(57)【要約】【課題】ＳＮ比を向上させた測定装置、及び電子機器を提供する。【解決手段】直線偏光を出射する出射部と、前記出射部により出射された前記直線偏光を全反射で導光する導光部と、前記導光部により導光された前記直線偏光を遮断する直線偏光遮断部と、前記導光部に生体が接触されたことにより、前記直線偏光が散乱して偏光状態が乱れ、前記直線偏光遮断部を透過した光を受光する受光部と、前記受光部により受光された光の光量に基づいて、生体情報を測定する測定部とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光を出射する出射部と、
前記出射部により出射された前記直線偏光を全反射で導光する導光部と、
前記導光部により導光された前記直線偏光を遮断する直線偏光遮断部と、
前記導光部に生体が接触されたことにより、前記直線偏光が散乱して偏光状態が乱れ、前記直線偏光遮断部を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部により受光された光の光量に基づいて、生体情報を測定する測定部と
を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記導光部は直方体であり、当該直方体の長手方向の長さは生体が接触可能な長さであることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記受光部への外光の入光を遮断する外光遮断部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の測定装置。
【請求項４】
前記生体情報は脈波を示す脈波情報であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の測定装置を備えた電子機器であって、
前記測定部により測定された生体情報を用いて、前記電子機器に設定するための設定データを特定する特定部と、
前記特定部により前記設定データが特定された場合に、当該設定データを前記電子機器に反映させる反映部と
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項６】
前記電子機器を把持可能な把持面の少なくとも一面に前記測定装置が設けられていることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生体情報の１つである脈波情報を測定する技術が提案されている。この脈波情報を測定する技術として、生体からの散乱光が有している脈波情報を、外光による影響を少なくして取得する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、検出精度を維持しつつ、装置の小型化を図る技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１１１７６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２６５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２で提案された技術は、いずれも偏光を利用した技術であるが、ＳＮ比を十分に向上させることができないという問題点があった。
【０００５】
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、ＳＮ比を向上させた測定装置、及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の測定装置は、直線偏光を出射する出射部と、前記出射部により出射された前記直線偏光を全反射で導光する導光部と、前記導光部により導光された前記直線偏光を遮断する直線偏光遮断部と、前記導光部に生体が接触されたことにより、前記直線偏光が散乱して偏光状態が乱れ、前記直線偏光遮断部を透過した光を受光する受光部と、前記受光部により受光された光の光量に基づいて、生体情報を測定する測定部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の測定装置は、前記導光部は直方体であり、当該直方体の長手方向の長さは生体が接触可能な長さであることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の測定装置は、前記受光部への外光の入光を遮断する外光遮断部をさらに備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の測定装置は、前記生体情報は脈波を示す脈波情報であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の電子機器は、測定装置を備えた電子機器であって、前記測定部により測定された生体情報を用いて、前記電子機器に設定するための設定データを特定する特定部と、前記特定部により前記設定データが特定された場合に、当該設定データを前記電子機器に反映させる反映部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の電子機器は、前記電子機器を把持可能な把持面の少なくとも一面に前記測定装置が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、この発明によれば、ＳＮ比を向上させた測定装置、及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態による測定装置の外観を示す図である。
【図２】測定装置の導光部の断面図である。
【図３】直線偏光が導光部において全反射する様子を示す図である。
【図４】直線偏光が生体の接触により散乱する様子を示す図である。
【図５】測定装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】測定装置を備えた電子機器の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】脈波ＤＢの一例を示す図である。
【図８】測定装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図９】測定装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１０】測定装置を備えた電子機器における処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態による測定装置及び電子機器について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、この発明の一実施形態による測定装置１０の外観を示す図である。
【００１６】
図１において、測定装置１０は、出射部１１、導光部１２、受光部１６、及び遮光板１５で構成される。このうち、出射部１１は、直線偏光を出射する。出射部１１の例として、レーザーダイオードが挙げられる。また、出射部１１の他の例として、発光ダイオードと、この発光ダイオードから出射した光を直線偏光にするための偏光子とを組み合わせたものが挙げられる。
【００１７】
これは、レーザーダイオードから出射される光は直線偏光であるが、発光ダイオードから出射される光は無偏光であるため、発光ダイオードから出射された光を直線偏光にする偏光子が必要となるためである。
【００１８】
次に導光部１２について説明する。導光部１２は、出射部１１により出射された直線偏光を全反射で導光する。導光部１２は、偏光方向を維持しながら直線偏光を進行させるために、直方体であることが望ましい。従って、図２に示されるように、導光部１２の断面は矩形となっている。
【００１９】
また、導光部１２は、図３に示されるように、生体が接触していない場合には全反射条件が満たされているので、出射部１１により出射された直線偏光を全反射で受光部１６に導光する。
【００２０】
一方、図４に示されるように、指３０などの生体が接触した場合には、導光部１２における全反射条件が満たされなくなる。従って、接触した生体に直線偏光が入光し、生体で散乱された光が再び導光部１２に入光し、そのうちの一部を導光部１２が受光部１６に導光する。
【００２１】
図１に戻り、受光部１６について説明する。受光部１６は、検光子１３、及び受光素子１４で構成される。検光子１３は、導光部１２により導光された直線偏光を遮断する直線偏光遮断部である。検光子１３の透過軸は、直線偏光の振動方向に対して垂直になっているので、出射部１１により出射された直線偏光は透過できないため、直線偏光は遮断されることとなる。一方、生体で散乱された光は偏光状態が乱れるため、その一部は透過される。従って、検光子１３を透過可能な光は、生体で散乱された光に限定されることとなる。
【００２２】
受光素子１４は、導光部１２に生体が接触されたことにより、直線偏光が散乱し、検光子１３を透過した光を受光する。遮光板１５は、受光部１６を覆うように設けられており、図３に示されるように、受光部１６への外光の入光を遮断する外光遮断部である。このように、受光素子１４は遮光板１５により外光の入光が遮断され、かつ受光素子１４が受光する光は生体で乱反射された光に限定されるため、ＳＮ比を向上させることができる。
【００２３】
上述した生体による散乱は、本実施形態では、血管を流れる血液による散乱となっている。血管を流れる血液が多いほど、より多くの光が吸収され、散乱光が減るため、受光素子１４が受光する光の光量は、脈が打たれたことにより流れる血液が多くなったときに小さな光量となる。一方、脈が打たれてから時間が経過し、流れる血液が少なくなったときに大きな光量となる。従って、受光素子１４が受光する光の光量を計測することにより、脈波を測定することができる。
【００２４】
図５は、この発明の一実施形態による測定装置１０の構成を示す概略ブロック図である。
【００２５】
図５において、測定装置１０は、測定装置制御部１９、出射部１１、受光部１６、電流電圧変換部１７、及び測定部１８で構成される。測定装置制御部１９は、測定装置１０全体を制御する。出射部１１は、測定装置制御部１９から通知された出射指示により、直線偏光を出射する。なお、測定装置制御部１９が出射指示を通知する契機として、例えば上位装置からの要求を受信したときや、計測開始スイッチを備えておき、この計測開始スイッチがユーザによりオンとされたときや、生体の接触検知機能を備えておき、生体の接触を検知したときなどが挙げられる。
【００２６】
受光部１６は、受光素子１４が出力した電流信号を電流電圧変換部１７に出力する。電流電圧変換部１７は、受光素子１４の出力した電流信号を検出し、増幅して測定部１８に電圧信号を出力する。測定部１８は、Ａ／Ｄ変換回路を含み、測定装置制御部１９から通知される測定指示により、電流電圧変換部１７が出力した電圧信号を所定のサンプリング周波数で標本化し、それを量子化することで、生体情報としての脈波情報を測定し、測定した脈波情報を測定装置制御部１９に出力する。測定装置制御部１９は、脈波情報を用いた処理を行う。この脈波情報を用いた処理として、予め定められた時間だけ脈波情報を記憶しておき、他の機器に提供する処理が挙げられる。測定装置制御部１９は、必要な脈波情報が得られたときや、上位装置やユーザからの指示により、出射部１１に消灯指示を通知するとともに、測定部１８に終了指示を通知する。
【００２７】
図６は、この発明の一実施形態による測定装置１０を備えた電子機器２０の構成を示す概略ブロック図である。この電子機器２０は、測定部１８により測定された生体情報を用いて、電子機器２０に設定するための設定データを特定し、設定データが特定された場合に、当該設定データを電子機器２０に反映させる。
【００２８】
図６において、電子機器２０は、電子機器制御部２４、脈波照合部２１、設定反映部２２、及び脈波ＤＢ（データベース）２３で構成される。電子機器制御部２４は、電子機器２０全体を制御する。また、電子機器制御部２４は、測定装置制御部１９に脈波を測定する測定指示を通知し、測定指示が通知された測定装置制御部１９は、出射部１１に出射指示を通知するとともに、測定部１８に測定指示を通知する。さらに、電子機器制御部２４は、脈波の測定を終了する場合には、測定装置制御部１９に脈波の測定を終了する終了指示を通知し、終了指示が通知された測定装置制御部１９は、出射部１１に消灯指示を通知するとともに、測定部１８に終了指示を通知する。
【００２９】
次に脈波ＤＢ２３について説明する。図７は、脈波ＤＢ２３の一例を示す図である。脈波ＤＢ２３は、ユーザＩＤ、照合用情報、及び設定データで構成される。ユーザＩＤは、ユーザを識別するためのＩＤである。照合用情報は、ユーザＩＤに対応するユーザの脈波を示すデータであり、脈波照合部２１により参照される。設定データは、ユーザＩＤに対応するユーザの電子機器２０に対する設定内容を示すデータであり、設定反映部２２により参照される。以上説明した脈波ＤＢ２３は、電子機器２０が備える不図示のフラッシュメモリなどの記憶装置に予め記憶されている。
【００３０】
図６に戻り、脈波照合部２１は、電子機器制御部２４から照合指示が通知されると、測定部１８から出力された脈波情報と、脈波ＤＢ２３に記憶された照合用情報とを照合して、照合結果を電子機器制御部２４に出力する。脈波照合部２１は、測定部１８から出力された脈波情報が、脈波ＤＢ２３に記憶された照合用情報のいずれかと一致した場合には、一致したことを示すＯＫと、一致した照合用情報に対応するユーザＩＤとを照合結果として電子機器制御部２４に出力する。
【００３１】
一方、一致する照合用情報がなかった場合には、脈波照合部２１は、ＮＧを照合結果として電子機器制御部２４に出力する。ユーザＩＤから脈波ＤＢ２３を参照することで設定データが特定されるので、脈波照合部２１は、測定された脈波情報を用いて、電子機器２０に設定するための設定データを特定する特定部である。
【００３２】
なお、測定部１８から出力された脈波情報と、脈波ＤＢ２３に記憶された照合用情報との照合は、例えばパターンマッチングにより行われる。脈波照合部２１は、パターンマッチングの結果、完全に一致する場合に限らず、所定の閾値を基準とし、ある程度一致している場合にも、ＯＫを照合結果として電子機器制御部２４に出力するようにしてもよい。
【００３３】
電子機器制御部２４は、照合結果がＯＫの場合には、設定反映部２２に反映指示をユーザＩＤとともに通知する。設定反映部２２は、電子機器制御部２４から通知されたユーザＩＤに対応する設定データを脈波ＤＢ２３で参照し、その設定データを電子機器２０に反映させる。
【００３４】
図８，９は、測定装置１０を備えた電子機器２０の一例を示す図である。図８では、電子機器２０として、テレビのリモコンを例にしている。図９では、電子機器２０として、スマートフォンを例にしている。
【００３５】
リモコン、及びスマートフォンのいずれの場合も、電子機器２０をユーザが把持可能な把持面の少なくとも一面（図８，９では２面）に測定装置１０が設けられている。一般的に、脈波を計測する場合は、計測機器を用意し、計測機器に対して指などを挿入したりする必要があるところ、リモコン、及びスマートフォンなどの電子機器２０におけるユーザが把持する面に測定機器１０を設けることにより、電子機器２０をいつものように使用するだけで、脈波を計測することができる。また、図８，９に示されるように、測定装置１０は、ユーザが把持することが想定される把持面の全てをカバーしているため、ユーザの手の大きさや、ユーザが把持した位置によらず脈波を測定することが可能となっている。
【００３６】
図１０は、測定装置１０を備えた電子機器２０における処理手順を示したフローチャートである。このフローチャートは、一例として電子機器２０において、ユーザが把持面を把持したことにより実行される処理を示している。
【００３７】
図１０において、電子機器制御部２４は測定装置制御部１９に測定指示を通知する（ステップＳ１０１）。測定指示が通知された測定装置制御部１９は、出射部１１に出射指示を通知することで、直線偏光を出射する。
【００３８】
次いで、電子機器制御部２４は脈波照合部２１に照合指示を通知する（ステップＳ１０２）。これにより、脈波照合部２１は、測定部１８から出力された脈波情報と、脈波ＤＢ２３に記憶された照合用情報とを照合する。
【００３９】
電子機器制御部２４は脈波照合部２１から照合結果が入力されると（ステップＳ１０３）、測定装置制御部１９に終了指示を通知する（ステップＳ１０４）。次いで、電子機器制御部２４は照合結果がＯＫか否か判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の判定の結果、照合結果がＮＧの場合には（ステップＳ１０５でＮＯ）、本処理を終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ１０５の判定の結果、照合結果がＯＫの場合には（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、電子機器制御部２４は、設定反映部２２に反映指示をユーザＩＤとともに通知して（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。これにより、設定反映部２２は、電子機器制御部２４から通知されたユーザＩＤに対応する設定データを脈波ＤＢ２３で参照し、その設定データを電子機器２０に反映させる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、出射部１１が直線偏光を出射し、導光部１２が出射部１１により出射された直線偏光を全反射で導光し、検光子１３が導光部１２により導光された直線偏光を遮断し、受光部１６が導光部１２に生体が接触されたことにより、直線偏光が散乱して偏光状態が乱れ、検光子１３を透過した光を受光し、受光された光の光量に基づいて、脈波情報を測定する。
【００４２】
このようにすることにより、受光素子１４が受光する光は生体で散乱された光に限定されるため、ＳＮ比を向上させることができる。
【００４３】
また、受光部１６への外光の入光を遮断する遮光板１５をさらに備えているので、受光素子１４への外光の入光が遮断されることから、外光によるノイズの発生を低減できるため、ＳＮ比を向上させることができる。
【００４４】
さらに、導光部１２は直方体であり、当該直方体の長手方向の長さは生体が接触可能な長さとなっている。ここで、接触可能とは、生体から生体情報を精度よく取得するための接触が可能であることを示し、例えば指２本以上が接触可能であれば好ましい。
【００４５】
また、特許文献１で提案された技術では、発光素子と受光素子が隣り合っており、測定可能領域がそれら素子の直上に限られている。特許文献２で提案された技術では、発光素子と受光素子が隣り合っている構造では無いが、構造上近距離に置く必要があるため、結果として測定領域を限定せざるを得ない構造となっている。
【００４６】
これに対し、本実施形態に係る測定装置１０は、直方体である導光部１２の長手方向の長さが、散乱した光を受光素子１４が受光可能な長さであればよいため、接触可能な領域の設計自由度は従来技術と比較して非常に大きくなっている。
【００４７】
また、以上説明した測定装置１０は、受光部１６が出力した電流信号を電流電圧変換部１７が増幅して、測定部１８が電圧信号を所定のサンプリング周波数で標本化するなどして脈波情報を電子機器２０に出力しているが、受光部１６が出力した電流信号をそのまま電子機器２０に出力する構成としてもよい。この場合、電子機器２０が電流電圧変換部１７及び測定部１８の機能を備えることとなる。
【００４８】
さらに、電流電圧変換部１７が出力した電圧信号をそのまま電子機器２０に出力する構成としてもよい。この場合、電子機器２０が測定部１８の機能を備えることとなる。また、測定装置１０を備えた電子機器２０において、上記実施形態では電子機器制御部２４が測定装置制御部１９に測定指示を通知しているが、測定装置１０が自発的に測定を開始するか否か判定して、脈波情報を電子機器２０に出力するようにしてもよい。
【００４９】
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】
【００５０】
１０  測定装置、１１  出射部、１２  導光部、１３  検光子、１４  受光素子
１５  遮光板、１６  受光部、１７  電流電圧変換部、１８  測定部
１９  測定装置制御部、２０  電子機器、２１  脈波照合部、２２  設定反映部
２３  脈波ＤＢ、３０  指
【図１】
2016112044.tif 000003
【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】
2016112044.tif 000009
【図８】
2016112044.tif 000010
【図９】
2016112044.tif 000011
【図１０】
2016112044.tif 000012