(57)【要約】【課題】発受光部の位置決めが不要であり、体動によって発受光部が位置ずれした場合であっても、生体情報を測定することができる光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器を提供する。【解決手段】複数対並置された発受光部１１，１２，１３，１４と、各発受光部１１，１２，１３，１４を構成する複数の発光素子１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａを各別に発光させ、各受光素子１１ｂ、１２ｂ，１３ｂ，１４ｂから得られる信号の強度に基づいて測定用の一対の発光素子１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ，１３ｂ，１４ｂを選択する選択手段とを備え、選択された一対の発光素子１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ間に介在させた生体の情報を受光素子１１ｂ、１２ｂ，１３ｂ，１４ｂから得られる信号に基づいて測定する制御装置とを光学式生体情報測定装置に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射する発光素子と、該発光素子に対して離隔配置されており、該発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子及び受光素子間に介在させた生体の情報を前記受光素子から得られる信号に基づいて測定する光学式生体情報測定装置において、
前記発光素子及び受光素子は複数対並置されており、
複数の前記発光素子を各別に発光させ、各受光素子から得られる信号の強度に基づいて測定用の一対の発光素子及び受光素子を選択する選択手段と
を備えることを特徴とする光学式生体情報測定装置。
【請求項２】
加速度を検出する加速度検出手段を備え、
前記選択手段は、
前記加速度検出手段が加速度を検出した場合、一対の発光素子及び受光素子を再選択するようにしてある
ことを特徴とする請求項１に記載の光学式生体情報測定装置。
【請求項３】
計時手段を備え、
前記選択手段は、
前記計時手段が所定時間を計時する都度、一対の発光素子及び受光素子を再選択するようにしてある
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学式生体情報測定装置。
【請求項４】
前記選択手段は、
前記受光素子から得られる信号の強度が最大又は所定強度以上である一対の発光素子及び受光素子を選択するようにしてある
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光学式生体情報測定装置。
【請求項５】
複数対の前記発光素子及び受光素子は、
前記発光素子と前記受光素子とが隣り合うように千鳥配置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光学式生体情報測定装置。
【請求項６】
離隔距離が略同一の複数対の前記発光素子及び受光素子が第１方向に並置されており、
離隔距離が異なる複数対の前記発光素子及び受光素子が前記第１方向と異なる第２方向に並置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光学式生体情報測定装置。
【請求項７】
前記発光素子又は前記受光素子の生体側に透光板が配設され、該透光板の厚みが略同一の複数対の前記発光素子及び受光素子が第１方向に並置されており、
前記透光板の厚みが異なる複数対の前記発光素子及び受光素子が前記第１方向と異なる第２方向に並置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の光学式生体情報測定装置。
【請求項８】
光を照射する発光素子と、該発光素子に対して離隔配置されており、該発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子及び受光素子間に介在させた生体の情報を測定するための信号を出力するようにしてある生体情報測定用発受光器において、
前記発光素子及び受光素子は複数対並置されている
ことを特徴とする生体情報測定用発受光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及び受光素子間に介在させた生体の情報、例えば脈拍、血圧、酸素飽和度等を測定する光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、従来の光学式生体情報測定装置を示す模式図、図１４は、従来の光学式生体情報測定装置を手首に装着した状態を模式的に示す縦断面図である。従来の光学式生体情報測定装置は、例えば手首に装着される帯体１０に配設された一対の発光素子１１ａ及び受光素子１１ｂを備えている。光学式生体情報測定装置は、図１４に示すように発光素子１１ａ及び受光素子１１ｂの間に血管Ｂ、例えば尺骨動脈が位置するように帯体１０を手首に巻き付けて使用する。光学式生体情報測定装置の発光素子１１ａは血管Ｂに対して光を照射し、受光素子１１ｂは血管Ｂで反射された光を光電変換する。そして、光学式生体情報測定装置は、受光素子１１ｂから血管Ｂの拍動に応じた脈波信号を取得し、脈拍、血液、酸素飽和度等の生体情報を測定する。
【０００３】
一方、個人差によって血管の深さが異なる場合であっても生体情報を測定することができる光学式生体情報測定装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る光学式生体情報測定装置は、一つの受光素子と、複数の発光素子とを手首の周方向に並設してなり、各発光素子を順次発光させ、受光素子で得られる脈波信号の振幅が最大になる発光素子を選択するように構成されている。生体情報を効果的に測定することができる血管の深さは、発光素子及び受光素子の離隔距離の半分の深さであることが一般に知られている。特許文献１によれば、発光素子と受光素子との距離を調整することができるため、個人差によって血管の深さが異なる場合であっても生体情報を測定することができる。
【０００４】
また、ノイズの原因となる外乱光の受光を抑え、精度良く生体情報を測定することができる光学式生体情報測定装置が提案されている（例えば、特許文献２）。特許文献２に係る光学式生体情報測定装置は、一つの発光素子と、二次元的に配された複数の小型受光素子とを備えている。小型受光素子の血管の太さ方向の寸法は、約１ｍｍ〜２ｍｍである。光学式生体情報測定装置は、外乱光の影響が大きい小型受光素子を停止させ、外乱光の影響が小さい小型受光素子のみを駆動させることによって、ノイズの原因となる外乱光の受光を抑えている。
【特許文献１】特開平１１−３１８８４０号公報
【特許文献２】特開２００６−３２５７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１３及び図１４に示した従来の光学式生体情報測定装置においては、発光素子及び受光素子を一対のみ備える構成であるため、発光素子及び受光素子の間に血管が位置するよう、正確に帯体を装着する必要がある。このため、光学式生体情報測定装置の使用者は、血管の位置を探り当てて発光素子及び受光素子を位置決めする必要があり、光学式生体情報測定装置の装着には専門的熟練を要していた。
また、光学式生体情報測定装置を装着できたとしても、体動、その他の原因により、発光素子及び受光素子が位置ずれした場合、血管に対する発光素子及び受光素子の位置を再調整する必要があり、生体情報の測定に過大な手間と時間を要していた。
【０００６】
一方、特許文献１によれば、複数ある発光素子のいずれか一つを選択する構成であるため、発光素子及び受光素子の位置決めが不要にも思えるが、一つの受光素子のみで血管からの反射光を受光する構成であるため、生体情報の測定に使用する発光素子によって発光素子及び受光素子間の距離が変化し、測定可能な血管の深さも変化する。従って、同一人の血管から生体情報を測定することができる発光素子及び受光素子の対は結局のところ一対だけである。このため、体動によって発光素子及び受光素子が手首の周方向に位置ずれした場合、生体情報を測定することができなくなる。
【０００７】
また、特許文献２は、ノイズを軽減することを目的として血管の太さよりも小寸法の小型受光素子を二次元的に配しているため、体動によって発光素子及び小型受光素子が手首の周方向に大きくずれた場合、当該位置ずれに対応することができず生体情報を測定することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光学式生体情報測定装置の装着時における発光素子及び受光素子の位置決めが不要で簡単に光学式生体情報測定装置を装着することができ、また、体動によって発光素子及び受光素子が位置ずれした場合であっても、手動で発光素子及び受光素子の位置補正を行う必要が無く、継続して生体情報を測定することができる光学式生体情報測定装置、及び該光学式生体情報測定装置を構成する生体情報測定用発受光器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】
【０００９】
本発明に係る光学式生体情報測定装置は、光を照射する発光素子と、該発光素子に対して離隔配置されており、該発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子及び受光素子間に介在させた生体の情報を前記受光素子から得られる信号に基づいて測定する光学式生体情報測定装置において、前記発光素子及び受光素子は複数対並置されており、複数の前記発光素子を各別に発光させ、各受光素子から得られる信号の強度に基づいて測定用の一対の発光素子及び受光素子を選択する選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光学式生体情報測定装置は、加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記選択手段は、前記加速度検出手段が加速度を検出した場合、一対の発光素子及び受光素子を再選択するようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光学式生体情報測定装置は、計時手段を備え、前記選択手段は、前記計時手段が所定時間を計時する都度、一対の発光素子及び受光素子を再選択するようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光学式生体情報測定装置は、前記選択手段は、前記受光素子から得られる信号の強度が最大又は所定強度以上である一対の発光素子及び受光素子を選択するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る光学式生体情報測定装置は、複数対の前記発光素子及び受光素子は、前記発光素子と前記受光素子とが隣り合うように千鳥配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光学式生体情報測定装置は、離隔距離が略同一の複数対の前記発光素子及び受光素子が第１方向に並置されており、離隔距離が異なる複数対の前記発光素子及び受光素子が前記第１方向と異なる第２方向に並置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る光学式生体情報測定装置は、前記発光素子又は前記受光素子の生体側に透光板が配設され、該透光板の厚みが略同一の複数対の前記発光素子及び受光素子が第１方向に並置されており、前記透光板の厚みが異なる複数対の前記発光素子及び受光素子が前記第１方向と異なる第２方向に並置されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る生体情報測定用発受光器は、光を照射する発光素子と、該発光素子に対して離隔配置されており、該発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子及び受光素子間に介在させた生体の情報を測定するための信号を出力するようにしてある生体情報測定用発受光器において、前記発光素子及び受光素子は複数対並置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、発光素子及び受光素子が複数対並置されている。このため、複数の発光素子及び受光素子が並置された領域に被検生体部位、例えば血管が位置するように光学式生体情報測定装置を装着するだけで、少なくともいずれか一対の発光素子及び受光素子の間に被検生体部位が介在することになる。また、体動によって発光素子及び受光素子が位置ずれした場合であっても、少なくともいずれか一対の発光素子及び受光素子の間に被検生体部位が介在する。そして、選択手段は、複数の発光素子を各別に発光させ、各受光素子から得られる信号の強度に基づいて、測定に適した一対の発光素子及び受光素子を選択する。
従って、発光素子及び受光素子の位置決めが不要であり、従来の光学式生体情報測定装置に比べて、光学式生体情報測定装置の装着が容易である。また、体動によって発光素子及び受光素子が位置ずれした場合であっても、測定に適した一対の発光素子及び受光素子が選択されるため、発光素子及び受光素子の位置調整は不要である。
なお、本発明に係る光学式生体情報測定装置には、被検生体部分から反射された光を受光する反射型のみならず、被検生体部分を透過した光を受光する透過型も含まれる。
【００１８】
本発明にあっては、加速度検出手段が加速度を検出した場合、つまり体動を検出した場合、測定に適した一対の発光素子及び受光素子を再選択する。
【００１９】
本発明にあっては、選択手段は、体動が無いような場合であっても、計時手段が所定時間を計時する都度、測定に適した一対の発光素子及び受光素子を再選択する。
【００２０】
本発明にあっては、選択手段は、受光素子から得られる信号の強度が最大又は所定強度以上である一対の発光素子及び受光素子を選択する。受光素子から得られる信号の強度が最大又は所定強度以上である場合、当該発光素子及び受光素子の間に被検生体部位が介在していると予想されるため、選択手段は測定に適した一対の発光素子及び受光素子を選択することができる。
【００２１】
本発明にあっては、発光素子と受光素子とが隣り合うように、複数対の発光素子及び受光素子が千鳥配置されているため、受光素子の並置方向両側に発光素子が位置する。従って、一つの受光素子と、２つの発光素子とで２組の発光素子及び受光素子を構成することができる。よって、発光素子及び受光素子の組を単純に複数並置する場合に比べて、位置ずれ対応可能な範囲が同じ光学式生体情報測定装置をより少数の発光素子及び受光素子にて構成することができる。
【００２２】
本発明にあっては、離隔距離が略同一の複数対の発光素子及び受光素子が第１方向に並置されており、離隔距離が異なる複数対の発光素子及び受光素子が第１方向と異なる第２方向に並置されているため、被検生体部位が前記第２方向に延在している場合、離隔距離が異なる複数対の発光素子及び受光素子間に被検生体部位が介在することになる。このため、選択手段は、測定用の発光素子及び受光素子として、離隔距離が異なる発光素子及び受光素子を選択することができる。一般に、発光素子及び受光素子の離隔距離に応じて、生体の情報を測定することができる被測定部位の深さは異なる。
従って、体動によって、被検生体部位の深さが変化した場合であっても、生体情報の測定に適した一対の発光素子及び受光素子を選択することができる。
【００２３】
本発明にあっては、発光素子又は受光素子の被検生体部位側に透光板が配設され、透光板の厚みが略同一の複数対の発光素子及び受光素子が第１方向に並置されており、透光板の厚みが異なる複数対の発光素子及び受光素子が第１方向と異なる第２方向に並置されている。被検生体部位が前記第２方向に延在している場合、透光板の厚みが異なる複数対の発光素子及び受光素子間に被検生体部位が介在することになる。このため、選択手段は、測定用の発光素子及び受光素子として、透光板の厚みが異なる発光素子及び受光素子の組を選択することができる。透光板の厚みによって生体情報を測定することができる被検生体部位の深さは異なる。
従って、体動によって、被検生体部位の深さが変化した場合であっても、生体情報の測定に適した一対の発光素子及び受光素子を選択することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明にあっては、発光素子及び受光素子を複数対並置し、複数の発光素子を各別に発光させ、各受光素子から得られる信号の強度に基づいて測定用の一対の発光素子及び受光素子を選択するように構成することにより、光学式生体情報測定装置の装着時における発光素子及び受光素子の位置決めが不要となり、簡単に光学式生体情報測定装置を装着することができる。
また、体動によって発光素子及び受光素子が位置ずれした場合であっても、手動で発光素子及び受光素子の位置補正を行う必要が無く、継続して生体情報を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】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る生体情報測定用発受光器１を示す模式図、図２は、生体情報測定用発受光器１を用いてなる光学式生体情報測定装置の構成を示すブロック図、図３及び図４は、光学式生体情報測定装置を手首Ａに装着した状態を概念的に示す説明図である。特に、図４（ａ）は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、図４（ｂ）は、手首Ａの外側から見た生体情報測定用発受光器１を後述の帯体１０を省略して図示している。本発明の実施の形態１に係る光学式生体情報測定装置は、例えば腕時計型の脈拍計、血圧計、酸素飽和度計であり、生体情報測定用発受光器１及び制御装置２を備える。
【００２６】
生体情報測定用発受光器１は手首Ａに巻き付けられる帯体１０と、帯体１０の装着面側に、帯体１０の巻回軸方向、言い換えると被検生体部位である血管Ｂ、例えば尺骨動脈の走行方向に対して斜め方向に並設された発受光部１１、１２、１３、１４とを備えている。尺骨動脈は、尺骨Ｃに沿って走行する血管Ｂである。なお、図中Ｄは橈骨Ｄを示している。また、図１及び図３においては、発受光部１１、１２、１３、１４は帯体１０の紙面裏側に配設されているが、作図及び説明の便宜上、実線で図示している。
帯体１０は、例えば合成樹脂又は布製であり、図示しない留め具を備えている。
発受光部１１は、血管Ｂの走行方向に対して略直角方向、即ち帯体１０が巻回される周方向に適宜長離隔して並設された発光素子１１ａ及び受光素子１１ｂを備えて構成されている。発光素子１１ａは例えば発光ダイオード、受光素子１２ｂはフォトダイオードであり、発光ダイオード及びフォトダイオードの手首Ａ側には肌に密着する透光板が設けられている。なお、説明の便宜上、発光素子１１ａを白色、受光素子１１ｂをハッチングで示している。発受光部１２は、発受光部１１と同様の構成であり、周方向に離隔した発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂを備え、発光素子１２ａが前記周方向において発光素子１１ａ及び受光素子１１ｂの間に位置するように配設されている。また、発受光部１３は、発光素子１３ａ及び受光素子１３ｂを備え、発光素子１３ａが前記周方向において発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂの間に位置するように配設されている。更に、発受光部１４は、発光素子１４ａ及び受光素子１４ｂを備え、発光素子１４ａが前記周方向において発光素子１３ａ及び受光素子１３ｂの間に位置するように配設されている。
【００２７】
制御装置２は、生体情報測定用発受光器１を用いて生体情報を検出する処理及び検出結果の出力処理を行うＣＰＵ２０を備えている。ＣＰＵ２０には、バス２９を介してＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、計時部２３、表示部２４、発光素子切替部２５、操作部２６、受光素子切替部２７、加速度センサ２８が接続されている。
ＲＯＭ２１は、生体情報の測定に適した発受光部１１、１２、１３、１４の選択、並びに生体情報の測定に必要なコンピュータプログラムを記憶した不揮発性のメモリであり、ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０による演算に伴って発生する一時的な情報を記憶する揮発性メモリである。ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１から前記コンピュータプログラムを読み出して実行することにより、発受光部１１、１２、１３、１４の選択処理、生体情報の選択等の処理を実行する。計時部２３は、体動、その他の生体の状態変化による発受光部１１、１２、１３、１４の位置ずれを補正するタイミングを図るべく時間を計時し、所定周期を計時する都度、所定周期が到来したことを示す信号をＣＰＵ２０に与える。表示部２４は、生体情報の測定結果を表示する液晶パネルである。操作部２６は、生体情報の測定開始、測定停止等の各種指示を制御装置２に与えるための操作ボタン、タッチパネル等である。発光素子切替部２５は、ＣＰＵ２０の制御に応じて生体情報の測定に用いる一の発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを選択し、選択された一の発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを発光させる。受光素子切替部２７は、ＣＰＵ２０の制御に応じて生体情報の測定に用いる一の受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを選択し、選択した一の受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂから得た信号をＣＰＵ２０に与える。
【００２８】
次に、光学式生体情報測定装置の使用方法を説明する。まず、光学式生体情報測定装置の使用者は、発受光部１１、１２、１３、１４が並設されている範囲に血管Ｂが位置するように大凡の位置合わせを行い、光学式生体情報測定装置の帯体１０を手首Ａに巻き付ける。図４（ｂ）に示すように、発受光部１１、１２、１３、１４は、血管Ｂの走行方向に対して斜めに並置されているため、少なくとも発受光部１１、１２、１３、１４のいずれか一組の検出領域に血管Ｂが位置することになる。次いで、使用者は、操作部２６を操作することで、生体情報の測定を開始させる。操作部２６にて測定開始を受け付けた場合、ＣＰＵ２０は、測定に適した一つの発受光部１１、１２、１３、１４を選択し、選択された発受光部１１、１２、１３、１４を用いて生体情報を測定し、測定結果を表示部２４にて表示する。使用者は、表示部２４から生体情報の測定結果を知ることができる。
【００２９】
図５は、生体情報の測定手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ２０は、発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを発光させ、受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂから得られた信号のＤＣレベルが所定領域内になるように発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａの発光量を調整する（ステップＳ１１）。次いで、ＣＰＵ２０は、発受光部１１、１２、１３、１４の選択に係るサブルーチンを呼び出し、測定用の発受光部１１、１２、１３、１４、つまり一対の発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを選択する（ステップＳ１２）。
【００３０】
図６及び図７は、測定用の発受光部１１、１２、１３、１４の選択に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。サブルーチンが呼び出された場合、ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１から初期脈波レベルを読み出し、ＲＡＭ２２に一時記憶させる（ステップＳ３１）。次いで、ＣＰＵ２０は、測定用の発受光部として発受光部１１（図６中、第１発受光部）を選択する（ステップＳ３２）。そして、ＣＰＵ２０は、発光素子１１ａを発光させ、受光素子１１ｂから得られる信号のＡＣ成分として脈波レベルを取得する（ステップＳ３３）。
【００３１】
次いで、ＣＰＵ２０は、取得した脈波レベルが、ＲＡＭ２２に一時記憶させている脈波レベル中、最大の脈波レベルであるか否かを判定する（ステップＳ３４）。ここでは、初期脈波レベル以上であるか否かを判定する。最大の脈波レベルであると判定した場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、発受光部１１の脈波レベルをＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ３５）。
【００３２】
ステップＳ３５の処理を終えた場合、又は最大の脈波レベルでないと判定した場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、発受光部１２（図６中、第２発受光部）を選択する（ステップＳ３６）。そして、ＣＰＵ２０は、発光素子１２ａを発光させ、受光素子１２ｂから得られる脈波レベルを取得する（ステップＳ３７）。
【００３３】
次いで、ＣＰＵ２０は、ステップＳ３７で取得した脈波レベルが、ＲＡＭ２２に一時記憶させている脈波レベル中、最大の脈波レベルであるか否かを判定する（ステップＳ３８）。最大の脈波レベルであると判定した場合（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、発受光部１２の脈波レベルをＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ３９）。
【００３４】
ステップＳ３９の処理を終えた場合、又は最大の脈波レベルでないと判定した場合（ステップＳ３８：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、発受光部１３（図６中、第３発受光部）を選択し（ステップＳ４０）、発光素子１３ａを発光させ、受光素子１３ｂから得られる脈波レベルを取得する（ステップＳ４１）。
【００３５】
ステップＳ４１で取得した脈波レベルが、ＲＡＭ２２に一時記憶させている脈波レベル中、最大の脈波レベルであるか否かを判定する（ステップＳ４２）。最大の脈波レベルであると判定した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、発受光部１３の脈波レベルをＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ４３）。
【００３６】
ステップＳ４３の処理を終えた場合、又は最大の脈波レベルでないと判定した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、発受光部１４（図６中、第４発受光部）を選択し（ステップＳ４４）、発光素子１４ａを発光させ、受光素子１４ｂから得られる脈波レベルを取得する（ステップＳ４５）。
【００３７】
次いで、ＣＰＵ２０は、ステップＳ４５で取得した脈波レベルが、ＲＡＭ２２に一時記憶させている脈波レベル中、最大の脈波レベルであるか否かを判定する（ステップＳ４６）。最大の脈波レベルであると判定した場合（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、発受光部１４の脈波レベルをＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ４７）。
【００３８】
ステップＳ４７の処理を終えた場合、又は最大の脈波レベルでないと判定した場合（ステップＳ４６：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、脈波レベルが最大の発受光部１１、１２、１３、１４を選択し（ステップＳ４８）、サブルーチンの処理を終える。
【００３９】
図５に示すように、ステップＳ１２の処理を終えた場合、ステップＳ１２で選択された発受光部１１、１２、１３、１４の一つを用いて、発光量の調整及び選択を行う（ステップＳ１３）。そして、選択された一つの発受光部１１、１２、１３、１４の受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂから取得した脈波レベルに基づいて生体情報を測定する（ステップＳ１４）。
【００４０】
次いで、ＣＰＵ２０は、加速度センサ２８から出力される信号を監視することで、加速度を検出したか否かを判定する（ステップＳ１５）。加速度を検出したと判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、処理をステップＳ１２に戻す。
【００４１】
加速度を検出していないと判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、計時部２３から出力される信号を監視することで、所定周期を計時したか否かを判定する（ステップＳ１６）。所定周期を計時したと判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、処理をステップＳ１２に戻す。所定周期を計時していないと判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、操作部２６からの信号を監視することで、測定終了を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１７）。測定終了を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、処理をステップＳ１４に戻す。測定終了を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、生体情報の測定処理を終える。
【００４２】
図８は、受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂから得られる脈波レベルの一例を模式的に示す波形図である。図８（ａ）は、図３及び図４に示すように光学式生体情報測定装置を装着した場合に受光素子１１ｂから得られる脈波レベル、図８（ｂ）は受光素子１２ｂから得られる脈波レベル、図８（ｃ）は受光素子１３ｂから得られる脈波レベル、図８（ｄ）は受光素子１４ｂから得られる脈波レベルである。この場合、ＣＰＵ２０は、脈波レベルが最大の発受光部１２を測定用の発受光部として選択する。
【００４３】
このように構成された実施の形態１に係る光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器１にあっては、脈波レベルが最大の発受光部１１、１２、１３、１４を自動的に選択し、選択された一つの発受光部を用いて生体情報を測定するように構成されている。従って、光学式生体情報測定装置の装着時における発受光部１１、１２、１３、１４の位置決め、装着のやり直しなどが不要であり、簡単に光学式生体情報測定装置を装着することができる。
【００４４】
また、生体情報測定時の体動、例えば腕の曲げ伸ばしによる発受光部１１、１２、１３、１４の位置ずれが考えられるが、体動を加速度センサ２８にて検出した場合、脈波レベルが最大になる測定用の発受光部１１、１２、１３、１４を再選択し、生体情報を測定するように構成されているため、体動が発生し、発受光部１１、１２、１３、１４が位置ずれした場合であっても、発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを一補正することなく、継続して生体情報を測定することができる。
【００４５】
更に、生体に関する種々の要因によって、体動が発生していない場合であっても最適な発受光部の位置が変動することがあるが、本発明によれば、体動の有無に拘わらず、計時部２３が所定周期を計時する都度、脈波レベルが最大になる測定用の発受光部１１、１２、１３、１４を再選択し、生体情報を測定するように構成されているため、より安定的に生体情報を測定することができる。
【００４６】
なお、実施の形態１にあっては、脈波レベルが最大になる発受光部を選択するように構成してあるが、脈波レベルが所定値以上の発受光部を測定用の発受光部として選択するように構成しても良い。具体的には、ステップＳ３４，３８，４２，４６で脈波レベルが所定脈波レベル以上であるか否かを判定し、所定脈波レベル未満であると判定した場合、夫々次ステップＳ３５，３９，４３，４７を実行し、所定脈波レベル以上であると判定した場合、判定対象の発受光部を測定用の発受光部として選択し、処理を終えるように構成すると良い。
この場合、発受光部の脈波レベルを順次検出し、脈波レベルが所定値以上の発受光部を特定した段階で生体情報の測定を開始することができるため、より速やかに安定した生体情報の測定を開始し、また体動による発受光部の位置ずれに対応することができる。
【００４７】
また、検索時間を短縮するため、生体情報の測定開始前に脈波レベル最大の発受光部を選択しておき、生体情報の測定を開始する際、選択済みの発受光部を用いて生体情報を測定するように構成しても良い。
また、生体情報の測定開始前にある一定レベル以上の脈波レベルを得ることができる一つの発受光部を選択しておき、生体情報の測定を開始する際、選択済みの発受光部を用いて生体情報を測定するように構成しても良い。
【００４８】
更に、加速度を検出した場合、又は計時部２３が所定周期を計時する都度、発受光部を選択するように構成してあるが、他のタイミングで発受光部の再選択を行うように構成しても良い。例えば、発受光部の検索時間を短縮するために、脈波レベルを監視しておき、脈波レベルが一定レベル以下に低下した場合のみ、発受光部を再選択するように構成しても良い。
【００４９】
更にまた、生体情報測定用発受光器及び制御装置を一体的に構成した光学式生体情報測定装置を説明したが、生体情報測定用発受光器及び制御装置を別体で構成し、生体情報の測定に必要な情報の送受信を有線又は無線通信にて行うように構成しても良い。具体的には、生体情報測定用発受光器に、発受光部から得た信号を送信する送信部を備え、制御装置に、送信部から送信された信号を受信する受信部を備えると良い。
更にまた、腕時計型の光学式生体情報測定装置を説明したが、発光素子及び受光素子にて生体情報を測定する構成であれば、生体情報測定用発受光器の形態はこれに限定されない。例えば、指輪型、腕若しくは足に装着するバンド型の生体情報測定用発受光器であっても良いし、足の指、首に装着するように構成しても良い。
【００５０】
図９は、変形例に係る生体情報測定用発受光器１を示す模式図である。図９（ａ）は、発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂが交互に隣り合うように千鳥配置してなる生体情報測定用発受光器１を示している。図９（ｂ）は、発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂが帯体の周方向に交互に適宜長離隔して並設してなる生体情報測定用発受光器１を示している。
【００５１】
図１０は、変形例における測定用の発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂの選択に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。サブルーチンが呼び出された場合、ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１から初期脈波レベルを読み出し、ＲＡＭ２２に一時記憶させる（ステップＳ５１）。次いで、ＣＰＵ２０は、発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａの中から未選択の発光素子を選択する（ステップＳ５２）。そして、ＣＰＵ２０は、ステップＳ５２で選択された発光素子と対をなす受光素子として未選択の受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを選択する（ステップＳ５３）。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ２０は、ステップＳ５２で選択された発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａの一つを発光させ、ステップＳ５３で選択された受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂの一つから得られる脈波レベルを取得する（ステップＳ５４）。
【００５３】
次いで、ＣＰＵ２０は、取得した脈波レベルが最大の脈波レベルであるか否かを判定する（ステップＳ５５）。最大の脈波レベルであると判定した場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、ステップＳ５２，５３で選択された一対の発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂの脈波レベルを記憶する（ステップＳ５６）。
【００５４】
ステップＳ５６の処理を終えた場合、又は最大の脈波レベルで無いと判定した場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、全受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを選択したか否かを判定する（ステップＳ５７）。未選択の受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂがあると判定した場合（ステップＳ５７：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、処理をステップＳ５３に戻す。
【００５５】
全受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを選択済みであると判定した場合（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、全発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを選択したか否かを判定する（ステップＳ５８）。未選択の発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａがあると判定した場合（ステップＳ５８：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、処理をステップＳ５２に戻す。全発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを選択したと判定した場合（ステップＳ５８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、脈波レベルが最大となる発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂの対を選択し（ステップＳ５９）、サブルーチンの処理を終える。
【００５６】
このように構成された変形例に係る光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器１にあっては、発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂが千鳥配置されているため、図１に示すように配置した場合に比べて、より大きな位置ずれに対応することができる。言い換えると、より少数の発光素子及び受光素子にて、光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器１を構成することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２に係る生体情報測定用発受光器２０１を示す模式図である。本発明の実施の形態２に係る生体情報測定用発受光器２０１は、発受光部１１…、１８を備えている。発受光部１１、１２、１３、１４は、血管Ｂの走行方向（第２方向）に対して斜め方向（第１方向）に並設されている。発受光部１１、１２、１３、１４は、帯体１０の周方向における離隔距離が略同一の発光素子１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及び受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを夫々備えている。
【００５８】
発受光部１１、１５は、血管Ｂの走行方向に並設されており、発受光部１５は、帯体１０の周方向に離隔した発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂを備え、発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂの離隔距離が発光素子１１ａ及び受光素子１１ｂに比べて長くなるように構成されている。
【００５９】
発受光部１２、１６、発受光部１３、１７、及び発受光部１４、１８も、発受光部１１、１５と同様に血管Ｂの走行方向に並設され、発受光部１６、１７、１８は、夫々発光素子１６ａ、１７ａ、１８ａ及び受光素子１６ｂ、１７ｂ、１８ｂを備えている。帯体１０の周方向における発光素子１６ａ、１７ａ、１８ａ及び受光素子１６ｂ、１７ｂ、１８ｂの離隔距離が、発光素子１２ａ，１３ａ，１４ａ及び受光素子１２ｂ，１３ｂ，１４ｂに比べて長くなるように構成されている。
【００６０】
ＣＰＵ２０の処理手順は、図５乃至図７に示した実施の形態１に係る処理手順と同様であり、発受光部１１…、１８中、脈波レベルが最大の発受光部１１…、１８を測定用の発受光部として選択し、生体情報を測定する。
【００６１】
実施の形態２に係る光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器にあっては、血管Ｂの走行方向に、発受光部１１、１５、発受光部１２、１６、発受光部１３、１７、及び発受光部１４、１８が並設されているため、発光素子及び受光素子の離隔距離を選択することができる。一般に発光素子及び受光素子の離隔距離に応じて、生体の情報を測定することができる血管Ｂの深さが異なるため、実施の形態２にあっては、体動、その他の原因によって発受光部１１…、１８に対する血管Ｂの深さが変化した場合であっても、血管Ｂの深さと位置に応じた発受光部１１…、１８を自動的に選択することができ、継続的に生体情報を測定することができる。
【００６２】
なお、実施の形態２にあっては、発光素子及び受光素子の離隔距離が異なる発受光部を２つずつ並置してあるが、発光素子及び受光素子の離隔距離が異なる３以上の発受光部を血管の走行方向に並置するように構成しても良い。
【００６３】
実施の形態２に係る光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器の他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係る光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器１の構成、作用及び効果と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６４】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３に係る生体情報測定用発受光器３０１を示す模式図である。図１２（ａ）は、装着面側から見た生体情報測定用発受光器の模式図、図１２（ｂ）は、生体情報測定用発受光器３０１の模式図である。本発明の実施の形態３に係る生体情報測定用発受光器３０１は、発受光部１１、…１４、３１５…、３１８を備えている。発受光部１１、１２、１３、１４は、血管Ｂの走行方向（第２方向）に対して斜め方向（第１方向）に並設されている。
【００６５】
発受光部１１、３１５は血管Ｂの走行方向に並設されている。発受光部３１５は、発受光部１１と同様の発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂを備えており、発光素子１１ａ、１５ａの生体側に設けられた透光板１１ｃ、１５ｃの厚みが異なるように構成されている。なお、作図及び説明の便宜上、薄い透光板１１ｃが設けられた発光素子１１ａを細線の矩形で図示し、厚い透光板１５ｃが設けられた発光素子１５ａを太線の矩形で図示している。
【００６６】
発受光部１２、３１６、発受光部１３、３１７、及び発受光部１４、３１８も、発受光部１１、３１５と同様に血管Ｂの走行方向に並設され、発受光部３１６、３１７、３１８は、夫々発光素子１６ａ、１７ａ、１８ａ及び受光素子１６ｂ、１７ｂ、１８ｂを備えている。発光素子１２ａ、１３ａ、１４ａの生体側に設けられた透光板１２ｃ、１３ｃ、１４ｃは、透光板１１ｃと略同一の厚みを有し、発光素子１６ａ、１７ａ、１８ａの生体側に設けられた透光板１６ｃ、１７ｃ、１８ｃは、透光板１５ｃと略同一の厚みを有している。
【００６７】
ＣＰＵ２０の処理手順は、図５乃至図７に示した実施の形態１に係る処理手順と同様であり、発受光部１１…、３１８中、脈波レベルが最大の発受光部１１…、３１８を測定用の発受光部として選択し、生体情報を測定する。
【００６８】
実施の形態３に係る光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器３０１にあっては、血管Ｂの走行方向に、発受光部１１、３１５、発受光部１２、３１６、発受光部１３、３１７、及び発受光部１４、３１８が並設されているため、透光板の厚みを選択することができる。一般に、透光板の厚みに応じて、生体の情報を測定することができる血管Ｂの深さが異なるため、実施の形態３にあっては、体動、その他の原因によって発受光部１１…、３１８に対する血管Ｂの深さが変化した場合であっても、血管Ｂの深さと位置に応じた発受光部１１…、３１８を自動的に選択することができ、継続的に生体情報を測定することができる。
【００６９】
なお、実施の形態３にあっては、透光板の厚みが異なる発受光部を２つずつ並置してあるが、透光板の厚みが異なる３以上の発受光部を血管の走行方向に並置するように構成しても良い。
【００７０】
実施の形態３に係る光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器３０１の他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係る光学式生体情報測定装置及び生体情報測定用発受光器１の構成、作用及び効果と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７１】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る生体情報測定用発受光器を示す模式図である。
【図２】生体情報測定用発受光器を用いてなる光学式生体情報測定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】光学式生体情報測定装置を手首に装着した状態を概念的に示す説明図である。
【図４】光学式生体情報測定装置を手首に装着した状態を概念的に示す説明図である。
【図５】生体情報の測定手順を示すフローチャートである。
【図６】測定用の発受光部の選択に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】測定用の発受光部の選択に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】受光素子から得られる脈波レベルの一例を模式的に示す波形図である。
【図９】変形例に係る生体情報測定用発受光器を示す模式図である。
【図１０】変形例における測定用の発光素子及び受光素子の選択に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る生体情報測定用発受光器を示す模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る生体情報測定用発受光器を示す模式図である。
【図１３】従来の光学式生体情報測定装置を示す模式図である。
【図１４】従来の光学式生体情報測定装置を手首に装着した状態を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  生体情報測定用発受光器
１０  帯体
１１…、１８  発受光部
１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ  発光素子
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ  受光素子
２０  ＣＰＵ
２１  ＲＯＭ
２２  ＲＡＭ
２３  計時部
２４  表示部
２５  発光素子切替部
２６  操作部
２７  受光素子切替部
２８  加速度センサ
２９  バス
Ａ  手首
Ｂ  血管
【図１】
2009254522.tif 000003
【図２】
2009254522.tif 000004
【図３】
2009254522.tif 000005
【図４】
2009254522.tif 000006
【図５】
2009254522.tif 000007
【図６】
2009254522.tif 000008
【図７】
2009254522.tif 000009
【図８】
2009254522.tif 000010
【図９】
2009254522.tif 000011
【図１０】
2009254522.tif 000012
【図１１】
2009254522.tif 000013
【図１２】
2009254522.tif 000014
【図１３】
2009254522.tif 000015
【図１４】
2009254522.tif 000016