(57)【要約】【課題】複数の光源を用いて脈波の測定を行う装置において、測定部位に関わらず交流成分を安定して抽出し、測定の精度を高くすることのできる技術を提供する。【解決手段】脈波測定装置は、脈波を測定する測定部位に第１の波長の光を照射する第１の発光部２１１と、測定部位で反射した受光量に基づく第１Ａの測定信号と第１Ｂの測定信号とを出力する第１Ａの受光部２１２、及び第１Ｂの受光部２１３と、測定部位に第２の波長の光を照射する第２の発光部２２１と、測定部位で反射した受光量に基づく第２Ａの測定信号と第２Ｂの測定信号とを出力する第２Ａの受光部２２２、及び第２Ｂの受光部２２３と、第１の交流成分を出力する第１の増幅部２４０ａと、第２の交流成分を出力する第２の増幅部２４０ｂとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脈波を測定する測定部位に予め定められた第１の波長の光を照射する第１の発光部と、
前記測定部位に照射された前記第１の波長の光が該測定部位で反射した光を受光し、その受光量に基づく第１Ａの測定信号と第１Ｂの測定信号とをそれぞれ出力する第１Ａの受光部、及び第１Ｂの受光部と、
前記測定部位に予め定められた第２の波長の光を照射する第２の発光部と、
前記測定部位に照射された前記第２の波長の光が該測定部位で反射した光を受光し、その受光量に基づく第２Ａの測定信号と第２Ｂの測定信号とをそれぞれ出力する第２Ａの受光部、及び第２Ｂの受光部と、
前記第１Ａの受光部から出力される前記第１Ａの測定信号と前記第１Ｂの受光部から出力される前記第１Ｂの測定信号との差分信号を増幅して第１の交流成分を出力する第１の増幅部と、
前記第２Ａの受光部から出力される前記第２Ａの測定信号と前記第２Ｂの受光部から出力される前記第２Ｂの測定信号との差分信号を増幅して第２の交流成分を出力する第２の増幅部とを備え、
前記第１Ａの受光部と前記第１Ｂの受光部は、前記第１Ｂの測定信号の直流成分に対する交流成分の比率が、前記第１Ａの測定信号の前記比率よりも小さくなる位置に設けられ、前記第１Ｂの測定信号の直流成分が、前記第１Ａの測定信号の直流成分の大きさ以下となる条件を満たすようにその受光量が調整され、また、前記第２Ａの受光部と前記第２Ｂの受光部は、前記第２Ｂの測定信号の直流成分に対する交流成分の比率が、前記第２Ａの測定信号の前記比率よりも小さくなる位置に設けられ、前記第２Ｂの測定信号の直流成分が前記第２Ａの測定信号の直流成分の大きさ以下となる条件を満たすようにその受光量が調整されており、
前記測定部位からみた場合に前記第１の発光部と前記第１Ａの受光部、及び前記第１Ｂの受光部とを結ぶ第１の線分と、前記第２の発光部と前記第２Ａの受光部、及び前記第２Ｂの受光部とを結ぶ第２の線分と、が交差する位置の脈波信号を、前記第１Ａの測定信号、及び前記第２Ａの測定信号の少なくともいずれか一方に基づいて脈波を示す情報を出力する
ことを特徴とする脈波測定装置。
【請求項２】
前記第１の線分（前記第１の発光部と前記第１Ａの受光部の距離）の中点及び前記第２の線分（前記第２の発光部と前記第２Ａの受光部の距離）の中点は、前記測定部位からみた場合に、重なる位置、又は近接する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項３】
前記第２の波長は前記第１の波長よりも長いものであり、前記測定部位からみた場合の前記第２の発光部と前記第２Ａの受光部の距離は、前記第１の発光部と前記第１Ａの受光部の距離よりも大きい
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の脈波測定装置。
【請求項４】
前記第２の波長は前記第１の波長よりも長いものであり、前記第２の発光部は前記測定部位に対して前記第１の発光部よりも遠い位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の脈波測定装置。
【請求項５】
前記第１Ａの受光部、前記第１Ｂの受光部、前記第２Ａの受光部、及び前記第２Ｂの受光部は、前記条件を満たすように各々異なる受光面積の受光面をそれぞれ有する
ことを特徴とする請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項６】
前記第１Ａの受光部、前記第１Ｂの受光部、前記第２Ａの受光部、及び前記第２Ｂの受光部は、前記条件を満たすように前記第１の波長の光、前記第２の波長の光に対応した反射光の透過を抑制するそれぞれのフィルターが受光面に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項７】
脈波を測定する測定部位に各々異なる波長の光を発する複数の発光部と、
前記複数の発光部に対応して設けられ、当該発光部から発した光の反射光を受光して受光量に応じた第１信号を出力する第１受光部と、当該発光部から発した光の反射光を受光して受光量に応じた第２信号を出力する第２受光部とを有する複数の受光部と、
前記複数の受光部の前記第１受光部と前記第２受光部から出力される前記第１信号と前記第２信号の各差分信号を増幅して交流成分を出力する増幅部とを備え、
前記発光部の各々に対応する前記受光部の前記第１受光部及び前記第２受光部は、当該発光部が発する光の波長ごとに、前記第２信号に含まれる交流成分と直流成分との比率が前記第１信号の前記比率よりも小さくなる位置に設けられ、前記第２信号の直流成分が前記第１信号の直流成分の大きさ以下となるように受光量が調整され、
前記測定部位からみた場合に前記複数の発光部と前記複数の受光部とを結ぶ複数の線分が交差する位置の脈波信号を前記複数の第１信号の少なくともいずれかひとつに基づいて脈波を示す情報を出力する
ことを特徴とする脈波測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電容積脈波の測定を行う脈波測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光を生体に照射し、生体中の血液で反射された光を受光素子で検出して脈拍を測定する生体情報計測装置が開示されている。この生体情報計測装置は、青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）と赤色ＬＥＤを有している。また、生体情報計測装置は、互いに透過波長特性の異なる２つのフィルターが貼り付けられたフォトディテクターを有している。生体情報計測装置は、青色ＬＥＤから照射されて血液で反射した光と、赤色ＬＥＤから照射されて血液で反射した光を一つのフォトディテクターで交互に検出する。そして、生体情報計測装置は、フォトディテクターから出力された信号を用いて脈拍数を検出する。
【０００３】
特許文献２には、生体の動脈血の酸素飽和度の測定に際し、生体の末梢血管の密度が比較的高い額や指などの体表面に光センサーを装着し、酸素飽和度の測定精度を向上させるように光源と光センサーとの並設位置間の距離を設定する技術が開示されている。具体的に、特許文献２では、光源と光センサーとの距離によって、光センサーから出力される信号の交流成分（ＡＣ成分）と直流成分（ＤＣ成分）の比（以下、ＡＣ／ＤＣ比という）が異なるという特性を利用し、ＡＣ／ＤＣ比が最も高くなる位置に光センサーを配置し、脈波を表していない直流成分をできるだけ少なくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７５１８４号公報
【特許文献２】特開平１０−２１６１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、血管の密度は部位によって異なり、更に、同じ部位であっても血管径は時間の経過に伴って変化し、血液容量が変化する。このとき、複数の波長の光を用いて脈波を測定する際に、各波長の受光素子と、発光素子と、をそれぞれ個別に設ける場合には、それぞれの波長の光で、それぞれが異なる部位の脈波を測定してしまうことがあり、脈波を正確に測定できない場合がある。
【０００６】
更に、ＡＣ／ＤＣ比は、光源の波長や、光源と光センサーとの距離に応じて変化するだけでなく、図１１に示すように光センサーを装着する生体の部位によっても異なる。この図に示すように、生体の抹消血管の密度が比較的高い指はＡＣ／ＤＣ比が大きく、後方散乱光に含まれる脈波を表す交流成分の割合が高い。一方、生体の抹消血管の密度が比較的低い手首や上腕では指と比べてＡＣ／ＤＣ比が小さく、後方散乱光に含まれる交流成分の割合が少ない。
【０００７】
光センサーから出力された信号は後段の増幅回路において増幅されて交流成分だけが抽出されるが、ＡＣ／ＤＣ比が小さい場合には直流成分によって増幅回路が飽和状態となり交流成分が抽出できない場合がある。
また、ＡＣ／ＤＣ比が小さい手首などの測定部位で脈波を測定する場合、より多くの交流成分を得るために受光素子の受光面積を大きくしたり、光源のパワーを増加させたりすると、出力信号全体が大きくなるため、上記と同様に増幅回路が飽和状態となり交流成分を抽出することができない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、脈波測定装置において、複数の光源を用いて測定部位に関わらず交流成分を安定して抽出し、脈波の測定精度を高くすることのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］本適用例に係る脈波測定装置は、脈波を測定する測定部位に予め定められた第１の波長の光を照射する第１の発光部と、前記測定部位に照射された前記第１の波長の光が該測定部位で反射した光を受光し、その受光量に基づく第１Ａの測定信号と第１Ｂの測定信号とをそれぞれ出力する第１Ａの受光部及び第１Ｂの受光部と、前記測定部位に予め定められた第２の波長の光を照射する第２の発光部と、前記測定部位に照射された前記第２の波長の光が該測定部位で反射した光を受光し、その受光量に基づく第２Ａの測定信号と第２Ｂの測定信号とをそれぞれ出力する第２Ａの受光部及び第２Ｂの受光部と、前記第１Ａの受光部から出力される前記第１Ａの測定信号と前記第１Ｂの受光部から出力される前記第１Ｂの測定信号との差分信号を増幅して第１の交流成分を出力する第１の増幅部と、前記第２Ａの受光部から出力される前記第２Ａの測定信号と前記第２Ｂの受光部から出力される前記第２Ｂの測定信号との差分信号を増幅して第２の交流成分を出力する第２の増幅部とを備え、前記第１Ａの受光部と前記第１Ｂの受光部は、前記第１Ｂの測定信号の直流成分に対する交流成分の比率が前記第１Ａの測定信号の前記比率よりも小さくなる位置に設けられ、前記第１Ｂの測定信号の直流成分が前記第１Ａの測定信号の直流成分の大きさ以下となる条件を満たすようにその受光量が調整され、また、前記第２Ａの受光部と前記第２Ｂの受光部は、前記第２Ｂの測定信号の直流成分に対する交流成分の比率が前記第２Ａの測定信号の前記比率よりも小さくなる位置に設けられ、前記第２Ｂの測定信号の直流成分が前記第２Ａの測定信号の直流成分の大きさ以下となる条件を満たすようにその受光量が調整されており、前記測定部位からみた場合に前記第１の発光部と前記第１Ａの受光部及び前記第１Ｂの受光部とを結ぶ第１の線分と、前記第２の発光部と前記第２Ａの受光部及び前記第２Ｂの受光部とを結ぶ第２の線分とが交差する位置の脈波信号を前記第１Ａの測定信号及び前記第２Ａの測定信号の少なくともいずれか一方に基づいて脈波を示す情報を出力することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、複数の光源を用いて脈波の測定を行う装置において、測定部位に関わらず交流成分を安定して抽出することや測定の精度を高くすることができる。
【００１２】
［適用例２］上記適用例に記載の脈波測定装置において、前記第１の線分（前記第１の発光部と前記第１Ａの受光部の距離）の中点及び前記第２の線分（前記第２の発光部と前記第２Ａの受光部の距離）の中点は、前記測定部位からみた場合に、重なる位置又は近接する位置に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、複数の光源を用いて脈波の測定を行う装置において、測定の精度を高くすることができる。
【００１３】
［適用例３］上記適用例に記載の脈波測定装置において、前記第２の波長は前記第１の波長よりも長いものであり、前記測定部位からみた場合の前記第２の発光部と前記第２Ａの受光部の距離は、前記第１の発光部と前記第１Ａの受光部の距離よりも大きいことを特徴とする。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に記載の脈波測定装置において、前記第２の波長は前記第１の波長よりも長いものであり、前記第２の発光部は前記測定部位に対して前記第１の発光部よりも遠い位置に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
上記適用例３および上記適用例４に記載の脈波測定装置によれば、複数の光源を用いて脈波の測定を行う装置において、波長の短い光による測定結果の精度の低下を抑制することができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に記載の脈波測定装置において、前記第１Ａの受光部、前記第１Ｂの受光部、前記第２Ａの受光部及び前記第２Ｂの受光部は、前記条件を満たすように各々異なる受光面積の受光面をそれぞれ有することを特徴とする。
この構成によれば、他の部材を用いて受光量を調整する場合と比べて簡易に受光量を調整することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の脈波測定装置において、前記第１Ａの受光部と前記第１Ｂの受光部、前記第２Ａの受光部と前記第２Ｂの受光部は、前記条件を満たすように前記第１の波長の光、前記第２の波長の光に対応した反射光の透過を抑制するそれぞれのフィルターが受光面に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、受光面積によって受光量を調整する場合と比べて装置内の空間に規制されずに受光量を調整することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例に記載の脈波測定装置において、脈波を測定する測定部位に各々異なる波長の光を発する複数の発光部と、前記複数の発光部に対応して設けられ、当該発光部から発した光の反射光を受光して受光量に応じた第１信号を出力する第１受光部と、当該発光部から発した光の反射光を受光して受光量に応じた第２信号を出力する第２受光部とを有する複数の受光部と、前記複数の受光部の前記第１受光部と前記第２受光部から出力される前記第１信号と前記第２信号の各差分信号を増幅して交流成分を出力する増幅部とを備え、前記発光部の各々に対応する前記受光部の前記第１受光部及び前記第２受光部は、当該発光部が発する光の波長ごとに、前記第２信号に含まれる交流成分と直流成分との比率が前記第１信号の前記比率よりも小さくなる位置に設けられ、前記第２信号の直流成分が前記第１信号の直流成分の大きさ以下となるように受光量が調整され、前記測定部位からみた場合に前記複数の発光部と前記複数の受光部とを結ぶ複数の線分が交差する位置の脈波信号を前記複数の第１信号の少なくともいずれかひとつに基づいて脈波を示す情報を出力することを特徴とする。
この構成によれば、測定部位に関わらず各波長について交流成分を安定して抽出することや測定の精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る脈波測定装置１の外観の一例を示す図である。
【図２】同脈波測定装置１の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】実施形態における受光部と増幅部の回路構成例を示す図である。
【図４】発光素子と受光素子の距離とＡＣ／ＤＣ比との関係を表す図である。
【図５】測定部位からの反射光の光路を表す図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、発光素子と受光素子の位置関係を説明する図である。
【図７】変形例（３）における発光素子と受光素子の位置関係を説明する図である。
【図８】変形例（３）における発光素子と受光素子の位置関係を説明する図である。
【図９】変形例（５）における発光部と受光部の配置例を示す図である。
【図１０】変形例（５）における発光素子と受光素子の位置関係を説明する図である。
【図１１】測定部位におけるＡＣ／ＤＣ比の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
本発明の実施形態については、主に反射された反射光に基づいて容積脈波を検出する態様をもって説明を行うこととする。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る脈波測定装置の外観を示す図である。図１（ａ）は、脈波測定装置１をユーザー（生体２）が装着した状態で上面から見た図である。
本実施形態の脈波測定装置１は、生体２の手首に装着される装置本体１０と、脈波を測定する測定部位に装着される脈波センサー２０とをケーブル３０で接続して構成されている。
脈波センサー２０は、図１（ｂ）に示すように、人差指の根元の手のひら側にバンド４０によって固定される。
装置本体１０には、ディスプレイ１５と脈波測定装置１を操作するための複数の操作スイッチ１６が設けられている。また、装置本体１０には加速度センサー１７が内蔵されている。加速度センサー１７は、生体２の動き（体動）に伴って装置本体１０が動くと、動いた装置本体１０の加速度を測定し、測定した加速度を表す信号を出力する。
【００２２】
以下、脈波測定装置１の脈波センサー２０、装置本体１０の各構成について説明する。
図２は、脈波測定装置１の構成を表すブロック図である。
本実施形態の脈波測定装置１に備えられた脈波センサー２０は、受発光部２１０と、受発光部２２０と、駆動部２３０と、増幅部２４０と、を有する。
【００２３】
受発光部２１０は、第１の波長としての緑色光の波長の光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの第１発光素子２１１と、緑色光を受光するフォトダイオードなどの第１受光素子２１２と、第１受光素子２１３と、を有する。
第１発光素子２１１は、本発明に係る第１の発光部の一例である。第１受光素子２１２は、本発明に係る第１Ａの受光部の一例であり、第１受光素子２１３は、本発明に係る第１Ｂの受光部の一例である。
【００２４】
受発光部２２０は、第２の波長の光としての赤色光の波長の光を照射するＬＥＤなどの第２発光素子２２１と、赤色光を受光するフォトダイオードなどの第２受光素子２２２と、第２受光素子２２３と、を有する。
第２発光素子２２１は、本発明に係る第２の発光部の一例である。第２受光素子２２２は、本発明に係る第２Ａの受光部の一例であり、第２受光素子２２３は、本発明に係る第２Ｂの受光部の一例である。
【００２５】
本実施形態の受光素子は、フォトダイオードなどで構成され、ＬＥＤから照射された光が測定部位で反射された反射光を受光して、その光量に応じた電流に変換し、その電流を信号（測定信号）として出力する機能を有している、即ち、第１発光素子２１１から照射された光が測定部位で反射した反射光を、第１受光素子２１２と、第１受光素子２１３と、で受光し、その受光量に応じた信号をそれぞれ出力する。
同様に、第２発光素子２２１から照射された光が測定部位で反射した反射光を、第２受光素子２２２と、第２受光素子２２３と、で受光し、その受光量に応じた信号をそれぞれ出力する。
【００２６】
駆動部２３０には、第１発光素子２１１、及び第２発光素子２２１の発光強度と発光タイミングを制御する制御信号がアナログ制御回路（不図示）から供給される。駆動部２３０は、この制御信号の振幅に応じた大きさの電流を受発光部２１０の第１発光素子２１１、及び受発光部２２０の第２発光素子２２１に供給する。
【００２７】
増幅部２４０は、第１の増幅部としての第１増幅部２４０ａと、第２の増幅部としての第２増幅部２４０ｂと、を有する。第１増幅部２４０ａは、第１受光素子２１２から出力される測定信号と、第１受光素子２１３から出力される測定信号との差分信号を増幅して第１の交流成分（ＡＣ成分）を出力する。
第２増幅部２４０ｂは、第１受光素子２２２から出力される測定信号と、第１受光素子２２３から出力される測定信号との差分信号を増幅して第２の交流成分（ＡＣ成分）を出力する。
【００２８】
図３は、本実施形態における第２受光素子２２２、第２受光素子２２３、及び第２増幅部２４０ｂの回路構成を示している。なお、本実施形態における第１受光素子２１２、第１受光素子２１３、及び第１増幅部２４０ａの回路構成は、図３と同一の回路構成であるためその詳細な記述を省略する。
【００２９】
第２受光素子２２２及び第２受光素子２２３は、赤色光の波長の光を受光するフォトダイオードなどであり、第２発光素子２２１との距離が異なる位置に設けられ、第２受光素子２２３は第２受光素子２２２より受光面積が小さく構成されている。
図３に示す回路構成は、第２受光素子２２２のアノードと、第２受光素子２２３のカソードと、を直列に接続し、第２受光素子２２２のアノードと第２受光素子２２３のカソードの接続点ｐ１は第２増幅部２４０ｂの入力端子と接続されている。
図示されない第２発光素子２２１によって発光された光の反射光を、第２受光素子２２２と第２受光素子２２３が受光すると、第２受光素子２２２の受光量に応じた電流Ｉ１が矢印方向に流れ、第２受光素子２２３の受光量に応じた電流Ｉ２が矢印方向に流れる。
第２受光素子２２２と第２受光素子２２３の接続点ｐ１には、電流Ｉ１から電流Ｉ２を差し引いた電流Ｉ３が矢印方向に流れる。
【００３０】
ここで、発光素子と、受光素子の距離に応じて受光素子から出力される測定信号に含まれるＡＣ成分とＤＣ成分との比（ＡＣ／ＤＣ比）が異なる点について説明する。図４は、緑色光や赤色光の波長の光を発する発光素子の中心からの距離と、ＡＣ／ＤＣ比と、の関係を示している。また、図５は、発光素子からの距離が異なる受光素子Ｘ，Ｙで受光する、測定部位からの反射光の光路を表す模式図である。発光素子は赤色光の波長の光を発し、受光素子Ｘ、Ｙは第２受光素子２２２、第２受光素子２２３と同じ特性を有し、受光面積が同程度に構成されている。
【００３１】
図５に示すように、発光素子の中心から受光素子Ｘの中心までの距離が距離Ｌ１の場合は、血管の密度が比較的小さい表皮に近い部分からの後方散乱光が、血管の密度が比較的大きい真皮に近い部分からの後方散乱光よりも多く受光される。
また、発光素子の中心から受光素子Ｙの中心までの距離が距離Ｌ２の場合は、真皮に近い部分からの後方散乱光が、表皮に近い部分からの後方散乱光よりも多く受光される。
【００３２】
表皮に近い部分からの後方散乱光には、脈波を表すＡＣ成分より脈波を表していないＤＣ成分が多く含まれ、真皮に近い部分からの後方散乱光にはＤＣ成分よりＡＣ成分が多く含まれる。また、発光素子との距離近い受光素子Ｘには受光素子Ｙよりも多くの反射光が到達する。そのため、受光素子Ｘと受光素子Ｙから出力される信号に含まれるＡＣ成分及びＤＣ成分とＡＣ／ＤＣ比の大小関係は以下のようになる。
ＡＣ成分    ：受光素子Ｘ＞受光素子Ｙ
ＤＣ成分    ：受光素子Ｘ＞＞受光素子Ｙ
ＡＣ／ＤＣ比：受光素子Ｙ＞受光素子Ｘ
【００３３】
つまり、図４に示すように、緑色光や赤色光の波長の光の場合、発光素子と受光素子の距離が距離Ｌ２に近づくほどＡＣ／ＤＣ比は大きくなる特性を有する。受光素子ＸのようにＤＣ成分が大きい信号が初段の増幅回路に入力されると飽和状態となりＡＣ成分が抽出されなくなるため、本実施形態では、発光素子との距離によって異なるＡＣ／ＤＣ比を利用し、初段の増幅回路に入力する前にＤＣ成分を小さくするように構成している。
【００３４】
具体的には、第２受光素子２２２は発光素子から距離Ｌ２となる位置に設けられ、第２受光素子２２３は第２発光素子から距離Ｌ１（＜Ｌ２）となる位置に設けられている。すなわち、第２受光素子２２２に到達する後方散乱光の生体２内の光路より短い光路を経た後方散乱光が第２受光素子２２３で受光されるように配置する。
このような配置により、第２受光素子２２３（第２Ｂの受光部）の電流信号（以下、第２Ｂの測定信号という）のＡＣ／ＤＣ比は、第２受光素子２２２（第２Ａの受光部）の電流信号（以下、第２Ａの測定信号という）のＡＣ／ＤＣ比よりも小さくなる。
【００３５】
また、第２受光素子２２３のＤＣ成分が第２受光素子２２２のＤＣ成分と同程度となるように、第２受光素子２２３の受光面積を第２受光素子２２２より小さく構成する。
このように構成することで、第２Ａの測定信号のＤＣ成分と同程度のＤＣ成分が含まれ、さらにＡＣ／ＤＣ比が第２Ａの測定信号より小さい第２Ｂの測定信号が、第２受光素子２２３から出力され、接続点ｐ１において、第２Ａの測定信号と第２Ｂの測定信号のＡＣ成分とＤＣ成分の差分を表す差分信号が出力される。差分信号に含まれるＡＣ成分は第２Ａの測定信号のＡＣ成分よりも小さくなるが、ＤＣ成分は、第２Ａの測定信号、及び第２Ｂの測定信号のＤＣ成分より小さくすることができる。
つまり、第２Ａの測定信号に含まれるＡＣ成分とＤＣ成分を、ＡＣ２Ａ，ＤＣ２Ａ、第２Ｂの測定信号に含まれるＡＣ成分とＤＣ成分を、ＡＣ２Ｂ，ＤＣ２Ｂと定義すると、第２Ａの測定信号と第２Ｂの測定信号は、ＤＣ２Ａ≧ＤＣ２Ｂ，ＡＣ２Ａ／ＤＣ２Ａ＞ＡＣ２Ｂ／ＤＣ２Ｂの条件を満たす。
【００３６】
次に増幅部２４０について説明する。図３に示すように第２増幅部２４０ｂは、抵抗２４１と、ＮＰＮトランジスターで構成された第１増幅回路２４２と、コンデンサー２４３と、第２増幅回路２４４と、を有する。
第１増幅回路２４２においてベースに入力される差分信号の電流Ｉ３が、抵抗２４１を流れ、出力点ｐ２においてＡＣ成分とＤＣ成分を含む出力電圧Ｖ（Ｉ３×ｈｆｅ×Ｒ）が出力される。コンデンサー２４３において出力電圧ＶのＤＣ成分Ｖｄｃが除去され、ＡＣ成分Ｖａｃが第２増幅回路２４４に出力される。第２増幅回路２４４は、反転増幅回路などで構成され、コンデンサー２４３からのＡＣ成分Ｖａｃを増幅して出力端子に第２の交流成分として出力する。
【００３７】
図６（ａ），（ｂ）は、第１発光素子２１１、第１受光素子２１２、第１受光素子２１３、第２発光素子２２１、第２受光素子２２２、第２受光素子２２３の位置関係を示す図である。図６（ａ）は、第１発光素子２１１、第１受光素子２１２、第１受光素子２１３、第２発光素子２２１、第２受光素子２２２、第２受光素子２２３を測定部位の方向からみた場合の位置関係を示す概略平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す矢印Ａ１方向からみた概略側面図である。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、線分ＳＬ１は、測定部位の方向からみた第１発光素子２１１と、第１受光素子２１３、及び第１受光素子２１２を結ぶ線分（第１の線分）であり、線分ＳＬ２は、第２発光素子２２１と、第２受光素子２２３、及び第２受光素子２２２を結ぶ線分（第２の線分）である。
この実施形態では、測定部位からみた場合に、線分ＳＬ１と線分ＳＬ２とが交差するような位置関係で、第１発光素子２１１、第１受光素子２１２、第１受光素子２１３、第２発光素子２２１、第２受光素子２２２、及び第２受光素子２２３が設けられている。更に、第１発光素子２１１、第１受光素子２１２、第２発光素子２２１、第２受光素子２２２は、線分ＳＬ１の中点と線分ＳＬ２の中点が近接する位置関係となっている。このとき、第１発光素子２１１、第１受光素子２１２、第２発光素子２２１、及び第２受光素子２２２は、線分ＳＬ１の中点と線分ＳＬ２の中点が重なる位置関係であってもよい。
【００３９】
図６（ｂ）に示すように、第１発光素子２１１が発した光は測定部位に照射され、測定部位で反射した光を第１受光素子２１２が受光する。また、第２発光素子２２１が発した光は測定部位に照射され、測定部位で反射した光を第２受光素子２２２が受光する。上述したように、第１発光素子２１１、第１受光素子２１２、第２発光素子２２１、及び第２受光素子２２２は、図６（ａ）に示す測定部位の方向からみて、線分ＳＬ１と、線分ＳＬ２と、が交わる位置関係となるように構成されている。そのため、第１受光素子２１２が受光する光の測定位置と第２受光素子２２２が受光する光の測定位置は近接した位置となる。
【００４０】
図１（ｂ）において、脈波センサー２０は、測定部位（指）と接触している部分には、ガラス板などの光を透過させる透過板（図示略）が設けられており、透過板の、測定部位（指）と接触している部分と反対側の面には、受発光部２１０と受発光部２２０（図示略）が設けられている。
第１発光素子２１１は、透過板に面した方向が光軸方向となるように固定され、第１受光素子２１２と、第１受光素子２１３と、は透過板に面した方向に受光面が向くように固定されている。第２発光素子２２１と第２受光素子２２２、及び第２受光素子２２３も同様に、第２発光素子２２１は透過板に面した方向が光軸方向となるように固定され、第２受光素子２２２と、第２受光素子２２３と、は透過板に面した方向に受光面が向くように固定されている。
図６（ｂ）にも示すように、第１発光素子２１１が発した光は透過板を透過して測定部位に照射され、測定部位で反射した光を、透過板を介して第１受光素子２１２と、第１受光素子２１３と、が受光する。同様に、第２発光素子２２１が発した光は透過板を通過して測定部位に照射され、測定部位から反射した光を、透過板を介して第２受光素子２２２と、第２受光素子２２３と、が受光する。
受発光部２１０、及び受発光部２２０は、受光量に応じた大きさの測定信号を、ケーブル３０を介して装置本体１０に送出する。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態の脈波測定装置１に備えられた装置本体１０は、制御部１１０、信号処理部１２０、表示部１５０、計時部１３０、クロック供給部１４０、操作部１６０、加速度センサー１７、及び記憶部１８０を有する。
【００４２】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリー（ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory））を有し、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＣＰＵが実行することにより制御部１１０と接続されている各部を制御する。具体的には、制御部１１０は、受発光部２１０や受発光部２２０から出力される信号に応じた脈波信号を生成する処理を行う。
【００４３】
信号処理部１２０は、受発光部２１０が出力する測定信号または受発光部２２０が出力する測定信号の少なくともいずれか一方に基づいて脈波を表す脈波信号を生成する。信号処理部１２０は、脈波センサー２０の増幅部２４０により増幅された信号を予め定められたサンプリング周波数で量子化する第１のＡ／Ｄ変換回路（図示略）と、加速度センサー１７から供給される信号を予め定められたサンプリング周波数で量子化する第２のＡ／Ｄ変換回路（図示略）と、を有する。
【００４４】
計時部１３０は、クロック供給部１４０の計時クロック信号をカウントして時刻を計時する。
クロック供給部１４０は、発振回路と、分周回路と、を有し、発振回路によって基準クロック信号を制御部１１０へ供給するとともに、分周回路により計時用の計時クロック信号を生成して制御部１１０へ供給する。
表示部１５０は、ディスプレイ１５（図１（ａ）参照）を有し、制御部１１０の制御の下、計時部１３０で計時された時刻の情報や脈波を測定するためのメニュー画面、測定結果などの各種画像を表示する。
操作部１６０は、複数の操作スイッチ１６（図１（ａ）参照）を有し、操作スイッチ１６が操作された操作信号を制御部１１０へ送出する。
記憶部１８０は各種データを記憶する。
【００４５】
制御部１１０は、信号処理部１２０から出力される測定信号の波形におけるピークの時間間隔を脈拍間隔とし、測定信号の波形において所定時間毎のピークの出現頻度を脈拍数として、脈拍間隔、及び脈拍数を示す情報を表示部１５０に出力する。
【００４６】
＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のように変形させて実施してもよい。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
【００４７】
（１）上述した実施形態では、図１に示す脈波測定装置１を示したが、脈波測定装置１の構成はこれに限定されるものではなく、他の構成であってもよい。例えば、装置本体１０が、腕や足などの体の他の部位に装着される形状であってもよい。または、装置本体１０が携帯電話機や携帯情報端末などの装置であってもよい。
【００４８】
また、上述の実施形態では、装置本体１０と脈波センサー２０をケーブル３０で接続する構成としたが、これに限らず、例えば、装置本体１０と脈波センサー２０を無線通信により接続する構成としてもよい。または、装置本体１０と脈波センサー２０が一体となったひとつの装置として構成されていてもよい。この場合は、例えば、脈波測定装置を腕時計のように手首に装着して用いる形状とし、この脈波測定装置と装着部位（手首）とが接触する位置に脈波センサーを設ける構成としてもよい。
また、上述の実施形態では、脈波センサー２０が装着される測定部位が人差指の例を説明したが、これに限らず、手の甲、手首、上腕等の他の部位であってもよい。
【００４９】
また、上述の実施形態では、受発光部２１０は、緑色光の波長の光を発する第１発光素子２１１と緑色光の波長光を受光する第１受光素子２１２と第１受光素子２１３と有し、受発光部２２０は、赤色光の波長の光を発する第２発光素子２２１と赤色光の波長の光を受光する第２受光素子２２２と第２受光素子２２３とを有していたが、受発光部が発光、及び受光する光は緑色光や赤色光に限らず、例えば、青色光や赤外光等、他の波長の光であってもよい。
【００５０】
（２）上述の実施形態では、測定部位の方向からみた場合に、第１発光素子２１１と第１受光素子２１２とを結ぶ線分ＳＬ１の中点と、第２発光素子２２１と第２受光素子２２２とを結ぶ線分ＳＬ２の中点とが近接する位置関係となるように、各発光素子（２１１，２２１）、及び各受光素子（２１２，２２２）が設けられていたが、これに限らず、各線分の中点は近接していなくてもよい。要は、測定部位の方向からみた場合に、第１発光素子２１１と第１受光素子２１２を結ぶ線分ＳＬ１と、第２発光素子２２１と第２受光素子２２２を結ぶ線分ＳＬ２と、が交わるような位置関係であればよい。
この態様においても、上述した実施形態と同様に、線分ＳＬ１と線分ＳＬ２とが交わる位置関係とすることで、第１発光素子２１１が発した光で照射された測定位置と、第２発光素子２２１で発した光で照射された測定位置とを、線分ＳＬ１と、線分ＳＬ２と、が交わらない位置関係と比して近接させることができる。そのため、第１受光素子２１２の受光量に基づく測定値と第２受光素子２２２の受光量に基づく測定値との相関を高くすることができる。
【００５１】
（３）上述の実施形態において、第２発光素子２２１が照射する光の波長が、第１発光素子２１１が照射する光の波長よりも長い場合に、下記のような位置関係で各発光素子及び各受光素子を設ける構成としてもよい。
すなわち、図７に例示するように、測定部位からみた場合の第２発光素子２２１から第２受光素子２２２までの距離Ｌ２が、第１発光素子２１１から第１受光素子２１２までの距離Ｌ１よりも大きい（長い）位置関係で配置される構成としてもよい。発光素子や受光素子はある程度の物理的な大きさがあるため、各素子を近接して配置するには限度があるが、波長の長い光に対応する素子を外側に配置することで、測定精度を高くすることができる。
【００５２】
また、各発光素子と各受光素子の位置関係は上述したものに限定されるものではなく、例えば、図８に例示するように、第２発光素子２２１が測定部位に対して第１発光素子２１１よりも遠い位置に設けられていてもよい。より具体的には、例えば、波長の短い光を照射する発光素子については測定部位との間の距離が短くなるような位置に設ける構成とし、逆に、波長の長い光を照射する発光素子の場合は測定部位との間の距離が長くなるような位置に設けるようにしてもよい。
受光素子についても同様であり、波長の短い光を受光する受光素子については測定部位との間の距離が短くなるような位置に設ける構成としてもよい。すなわち、波長の長い光を受光する第２受光素子２２２が測定部位に対して第１受光素子２１２よりも遠い位置に設けられる構成としてもよい。
【００５３】
（４）上述した実施形態では、ＤＣ成分が同程度となるように第１受光素子２１３の受光面積を第１受光素子２１２の受光面積より小さく構成する例を説明したが、例えば、第１受光素子２１３の受光面に光の透過を抑制する光学フィルターを設けて受光量を調整するようにしてもよい。同様に、第２受光素子２２３に関しても、第２受光素子２２３の受光面に光の透過を抑制する光学フィルターを設けて受光量を調整するようにしてもよい。要は、第１の受光素子２１２、第１の受光素子２１３と第２の受光素子２２２、第２の受光素子２２３とにおいて、受光される光のＡＣ／ＤＣ比が異なるように、配置されていればよい。
この場合に、第１の受光素子２１２の受光量と第２の受光素子２２２の受光量は、それぞれ第１の受光素子２１３と第２の受光素子２２３よりも小さくなるため、第１の受光素子２１２と第１の受光素子２１３のＤＣ成分と第２の受光素子２２２と第２の受光素子２２３のＤＣ成分とが同程度となるように受光素子の受光面に光の透過を抑制する光学フィルターを設けて受光量を調整する。
また、受光素子の受光面積の調整と、受光面に光の透過を抑制する光学フィルターを設けて受光量を調整する構成と、を組み合わせてもよい。
【００５４】
（５）上述した実施形態では、２つの波長の光を測定部位に照射し、その反射光を受光する例を説明したが、２つ以上の複数の波長の光を測定部位に照射し、各波長の反射光を受光するような構成としてもよい。
この場合における各波長に対応する受発光部の配置を図９に示す。受発光部Ａは、赤色光の波長の光を発する発光素子１００とその反射光を受光する第１受光素子１０１と第２受光素子１０２とを有する。受発光部Ｂは、赤外光の波長の光を発する発光素子２００とその反射光を受光する第１受光素子２０１と第２受光素子２０２とを有する。受発光部Ｃは、緑色光の波長の光を発する発光素子３００とその反射光を受光する第１受光素子３０１と第２受光素子３０２とを有する。
【００５５】
第２受光素子１０２，２０２，３０２は、第１受光素子１０１，２０１，３０１よりも発光素子１００，２００，３００から離れた位置、すなわち、ＡＣ／ＤＣ比が高い位置に配置されている。
また、第１受光素子１０１，２０１，３０１は、対応する第２受光素子１０２，２０２，３０２から出力される第２信号のＤＣ成分と、第１受光素子１０１，２０１，３０１から出力される第１信号のＤＣ成分と、が同程度となるように、受光面積を小さくすることや、受光面に光の透過を抑制する光学フィルターを設けることで受光量が調整されている。つまり、第１信号に含まれるＡＣ成分とＤＣ成分を、ＡＣ１，ＤＣ１、第２信号に含まれるＡＣ成分とＤＣ成分を、ＡＣ２，ＤＣ２と定義すると、各波長の第１信号と第２信号はＡＣ２／ＤＣ２＞ＡＣ１／ＤＣ１、ＤＣ２≧ＤＣ１の条件を満たす。
【００５６】
図１０は、３つの発光素子１００，２００，３００と３つの受光素子（第２受光素子１０２，２０２，３０２）を用いて脈波の測定を行う場合について、発光素子と受光素子の位置関係を説明するための図である。図１０において、線分ＳＬ３は発光素子１００と第２受光素子１０２を結ぶ線分であり、線分ＳＬ４は発光素子２００と第２受光素子２０２を結ぶ線分であり、線分ＳＬ５は発光素子３００と第２受光素子３０２を結ぶ線分（第３の線分）である。
図１０に示す例では、線分ＳＬ３，ＳＬ４，ＳＬ５が、測定部位の方向からみて交わる位置関係となるように、各発光素子１００，２００，３００、及び各受光素子（第２受光素子１０２，２０２，３０２）が設けられている。
要するに、複数の受発光部を有する場合も上述した実施形態と同様に、測定部位の方向からみた場合に、発光素子と受光素子を結ぶ線分が交わる位置関係となるように、複数の発光素子と複数の受光素子が設けられる構成であればよい。このような構成をとることにより、各受光素子の受光量に基づく脈波の測定値の相関を高くすることができる。
【００５７】
なお、この場合の脈波計測においては、一定時間ごとに、交互に各発光部（発光素子１００，２００，３００）を発光させるようにしてもよいし、各発光部（発光素子１００，２００，３００）から同時に各波長の光を照射するようにしてもよい。
後者の場合には、受発光部Ａ，Ｂ，Ｃ毎に増幅部と、Ａ／Ｄ変換部と、を設けるように構成してもよい。各第１受光部（第１受光素子１０１，２０１，３０１）と、第２受光部（第２受光素子１０２，２０２，３０２）において反射光を受光し、各第１受光部と第２受光部から、対応する増幅部に受光量に応じた第１信号、及び第２信号を出力する。そして、各増幅部において差分信号を増幅し、対応するＡ／Ｄ変換部に各波長の交流成分を出力する。
本変形例では、３つ波長の光を照射して受光する例を説明したが、２つ以上の波長の光を照射して受光する構成であればこれに限らない。
【００５８】
上述では複数の増幅部を設ける構成で説明したが、一つの増幅部によって各受発光部に対応する構成としても良い。
【００５９】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１…脈波測定装置、２…生体、１０…装置本体、１５…ディスプレイ、１６…操作スイッチ、１７…加速度センサー、２０…脈波センサー、３０…ケーブル、４０…バンド、１１０…制御部、１２０…信号処理部、１３０…計時部、１４０…クロック供給部、１５０…表示部、１６０…操作部、１８０…記憶部、２１０，２２０…受発光部、２３０…駆動部、２４０…増幅部。
【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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【図１１】
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