(57)【要約】【課題】測定時の外乱光の遮蔽を確実に行うことと、脈波の振幅測定を精度良く行う。【解決手段】脈波計測装置１は、被検者が指先を挿入する指挿入部３がシャフト８１回りに回動自在に本体部２に取り付けられている。指挿入部３内にＬＥＤと脈波センサが配置されており、指内で反射した光に応じて脈波センサが方形波パルス信号を出力するので、このパルス信号の周期をカウントすれば脈波を検出できる。被検者が指先を指挿入部３の内面に押し付けると、その荷重で指挿入部３がシャフト８１回りに回動し、圧力センサ２４に荷重がかけられる。この荷重が適切な範囲に入るように被検者自身に力の調整を行わせることで、適切な脈波を得る。【選択図】図１２
2009066042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の指先を挿入可能で、指先の腹部に向けて発光素子と受光素子が配置された指挿入部と、
指先の挿入方向の手前側を支点として前記指挿入部を回動自在に支持する本体部と、
を備え、
前記指挿入部には、指先の腹部を前記受光素子に向けて押し付けるときの押し付け方向と指先の挿入方向のそれぞれに直交する方向に回動軸が延び、底部に弾性部材が前記押し付け方向に突出して設けられ、
前記本体部は、前記弾性部材が当接可能な圧力センサと、前記指挿入部の一部が挿入されて前記指挿入部の回動のみを許容する形状の開口部が形成されていることを特徴とする脈波計測装置。
【請求項２】
前記指挿入部は、前記本体部に対して傾斜して配置されており、挿入方向の奥側が手前側より下がっていることを特徴とする請求項１に記載の脈波計測装置。
【請求項３】
前記本体部は、前記指挿入部を挟む左右方向の側部に前記圧力センサの検出値の大小を表示する荷重モニタが１つずつ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の脈波計測装置。
【請求項４】
前記指挿入部の内面に非透過材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の脈波計測装置。
【請求項５】
前記指挿入部は、前記受光素子を挟んで前記発光素子が複数設けられており、前記複数の発光素子は前記受光素子からの距離が異なることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の脈波計測装置。
【請求項６】
前記指挿入部は、前記受光素子を挟んで指先の温度を検出する温度センサと、アース接続されたピンが配置されていることを特徴とする請求項４に記載の脈波計測装置。
【請求項７】
前記受光素子は、光量に応じて周波数の異なるパルス信号を出力することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の脈波計測装置。
【請求項８】
前記指挿入部の挿入方向奥側の内面に爪を避ける凹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の脈波計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指先の挿入により脈波を計測する脈波計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手の指先で脈波を計測する装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、バネ付勢された一対のクリップ片からなる測定部を備えるものが知られている。この測定部は、一方のクリップ片に発光部が設けられ、他方のクリップ片に受光部が設けられている。指先を一対のクリップ片で挟んでから発光部を発光させると、指先を透過した光が受光部に取り込まれる。受光部には、受光した光の強度に応じて電流を発生させる素子が用いられている。受光部から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換してデータ処理すると、脈波の情報が得られる。
また、特許文献２に開示されているように、測定部を固定用バンドによって人差し指の根元から指関節までの間に装着するようにしたものもある。
【特許文献１】特開２００７−２０８３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１８８２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の測定部では、外光が受光部に入射し易かった。外光による信号が脈波の信号に重畳されると測定精度を低下させるので好ましくない。
また、脈波から被検者のストレス状態を判定する場合などには、脈波の振幅を適正に測定する必要がある。この場合、被検者の指先に略一定の荷重をかけて脈波測定を行う必要があるが、従来の測定部では被検者の個体差によってクリップが指先を挟む荷重が変化したり、固定用バンドの巻き加減によって荷重が変化したりするので、計測条件が安定せず、計測精度の向上が難しかった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、測定時の外光の遮蔽を確実に行うことと、測定時に指にかかる荷重を一定に保つことによって脈波の振幅測定を精度良く行えるようにすることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、被検者の指先を挿入可能で、指先の腹部に向けて発光素子と受光素子が配置された指挿入部と、指先の挿入方向の手前側を支点として前記指挿入部を回動自在に支持する本体部と、を備え、前記指挿入部には、指先の腹部を前記受光素子に向けて押し付けるときの押し付け方向と指先の挿入方向のそれぞれに直交する方向に回動軸が延び、底部に弾性部材が前記押し付け方向に突出して設けられ、前記本体部は、前記弾性部材が当接可能な圧力センサと、前記指挿入部の一部が挿入されて前記指挿入部の回動のみを許容する形状の開口部が形成されていることを特徴とする脈波計測装置とした。
この脈波計測装置は、本体部を軽く握りながら、指挿入部に指先を挿入する。指先を発光素子及び受光素子に向けて押し付けると、指挿入部が回動軸回りに回動する。そして、回動方向に設けられている弾性部材が圧力センサを押圧するので、指を押し付ける力が計測される。指先にかかる荷重を検出することで、略一定の荷重がかかった状態で測定を行えるようになる。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の脈波計測装置において前記指挿入部は、前記本体部に対して傾斜して配置されており、挿入方向の奥側が手前側より下がっていることを特徴とする。
この脈波計測装置で本体部を軽く握りながら、指挿入部に指先を挿入すると、指挿入部の傾斜によって指が自然な姿勢になる。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の脈波計測装置において、前記本体部は、前記指挿入部を挟む左右方向の側部に前記圧力センサの検出値の大小を表示する荷重モニタが１つずつ設けられていることを特徴とする。
この脈波計測装置では、指を押し付ける力に応じて荷重モニタの表示が変化するので、これを確認すれば適切な測定条件に達しているか否かを簡単に判断できる。荷重モニタの表示が不適切であれば自分で指を押し付ける力を調整する。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の脈波計測装置において、前記指挿入部の内面に非透過材が設けられていることを特徴とする。
この脈波計測装置では、指挿入部の母材が光を透過させる可能性がある場合に、非透過材を配置することで外部の光が指や受光素子に届かないようになる。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項１又は請求項４に記載の脈波計測装置において、前記指挿入部は、前記受光素子を挟んで前記発光素子が複数設けられており、前記複数の発光素子は前記受光素子からの距離が異なることを特徴とする。
この脈波計測装置は、被検者の指に個体差がある場合でもいずれかの発光素子が測定に適した位置になる。
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項４に記載の脈波計測装置において、前記指挿入部は、前記受光素子を挟んで指先の温度を検出する温度センサと、アース接続されたピンが配置されていることを特徴とする。
この脈波計測装置では、指先の温度が低すぎたり、高すぎたりすると正しい脈波のデータを取得できなくなるので、温度センサによって監視している。また、指先を接地させることで指先の帯電によるノイズの発生を防止する。
【００１０】
請求項７に係る発明は、請求項５又は請求項６に記載の脈波計測装置において、前記受光素子は、光量に応じて周波数の異なるパルス信号を出力することを特徴とする。
この脈波計測装置は、脈波センサがデジタル信号を出力するので、アナログ出力するタイプに比べて回路構成が簡単になる。また、デジタル信号で出力されるので、ノイズに対して強くなる。
【００１１】
請求項８に係る発明は、請求項１に記載の脈波計測装置において、前記指挿入部の挿入方向奥側の内面に爪を避ける凹部が設けられていることを特徴とする。
この脈波計測装置は、爪が長い状態でも指挿入部の内面に指が突き当たらないので、検査位置のずれが防止される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被検者が受光素子に指先を押し付けるようにして圧力をかけた状態で脈波測定を行うようにしたので、脈波のデータや振幅のデータを精度良く取得できる。本体部に形成された開口部によって圧力センサに対する指挿入部の位置ずれが防止されるので、被検者が指先を押し付ける力を正しく検出でき、脈波のデータや振幅のデータを安定して取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に外観形状を、図２にブロック図を示すように、脈波計測装置１は、本体部２と、本体部２に回動可能に取り付けられた指挿入部３とを備え、本体部２は有線で解析装置、例えば汎用のパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）４に接続されている。
【００１４】
図２に示すように、指挿入部３には、センサ基板１１が内蔵されている。センサ基板１１には、発光素子であるＬＥＤ（発光ダイオード）２１と、受光素子である脈波センサ２２と、温度センサ２３が搭載されている。
本体部２には、圧力センサ２４と、被検者に荷重のかかり具合を知らせる荷重モニタ１２と、信号処理基板１３が内蔵されている。信号処理基板１３には、ＬＥＤ２１に接続されて脈波センサ２２と共に脈波検出回路３１を構成するＬＥＤ光量調整回路３２と、温度センサ２３に接続されて温度検出回路３３を構成する温度センサ信号増幅回路３４と、圧力センサ２４と共に荷重検出回路３５を構成する圧力センサ信号増幅回路３６を備える。さらに、各回路３２，３４，３６及び脈波センサ２２が接続され、ＣＰＵ（中央演算装置）やメモリなどを備えるマイコン３７と、マイコン３７とパソコン４との間でデータ通信を行わせるＵＳＢ（Universal Serial Bus）通信回路３８と、ＵＳＢ接続されるパソコン４を通して不図示の外部電源に接続され、マイコン３７および回路素子に
電力を安定して供給するレギュレータである電源回路３９とを備える。
【００１５】
図３に脈波検出回路３１を形成するＬＥＤ２１、脈波センサ２２、ＬＥＤ光量調整回路３２の構成を示す。ＬＥＤ２１は、基本波長が６５０ｎｍ付近の赤色発光するものが使用されている。赤色の光は、人体に入り易い波長であるため、明確な脈波信号が採取できる。さらに、赤色の光は、目に見えることから、点灯しないときの故障判別が容易である。図３には２つのＬＥＤ光量調整回路３２が並列に接続されているが、並列の数及び配列はこれに限定されない。
【００１６】
ＬＥＤ光量調整回路３２は、ＬＥＤ２１の高電位側の端子に接続されるトランジスタＴ１のゲートにマイコン３７からのＯＮ／ＯＦＦ信号が入力されるように構成されると共に、一対のＬＥＤ２１の低電位側の端子にオペアンプＯＰ１とトランジスタＴ２を接続した定電流回路４１が設けられている。この定電流回路４１は、オペアンプＯＰ１のマイナス端子に、マイコン３７からのＰＷＭ（パルス幅変調）信号をＤＣ電圧に変換した信号が入力されるようになっており、定電流指令値（ＰＷＭ信号のデューティ）を任意に可変することで、ＬＥＤ２１に流れる電流を制御できる。なお、定電流回路４１とＧＮＤの間には、シャント抵抗４２が挿入されている。シャント抵抗４２を流れる電流を計測すれば基本電流値を決定したり、電流値のフィードバックをしたりできるようになる。このようなＬＥＤ光量調整回路３２では、条件に応じて光の照射量を可変できるので、最適な感度の脈波が得られる。
【００１７】
脈波センサ２２は、ＬＥＤ２１で発光され、指先を通った後の光を受光し、方形波パルス信号を発生させるもので、反射光の明るさに応じて方形波パルス信号の周波数が変化するＬＦＣ（Light to frequency converter）が用いられている。方形波パルス信号は、マイコン３７のエッジ検出ポートに入力される。マイコン３７のカウンタで方形波パルス信号のエッジをカウントすれば脈波が得られる。この脈波センサ２２は、光量を周波数可変型のパルス信号に変換するので、ノイズに強い。
【００１８】
図４に温度センサ２３と温度センサ信号増幅回路３４からなる温度検出回路３３の構成を示す。温度センサ２３には、サーミスタが用いられている。サーミスタは、指先の温度を１０〜４５℃の範囲で計測可能なものが選択されている。図４では、サーミスタは可変抵抗として図示されている。
温度センサ信号増幅回路３４は、温度センサ２３の抵抗値の変化を電圧信号に変換するために、所定電圧の入力端子とＧＮＤの間に温度センサ２３と抵抗Ｒ１を直列に接続し、接続点Ａの電位ＶＡを検出するように構成されている。さらに、電位ＶＡの信号のノイズを除去するために、ＣＲローパスフィルタ４３を接続すると共に、差動増幅回路４４を有する。差動増幅回路４４は、予め設定されたオフセット除去用電圧を基準としてマイコン３７に入力可能な電圧（例えば、５Ｖや３Ｖ）になるようにゲインが調整されている。
【００１９】
図２に示す荷重検出回路３５は、圧力センサ２４として歪ゲージを使用している。圧力センサ信号増幅回路３６は、歪ゲージを可変抵抗としたときの抵抗値の変化を電圧信号に変換するように構成されており、前記した温度センサ信号増幅回路３４と略同様の構成になっている。すなわち、所定電圧の入力端子とＧＮＤの間に歪ゲージと抵抗を直列に接続し、接続点での信号ノイズを除去するために、ＣＲローパスフィルタを接続すると共に、マイコン３７に入力可能な電圧（例えば、５Ｖや３Ｖ）になるようにゲインが調整された差動増幅回路を有する。荷重検出回路３５で圧力検出を実施することで、精度の良い脈波を得られるようになる。
【００２０】
ここで、指先に適切な圧力を常にかける機構は調整が難しいので、この脈波計測装置１では指挿入部３に被検者自身が指を押し付けて圧力をかける構造を採用している。このため、図１及び図５に示すように、本体部２は、被検者が指挿入部３に指先を入れた状態で軽く握れるような曲面を有する。指挿入部３は、本体部２を軽く握ったときの指先の位置に対応して本体部２の先端寄りで、左右方向の略中央に配置されており、本体部２に形成された開口部５１から一部を本体部２内に入り込ませてある。指挿入部３が高さは挿入口６４の下端が開口部５１以上に配置されるように設定されている。さらに、指挿入部３は、本体部２の底面２Ａに平行な水平面に対して先端側、つまり図５にｄ１で示す挿入方向の奥側が下がるように傾斜している。なお、底面２Ａに滑り止め用のゴム５２を貼り付けて、本体部２が滑って移動しないようにしてある。滑り止めは、ゴム５２以外でも良い。
【００２１】
さらに、図６に示すように、本体部２は、指挿入部３を挟む左右方向の両側部のそれぞれに荷重モニタ１２が１つずつ配設されている。各荷重モニタ１２は、３つのＬＥＤ５５，５６，５７を配列させた構成になっており、被検者が指先を押し付ける圧力の大きさに応じて３段階の表示が可能である。図７に示すように、荷重検出回路３５の出力は、マイコン３７の荷重判定部５８に入力される。荷重判定部５８はマップ５９を検索し、圧力の大きさに応じて荷重モニタ１２のＬＥＤ５５〜５７に対して点灯信号を出力する。
マップ５９には、最適な荷重範囲の下限値ＣＬと上限値ＣＵの二つが予め設定されている。荷重判定部５８に入力される信号が下限値ＣＬより小さいときは、ＬＥＤ５５を点灯させ、ＬＥＤ５６，５７はＯＦＦにする。入力信号が下限値ＣＬ以上で上限値ＣＵより小さいときは、ＬＥＤ５６のみを点灯させる。入力信号が上限値ＣＵ以上のときは、ＬＥＤ５７のみを点灯させる。最適な荷重範囲であれば、ＬＥＤ５６のみが点灯するので、被検者は、荷重モニタ１２の表示をみれば測定に必要な押し付け状態であるか否かを簡単に確認できる。
【００２２】
荷重モニタ１２は、本体部２の前側の側部に設けられているので、本体部２を軽く握ったときでも指で隠れずに目視で確認できる。荷重モニタ１２が左右のそれぞれに１つずつ設けられているので、右手で測定する場合でも左手で測定する場合でも荷重モニタ１２を目視で確認できる。なお、荷重判定部５８は、抵抗値又は電圧の上限値及び下限値でマップ５９を検索するように構成しても良い。中央のＬＥＤ５６の色を他の２つのＬＥＤ５５、５７と異ならせるとさらに確認し易くなる。例えば、中央のＬＥＤ５６を緑色にし、他の２つのＬＥＤ５５，５７を赤色にすると、荷重の適否を直感的に理解し易くなる。なお、最適な荷重範囲にあるときのみ点灯させるなどの点灯パターンや、点灯させるＬＥＤの数は適宜変更することができる。
【００２３】
図１及び図８に示すように、指挿入部３は、本体部２に支持されるベース部６１と、ベース部６１の先端側にヒンジ６２で接続され、上向きに開くことができるケース蓋部６３を備える。ケース蓋部６３を閉じたときに、指先を挿入する挿入口６４が形成される。ケース蓋部６３とベース部６１は、樹脂などから製造されている。外乱光がベース部６１やケース蓋部６３を通して内部に入り込まないように、ベース部６１とケース蓋部６３のそれぞれの内面には、アルミテープなどの非透過材６５が貼り付けられている。遮光することで、外乱光をさえぎり、ＬＥＤ２１からの光のみを検出して精度の良い脈波を得られるようになる。なお、非透過材６５を黒色にすれば、遮光性がさらに高まる。
図９及び図１０に示すように、ベース部６１の先端部分は、凹部６６が設けられている。凹部６６は、女性などが爪の長い指を挿入したときの逃げ部となっており、爪がベース部６１の内面やケース蓋部６３の内面に突き当たってセンシング位置がずれないようにしている。
【００２４】
ベース部６１内の底面は、指先の形状に合わせた曲面形状を有する指挿入部底面６７になっている。指挿入部底面６７は、被検者が指先の腹部を押し付ける面である。指挿入部底面６７には、指の挿入方向の交差する左右方向に３つの窓７１，７２，７３が設けられている。さらに、中央の窓７２を通って、指の挿入方向に平行な前後方向には、窓７２を挟んで２つの孔７４，７５が設けられている。挿入方向で奥側（前側）の孔７４は、温度センサ２３が指先の温度を測定可能に配置されている。挿入方向で手前側（後側）の孔７５には、ＧＮＤピン７６が指先に接触可能に挿入されている。ＧＮＤピン７６は、指が帯電することで生じる静電容量などの影響で脈波センサ２２の信号にノイズが重畳されることを防ぐ。
【００２５】
中央の窓７２の下方には、脈波センサ２２が配され、左右の２つの窓７１，７３の下方にはＬＥＤ２１が１つずつ配される。中央の窓７２に併せて指先を挿入すれば、この窓７２に前後して配置された温度センサ２３とＧＮＤピン７６が指先に自然と接触し、温度測定と浮遊静電容量の除去とが確実に行える。この実施の形態では、図９の破線で囲った窓７２、孔７４，７５を含む領域が指を押さ付けて脈波検出を行うセンシング位置Ｐｓになっている。
ここで、窓７１〜７３には、測定光は透過できるが水や異物は通過不能で、かつ指先がＬＥＤ２１や脈波センサ２２に直接触れないようにするシールド部材７８が嵌め込まれている。シールド部材７８としては、例えば、シリコーン樹脂からなるシートが用いられる。中央の窓７２の大きさは、ＬＥＤ２１の反射光のみを脈波センサ２２に入射させるのに最小限必要な大きさになっている。窓７２が大きすぎると、指と指挿入部底面６７の隙間などから外乱光が入り込んで脈波センサ２２に入射してしまうからである。
【００２６】
また、図１１に示すように、脈波センサ２２の中心線と、左側のＬＥＤ２１と左側のＬＥＤ２１の各中心までの距離は、それぞれ異なる距離Ｌｌ，Ｌｒになっている。脈波センサ２２に対して２つのＬＥＤ２１を非対称な配置にすることで、指の形状、太さが被検者によって異なる場合でもいずれかのシールド部材７８に密着又は測定可能に近接させることができる。
【００２７】
図１２に示すように、ベース部６１の左右方向のそれぞれの外面の手元側には、シャフト８１が水平方向に１つずつ突設されている。シャフト８１は、指挿入部３の回動軸になっており、本体部２の内部に設けられた軸受け部８２に支持させてある。水平方向とは、図５に矢印ｄ１で示す指挿入部３に指を挿入する方向、及び矢印ｄ２で示す指先の腹部の押し付け方向のそれぞれに直交する方向である。このため、指挿入部３は、シャフト８１を起点として挿入方向の奥側を矢印ｄ２の方向に回動させることができる。なお、シャフト８１は、ベース部６１を貫通する一本のシャフトでも良い。
ベース部６１の下側の外面である底部には、蓋部材８３が取り付けられており、蓋部材８３の底部には、弾性部材であるゴム８４が固定されている。ゴム８４の下方には圧力センサ２４が配置されている。ゴム８４は、圧力センサ２４の感圧領域の形状に合わせて指先の押し付け方向ｄ２（指挿入部３の回動方向）に延びる円柱形を有する。ゴム８４が圧力センサ２４を押す際の機械的なフィルタとして機能することで、局所的な高い圧力が圧力センサ２４に伝達されないようにしている。これによって、均された平均的な指の圧力を圧力センサ２４に伝えることが可能になる。
【００２８】
次に、この脈波計測装置１を使った脈波測定について説明する。
脈波測定（またはストレス判定）を行う被検者は、右手又は左手で本体部２を軽く握りつつ、人指し指を指挿入部３の挿入口６４から挿入する。このとき、ケース蓋部６３を開いて、窓７２の位置を確認しながら指先を配置すると位置ずれを容易に防止できる。また、ケース蓋部６３を開けたときにＬＥＤ２１の発光を確認し、故障がないことを確かめると良い。
温度センサ２３がセンシング位置Ｐｓにある指先に接触して温度を検出し、その結果をパソコン４に送信する。指先の温度が低すぎるときは、血流の変動が少なくて脈波を正しく採取できないことがあるので計測条件としては好ましくない。したがって、パソコン４がエラー表示する。同様に指先の温度が高すぎるときもパソコン４がエラー表示を行う。温度測定結果をパソコン４の表示にフィードバックすることで、被検者は脈波が検出できる状態であるかを容易にチェックできる。また、ＧＮＤピン７６によって指先が帯電していてもＧＮＤレベルに落とされ、ノイズの重畳が防止される。
【００２９】
さらに、指先を適度な力を加えて押し付けることで、指挿入部３がシャフト８１を軸にして本体部２に対して回動する。シャフト８１より先端側にあるゴム８４が下方に移動し、圧力センサ２４の感圧範囲に押し付けられる。ここで、本体部２の開口部５１は、指挿入部３がシャフト８１を中心として回動することは許容するが、左右方向には指挿入部３の側面と開口部５１が当接して移動を規制する。このように、指挿入部３を本体部２に回動可能に指示させると共に、指挿入部３の形状及び開口部５１の形状で回動方向を規制するような荷重方向制限機構を設けることで、図１３に示すようにゴム８４による荷重範囲Ｒｇと圧力センサ２４の感圧範囲Ｒｓがずれなくなり、指先からの荷重を正確に計測できるようになる。なお、開口部５１を含む荷重方向制限機構がないときは、仮想線で示すように荷重範囲Ｒｇと感圧範囲Ｒｓがずれてしまって指先からの荷重を正しく検出できないことがある。
【００３０】
被検者は、このようにして計測された荷重を荷重モニタ１２で確認する。ＬＥＤ５６が点灯していたら適切な状態になるので、そのまま脈波測定が実施される。なお、荷重が不適切な場合、例えばＬＥＤ５５が点灯しているときは、押し付ける力を増やす。ＬＥＤ５７が点灯しているときは、押し付ける力を緩める。圧力検出を実施することで、精度の良い脈波や脈波の振幅が得られるようになる。
【００３１】
脈波の測定を開始するときは、マイコン３７からの信号によって脈波検出回路３１の２つのＬＥＤ２１に電流が供給される。マイコン３７は、パソコン４からの指令に応じて、ＬＥＤ光量調整回路３２に対して一定のＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号はローパスフィルタによりアナログのＤＣ電圧に変換される。オペアンプＯＰ１のプラス入力端子に、前記ＤＣ電圧が入力される。シャント抵抗４２のＧＮＤと反対側に端子の電圧をオペアンプＯＰ１のマイナス端子に入力する。オペアンプＯＰ１は、マイナス入力端子のシャント抵抗電圧と、プラス入力端子の指令ＤＣ電圧を比較する。プラス入力端子の電位が大きいときは、オペアンプＯＰ１の出力電圧は大きくなり、逆にマイナス入力端子の電位が大きいときは、出力が小さくなる。オペアンプＯＰ１の出力が大きくなると、トランジスタＴ２のベース電流が大きくなっていくので、コレクタ電流も大きくなり、結果的にＬＥＤ２１およびシャント抵抗４２に流れる電流が増加してＬＥＤ２１が明るくなる。また、シャント抵抗４２の電位つまりオペアンプＯＰ１のマイナス端子入力の電位が、プラス端子の電位よりも大きくなると、オペアンプＯＰ１の出力電圧が小さくなり、ベース電流が小さくなってコレクタ電流も小さくなる。その結果、ＬＥＤ２１とシャント抵抗４２に流れる電流が減少してＬＥＤ２１の明るさが暗くなる。このようにして、マイコン３７が出力するＰＷＭ信号のＤＵＴＹに応じて、オペアンプＯＰ１のプラス端子に入力する指令電圧が変化するので、パソコン４からの指令に応じてＬＥＤ２１の明るさを任意に調整することができる。条件に応じて光の照射量を可変できるので、最適な感度の脈波を得ることができる。
指内の血管に届いた赤色光は血液中のヘモグロビンによって一部が吸収され、一部が反射する。したがって、脈波は指からの反射光の光量変化として現れる。脈波センサ２２は、光量を周波数可変型のパルス信号に変換するので、ノイズに強い。さらに、この信号は、マイコン３７のポートに直接入力されるので、オペアンプなどのアナログ回路が不要になって回路を小型化できる。また、アナログ信号をＡ／Ｄ変換器（通常は１０ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器）で検出するよりも、周波数可変型のパルス信号の周期を内蔵のタイマ（通常は１６ｂｉｔ）で検出するので、脈波データとして取り込む範囲が広くなる。
【００３２】
パルス信号のカウント値は、脈波の信号としてマイコン３７からＵＳＢ通信回路３８を通してパソコン４にデータ送信される。通信手段に有線を使用することで、通信途絶などの弊害が発生し難い。パソコン４は、各種のデータ解析を行って脈波の周期や脈拍、振幅を算出する。そして、これらをモニタ表示したり、記憶したりする。振幅などのデータを用いてストレス判定を行った場合には、その結果も表示したり、記憶したりする。
【００３３】
この脈波計測装置１によれば、被検者が指先を押し付ける力を利用しながら脈波の測定を行うようにしたので、脈波の情報を安定して精度良く取得できる。また、遮光性に優れるので、測定精度を向上できる。本体部２の形状は、人間の指の姿勢に合わせているので、無理な力がかからずに握れる。本体部２が握り易い形状になっているので、指先の腹部を押し付けながらの計測が容易である。
荷重モニタ１２を設けたので、適正な圧力を視認性良く、被検者に知らせることができる。荷重モニタ１２は左右に１つずつ設けたので、利き手が左右のいずれであっても計測できる。
ケース蓋部６３を開いてセンシング位置Ｐｓを自分の目で確認できるようにしたので、適正な位置に指をおける。なお、ケース蓋部６３は常に開く必要はない。
指挿入部３に非透過材６５を設けて脈波センサ２２に入る外乱光を遮断したので、指先を通った光のみを取り込めるようになる。
【００３４】
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、赤色以外の可視光や赤外光を用いて脈波計測を行っても良い。
本体部２は、被検者が適切な圧力をかけられれば良いので、手を開いた状態で置くような形状にしても良い。荷重モニタ１２を本体部２に設けずに、パソコン４に判定結果を表示させても良い。
指挿入部３内に凹凸などを設け、接触感覚によりセンシング位置Ｐｓに導くようにしもて良い。
シールド部材７８を設けずに、脈波センサ２２を指先に密着させる構成でも良い。ＬＥＤ２１と脈波センサ２２は挿入方向に配置しても良い。
発光素子は、ＬＥＤ２１以外の素子、例えばフォトトランジスタなどでも良い。脈波センサ２２は、アナログ信号を出力する受光素子でも良い。温度センサ２３や圧力センサ２４は実施の形態に限定されない。
【００３５】
指挿入部３は、金属等、遮光されている材料で製造しても良い。この場合に非透過材６５は必ずしも設ける必要なない。
ゴム８４以外の弾性体を利用しても良い。軸受け部８２を設ける代わりに、本体部２にシャフト８１を貫通させることもできる。軸受け部８２を指挿入部３側に設け、シャフト８１を本体部２に設けても良い。
荷重モニタ１２は、７セグメントのＬＥＤで構成しても良いし、簡易的なＬＣＤモニタ（液晶モニタ）でも良い。
静電容量の除去を指挿入部３内で行わずに、本体部２に手に接触させることで行うようにしても良い。
脈波計測装置１とパソコン４のデータ通信に無線通信技術を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る脈波計測装置の外観図である。
【図２】脈波計測装置のブロック図である。
【図３】脈波検出回路の構成を示す図である。
【図４】温度検出回路の構成を示す図である。
【図５】脈波計測装置の側面図である。
【図６】脈波計測装置を平面図である。
【図７】荷重モニタを動作させる構成の概略を示す図である。
【図８】ケース蓋部を開いた図である。
【図９】図８のＢ矢視図である。
【図１０】図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１２】図６のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１３】荷重範囲と感圧範囲を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      脈波計測装置
２      本体部
３      指挿入部
１２      荷重モニタ
２１      ＬＥＤ（発光素子）
２２      脈波センサ（受光素子）
２３      温度センサ
２４      圧力センサ
５１      開口部
６５      非透過材
７６      ＧＮＤピン
８１      シャフト（回動軸）
８４      ゴム（弾性部材）
【図１】
2009066042.tif 000003
【図２】
2009066042.tif 000004
【図３】
2009066042.tif 000005
【図４】
2009066042.tif 000006
【図５】
2009066042.tif 000007
【図６】
2009066042.tif 000008
【図７】
2009066042.tif 000009
【図８】
2009066042.tif 000010
【図９】
2009066042.tif 000011
【図１０】
2009066042.tif 000012
【図１１】
2009066042.tif 000013
【図１２】
2009066042.tif 000014
【図１３】
2009066042.tif 000015