つの値としてホールドすることで、合成光学系６１の波長λ4〜λ8の光信号に起因する信号をそれぞれ測定して血糖値の測定を行うことができる。
【０２４４】
上記の説明では、カウンタの出力が８０２〜８０９のタイミングで、光信号の発生をさせて、順次制御を行う例を挙げたが、脈波の脈動の影響を避けることができるタイミングであれば、任意のタイミングで行うことが出来る。速度脈波のピークが立ち上がった直後では、酸素飽和度の算出にあたって脈動が与える影響が大きいため、ピークの立ち上がりから次のピークの立ち上がりまでの１周期の間で、速度脈波の変動が少ないタイミングで、同じ位相で信号処理を行うことが好ましい。また、サンプリングパルスを出力するタイミングを基準として、ピークの立ち上がりから次のピークの立ち上がりまでの１周期の間で、速度脈波の変動が少ないタイミングで信号処理を行うようにしてもよい。
【０２４５】
上記の説明では、ピークの立ち上がりから次のピークの立ち上がりまでを１周期として、１周期を１０２４分割する例を挙げたが、これに限定されず、任意の数に分割して信号処理を行ってよい。
【０２４６】
上記の信号の処理を行うことで、血液の流れ（脈波）に対して同じ位相でサンプリングすることにより脈波の影響を軽減でき、酸素飽和度及び血糖値の算出において脈波の影響を軽減することができる。すなわち、第１センサ１４で検出した脈動性信号に基づいてタイミングを作り出して、光源からの光信号の発生のタイミング、センサによるサンプリングのタイミングを制御することで、酸素飽和度及び血糖値の算出において脈波の影響を軽減することができる。また、光源からの光信号の出力と、センサによる検出のタイミングの制御を行うことで、複数の光源に対して一つのセンサにより信号の検出を行うことができる。
【０２４７】
発光制御部により測定された、第１の第２光源からの波長λ1の光の透過光量と第２の第２光源からの波長λ2の光の透過光量の信号、及び波長λ3〜λ8の光信号に起因する信号は、検体情報検出ユニット７がこれらの信号を処理して、酸素飽和度及び血糖値の算出を行う演算部を備えてもよく、または、これらの信号を外部のコンピュータに送出して、外部のコンピュータで酸素飽和度及び血糖値の算出を行うようにしてもよい。
【０２４８】
［３−４．第二実施形態かかる検体情報検出ユニットの適用例］
本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７は、電動シェーバー装置や電動歯ブラシ装置のような握り部を有する電気器具に適用することが可能である。
このとき、検体情報検出ユニット７におけるクレードル２が、電動シェーバー装置または電動歯ブラシ装置用のクレードルを兼用していてもよい。
【０２４９】
［３−５．第二実施形態にかかる検体情報検出ユニットの効果］
本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット７によれば、前記第一実施形態で得られる効果に加えて、第１センサ１４と、第２光源５１、５２と、第２センサ５３とを備えることにより、脈波を得るとともに、酸素飽和度の測定が可能となる。また、第１センサ１４と、合成光学系６１と、第２開口部６２と、第２空洞６３と、第３センサ６４とを備えることにより、脈波を得るとともに、血糖値の測定が可能となる。さらに、第１センサ２１によって検出される脈動性信号からタイミングを作り出して信号の制御を行うことにより、酸素飽和度及び血糖値の測定における脈波の影響を軽減することができる。
【０２５０】
〔Ｂ２．第二実施形態の第一変形例の説明〕
［４．第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット］
［４−１．検体情報検出ユニットの構成例］
本発明の第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットについて、ここでは、上述の第二実施形態に第一の変形例を適用したものを例示して説明する。
【０２５１】
第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットは、一部の構成を除いて上述の第二実施形態、又は第一実施形態の第一変形例と同様に構成されており、上述の検体情報処理検出ユニットと同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。
【０２５２】
＜検体情報検出ユニットの構成＞
本発明の第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット８は、一例として、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、筐体部３１、４１をそなえ、筐体部１１が円柱状部材として構成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の感圧素子３８ａ〜３８ｃ、または第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられている。
【０２５３】
本発明の第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット８は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、筐体部３１、４１には複数の第１開口部３２ａ〜３２ｃが形成されるとともに、複数の第１空洞３３ａ〜３３ｃが形成され、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の感圧素子３８ａ〜３８ｃが設けられている。または、本発明の第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット８は、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、筐体部３１、４１には複数の第１光源７７ａ〜７７ｃと、光透過部７３ａ〜ｃと、第１センサ３４ａ〜３４ｃとして機能する複数の受光素子７８ａ〜７８ｃが設けられている。
【０２５４】
また、本発明の第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット８は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、筐体部３１、４１の表壁部には、複数の指のガイド溝３５ａ〜３５ｃが形成されていることが好ましい。また、筐体部３１、４１に、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃをそなえていることが好ましい。
【０２５５】
さらに、検体情報検出ユニット８には、図１４に示すように、筐体部３１、４１に第２光源５１、５２と、第２センサ５３とが設けられて酸素飽和度測定手段が形成されているか、または、図１５に示すように、筐体部３１、４１に第２開口部６２が形成されるとともに、第２空洞６３が形成され、合成光学系６１、及び第３センサ６４が設けられて血糖値測定手段が形成されている。もしくは、酸素飽和度検出手段と血糖値測定手段がともに形成されていてもよい。
【０２５６】
また、筐体部３１、４１には、第１センサ３４ａ〜３４ｃ、及び握り強さセンサ１６で検出された信号を処理する信号処理部１０１を備えることが好ましい。また、第２光源５１、５２、または、合成光学系６１から発せられる光信号の制御を行う、発光制御部２０１を備えることが好ましい（図２８）。
【０２５７】
［４−２．第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの機能構成］
本発明の第二実施形態の第一変形例に係る検体情報検出ユニット８を機能的に表わすとき、検体情報検出ユニット８は、図２８に示すように、第１センサ３４ａ〜３４ｃ、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃ、極性報知部２５、握り強さ報知部２６、検体感知センサ２７、検体報知部２８、記憶手段２９、時計４２、ＧＰＳのアンテナ４３、ＧＰＳの処理回路４４、体温検出手段４５、外気温検出手段４６、蓄電池４７、第２光源５１、５２、第２センサ５３、合成光学系６１、第３センサ６４、信号処理部１０１、及び発光制御部２０１を備え、信号処理部１０１は、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４、及び平均化処理部１０５を有している。
【０２５８】
第１センサ３４ａ〜３４ｃにて脈動性信号に起因する圧力情報または光信号を検出して、握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃで握りの強さに起因する押圧情報を検出し、第１センサ３４ａ〜３４ｃ及び握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃにおいて検出された信号は信号処理部１０１に送られ、極性判定部１０２、押圧情報検出部１０３、押圧適正化部１０４、及び平均化処理部１０５によって信号を処理するよう構成されている。また、信号処理部からの信号を受けて、発光制御部２０１の制御により第２光源５１、５２、及び合成光学系６１から光信号が発せられ、第２センサ５３が第２光源５１、５２からの光信号の透過光を検出し、第３センサ６４が合成光学系６１からの光信号に起因して発せられる信号を検出し、第２センサ５３及び第３センサ６４で検出された信号は発光制御部２０１に送られて処理されるよう構成されている。
【０２５９】
［４−３．第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの動作］
以下に、本発明の第二実施形態にかかる検体情報検出ユニット８の動作の一例について説明する。
【０２６０】
＜脈動性信号及び押圧力の検出＞
第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット５と同様にして、検体の手の複数の指先の先端部から第一関節の間と、第１開口部３２ａ〜３２ｃとがそれぞれ接するように指先を押し当ててるようにして筐体部３１、４１を手で握り、第１空洞３３ａ〜３３ｃが閉鎖された空間構造（クローズドキャビティ）を形成するようにする。この状態で第１開口部３２ａ〜３２ｃにそれぞれ設けられた第１センサ３４ａ〜３４ｃによって、複数指先での微細血管、毛細血管、または関節部分に存する動脈血管での脈波（脈動性信号）を圧力情報として検出する。また、第１開口部３２ａ〜３２ｃの周辺部に設けられた握り強さセンサ３６ａ〜３６ｃによって、手の握りの強さをそれぞれの指で、握り強さセンサ１６を押す押圧力（押圧信号）として検出する。
【０２６１】
＜複数の脈動性信号の処理＞
第一実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット５と同様にして、平均化された脈波の信号、及び平均化された押圧の信号を得る。
【０２６２】
＜酸素飽和度に関する情報の検出と酸素飽和度の算出＞
第二実施形態の検体情報検出ユニット７と同様にして、第２センサ５３によっての第２光源５１及び第２の第２光源５２からの光信号を受信し血管中の酸素飽和度に関する情報を検出して、酸素飽和度を算出することができる。
【０２６３】
＜血糖値の算出＞
第二実施形態の検体情報検出ユニット７と同様にして、第３センサ６４によって合成光学系６１から光信号に起因する圧力情報を検出して、血糖値を算出することができる。
【０２６４】
＜発光制御部による信号の制御＞
第二実施形態の検体情報検出ユニット７と同様にして、発光制御部２０１により、第１の第２光源からの波長λ1の光の透過光量と第２の第２光源からの波長λ2の光の透過光量を測定して酸素飽和度の測定を行うことができる。また、合成光学系６１の波長λ3〜λ8の光信号に起因する信号をそれぞれ測定して血糖値の測定を行うことができる。
【０２６５】
［４−４．第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニットの適用例］
本発明の第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット８は、電動シェーバー装置や電動歯ブラシ装置のような握り部を有する電気器具に適用することが可能である。
このとき、検体情報検出ユニット８におけるクレードル２が、電動シェーバー装置または電動歯ブラシ装置用のクレードルを兼用していてもよい。
【０２６６】
［４−５．第二実施形態の第二変形例にかかる検体情報検出ユニットの効果］
本発明の第二実施形態の第一変形例にかかる検体情報検出ユニット８によれば、前記第一実施形態、前記第一実施形態の第一変形例、及び第二実施形態で得られる効果に加えて、複数の第１センサ３４ａ〜３４ｃにより検出された脈動性信号から平均化された脈波の信号を得ることにより脈動性信号が正確となることで、発光制御において、より実際の脈波を反映した状況で行うことが可能となり、酸素飽和度及び血糖値の算出における脈波の影響をさらに軽減することができる。
【０２６７】
［その他］
上記の説明においては、脈動性信号及び押圧信号の処理を検体情報検出ユニットが備えるアナログ回路による処理について説明したが、検体情報検出ユニットがデジタル回路、例えばデジタルシグナルプロセッサ（以下、「ＤＳＰ」ともいう）を含む回路を備え、このデジタル回路により信号をデジタル処理する構成としてもよい。
【０２６８】
また、第１センサ、握り強さセンサ、第２センサ、及び第３センサにより検出された信号を、検体情報検出ユニット外部のＡ／Ｄコンバータを介してコンピュータに出力し、ＣＰＵで信号を処理する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０２６９】
１、３、５，６、７、８、９、８１、８２  検体情報検出ユニット
２  クレードル
１１、２１、３１、４１  筐体部
１２、３２ａ〜３２ｃ  第１開口部
１３、３３ａ〜３３ｃ  第１空洞
１４、３４ａ〜３４ｃ  第１センサ
１５、３５ａ〜３５ｃ  ガイド溝
１６、３６ａ〜３６ｃ  握り強さセンサ
２２、３７ａ〜３７ｃ  ガイド溝の端部
５１、５２  第２光源
５３  第２センサ
６１  合成光学系
６４  第３センサ
９１  指
１０１  信号処理部
１０２  極性判定部
１０３  押圧情報検出部
１０４  押圧適正化部
２０１  発光制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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