(57)【要約】【課題】身体の形状に沿って検出部が測定対象部位にフィットするように環状検出器を構成する。【解決手段】可撓性を有する材料部分７〜１０と、可撓性が小さい材料部分３〜６を組み合わせて、検出部が配置される環状部分を構成する。可撓性を有する材料部分を変形させて、身体に対して検出部を最適に配置させることができる。また、受発光素子１、２ａ、２ｂを可撓性が小さい材料部分に固定させることにより、受発光素子１、２ａ、２ｂが生体の反発力により押し出されることなく、受発光素子１、２ａ、２ｂを生体の測定部位に食い込むようにフィットさせることができる。可撓性を有する材料部分の長さを調整することにより、環状の径を調節することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体表面に接触させて生体情報を検出可能とする検出部を有する環状検出器において、
該検出部が内面に配置された環状部分が少なくとも２種類の硬さが異なる材料から構成され、該少なくとも２種類の硬さが異なる材料のうちの一つ以上の材料が可撓性を有する材料で構成されている環状検出器。
【請求項２】
前記検出部は、生体に対して光を照射可能とする発光素子と、該発光素子からの光が生体を透過して得られる生体情報を含む光を検出可能とする受光素子とを有する請求項１に記載の環状検出器。
【請求項３】
前記発光素子および前記受光素子が検出対象である生体表面に接触しかつ、該発光素子の発光面および該受光素子の受光面に対する各鉛直線が仮想円周中央領域方向を向くように環内面に配置されている請求項２に記載の環状検出器。
【請求項４】
前記検出部は、心電を測定するための電流または電圧を計測するための電極の一部と、測定部位の体温を検出する温度計測素子とのうちの少なくともいずれかを有する請求項１または２に記載の環状検出器。
【請求項５】
前記少なくとも２種類の硬さが異なる材料のうちの一つ以上の材料が、前記可撓性を有する材料に比べて可撓性が小さい材料で構成されており、該可撓性が小さい材料部分に前記検出部が固定されている請求項１に記載の環状検出器。
【請求項６】
前記可撓性が小さい材料部分の一つに、前記検出部からの信号を信号処理すると共に該検出部を駆動する回路基板が内包されている請求項５に記載の環状検出器。
【請求項７】
前記可撓性を有する材料は曲げ試験により可撓性が評価された材料が用いられ、前記可撓性が小さい材料は硬さ試験により可撓性が評価された材料が用いられている請求項５に記載の環状検出器。
【請求項８】
前記可撓性を有する材料は曲げ強さ試験による評価結果が曲げ強さ５MPa以上１５０Mpa以下であるか、もしくはその値に順ずる硬さ以下である軟質材料であり、前記可撓性が小さい材料は曲げ強さ試験による評価結果が曲げ強さ３０MPa以上２５０0Mpa以下であるか、もしくはその値に順ずる硬さ以上である硬質材料である請求項５に記載の環状検出器。
【請求項９】
前記可撓性を有する材料は、軟質樹脂素材またはゴム素材からなっている請求項１、５および７のいずれかに記載の環状検出器。
【請求項１０】
前記可撓性が小さい材料は、硬質樹脂素材または金属材料からなっている請求項５、７および８のいずれかに記載の環状検出器。
【請求項１１】
前記環状部分は、複数の可撓性が小さい材料部分の各間にそれぞれ、前記可撓性を有する材料部分を介して接合または連結されている請求項５に記載の環状検出器。
【請求項１２】
前記環状部分は、前記可撓性が小さい材料部分の少なくとも一つが前記可撓性を有する材料部分によって内包されている請求項５に記載の環状検出器。
【請求項１３】
前記環状部分は、前記可撓性が小さい材料部分の少なくとも一つの外周面または内周面に、前記可撓性を有する材料部分を嵌め込むための溝が設けられ、該溝を介して該可撓性が小さい材料部分が該可撓性を有する材料部分に連結可能とされている請求項５に記載の環状検出器。
【請求項１４】
前記可撓性を有する材料部分の長さが調節可能に構成されており、前記環状部分の内周長が調節可能に構成されている請求項５に記載の環状検出器。
【請求項１５】
前記可撓性が小さい材料部分に軸が設けられ、前記可撓性を有する材料にマジックテープ（登録商標）が設けられ、該可撓性が小さい材料部分の軸に該可撓性を有する材料部分を折り返して該マジックテープ（登録商標）にて留めることにより前記環状部分の内周長を調節可能に構成している請求項１４に記載の環状検出器。
【請求項１６】
前記可撓性が小さい材料部分にインシュロック機構が設けられ、前記可撓性を有する材料部分にのこぎり状の傾斜部と係合部からなる連続した複数の凸部が設けられ、該可撓性が小さい材料部分のインシュロック機構に対して該可撓性を有する材料部分の傾斜部側を当接させつつ移動させることにより前記環状部分の内周長を調節可能とし、かつ該インシュロック機構と該係合部により該可撓性を有する材料部分を固定可能としている請求項１４に記載の環状検出器。  
【請求項１７】
前記可撓性が小さい材料部分に２つ以上の軸が設けられ、該可撓性が小さい材料部分の一つの軸で前記可撓性を有する材料部分を折り返して他の軸でさらに折り返して該可撓性を有する材料部分を固定することにより前記環状部分の内周長を調節可能に構成している請求項１４に記載の環状検出器。
【請求項１８】
前記可撓性が小さい材料部分に前記可撓性を有する材料部分が通るような一部屈曲したガイドが設けられ、該一部屈曲したガイドに該可撓性を有する材料部分を通すことにより前記検出部の位置が調節可能とされている請求項５に記載の環状検出器。
【請求項１９】
前記可撓性を有する材料部分が複数設けられている請求項５に記載の環状検出器。
【請求項２０】
リング形状であって、生体情報測定対象の装着部位として指に装着することにより生体情報を検出可能とする請求項１〜１８のいずれかに記載の環状検出器。
【請求項２１】
腕時計状であって、生体情報測定対象の装着部位として手首に装着することにより生体情報を検出可能とする請求項１〜１８のいずれかに記載の環状検出器。
【請求項２２】
生体情報測定対象の装着部位として足首に装着することにより生体情報を検出可能とする請求項１〜１８のいずれかに記載の環状検出器。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれかに記載の環状検出器と、該環状検出器からの検出信号を表示制御して表示する表示部とを有する生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の身体（例えば指や手首など）などの生体に密着させて使用される環状検出器、およびこの環状検出器を用いて各種の生体情報を得る脈拍測定や血液の酸素飽和度測定などを行って測定値を表示可能とする生体情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の環状検出器を身体に密着させて使用される非侵襲型光学的生体センサは、発光部から出射された光を生体に照射し、生体において透過または反射した光を受光部で検出して電気信号に変換する構造になっている。この非侵襲型光学的生体センサの応用例としては、例えば脈拍測定器や酸素飽和度測定器などが挙げられる。
【０００３】
血液中のヘモグロビンのうち、酸化ヘモグロビンおよび還元ヘモグロビンは、光の波長によって、光の吸収特性や透過特性が異なることが知られている。酸化ヘモグロビンは赤色光の吸収が減少し、赤外光の吸収が増加するという光学的性質を有している。一方、還元ヘモグロビンは赤色光の吸収が増加し、赤外光の吸収が減少するという光学的性質を有している。
【０００４】
上記脈拍測定器は、血管内の血液中に含まれているヘモグロビンの増減量を、照射された光の吸光特性の変化を検出して、脈拍を測定するものである。
【０００５】
上記酸素飽和度測定器は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンにおける吸光特性の違いを利用したものである。この酸素飽和度測定器では、異なる２種類の波長の光を身体に照射して、身体内部の血管において透過または反射された光を受光部で検出する。この受光部において、透過または反射されてきた２種類の異なる波長の光量を測定し、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合を求めるものである。
【０００６】
これらの脈拍測定器や酸素飽和度測定器の多くは、発光部に発光ダイオード、受光部にフォトダイオードが用いられている。
【０００７】
汎用されている従来の脈拍測定器や従来の酸素飽和度測定器などに用いられている従来の検出器には、例えば特許文献１および特許文献２に開示されているようなクリップ型のものと、特許文献３に開示されているような生体に貼り付けられる使い捨て型のものと、特許文献４および特許文献５に開示されているような環状（リング型）のものとがある。
【０００８】
クリップ型の検出器は、挟持部材に検出用の発光素子と受光素子とが搭載されたものであり、指先などの生体検出部分をプローブで挟み込んで検出を行なうものである。このクリップ型の光検出器は、単に指先を挟むものであるため、容易に測定することができるものの、身体に常時装着することは困難であり、一時的な測定に用いられている。
【０００９】
生体に貼り付けられる使い捨て型の検出器は、粘着部を用いて、検出器の発光部および受光部を指や足、その他の身体（生体）の測定部位に添わせて包皮固定させる。この生体に対する包皮固定により、多少の身体の動きがあっても検出器の測定点がずれることなく、長時間装着することが可能となるが、一度使用すると粘着部の粘着力が大幅に減少するため、繰り返し使用することは困難である。
【００１０】
環状の検出器は、例えば指の根元などに嵌めることにより、指先を自由に使うことができるため、常時装着することが可能であり、また、使い捨てではないため、繰り返し使用することができる。
【特許文献１】特開平８−１０３４３５号公報
【特許文献２】特開平７−２３６６２５号公報
【特許文献３】特開２００５−１１０８１６号公報
【特許文献４】特開２００２−２２４０８８号公報
【特許文献５】特開２００５−２４２９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来のクリップ型の検出器では、前述したように、身体に挟んで取り付けるため、身体に常時装着することが困難であり、一時的な生体情報の測定に限られるという問題を有している。
【００１２】
また、上記従来の生体に貼り付けられる使い捨て型の検出器では、前述したように、一度使用すると粘着部の粘着力が大幅に低下して、繰り返し使用することが困難となるという問題を有している。
【００１３】
これらの問題を解決するものとして上記従来の環状検出器があり、この従来の環状検出器は、常時装着することが可能であり、かつ、繰り返し使用することができる。
【００１４】
ところが、この従来の環状検出器には、以下のような問題がある。
【００１５】
既存の環状検出器の筐体部は、変形することがないように可撓性が小さい材料（硬い材料）で構成されており、指輪などのように環の形状を変形させることはできない。これにより、指などの身体に環状検出器を嵌めた際には、身体組織の形状を環の形状に合うように変形させて嵌めることになる。
【００１６】
しかしながら、身体組織の変形には限界があり、身体と環を十分にフィットさせることは難しく、受発光素子またはその周辺部分と測定対象の生体組織との間に隙間が生じたり、環が測定対象の生体組織に対して容易に回転したり、生体組織に対する受発光素子の食い込み方が変化する量が大きくなる。受発光素子と皮膚との間に隙間が生じた場合、発光部からの光のうち、身体に照射される量が減少し、受光部には隙間から外乱光が多く入るため、生体情報を含む信号が減少する。さらに、環が測定対象の生体組織に対して容易に回転する状態で測定対象の生体部分が動作した場合には、受発光素子が生体情報を検出する対象である生体組織の部分位置が変動し、生体情報を含む信号にこの変動によるノイズが発生して信号処理が困難になる。生体組織に対する受発光素子の食い込み方が変化するような状態で測定対象の生体部分が動作した場合には、照射された光の生体組織内の光路長が動作により変化することにより受光素子に入射される光量が変動し、生体情報を含む信号にこの変動によるノイズが発生して信号処理が困難になる。
【００１７】
また、例えば、可撓性を有する材料のみで環状検出器が構成された場合には、受発光素子部分が生体の反発力により押し出され、その結果、受発光素子が生体の測定部位と十分にフィットすることができず、上記と同様の問題が生じ、生体情報を含む信号が減少する。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、身体の形状やその形状変化にしたがって検出部が測定対象部位によりフィットすることにより、検出部と生体間に隙間や回転もなく、生体情報を高精度に検出できる環状検出器および、これを用いた表示部を持つ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】
【００１９】
本発明の環状検出器は、生体表面に接触させて生体情報を検出可能とする検出部を有する環状検出器において、該検出部が内面に配置された環状部分が少なくとも２種類の硬さが異なる材料から構成され、該少なくとも２種類の硬さが異なる材料のうちの一つ以上の材料が可撓性を有する材料で構成さ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。
【００２０】
また、好ましくは、本発明の環状検出器における検出部は、生体に対して光を照射可能とする発光素子と、該発光素子からの光が生体を透過して得られる生体情報を含む光を検出可能とする受光素子とを有する。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器における前記発光素子および前記受光素子が検出対象である生体表面に接触しかつ、該発光素子の発光面および該受光素子の受光面に対する各鉛直線が仮想円周中央領域方向（または仮想円周中心部方向）を向くように環内面に配置されている。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器における検出部は、心電を測定するための電流または電圧を計測するための電極の一部と、測定部位の体温を検出する温度計測素子とのうちの少なくともいずれかを有する。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記少なくとも２種類の硬さが異なる材料のうちの一つ以上の材料が、前記可撓性を有する材料に比べて可撓性が小さい材料で構成されており、該可撓性が小さい材料部分に前記検出部が固定されている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性が小さい材料部分の一つに、前記検出部からの信号を信号処理すると共に該検出部を駆動する回路基板が内包されている。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性を有する材料は曲げ試験により可撓性が評価された材料が用いられ、前記可撓性が小さい材料は硬さ試験により可撓性が評価された材料が用いられている。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性を有する材料は曲げ強さ試験による評価結果が曲げ強さ５MPa以上１５０Mpa以下であるか、もしくはその値に順ずる硬さ以下である軟質材料であり、前記可撓性が小さい材料は曲げ強さ試験による評価結果が曲げ強さ３０MPa以上２５００Mpa以下であるか、もしくはその値に順ずる硬さ以上である硬質材料である。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器における可撓性を有する材料は、軟質樹脂素材またはゴム素材からなっている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器における可撓性が小さい材料は、硬質樹脂素材または金属材料からなっている。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器における環状部分は、複数の可撓性が小さい材料部分の各間にそれぞれ、前記可撓性を有する材料部分を介して接合または連結されている。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器における環状部分は、前記可撓性が小さい材料部分の少なくとも一つが前記可撓性を有する材料部分によって内包されている。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器における環状部分は、前記可撓性が小さい材料部分の少なくとも一つの外周面または内周面に、前記可撓性を有する材料部分を嵌め込むための溝が設けられ、該溝を介して該可撓性が小さい材料部分が該可撓性を有する材料部分に連結可能とされている。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性を有する材料部分の長さが調節可能に構成されており、前記環状部分の内周長が調節可能に構成されている。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性が小さい材料部分に軸が設けられ、前記可撓性を有する材料にマジックテープ（登録商標）が設けられ、該可撓性が小さい材料部分の軸に該可撓性を有する材料部分を折り返して該マジックテープ（登録商標）にて留めることにより前記環状部分の内周長を調節可能に構成している。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性が小さい材料部分にインシュロック機構が設けられ、前記可撓性を有する材料部分にのこぎり状の傾斜部と係合部からなる連続した複数の凸部が設けられ、該可撓性が小さい材料部分のインシュロック機構に対して該可撓性を有する材料部分の傾斜部側を当接させつつ移動させることにより前記環状部分の内周長を調節可能とし、かつ該インシュロック機構と該係合部により該可撓性を有する材料部分を固定可能としている。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性が小さい材料部分に２つ以上の軸が設けられ、該可撓性が小さい材料部分の一つの軸で前記可撓性を有する材料部分を折り返して他の軸でさらに折り返して該可撓性を有する材料部分を固定することにより前記環状部分の内周長を調節可能に構成している。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性が小さい材料部分に前記可撓性を有する材料部分が通るような一部屈曲したガイドが設けられ、該一部屈曲したガイドに該可撓性を有する材料部分を通すことにより前記検出部の位置が調節可能とされている。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、前記可撓性を有する材料部分が複数設けられている。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、リング形状であって、生体情報測定対象の装着部位として指に装着することにより生体情報を検出可能とする。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器において、腕時計状であって、生体情報測定対象の装着部位として手首に装着することにより生体情報を検出可能とする。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の環状検出器における生体情報測定対象の装着部位として足首に装着することにより生体情報を検出可能とする。
【００４１】
本発明の生体情報測定装置は、本発明の上記環状検出器と、該環状検出器からの検出値信号を表示制御して表示画面上に表示する表示部とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４２】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００４３】
日常生活において、生体情報を常時モニタリングする際に生じる大きな問題は、身体の動作に対して受発光素子（または発光素子および受光素子）がずれてオフセット変動が起きるために生じるノイズであり、このオフセット変動が起きない環状検出器が必要とされている。このような環状検出器を生体の指や手首などの各種の測定部位に最適にフィットさせるためには、環状部分の円周長さやその直径、測定部位に対する受発光素子の配置やそれらの間の間隔、生体の測定部位に対する受発光素子の食い込み深度などを最適に調節する必要がある。
【００４４】
本発明にあっては、このようなパラメータを調節するために、受発光素子（または発光素子および受光素子）などの検出部が配置された部分を含む環状部分が少なくとも２種類の硬さが異なる材料から構成されており、長さや環状部分が嵌められる生体部位の形状に沿って変形可能とする可撓性を有する材料部分と、受発光素子や信号処理回路基板を固定させたり、最適な環形状（またはリング状）を維持するための関節部となる可撓性が小さい材料部分とが組み合わせられている。
【００４５】
生体表面に応じて可撓性を有する材料部分を変形させることによって、身体（生体）に対して検出部を浮くことなく密着させた状態で最適に配置させることが可能となる。また、受発光素子を可撓性が小さい材料部分に固定させることにより、受発光素子が生体表面からの反発力により押し出されることなく、受発光素子を生体表面の測定部位に食い込むように密着状態でフィットさせることが可能になる。このように、受発光素子を生体表面の測定部位に密着状態でフィットさせることにより、生体に入射される光の割合が増加し、外乱光成分が少なくなって生体情報を含む成分光が多く受光される。また、受発光素子自体が密着状態で生体組織（生体表面）に食い込んでいるため、生体部の動作により生じる振動によるずれが少ないことから、精度が高い生体情報を検出することが可能となる。さらに、受発光素子を生体表面の測定部位に食い込ませた場合に、脈波振幅が大きくなることが知られており、可撓性が小さい材料と可撓性を有する材料とを組み合わせることによって、受発光素子を生体表面の測定部位に密着状態で食い込ませて大きな脈波振幅が得られ、後段での信号処理精度を向上させることが可能となる。
【００４６】
一または複数の可撓性が小さい材料部分と、一または複数の可撓性を有する材料部分とを互いに交互に組み合わせて環状部分を構成するために、例えば、複数の可撓性が小さい材料部分の各間を、各可撓性を有する材料部分をそれぞれ介して接合または連結させる構造とすることが可能となる。
【００４７】
また、可撓性が小さい材料部分に可撓性を有する材料部分が通るようなガイドを設けて、可撓性が小さい材料部分のガイドに可撓性を有する材料部分を通す構造とすることも可能となる。
【００４８】
また、複数の可撓性が小さい材料部分のうちの少なくとも一つを、可撓性を有する材料部分によって内包させる構造とすることも可能である。
【００４９】
さらに、可撓性が小さい材料部分の一部の外周面（または内周面）に、可撓性を有する材料部分を嵌め込むための溝を設けて、可撓性が小さい材料部分を可撓性を有する材料部分に連結固定させる構造とすることも可能である。
【００５０】
このように、可撓性が小さい材料部分と可撓性を有する材料部分を組み合わせて環状部分を形成し、可撓性を有する材料の長さを調節することにより、環径（環周囲の長さ）や受発光素子（または発光素子および受光素子）の配置、受発光素子（または発光素子および受光素子）の生体への食い込み深度などを調節することが可能となる。
【００５１】
可撓性を有する材料の長さを調節するためには、可撓性を有する材料に面ファスナーであるマジックテープ（登録商標）を設け、可撓性が小さい材料部分に可撓性を有する材料部分が通るような軸およびガイドを設けて、可撓性が小さい材料部分の軸に可撓性を有する材料部分を巻き付けた後にガイドに可撓性を有する材料部分を通し、その位置でマジックテープ（登録商標）にて留める構造とすることが可能となる。また、可撓性が小さい材料部分にインシュロック機構を設け、可撓性を有する材料部分にのこぎり状の傾斜部と係合部からなる連続した複数の凸部を設けて、可撓性が小さい材料部分のインシュロック機構に対して可撓性を有する材料部分の傾斜部側を当接させて移動させる構造とすることも可能である。このようにして、環状部分の円周長またはその直径を調節した後は、インシュロック機構と係合部とにより係合させて環状部分の長さを固定可能としている。さらに、可撓性が小さい材料部分に２つ以上の軸を設け、この２つ以上の軸によりバックル状のベルトのように可撓性を有する材料をずれないように固定させる構造とすることも可能である。つまり、可撓性が小さい材料部分の一つの軸に可撓性を有する材料部分を巻き付けて他の軸で折り返して長さ固定することにより環状部分の円周長またはその直径を調節可能としている。
【００５２】
２つ以上の可撓性を有する材料部分が設けられた検出器では、それぞれの可撓性を有する材料部分の長さを調節することにより、生体表面の測定部位に対する受発光素子が固定された可撓性が小さい材料部分の位置を調節することが可能となる。また、２つ以上の可撓性の小さい材料部分に可撓性を有する材料部分を通すようなガイドが設けられ、可撓性を有する材料部分がガイドに通された構造の検出器においては、可撓性を有する材料部分に沿って受発光素子が固定された可撓性が小さい材料部分の位置をずらすことにより、生体表面の測定部位に対する受発光素子の配置を調節することが可能となる。
【００５３】
以上の本発明の環状検出器は、指、手首および足首などや、その他の生体の各種部位に、環状部分（またはリング状部分）をその内面の検出部が生体表面から浮くことなく密着した状態で嵌める（挿入する）ことができることにより、生体情報を高精度に測定することが可能となる。
【００５４】
なお、環状検出器は、生体情報を検出する検出部を受発光素子に限定する必要はなく、これらの代わりにまたはこれらと共に、例えば心電を測定するための電流電圧を計測する電極や、測定部位の体温を検出する温度計測素子などを設けてもよく、生体情報を検出することができる各種素子を用いて生体情報を高精度に測定することが可能となる。
【発明の効果】
【００５５】
以上により、本発明によれば、生体の測定部位の形状およびその形状変化に合わせて環状部分の一部が変形可能とされ、かつ、受発光素子などの検出部が身体に対して隙間や回転もなく最適な状態にフィットされることにより、生体情報を含む生体情報信号を高精度で検出して、脈拍、酸素飽和度、心電、体温などの各種生体情報を高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下に、本発明の環状検出器およびこれを用いた生体情報測定装置の実施形態１〜４について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る手の指を測定対象とした環状検出器の構成例を示す正面図である。
【００５７】
図１において、本実施形態１の環状検出器１００はリング形状であって、指に嵌めることにより生体情報を検出可能とする生体情報検出部（以下、単に検出部という）を有している。この検出部を内面に配置した環状部分は、可撓性を有する材料（軟質材料）と、この可撓性を有する材料に比べて可撓性が小さい材料（硬質材料）とが交互に配置されて構成されており、可撓性が小さい材料部分にこの検出部が固定されている。
【００５８】
この検出部には、生体に対して光を照射するために発光する発光素子１と、生体を透過したことにより生体情報を含んだ光を受光して検出する受光素子２ａ，２ｂとが設けられている。
【００５９】
これらの発光素子１および受光素子２ａ，２ｂ（または受発光素子）は、検出対象（生体情報測定対象）の装着部位である身体（ここでは指）に接触（密着）するように、発光素子１の発光面および受光素子２ａ，２ｂの受光面の各鉛直線が仮想円周中心方向を向くように環内面にそれぞれ配置されており、発光素子１および受光素子２ａ，２ｂが配置された部分を含む環状部分が、可撓性が小さい材料部分３〜６と、可撓性を有する材料部分７〜１０という２種類の硬さが異なる材料部分から構成されている。
【００６０】
このうち、可撓性が小さい材料部分３には発光素子１が固定され、可撓性が小さい材料部分４には受光素子２ａが固定され、可撓性が小さい材料部分５には受光素子２ｂが固定されており、可撓性が小さい材料部分６には検出された信号を処理するための信号処理回路基板が内包されている。
【００６１】
これらの可撓性が小さい材料部分３〜６の間には、可撓性を有する材料部分７〜１０のそれぞれを介して接合されて環状部分が形成されている。例えば、可撓性が小さい材料部分４と可撓性が小さい材料部分６は、可撓性を有する材料部分７によって接続または連結され、可撓性が小さい材料部分５と可撓性が小さい材料部分６は、可撓性を有する材料部分８によって接続または連結され、可撓性が小さい材料部分３と可撓性が小さい材料部分４は、可撓性を有する材料部分９によって接続または連結され、可撓性が小さい材料部分３と可撓性が小さい材料部分５は、可撓性を有する材料部分１０によって接続または連結されている。
【００６２】
上記可撓性を有する材料７〜１０は、曲げるために曲げ試験により可撓性が評価され、可撓性が小さい材料３〜６は、生体からの反発力を受けても変形しない程度の硬さが必要であるために硬さ試験により可撓性が評価されて用いられている。
【００６３】
また、可撓性の測定には、樹脂やゴムの硬さを測定する測定法で標準的に使用されている「曲げ強さ試験」で材料が有する硬度を調べることにより、可撓性の判断材料とすることもできる。可撓性を有する材料７〜１０は曲げ強さ試験による評価結果が曲げ強さ５MPa以上１５０Mpa以下であるか、もしくはその値に準ずる硬さ以下であり、可撓性が小さい材料３〜６は曲げ強さ試験による評価結果が曲げ強さ３０MPa以上２５００Mpa以下であるか、もしくはその値に準ずる硬さ以上である材料である。可撓性を有する材料７〜１０は硬度の小さい軟質材料（軟質部材）であり、可撓性が小さい材料３〜６は硬度の大きい硬質材料（硬質部材）である。
【００６４】
例えば、可撓性を有する材料（例えば軟質部材）７〜１０としては、６６ナイロン、ポリスチレン、ポリプロピレン、軟質ポリ塩化ビニルなどの軟質樹脂素材、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどのエラストマー、発泡性スチロール樹脂、発泡性ウレタンゴムなどの発泡性エラストマーなどが挙げられる。
【００６５】
例えば、可撓性が小さい材料（例えば硬質部材）３〜６としては、硬質ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン、メタクリル樹脂などの硬質樹脂素材、ステンレス鋼、チタン系合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属材料などが挙げられる。
【００６６】
本実施形態１において、この環状検出器１００は、発光素子１が指の腹中央部に配置され、受光素子２ａ，２ｂが指の両側面にそれぞれ配置されている。環状検出器１００において、発光素子１から発光された光は、指の生体組織２１や動脈２２を透過し、これが生体情報を含む光信号として受光素子２ａ，２ｂによってそれぞれ受光されて透過光量変化が電気信号に変換され、生体情報が検出される。
【００６７】
上記可撓性を有する材料部分７〜１０が身体（ここでは指）に応じて変形することによって、発光素子１および受光素子２ａ，２ｂが身体に対して最適に配置されている。また、上記可撓性を有する材料部分７，８の長さを調節することにより、環状検出器１００の内周長さを調節して、身体の指に対して、発光素子１および受光素子２ａ，２ｂの各位置をそれぞれ調整できるようになっている。
【００６８】
図２は、図１の材料部分６および材料部分７，８の各連結部の構成例を示す縦断面図である。
【００６９】
図２において、可撓性が小さい材料部分６の内部には軸６１および軸６２とガイド６３，６４およびガイド６５，６６とが設けられている。また、可撓性を有する材料部分７にはマジックテープ（登録商標）のオス７１とメス７２が設けられ、可撓性を有する材料部分８にはマジックテープ（登録商標）のオス８１とメス８２が設けられている。可撓性が小さい材料部分６の軸６１に可撓性を有する材料部分８を折り返し、可撓性が小さい材料部分６の軸６２に可撓性を有する材料部分７を折り返して、それぞれのマジックテープ（登録商標）を用いて可撓性を有する材料部分７，８の長さをそれぞれ調節自在とすることにより、測定する指のサイズに合わせて環径または周囲長さを適宜調節できるようになっている。
【００７０】
この環状検出器１００を指に嵌め込んだ場合、図１に示すように、可撓性が小さい材料部分６は指の背の下に骨２３が存在するためにその位置に安定して配置される。また、可撓性を有する材料部分７〜１０は指の形状に沿って変形され、可撓性が小さい材料部分３〜５は指に比べて小さいために指の組織２１に隙間なく食い込むように配置される。
【００７１】
このように、可撓性を有する材料部分７〜１０では、可撓性を有する材料７〜１０が指に対して適宜変形し、可撓性が小さい材料部分３〜６では、指の組織２１が可撓性が小さい材料３〜６に沿って変形することにより、発光素子１および受光素子２ａ，２ｂと指の間に隙間がないようにフィットさせて配置することができる。これにより、発光素子１が指と密着されるため、発光素子１と指の組織２１との間で光の漏れや反射が少なくなり、指の組織２１内に入射される光の光量が増加する。また、受光素子２ａおよび受光素子２ｂと指の組織２１が密着して隙間が生じることがないため、外乱光による影響が少なくなる。その結果、受光素子２ａと受光素子２ｂによって受光される光に含まれる生体情報の光成分の割合が上昇し、生体情報信号の検出精度を大幅に向上させることができる。
【００７２】
また、可撓性を有する材料部分９にもマジックテープ（登録商標）のオスとメスが設けられ、可撓性が小さい材料部分３，４の内部にも軸とガイドが設けられている。可撓性を有する材料部分９は可撓性が小さい材料部分３に設けられている軸に固定され、可撓性が小さい材料部分４に設けられている軸にマジックテープ（登録商標）によって固定されている。このマジックテープ（登録商標）部分の長さ調節は、このマジックテープ（登録商標）のオスとメスを付け替えることにより材料部分４側で行ってもよい（または材料部分３側で行ってもよい）。
【００７３】
同様に、可撓性を有する材料部分１０にもマジックテープ（登録商標）のオスとメスが設けられ、可撓性が小さい材料部分３，５の内部にも軸とガイドが設けられている。可撓性を有する材料部分１０は可撓性が小さい材料部分３に設けられている軸に固定され、可撓性が小さい材料部分５に設けられている軸にマジックテープ（登録商標）によって固定されている。このマジックテープ（登録商標）部分の長さ調節も、マジックテープ（登録商標）のオスとメスを付け替えることにより材料部分５側で行ってもよい（または材料部分３側で行ってもよい）。
【００７４】
可撓性を有する材料部分７，９の長さを調節することにより、発光素子１および受光素子２ａの配置を調節することが可能となる。また、可撓性を有する材料部分８と可撓性を有する材料部分１０の長さを調節することにより、発光素子１および受光素子２ｂの配置を調節することが可能となる。これにより、発光素子１が指の腹中央部に配置され、受光素子２ａ，２ｂが指の真横（両側面）に互いに対向するように配置され、動脈２２において反射された光を受光素子２ａと受光素子２ｂにより検出できる。また、指の中心を軸として発光素子１の位置を０°として、受光素子を例えば１００°の位置に置いた場合には、発光素子１から動脈２２を透過した光のみを受光素子により検出できる。
【００７５】
以上のように、本実施形態１によれば、指の形状に合わせて密着した状態で受光素子２ａ，２ｂの配置を変化させることができるため、被験者の動脈位置に対して受光素子２ａ，２ｂの配置を最適な位置に調節して、動脈の生体情報をより多く含む光を受光させることができるように位置調節することが可能である。
【００７６】
同様に、可撓性が小さい材料部分３の配置を調節して、例えば発光素子１を動脈２２の近傍位置に配置することにより、動脈に大きな光量の光を入射させることも可能である。
【００７７】
上記実施形態１において、検出部として発光素子１および受光素子２ａ，２ｂを備えた環状検出器１００について説明したが、この環状検出器１００を用いて、例えば脈拍を測定する脈拍測定器や酸素飽和度を測定する酸素飽和度測定器などの非侵襲型光学的生体センサを得ることができる。この非侵襲型光学的生体センサにおいて、血液中のヘモグロビンの増減量や酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合をより正確に求めることができる。
【００７８】
さらに、可撓性が小さい材料部分の一つ（材料部分６）に、検出部からの信号を信号処理すると共に検出部を駆動する回路基板（図示せず）が内包されているが、これに加えて、回路基板から各検出部への電力供給は無線または有線により行うことができる。また、回路基板によって信号処理された計測値信号（測定信号；検出信号）は、回路基板が設けられた可撓性が小さい材料部分６の液晶表示部の表示画面上に、表示制御部により表示制御されて表示されるようになっている。液晶表示部は可撓性が小さい材料部分に設けられていてもよいし、外部に設けられていてもよい。回路基板と液晶表示部は有線または無線により電気的に接続されている。この表示部と共に、またはこれに代えてメモリ部にデータを記憶させるようにしてもよい。
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２に係る手の指を測定対象とした環状検出器について、図１の材料部分６Ａおよび材料部分７Ａ，８Ａの各連結部の構成例を示す縦断面図である。なお、本実施形態２の環状検出器１００Ａは、図１の材料部分６Ａおよび材料部分７Ａ，８Ａ以外の基本構成については上記実施形態１で説明した環状検出器１００の場合と同様である。
【００７９】
図３において、本実施形態２の環状検出器１００Ａは、可撓性が小さい材料部分６Ａの内部に、プラスチック材料により構成されたレバー６７ａ，６７ｂとガイド６６Ａ，６４Ａとが設けられてインシュロック機構を構成している。また、可撓性を有する材料部分７Ａは、柔軟性を有するプラスチック材料から構成されており、のこぎり刃状の凸部７３が設けられ、可撓性を有する材料部分８Ａは、柔軟性を有するプラスチック材料から構成されており、のこぎり刃状の凸部８３が設けられている。レバー６７ａには、少なくとも一つのこぎり状の凸部６７１ａが設けられており、材料部分７Ａの凸部７３の直角部分（係合部分）と凸部６７１ａの直角部分（係合部分）とが一方向に係合するように構成されている。また、レバー６７ｂには、少なくとも一つのこぎり状の凸部６７１ｂが設けられており、材料部分８Ａの凸部８３の直角部分（係合部分）と凸部６７１ｂの直角部分（係合部分）とが一方向に係合するように構成されている。
【００８０】
可撓性を有する材料部分７Ａを可撓性が小さい材料部分６Ａの内部に下方からに押し込んで、材料部分７Ａの凸部７３の傾斜部分と凸部６７１ａの傾斜部分とを当接させて滑らせて移動させるだけで、可撓性を有する材料部分７Ａの長さを調節でき、その適当な位置で、材料部分７Ａの凸部７３の直角部分と凸部６７１ａの直角部分とが一方向に係合可能として材料部分７Ａを固定できる。
【００８１】
また、可撓性を有する材料部分８Ａを可撓性が小さい材料部分６Ａの別の内部に下方からに押し込んで、材料部分８Ａの凸部８３の傾斜部分と凸部６７１ｂの傾斜部分とを当接させて滑らせて移動させるだけで、可撓性を有する材料部分８Ａの長さを調節でき、その適当な位置で、材料部分８Ａの凸部８３の直角部分と凸部６７１ｂの直角部分とが一方向に係合可能として材料部分８Ａを固定できる。
【００８２】
この材料部分７Ａの固定は、レバー６７ａのつまみ６７２ａとレバー６７ｂのつまみ６７２ｂを外側に倒すことにより、凸部６７１ａや凸部６７１ｂが後退して上記固定を解除することができる。
【００８３】
したがって、可撓性が小さい材料部分６Ａにインシュロック機構が設けられ、可撓性を有する材料部分７Ａ，８Ａの先端部分にのこぎり刃状（三角刃状）の傾斜部と係合部からなる連続した複数の凸部７３，８３が設けられ、可撓性が小さい材料部分６Ａのインシュロック機構に対して可撓性を有する材料部分７Ａ，８Ａの傾斜部側を当接させつつ滑らせて容易に移動させることにより環状部分の内周長を調節可能とし、かつインシュロック機構と係合部により環状部分の内周長を固定可能としている。これによって、可撓性を有する材料部分７Ａ，８Ａの長さを容易に調節して、測定する指のサイズに最適に合わせて環状検出器１００Ａの環径や外周長を調節することが可能となって、さらに、発光素子１および受光素子２ａ，２ｂだけを指の組織２１に食い込ませることができる。
【００８４】
以上により、本実施形態２によれば、指の形状に合わせて密着した状態で受光素子２ａ，２ｂの配置を変化させることができるため、被験者の動脈位置に対して受光素子２ａ，２ｂの配置を最適な位置に素早く調節して、動脈２２の生体情報をより多く含む光を受光させることができるように位置調節することが可能である。
【００８５】
同様に、可撓性が小さい材料部分３の配置を調節して、例えば発光素子１を動脈２２の近傍位置に配置することにより、動脈に大きな光量の光を入射させることも可能である。
【００８６】
上記実施形態２において、検出部として発光素子１および受光素子２ａ，２ｂを備えた環状検出器１００Ａについて説明したが、この環状検出器１００Ａを用いて、例えば脈拍を測定する脈拍測定器や酸素飽和度を測定する酸素飽和度測定器などの非侵襲型光学的生体センサを得ることができる。この非侵襲型光学的生体センサにおいて、血液中のヘモグロビンの増減量や酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合をより正確に求めることができる。
【００８７】
さらに、可撓性が小さい材料部分の一つ（材料部分６Ａ）に、検出部からの信号を信号処理すると共に検出部を駆動する回路基板（図示せず）が内包されている場合について説明したが、これに加えて、回路基板から各検出部への電力供給は無線または有線により行うことができる。また、回路基板によって信号処理された計測値は、回路基板が設けられた可撓性が小さい材料部分６Ａの液晶表示部の表示画面上に、表示制御部により表示制御されて表示されるようになっている。液晶表示部は可撓性が小さい材料部分に設けられていてもよいし、外部に設けられていてもよい。回路基板と液晶表示部は有線または無線により電気的に接続されている。この表示部と共に、またはこれに代えてメモリ部にデータを記憶させるようにしてもよい。
（実施形態３）
図４は、本発明の実施形態３に係る手の指を測定対象とした環状検出器について、図１の材料部分６Ｂと材料部分７Ｂ，８Ｂの各連結部の構成例を示す縦断面図である。なお、本実施形態３の環状検出器１００Ｂは、図１の材料部分６Ｂおよび材料部分７Ｂ，８Ｂ以外の基本構成については上記実施形態１で説明した環状検出器１００の場合と同様である。
【００８８】
図４において、本実施形態３の環状検出器１００Ｂは、可撓性が小さい材料部分６Ｂの内部に、軸６１ａ，６１ｂの二つの軸とガイド６３Ｂ，６４Ｂとが組み合わせられて設けられ、また、軸６２ａ，６２ｂの二つの軸とガイド６５Ｂ，６６Ｂとが組み合わせられて設けられている。可撓性が小さい材料部分６Ｂの内部に下方から挿入された可撓性を有する材料部分７Ｂは、軸６２ａを軸としてして折り返され、ガイド６６Ｂと軸６２ｂの間を通ってさらに折り返されることによって、可撓性を有する材料部分７Ｂが所定位置で固定可能とされている。これにより、可撓性を有する材料部分７Ｂの長さを調節することができる。これと同様に、可撓性が小さい材料部分６Ｂの内部に下方から挿入された可撓性を有する材料部分８Ｂは、軸６１ａを軸としてして折り返され、ガイド６４Ｂと軸６１ｂの間を通ってさらに折り返されることによって、可撓性を有する材料部分８Ｂが所定位置で固定可能とされている。これにより、可撓性を有する材料部分８Ｂの長さを調節することができる。
【００８９】
したがって、可撓性が小さい材料部分６Ａに２つ以上の軸の組が二つ設けられ、可撓性が小さい材料部分６Ａの一つの軸６２ａで可撓性を有する材料部分７Ｂの先端部を折り返して他の軸６２ｂでさらに折り返して材料部分７Ｂを固定し、また、可撓性が小さい材料部分６Ａの一つの軸６１ａで可撓性を有する材料部分８Ｂの先端部を折り返して他の軸６１ｂでさらに折り返して材料部分８Ｂを固定することにより、可撓性を有する材料部分７Ｂ，８Ｂの長さを調節して、環状検出器１００Ｂの環径（または環状部分の内周長）を調節することが可能となって、発光素子１および受光素子２ａ，２ｂを適切に指の組織２１に食い込ませることができる。
【００９０】
以上のように、本実施形態３によれば、指の形状に合わせて密着した状態で受光素子２ａ，２ｂの配置を変化させることができるため、被験者の動脈２２の位置に対して受光素子２ａ，２ｂの配置を最適な位置に調節して、動脈２２の生体情報をより多く含む光を受光させることができるように位置調節することが可能である。
【００９１】
同様に、可撓性が小さい材料部分３の配置を調節して、例えば発光素子１を動脈２２の近傍位置に配置することにより、動脈に大きな光量の光を入射させることも可能である。
【００９２】
上記実施形態３において、検出部として発光素子１および受光素子２ａ，２ｂを備えた環状検出器１００Ｂについて説明したが、この環状検出器１００Ｂを用いて、例えば脈拍を測定する脈拍測定器や酸素飽和度を測定する酸素飽和度測定器などの非侵襲型光学的生体センサを得ることができる。この非侵襲型光学的生体センサにおいて、血液中のヘモグロビンの増減量や酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合をより正確に求めることができる。
【００９３】
さらに、可撓性が小さい材料部分の一つ（材料部分６Ｂ）に、検出部からの信号を信号処理すると共に検出部を駆動する回路基板（図示せず）が内包されている場合について説明したが、これに加えて、回路基板から各検出部への電力供給は無線または有線により行うことができる。また、回路基板によって信号処理された計測値は、回路基板が設けられた可撓性が小さい材料部分６Ｂの液晶表示部の表示画面上に、表示制御部により表示制御されて表示されるようになっている。液晶表示部は可撓性が小さい材料部分に設けられていてもよいし、外部に設けられていてもよい。回路基板と液晶表示部は有線または無線により電気的に接続されている。この表示部と共に、またはこれに代えてメモリ部にデータを記憶させるようにしてもよい。
（実施形態４）
図５は、本発明の実施形態４に係る手首を測定対象とした環状検出器の構成例を示す正面図である。
【００９４】
図５において、本実施形態４の環状検出器２００は、腕時計状であって、手首に嵌めることにより生体情報を検出する検出部を備えている。この検出部は、生体に対して光を照射するために発光する発光素子および、生体を透過したことにより生体の情報を含んだ光を受光して検出する受光素子を含む受発光素子（フォトインタプラタ）２０２と、測定部位の体温を検出する温度測定素子（熱電対素子）２０１とを有している。
【００９５】
この検出部（熱電対素子２０１とフォトインタプラタ２０２）は、検出対象である身体（ここでは手首）に接触するように環内面（またはリング内面）に配置されており、検出部が配置された部分を含む環状部分が、可撓性が小さい材料部分２０３〜２０５と、可撓性を有する材料部分２０６という二種類の硬さが異なる材料部分から構成されている。
【００９６】
このうち、可撓性が小さい材料部分２０３にはフォトインタラプタ２０２が固定され、可撓性が小さい材料部分２０４には熱電対素子２０１が固定され、可撓性が小さい材料部分２０５には検出された信号を処理する回路基板が内包されている。
【００９７】
可撓性が小さい材料部分２０５とこれに挿入された可撓性を有する材料部分２０６は、上記実施形態１（上記実施形態２または３でもよいが、ここでは上記実施形態１とする）で説明した構造と同様であり、この可撓性を有する材料部分２０６の長さを調節することにより環状検出器２００の環径を調節することができる。環状検出器２００を手首に嵌めた場合、図５に示すように、可撓性が小さい材料部分２０５は指の背の下に橈骨２３ａおよび尺骨２３ｂが存在するためにその位置に安定して配置される。また、可撓性を有する材料部分２０６は手首の形状に沿って変形され、可撓性が小さい材料部分２０３および２０４は手首に比べて小さいために手首の組織２１ａに食い込むように隙間なく密着して配置される。
【００９８】
図６は、図５の材料部分２０３または２０４と材料部分２０６における一部構成例を示す縦断面図である。
【００９９】
図６において、可撓性が小さい材料部分２０３（または２０４）には、可撓性を有する材料部分２０６が通るようなガイド２０７が設けられている。このガイド２０７の一部は曲線状とされており、軸２０８および軸２０９が設けられて、可撓性を有する材料部分２０６がこれによって曲げられて容易にずれないような構造となっている。
【０１００】
手首は指と比べて太く、その手首の太さに対して橈骨動脈２２ａの太さは非常に小さい。このため、手首から動脈の生体情報を得るためには、橈骨動脈２２ａの近くにフォトインタラプタ２０２を配置する必要がある。また、体温を計測する熱電対素子２０１は、振動による摩擦の影響を小さくする必要があり、可能な限り、動作による組織の変動が小さい部分で計測することが好ましい。これによって、可撓性を有する材料部分２０３，２０４にガイド２０７を設けて、ガイド２０７に可撓性を有する材料部分２０６を通すこと（貫通させること）により、フォトインタラプタ２０２や熱電対素子２０１が最適な配置となるように調節することができる。
【０１０１】
以上のように、本実施形態４によれば、手首の形状に合わせて密着した状態でフォトインタラプタ２０２や熱電対素子２０１の配置を変化させることができるため、被験者の動脈２２ａの位置に対してフォトインタラプタ２０２の配置を最適な位置に調節して、動脈２２ａの生体情報をより多く含む光を受光させることができるように位置調節することが可能である。したがって、手首の動脈２２ａからの生体情報成分を多く含んだ光信号を検出して心拍の状況を検出すると共に、熱電対素子２０１により組織の表面温度を計測して、被験者の生体情報をモニタリングすることができる。
【０１０２】
同様に、可撓性が小さい材料部分２０３の配置を調節して、フォトインタラプタ２０２を動脈２２ａの近傍位置に配置することにより、動脈に大きな光量の光を入射させることも可能である。
【０１０３】
上記実施形態４において、検出部としてフォトインタラプタ２０２や熱電対素子２０１を備えた環状検出器２００について説明したが、この環状検出器２００を用いて、例えば脈拍を測定する脈拍測定器や酸素飽和度を測定する酸素飽和度測定器などの非侵襲型光学的生体センサを得ることができる。この非侵襲型光学的生体センサにおいて、血液中のヘモグロビンの増減量や酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合をより正確に求めることができる。
【０１０４】
さらに、可撓性が小さい材料部分の一つ（材料部分２０５）に、検出部からの信号を信号処理すると共に検出部を駆動する回路基板（図示せず）が内包されている場合について説明したが、これに加えて、回路基板から各検出部への電力供給は無線または有線により行うことができる。また、回路基板によって信号処理された計測値は、回路基板が設けられた可撓性が小さい材料部分２０５の液晶表示部の表示画面上に、表示制御部により表示制御されて表示されるようになっている。液晶表示部は可撓性が小さい材料部分に設けられていてもよいし、外部に設けられていてもよい。回路基板と液晶表示部は有線または無線により電気的に接続されている。この表示部（液晶表示部）と共に、またはこれに代えてメモリ部にデータを記憶させるようにしてもよい。
【０１０５】
以上により、上記実施形態１〜４によれば、可撓性を有する材料部分７〜１０や２０６と、可撓性が小さい材料部分３〜６や２０３，２０４とを組み合わせて、検出部（発光素子１および受光素子２ａ，２ｂやフォトインタラプタ２０２）が配置されている環状部分を構成する。可撓性を有する材料部分７〜１０や可撓性を有する材料部分２０６を変形させて、身体に対して検出部を最適に配置させることができる。また、検出部を可撓性が小さい材料部分３〜６や検出部を可撓性が小さい材料部分２０３，２０４に固定させることにより、発光素子１および受光素子２ａ，２ｂや受発光素子２０２が生体の反発力により押し出されることなく、発光素子１および受光素子２ａ，２ｂや受発光素子２０２を生体の測定部位に食い込むようにフィットさせることができる。可撓性を有する材料部分７〜１０や可撓性を有する材料部分２０６の長さを調整することにより、指や手首など生体に巻き付ける環状の径を調節することができる。これによって、指や手首などの身体の形状に沿って検出部が測定対象部位に隙間なく密着してフィットするように環状検出器の検出部を配置できる。
【０１０６】
なお、上記実施形態１〜４では、生体表面に接触させて生体情報を検出可能とする検出部を有する環状検出器１００、１００Ａ、１００Ｂまたは２００において、検出部が内面に配置された環状部分が２種類の硬さが異なる材料から構成され、２種類の硬さが異なる材料のうちの一つの材料が可撓性を有する材料で構成されている場合について説明したが、これに限らず、本発明の環状検出器は、検出部が内面に配置された環状部分が少なくとも２種類、例えば３種類や４種類の硬さが異なる材料から構成されていてもよく、少なくとも２種類、例えば３種類や４種類の硬さが異なる材料のうちの１種類以上の材料または一つ以上の材料が可撓性を有する材料で構成されている場合にも本発明を適応することができる。
【０１０７】
また、上記実施形態１〜４では、複数の可撓性が小さい材料部分の間が、可撓性を有する材料部分を介して接合または連結されて環状部分が形成されている構成について説明したが、一部の可撓性が小さい材料部分が可撓性を有する材料部分によって内包されて環状が形成されている構成や、可撓性が小さい材料部分の一部の外周面または内周面に、可撓性を有する材料部分を嵌め込むための溝が設けられ、この溝を介して可撓性が小さい材料部分を可撓性を有する材料部分に連結固定することによって環状部分を形成す構成であってもよい。
【０１０８】
さらに、上記実施形態１〜４では、手の指や手首に巻き付けて装着することにより生体情報を検出する環状検出器について説明したが、これに限らず、足首や腕などの巻回可能な身体に巻き付けて装着することにより各種の生体情報を検出する環状検出器についても、可撓性が小さい材料部分と可撓性を有する材料部分とを組み合わせることにより、同様に、身体に対して検出部を最適な配置として生体情報を検出することができる。
【０１０９】
さらに、上記実施形態１〜４では、検出部として発光素子および受光素子または受発光素子（やフォトインタラプタ２０２）を備えた環状検出器について説明したが、これに加えてまたはこれとは別に、検出部として心電を測定するための電流または電圧を計測するための電極の一部（心電測定用の電極は、指を用いて測定する場合には指と胸近傍の２箇所に電極を設ける必要があるため）を備えた本発明の環状検出器を用いることにより、心電測定器などの非侵襲型光学的生体センサ（心電の場合は非侵襲型電気的生体センサ）において、電圧または電流量から心電をより正確に求めることができる。さらに、検出部として測定部位の体温を検出する熱電対などの温度計測素子を備えた本発明の環状検出器を用いることにより、体温計などの非侵襲型光学的生体センサにおいて、測定部位の体温をより正確に求めることができる。さらに、検出部として発光素子１および受光素子２ａ，２ｂまたはやフォトインタラプタ２０２を備えた環状検出器に加えてまたはこれとは別に、これらの心電測定器および体温計を有する環状検出器とすることもできる。
【０１１０】
さらに、上記実施形態１〜４では、環状検出器１００，１００Ａ，１００Ｂまたは２００の発光素子の発光面および受光素子の受光面に対する各鉛直線が仮想円周中心方向（または仮想円周中心部方向）を向くように環内面に配置されている場合について説明したが、これに限らず、例えば受光素子２ａと受光素子２ｂが対面して指の腹側に移動したりして、受光素子２ａと受光素子２ｂの受光面に対する鉛直線が向く方向が仮想円周中心方向から外れた場合でも計測可能なため、これも含めて、環内周面側近傍の仮想円周部以外の仮想円周中央領域（または中央部領域）の方向に、発光素子の発光面および受光素子の受光面に対する各鉛直線が向くように環内面に配置されていてもよい。この場合、仮想円周中央領域内に仮想円周中心がある。
【０１１１】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４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１〜４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１〜４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】
【０１１２】
本発明は、人の身体（例えば指や手首など）などの生体に密着させて使用される環状検出器、およびこの環状検出器を用いて各種の生体情報を得る脈拍測定や血液の酸素飽和度測定などを行って測定値を表示可能とする生体情報測定装置の分野において、生体の測定部位の形状およびその形状変化に合わせて環状部分の一部が変形可能とされ、かつ、受発光素子などの検出部が身体に対して隙間や回転もなく最適な状態にフィットされることにより、生体情報を含む生体情報信号を高精度で検出して、脈拍、酸素飽和度、心電、体温などの各種生体情報を高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る手の指を測定対象とした環状検出器の構成例を示す正面図である。
【図２】図１の各材料部分による各連結部の構成例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る手の指を測定対象とした環状検出器について、図１の各材料部分による各連結部の構成例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る手の指を測定対象とした環状検出器について、図１の各材料部分による各連結部の構成例を示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態４に係る手首を測定対象とした環状検出器の構成例を示す正面図である。
【図６】図５の各材料部分における一部構成例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  発光素子
２ａ，２ｂ  受光素子
３〜６  可撓性が小さい材料部分
７〜１０  可撓性を有する材料部分
２１  手の指の組織
２２，２２ａ  動脈
２３  骨
２３ａ  橈骨
２３ｂ  尺骨
６１，６１ａ，６１ｂ，６２，６２ａ，６２ｂ  軸
６３〜６６  ガイド
６３Ｂ，６４Ｂ，６５Ｂ，６６Ｂ  ガイド
６４Ａ，６６Ａ  ガイド
６７ａ，６７ｂ  レバー
６７２ａ，６７２ｂ  レバーのつまみ
７１，８１  マジックテープ（登録商標）のオス
７２，８２  マジックテープ（登録商標）のメス
７３，８３，６７１ａ，６７１ｂ  凸部
２０１  熱電対素子
２０２  フォトインタラプタ
２０３〜２０５  可撓性が小さい材料部分
２０６    可撓性を有する材料部分
１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００  環状検出器
【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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