(57)【要約】  光学バイタルサインセンサが、ユーザの皮膚１０００に向けられる光を生成する光ユニット１１１、１１２を持つ光源１１０と、皮膚１０００からの光を検出する複数のフォトダイオード１２１〜１２ｎを持つ少なくとも１つの光検出器ユニット１２０と、光ユニット１１１、１１２とフォトダイオード１２１〜１２ｎとの間で光が移動する有効距離を調整するよう構成される調整ユニット１４０、１５０とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学バイタルサインセンサであって、
光を生成するようにそれぞれ構成される少なくとも１つの光ユニットを持つ光源であって、前記少なくとも１つの光ユニットの光が、ユーザの皮膚に向けられる、光源と、
前記ユーザの皮膚内又は皮膚からの前記少なくとも１つの光ユニットからの光の反射を示す光を検出するよう構成される少なくとも１つのフォトダイオードを持つ少なくとも１つの光検出器ユニットと、
前記光が少なくとも１つの光ユニットと少なくとも１つのフォトダイオードとの間を移動する有効距離を調整するよう構成される調整ユニットとを有し、
前記調整ユニットが、前記少なくとも１つの光ユニットからの光が前記ユーザの皮膚に入る位置を機械的に調節する、又は前記少なくとも１つの光ユニットの１つの位置を、前記少なくとも１つのフォトダイオードの１つの位置に対して機械的に調節し、前記光がアクティブ光ユニットとアクティブフォトダイオードとの間を移動する距離が調整される、光学バイタルサインセンサ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光検出ユニットが、前記ユーザの皮膚内又は前記ユーザの皮膚からの前記少なくとも１つの光ユニットからの光の反射を示す光を検出するよう構成される複数のフォトダイオードと、
前記光検出器の出力信号の信号品質に基づき、前記光源及び／又は前記光検出器ユニットの動作を制御する制御ユニットであって、前記少なくとも１つの光ユニットのうちの少なくとも１つの光ユニット及び／又は前記複数のフォトダイオードのうちの少なくとも１つのフォトダイオードを選択し及び作動させることにより、前記出力信号が前記制御ユニットにおける信号解析ユニットにより解析され、アクティブ光ユニットとアクティブフォトダイオードとの間を光が移動する距離又は前記少なくとも１つの光源からの光がユーザの皮膚に入る位置が更に調整される、制御ユニットとを有する、請求項１に記載の光学バイタルサインセンサ。
【請求項３】
前記信号品質が、信号対雑音比、前記出力信号のＤＣ成分の振幅、前記出力信号のＡＣ成分の振幅及び前記光検出器の出力信号のＡＣ及びＤＣ成分との間の比の少なくとも１つに関して前記信号解析ユニットにより解析される、請求項２に記載の光学バイタルサインセンサ。
【請求項４】
前記光検出器の出力信号の信号品質に基づき、前記調整ユニットの調整動作を制御する制御ユニットであって、前記出力信号が、前記制御ユニットにおける信号解析部により解析され、アクティブな光ユニットとアクティブなフォトダイオードとの間を光が移動する距離が調整される、制御ユニットを更に有する、請求項１に記載の光学バイタルサインセンサ。
【請求項５】
前記信号品質が、信号対雑音比、前記出力信号のＤＣ成分の振幅、前記出力信号のＡＣ成分の振幅及び前記光検出器の出力信号のＡＣ及びＤＣ成分との間の比の少なくとも１つに関して前記信号解析ユニットにより解析される、請求項４に記載の光学バイタルサインセンサ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光ユニットに隣接して配置され、起動されるとき前記少なくとも１つの光ユニットからの光を前記ユーザの皮膚の方に向けるよう構成される複数の制御可能な反射ユニットを持つ光ガイドを更に有し、前記少なくとも１つの光ユニットと前記少なくとも１つのフォトダイオードとの間を光が移動する距離が調整される、請求項１に記載の光学バイタルサインセンサ。
【請求項７】
少なくとも１つの光ユニットを持つ光源と、少なくとも１つのフォトダイオードを持つ少なくとも１つの光検出器とを含む光学バイタルサインセンサを作動させる方法において、
前記光源の光をユーザの皮膚に向けるステップと、
前記少なくとも１つのフォトダイオードにより、前記ユーザの皮膚内又は前記ユーザの皮膚からの前記少なくとも１つの光ユニットからの光の反射を示す光を検出するステップと、
前記光が前記ユーザの皮膚に入る位置、及び／又は前記少なくとも１つの光ユニットと前記少なくとも１つのフォトダイオードとの間の距離を機械的に調整するステップとを有する、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の光学バイタルサインセンサに、請求項７に記載の作動方法のステップを実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学バイタルサインセンサ及び光学バイタルサインセンサを作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学心拍センサは、ユーザの心拍数といったバイタルサインをモニタ又は検出するために良く知られている。斯かる心拍センサは、フォトプレチスモグラフＰＰＧセンサに基づかれることができ、ボリュメトリック器官測定を取得するために使用されることができる。パルス酸素濃度計を用いて、人間の皮膚の光吸収における変化が検出され、これらの測定に基づき、ユーザの心拍数又は他のバイタルサインが決定されることができる。ＰＰＧセンサは、ユーザの皮膚に光を放出する発光ダイオードＬＥＤといった光源を有する。放出された光は、皮膚において散乱され、血液により少なくとも部分的に吸収される。光の一部は、皮膚を出て、フォトダイオードによりキャプチャされることができる。フォトダイオードによりキャプチャされる光の量は、ユーザの皮膚内部の血液量のインジケーションでありえる。ＰＰＧセンサは、特定の波長での吸収測定を介して皮膚の真皮及び皮下組織における血液の潅流をモニタすることができる。脈動する心臓が原因で血液量が変化される場合、ユーザの皮膚から戻る散乱光も変化している。従って、フォトダイオードを用いて検出された光信号をモニタすることにより、皮膚におけるユーザのパルス及び従って心拍数が、決定されることができる。
【０００３】
ＵＳ２０１４／０２７５８５２Ａ１号は、動きセンサとＰＰＧセンサとを含むウェアラブルフィットネス監視デバイスを開示する。
【０００４】
ＵＳ２０１３／０２６１４１５Ａ１号は、透過モードで動作し、いくつかの発光ダイオード及びいくつかのフォトダイオードを有する光学バイタルサインセンサを開示する。センサは、１つ又は複数の発光ダイオードの強度及び少なくとも１つの光検出器の利得を制御することにより、センサの動作ジオメトリを動的に構成するよう構成された処理ユニットを有する。
【０００５】
ＵＳ２０１０／００８１９０１Ａ１号は、光発光要素と光検出要素とを持つ光学バイタルサインセンサを開示する。光検出要素は、特定の波長の光又はユーザの組織の特定の領域からの光を選択的に検出する適応的光検出要素とすることができる。
【０００６】
ＷＯ２０１４／１８４４４７Ａ１号は、いくつかの発光源と、反射光の強度を検出する光検出器とを持つポータブルパルス測定デバイスに関する。発光源は、光検出器に対して非対称な構成で配置される。
【０００７】
ＵＳ２０１０／０１１３９４８Ａ号は、ユーザの耳の後ろに配置されたＰＰＧセンサを開示する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１は、光学心拍センサの動作原理の基本的な表現を示す。図１において、ユーザの腕に心拍センサが配置される。心拍センサ１００は、固定された距離に配置される光源１１０及び光検出器１２０を有する。レーザー光源１１０は、ユーザの皮膚１０００上へ又は内へ光を放出する。光の一部は反射され、反射された光は、光検出器１２０により検出されることができる。光学心拍センサは、ＰＰＧセンサとして実現されることができる。しかしながら、斯かるＰＰＧセンサは、異なる動作シナリオに容易に適合可能ではない。
【０００９】
本発明の目的は、異なる動作条件の間、ユーザのバイタルサインを効率的に検出することができる光学バイタルサインセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面によれば、光を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの光ユニットを持つ光源を有する光学バイタルサインセンサが提供される。上記光源の光が、ユーザの皮膚に向けられる。上記光学バイタルサインセンサは更に、上記ユーザの皮膚内又は皮膚からの上記少なくとも１つの光ユニットからの光の反射を示す光を検出する少なくとも１つのフォトダイオードを持つ少なくとも１つの光検出器ユニットを有する。上記センサは更に、少なくとも１つのフォトダイオードの１つの位置に対して少なくとも１つの光ユニットの１つの位置を機械的に調整するよう構成される調整ユニット（機械式又は光学式であり得る）を有し、これによりアクティブ光ユニットとアクティブフォトダイオードとの間の距離が調整される。
【００１１】
本発明の更なる側面によれば、上記センサは更に、上記光検出器の出力信号の信号品質に基づき、上記調整ユニットの動作を制御する制御ユニットであって、上記出力信号が、上記制御ユニットにおける信号解析ユニットにより解析され、これにより、アクティブな光ユニットとアクティブなフォトダイオードとの間の距離が調整される、制御ユニットを有する。
【００１２】
本発明の一側面によれば、光を生成するよう構成される少なくとも１つの光ユニットを持つ光源を有する光学バイタルサインセンサが提供される。上記光源の光は、ユーザの皮膚に向けられる。上記光学バイタルサインセンサは更に、上記ユーザの皮膚内又は上記ユーザの皮膚からの上記少なくとも１つの光ユニットからの光の透過又は反射を示す光を検出するよう構成される複数のフォトダイオードを持つ少なくとも１つの光検出ユニットを有する。上記調整ユニットは、制御ユニットを有する、又は制御ユニットとして実現されることができ、上記制御ユニットが、上記光検出器の出力の信号品質に基づき、上記光源及び／又は上記光検出器ユニットの動作を制御し、上記出力は、上記制御ユニットにおける信号解析ユニットにより解析される。上記少なくとも１つの光ユニットのうちの少なくとも１つの光ユニット及び／又は上記複数のフォトダイオードのうちの少なくとも１つのフォトダイオードが選択及び作動され、これによりアクティブ光ユニットとアクティブフォトダイオードとの間の距離又は少なくとも１つの光源からの光がユーザの皮膚に入る位置が調整される。
【００１３】
本発明の更なる側面によれば、上記信号品質が、信号対雑音比、上記出力信号のＤＣ成分の振幅、上記出力信号のＡＣ成分の振幅及び上記光検出器の出力信号のＡＣ及びＤＣ成分との間の比の少なくとも１つに関して上記信号解析ユニットにより解析される。
【００１４】
本発明の一側面によれば、上記光学バイタルサインセンサを作動させる方法に関するプログラムが提供される。
【００１５】
心拍センサのような既知の光学バイタルサインセンサは、光源と光検出器との間の所定の固定された距離を持つが、本発明の側面は、光源と光検出器との間の距離の変化を可能にする光学バイタルサインセンサに関する。変動メカニズムを提供することにより、本発明の一側面による光学バイタルサインセンサは、異なるユーザ、異なる気候条件のような異なる検出状況への適応を可能にする。光源と検出器との間の距離が長いほど、有利である点に留意されたい。なぜなら、出力信号のＡＣ部分が、出力信号のＤＣ部分を超えて増加するからである。他方、光源と光検出器との間の距離が大きすぎると、信号対雑音比が低下する。信号対雑音比だけでなくバッテリ寿命が低下する場合がある。本発明の一側面による光学バイタルサインセンサは、光源と光検出器との間の距離の適応を可能にする。この変化は、光源と光検出器との間の距離を機械的に変化させることにより実現されることができる。代替的に、複数の光源及び／又は光検出器が提供されることができる。なぜなら、制御ユニットが、複数の光源及び／又は光検出器の中から少なくとも１つの光源及び少なくとも１つの光検出器を選択することができるからである。複数の光源及び／又は光検出器は、光源と光検出器との間の所望の距離を実現するため、異なる位置に配置される。代替的に、光源とユーザの皮膚の上に配置されるフォトダイオードとの間に光ガイドが提供されることができる。斯かる光源は、異なる位置に複数の制御可能な出力を有する。光検出器に対する光ガイドからの光の出力の位置は変化される。制御可能な出力は、液晶又はエレクトロクロミック層とすることができる操縦可能な光学反射層により実現されることができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態は、従属項、上記実施形態又は側面と個別の独立請求項との組み合わせとすることもできる点を理解されたい。
【００１７】
本発明のこれらの及び他の態様が、以下に説明される実施形態より明らとなり、これらの実施形態を参照して説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光学バイタルサインセンサの動作原理の基本的表現を示す図である。
【図２】本発明の一側面による光学バイタルサインセンサの概略ブロック図を示す図である。
【図３】本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的な表現を示す図である。
【図４】本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的な表現を示す図である。
【図５】本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的な表現を示す図である。
【図６】本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的な表現を示す図である。
【図７】本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的な表現を示す図である。
【図８】本発明の側面による光学バイタルサインセンサの表現を示す図である。
【図９】本発明の側面による光学バイタルサインセンサの表現を示す図である。
【図１０】本発明の一側面による光学バイタルサインセンサの概略図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一側面によれば、フォトプレチスモグラフＰＰＧセンサに基づかれる光学バイタルサインセンサが提供される。斯かるＰＰＧセンサが図１に示される。光源は、ユーザの皮膚１０００の上又は中に光を放射し、光の一部は反射され、反射光は、光検出器１２０により検出されることができる。ユーザの心拍数又は他のバイタルサインを決定するため、光検出器の出力が解析されることができる。
【００２０】
本発明の一側面によるＰＰＧセンサ又は光学バイタルサインセンサは、スマートウォッチのようなリストデバイスとして実現されることができる。本発明の一側面による光学バイタルサインセンサは、例えば、光学バイタルサインセンサがユーザの皮膚上に直接置かれることが確実にされる限り、例えばユーザの耳の後ろ又はユーザの他の任意の部分に装着されるデバイスとして実現されることもできる。
【００２１】
図２は、本発明の一側面による光学バイタルサインセンサの概略ブロック図を示す。光学バイタルサインセンサ１００は、光源１１０及び光検出器１２０を有する。光源１１０は、特定の位置において、ユーザの皮膚１０００上へ、又は皮膚の中に光を放出し、光検出器１２０は、反射された又は透過された光を検出することができる。光源は、例えば発光ダイオードＬＥＤとして実現されることができる複数の光ユニット１１１、１１２を有することができる。光検出器１２０は、ユーザの皮膚１０００から反射又は透過される光を検出するように機能する複数のフォトダイオード１２１、１２２を有することができる。光学バイタルサインセンサ１００は更に、光源１１０及び／又は光検出器１２０の動作を制御することができる制御ユニット１４０を有する。制御ユニット１４０はオプションで、光検出器１２０の出力を受信することができる。制御ユニット１４０は、光検出器１２０の出力信号を解析するよう機能する信号解析ユニット１４１を有する。
【００２２】
オプションで、光学バイタルサインセンサ１００は、光源１１０からの光をユーザの皮膚１０００に導くよう機能する調節可能な光ガイド１３０を有することができる。光ガイド１３０は、光源１１０とユーザの皮膚１０００との間に配置されることができる。
【００２３】
更に、オプションで、光学バイタルサインセンサ１００は、光源１１０又は光ユニット１１１、１１２の１つと、光検出器又はフォトダイオード１２１、１２２との間の距離を調整するよう機能する調整ユニット１５０を有することができる。調整ユニット１５０は、制御ユニット１４０により制御されることができ、又はユーザにより調整されることができる。
【００２４】
加えて、オプションで、光学バイタルサインセンサ１００は、ディスプレイ１６０を有する。これを用いて、（調整可能な）フィードバックが提供されることができる。特に、ユーザへのフィードバックは、緑色又は赤色光により、又は赤色から緑色へ、若しくは赤色から黄色を経て緑色へと遷移することにより実現されることができる。このフィードバックは、ユーザが検出器にとっての最適な距離を調整することを可能にするよう機能する。追加的又は代替的に、フィードバックは、視覚的、可聴的又は触覚的、又はこれらの組み合わせとすることができる。フィードバックは、ディスプレイ１６０を介して、又はラウドスピーカなどの他のフィードバック手段を介して提供されることができる。フィードバックの機能は、最適な性能のためにセンサの調整を改善することである。
【００２５】
図３は、本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的表現を示す。本発明のこの側面によれば、光学バイタルサインセンサ１００は、スマートウォッチのようなリストデバイスとして実現される。光学バイタルサインセンサ１００は、発光ダイオードＬＥＤとして実現されることができる２つの光ユニット１１１、１１２を含む。第１及び第２の光ユニット１１１、１１２の間には、それぞれ異なる位置にある複数のフォトダイオード１２１〜１２ｎを備える光検出器１２０が提供される。オプションとして、第１及び第２の発光ダイオード１１１、１１２及びフォトダイオード１２１〜１２ｎが、一列に配置される。
【００２６】
オプションで、全てのフォトダイオード１２１〜１２ｎが作動され、信号解析ユニット１４１は、フォトダイオード１２１〜１２ｎの全てから信号を受信することができ、どの信号が最良の信号品質を持つかを決定することができる。信号品質は、信号対雑音比、ＡＣ振幅若しくはＤＣ振幅、又はＡＣ成分とＤＣ成分との比に基づき決定されることができる。制御ユニット１４０は、最良の信号品質を提供する１つ又は複数のフォトダイオード１２１〜１２ｎを選択し、他のフォトダイオード１２１〜１２ｎを非アクティブにすることができる。制御ユニット１４０は、全てのフォトダイオード１２１〜１２ｎの信号品質を検出し、どの信号品質が最良であるかを決定するため、フォトダイオードの全てを同時に又は後続的にアクティブにすることができる。最良の信号品質に関する決定は、信号対雑音比、最良のＡＣ若しくはＤＣ振幅、又はＡＣとＤＣ振幅との間の最良の比により決定されることができる。
【００２７】
フォトダイオード１２１〜１２ｎのそれぞれの位置が異なるので、少なくとも１つの発光ダイオード１１１、１１２と選択されたフォトダイオード１２１〜１２ｎとの間の距離は変化される。アクティブ発光ダイオード１１１、１１２とアクティブフォトダイオード１２１〜１２ｎとの間の距離の変化は、例えば信号解析ユニット１４１の結果に基づき制御ユニット１４０により選択される。本発明のこの側面によれば、フォトダイオードの位置と発光ダイオードの位置との間に機械的な変化はない。対照的に、フォトダイオード１２１〜１２ｎの少なくとも１つが選択される。従って、冗長な光検出器が提供されることができる。これらは、３つのフォトダイオード、又は３つのフォトダイオード及び３つの発光ダイオードのペアで使用されることができる。最良の信号又は最良の信号品質を持つペアは、皮膚上の黒いスポット、即ち信号が検出されないスポットの影響を排除するために選択されることができる。
【００２８】
フォトダイオードが同時に使用されると、それらは信号を強化又は弱める可能性がある。信号が強化されることになる場合、複数のフォトダイオードが同時に使用されることができる。
【００２９】
オプションで、第１の発光ダイオード１１１の波長は、第２の発光ダイオードの波長と異なっていてもよい。図３では、２つの発光ダイオードのみが示されるが、発光ダイオードの数は、より大きいものであってもよい点に留意されたい。
【００３０】
本発明のこの側面によれば、制御ユニット１４０は、第１又は第２の発光ダイオード１１１、１１２を選択することができ、又は両方を同時に選択することができる。しかしながら、発光ダイオードの１つの選択が好ましい。特に、フォトダイオードにおける最良の信号品質を生じさせる発光ダイオードが選択され、現在の入力を増加させることにより発光ダイオードの出力が増加されることができる。これは、有利である。なぜなら、システムのロバスト性が増加されるからである。ロバスト性は、ユーザの皮膚とセンサとの間の動きの観点から特に重要である。
【００３１】
フォトダイオードの最良の出力信号を生じさせる発光ダイオードの選択は、センサの電力消費の点で有利である。なぜなら、１つの発光ダイオードの消費電力は、複数の発光ダイオードの電力消費よりも小さくなるからである。
【００３２】
制御ユニット１４０は、発光ダイオード１１１、１１２及びフォトダイオード１２１〜１２ｎを作動又は停止させて光学バイタルサインセンサの電力消費を低減するよう構成される。
【００３３】
図４は、本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的表現を示す。本発明のこの側面では、図３のソリューションに対する代替が示される。ここでは、単一の発光ダイオード１１１が提供され、一方異なる位置にある複数のフォトダイオード１２１〜１２ｎが提供される。発光ダイオード１１１は、フォトダイオード１２１〜１２ｎの間に配置される。オプションで、フォトダイオード１２１〜１２ｎと発光デバイス１１１の位置は一列に配置される。本発明の以前の側面で述べたように、制御ユニット１４０は、フォトダイオード１２１〜１２ｎだけでなく発光ダイオード１１１の動作を制御し、良好な信号品質を備える出力信号を実現しつつ、依然としてセンサの消費電力に注意を払うことができる。
【００３４】
図５は、本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的表現を示す。本発明のこの側面によれば、２つの発光ダイオード１１１、１１２が設けられ、これらの発光ダイオードは互いに隣に又は隣接して配置される。フォトダイオード１２１〜１２ｎの配置は、図４による本発明の側面に対応する。制御ユニット１４０の動作は、図２による制御ユニット１４０の動作に対応する。
【００３５】
図６は、本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的な表示を示す。図６の本発明の側面による光学バイタルサインセンサ１００は、図５に示す光学バイタルサインセンサに実質的に対応するが、光検出器１２０は、複数のフォトダイオードの各々の４つのアーム１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを有し、この４つのアームは、十字の形で配置され、第１及び第２の発光ダイオード１１１、１１２は十字の中心に配置される。この側面による制御ユニット１４０の動作は、図２の側面による制御ユニット１４０の動作に対応する。
【００３６】
図７は、本発明の側面による光学バイタルサインセンサの基本的表現を示す。本発明のこの側面による光学バイタルサインセンサ１００は、図６の光学バイタルサインセンサに基づかれる。しかしながら、光検出器１２０は、各々が複数のフォトダイオードを持つ６つのアーム１２０ａ〜１２０ｈを有し、アーム１２０ａ〜１２０ｈは、アームの中心に配置される第１及び第２の発光ダイオード１１１、１１２の周囲に配置される。
【００３７】
図７の側面による制御ユニットの動作は、図２の側面による制御ユニット１４０の動作に対応する。
【００３８】
図８は、本発明の側面による光学バイタルサインセンサの表現を示す。本発明のこの側面による光学バイタルサインセンサ１００は、少なくとも１つの発光ダイオード１１１、１１２を備える光源と、少なくとも１つのフォトダイオード１２１を備える光検出器とを有する。少なくとも１つのフォトダイオード１２１を備える光検出器１２０は、少なくとも１つの発光ダイオード１１１、１１２と少なくとも１つのフォトダイオード１２１との間の距離を調整することができる調整ユニット１５０に結合されることができる。調整ユニット１５０は、機械的調整ユニットであることが好ましい。オプションで、調整ユニット１５０は、少なくとも１つのフォトダイオード１２１に結合される調整リング１５１を有する。リング１５１を電気的又は機械的に回すことにより、少なくとも１つのフォトダイオード１２１が回転される。図８には、フォトダイオード１２１の３つの異なる位置１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが示される。より多くのポジションが可能である点に留意されたい。従って、リング１５１を回転させることにより、少なくとも１つの発光ダイオード１１１、１１２と少なくとも１つのフォトダイオード１２１との間の距離が調節されることができる。信号解析ユニット１４１は、調整ユニットの作動の間、光検出器１２０の出力信号を解析し、例えば信号対雑音比、ＡＣ若しくはＤＣ振幅、又は出力信号のＡＣとＤＣの比の観点から最良の信号品質が得られる少なくとも１つのフォトダイオード１２１の位置を決定する。
【００３９】
図９は、本発明の側面による光学バイタルサインセンサの表現を示す。本発明のこの側面によれば、光学バイタルサインセンサ１００は、調整ユニット１５０のリング１５１上に配置される３つの異なるフォトダイオード１２１〜１２３及び少なくとも１つの発光ダイオード１１１、１１２を有する。調整ユニット１５０を用いて、少なくとも１つのフォトダイオード１２１、１２３の位置に対して、少なくとも１つの発光ダイオード１１１、１１２の位置が調整されることができる。これにより、フォトダイオードと発光ダイオードとの距離が調整されることができる。
【００４０】
これは、リング１５１を直接的又は間接的に回転させることができるユーザにより機械的に行われることができる。追加的又は代替的に、制御ユニット１４０は、図８及び図９による態様におけるリングの回転を制御することができる。本発明のこの側面によれば、信号解析ユニット１４１は、調整ユニット１５０の作動の間、即ちリング１５１の回転の間に光検出器の出力信号を解析することができる。最適な信号品質が実現されると、調整ユニット５０を用いた調整が停止されることができる。
【００４１】
本発明の一側面によれば、図８又は図９による光学バイタルサインセンサは、図２乃至図７のいずれかによる光学バイタルサインセンサと組み合わせられることができる。こうして、調整ユニット及び調整リング１５１による機械的調整は、図３、図４、図５、図６又は図７の発光ダイオード１１１、１１２及びフォトダイオード１２１〜１２ｎの構成と組み合わせられることができる。
【００４２】
発光ダイオード及びフォトダイオードの機械的調整を用いて、少なくとも１つの発光ダイオードと少なくとも１つのフォトダイオードとの間の光路の長さが調整されることができる。これは例えば、ユーザの皮膚の種類又は形態に基づき実行されることができる。
【００４３】
本発明の一側面によれば、一対の発光ダイオードと一対の光センサのみが使用されることができる。従って、ユーザの皮膚の種類及び形態に基づき光学的光路の長さを調整することができる一方で、複雑さの低い、低コストの構成が実現されることができる。
【００４４】
本発明の一側面によれば、図８及び図９の実施形態による発光ダイオード１１１、１１２及び光検出器１２１〜１２ｎの配置はオプションで、図３、４、５、６又は７による発光ダイオード及びフォトダイオードの配置に対応することができる。
【００４５】
本発明の側面によれば、本発明による光学バイタルサインセンサにおける光路長の調整は、発光ダイオードとフォトダイオードの相対位置又は絶対位置を機械的に調整することにより行われる。
【００４６】
図１０は、本発明の一側面による光学バイタルサインセンサの概略図を示す。本発明のこの側面による光学バイタルサインセンサ１００は、例えば、発光ダイオードの形態の光源１１０と、フォトダイオード１２０の形態の光検出器とを含む。発光ダイオード１１０と光検出器１２０との間には、光ガイド１３０が配置されることができる。光ガイド１３０は、第１の端部１３０ａ及び第２の端部１３０ｂを有する。第１の端部１３０ａは、光源１１０に結合されるか、又は光源１１０に向けられる。即ち、光源１１０からの光は、光ガイド１３０に結合される。光ガイド１３０は、複数の、例えば電圧依存反射要素１３１〜１３３を有し、これらは、電源電圧又は制御電圧により作動されることができる。電圧依存反射要素１３１〜１３３は、異なる位置に配置される。動作の間、制御ユニット１４０は、光源１１０からの光が光ガイド１３０を通って進み、電圧依存反射要素１３１〜１３３の１つで光ガイドを出るよう、電圧依存反射要素１３１〜１３３の１つを作動させることができる。電圧依存反射要素１３１〜１３３が異なる位置に配置されるので、電圧依存反射要素を制御することにより、ユーザの皮膚１０００に光が入る位置が調整されることができ、又は光が光ガイドを出る位置と光検出器１２０との間の距離が調整されることができる。本発明の他の態様と同様、信号解析ユニット１４１は、光検出器１２０の出力信号を検出することができ、一方、電圧依存反射要素１３１〜１３３のいくつかは、光検出器の信号品質が最高である電圧依存反射要素を決定するため、作動される。
【００４７】
本発明の側面によれば、制御ユニット１４０は、アクティブ光源とアクティブ光検出器又はフォトダイオードとの間の有効距離を制御することができる。
【００４８】
本発明の更なる態様によれば、図１０の態様に基づき、機械的調整ユニットが導入されることもできる。ここで、光ガイド１３０の動作に加えて、光ガイド１３０の位置を更に機械的に調節するため、機械的調節ユニットが提供されることができる。
【００４９】
図面、開示及び添付された請求項の研究から、開示された実施形態に対する他の変形が、請求項に記載の本発明を実施する当業者により理解され、実行されることができる。
【００５０】
請求項において、単語「有する」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を除外するものではない。
【００５１】
単一のユニット又はデバイスが、請求項において列挙される複数のアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを意味するものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学的記憶媒体又は固体媒体といった適切な媒体において格納／配布されることができるが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してといった他の形式で配布されることもできる。
【００５２】
請求項における任意の参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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