(57)【要約】【課題】本発明は、従来の様に、ＬＥＤ等の劣化を招く発光部もなく、検知部からのケーブル数も少なく、脈拍計数中に於いても、手指が自由に使用できる耳たぶ型脈拍計を提供しようとすること。【解決手段】人体を伝播する微振動を耳たぶから検知して空気振動に変換するエアーパットセンサー手段と、エアーパットセンサーの空気振動を電気信号に変換する微圧センサー手段が検知した人体微振動信号から人体の脈拍による微振動を選択するフィルターと、フィルターによる選択された振動波形を経時的に並べる手段により並べられたパターンから数値を計数する手段と、前記計数する手段により計数された数値を脈拍数として表示手段と、を具備している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の脈拍数を耳たぶから検知してこれをカウントする耳たぶ型脈拍計において、
人体を伝播する微振動を耳たぶから検知して空気振動に変換するエアーパットセンサー手段と、
エアーパットセンサーの空気振動を電気信号に変換する微圧センサー手段が検知した人体微振動信号から人体の脈拍による微振動を選択するフィルターと、フィルターによる選択された振動波形を経時的に並べる手段により並べられたパターンから数値を計数する手段と、
前記計数する手段により計数された数値を脈拍数として表示手段と、
を具備してなる脈拍計。
【請求項２】
前記エアーパットセンサー手段は、クリップにより耳たぶに接触されることを特徴とする請求項１に記載の耳たぶ型脈拍計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアーパットセンサーを用いて、耳たぶから脈拍の脈拍カウントする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の脈拍数は、従来から種々の方式で、計数が行われ、医療関係や、体育関係などの分野で利用されている。現状では、指先に伝わる心拍音を検知して脈拍を割り出す方式も採用されるようになって来た。この種の大半の脈拍計はＬＥＤとフォトダイオードの光センサ一方式によるものであり、ＬＥＤを点灯させて、指先を透過及び反射したＬＥＤの光量を受けるフォトダイオードの受光電流を電圧に変換し、その電圧の振幅で、脈拍数をカウントをするものが多い。
【特許文献１】特開２００３−０４７６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記方式は、ＬＥＤを点灯させなければならないので消費電流が高く、いずれはＬＥＤが劣化して測定ができなくなる。また、脈拍本体からセンサーまでのケーブルはＬＥＤ、フォトダイオードのそれぞれのケーブルが必要となり、ケーブル数が必要となる。
またこの種の検知部は、指先に取り付けるため、脈拍の計数中は、手指を動作させて、これを自由に使用することが出来ないという不都合がある。
本発明は、従来の様に、ＬＥＤ等の劣化を招く発光部もなく、検知部からのケーブル数も少なく、脈拍計数中に於いても、手指が自由に使用できる耳たぶ型脈拍計を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的を達成するため、本願の請求項１に記載の発明は、人間の脈拍数を耳たぶから検知してこれをカウントする耳たぶ型脈拍計において、人体を伝播する微振動を耳たぶから検知して空気振動に変換するエアーパットセンサー手段と、エアーパットセンサーの空気振動を電気信号に変換する微圧センサー手段が検知した人体微振動信号から人体の脈拍による微振動を選択するフィルターと、フィルターによる選択された振動波形を経時的に並べる手段により並べられたパターンから数値を計数する手段と、前記計数する手段により計数された数値を脈拍数として表示手段と、を具備してなる脈拍計を提供する。
本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記エアーパットセンサー手段は、クリップにより耳たぶに接触されることを特徴とする耳たぶ型脈拍計を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明はその構成要件が示すとおり、エアーパット１１により人間の微弱な脈拍振動を電気振動に変換し、その信号をフィルターでノイズ周波数帯域を取り除き、脈拍波形のみを取り出して、脈拍数をカウントすることができる。また、従来の耳たぶ用脈拍計のように光素子に指先を当て、透過または反射させて脈拍数をカウントさせることもなく、耳たぶに装着させるだけで脈拍計数中に手指を自由に使用出来て且つ脈拍数をカウントすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、クリップと耳たぶの間に空気を密閉させたウレタンまたはゴム状のパットを挟み、人間の微弱な脈拍振動をパット内部の空気振動に変換し、圧電素子により空気振動を電気信号に変換し、脈拍数をカウントする。
【実施例１】
【０００７】
次に本発明の−実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、エアーパットセンサーを脈拍計に適用した実施の形態を示す平面図である。図１において、エアーパットセンサー１はクリップ２の先端に設置されていて、クリップ２により耳たぶを挟み、エアーパットセンサー１は耳たぶ３に装着されている。クリップ２のエアーパットセンサー１とは逆側の先端には、ケーブル４があり、その先端に設けられたゴムブッシュ５から脈拍計本体６上端に導入されて、エアーパット１と脈拍計本体６とを電気的に接続していて、エアーパットセンサー１の信号を脈拍計本体６に送信する。脈拍計本体６の表面には、表示窓となる透明ガラス７が嵌め込まれていて、その下側には脈拍数を表示する液晶表示板８が設けられている。液晶表示板８の下側には、脈拍計の心臓部である脈拍カウンター９が設けられていて、エアーパットセンサー１の信号を脈拍カウント数に変換し、液晶表示板８に脈拍数を表示させる。
図２は、液晶表示板８の正面図である。液晶表示板８には、脈拍数表示部９が設けられている。
【０００８】
図３は、エアーパットセンサー１の横側からの内部を示す断面図である。
エアーパットセンサー１はクリップ２の先端に固定されている。エアーパットセンサー１は、微圧センサー１０とエアーパット１１に分かれていて、エアーパット１１の上側に微圧センサー１０が取り付けられている。エアーパット１１はクリップ２と耳たぶ３に挟まれ、耳たぶ３から伝わってくる微振動を検知するエアーをウレタンシートまたはゴムシートなどで密閉している。エアーパット１１の内部には、エアーパット１１が撓まないように板状のスポンジ１２が内蔵されている。微圧センサー１０は、エアーパット１１の内部のエアーの空気振動を電気信号に変換する。
【０００９】
図４は、徴圧センサー１０の拡大断面図である。
図４において、微圧センサー１０はエアーパット１１に取り付けられていている。微圧センサー１０の下ケース１４の内部は、圧電素子１６にて内室１７と外室１８に仕切られていて、内室１７は、エアーパット１１の内部とパイプ１５にて繋がっていて密閉状態になっている。圧電素子１６からは２本の電線１９が半田付けされていて、上ケース１３と下ケース１４に挟まれている中継基板２０に接続されている。中継基板２０の電線１９が半田付けされている面の反対側の面には、ケーブル４が半田付けされている。エアーパットセンサー１が耳たぶ３に装着されると、エアーパット１１が耳たぶ３に密着し、エアーパット１１を押し付ける状態になり、エアーパット１１の内部と微圧センサー１０の内室１７に圧力が加わり、密閉部内のエアーがわずかな耳たぶ３の微振動に対しても空気振動を発生する状態になる。その時に耳たぶ３から発せられる脈拍振動は密閉部内の空気に伝わり、脈拍振動の空気振動が発生する。空気振動は密閉部から微圧センサー１０の圧電素子１６に伝わり、圧電素子１６は空気振動を電気信号に変換し、電線１９から中継基板２０を介して、ケーブル４に電気信号を送信する。また、エアーパット１１に微圧センサー１０を取り付ける時に、エアーパット１１が潰れた状態で密閉されると、内部のエアーが十分に確保できず、空気振動が鈍くなる為、密閉時に内部体積を確保し、十分なエアーを確保する為、スポンジ１２を内蔵する。
【００１０】
図５は、本発明に係わる脈拍カウンター９の回路を示すブロック図である。
脈拍カウンター９は、圧電素子１６からの振動波形を処理して人間の脈拍数を算出する回路である。図５において、圧電素子１６が検出した脈拍波形は高インピーダンスである。高出力インピーダンスの脈拍波形は、電線１９から中継基板２０を介して、ケーブル４にて脈拍カウンター９に入力され、インピーダンス変換器２１にて高インピーダンスから低インピーダンスに変換して次段の回路に出力される。
【００１１】
２２はフィルターであり、脈拍振幅の１．ＯＨｚ〜３．ＯＨｚの周波数帯域を通過させ、その他のノイズ周波数帯を除去する。２３はフィルター２２から出力された脈拍振幅を増幅する増幅器である。このとき、脈拍１拍に対して、三角波のような１山の波形が出力される。この三角波をパルス変換器２４により方形波に変換させることにより、脈拍１拍に対して１方形波の脈拍数カウントパルスが出力される。
【００１２】
次に、人間の脈拍のカウントする仕組みの詳細について説明する。
人間の血液は、心臓の拍動によって、全身の血管に送り出される。その血液が血管に送り出される際、血液循環の微振動が発せられる。このような心臓の拍動によるより発せられる微振動を耳たぶから検知して脈拍数をカウントする。
【００１３】
図６において、人間の耳たぶ３にエアーパットセンサー１を装着した状態で安静時に、心臓の拍動によって血液が血管に送り出された時、耳たぶ３から発せられる微振動により、エアーパットセンサー１のエアーパット１１の内部及び徴圧センサー１０の内室１７のエアーが空気振動を起こし、圧電素子１６に伝わる。振動を受けた圧電素子１６は空気振動を高インピーダンスの電気信号に変換して、電線１９から中継基板２０を介して、ケーブル４により脈拍カウンター９のインピーダンス変換器２１に入力され、低インピーダンスに変換される。変換後の信号を図６に示す。
図６の信号はフィルター２２で１．ＯＨｚ〜３．ＯＨｚ以外の雑音成分が取り除かれる。フィルター通過後の信号を図７に示す。図７の信号は微少の為、増幅器２３で増幅されて、パルス変換器２４に入力される。パルス変換後の信号を図８に示す。
本発明において、心臓の拍動により、血液が血管に送り出される時、図７に示すような、波形はＢＯＴＴＯＭからＰＥＡＫに達し、またＢＯＴＴＯＭに戻る振幅波形が繰り返し出力される。
【００１４】
図７の振幅波形の大きさは、個人によって異なってくる。これを調整するのが増幅器２３であり、増幅器２３の増幅度を調整することにより、これらすべての脈拍振幅の大きさを一定にすることができる。
【００１５】
図７の振幅波形は、パルス変換器２４に入力され、図８に示す方形波に変換される。つまり心臓の１拍動による血液循環（１脈拍）が起こると脈拍カウンター９から１方形波が出力される。
【００１６】
以上の空気振動一電気信号変換方式により、耳たぶ３を挟むクリップ２の先端にエアーパット１１、微圧センサー１０を取り付けるだけで、耳たぶ３からエアーパット１１に伝わる人間の脈拍を取り出し、２本線のケーブル４にて脈拍カウンター９に送信し、脈拍数をカウントにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
以上、本発明を上述の実施の形態により説明したが、微圧センサーを耳たぶに装着するクリップの形状を変更するなど本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の全体を示す構成図である。
【図２】図２は、液晶表示板面を示す正面図である。
【図３】図３は、クリップ部分の部分断面図である。
【図４】図４は、微圧センサーの断面図である。
【図５】図５は、本発明の回路ブロック図である。
【図６】図６は、本発明の動作を説明するための波形図である。
【図７】図７は、本発明の動作を説明するための波形図である。
【図８】図８は、本発明の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００１９】
１・・・・・エアパットセンサー
２・・・・・クリップ
３・・・・・耳たぶ
４・・・・・ケーブル
５・・・・・ゴムブッシュ
６・・・・・脈拍計本体
７・・・・・透明ガラス
８・・・・・液晶表示板
９・・・・・脈拍カウンター
１０・・・・・微圧センサー
１１・・・・・エアーパット
１２・・・・・スポンジ
１３・・・・・上ケース
１４・・・・・下ケース
１５・・・・・パイプ
１６・・・・・圧電素子
１７・・・・・内室
１８・・・・・外室
１９・・・・・電線
２０・・・・・中継基板
２１・・・・・インピーダンス変換器
２２・・・・・フィルター
２３・・・・・増幅器
２４・・・・・パルス変換器
【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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