(57)【要約】  本技術は、消費電力を低減させることができるようにする計測回路および駆動方法、並びに電子機器に関する。計測回路では、発光部から対象物に向けて照射光が照射され、対象物からの光を受光することで脈波等の計測が行われる。計測回路は、対象物からの光を受光する受光部と、受光部による光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、電圧に基づいて、光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部とを備える。本技術は、例えばウェアラブルデバイスなどの電子機器に適用することができる。
2017159396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物からの光を受光する受光部と、
前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、
前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部と
を備える計測回路。
【請求項２】
前記対象物に対して光を照射する発光部をさらに備え、
前記受光部は、前記発光部により前記対象物に照射され、前記対象物で反射した光を受光する
請求項１に記載の計測回路。
【請求項３】
前記積分部は、前記発光部により光が照射されている発光期間中の任意の期間において前記電流の積分を行い、
前記パルス発生部は、前記発光期間後、前記パルス信号を生成する
請求項２に記載の計測回路。
【請求項４】
前記パルス信号の前記パルス幅の期間に入力されたクロックの数を計測することで、前記光の受光量に応じたデジタルの計測データを生成するカウンタをさらに備える
請求項１に記載の計測回路。
【請求項５】
前記積分部は、前記電流の発生に応じて容量に電荷を蓄積することで前記電流の積分を行う
請求項１に記載の計測回路。
【請求項６】
前記積分部は、反転入力端子と出力端子との間に前記容量が接続され、前記容量に蓄積された電荷に応じた前記電圧を出力する増幅器を有する
請求項５に記載の計測回路。
【請求項７】
前記積分部は、ゲートに前記容量が接続され、前記容量に蓄積された電荷に応じた前記電圧を発生させるトランジスタを有する
請求項５に記載の計測回路。
【請求項８】
前記パルス発生部は、
前記積分部で得られた前記電圧に基づいて、電圧がスロープ状に変化するランプ波を生成するランプ波形発生部と、
所定の電圧と前記ランプ波とを比較して、その比較結果を前記パルス信号として出力するコンパレータと
を有する請求項１に記載の計測回路。
【請求項９】
前記パルス発生部は、
電圧がスロープ状に変化するランプ波を生成するランプ波形発生部と、
前記積分部で得られた前記電圧と前記ランプ波とを比較して、その比較結果を前記パルス信号として出力するコンパレータと
を有する請求項１に記載の計測回路。
【請求項１０】
対象物からの光を受光する受光部と、
前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、
前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部と
を備える計測回路の駆動方法であって、
前記積分部により前記電圧を生成し、
前記パルス発生部により前記パルス信号を生成する
ステップを含む駆動方法。
【請求項１１】
対象物からの光を受光する受光部と、
前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、
前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部と
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は計測回路および駆動方法、並びに電子機器に関し、特に、消費電力を低減させることができるようにした計測回路および駆動方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１に示すようにLED（Light Emitting Diode）からの光を指などの人体の部位に照射し、人体内部で散乱（反射）した光をフォトダイオード（PD（Photodiode））で受光することで脈波計測や体動検出を行うセンシング方式が知られている。【０００３】
図１に示す例では、LEDドライバ１１の制御によりLED１２が発光し、LED１２からの照射光が人の指に照射される。そして、照射光が指の内部にある血管BV１１において反射すると、その反射光がPDからなるセンサ１３により受光される。【０００４】
人体においては動脈は脈動しているため、LED１２から射出された照射光の吸収率は、数十Hz以上でサンプリングを行うことにより時間とともに相対的な変化を示し、脈波として検出される。【０００５】
例えばセンサ１３では、図２に示すように各時刻における反射光の受光量に応じた出力信号が、脈波の検出結果として得られる。なお、図２において横軸は時間（秒）を示しており、縦軸は出力信号のレベルを示している。【０００６】
図２に示す例では、時間とともに出力信号の値が周期的に変化しており、この出力信号の周期が脈拍となる。【０００７】
このように脈波をセンシングする技術として、LEDを発光させることで照射光を人体に照射するとともに、その反射光をPDで受光し、PDで発生する電流を電圧に変換することで脈波のセンシングを行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００８】
特許文献１に記載の技術では４個のLEDが設けられ、各LEDが順番に発光するように制御される。また、PDで反射光を受光することにより得られた光電電流は、そのPDに接続された抵抗により電圧信号に変換され、さらにその電圧信号が後段に接続された２つの増幅器により増幅される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１９９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１に記載の技術では４個の各LEDが点灯する時間は0.1ms乃至1msであるため、脈波を検出するサンプリングレートを200Hz（5ms）とすると、LEDの消費するデューティは8％乃至80％となり、LEDでの消費電力が大きくなる。すなわち、１サンプルのデータを得るための5msの期間のうち、最大で4msの間、LEDが発光していることになる。また、PDに接続された抵抗で電圧変換を行う期間は、後段の２つの増幅器も動作しているため、そこでもまた電力を消費してしまう。【００１１】
したがって、例えば特許文献１に記載の技術を適用した、脈波等の計測を行う計測回路をウェアラブルデバイスに搭載し、バッテリ駆動させる場合、上述した消費電力の増加によりウェアラブルデバイスの動作時間が短くなり、商品価値が低下してしまうことになる。【００１２】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、消費電力を低減させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本技術の第１の側面の計測回路は、対象物からの光を受光する受光部と、前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部とを備える。【００１４】
計測回路には、前記対象物に対して光を照射する発光部をさらに設け、前記受光部には、前記発光部により前記対象物に照射され、前記対象物で反射した光を受光させることができる。【００１５】
前記積分部には、前記発光部により光が照射されている発光期間中の任意の期間において前記電流の積分を行わせ、前記パルス発生部には、前記発光期間後、前記パルス信号を生成させることができる。【００１６】
計測回路には、前記パルス信号の前記パルス幅の期間に入力されたクロックの数を計測することで、前記光の受光量に応じたデジタルの計測データを生成するカウンタをさらに設けることができる。【００１７】
前記積分部には、前記電流の発生に応じて容量に電荷を蓄積することで前記電流の積分を行わせることができる。【００１８】
前記積分部には、反転入力端子と出力端子との間に前記容量が接続され、前記容量に蓄積された電荷に応じた前記電圧を出力する増幅器を設けることができる。【００１９】
前記積分部には、ゲートに前記容量が接続され、前記容量に蓄積された電荷に応じた前記電圧を発生させるトランジスタを設けることができる。【００２０】
前記パルス発生部には、前記積分部で得られた前記電圧に基づいて、電圧がスロープ状に変化するランプ波を生成するランプ波形発生部と、所定の電圧と前記ランプ波とを比較して、その比較結果を前記パルス信号として出力するコンパレータとを設けることができる。【００２１】
前記パルス発生部には、電圧がスロープ状に変化するランプ波を生成するランプ波形発生部と、前記積分部で得られた前記電圧と前記ランプ波とを比較して、その比較結果を前記パルス信号として出力するコンパレータとを設けることができる。【００２２】
本技術の第１の側面の駆動方法は、対象物からの光を受光する受光部と、前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部とを備える計測回路の駆動方法であって、前記積分部により前記電圧を生成し、前記パルス発生部により前記パルス信号を生成するステップを含む。【００２３】
本技術の第１の側面においては、計測回路には、対象物からの光を受光する受光部と、前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部とが設けられる。【００２４】
本技術の第２の側面の電子機器は、対象物からの光を受光する受光部と、前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部とを備える。【００２５】
本技術の第２の側面においては、電子機器には、対象物からの光を受光する受光部と、前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部とが設けられる。
【発明の効果】
【００２６】
本技術の第１の側面および第２の側面によれば、消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一般的な脈波計測について説明する図である。
【図２】脈波の検出について説明する図である。
【図３】脈波センサシステムの構成例を示す図である。
【図４】脈波センサシステムの動作シーケンスについて説明する図である。
【図５】ADC部の構成例を示す図である。
【図６】ADC部の動作シーケンスについて説明する図である。
【図７】ADC部の構成例を示す図である。
【図８】ADC部の動作シーケンスについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
【００２９】
〈第１の実施の形態〉
〈脈波センサシステムの構成例〉
図３は、本技術を適用した脈波センサシステムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【００３０】
図３に示す脈波センサシステム５１は、人体、すなわち手首や指などに照射光を照射し、その反射光（散乱光）を受光して脈波計測や体動検出などを行うことが可能な集積回路である計測回路を有している。脈波センサシステム５１は、このような計測回路自体とされてもよいし、計測回路が搭載されたウェアラブルデバイスなどの各種の電子機器とされてもよい。また、脈波等の計測対象（対象物）は人体に限らず、動物などの他の生体であってもよい。
【００３１】
脈波センサシステム５１は、LED６１−１乃至LED６１−３、LEDドライバ６２、PD６３、ADC（Analog Digital Converter）部６４、カウンタ６５、格納部６６、I/F（Interface）回路６７、およびタイミングジェネレータ６８を有している。なお、以下、LED６１−１乃至LED６１−３を特に区別する必要のない場合、単にLED６１とも称する。
【００３２】
I/F回路６７は、外部との信号の授受を行う。例えばI/F回路６７は、外部から制御信号が供給されると、脈波センサシステム５１の各ブロックの動作シーケンスを決定するタイミングジェネレータ６８を起動させる。タイミングジェネレータ６８は、クロック信号を生成してLEDドライバ６２、ADC部６４、およびカウンタ６５に供給する。
【００３３】
LEDドライバ６２は、タイミングジェネレータ６８からのクロック信号に基づいてLED６１−１乃至LED６１−３を動作させる。
【００３４】
すなわち、LEDドライバ６２は、LED６１ごとに、それらのLED６１を駆動するためのドライバ回路を備えており、それらのドライバ回路にはLED６１が接続されている。LEDドライバ６２を構成する各ドライバ回路は、接続されているLED６１に電流を供給することで、LED６１を発光させる。
【００３５】
LED６１−１乃至LED６１−３は、LEDドライバ６２による制御に従って発光する発光部であり、発光することにより照射光を人体に照射する。
【００３６】
この例では、LED６１−１乃至LED６１−３は用途ごとに予め定められた、互いに異なる波長の照射光を人体に向けて出力する。具体的には、例えば各LED６１から出力される照射光は、赤色、青色、黄色などの各色の波長帯域の光とされ、赤色の照射光は体動を検出するために用いられ、青色の照射光は脈拍の測定に用いられる。また、体動の検出結果は、例えば脈波センサシステム５１が設けられたウェアラブルデバイス等において、そのウェアラブルデバイス等を装着しているユーザの体動に応じた補正、つまり体の動きに応じた各種の補正に利用される。
【００３７】
LED６１から人体に向けて照射光が出力されると、照射光が人体内部などで反射し、その反射された光（反射光）がPD６３で受光される。PD６３は、人体からの反射光を受光する受光部として機能するフォトダイオードである。PD６３が反射光を受光することで、PD６３ではその反射光の受光量に比例した大きさの光電電流である電流Ipdが発生する。
【００３８】
ADC部６４は、タイミングジェネレータ６８から供給されたクロック信号に基づいて動作する。具体的には、ADC部６４は、PD６３で発生した電流Ipdを電流信号から電圧信号へと電流電圧変換するとともに、電流電圧変換により得られた電圧ΔV1に基づいて、その電圧ΔV1に比例するパルス幅のパルス信号を生成し、カウンタ６５へと供給する。
【００３９】
ADC部６４は、電流Ipdの積分を行うことで、電流Ipdを電圧ΔV1へと変換する積分回路７１と、積分回路７１で得られた電圧ΔV1に基づいて、その電圧ΔV1に比例するパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生回路７２とを有している。
【００４０】
カウンタ６５は、タイミングジェネレータ６８からのクロック信号に基づいて、ADC部６４のパルス発生回路７２から出力されたパルス信号に対するカウント動作を行うことで、電圧ΔV1に比例する時間を導出する。
【００４１】
すなわち、カウンタ６５はパルス信号のパルス幅の期間に、所定の基準クロックが何度立ち上がるか、または立下がるかを計測（カウント）し、その計測結果を格納部６６へと出力する。換言すれば、カウンタ６５は、パルス信号のパルス幅の期間に入力された基準クロックのクロック数を計測する。
【００４２】
カウンタ６５で得られた計測結果は、PD６３で受光された反射光の受光量の総量に比例する値のデジタルデータである。したがって、ADC部６４とカウンタ６５の動作によって、PD６３で受光された反射光が、その反射光の受光量を示すデジタルデータへとAD（Analog to Digital）変換されることになる。以下では、カウンタ６５から出力される計測結果を示すデータを、計測データとも称することとする。
【００４３】
格納部６６は、例えば計測データを保持するレジスタ等からなり、カウンタ６５から出力された計測データをキャプチャして内部のレジスタに格納するとともに、レジスタに格納されている計測データをI/F回路６７に出力する。I/F回路６７は、所定のタイミングで格納部６６から計測データを読み出して、計測データを脈波等の計測結果として外部に出力する。
【００４４】
〈脈波センサシステムの動作シーケンスについて〉
次に、脈波センサシステム５１の動作シーケンスについて説明する。
【００４５】
例えば脈波センサシステム５１は、図４に示すように各LED６１を順番に発光させて計測を行う。なお、図４において横方向は時間を示しており、折れ線L11はLED６１の発光時間を示しており、折れ線L12はAD変換を行う期間を示している。すなわち、折れ線L11が図中、上に突となっている期間がLED６１が発光している期間を示している。また、折れ線L12が上に突となっている期間が計測データへのAD変換を行う期間を示している。
【００４６】
脈波センサシステム５１では、LED６１を短時間だけ発光させ、その後、AD変換を行って計測データを得る動作が行われる。
【００４７】
すなわち、例えば最初の期間T1ではLEDドライバ６２はLED６１−１のみを発光させる。このとき、ADC部６４の積分回路７１は、反射光の受光に応じて発生した電流Ipdを積分することにより電圧ΔV1を生成する。
【００４８】
そして、期間T1に続く期間T2ではLED６１−１の発光が停止され、ADC部６４およびカウンタ６５は、LED６１−１による発光に応じて得られた電圧ΔV1を計測データへとAD変換する。
【００４９】
このようにしてLED６１−１に対応する計測データが得られると、その後、同様にして期間T3においてLEDドライバ６２はLED６１−２のみを発光させ、ADC部６４の積分回路７１は電流Ipdの積分により電圧ΔV1を得る。また、期間T3に続く期間T4ではLED６１−２の発光が停止され、ADC部６４およびカウンタ６５によって、LED６１−２の発光に応じて得られた電圧ΔV1が計測データへとAD変換される。
【００５０】
さらに、期間T5においてLEDドライバ６２はLED６１−３のみを発光させ、ADC部６４の積分回路７１は電流Ipdの積分により電圧ΔV1を得る。また、期間T5に続く期間T6ではLED６１−３の発光が停止され、ADC部６４およびカウンタ６５によって、LED６１−３の発光に応じて得られた電圧ΔV1が計測データへとAD変換される。
【００５１】
以上の期間T1から期間T6の動作により、脈波計測などの各用途について１サンプル分の計測データが得られたことになる。つまり、１サンプル期間が終了したことになる。その後は、上述した動作が繰り返し行われ、継続して脈波等の計測が行われる。
【００５２】
このようにLED６１の発光期間に電流Ipdの積分を行い、発光期間終了後、電流Ipdの積分結果である電圧ΔV1を計測データへと変換する積分型のAD変換機構を設けることで、LED６１の発光周期は従来と同様であるものの、LED６１の発光時間をサンプリングレートの数１００分の１程度と短い時間とすることができる。これによりLED６１の駆動に必要となる消費電流、つまり消費電力を低減させることができる。また、このような構成とすることで、安定して高精度に脈波等の生体情報を得ることができる。
【００５３】
〈ADC部の構成例〉
ここで、脈波センサシステム５１に設けられたADC部６４のより具体的な構成例について説明する。
【００５４】
ADC部６４は、より詳細には例えば図５に示すように構成される。なお、図５において図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００５５】
図５に示すADC部６４は、トランジスタNM1、スイッチS1、積分回路７１、パルス発生回路７２、フリップフロップ１０１、およびインバータ１０２を有している。
【００５６】
この例では、PD６３はトランジスタNM1およびスイッチS1を介して積分回路７１に接続されており、また、積分回路７１には増幅器１１１、スイッチS2、および容量C1が設けられている。
【００５７】
すなわち、ADC部６４では、電流Ipdを発生させるPD63は、トランジスタNM1によりバイアスされ、トランジスタNM1のドレインには所定の積分時間のみ容量C1に電荷をチャージするためのスイッチS1が接続されている。スイッチS1では、PD63が積分回路７１側のノードNa、またはグランド側のノードNbの何れか一方に接続されるように、接続先の切り替えが行われる。
【００５８】
積分回路７１では、増幅器１１１の非反転入力端子が所定の電圧値V11の電源に接続されており、増幅器１１１の出力端子と反転入力端子との間には、電流Ipdを積分する容量C1と、リセット用のスイッチS2とが並列に接続されている。また、増幅器１１１の反転入力端子にはノードNaも接続されている。なお、電源の電圧V11は、予め定められた固定の電圧値である。
【００５９】
増幅器１１１の動作により、電圧V11と同電圧が常にイマジナリーショートとして、増幅器１１１の反転入力端子に発生する。さらに積分回路７１の積分動作時には、電圧ΔV1に対応する電荷が容量C1に蓄積される。以下では、増幅器１１１の出力端子の電圧を電圧V1と記すこととする。
【００６０】
また、積分回路７１の後段に設けられたパルス発生回路７２は、ランプ波形発生回路１２１、スイッチS4、容量C3、コンパレータ１２２、およびスイッチS3を有している。さらにランプ波形発生回路１２１は、抵抗R1、定電流源I5、および容量C2を有している。
【００６１】
ランプ波形発生回路１２１を構成する抵抗R1の一方の端には、増幅器１１１の出力端子が接続されており、抵抗R1の他方の端には定電流源I5、容量C2、およびスイッチS4が接続されている。以下では、抵抗R1のスイッチS4側の端の電圧を電圧V2と記すこととする。
【００６２】
ランプ波形発生回路１２１では、抵抗R1、定電流源I5、および容量C2によって、積分回路７１による積分動作後の電圧V2を一定の時定数で低下させることができる。すなわち、ランプ波形発生回路１２１では、電圧ΔV1に基づいて、電圧値がスロープ状に変化するランプ波が生成される。
【００６３】
また、スイッチS4の抵抗R1側とは反対側の端には、容量C3を介してコンパレータ１２２の反転入力端子が接続されている。パルス発生回路７２では、積分回路７１の積分動作により得られた電圧ΔV1のみをコンパレータ１２２に伝送するために、スイッチS4と容量C3が設けられている。
【００６４】
コンパレータ１２２の非反転入力端子は所定の電圧値V11の電源に接続されており、コンパレータ１２２の反転入力端子と出力端子との間には、コンパレータ１２２のオフセットをキャンセルするためのスイッチS3が接続されている。特に、スイッチS3におけるコンパレータ１２２の反転入力端子側の端は、その反転入力端子と、容量C3のコンパレータ１２２側の電極との間に接続されている。以下では、容量C3とコンパレータ１２２の反転入力端子との間の電圧を電圧V3とも記すこととする。また、以下、コンパレータ１２２の出力端子の電圧を電圧V4とも記すこととする。
【００６５】
さらに、コンパレータ１２２の出力端子には、フリップフロップ１０１が接続されている。フリップフロップ１０１は、RSフリップフロップであり、NORゲート１３１およびNORゲート１３２から構成される。
【００６６】
NORゲート１３１の一方の入力端子にはコンパレータ１２２の出力端子が接続されており、NORゲート１３１の他方の入力端子には、NORゲート１３２の出力端子が接続されている。また、NORゲート１３２の一方の入力端子にはNORゲート１３１の出力端子が接続されており、NORゲート１３２の他方の入力端子にはインバータ１０２が接続されている。さらに、NORゲート１３２の出力端子には、カウンタ６５が接続されている。
【００６７】
フリップフロップ１０１のセットとして制御信号CNTENがインバータ１０２を介してフリップフロップ１０１のNORゲート１３２に入力される。すなわち、制御信号CNTENの極性反転されたものがNORゲート１３２に入力される。
【００６８】
フリップフロップ１０１は、コンパレータ１２２の出力である電圧V4から電圧ΔV1に比例したパルス幅のパルス信号を生成し、カウンタ６５に出力する。以下、フリップフロップ１０１から出力されるパルス信号をパルス信号CNTOUTとも記すこととする。
【００６９】
〈ADC部の動作について〉
続いて図６のタイミングチャートを参照して、ADC部６４の動作について説明する。なお、図６において横方向は時間を示している。また、図６において、折れ線L21乃至折れ線L32は、それぞれLED６１の点灯と消灯、スイッチS1の接続状態、スイッチS2の接続状態、スイッチS3の接続状態、スイッチS4の接続状態、電圧V1、定電流源I5を流れる電流、電圧V2、電圧V3、電圧V4、制御信号CNTEN、およびパルス信号CNTOUTを示している。
【００７０】
折れ線L21では、図中、上に突の状態がLED６１が発光（点灯）している状態を示しており、下に突の状態がLED６１が消灯している状態、つまり非発光状態を示している。また、折れ線L22では、図中、上に突の状態はスイッチS1がノードNa側に接続されている状態を示しており、下に突の状態はスイッチS1がノードNb側に接続されている状態を示している。
【００７１】
折れ線L23乃至折れ線L25では、図中、上に突の状態はスイッチS2乃至スイッチS4のそれぞれがオンされた状態を示しており、下に突の状態はスイッチS2乃至スイッチS4のそれぞれがオフされた状態を示している。さらに、折れ線L31および折れ線L32では、図中、上に突の状態は制御信号CNTENおよびパルス信号CNTOUTのそれぞれがハイレベル、つまり「１」の状態を示しており、下に突の状態は制御信号CNTENおよびパルス信号CNTOUTのそれぞれがローレベル、つまり「０」の状態を示している。
【００７２】
図６に示す例では、LED６１を発光させる前の状態である時刻ｔ２１では、スイッチS1の接続先はノードNbとされ、スイッチS2乃至スイッチS4のそれぞれはオンされた状態とされる。また、制御信号CNTENは「０」とされ、定電流源I5を流れる電流は0μAとされる。このときパルス信号CNTOUTの値は「０」となっている。
【００７３】
時刻ｔ２１では、LED６１を発光させる前に、容量C3の両端でコンパレータ１２２のオフセットをキャンセルするための動作が行われる。
【００７４】
スイッチS2乃至スイッチS4をオンすることで、増幅器１１１をバッファとして、電圧V2の値は、増幅器１１１のオフセットを含むが略V11となる。すなわち、抵抗R1の増幅器１１１側とは反対側の端には、電圧V11と略同電位が発生する。
【００７５】
また、電圧V3の値もコンパレータ１２２のオフセットを含むが略V11となる。すなわち、コンパレータ１２２の反転入力端子には電圧V11と略同電位が発生する。すると、容量C3には、増幅器１１１とコンパレータ１２２のオフセット電圧の差の分の電荷がチャージされ、保持される状態となる。
【００７６】
その後、時刻ｔ２２においてスイッチS4がオフされ、さらに時刻ｔ２３においてLEDドライバ６２は、１つのLED６１、例えばLED６１−１のみを発光させる。LED６１−１が発光すると、PD６３は人体からの反射光を受光し、これによりPD６３では電流Ipdが発生する。
【００７７】
時刻ｔ２４においてADC部６４は、スイッチS1の接続先をノードNaとし、積分回路７１はスイッチS2をオフさせる。すると、PD６３と容量C1とがトランジスタNM1およびスイッチS1を介して電気的に接続されるので、容量C1には電流Ipdの発生に応じて電荷が蓄積されていく。
【００７８】
すなわち、電流Ipdが流れている期間中、容量C1に継続して電荷がチャージ（蓄積）され、容量C1の蓄積電荷量の増加に応じて電圧V1は上昇していく。換言すれば、増幅器１１１は、容量C1に蓄積された電荷の量に応じた電圧V1、つまり電圧ΔV1を出力する。
【００７９】
このようにスイッチS1がノードNaに接続されている期間中、容量C1に対する電流Ipdの積分動作が行われ、これにより電圧V1は上昇する。
【００８０】
このとき、スイッチS1のノードNaへの接続を開始した時点から、容量C1への電荷のチャージが終了した状態、すなわち後述する時刻ｔ２５までの期間における電圧V1の変化量が電圧ΔV1である。この電圧ΔV1は、PD６３が受光した反射光の光量、すなわち反射光の受光量の総量に比例する値となる。
【００８１】
時刻ｔ２５において、LEDドライバ６２はLED６１の発光を停止させるとともに、ADC部６４はスイッチS1の接続先をノードNbとする。また、パルス発生回路７２は、スイッチS3をオフさせるとともに、スイッチS4をオンさせる。
【００８２】
このようにしてスイッチS1の接続先をノードNaからノードNbに戻すと、増幅器１１１の出力の電位、つまり電圧V1の値はV11＋ΔV1に保持される。また、この時点では定電流源I5を流れる電流は0μAであるので、電圧V2も電圧V1と同じ値（同電位）となる。以上の積分動作により、電流Ipdが積分されて電圧ΔV1が得られたことになる。
【００８３】
このような状態から、積分動作終了と同時にスイッチS3がオフされ、スイッチS4がオンされると、容量C3の容量結合により電圧V2の値V11＋ΔV1のうちのΔV1のみがコンパレータ１２２の反転入力端子に伝達され、電圧V3の値は略V11＋ΔV1となる。
【００８４】
また、スイッチS3がオフされると、コンパレータ１２２は、非反転入力端子の電圧V11と、反転入力端子の電圧V3とを比較し、その比較結果を電圧V4としてフリップフロップ１０１に出力する。この時点では、反転入力端子の電圧V3は、非反転入力端子の電圧V11よりも大きいので、電圧V4はローレベル、つまり「０」とされる。したがって、この状態ではフリップフロップ１０１から出力されるパルス信号CNTOUTの値は「０」となる。
【００８５】
なお、LED６１の発光期間である時刻ｔ２３から時刻２５までの期間が、例えば図４に示した期間T1に対応する。
【００８６】
ここで、スイッチS1の接続先がノードNaとされていた時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までの期間、つまり積分回路７１により電流Ipdの積分動作が行われていた期間の長さを積分時間T0とし、電流Ipdの大きさをIpdとし、容量C1の容量値をC1とする。このとき、電圧ΔV1は、ΔV1＝T0×Ipd／C1となる。
【００８７】
また、ここではLED６１の発光期間の開始後、電流Ipdの積分動作が開始され、LED６１の発光期間の終了と同時に積分動作が終了する例について説明したが、電流Ipdの積分動作が行われる期間は、LED６１の発光期間中であれば任意の期間とすることができる。
【００８８】
時刻ｔ２６において、ADC部６４は、制御信号CNTENを「１」とするとともに、ランプ波形発生回路１２１は定電流源I5を流れる電流が所定の単位時間tsごとに、一定量ずつ増加するように定電流源I5を制御する。この例では、例えば定電流源I5を流れる電流が単位時間tsごとに1μAずつ増加していくように、すなわち電流がステップ状に増加していくように制御が行われる。
【００８９】
ここで、抵抗R1の抵抗値をR1とし、容量C2の容量値をC2とする。この場合、R1×C2の時定数が十分に単位時間tsより大きい場合には、ランプ波形発生回路１２１の出力の電圧変化、つまり電圧V2の変化は、定電流源I5を流れる電流の変化の傾きと同様なスロープの波形（ランプ波形）として取得できる。コンパレータ１２２の反転入力端子側は、ハイインピーダンスであるので、容量C3を介して電圧V2と同じ電圧波形が電圧V3として得られる。
【００９０】
この例では、定電流源I5を流れる電流の増加に伴って、一定の傾きで電圧V2が減少していき、その結果、電圧V2と同様に電圧V3も減少していることが分かる。すなわち、コンパレータ１２２の反転入力端子には、電圧V3により示されるランプ波形の電圧信号（ランプ波）が入力されることが分かる。
【００９１】
コンパレータ１２２は、反転入力端子に入力されたランプ波、つまり電圧V3と、非反転入力端子に入力された固定の電圧V11とを比較し、その比較結果をパルス信号、より詳細にはパルス信号を得るための電圧V4として出力する。
【００９２】
また、カウンタ６５は、時刻ｔ２６において基準クロックのカウントを開始する。
【００９３】
この時点では、反転入力端子の電圧V3は、非反転入力端子の電圧V11よりも大きいので、コンパレータ１２２の出力である電圧V4はローレベルであり、パルス信号CNTOUTの値もローレベル、つまり「０」のままである。
【００９４】
その後、電圧V3が徐々に低下していき、時刻ｔ２７において反転入力端子の電圧V3が非反転入力端子の電圧V11と同じなると、つまり電圧V3がΔV1だけ減少すると、コンパレータ１２２の出力である電圧V4はハイレベルへと遷移する。つまり、電圧V4が「０」から「１」へと反転する。
【００９５】
これにより、フリップフロップ１０１にリセットがかかって、フリップフロップ１０１から出力されるパルス信号CNTOUTがハイレベルとなる。すなわち、パルス信号CNTOUTの値が「０」から「１」へと反転する。
【００９６】
カウンタ６５は、パルス信号CNTOUTの値が「１」となったタイミングで基準クロックのカウントを終了し、そのカウント結果を計測データとして格納部６６に出力する。
【００９７】
すなわち、AD変換が開始されるトリガ信号となる制御信号CNTENの立ち上がりのエッジから、パルス信号CNTOUTの立ち上がりのエッジまでの期間T11が電圧ΔV1、つまりPD６３による反射光の受光量に比例したパルス幅となる。カウンタ６５は、そのパルス幅の期間の長さを、内部の基準クロックに基づいて計測することで、パルス信号CNTOUTのパルス幅をデジタル量に変換し、計測データを生成する。
【００９８】
なお、電流Ipdを、その電流Ipdの大きさに比例する発振周波数に変換して計測データを得ることも考えられるが、この場合には、発振周波数の線形性を確保することが困難となる。これに対して、脈波センサシステム５１では、電流Ipdを電圧に変換し、スロープ状に電圧V3を変化させて、パルス信号CNTOUTが反転するまので時間を計測するので、周波数の線形性を考慮する必要がなく安定して高精度に計測を行うことができる。
【００９９】
さらにデジタルの計測データが得られた後、時刻ｔ２８において、積分回路７１はスイッチS2をオンし、パルス発生回路７２はスイッチS3をオンする。これにより電圧V1の値はV11となる。また、時刻ｔ２８では、制御信号CNTENが「０」とされ、パルス信号CNTOUTの値は「０」となる。
【０１００】
以上の時刻ｔ２５から時刻ｔ２８までの期間が、例えば図４に示した期間T2に対応する。
【０１０１】
これまでの動作により１つのLED６１についての計測データが得られたことになり、その後、他のLED６１も含め、各LED６１の計測データを得るための動作が継続して繰り返し行われる。
【０１０２】
以上のように、脈波センサシステム５１によれば、反射光を受光して得られた電流を積分して電圧に変換し、さらにその電圧を計測データへと変換する積分型のAD変換機構を設けることで、LED６１の発光時間を従来の数１００分の１程度まで短くすることができる。これにより、脈波センサシステム５１全体の消費電流に対するLED６１の駆動に要する消費電流の寄与率を数１００分の１程度に削減することができ、システム全体の消費電力を従来の数１０分の１以下に抑えることができる。
【０１０３】
例えば、３つのLED６１全てについての１計測分の計測データをサンプリングするサンプリングレートが200Hzである、つまり１回のサンプリング（測定）に要する時間が5msであるとする。また、１つのLED６１を発光させるのに30mAの電流が必要であり、１つのLED６１の１度の発光時間が5μsで、３つのLED６１の合計の発光時間が15μsであるとする。さらに、１回のサンプリングで計測データの伝送等のデータ通信に要する時間が2msであり、１回のサンプリング期間で脈波センサシステム５１全体（但し、LEDドライバ６２の駆動は除く）の動作に必要な回路電流が1mAであるとする。
【０１０４】
このような場合、脈波センサシステム５１の平均電流は、（（30mA×15μs）＋（1mA×5ms））／5ms＝1.09mAとなり、低消費電力化が実現されていることが分かる。
【０１０５】
脈波センサシステム５１では消費電力を大幅に低減させることができるので、例えば脈波センサシステム５１をスマートバンドなどのウエアラブルデバイスに適用する場合には、ウェアラブルデバイスの長時間駆動が可能となり、商品価値を向上させることができる。特に近年、健康市場が増大しており、脈波等の長期計測が可能な脈波センサシステム５１をウェアラブルデバイスに搭載すれば、より正確な体調管理が可能となるので、そのようなウェアラブルデバイスを病気予防のための機器としても用いることができる。
【０１０６】
なお、脈波等の計測の被験者の肌の色や毛深さによって、光電電流である電流Ipdに変化が生じた場合を想定し、ソフトウェア等により外部から、図６を参照して説明した積分時間T0を可変させたり、複数の容量C1から１つの容量C1を選択可能としたりすることも可能である。このように外部から積分時間T0や容量C1の選択を制御可能とすることで、消費電力を殆ど増加させることなく、容易に信号レベルの調整を行うことができる。この場合、ADC部６４が外部からの制御に応じて、スイッチS1の接続切り替えのタイミングを適切に制御して積分時間T0を調整したり、積分回路７１が外部からの制御に応じて、複数の容量C1のうちの１つの容量C1を選択し、増幅器１１１に電気的に接続したりする。その他、脈波センサシステム５１では、外部からLED６１の発光時間や、LED６１の駆動電流を調整できるようにしてもよい。例えばLED６１の駆動電流を可変することでLED６１の発光量を変化させて、これにより電流Ipdの大きさを調整することができる。
【０１０７】
さらに、一般的にIC設計においては、IC内部で大きな電流が流れることによるアルミニウム配線のエレクトロマイグレーション対策として、アルミニウム配線の幅を太くする必要がある。しかし、脈波センサシステム５１では、LED６１の駆動時間が短いため、LED６１に接続されるアルミニウム配線の幅を太くする必要性も軽減されるので、チップサイズ、つまり脈波センサシステム５１のサイズを小さくすることができる。
【０１０８】
〈第２の実施の形態〉
〈ADC部の構成例〉
また、図３に示したADC部６４は、図５に示した構成に限らず、他の構成とすることも可能である。例えば積分回路７１を、増幅器１１１を用いる構成ではなく、増幅器１１１に代えてソースフォロア回路を構成するトランジスタとする構成としてもよい。
【０１０９】
そのような場合、ADC部６４は、例えば図７に示すように構成される。なお、図７において図５における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１１０】
図７に示すADC部６４も図５に示したADC部６４と同様に、トランジスタNM1、スイッチS1、積分回路７１、パルス発生回路７２、フリップフロップ１０１、およびインバータ１０２から構成され、それらの接続関係も図５の例と同様である。図７に示すADC部６４では、積分回路７１およびパルス発生回路７２の内部の構成のみ図５に示したADC部６４の構成と異なっている。
【０１１１】
すなわち、図７の例では、積分回路７１は、容量C1、スイッチS2、定電流源I4、およびトランジスタNM2から構成されている。
【０１１２】
積分回路７１では、ノードNaにスイッチS2、および容量C1が接続されている。また、スイッチS2のノードNa側とは反対側の端、および容量C1のノードNa側とは反対側の電極は、電圧VDDの所定の電源に接続されている。ここで、電源の電圧VDDは固定の電圧とされている。
【０１１３】
また、ノードNaにはnMOSトランジスタであるトランジスタNM2のゲートも接続されている。したがって、積分回路７１では、電圧VDDの電源とトランジスタNM2のゲートとの間に、電流Ipdの積分を行う容量C1が接続されている。
【０１１４】
さらに、トランジスタNM2のドレインは電圧VDDの電源に接続されており、トランジスタNM2のソースは定電流源I4に接続されている。この実施の形態では、トランジスタNM2のソース側の電圧を電圧V1と記すこととする。
【０１１５】
パルス発生回路７２は、ランプ波形発生回路１２１、容量C3、コンパレータ１２２、およびスイッチS3を有している。図７に示すパルス発生回路７２では、図５に示した例と異なり、ランプ波形発生回路１２１と容量C3との間にはスイッチS4は設けられていない。
【０１１６】
ランプ波形発生回路１２１は、抵抗R1、定電流源I5、および容量C2を有している。これらの抵抗R1、定電流源I5、および容量C2の接続関係は、図５に示した例と同じであるが、抵抗R1の定電流源I5側とは異なる側の端は電圧VDDの電源に接続されている。この実施の形態においても、第１の実施の形態における場合と同様に、抵抗R1の定電流源I5側の端の電圧を電圧V2と記すこととする。
【０１１７】
また、コンパレータ１２２の反転入力端子は、容量C3を介して抵抗R1の定電流源I5側の端に接続されており、コンパレータ１２２の非反転入力端子は、積分回路７１内のトランジスタNM2のソースに接続されている。さらに、コンパレータ１２２の出力端子と反転入力端子との間にはスイッチS3が接続されている。
【０１１８】
この実施の形態においても第１の実施の形態における場合と同様に、コンパレータ１２２の反転入力端子と容量C3との間の電圧を電圧V3とも記すとともに、コンパレータ１２２の出力端子の電圧を電圧V4と記すこととする。
【０１１９】
このようなADC部６４では、スイッチS1、スイッチS2、および定電流源I5の動作シーケンスは、図５に示したADC部６４における場合と同様であるが、スイッチS3の動作シーケンスはスイッチS2と同じシーケンスとなる。
【０１２０】
〈ADC部の動作について〉
続いて図８のタイミングチャートを参照して、図７に示したADC部６４の動作について説明する。なお、図８において図６における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１２１】
図８において横方向は時間を示している。また、図８において、折れ線L41乃至折れ線L50は、それぞれLED６１の点灯と消灯、スイッチS1の接続状態、スイッチS2とスイッチS3の接続状態、電圧V1、定電流源I5を流れる電流、電圧V2、電圧V3、電圧V4、制御信号CNTEN、およびパルス信号CNTOUTを示している。
【０１２２】
折れ線L41では、図中、上に突の状態がLED６１が発光（点灯）している状態を示しており、下に突の状態がLED６１が消灯している状態を示している。また、折れ線L42では、図中、上に突の状態はスイッチS1がノードNa側に接続されている状態を示しており、下に突の状態はスイッチS1がノードNb側に接続されている状態を示している。
【０１２３】
折れ線L43では、図中、上に突の状態はスイッチS2およびスイッチS3がオンされた状態を示しており、下に突の状態はスイッチS2およびスイッチS3がオフされた状態を示している。さらに、折れ線L49および折れ線L50では、図中、上に突の状態は制御信号CNTENおよびパルス信号CNTOUTのそれぞれがハイレベル、つまり「１」の状態を示しており、下に突の状態は制御信号CNTENおよびパルス信号CNTOUTのそれぞれがローレベル、つまり「０」の状態を示している。
【０１２４】
図８に示す例では、LED６１を発光させる前の状態である時刻ｔ４１では、スイッチS1の接続先はノードNbとされ、スイッチS2およびスイッチS3はオンされた状態とされる。また、制御信号CNTENは「０」とされ、定電流源I5を流れる電流は0μAとされる。このときパルス信号CNTOUTの値は「０」となっている。
【０１２５】
スイッチS2およびスイッチS3がオンされた状態では、トランジスタNM2のゲートとソース間の電圧をVGSとすると、電圧V1は電源の電圧VDDと、電圧VGSとの差である（VDD−VGS）となっており、この電圧（VDD−VGS）がコンパレータ１２２の非反転入力端子に入力される。
【０１２６】
また、コンパレータ１２２の反転入力端子の電圧V3には、電圧（VDD−VGS）に加えてコンパレータ１２２のオフセット分の電圧も発生し、容量C3の両端では電圧VDDとの電圧差が保持される。すなわち、電圧V3の値はコンパレータ１２２のオフセットを含むが略（VDD−VGS）となる。
【０１２７】
その後、時刻ｔ４２においてLEDドライバ６２は、１つのLED６１、例えばLED６１−１のみを発光させる。LED６１−１が発光すると、PD６３は人体からの反射光を受光し、これによりPD６３では電流Ipdが発生する。
【０１２８】
時刻ｔ４３においてADC部６４は、スイッチS1の接続先をノードNaとし、積分回路７１はスイッチS2をオフさせ、パルス発生回路７２はスイッチS3をオフさせる。これにより容量C1への電流Ipdの積分動作が開始される。
【０１２９】
すなわち、PD６３と容量C1とがトランジスタNM1およスイッチS1を介して電気的に接続されるので、容量C1には電流Ipdの発生に応じて電荷が蓄積されていく。容量C1における蓄積電荷の増加に応じてトランジスタNM2のゲートに印加される電圧は低下するので、それに伴って電圧V1も低下（下降）していく。換言すれば、トランジスタNM2は、容量C1の蓄積電荷に応じた電圧V1、つまり電圧ΔV1の電圧差を発生させる。
【０１３０】
また、スイッチS3がオフされると、コンパレータ１２２は、非反転入力端子の電圧V1と、反転入力端子の電圧V3とを比較し、その比較結果を電圧V4としてフリップフロップ１０１に出力する。この時点では、反転入力端子の電圧V3は、非反転入力端子の電圧V1よりも大きいので、電圧V4はローレベル、つまり「０」とされる。したがって、この状態ではフリップフロップ１０１から出力されるパルス信号CNTOUTの値は「０」となる。
【０１３１】
その後、時刻ｔ４４においてLEDドライバ６２はLED６１の発光を停止させるとともに、ADC部６４はスイッチS1の接続先をノードNbとする。
【０１３２】
このようにしてスイッチS1の接続先をノードNaからノードNbに戻すと積分動作が終了する。このとき、積分動作を行っている期間における電圧V1の変化量が、PD６３が受光した反射光の光量、つまり反射光の受光量の総量に比例する電圧ΔV1となる。
【０１３３】
例えばスイッチS1の接続先がノードNaとされていた時刻ｔ４３から時刻ｔ４４までの期間、つまり積分回路７１により電流Ipdの積分動作が行われていた期間の長さを積分時間T0とし、電流Ipdの大きさをIpdとし、容量C1の容量値をC1とする。このとき、電圧ΔV1は、ΔV1＝T0×Ipd／C1となる。
【０１３４】
なお、ここではLED６１の発光期間の開始後、電流Ipdの積分動作が開始され、LED６１の発光期間の終了と同時に積分動作が終了する例について説明したが、電流Ipdの積分動作が行われる期間は、LED６１の発光期間中であれば任意の期間とすることができる。
【０１３５】
電流Ipdの積分動作によって、電圧V1の値はΔV1だけ低下するので、積分動作が終了した時点では、電圧V1の値は（VDD−VGS−ΔV1）となり、この電圧V1＝（VDD−VGS−ΔV1）がコンパレータ１２２の非反転入力端子に供給されることになる。
【０１３６】
その後、時刻ｔ４５において、ADC部６４は、制御信号CNTENを「１」とするとともに、ランプ波形発生回路１２１は定電流源I5を流れる電流が所定の単位時間tsごとに、一定量ずつ増加するように定電流源I5を制御する。この例では、例えば定電流源I5を流れる電流が単位時間tsごとに1μAずつ増加していくように制御が行われる。
【０１３７】
ここで、抵抗R1の抵抗値をR1とし、容量C2の容量値をC2とする。この場合、R1×C2の時定数が十分に単位時間tsより大きい場合には、ランプ波形発生回路１２１の出力である電圧V2の変化は、定電流源I5を流れる電流の変化の傾きと同様なスロープの波形として取得できる。コンパレータ１２２の反転入力端子側は、ハイインピーダンスであるので、容量C3を介して電圧V2と同じ電圧波形が電圧V3として得られる。
【０１３８】
この例では、定電流源I5を流れる電流の増加に伴って、一定の傾きで電圧V2が減少していき、その結果、電圧V2と同様に電圧V3も減少していることが分かる。すなわち、コンパレータ１２２の反転入力端子には、電圧V3により示されるランプ波形の電圧信号（ランプ波）が入力されることが分かる。
【０１３９】
コンパレータ１２２は、反転入力端子に入力されたランプ波、つまり電圧V3と、非反転入力端子に入力された、反射光の受光量に応じてΔV1だけ低下した電圧V1とを比較し、その比較結果をパルス信号、より詳細にはパルス信号を得るための電圧V4として出力する。
【０１４０】
また、カウンタ６５は、時刻ｔ４５において基準クロックのカウントを開始する。
【０１４１】
この時点では、反転入力端子の電圧V3＝（VDD−VGS）は、非反転入力端子の電圧V1＝（VDD−VGS−ΔV1）よりも大きいので、コンパレータ１２２の出力である電圧V4はローレベルであり、パルス信号CNTOUTの値もローレベル、つまり「０」のままである。
【０１４２】
その後、電圧V3が徐々に低下していき、時刻ｔ４６において反転入力端子の電圧V3が非反転入力端子の電圧V1と同じとなると、つまり電圧V3がΔV1だけ減少すると、コンパレータ１２２の出力である電圧V4はハイレベルへと遷移する。つまり、電圧V4が「０」から「１」へと反転する。
【０１４３】
これにより、フリップフロップ１０１にリセットがかかって、フリップフロップ１０１から出力されるパルス信号CNTOUTがハイレベルとなる。すなわち、パルス信号CNTOUTの値が「０」から「１」へと反転する。
【０１４４】
カウンタ６５は、パルス信号CNTOUTの値が「１」となったタイミングで基準クロックのカウントを終了し、そのカウント結果を計測データとして格納部６６に出力する。
【０１４５】
すなわち、AD変換が開始されるトリガ信号となる制御信号CNTENの立ち上がりのエッジから、パルス信号CNTOUTの立ち上がりのエッジまでの期間T11が、電圧ΔV1に比例したパルス幅となる。カウンタ６５は、そのパルス幅の期間の長さを、内部の基準クロックに基づいて計測することで、パルス信号CNTOUTのパルス幅をデジタル量に変換し、計測データを生成する。
【０１４６】
さらにデジタルの計測データが得られた後、時刻ｔ４７において、積分回路７１はスイッチS2をオンし、パルス発生回路７２はスイッチS3をオンする。また、時刻ｔ４７では、制御信号CNTENが「０」とされ、これによりパルス信号CNTOUTの値は「０」となる。
【０１４７】
以上の時刻ｔ４４から時刻ｔ４７までの期間が、例えば図４に示した期間T2に対応する。
【０１４８】
これまでの動作により１つのLED６１についての計測データが得られたことになり、その後、他のLED６１も含め、各LED６１の計測データを得るための動作が継続して繰り返し行われる。
【０１４９】
以上のように、脈波センサシステム５１によれば、反射光を受光して得られた電流を積分して電圧に変換し、さらにその電圧を計測データへと変換する積分型のAD変換機構を設けることで、LED６１の発光時間を短くし、消費電力を低減させることができる。
【０１５０】
特に、この実施の形態においても上述した第１の実施の形態と同様の平均電流で駆動を行うことができる。また、第２の実施の形態においても外部から発光時間や、LED６１の駆動電流、積分時間T0、容量C1の選択を制御できるようにしてもよい。
【０１５１】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１５２】
さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
【０１５３】
（１）
対象物からの光を受光する受光部と、
前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、
前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部と
を備える計測回路。
（２）
前記対象物に対して光を照射する発光部をさらに備え、
前記受光部は、前記発光部により前記対象物に照射され、前記対象物で反射した光を受光する
（１）に記載の計測回路。
（３）
前記積分部は、前記発光部により光が照射されている発光期間中の任意の期間において前記電流の積分を行い、
前記パルス発生部は、前記発光期間後、前記パルス信号を生成する
（２）に記載の計測回路。
（４）
前記パルス信号の前記パルス幅の期間に入力されたクロックの数を計測することで、前記光の受光量に応じたデジタルの計測データを生成するカウンタをさらに備える
（１）乃至（３）の何れか一項に記載の計測回路。
（５）
前記積分部は、前記電流の発生に応じて容量に電荷を蓄積することで前記電流の積分を行う
（１）乃至（４）の何れか一項に記載の計測回路。
（６）
前記積分部は、反転入力端子と出力端子との間に前記容量が接続され、前記容量に蓄積された電荷に応じた前記電圧を出力する増幅器を有する
（５）に記載の計測回路。
（７）
前記積分部は、ゲートに前記容量が接続され、前記容量に蓄積された電荷に応じた前記電圧を発生させるトランジスタを有する
（５）に記載の計測回路。
（８）
前記パルス発生部は、
前記積分部で得られた前記電圧に基づいて、電圧がスロープ状に変化するランプ波を生成するランプ波形発生部と、
所定の電圧と前記ランプ波とを比較して、その比較結果を前記パルス信号として出力するコンパレータと
を有する（１）乃至（５）の何れか一項に記載の計測回路。
（９）
前記パルス発生部は、
電圧がスロープ状に変化するランプ波を生成するランプ波形発生部と、
前記積分部で得られた前記電圧と前記ランプ波とを比較して、その比較結果を前記パルス信号として出力するコンパレータと
を有する（１）乃至（５）の何れか一項に記載の計測回路。
（１０）
対象物からの光を受光する受光部と、
前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、
前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部と
を備える計測回路の駆動方法であって、
前記積分部により前記電圧を生成し、
前記パルス発生部により前記パルス信号を生成する
ステップを含む駆動方法。
（１１）
対象物からの光を受光する受光部と、
前記受光部による前記光の受光に応じて発生した電流の積分を行い、前記光の受光量に応じた電圧を生成する積分部と、
前記電圧に基づいて、前記光の受光量に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生部と
を備える電子機器。
【符号の説明】
【０１５４】
５１  脈波センサシステム，  ６１−１乃至６１−３，６１  LED，  ６２  LEDドライバ，  ６３  PD，  ６４  ADC部，  ６５  カウンタ，  ７１  積分回路，  ７２  パルス発生回路，  １０１  フリップフロップ，  １１１  増幅器，  １２１  ランプ波形発生回路，  １２２  コンパレータ
【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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【国際調査報告】
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