(57)【要約】【課題】  脈波検出部に指を押え付けるようにして配置しても脈波を検出することができる脈波検出装置を提供する。【解決手段】  指Ｆの表面に向けて光を照射する発光部２３と、発光部より照射された光のうち指の側から反射してくる光を受光可能な受光部２４と、発光部および受光部を収容するとともに、指表面を載置可能なセンサケース２１と、を備えた脈波検出部１１を有する脈波検出装置において、センサケースの指を載置する表面２７，２８に、指の長手方向に沿うように溝部２５が形成され、溝部が、指を載置する際に指を複数の箇所で支持する瞬間を有する形状で構成され、指が溝部に載置されたときに、指の支持部に対応した位置に発光部および受光部が配置されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指表面に向けて光を照射する発光部と、
該発光部より照射された光のうち指の側から反射してくる光を受光可能な受光部と、
前記発光部および前記受光部を収容するとともに、前記指表面を載置可能なセンサケースと、を備えた脈波検出部を有する脈波検出装置において、
前記センサケースの前記指を載置する表面に、該指の長手方向に沿うように溝部が形成され、
該溝部が、前記指を載置する際に該指を複数の箇所で支持する瞬間を有する形状で構成され、
前記指が前記溝部に載置されたときに、前記指の支持部に対応した位置に前記発光部および前記受光部が配置されていることを特徴とする脈波検出装置。
【請求項２】
前記溝部における前記指の短手方向に沿う断面がＶ字状に形成され、
該Ｖ字状の溝部の側面に前記指がそれぞれ当接し、該指の当接箇所に対応する位置に前記発光部および前記受光部がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項３】
前記溝部における前記指の短手方向に沿う断面がＷ字状に形成され、
該Ｗ字状の溝部の中央凸部に前記指が当接されるとともに、前記Ｗ字状の溝部の両側に位置する側面に前記指がそれぞれ当接され、
前記側面における前記指の当接箇所に対向する位置に前記発光部および前記受光部がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の脈波検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、脈波や脈拍数などの脈波情報を検出、表示可能な脈波検出装置が知られている。脈波検出装置は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などで構成された発光部から指表面に向けて光を照射する一方、指（血管）から反射してきた光をＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）などで構成された受光部で受光することにより、血量変化を受光量の変化として検出し、その検出結果に基づいて脈波や脈拍数などを検出できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。図８に示すように、この特許文献１の脈波計測装置（脈波検出装置）は、脈波検出部１００の表面が平坦に形成されたガラス板からなる透光板１０１で構成され、透光板１０１の外側表面１０２に指（指の腹）Ｆを密着させた状態で、ＬＥＤ（発光部）１０３が指Ｆの表面に向けて光を発すると、フォトトランジスタ（受光部）１０４が、ＬＥＤ１０３が発した光のうち指Ｆの側から反射してくる光を受光できるようになっている。
【特許文献１】特開平９−１０８１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した特許文献１の脈波検出装置では、脈波検出部１００の表面１０２を押え付けるようにして指Ｆを配置するため、指Ｆの押し付け荷重により指Ｆの腹部近傍領域１０５の血流が止まってしまい、脈波検出ができなくなってしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、脈波検出部に指を押え付けるようにして配置しても脈波を検出することができる脈波検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係る脈波検出装置は、指表面に向けて光を照射する発光部と、該発光部より照射された光のうち指の側から反射してくる光を受光可能な受光部と、前記発光部および前記受光部を収容するとともに、前記指表面を載置可能なセンサケースと、を備えた脈波検出部を有し、前記センサケースの前記指を載置する表面に、該指の長手方向に沿うように溝部が形成され、該溝部が、前記指を載置する際に該指を複数の箇所で支持する瞬間を有する形状で構成され、前記指が前記溝部に載置されたときに、前記指の支持部に対応した位置に前記発光部および前記受光部が配置されていることを特徴としている。
【０００６】
このように構成することで、溝部内に指を押し付けるようにして密着させたときに、指が溝部内の複数箇所で支持されるため、溝部内に位置している指に、押し付け力により圧迫されて血流が止まってしまう領域と、押し付け力が影響せず血流が止まらない領域が形成される。したがって、センサケースの所望の位置（指の支持部に対応した位置）に発光部および受光部を配置し、溝部内において血流が止まっていない領域に対して発光部より光を照射し、その反射光を受光部で受光することにより脈波を検出することができる。つまり、脈波検出部に指を押え付けるようにして配置しても脈波を検出することができる。
【０００７】
また、本発明に係る脈波検出装置は、前記溝部における前記指の短手方向に沿う断面がＶ字状に形成され、該Ｖ字状の溝部の側面に前記指がそれぞれ当接し、該指の当接箇所に対応する位置に前記発光部および前記受光部がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
このように構成することで、溝部内に指を押し付けるようにして密着させると、Ｖ字状の溝部の両側に位置する側面にそれぞれ指が当接し、当接した箇所の近傍領域はその押し付け力の影響により指が圧迫されて血流が止まってしまうこととなる。一方、指の短手方向の断面における略中央部は押し付け力が影響しないため血流が止まることがない。したがって、溝部の一方の側面に発光部を配置するとともに、他方の側面に受光部を配置して、血流が止まっていない領域内に光路が形成されるように構成することで、脈波を検出することができる。
【０００８】
さらに、本発明に係る脈波検出装置は、前記溝部における前記指の短手方向に沿う断面がＷ字状に形成され、該Ｗ字状の溝部の中央凸部に前記指が当接されるとともに、前記Ｗ字状の溝部の両側に位置する側面に前記指がそれぞれ当接され、前記側面における前記指の当接箇所に対向する位置に前記発光部および前記受光部がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
このように構成することで、溝部内に指を押し付けるようにして密着させると、Ｗ字状の溝部の中央凸部および溝部の両側に位置する側面にそれぞれ指が当接する。すると、溝部の中央凸部に当接した箇所の近傍領域はその押し付け力の影響により指が圧迫されて血流が止まってしまうこととなる。一方、指の短手方向の断面における両側部（溝部の両側面に当接した箇所の近傍）は押し付け力が影響しないため血流が止まることがない。したがって、溝部の一方の側面に発光部を配置するとともに、他方の側面に受光部を配置して、血流が止まっていない領域内に光路が形成されるように構成することで、脈波を検出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る脈波検出装置によれば、溝部内に指を押し付けるようにして密着させたときに、指が溝部内の複数箇所で支持されるため、溝部内に位置している指に、押し付け力により圧迫されて血流が止まってしまう領域と、押し付け力が影響せず血流が止まらない領域が形成される。したがって、センサケースの所望の位置に発光部および受光部を配置し、溝部内において血流が止まっていない領域に対して発光部より光を照射し、その反射光を受光部で受光することにより脈波を検出することができる。つまり、脈波検出部に指を押え付けるようにして配置しても脈波を検出することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第一実施形態）
次に、本発明に係る脈波検出装置の第一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１１】
（脈波検出装置）
図１は、脈波検出装置の概略構成ブロック図である。
図１に示すように、脈波検出装置１０は、指Ｆに光を照射して、その反射光を受光し、その検出結果を信号化する脈波検出部１１と、脈波検出部１１からの信号を受信して各種演算などを実行するＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２による演算結果から脈波の波形などを表示する表示部１３と、ＣＰＵ１２に対して各種設定条件などを与えるための入力部１４と、デジタル信号に変換された脈波データなどを記憶しておくＲＡＭで構成された記憶部１５と、ＣＰＵ１２に対してクロックを供給する発振部１６と、を備えている。
【００１２】
なお、脈波検出部１１以外を構成する各部は、例えば、パーソナルコンピュータで構成され、入力部１４がキーボード、表示部１３がディスプレイにそれぞれ対応するようになっている。また、脈波検出部１１以外を腕時計タイプの装置で構成してもよいし、脈波検出部１１からの情報をもとにテレビにその結果を表示するようにしてもよい。
【００１３】
（脈波検出部）
図２は、脈波検出部１１の斜視図である。
図２に示すように、脈波検出部１１は、箱型のセンサケース２１と、センサケース２１の内部に構成された部品収納空間２２内に配置され、例えばＬＥＤからなる発光部２３と、ＰＤからなる受光部２４と、を備えている。なお、センサケース２１における指の長手方向に沿う長さは、指の第一関節と略同等の長さで形成されている。
【００１４】
センサケース２１の上面２１ａには、指の長手方向に沿うように溝部２５が全長に亘って形成されている。溝部２５は、指の短手方向（指の長手方向と直交する方向）に沿う断面がＶ字状に形成されている。Ｖ字状の溝部２５を構成する傾斜した両側面２７，２８には透光性のガラス板で構成された透光板２９，２９が取り付けられており、透光板２９，２９に指Ｆを密着させるようになっている。また、透光板２９，２９の部品収納空間２２側には、それぞれ発光部２３および受光部２４が透光板２９，２９を通して指Ｆを指向するように配置されている。また、発光部２３および受光部２４は、部品収納空間２２内に配置された回路基板（不図示）に接続されている。この回路基板を介して、ＣＰＵ１２と通信可能に構成されており、受光部２４の検出結果を演算し、脈波などを表示できるようになっている。
【００１５】
（作用）
次に、脈波検出部１１に指を載置して脈波を検出する作用を説明する。
図３は、脈波検出部１１に指を載置したときの正面図である。
図３に示すように、脈波検出部１１の溝部２５に指Ｆを押え付けるようにして密着させると、指Ｆの両側部が溝部２５の両側面２７，２８に設けられた透光板２９，２９にそれぞれ当接するように配置される。ここで、指Ｆを溝部２５内に押し付けることで、両側面２７，２８に当接している指Ｆの側部領域３１，３２が圧迫されてしまい、側部領域３１，３２の血流が止まってしまうこととなる。
【００１６】
一方、指Ｆの側部領域３１，３２以外の領域で、特に指Ｆの中央領域３３は指Ｆを押え付けるようにして溝部２５内に密着させても圧迫されることがなく、血流が止まることがない。
【００１７】
つまり、指Ｆを溝部２５内に載置する最中に、指Ｆが両側面２７，２８にそれぞれ支持され、指Ｆが溝部２５内に載置完了したときに溝部２５において指Ｆを複数箇所で支持することにより指Ｆを圧迫する領域と圧迫しない領域とを形成することができる。
【００１８】
また、このように指Ｆを溝部２５内に配置した状態で、発光部２３から光を指Ｆに向けて照射する。発光部２３は、部品収納空間２２に配置されており、透光板２９を介して指Ｆに向けて光を照射する。すると、照射された光は指Ｆの内部において血管（血液）や脂肪や筋といった組織により吸収、拡散および反射され、照射された光の一部が受光部２４で検出される。受光部２４で検出された光は、血管の脈動による血液量の変化に伴い変動する。受光部２４は、光を受光するとともに、受光量の変化に応じた脈波信号を生成して、ＣＰＵ１２に出力する。
【００１９】
つまり、指Ｆ内部の中央領域３３の毛細血管の血流変動に応じて、発光部２３から照射された光の反射光の光量が変動するため、受光部２４は毛細血管の脈動、すなわち脈波に応じた反射光の受光が可能となる。これにより、受光部２４は脈波信号の生成が行える。
【００２０】
なお、溝部２５の下端折返し部３４と指Ｆとの間に形成される隙間３５は、信号ノイズの発生要因になり得るため、できるだけ小さくなるように溝部２５を形成することが好ましい。つまり、隙間３５が小さくなるように溝部２５を形成することで、ノイズを抑えることができ、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。
【００２１】
本実施形態によれば、センサケース２１の上面に指Ｆの長手方向に沿うように溝部２５を断面Ｖ字状に形成したため、溝部２５内に指Ｆを押し付けるようにして密着させたときに、指Ｆが溝部２５内の両側面２７，２８で支持される。したがって、溝部２５内に位置している指Ｆに、押し付け力により圧迫されて血流が止まってしまう側部領域３１，３２と、押し付け力が影響せず血流が止まらない中央領域３３が形成される。結果として、両側面２７，２８に設けられた透光板２９，２９の部品収納空間２２側に発光部２３および受光部２４を配置し、中央領域３３に対して発光部２３より光を照射し、その反射光を受光部２４で受光することにより脈波を検出することができる。つまり、脈波検出部１１に指Ｆを押え付けるようにして配置しても脈波を確実に検出することができる。
【００２２】
（第二実施形態）
次に、本発明に係る脈波検出装置の第二実施形態を図４、図５に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態と溝部の形状が異なるのみでその他の構成ついては略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２３】
（脈波検出部）
図４は、脈波検出部１１１の斜視図である。
図４に示すように、脈波検出部１１１は、箱型のセンサケース１２１と、センサケース１２１の内部に構成された部品収納空間１２２内に配置された発光部２３および受光部２４と、を備えている。なお、センサケース１２１における指の長手方向に沿う長さは、指の第一関節と略同等の長さで形成されている。
【００２４】
センサケース１２１の上面１２１ａには、指の長手方向に沿うように溝部１２５が全長に亘って形成されている。溝部１２５は、指の短手方向に沿う断面がＷ字状に形成されている。Ｗ字状の溝部２５を構成する傾斜した両側面１２７，１２８には透光性のガラス板で構成された透光板２９，２９が取り付けられており、透光板２９，２９に指Ｆが当接されるようになっている。また、透光板２９，２９の部品収納空間１２２側には、それぞれ発光部２３および受光部２４が、透光板２９，２９を通して指Ｆを指向するように配置されている。また、発光部２３および受光部２４は、部品収納空間１２２内に配置された回路基板（不図示）に接続されている。この回路基板を介して、ＣＰＵ１２（図１参照）と通信可能に構成されており、受光部２４の検出結果を演算し、脈波などを表示できるようになっている。
【００２５】
また、溝部１２５の底面には断面形状に沿った中央凸部１３０が形成されている。この中央凸部１３０は、指Ｆを溝部１２５内に配置するときに、指Ｆの両側部が溝部１２５の両側面１２７，１２８に当接する前に、指Ｆの腹部１３７と当接するように構成されている。
【００２６】
（作用）
次に、脈波検出部１１１に指を載置して脈波を検出する作用を説明する。
図５は、脈波検出部１１１に指Ｆを載置したときの正面図である。
図５に示すように、脈波検出部１１１の溝部１２５に指Ｆを押え付けるようにして密着させると、まず指Ｆの腹部１３７が溝部１２５の中央凸部１３０と当接され、さらに指Ｆを溝部１２５内に押し付けると、指Ｆの両側部が溝部１２５の両側面１２７，１２８に設けられた透光板２９，２９に当接するように配置される。ここで、指Ｆを溝部１２５内に押し付けることで、中央凸部１３０に当接している指Ｆの中央領域１３３が圧迫されてしまい、中央領域１３３の血流が止まってしまうこととなる。
【００２７】
一方、指Ｆの中央領域１３３以外の領域で、特に指Ｆの側部領域１３１，１３２は指Ｆを押え付けるようにして溝部１２５内に密着させても圧迫されることがなく、血流が止まることがない。
【００２８】
つまり、指Ｆを溝部１２５内に載置する最中に、指Ｆが両側面１２７，１２８にそれぞれ支持され、指Ｆが溝部１２５内に載置完了したときに溝部１２５において指Ｆを複数箇所で支持することにより指Ｆを圧迫する領域と圧迫しない領域とを形成することができる。
【００２９】
また、このように指Ｆを溝部１２５内に配置した状態で、発光部２３から光を指Ｆに向けて照射する。すると、照射された光は指Ｆの内部において血管（血液）や脂肪や筋といった組織により吸収、拡散および反射され、照射された光の一部が受光部２４で検出される。受光部２４で検出された光は、血管の脈動による血液量の変化に伴い変動する。
【００３０】
つまり、指Ｆ内部の側部領域１３１，１３２の毛細血管の血流変動に応じて、発光部２３から照射された光の反射光の光量が変動するため、受光部２４は毛細血管の脈動、すなわち脈波に応じた反射光の受光が可能となる。これにより、受光部２４は脈波信号の生成が行える。
【００３１】
なお、溝部２５の下端折返し部１３４，１３４と指Ｆとの間に形成される隙間１３５，１３５は、信号ノイズの発生要因になり得るため、できるだけ小さくなるように溝部１２５を形成することが好ましい。つまり、隙間１３５が小さくなるように溝部１２５を形成することで、ノイズを抑えることができ、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。
【００３２】
本実施形態によれば、センサケース１２１の上面に指Ｆの長手方向に沿うように溝部１２５を断面Ｗ字状に形成したため、溝部１２５内に指Ｆを押し付けるようにして密着させたときに、指Ｆの腹部１３７が溝部１２５内の中央凸部１３０で支持されるとともに、指Ｆの両側部が溝部１２５内の両側面１２７，１２８で当接される。したがって、溝部１２５内に位置している指Ｆに、押し付け力により圧迫されて血流が止まってしまう中央領域１３３と、押し付け力が影響せず血流が止まらない側部領域１３１，１３２が形成される。結果として、両側面１２７，１２８に設けられた透光板２９，２９の部品収納空間１２２側に発光部２３および受光部２４を配置し、側部領域１３１，１３２に対して発光部２３より光を照射し、その反射光を受光部２４で受光することにより脈波を検出することができる。つまり、脈波検出部１１１に指Ｆを押え付けるようにして配置しても脈波を確実に検出することができる。
【００３３】
尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。すなわち、本実施形態で挙げた具体的な形状、構成などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００３４】
例えば、本実施形態では、溝部２５（１２５）が断面Ｖ字状またはＷ字状に形成された場合の説明をしたが、指Ｆと溝部２５（１２５）の底面との間の隙間３５（１３５）を小さくするために、溝部２５（１２５）の下端折返し部３４（１３４）を円弧状に湾曲形成させてもよい（図６参照）。
【００３５】
また、本実施形態では、溝部２５（１２５）の一方の側面２７（１２７）に発光部２３を配置し、他方の側面２８（１２８）に受光部２４を配置した場合の説明をしたが、発光部２３および受光部２４を同一の側面に並列配置して脈波を検出するように構成してもよい。
【００３６】
さらに、本実施形態では、溝部２５（１２５）をセンサケース２１（１２１）の全長に亘って形成したが、溝部２５（１２５）内への外光の侵入を抑制するために、溝部２５（１２５）の両端部に壁部４０（１４０）を形成してもよい（図７参照）。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態における脈波検出装置の概略構成ブロック図である。
【図２】本発明の第一実施形態における脈波検出部の斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態における脈波検出部に指を配置したときの正面図である。
【図４】本発明の第二実施形態における脈波検出部の斜視図である。
【図５】本発明の第二実施形態における脈波検出部に指を配置したときの正面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるセンサケースの別の態様を示す正面図である。
【図７】本発明の実施形態におけるセンサケースのさらに別の態様を示す斜視図である。
【図８】従来の脈波検出部に指を配置したときの正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…脈波検出装置  １１…脈波検出部  ２１…センサケース  ２３…発光部  ２４…受光部  ２５…溝部  ２７，２８…側面  ３３…中央領域（非圧迫箇所）  １１１…脈波検出部  １２１…センサケース  １２５…溝部  １２７，１２８…側面  １３０…中央凸部  １３１，１３２…側部領域（非圧迫箇所）  Ｆ…指
【図１】
2009201894.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】
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【図８】
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