(57)【要約】【課題】発光装置からの発光光量を増大させることなく、発光装置から発光された光や反射面により反射された光を十分に利用して生体情報を含む信号をより多く得る。【解決手段】生体組織７３に光を照射する発光装置１０と、生体組織７３からの光を受ける受光装置２０と、これらを保持する筐体部３０とを備えた生体情報測定装置１において、生体組織７３と概ね接する面であって、投光面３１および受光面３２の少なくとも近傍位置に、反射面３３を形成して、生体組織７３から外部へ出射されてきた信号に寄与しない光を生体組織７３に再入射させて、光の利用効率を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に光を照射する発光装置と、該生体からの光を受光する受光装置と、該受光装置で受光した受光量に基づいて演算処理を行って所定の生体情報を算出する演算装置と、該発光装置および該受光装置を保持して、該生体と接して装着可能とする筐体部とを有する生体情報測定装置であって、
該発光装置は投光面より測定波長の光を放射し、該受光装置は光入射面より該測定波長の光を受光するとともに該測定波長の光に感度を有し、該筐体部の生体と接する面に反射面が設けられている生体情報測定装置。
【請求項２】
前記反射面は、前記筐体部に設けられた前記発光装置の投光面の近傍位置に設けられている請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項３】
前記反射面は、前記受光装置への光入射面の近傍位置に設けられている請求項１または２に記載の生体情報測定装置。
【請求項４】
前記投光面および前記受光装置への光入射面が前記筐体部の生体と接する面に設けられ、該投光面および該光入射面以外の全面に前記反射面が設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項５】
前記反射面が導電性材料膜からなっている請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項６】
前記導電性材料は、クロム、銅、スズ、金、チタン、アルミニウム、白金および銀を含む金属、並びに無機塩類のハロゲン化物のうちのいずれか１種類または複数種類を含む請求項５に記載の生体情報測定装置。
【請求項７】
前記反射面は金属薄膜からなっている請求項５に記載の生体情報測定装置。
【請求項８】
前記反射面は樹脂膜が積層された積層構造である請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項９】
前記反射面は有機系樹脂膜からなっている請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１０】
前記有機系樹脂膜はポリイミド薄膜である請求項９に記載の生体情報測定装置。
【請求項１１】
前記有機系樹脂膜が粘着性部材によって前記筺体部上に固定されている請求項９または１０に記載の生体情報測定装置。
【請求項１２】
前記反射面は、拡散反射面である請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１３】
前記反射面は、樹脂膜の表面に光散乱媒体を塗布するか、または樹脂膜の内部に光散乱媒体を添加することにより形成されている請求項１〜４および１２のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１４】
前記光散乱媒体は、硫酸バリウムである請求項１３に記載の生体情報測定装置。
【請求項１５】
前記反射面は、金属膜の表面に微細な立体的パターンが形成されている請求項１〜４および１２のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１６】
前記反射面上に、前記測定波長の光に対して透過性のよい樹脂膜が保護膜として形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１７】
前記樹脂膜はシリコーン樹脂膜またはエポキシ樹脂膜である請求項１６に記載の生体情報測定装置。
【請求項１８】
前記有機系樹脂膜は人体に接触する部分がシリコーン樹脂であり、その他の部分はエポキシ樹脂である請求項８〜１７のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１９】
前記反射面と交互に非反射面が配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項２０】
前記反射面は、装置内部回路の接地点と等電位になるように電気的に接続されている請求項５〜７のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項２１】
前記反射面が複数設けられ、該複数の反射面間のインピーダンスを測定することにより生体への装着の有無を検出可能とされている請求項５〜７のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項２２】
前記受光装置は、光入射面として、前記筐体部に設けられた受光面を通して受光される請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項２３】
前記筐体部は円環状であって、前記投光面、前記受光面および前記反射面が円環の内周面に生体と接するように配置されている請求項２２に記載の生体情報測定装置。
【請求項２４】
前記筐体部はプローブ状であって、前記投光面と前記受光面とが相対するように配置され、該筐体部の受光面形成側および投光面形成側の少なくともいずれか一方の面に前記反射面が設けられ、該筐体部における投光面形成側の面と受光面形成側の面とによって生体が挟みこまれる構成となっている請求項２２に記載の生体情報測定装置。
【請求項２５】
前記筐体部はプローブ状であって、前記投光面と前記受光面とが該筐体部の同じ面内に配置され、該投光面と該受光面が形成された面と同一面内に前記反射面が設けられ、該投光面、該受光面および該反射面が生体と接するように配置されている請求項２２に記載の生体情報測定装置。
【請求項２６】
前記演算装置は、前記所定の生体情報として、脈拍、血中酸素飽和度、血液循環情報、血圧および血管硬化度のいずれか一つまたは複数の値を算出する請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項２７】
前記発光装置は、少なくとも２つのピーク波長を有する光を発光する発光素子を備えている請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項２８】
外部に情報を出力する装置をさらに有する請求項１〜４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項２９】
前記反射面は前記投光面の周囲に、該投光面の長辺または直径と同程度の長さで設けた請求項２に記載の生体情報測定装置。
【請求項３０】
前記反射面は前記受光装置の光入射面の周囲に、該光入射面の長辺または直径と同程度の長さで設けた請求項３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、発光装置からの光を生体に照射して受光装置により測定された受光量に基づいて演算処理を行うなどといった電磁光学的手法を用いて、循環器、特に血管などに関する生体情報を測定する脈波測定装置などの生体情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の生体情報測定装置として、体を傷付けずに生体情報を得る測定装置があり、光電容積脈波法を用いたものが広く知られている。この光電容積脈波法は、外部から生体内に光を照射して血管の容積変化を求めることにより脈波を測定するものであり、生体の測定部位としては指先（指尖）や耳朶が用いられている。このように指先や耳朶が用いられる理由は、太い動脈から分枝された細動脈が網の目のように張りめぐらされており、また、その血管径が心臓側の動脈と比べると細いため、光が透過しやすく、または血管を透過した生体情報を含む光が組織などで反射されやすく、血管の容積変化を容易に測定し易いからである。このため、この光電容積脈波法を用いた脈拍計やパルスオキシメータの測定用プローブが装着される部位として、指先や耳朶が一般的に用いられている。
【０００３】
しかしながら、その血管の状態は、性別、年齢、体格など、測定対象条件自体に起因する個体差や、外気温、測定プローブの位置などの測定環境によっても異なる。その結果として、測定に適した人や環境が生じる。
【０００４】
このような測定対象の情報を含む光による信号成分が強弱することに対して、従来、発光装置から照射される光量を増減させたり、受光装置に設けられた増幅回路の増幅度を増減させたりすることによって対応している。
【０００５】
十分な信号を得るためには、発光装置における発光光量を増加させる方法が考えられるが、測定装置を長時間同じ位置に装着すると、その周辺の血液循環が悪くなり、発光装置から照射される光によって低温火傷などの傷害を引き起こす虞がある。特に、発光装置の投光面における光エネルギー密度が高い場合、光量の増加に伴って、生体の特定部位にエネルギーが集中するため、生体組織に損傷を与えやすい。このため、発光光量を可能な限り低減し、単位面積当たりの照射光エネルギー密度を小さくすることが望ましい。また、発光光量を抑えることにより、消費電力が低減されるという効果も更に期待することができる。
【０００６】
特許文献１には、発光装置における発光光量を抑えるために、発光素子をパルス駆動させたり、発光量を段階的に変化させて、所望の信号量が得られた場合にそれ以上に光照射が行われないようにするという方法が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、発光素子と被検体を挟んで対面に反射面を設け、発光素子から出射された光を反射面により反射させて被検体に再入射させることによって、受光面に入射される信号光を増加させるという方法が開示されている。発光素子の対面に受光素子が設けられている構成では被検体を光が横切る回数が１回だけとなるため、この特許文献２に開示されている装置では、被検体を光が２回横切るように発光素子と同じ面側に受光素子が設けられ、かつ、受光素子の周囲に発光素子からの光が直接入射されないように遮蔽部材が設けられている。
【０００８】
特許文献３には、指に装着される血圧計用カフに、光を反射させるためにアルミニウム膜をコーティングした光センサが開示されている。この特許文献３に開示されているカフでは、圧力調整を行うために光が用いられており、アルミニウム膜は、指に装着される膨張収縮可能な袋の、指とは反対側の面を覆うように設けられている。
【特許文献１】特開２００５−２７８７５８号公報
【特許文献２】実開昭６３−１０２４０２号公報（実公平４−５０００９号公報）
【特許文献３】特開昭６３−７７４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来の生体情報測定装置では、十分な測定信号を得るために、発光装置からの発光光量を増大させたり、受光装置側に設けられた増幅回路の増幅度を増加させたりしているが、発光装置からの発光光量を増加させると、生体組織に損傷を与えたり、消費電力が増加し、エネルギー効率が低下するなどの問題がある。
【００１０】
特許文献１に開示されている従来の血中光吸収物質濃度測定装置では、発光素子から出力された光のうちの一部に受光素子の受光面まで届かない光もあり、これらの光は発光素子の光エネルギーを無駄にしていることになる。また、発光素子をパルス駆動した場合にも、受光素子の受光面に届かない光が含まれており、発光素子から発光された光を十分に利用することができていないという問題がある。
【００１１】
特許文献２に開示されている光センサでは、発光素子から出射された光が一度生体を横切る必要があり、発光素子近傍の皮膚表面で反射された光を被検体へ再入射させることができない。このため、発光強度が強い光を被検体へ入射させることができず、エネルギー効率が低いという問題がある。
【００１２】
特許文献３に開示されている光センサでは、一旦生体から出射した光が半透明な袋を通って反射面に到達する。この光は、再度、袋の中を通り、生体側へ入射される。このため、反射面によって反射された光は、再度、袋の中を進み、（１）生体へ再入射されるか、または（２）そのまま受光素子へ到達するかのいずれかである。この場合、袋が存在することによって指と反射面との間に空間ができるため、外部からの光が入り易い構造になっており、外乱光の影響を受け易いという問題がある。また、光が受光素子に到達するためには袋の界面を数回光が横切る必要があることから、その袋の界面において、光の一部は透過されるが一部は反射されて、反射面により反射されてきた光のエネルギーを十分利用することができないという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、発光装置からの発光光量を増大させることなく、発光装置から発光された光や反射面により反射された光を十分に利用して生体情報を含む信号をより多く得ることができる生体情報測定装置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】
【００１４】
本発明の生体情報測定装置は、生体に光を照射する発光装置と、該生体からの光を受光する受光装置と、該受光装置で受光した受光量に基づいて演算処理を行って所定の生体情報を算出する演算装置と、該発光装置および該受光装置を保持して、該生体と接して装着可能とする筐体部とを有する生体情報測定装置であって、該発光装置は投光面より測定波長の光を放射し、該受光装置は光入射面より該測定波長の光を受光するとともに該測定波長の光に感度を有し、該筐体部の生体と接する面に反射面が設けられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。また、本発明の生体情報測定装置は、生体に光を照射する発光装置と、該生体からの光を受光する受光装置と、該受光装置で受光した受光量に基づいて演算処理を行って所定の生体情報を算出する演算装置と、該発光装置および該受光装置を保持して、該生体と接して装着可能とする筐体部とを有する生体情報測定装置であって、該発光装置は測定波長の光を放射し、該受光装置は該測定波長の光に感度を有し、該発光装置から投光面を通して該生体に向けて照射された該測定波長の光を直接または間接的に該生体側に反射させるべく、該筐体部の生体と接する面に反射面が設けられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１５】
また、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は、前記筐体部に設けられた前記発光装置の投光面の近傍位置に設けられている。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は、生体からの出射光を前記受光装置に導くように、前記受光装置への光入射面の近傍位置に設けられている。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置において、前記投光面および前記受光装置への光入射面が前記筐体部の生体と接する面に設けられ、該投光面および該光入射面以外の全面に前記反射面が設けられている。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面が導電性材料膜からなっている。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における導電性材料は、クロム、銅、スズ、金、チタン、アルミニウム、白金および銀を含む金属、並びに無機塩類のハロゲン化物のうちのいずれか１種類または複数種類を含む。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は金属薄膜からなっている。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は樹脂膜が積層された積層構造である。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は有機系樹脂膜からなっている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における有機系樹脂膜はポリイミド薄膜である。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における有機系樹脂膜が粘着性部材によって前記筺体部上に固定されている。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における有機系樹脂膜と粘着性部材とは、一体的に前記筺体部から剥がすことが可能なように構成されている。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は、拡散反射面である。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は、樹脂膜の表面に光散乱媒体を塗布するか、または樹脂膜の内部に光散乱媒体を添加することにより形成されている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における光散乱媒体は、硫酸バリウムである。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は、金属膜の表面に微細な立体的パターンが形成されている。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面上に、前記測定波長の光に対して透過性のよい樹脂膜が保護膜として形成されている。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における樹脂膜はシリコーン樹脂膜またはエポキシ樹脂膜である。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面と交互に非反射面が配置されている。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面は、装置内部回路の接地点と等電位になるように電気的に接続されている。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における反射面が複数設けられ、該複数の反射面間のインピーダンスを測定することにより生体への装着の有無を検出可能とされている。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における受光装置は、光入射面として、前記筐体部に設けられた受光面を通して受光される。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における筐体部は円環状であって、前記投光面、前記受光面および前記反射面が円環の内周面に生体と接するように配置されている。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における筐体部はプローブ状であって、前記投光面と前記受光面とが相対するように配置され、該筐体部の受光面形成側および投光面形成側の少なくともいずれか一方の面に前記反射面が設けられ、該筐体部における投光面形成側の面と受光面形成側の面とによって生体が挟みこまれる構成となっている。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における筐体部はプローブ状であって、前記投光面と前記受光面とが該筐体部の同じ面内に配置され、該投光面と該受光面が形成された面と同一面内に前記反射面が設けられ、該投光面、該受光面および該反射面が生体と接するように配置されている。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における演算装置は、前記所定の生体情報として、脈拍、血中酸素飽和度、血液循環情報、血圧および血管硬化度のいずれか一つまたは複数の値を算出する。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置における発光装置は、少なくとも２つのピーク波長を有する光を発光する発光素子を備えている。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置において、外部に情報を出力する装置をさらに有する。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置において、前記外部に情報を出力する装置は、音、振動、光、表示および無線による送受信のいづれか１種類または複数種類により外部に前記所定の生体情報を知らせる。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置において、外部状況をセンシングするセンサをさらに有する。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置におけるセンサにより得られた情報を基に、前記演算装置による演算処理時に信号補正が行われる。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置におけるセンサは、照度、加速度、温度および湿度のいづれか一または複数の外部状況をセンシングする。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置において、各装置に電源を供給する電源装置が前記筺体部に設けられている。
【００４７】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置において、前記有機系樹脂膜は人体に接触する部分がシリコーン樹脂であり、その他の部分はエポキシ樹脂である。
【００４８】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置において、前記反射面は前記投光面の周囲に、該投光面の長辺または直径と同程度の長さで設けている。
【００４９】
さらに、好ましくは、本発明の生体情報測定装置において、前記反射面は前記受光装置の光入射面の周囲に、該光入射面の長辺または直径と同程度の長さで設けている。
【００５０】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００５１】
本発明の生体情報測定装置は、発光装置および受光装置を保持する筐体部において、生体組織と接する表面に反射面が設けられており、受光素子に受光されずに生体から外部へ出射された信号に寄与しない光を反射面で反射させて、生体組織側へ再入射させることが可能となる。この反射面は、生体組織と接する表面に設けられており、特許文献３に開示されている従来技術のように生体から出射した光を袋などを介さずに反射面で直に反射させて生体組織へ再入射させている。また、この反射面を、発光装置からの投光面の少なくとも近傍位置に設けることによって、発光装置の投光面から生体組織に向けて照射された光の漏れを直接または間接的に反射させて生体組織に戻すことが可能となる。よって、特許文献２に開示されている従来技術に比べて、発光素子近傍の皮膚表面で反射された発光強度が強い光を反射面で反射させて、生体組織へ再び照射させることが可能となる。さらに、この反射面を、受光装置の受光面の近傍位置に設けることによって、生体情報を含んだ光をより効率良く受光装置に導くことが可能となる。
【発明の効果】
【００５２】
以上により、本発明の生体情報測定装置によれば、発光装置から照射される光のうち、信号に寄与していなかった光を用いることができるため、測定精度を向上させることができる。また、発光装置からの光量を増加させることなく、十分な信号を得ることができるため、光の利用効率を高めて省電力化を図ることができる。さらに、副次的な効果として、発光装置の省電力化に伴って、血液が低灌流状態であることにより生じやすいと言われている、発光装置による生体組織への低温火傷などの傷害を引き起こす危険性についても低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下に、本発明の生体情報測定装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
図１は、本発明の実施形態に係る生体情報測定装置の概略構成例を示すブロック図である。
【００５５】
図１において、本実施形態の生体情報測定装置１は、生体組織に光を照射する発光装置１０と、生体組織からの光を受ける受光装置２０と、これらの発光装置１０および受光装置を保持し、生体組織に概ね密着するように装着される筐体部３０と、発光装置１０および受光装置２０を制御したり、受光装置２０により受光された受光量に基づいて演算処理を行う演算装置としての制御・演算装置４０と、この制御・演算装置４０を介して各装置に電源供給する電源装置４１とを備えている。
【００５６】
また、この生体情報測定装置１は、生体情報を画面表示可能とする表示装置４２と、装置外部へ情報を発信する発信装置および、装置外部から情報を受信する受信装置として、無線または有線による送受信を行う送受信装置４３と、音や光、振動などで外部に情報を出力する外部装置４４と、加速度、体温や気温などの温度、湿度、外部光量（照度）、時間、位置などの各種外部状況をセンシングする外部状況検知センサ４５とを備え、これらは全て制御・演算装置４０に電気的に接続されている。
【００５７】
発光装置１０は、制御・演算装置４０によって駆動制御される発光駆動回路１１と、発光駆動回路１１によって発光駆動される発光素子１２とが発光素子制御線１３によって接続されており、発光素子１２と筐体部３０の投光面３１側との間には、光を案内するための投光ガイド１４が設けられている。
【００５８】
発光素子１２は、測定波長の光を放射するものであり、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、ランプなど、測定に用いられる光源として、放射光にピーク波長を少なくとも一つ以上有している光源であれば、用いることができる。測定対象が例えば、脈波より脈拍、血圧、また、その脈波波形を演算処理することにより算出できる血管硬化度を捉えることを目的とするのであれば、酸化および還元ヘモグロビンの吸光度に注目し、特徴ある吸光度をもつ波長、例えば、900nm付近の赤外光にピークがあれば良い。また、血中酸素飽和度を測定するのであれば、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光度の違いに注目し、光源に２波長以上のピークがあればよく、例えば、赤外光と赤色光の２種類の光を含んだものであれば脈波波形より算出できることは広く知られている。また、血液循環情報、例えばヘモグロビン濃度、血流速度、血栓情報や血球数を測定するのであれば酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光度が等しい波長805nm付近の波長にピークを持つ光源と測定対象により選定されるピーク波長を持つ光源が選択される。
【００５９】
投光ガイド１４は、発光素子１２からの光を生体側に出射して、効率よく案内するためのものであり、内部が空洞であってもよく、光ファイバーや樹脂などの導光素材によって電磁光学的に結合されていてもよい。また、発光素子１２、投光面３１および、これらの間の投光ガイド１４とは一体的に形成されていてもよい。さらに、投光ガイド１４の光が通る内面側に光を反射させる鏡面構造を設けてもよい。さらに、発光素子１２の発光出射面側または投光面３１の上下面（入射面および出射面）の両方またはいずれか一方、または投光ガイド１４の内部に波長を選択的に透過させるフィルタを設けてもよい。
【００６０】
受光装置２０は、受光素子２１と、受光信号増幅回路２２とが受光信号線２３によって電気的に接続されており、受光素子２１と筐体部３０の受光面３２との間に受光ガイド２４が設けられている。
【００６１】
受光素子２１は、測定波長の光に高感度を有し、受光部に入射された光信号を電気信号に変換する光電変換機能を有するものであれば、いずれも用いることができる。例えば、シリコンフォトダイオード、化合物半導体フォトダイオード、アバランシェフォトダイオードなどであってもよい。
【００６２】
受光信号増幅回路２２は、受光素子２１で生成された電気信号を所定の増幅率で増幅して増幅信号線２３を介して、演算処理が行われて生体情報が算出される制御・演算装置４０に伝えるようになっている。
【００６３】
受光ガイド２４は、受けた光を受光素子２１の受光部に効率よく案内するためのものであり、投光ガイド１４の場合と同様に、内部が空洞であってもよく、光ファイバーや樹脂などの導光素材によって電磁光学的に結合されていてもよい。また、受光素子２１、筐体部３０の受光面３２および、これらの間の受光ガイド２４は一体的に形成されていてもよい。さらに、受光ガイド２４を光が通る内面側に、光を反射させる鏡面構造を設けてもよい。さらに、受光素子２１の受光部側、または受光面３２の上下面（入射面および出射面）の両方またはいずれか一方、または受光ガイド２４の内部に測定波長を選択的に透過させるためのフィルタを設けてもよい。
【００６４】
筺体部３０は、発光装置１０、受光装置２０、制御・演算装置４０、電源装置４１、表示装置４２、送受信装置４３、外部装置４４および外部状況検知センサ４５を全て内部に収容して配置されていることが望ましいが、各構成装置の大きさ（サイズ）によっては別々に設けてシリアルケーブルなどで電気的に接続することも可能である。また、筺体部３０は、発光装置１０および受光装置２０と連結されていてもよい。但し、少なくとも筺体部３０の投光面３１と受光装置２０への筺体部３０の受光面３２、および、これらの間に連結されて設けられ、本発明の必須の構成要素である反射面３３は、筺体部３０に設けられている。
【００６５】
反射面３３は、筐体部３０の生体表面と接する面に設けられており、投光面３１から生体組織へ向けて照射された光を直接または間接的に反射させて生体組織側に戻すために、その位置が設定されている。投光面３１の周囲では、一部の光が皮膚表面にて反射したり、皮膚表面を伝導したりして、内部方向に入らず、外部へ出てしまうことがある。このため、投光面３１の近傍位置にも反射面３３を設けることによって、このような光を生体方向へ再入射させることによって、照射光量を無駄なく効率よく利用することができる。なお、投光面３１の「近傍」に関しては、反射面３３のサイズとして少なくとも投光面３１の長辺または直径と同程度の長さを周囲に有することが好ましいが、その形状は筺体部３０のサイズに応じて適宜調整され得る。また、反射面３３による反射は、全反射であることが好ましいが、部分反射であってもよい。さらに、反射面３３に凹凸や半球状などの立体的パターンを構成することにより拡散的に反射するようにしてもよい。さらに、反射面と非反射面とが交互に配置される構成としてもよい。例えば、投光面３１を中心として同心円上に反射面３３と非反射面とを交互に配置して、投光面３１の周囲のみを非反射面とし、その外周部を反射面３３とし、さらにその外周を非反射面としてもよい。この構成は、投光面３１が盛り上がっており、投光面３１の周囲と筺体部３０の内面（生体側の面）との間に隙間ができるような場合に有効である。反射面３３の外周部に非反射面を設けることにより、外部の光による影響を低減することができる。このような反射面３３を設けることによって、生体組織から受光面３２に到達しなかった光を生体組織に再度向けて再入射させることが可能となり、照射された光エネルギーを有効に利用することができる。
【００６６】
また、受光面３２の近傍位置（周辺位置）にも反射面３３を設けることによって、測定精度を改善することができる。受光面３２の近傍位置では、信号を含んだ光が存在するが、受光面３２に到達していないために信号に寄与していないことがある。このため、これらの光を受光面３２の方向に導くことによって、信号光量を増加させることができる。具体的には、受光面３２の方向に信号光を導くことができるように、受光面３２の方向へ反射面３３を放射状に歪曲させておけばよい。なお、受光面３２の「近傍位置」に関しては、反射面３３のサイズとして少なくとも受光面３２の長辺または直径と少なくとも同程度の長さを周囲に有することが好ましいが、その形状は筺体部３０のサイズに応じて適宜調整され得る。要するに、反射面３３は、生体側の投光面３１および受光面３２以外の全ての面に設けられていることが好ましい。なお、図１では、投光面３１と受光面３２の間に反射面３３を設けた場合が示されている。
【００６７】
この反射面３３を形成する方法としては、鏡面や拡散面を形成する方法であれば、メッキ処理、蒸着処理およびＣＶＤ法など、多種多様な方法を用いることができる。また、その材料についても様々なものを用いることが可能であり、例えば、導電性材料として、クロム、銅、スズ、金などのメッキ可能な金属、または難メッキ材料ではあるがチタンやアルミニウムなどの金属を用いることもできる。さらに、皮膚との接触抵抗が低く、生体親和性が高い白金や銀などの金属、塩化銀などのような無機塩類のハロゲン化物も用いることが可能である。なお、塩化銀は、金属ではないが、導電性を有しており、これは、心電図測定時などに用いられる電極材料の一種でもある。
【００６８】
制御・演算装置４０は、発光駆動制御信号線４０ａを介して発光装置１０の発光駆動回路１１と接続され、増幅信号線２２ａを介して受光装置２０の受光信号増幅回路２２と接続され、電源ライン４１ａを介して電源装置４１と接続され、表示信号線４０ｂを介して表示装置４２と接続され、送受信信号線４０ｃを介して送受信装置４３と接続され、外部装置信号線４０ｄを介して外部装置４４と接続され、外部信号入力線４５ａを介して外部状況検知センサ４５と接続されている。
【００６９】
電源装置４１としては、外部から給電を受けるように構成してもよいが、筺体部３０の内部にバッテリが設けられている方が好ましい。
【００７０】
表示装置４２は、生体情報測定装置１の装置本体（筺体部）に設けられていてもよく、また、生体情報測定装置１の外部に離れて設けられていてもよく、この場合には、送受信装置４３から外部へ送信された信号を表示装置４２が受信することにより表示情報を表示画面上に表示させることもできる。
【００７１】
送受信装置４３は、外部に情報を送受信する必要がない場合には、省略することもできる。また、外部装置４４も、必要がない場合には省略することができる。
【００７２】
外部状況検知センサ４５が設けられていない構成も可能であるが、外部状況検知センサ４５が設けられていてもよく、この場合には、検知外部状況データ（外部信号）を制御・演算装置４０に入力して、検知外部状況データに基づいて演算処理時に生体信号を補正することもできる。これらの装置はすべてが筺体上に配置されていることが望ましいが、本発明の必須の構成要素である投光面、受光面および反射面が筺体上に設けられていれば、構成する装置の大きさの制限、消費電力の制限等によっては別々に設けシリアルケーブル等で接続することも可能である。
【００７３】
なお、反射面３３として、導電性を有する金属薄膜を用いることにより、以下のような他の効果（１）〜（３）も期待することができる。
（１）金属薄膜と回路内の接地点を等電位にすることによりノイズ低減できる。
【００７４】
生体と接触する金属材料による反射面３３が、受光信号増幅回路２２の接地点または反射面３３と電源装置４１の接地点と電気的に等電位になるように電気的に接続することにより、外部から生体へ入ってきた電気ノイズの影響を緩和することができる。これにより、外部から生体情報測定装置１内の回路に入ってくるノイズの影響を低減することが可能となって、脈波信号のＳ/Ｎ比を向上させるという別の効果も期待することができる。
（２）生体との接触検知を行うことができる。
【００７５】
生体と接触する金属材料による反射面３３を複数用意して、複数の反射面３３間のインピーダンスを測定することによって、生体への装着の有無が検出されるように構成することも可能である。この原理は体脂肪計などに利用されているものであり、ここでは詳細な説明は省略する。
（３）反射面の金属材料の熱伝導性により、発光による生体の熱を分散吸収できる。
【００７６】
金属材料による反射面３３の熱伝導性は、他の物質に比べて高いため、発光により生体組織に生じる熱を分散させる作用も期待することができる。
【００７７】
なお、上記事例では、金属系薄膜により反射面３３を構成する例について説明しているが、反射面３３は、導電性を有し、測定波長の光を反射または散乱させる材料であれば、いずれも用いることが可能であり、金属材料に限定されるものではない。なお、反射面３３により光を散乱させる場合には、通常、光量減少につながると考えられるが、金属材料ではなく、光を散乱させる材料を用いた場合、光が反射される実効的な表面積を大きくすることが可能となるため、金属材料を用いた反射面と同一の効果を得ることができるものと考えられる。また、この反射面３３に、複数の金属材料を用いたり、樹脂膜を積層することによっても同様の効果を得ることが可能であり、反射面３３の材料は複数種類でもよく、一種類であるということに限定されない。
【００７８】
反射面３３の材料として、有機系樹脂膜、例えばポリイミド薄膜などを用いることができる。ある一定の厚みを有するポリイミド薄膜は、波長９１０ｎｍ〜９４０ｎｍの赤外光に対して、反射させる性質を有している。このような性質は、他の有機系樹脂材料であっても、その組成と比率により実現することが可能である。このポリイミド薄膜は、スピンコート法など、様々な方法により安定して形成することができる。
【００７９】
さらに、有機系樹脂膜の裏面に粘着剤などの粘着性部材を設けて、筺体部３０に固定することも可能である。図２に、この場合の模式的な縦断面図を示す。
【００８０】
図２では、ポリイミド膜３３ａからなる鏡面の反射面３３Ａの下部に粘着剤３３ｂが配置されており、この粘着剤（粘着性部材）３３ｂによってポリイミド膜３３ａが筺体部３０上に接着されている。但し、筐体部３０の投光面３１または受光面３２では、光が透過するように、ポリイミド膜３３ａおよび粘着剤３３ｂが設けられていない。このように、ポリイミド膜３３ａを粘着剤３３ｂと一体的に筐体部３０上から剥がすことができるように構成することにより、測定毎にその部分が交換されるような使い捨て型測定装置を実現することが可能となり、この方が衛生上の観点からも好ましい。なお、反射面はポリイミド膜に限定するものではなく、他の開示した構成材料からできているものでも可能である。
【００８１】
この反射面３３Ａは、構成材料によっては傷つき易いものもある。そのため、樹脂膜などを保護膜として反射面３３Ａ上に積層して、その一部または全面を保護することが好ましい。保護膜に用いられる材料としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂など、測定波長の光に対して透過特性に優れたものを用いることができる。さらに、人体に接触する部分のみに柔軟なシリコーン樹脂膜を用いて、その他の部分をより強固なエポキシ樹脂膜を用いる方法など、複数の材料を使い分けることも可能である。
【００８２】
なお、樹脂膜形成時または形成後に光散乱性媒体を塗布するかまたは、添加することによって、樹脂膜自体を反射面３３Ａとすることもできる。特に、光散乱性媒体を樹脂膜内部に分散配置する方が好ましい。この分散配置する光散乱性媒体としては、硫酸バリウムなどの白色粉末を用いることができる。さらに、光散乱性媒体の粒径や分散を調整することによって、波長選択性を持たせることも可能である。
【００８３】
この場合には、光散乱性媒体に光が照射されることによって光が反射されるため、拡散的な反射になる。図３に、この場合の模式的な縦断面図を示す。
【００８４】
図３では、拡散射面である反射面３３Ｂを構成する樹脂膜３３１に入射した光６０は、樹脂膜３３１内に均等に複数拡散して設けられた光散乱性媒体３３２の表面に入射される。このとき、平行に入射した光６０のうち、入射光６０ａと入射光６６ｂとでは光散乱性媒体３３２表面への入射角がαとβと異なるため、その反射光６１ａと反射光６１ｂとは光散乱性媒体３３２の表面から別方向へ反射して、拡散的なランダム反射となる。なお、樹脂膜３３１と接する筺体部３０の界面を光反射性を有する薄膜によりコーティングしてもよい。また、筺体部３０側は遮光されている方が好ましい。
【００８５】
また、図３では、光散乱媒体３３２を球形としているが、凹凸を有するものでもよく、光を拡散させる性質を有していれば、特に球形である必要はなく、他の形状であってもよく、大小あってもよい。さらに、投光面３１から出射された光を直接生体へ照射せずに、この樹脂膜３３１の方向に導光し、その樹脂膜３３１の樹脂面を介して生体側へ光照射させることも可能である。
【００８６】
さらに、このような拡散的な反射面３３Ｂに代えて、金属膜からなる鏡面の表面に、微細な凹凸（立体的パターン）をランダムに形成することによっても拡散的な反射面を実現することができる。図４に、この場合の模式的な縦断面図を示す。
【００８７】
図４では、金属膜３３３の表面に微細な凹凸３３３ａが形成されている。この微細な凹凸３３３ａを表面にランダムに形成することにより、拡散的な反射面３３Ｃを得ることができる。この凹凸３３３ａは、鏡面として形成された金属膜３３３からなる反射面上に研磨剤を滴下して研磨することにより形成することができる。ただし、金属膜３３３の膜厚に対して十分小さい研磨剤を用いる必要があり、そうでない場合には研磨剤が裏側の筺体部３０にまで達して反射面３３Ｃが剥離し易くなるため、注意が必要である。また、ランダムな凹凸ではなく、規則的な凹凸形状により反射面３３Ｃを形成すれば、一定方向の光を強調して反射させることも可能となる。
【００８８】
以上に説明した発光装置１０、受光装置２０、および反射面３３Ａ、３３Ｂまたは３３Ｃを有する筺体部３０は、その形状に特に制限はなく、リング型（実施例１）、指先用透過型プローブ型（実施例２）、反射型プローブ型（実施例３）など、これらに限らず様々な形状が考えられる。
【００８９】
以下に、上記構成を有する本発明の生体情報測定装置１の具体的な実施例１〜３について、筺体部３０の構成毎に詳細に説明する。
（実施例１）
本実施例１では、本発明の生体情報測定装置１をリング型脈波測定装置に適用した場合について図５〜図８を参照して詳細に説明する。   
【００９０】
図５は、本実施例１に係るリング型脈波測定装置１Ａの構成例を示す縦断面図である。
【００９１】
図５において、本実施例１のリング型脈波測定装置１Ａは、生体組織に光を照射する発光装置１０と、生体組織からの光を受ける受光装置２０と、発光装置１０および受光装置２０を保持し、生体組織に概ね密着するように装着されるリング状の筐体３０Ａと、発光装置１０および受光装置２０を制御したり、受光装置２０により受光された受光量に基づいて演算処理を行う演算装置としての制御・演算装置４０と、各装置に電源供給するための電源装置４１とを備えている。さらに、生体情報測定装置１Ａは、外部へ情報を出力する装置として情報を画面表示する表示装置４２と、無線による送受信を行う送受信装置４３とを備えている。
【００９２】
発光装置１０は、発光駆動回路１１と発光素子１２とが発光素子制御線１３によって電気的に接続されており、発光素子１２と筐体部３０Ａの投光面３１との間に投光ガイド１４が設けられている。
【００９３】
受光装置２０は、受光素子２１と受光信号増幅回路２２とが受光信号線２３によって接続されており、受光素子２１と筐体部３０Ａの受光面３２との間に受光ガイド２４が設けられている。
【００９４】
筐体部３０Ａは円環状（リング状）であって、発光装置１０の投光面３１および受光装置２０の受光面３２がリング内面に向けて配置され、反射面３３Ａがそのリング内面で生体組織と接するように配置されている。本実施例１では、投光面３１および受光面３２を除くリング型筐体３０Ａの内周面全面に反射面３３Ａが設けられている。
【００９５】
反射面３３Ａは、筐体部３０Ａにクロム膜をメッキ処理することにより形成されており、その表面が平坦化されて鏡面とされている。このクロムメッキされた部分と電源装置４１の接地部は、電気的に接続されている方が好ましい。さらに、発光装置１０および受光装置２０についても、リング型筺体部３０Ａ上に配置されている。
【００９６】
反射面３３Ａは、散乱剤が内面部に配置された樹脂膜により構成してもよい。クロムメッキされた反射面３３Ａは、生体と接するように配置して、生体組織と反射面３３Ａとの間に空間が生じない方が好ましい。また、空間が生じたとしても、生体と反射面３３Ａとの距離が概ね１ｍｍ以内であることが好ましい。それ以上に生体と反射面３３Ａとが離れる場合には、外乱光に対する対策を施すことが好ましい。特に、反射面３３Ａ上に保護膜となる樹脂膜が形成されて反射面３３Ａと生体が離れている場合、樹脂膜の側面から侵入する外乱光を遮光する必要がある。また、投光面３１と反射面３３Ａは、隣合わせに配置することが好ましい。
【００９７】
図６は、図５のリング型脈波測定装置１Ａを指に装着したときの様子を模式的に示す縦断面図である。
【００９８】
図６では、リング型筐体部３０Ａの内部に配置された生体の例えば手の指７０と投光面３１および受光面３２とが接している。脈波は、主として動脈血管７２およびその周囲の細動脈から測定される。ここで、骨７１は、赤外領域の波長であれば光が透過されやすいが、赤外よりも短波長では光が透過されにくい。これらの骨７１および動脈血管７２が生体組織７３として含まれている。
【００９９】
図７は、図５のリング型脈波測定装置１Ａを指に装着して使用した場合の指の縦断面内での光の経路について説明するための縦断面図である。
【０１００】
一般に、光は直進性を有するため、投光面３１から生体内に入射された光６０は入射方向へ直進性を有している。ところが、生体内では、光が生体組織７３により擾乱されてランダムウォークするため、入射された光６０は、その周囲へ拡散されながら進んでいく。光の一部は皮膚と筋肉との境界で反射したり、骨７１との境界で反射したり、動脈血管７２の血管壁によって擾乱したりする。このような光６０のうち、一部の光６０Ｂは動脈血管７２を透過し、受光面３２に到達するものもある。しかしながら、動脈血管７２の信号成分を含まない光であって受光面３２に到達しなかった光６０Ａや６０Ｃのような光も多々ある。このように、信号成分を含まない光のうち、受光面３２に到達しなかった光を生体外で反射面３３Ａにより反射させて、指７０の生体組織７３内に再入射させる。生体組織７３内に再入射した光のうち、一部が信号成分を含んだ光となって受光面３２に到達することによって、受光素子２１に動脈信号をより多く受光させることができる。
【０１０１】
さらに、指７０の根元にはめられるリング型筺体部３０Ａでは、測定部位が指先よりも心臓に近いため、一般に血管が太く、血管壁も厚い。指の動脈分布の一例を図８に示す。
【０１０２】
図８から分かるように、リング型筐体部３０Ａ装着部位である指の根元では動脈が２本指に沿って並行に走っており、その周囲では細動脈も少ないため、生体情報を含む主たる信号は、この動脈からの信号であると推察される。一方、指先では、断面方向に対して細動脈や毛細血管が網目状に面分布しているが、指の根元では、断面方向に対して動脈が複数点に集中して点在しており、光に対して一様に広がっていない。このため、発光素子１２の位置による信号検出量の依存性が大きい。そこで、本実施例１では、生体を透過した光のうち、受光面３２に到達しなかった光を生体に向けて再入射させることにより、円形状の血管に光を閉じ込めるような形で再照射することができるため、血管の位置による信号検出量の依存性を緩和することができる。
【０１０３】
なお、指の根元に装着されるリング型脈波測定装置１Ａでは、そのリング内周面に沿うように反射面３３Ａを配置することが望ましい。但し、骨７１に対して透過性が低い波長を測定光として用いる場合には、リング内周面の全面を覆う必要はなく、適切に範囲を設定して覆えばよい。この範囲は、投光面３１と受光面３２との位置関係により決定される。また、図５〜図７に図示した投光面３１と受光面３２との位置関係は、これに限定されるものではなく、その位置と角度（ここではリング中心角度が直角）は適宜調整することができる。また、投光面３１と受光面３２との数（ここでは各１個）についても、適宜調整することができる。
（実施例２）
本実施例２では、本発明の生体情報測定装置１を透過プローブ型脈波測定装置として構成した事例について図９および図１０を参照して詳細に説明する。
【０１０４】
図９は、本実施例２に係る透過プローブ型脈波測定装置の構成例を示す斜視図であり、図１０は、図９の透過プローブ型脈波測定装置を指に装着したときの様子を模式的に示す縦断面図である。
【０１０５】
図９および図１０において、本実施例２の透過プローブ型脈波測定装置１Ｂは、生体組織７３に光を照射する発光装置１０と、生体組織７３からの光を受ける受光装置２０と、これらの発光装置１０および受光装置２０を保持して、生体組織７３の表面に概ね密着するように装着される筐体部３０Ｂとを備えている。
【０１０６】
筐体３０Ｂは、透過プローブ型であって、投光面３１と受光面３２とが概ね相対するように配置（対向配置；中心角度が１８０度）されている。筐体部３０Ｂの投光面形成側では、硬質な樹脂材料からなる保護層３５ａ上に、指を挟んだときの圧力を緩和するための緩衝層３６ａが形成されている。この緩衝層３６ａは、指に沿うように、その形がアーチ形状とされている。その緩衝層３６ａの指と接する面における投光面３１の周囲部分（投光面３１以外の表面領域）に、反射面３３Ｂが形成されている。また、筐体部３０Ｂの受光面形成側では、硬質な樹脂材料からなる保護層３５ｂ上に、指を挟んだときの圧力を緩和するための緩衝層３６ｂが形成されている。この緩衝層３６ｂは、指に沿うように、その形がアーチ形状とされている。その緩衝層３６ｂの指と接する面における受光面３２の周囲部分（受光面３２以外の表面領域）に、反射面３３Ｂ’が形成されている。筐体部３０Ｂの発光面形成側と受光面形成側には筺体接続脚部３７ａ，３７ｂがそれぞれ設けられ、脚部接続ピン３９を軸にして発光面形成側と受光面形成側とが上下に開動可能な構造となっており、両面は、ばね３８によって指を挟みこむ方向に力が加わる（付勢される）ように配置されている。
【０１０７】
発光素子１２は、緩衝層３６ｂの内部を通って配線された発光素子制御用配線５０ａによって発光素子・受光素子制御信号線５０と電気的に接続されている。また、受光素子２１も、発光素子・受光素子制御信号線５０と電気的に接続されている。発光素子・受光素子制御用信号線５０は、図示しない測定装置本体に接続されており、この測定装置本体には、発光素子１２を駆動する発光駆動回路１１、受光素子２１で受光された信号を増幅する受光信号増幅回路２２など、発光装置１０および受光装置２０を制御したり、受光装置２０により測定された受光量に基づいて演算処理を行う演算装置としての制御・演算装置４０、電源装置４１、外部へ情報を発信する送受信装置４３や外部状況をセンシングする外部状況検知センサ４５などを備えており、本体側でプローブが制御されるようになっている。なお、外部からの光の入射を抑えるため、保護層３５ａおよび３５ｂの外部を覆うように構成した方がより好ましい。
【０１０８】
上記構成により、本実施形態２の透過プローブ型脈波測定装置１Ｂを指に装着して使用した場合の指の断面内での光の経路について、図１０を用いて詳細に説明する。
【０１０９】
一般に、光は直進性を有するため、投光面３１から生体内に入射された光６０は入射方向へ直進性を有して生体内を進む。ところが、生体内では、光が生体組織７３により擾乱されてランダムウォークするため、入射された光６０は、その周囲へ拡散されながら進んでいく。光の一部は皮膚と筋肉との境界で反射されたり、骨７１の境界で反射されたりして、一部の光６０は細動脈などの細い動脈血管層７２ａを透過する。この細い動脈血管層７２ａを透過した光のうちの一部の光６０Ｄは、直接、受光面３２に入射される。また、他の一部の光６０Ｅは、反射面３３Ｂ、３３Ｂ’によって反射して生体内（指）に再入射され、受光面３２に到達させることができる。
【０１１０】
さらに、指の先端部に装着されるプローブ型筺体部３０Ｂでは、指の根元と異なり、脈動を含む動脈血管が細く、光が透過され易い網目状になっているため、図１０では細かい動脈血管が多数ある動脈血管層７２ａとして表しているが、実際には細い血管が縦横に走っている。そこで、本実施例２では、生体内を透過した光のうち、受光面３２に到達しなかった信号に寄与しない光を生体内に向けて再入射させることにより、発光素子１２の発光光量を増加させることなく、発光光量を有効利用して、Ｓ／Ｎを維持・向上させることができる。
【０１１１】
なお、本実施例２の生体情報測定装置１Ｂと同様の態様を有するものとして、指先に代えて耳朶に挟み込んで装着するクリップタイプの脈波測定装置が挙げられ、指先用プローブ型脈波測定装置１Ｂの場合と同様に、クリップ型筐体部の生体と接する面に反射面３３Ｂ、３３Ｂ’を設けることにより、発光素子１２からの発光光量を増加させることなく、この発光光量を有効利用して、十分な信号を検出することができる。
（実施例３）
本実施例３では、本発明の生体情報測定装置１を反射プローブ型脈波測定装置として適用した場合について説明する。     
【０１１２】
図１１は、本実施例３に係る反射プローブ型脈波測定装置を指に装着したときの様子を模式的に示す縦断面図である。
【０１１３】
図１１において、本実施例３の反射プローブ型脈波測定装置１Ｃは、生体組織７３（指）に光を照射する発光装置１０と、生体組織７３からの光を受ける受光装置２０と、これらの発光装置１０および受光装置２０を保持し、生体組織７３に概ね密着するように装着される筐体部３０Ｃとを備えている。
【０１１４】
この筐体部３０Ｃは、反射プローブ型であって、投光面３１と受光面３２とが概ね同じ面内に配置されている。この筐体部３０Ｃは、上記実施例２の透過プローブ型の場合と同様に、硬質な樹脂材料からなる保護層３５上に、指を挟んだときの圧力を緩和するための緩衝層３６が形成されている。この緩衝層３６は、指に沿うようにその形がアーチ形状とされており、指の中心部を載せやすいように凹んでいる。その緩衝層３６の指と接する面側における投光面３１および受光面３２の周囲部分に、反射面３３Ｃが形成されている。
【０１１５】
発光素子１２および受光素子２１は、発光素子・受光素子制御信号線５０によって、装置本体に設けられた発光駆動回路１１、受光信号増幅回路２２、制御・演算装置４０、電源装置４１、外部へ情報を発信する送受信装置４３や外部状況をセンシングする外部状況検知センサ４５などを備えており、本体側でプローブが制御されるようになっている。  上記構成により、本実施例３の反射プローブ型脈波測定装置１Ｃを指に装着して使用した場合の指の断面内での光の経路について、図１１を用いて説明する。
【０１１６】
投光面３１から生体組織７３内に入射された光は、細い動脈血管層７２ａにより反射または透過され、その一部の光は、生体組織７３を通って直接受光面３２に入射される。また、他の一部の光は、反射面３３Ｃによって反射して指に再入射され、受光面３２に到達させることができる。このように、反射プローブ型脈波測定装置１Ｃについても、透過プローブ型脈波測定装置１Ｂの場合と同様に、生体を透過して進んだ光のうち、受光面３２に到達しなかった、信号に寄与しない光を生体に向けて再入射させることにより、発光素子１２からの発光光量を増加させることなく、発光光量を有効利用して、Ｓ／Ｎを維持・向上させることができる。
【０１１７】
以上により、上記実施形態および、これの各具体例である上記実施例１〜３によれば、生体組織７３に光を照射する発光装置１０と、生体組織７３からの光を受ける受光装置２０と、これらを保持する筐体部３０または３０Ａ、３０Ｂ，３０Ｃとを備えた生体情報測定装置１または１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、生体組織７３と概ね接する面であって、投光面３１および受光面３２の少なくとも近傍位置に、反射面３３または３３Ａ，３３Ｂ、３３Ｃを形成して、生体組織７３から外部へ出射されてきた信号に寄与しない光を生体組織７３に再入射させることにより、光の利用効率を高めることができる。したがって、従来の脈波測定装置では、発光装置から照射された光のうちの一部は動脈を通らずに外部へ漏れることから、受光信号量を増加させるために発光素子１２の発光光量を増加させていたが、これでは、エネルギー効率が低下する。これに対して、本発明では、発光装置からの発光光量を増大させることなく、発光装置から発光された光や反射面により反射された光を十分に利用して生体情報を含む信号をより多く得ることができる。
【０１１８】
なお、上記実施例１〜３では、反射面を設けた各種筺体部の事例について説明したが、これ以外にも、手首や腕に巻く反射型技術を援用した腕時計などのようなものも考えれるが、技術思想が同一であるため、ここではその説明は省略する。
【０１１９】
また、上記実施形態および上記実施例１〜３では、脈波波形を測定する脈波測定装置１Ａ〜１Ｃに本発明の生体情報測定装置１を適用した事例について説明したが、測定された脈波を用いて、脈拍、血中酸素飽和度、血液循環情報、血圧および血管硬化度のいずれか一つまたは複数の値を算出することもできる。例えば、血中酸素飽和度は、発光素子１２の波長を２種類以上の波長とすることによって、算出することが可能である。
【０１２０】
以上のように、本発明の好ましい実施形態および実施例１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態および実施例１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態および実施例１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、発光装置からの光を生体に照射して受光装置により受光された受光量に基づいて演算処理を行うなどといった電磁光学的手法を用いて、循環器、特に血管などに関する生体情報を測定する脈波測定装置などの生体情報測定装置の分野において、発光装置から照射される光のうち、信号に寄与していなかった光を用いることができるため、測定精度を向上させることができる。また、発光装置からの光量を増加させることなく、十分な信号を得ることができるため、光の利用効率を高めて省電力化を図ることができる。さらに、副次的な効果として、発光装置の省電力化に伴って、血液が低灌流状態であることにより生じやすいと言われている、発光装置による生体組織への低温火傷などの傷害を引き起こす危険性についても低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の実施形態に係る生体情報測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の生体情報測定装置において、鏡面の有機系樹脂膜の裏面に粘着剤などの粘着性部材を設けて、筺体部に固定した構成例を模式的に示す縦断面図である。
【図３】図１の生体情報測定装置において、樹脂膜に光散乱性媒体を塗布または添加して、樹脂膜自体を拡散的な反射面とした構成例を模式的に示す縦断面図である。
【図４】図１の生体情報測定装置において、金属膜からなる鏡面の表面に、微細な立体的パターンをランダムに形成することによって拡散的な反射面とした構成例を模式的に示す縦断面図である。
【図５】本実施例１に係るリング型脈波測定装置の構成例を示す縦断面図である。
【図６】図５のリング型脈波測定装置を指に装着したときの様子を模式的に示す縦断面図である。
【図７】図５のリング型脈波測定装置を指に装着して使用した場合の指の縦断面内での光の経路について説明するための縦断面図である。
【図８】指の動脈分布の一例を模式的に示す図である。
【図９】本実施例２に係る透過プローブ型脈波測定装置の構成例を示す斜視図である。
【図１０】図９の透過プローブ型脈波測定装置を指に装着したときの様子を模式的に示す縦断面図である。
【図１１】本実施例３に係る反射プローブ型脈波測定装置を指に装着したときの様子を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  生体情報測定装置
１Ａ  リング型脈波測定装置
１Ｂ  透過プローブ型脈波測定装置
１Ｃ  反射プローブ型脈波測定装置
１０  発光装置
１１  発光駆動回路
１２  発光素子
１３  発光駆動制御線
１４  投光ガイド
２０  受光装置
２１  受光素子
２２  受光信号増幅回路
２２ａ  増幅信号線
２３  受光信号線
２４  受光ガイド
３０  筐体部
３０Ａ  リング型筺体部
３０Ｂ  透過プローブ型筐体部
３０Ｃ  反射プローブ型は固体部
３１  投光面
３２  受光面
３３、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｂ’、３３Ｃ  反射面
３３ａ  ポリイミド薄膜
３３ｂ  粘着剤
３３１  樹脂膜
３３２  光散乱性媒体
３３３  金属膜
３３３ａ  微細な凹凸
３５ａ、３５ｂ  保護層
３６ａ、３６ｂ  緩衝層
３７ａ、３７ｂ  筺体接続脚部
３８  ばね
３９  脚部保持ピン
４０  制御・演算装置
４０ａ  発光駆動制御信号線
４０ｂ  表示信号線
４０ｃ  送受信信号線
４０ｄ  外部装置信号線
４１  電源装置
４１ａ  電源ライン
４２  表示装置
４３  送受信装置
４４  外部装置
４５  外部状況検知センサ
４５ａ  外部信号入力線
５０  発光素子・受光素子制御信号線
５０ａ  発光素子制御用配線
６０  光
６０ａ、６０ｂ、６１ａ、６１ｂ、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ  光の経路
７０  指
７１  骨
７２  動脈
７２ａ  細動脈層
７３  生体組織
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図８】
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