JP2017169690A - Biological information measuring device and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological information measuring device and electronic equipment capable of performing more accurate noise removal.SOLUTION: A biological information measuring device includes a light emitting element 11, three or more light receiving elements 12, 13, and 14, and a signal processing part. The three or more light receiving elements are arranged at least at three places whose distances from the light emitting element are different respectively in a predetermined direction from the light emitting element on a wiring board 10. The signal processing part derives a fourth detection signal in which an impact of a noise component is reduced, by the calculation based on a first detection signal, a second detection signal, and a third detection signal. The first detection signal is a signal detected by the first light receiving element relatively close to the light emitting element. The second detection signal is a signal detected by the second light receiving element relatively far from the light emitting element. The third detection signal is a signal detected by the third light receiving element between the first light receiving element and the second light receiving element.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、生体情報計測装置および電子機器に関する。   The present disclosure relates to a biological information measuring device and an electronic apparatus.

近年、ウェアラブルデバイスの進化や常時無線接続の普及とともに、脈拍センサを搭載した時計型もしくはリストバンド型のデバイスが上市されている。それらのデバイスにおける脈拍センサには、光電容積脈波方式(photoplethysmography;PPG)が広く採用されている。   In recent years, with the evolution of wearable devices and the spread of constant wireless connection, watch-type or wristband-type devices equipped with a pulse sensor are on the market. Photoplethysmography (PPG) is widely used for pulse sensors in these devices.

特開2015−188498号公報JP2015-188498A 特開2009−39568号公報JP 2009-39568 A

光電容積脈波方式では、様々なノイズによる信号変動が発生するので、より精度の高いノイズ除去が求められる。また、脈拍以外の生体情報において、光電容積脈波方式と同様の方式が用いられている場合にも、より精度の高いノイズ除去が求められる。より精度の高いノイズ除去を行うことの可能な生体情報計測装置および電子機器を提供することが望ましい。   In the photoelectric volumetric pulse wave method, signal fluctuations due to various noises occur, so noise removal with higher accuracy is required. Further, even when a method similar to the photoelectric volume pulse wave method is used for biological information other than the pulse, more accurate noise removal is required. It is desirable to provide a biological information measuring apparatus and electronic device that can perform noise removal with higher accuracy.

本開示の一実施の形態の第1の生体情報計測装置は、発光素子と、3つ以上の受光素子と、信号処理部とを備えている。発光素子は、配線基板上に配置されており、被検体に対して光を発する。3つ以上の受光素子は、配線基板上の、発光素子から所定の方向において、発光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置されている。各受光素子は、被検体からの光を受光する。信号処理部は、第1検出信号と、第2検出信号と、第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出する。ここで、第1検出信号は、3つ以上の受光素子のうち相対的に発光素子寄りの第1受光素子で検出された信号である。第2検出信号は、3つ以上の受光素子のうち相対的に発光素子から離れた第2受光素子で検出された信号である。第3検出信号は、3つ以上の受光素子のうち第1受光素子と第2受光素子との間にある第3受光素子で検出された信号である。信号処理部は、導出した第4検出信号に基づいて、第4検出信号と相関を有する被検体の生体情報を導出する。   A first biological information measuring device according to an embodiment of the present disclosure includes a light emitting element, three or more light receiving elements, and a signal processing unit. The light emitting element is disposed on the wiring board and emits light to the subject. The three or more light receiving elements are arranged on at least three places on the wiring board in different directions from the light emitting elements in a predetermined direction. Each light receiving element receives light from the subject. The signal processing unit derives a fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced by a calculation based on the first detection signal, the second detection signal, and the third detection signal. Here, the first detection signal is a signal detected by the first light receiving element relatively closer to the light emitting element among the three or more light receiving elements. The second detection signal is a signal detected by a second light receiving element that is relatively far from the light emitting element among the three or more light receiving elements. The third detection signal is a signal detected by the third light receiving element between the first light receiving element and the second light receiving element among the three or more light receiving elements. The signal processing unit derives biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the derived fourth detection signal.

本開示の一実施の形態の第1の電子機器は、上記の第1の生体情報計測装置を備えている。   A first electronic device according to an embodiment of the present disclosure includes the first biological information measurement device described above.

本開示の一実施の形態の第1の生体情報計測装置および第1の電子機器では、発光素子からの距離が互いに異なる3つの受光素子が設けられている。これにより、例えば、第1受光素子において、被検体の表皮で生じるノイズを多く含む検出信号が得られる。また、例えば、第2受光素子において、被検体の皮下組織で生じるノイズを多く含む検出信号が得られる。また、例えば、第3受光素子において、被検体の生体情報に関する信号成分と、被検体の表皮および皮下組織で生じるノイズとを含む検出信号が得られる。従って、これら3つの検出信号に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号を導出することができる。   In the first biological information measuring device and the first electronic device according to the embodiment of the present disclosure, three light receiving elements having different distances from the light emitting elements are provided. Thereby, for example, in the first light receiving element, a detection signal containing a lot of noise generated on the skin of the subject is obtained. Further, for example, in the second light receiving element, a detection signal containing a lot of noise generated in the subcutaneous tissue of the subject can be obtained. In addition, for example, in the third light receiving element, a detection signal including a signal component related to biological information of the subject and noise generated in the epidermis and subcutaneous tissue of the subject is obtained. Therefore, a detection signal in which the influence of the noise component is reduced can be derived by performing an operation based on these three detection signals.

本開示の一実施の形態の第2の生体情報計測装置は、受光素子と、3つ以上の発光素子と、信号処理部とを備えている。受光素子は、配線基板上に配置されており、被検体からの光を受光する。3つ以上の発光素子は、配線基板上の、受光素子から所定の方向において、受光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置されている。3つ以上の発光素子は、被検体に対して光を発する。信号処理部は、各発光素子を順次発光させる。信号処理部は、第1検出信号と、第2検出信号と、第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出する。ここで、第1検出信号は、3つ以上の発光素子のうち相対的に前記受光素子寄りの第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された信号である。第2検出信号は、3つ以上の発光素子のうち相対的に受光素子から離れた第2発光素子が発光しているときに受光素子で検出された信号である。第3検出信号は、3つ以上の発光素子のうち第1発光素子と第2発光素子との間にある第3発光素子が発光しているときに受光素子で検出された信号である。信号処理部は、導出した第4検出信号に基づいて、第4検出信号と相関を有する被検体の生体情報を導出する。   The second biological information measurement device according to an embodiment of the present disclosure includes a light receiving element, three or more light emitting elements, and a signal processing unit. The light receiving element is disposed on the wiring board and receives light from the subject. The three or more light emitting elements are disposed on at least three places on the wiring board in different directions from the light receiving element in a predetermined direction. Three or more light emitting elements emit light to the subject. The signal processing unit sequentially causes each light emitting element to emit light. The signal processing unit derives a fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced by a calculation based on the first detection signal, the second detection signal, and the third detection signal. Here, the first detection signal is a signal detected by the light receiving element when the first light emitting element relatively closer to the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light. The second detection signal is a signal detected by the light receiving element when the second light emitting element that is relatively far from the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light. The third detection signal is a signal detected by the light receiving element when the third light emitting element between the first light emitting element and the second light emitting element among the three or more light emitting elements emits light. The signal processing unit derives biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the derived fourth detection signal.

本開示の一実施の形態の第2の電子機器は、上記の第2の生体情報計測装置を備えている。   A second electronic device according to an embodiment of the present disclosure includes the second biological information measurement device.

本開示の一実施の形態の第2の生体情報計測装置および第2の電子機器では、受光素子からの距離が互いに異なる3つの発光素子が設けられている。これにより、例えば、相対的に受光素子寄りの第1発光素子が発光しているときに、被検体の表皮で生じるノイズを多く含む検出信号が得られる。また、例えば、相対的に受光素子から離れた第2発光素子が発光しているときに、被検体の皮下組織で生じるノイズを多く含む検出信号が得られる。また、例えば、第1発光素子と第2発光素子との間にある第3発光素子が発光しているときに、被検体の生体情報に関する信号成分と、被検体の表皮および皮下組織で生じるノイズとを含む検出信号が得られる。従って、これら3つの検出信号に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号を導出することができる。   In the second biological information measuring device and the second electronic device according to an embodiment of the present disclosure, three light emitting elements having different distances from the light receiving element are provided. Thereby, for example, when the first light emitting element relatively close to the light receiving element emits light, a detection signal containing a lot of noise generated on the skin of the subject is obtained. Further, for example, when the second light emitting element that is relatively distant from the light receiving element emits light, a detection signal including a lot of noise generated in the subcutaneous tissue of the subject is obtained. Further, for example, when the third light emitting element between the first light emitting element and the second light emitting element emits light, the signal component related to the biological information of the subject and the noise generated in the epidermis and subcutaneous tissue of the subject A detection signal including is obtained. Therefore, a detection signal in which the influence of the noise component is reduced can be derived by performing an operation based on these three detection signals.

本開示の一実施の形態の第3の生体情報計測装置は、受光素子、3つ以上の発光素子と、信号処理部とを備えている。受光素子は、配線基板上に配置されており、被検体からの光を受光する。3つ以上の発光素子は、配線基板上の、受光素子から所定の方向において、受光素子からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい少なくとも3か所に配置されている。3つ以上の発光素子は、各々の発光波長が互いに異なるとともに、被検体に対して光を発する。信号処理部は、各発光素子を順次発光させる。信号処理部は、第1検出信号と、第2検出信号と、第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出する。ここで、第1検出信号は、3つ以上の発光素子のうち相対的に受光素子寄りの第1発光素子が発光しているときに受光素子で検出された信号である。第2検出信号は、3つ以上の発光素子のうち相対的に受光素子から離れた第2発光素子が発光しているときに受光素子で検出された信号である。第3検出信号は、3つ以上の発光素子のうち第1発光素子と第2発光素子との間にある第3発光素子が発光しているときに受光素子で検出された信号である。信号処理部は、導出した第4検出信号に基づいて、第4検出信号と相関を有する被検体の生体情報を導出する。   A third biological information measuring device according to an embodiment of the present disclosure includes a light receiving element, three or more light emitting elements, and a signal processing unit. The light receiving element is disposed on the wiring board and receives light from the subject. The three or more light emitting elements are arranged on at least three places on the wiring board in a predetermined direction from the light receiving elements, or the distances from the light receiving elements are equal to each other or substantially equal to each other. The three or more light emitting elements have different emission wavelengths and emit light to the subject. The signal processing unit sequentially causes each light emitting element to emit light. The signal processing unit derives a fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced by a calculation based on the first detection signal, the second detection signal, and the third detection signal. Here, the first detection signal is a signal detected by the light receiving element when the first light emitting element relatively closer to the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light. The second detection signal is a signal detected by the light receiving element when the second light emitting element that is relatively far from the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light. The third detection signal is a signal detected by the light receiving element when the third light emitting element between the first light emitting element and the second light emitting element among the three or more light emitting elements emits light. The signal processing unit derives biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the derived fourth detection signal.

本開示の一実施の形態の第3の電子機器は、上記の第3の生体情報計測装置を備えている。   A third electronic device according to an embodiment of the present disclosure includes the third biological information measuring device.

本開示の一実施の形態の第3の生体情報計測装置および第3の電子機器では、受光素子からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい箇所に、各々の発光波長が互いに異なる3つの発光素子が設けられている。これにより、例えば、相対的に発光波長の短い第1発光素子が発光しているときに、被検体の表皮で生じるノイズを多く含む検出信号が得られる。また、例えば、相対的に発光波長の長い第2発光素子が発光しているときに、被検体の皮下組織で生じるノイズを多く含む検出信号が得られる。また、例えば、第1発光素子の発光波長と第2発光素子の発光波長との間の発光波長の第3発光素子が発光しているときに、被検体の生体情報に関する信号成分と、被検体の表皮および皮下組織で生じるノイズとを含む検出信号が得られる。従って、これら3つの検出信号に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号を導出することができる。   In the third biological information measuring apparatus and the third electronic device according to an embodiment of the present disclosure, three light emission units having different emission wavelengths at locations where the distances from the light receiving elements are equal to or substantially equal to each other. An element is provided. Thereby, for example, when the first light-emitting element having a relatively short emission wavelength emits light, a detection signal containing a lot of noise generated on the skin of the subject is obtained. Further, for example, when the second light emitting element having a relatively long emission wavelength emits light, a detection signal containing a lot of noise generated in the subcutaneous tissue of the subject can be obtained. In addition, for example, when a third light emitting element having a light emission wavelength between the light emission wavelength of the first light emitting element and the light emission wavelength of the second light emitting element emits light, Detection signals including noise generated in the epidermis and subcutaneous tissue of the skin. Therefore, a detection signal in which the influence of the noise component is reduced can be derived by performing an operation based on these three detection signals.

本開示の一実施の形態の第1の生体情報計測装置および第1の電子機器によれば、発光素子からの距離が互いに異なる3つの受光素子を設けるようにしたので、これら3つの受光素子で検出された3つの検出信号に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号を導出することができる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   According to the first biological information measuring device and the first electronic device of the embodiment of the present disclosure, the three light receiving elements having different distances from the light emitting elements are provided. By performing a calculation based on the three detected signals, a detection signal in which the influence of the noise component is reduced can be derived. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

本開示の一実施の形態の第2の生体情報計測装置および第2の電子機器によれば、受光素子からの距離が互いに異なる3つの発光素子を設けるようにしたので、これら3つの発光が順次、発光しているときに検出された3つの検出信号に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号を導出することができる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   According to the second biological information measuring device and the second electronic device according to the embodiment of the present disclosure, the three light emitting elements having different distances from the light receiving element are provided. By performing an operation based on the three detection signals detected when light is emitted, a detection signal with reduced influence of noise components can be derived. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

本開示の一実施の形態の第3の生体情報計測装置および第3の電子機器によれば、受光素子からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい箇所に、各々の発光波長が互いに異なる3つの発光素子を設けるようにしたので、これら3つの発光が順次、発光しているときに検出された3つの検出信号に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号を導出することができる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   According to the third biological information measuring device and the third electronic device of the embodiment of the present disclosure, the respective emission wavelengths are different from each other at locations where the distances from the light receiving elements are equal to or substantially equal to each other. Since the three light emitting elements are provided, a detection signal in which the influence of the noise component is reduced is derived by performing an operation based on the three detection signals detected when the three light emissions are sequentially emitted. can do. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。   In addition, the effect of this indication is not necessarily limited to the effect described here, Any effect described in this specification may be sufficient.

本開示の第1の実施形態の脈波計測装置の平面構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the plane composition of the pulse wave measuring device of a 1st embodiment of this indication. 図1の脈波計測装置の断面構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the cross-sectional structure of the pulse wave measuring device of FIG. 図1の脈波計測装置の使用例の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the usage example of the pulse-wave measuring apparatus of FIG. 図1の脈波計測装置の機能ブロックの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the functional block of the pulse wave measuring device of FIG. 図1の脈波計測装置の検出原理の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the detection principle of the pulse wave measuring device of FIG. 発光素子からの距離と、検出信号のAC/DCとの関係の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the relationship between the distance from a light emitting element, and AC / DC of a detection signal. 本開示の第2の実施形態の脈波計測装置の平面構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the plane composition of the pulse wave measuring device of a 2nd embodiment of this indication. 図7の脈波計測装置の機能ブロックの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the functional block of the pulse wave measuring device of Drawing 7. 図7の脈波計測装置における発光タイミングの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the light emission timing in the pulse-wave measuring apparatus of FIG. 図7の脈波計測装置の検出原理の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the detection principle of the pulse wave measuring device of FIG. 本開示の第3の実施形態の脈波計測装置の平面構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the plane composition of the pulse wave measuring device of a 3rd embodiment of this indication. 図11の脈波計測装置の機能ブロックの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the functional block of the pulse wave measuring device of Drawing 11. 本開示の第4の実施形態の脈波計測装置の平面構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the plane composition of the pulse wave measuring device of a 4th embodiment of this indication. 図13の脈波計測装置の機能ブロックの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the functional block of the pulse wave measuring device of FIG. 本開示の第5の実施形態の脈波計測装置の平面構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the plane composition of the pulse wave measuring device of a 5th embodiment of this indication. 図15の脈波計測装置の機能ブロックの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the functional block of the pulse wave measuring device of FIG. 図15の脈波計測装置における発光タイミングの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the light emission timing in the pulse-wave measuring apparatus of FIG. 図1の脈波計測装置の平面構成の一変形例を表す図である。It is a figure showing one modification of the plane composition of the pulse wave measuring device of Drawing 1. 図7の脈波計測装置の平面構成の一変形例を表す図である。It is a figure showing one modification of the plane composition of the pulse wave measuring device of Drawing 7. 上記各実施形態の脈波計測装置の適用例である電子機器の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the electronic device which is an application example of the pulse wave measuring device of each said embodiment.

以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

1.第1の実施の形態(脈波計測装置)…図1〜図6
1つの発光素子と3つの受光素子を設けた例
2.第2の実施の形態(脈波計測装置)…図7〜図10
3つの発光素子と1つの受光素子を設けた例
3.第3の実施の形態(脈波計測装置)…図11,図12
1つの発光素子と1つのラインセンサを設けた例
4.第4の実施の形態(脈波計測装置)…図13,図14
1つの発光素子と1つのイメージセンサを設けた例
5.第5の実施の形態(脈波計測装置)…図15〜図17
波長の異なる3つの発光素子と1つの受光素子を設けた例
6.第1および第2の実施の形態の変形例(脈波計測装置)
変形例A:1つの発光素子と4つ以上の受光素子を設けた例…図18
変形例B:4つ以上の発光素子と1つの受光素子を設けた例…図19
7.適用例(電子機器)…図20
上記各実施の形態およびそれらの変形例の脈波計測装置を
腕時計などの電子機器に適用した例
Hereinafter, modes for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.

1. 1st Embodiment (pulse wave measuring device) ... FIGS. 1-6
1. Example in which one light emitting element and three light receiving elements are provided. Second Embodiment (Pulse Wave Measuring Device) ... FIGS. 7 to 10
2. Example in which three light emitting elements and one light receiving element are provided. Third Embodiment (Pulse Wave Measuring Device) ... FIG. 11 and FIG.
3. Example in which one light emitting element and one line sensor are provided Fourth Embodiment (Pulse Wave Measuring Device) ... FIGS. 13 and 14
4. Example in which one light emitting element and one image sensor are provided Fifth embodiment (pulse wave measuring device) ... FIGS. 15 to 17
5. Example in which three light emitting elements and one light receiving element having different wavelengths are provided. Modified example of first and second embodiments (pulse wave measuring device)
Modification A: Example in which one light emitting element and four or more light receiving elements are provided. FIG.
Modification B: Example in which four or more light emitting elements and one light receiving element are provided. FIG.
7). Application example (electronic equipment) ... FIG.
Examples in which the pulse wave measuring devices of the above embodiments and their modifications are applied to electronic devices such as watches

<1.第1の実施の形態>
[構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態の脈波計測装置1(生体情報計測装置)の平面構成の一例を表したものである。図2は、図1の脈波計測装置1の、線分LNでの断面構成の一例を表したものである。図3は、図1の脈波計測装置1の使用例を表したものである。図4は、図1の脈波計測装置1の機能ブロックの一例を表したものである。
<1. First Embodiment>
[Constitution]
FIG. 1 illustrates an example of a planar configuration of a pulse wave measurement device 1 (biological information measurement device) according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 2 illustrates an example of a cross-sectional configuration along the line segment LN of the pulse wave measuring device 1 of FIG. FIG. 3 shows a usage example of the pulse wave measuring device 1 of FIG. FIG. 4 shows an example of functional blocks of the pulse wave measuring device 1 of FIG.

脈波計測装置1は、被検体100の生体情報の1つである脈波(脈拍)を検出する装置である。脈波計測装置1は、例えば、配線基板10と、配線基板10上に配置された1つの発光素子11および3つの受光素子12,13,14とを備えている。配線基板10は、1つの発光素子11および3つの受光素子12,13,14を支持するとともに、1つの発光素子11および3つの受光素子12,13,14と電気的に接続されている。   The pulse wave measuring device 1 is a device that detects a pulse wave (pulse) that is one of biological information of the subject 100. The pulse wave measuring device 1 includes, for example, a wiring board 10, one light emitting element 11 and three light receiving elements 12, 13, 14 disposed on the wiring board 10. The wiring board 10 supports one light emitting element 11 and three light receiving elements 12, 13, and 14 and is electrically connected to one light emitting element 11 and three light receiving elements 12, 13, and 14.

配線基板10は、例えば、樹脂基板、樹脂フィルムもしくはガラス基板上に配線層が形成されたものである。発光素子11は、例えば、LED(light emitting diode;発光ダイオード)やLD(Laser Diode;半導体レーザ)などの半導体光源によって構成されている。発光素子11は、可視領域、近赤外領域または赤外領域の発光波長の光L1を発する。発光素子11は、配線基板10の法線方向に成分を有する光L1を発する。これにより、脈波計測装置1が図3に示したように被検体100の腕に取り付けられたときに、発光素子11は、被検体100の腕に向かって光L1を発する。各受光素子12,13,14は、例えば、PD(Photo Diode;フォトダイオード)によって構成されている。各受光素子12,13,14は、互いに等しい振幅および周波数の光が入力されたときに、互いに等しい検出信号を出力するように構成されていることが好ましい。各受光素子12,13,14は、例えば、互いに等しい材料、構造および大きさで構成されていることが好ましい。   For example, the wiring substrate 10 is formed by forming a wiring layer on a resin substrate, a resin film, or a glass substrate. The light emitting element 11 is configured by a semiconductor light source such as an LED (light emitting diode) or an LD (Laser Diode). The light emitting element 11 emits light L1 having a light emission wavelength in the visible region, near infrared region, or infrared region. The light emitting element 11 emits light L1 having a component in the normal direction of the wiring board 10. Thereby, when the pulse wave measuring device 1 is attached to the arm of the subject 100 as shown in FIG. 3, the light emitting element 11 emits light L <b> 1 toward the arm of the subject 100. Each of the light receiving elements 12, 13, and 14 is configured by, for example, a PD (Photo Diode). Each of the light receiving elements 12, 13, and 14 is preferably configured to output detection signals that are equal to each other when light having the same amplitude and frequency is input. Each of the light receiving elements 12, 13, and 14 is preferably composed of, for example, the same material, structure, and size.

1つの発光素子11および3つの受光素子12,13,14は、配線基板10の一方の面上に配置(実装)されている。3つの受光素子12,13,14は、配線基板10上の発光素子11から所定の方向(例えば、図中の線分LNと平行な方向)において、発光素子11からの距離がそれぞれ異なる3か所に配置されている。脈波計測装置1が腕に取り付けられる際には、配線基板10、発光素子11および受光素子12,13,14等は、筐体20内に設けられ、筐体20にはベルト19が取り付けられる。脈波計測装置1が腕に取り付けられたとき、3つの受光素子12,13,14の配列方向(例えば、図中の線分LNと平行な方向)が腕の延在方向と平行もしくはほぼ平行となっていることが好ましい。このようにした場合には、腕を動かしたときに筐体20と腕との密着度の大きな変化が抑制され得る。   One light emitting element 11 and three light receiving elements 12, 13, 14 are arranged (mounted) on one surface of the wiring board 10. The three light receiving elements 12, 13, and 14 have three different distances from the light emitting element 11 in a predetermined direction (for example, a direction parallel to the line segment LN in the drawing) from the light emitting element 11 on the wiring board 10. Is located. When the pulse wave measuring device 1 is attached to the arm, the wiring board 10, the light emitting element 11, the light receiving elements 12, 13, and 14 are provided in the housing 20, and the belt 19 is attached to the housing 20. . When the pulse wave measuring device 1 is attached to the arm, the arrangement direction of the three light receiving elements 12, 13, and 14 (for example, the direction parallel to the line segment LN in the drawing) is parallel or substantially parallel to the extending direction of the arm. It is preferable that In this case, when the arm is moved, a large change in the degree of adhesion between the housing 20 and the arm can be suppressed.

「所定の方向」とは、図中の線分LNに沿った方向を意味するだけでない。「所定の方向」とは、例えば、観察者が配線基板10の法線方向から発光素子11を眺めたときに、発光素子11の右側、発光素子11の左側、発光素子11の上側、または発光素子11の下側といった、大まかな方角を含む概念である。従って、3つの受光素子12,13,14は、例えば、図中の線分LN上に配置されていてもよいし、発光素子11から所定の方角と認識できる範囲内で図中の線分LNから外れた位置に配置されていてもよい。3つの受光素子12,13,14のより具体的な配置については、後に詳述する。   The “predetermined direction” does not only mean a direction along the line segment LN in the drawing. The “predetermined direction” means, for example, when the observer views the light emitting element 11 from the normal direction of the wiring board 10, the right side of the light emitting element 11, the left side of the light emitting element 11, the upper side of the light emitting element 11, or the light emission. This is a concept including a rough direction such as the lower side of the element 11. Therefore, for example, the three light receiving elements 12, 13, and 14 may be arranged on the line segment LN in the figure, or the line segment LN in the figure within a range that can be recognized from the light emitting element 11 as a predetermined direction. You may arrange | position in the position remove | deviated from. A more specific arrangement of the three light receiving elements 12, 13, and 14 will be described in detail later.

受光素子12は、3つの受光素子12,13,14のうち相対的に発光素子11寄りに配置された受光素子(第1受光素子)である。受光素子12は、被検体100からの光(具体的には、発光素子11から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d1(第1検出信号)を出力する。受光素子14は、3つの受光素子12,13,14のうち相対的に発光素子11から離れて配置された受光素子(第2受光素子)である。受光素子14は、被検体100からの光(具体的には、発光素子11から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d3(第2検出信号)を出力する。受光素子13は、受光素子12と受光素子14との間にある受光素子(第3受光素子)である。受光素子13は、被検体100からの光(具体的には、発光素子11から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d2(第3検出信号)を出力する。   The light receiving element 12 is a light receiving element (first light receiving element) that is disposed relatively closer to the light emitting element 11 among the three light receiving elements 12, 13, and 14. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 11) is input, the light receiving element 12 responds to the input light. The detection signal d1 (first detection signal) is output. The light receiving element 14 is a light receiving element (second light receiving element) that is disposed relatively far from the light emitting element 11 among the three light receiving elements 12, 13, and 14. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 11) is input, the light receiving element 14 responds to the input light. The detection signal d3 (second detection signal) is output. The light receiving element 13 is a light receiving element (third light receiving element) between the light receiving element 12 and the light receiving element 14. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 11) is input, the light receiving element 13 responds to the input light. The detection signal d2 (third detection signal) is output.

脈波計測装置1は、さらに、例えば、信号処理部15と、記憶部16と、通信部17と、表示部18とを備えている。通信部17および表示部18の少なくとも一方は、必要に応じて省略されていてもよい。信号処理部15、記憶部16および通信部17は、例えば、配線基板10の裏面(配線基板の、発光素子11側とは反対側の面)に配置(実装)されている。これにより、信号処理部15、記憶部16および通信部17が、配線基板10の上面(発光素子11側の面)に配置(実装)されている場合と比べて、脈波計測装置1の小型化が可能となる。表示部18は、例えば、配線基板10の裏面側の空間に配置されている。表示部18は、例えば、FPC(Flexible Printed Circuits)を介して信号処理部15と連結されている。   The pulse wave measuring device 1 further includes, for example, a signal processing unit 15, a storage unit 16, a communication unit 17, and a display unit 18. At least one of the communication unit 17 and the display unit 18 may be omitted as necessary. For example, the signal processing unit 15, the storage unit 16, and the communication unit 17 are disposed (mounted) on the back surface of the wiring substrate 10 (the surface of the wiring substrate opposite to the light emitting element 11 side). Thereby, compared with the case where the signal processing part 15, the memory | storage part 16, and the communication part 17 are arrange | positioned on the upper surface (surface by the side of the light emitting element 11) of the wiring board 10, the pulse wave measuring device 1 is small. Can be realized. The display part 18 is arrange | positioned in the space of the back surface side of the wiring board 10, for example. The display unit 18 is connected to the signal processing unit 15 via, for example, FPC (Flexible Printed Circuits).

通信部17は、例えば、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))等の近接無線通信などを用いて、スマートフォンなどの携帯型通信端末と通信を行う。通信部17は、スマートフォンなどの携帯型通信端末との通信によって、信号処理部15で導出された検出信号15A(第4検出信号)や、信号処理部15で導出された被検体100の生体情報15Bのやり取りを行う。表示部18は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display;液晶ディスプレイ)またはOELD(Organic Electroluminescence Display;有機ELディスプレイ)などからなる。表示部18は、信号処理部15から入力された検出信号15Aや被検体100の生体情報15Bなどを表示する。   The communication unit 17 communicates with a portable communication terminal such as a smartphone using, for example, proximity wireless communication such as Bluetooth (registered trademark). The communication unit 17 detects the detection signal 15A (fourth detection signal) derived by the signal processing unit 15 or the biological information of the subject 100 derived by the signal processing unit 15 by communication with a portable communication terminal such as a smartphone. Exchange 15B. The display unit 18 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or an OELD (Organic Electroluminescence Display). The display unit 18 displays the detection signal 15A input from the signal processing unit 15, the biological information 15B of the subject 100, and the like.

記憶部16は、各種プログラムや各種データファイルを記憶可能となっている。記憶部16は、処理プログラム16Aおよび係数16Bを記憶している。記憶部16は、さらに、処理プログラム16Aが実行されることにより生成される各種データを記憶可能となっている。そのようなデータとしては、例えば、検出信号15Aや、被検体100の生体情報15Bなどが挙げられる。記憶部16は、例えば、不揮発性メモリによって構成されており、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ、抵抗変化型メモリなどによって構成されている。   The storage unit 16 can store various programs and various data files. The storage unit 16 stores a processing program 16A and a coefficient 16B. The storage unit 16 can further store various data generated by executing the processing program 16A. Examples of such data include the detection signal 15A and the biological information 15B of the subject 100. The storage unit 16 is configured by, for example, a non-volatile memory, and is configured by, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), a flash memory, a resistance change type memory, or the like.

処理プログラム16Aは、被検体100の生体情報(具体的には、被検体100の脈波(脈拍))を導出するための一連の手順をプロセッサ(信号処理部15)に実行させるためのものである。処理プログラム16Aは、3つの受光素子12,13,14で検出された3つの検出信号に基づく演算の手順を含んでいる。係数16Bは、例えば、検出信号d1にかける係数a,b,cと、検出信号d2にかける係数d,e,fと、検出信号d3にかける係数g,h,iとを含んでいる。係数a,b,cは、検出信号d1の振幅を補正するものである。係数d,e,fは、検出信号d2の振幅を補正するものである。係数g,h,iは、検出信号d3の振幅を補正するものである。係数a,b,c,d,e,f,g,h,iは、脈波計測装置1の工場出荷の際の校正で得られた値であってもよいし、脈波計測装置1の工場出荷後にユーザによって校正が実施されることにより得られた値であってもよい。   The processing program 16A is for causing the processor (the signal processing unit 15) to execute a series of procedures for deriving the biological information of the subject 100 (specifically, the pulse wave (pulse) of the subject 100). is there. The processing program 16A includes a calculation procedure based on the three detection signals detected by the three light receiving elements 12, 13, and 14. The coefficient 16B includes, for example, coefficients a, b, c applied to the detection signal d1, coefficients d, e, f applied to the detection signal d2, and coefficients g, h, i applied to the detection signal d3. The coefficients a, b, and c correct the amplitude of the detection signal d1. The coefficients d, e, and f correct the amplitude of the detection signal d2. The coefficients g, h, i correct the amplitude of the detection signal d3. The coefficients a, b, c, d, e, f, g, h, and i may be values obtained by calibration at the time of shipment of the pulse wave measuring device 1 or the pulse wave measuring device 1. It may be a value obtained by performing calibration by the user after shipment from the factory.

信号処理部15は、例えば、ユーザからの指示に基づいて、処理プログラム16Aを記憶部16から読み出し、読み出した内容を実行する。信号処理部15は、被検体100の生体情報15B(具体的には、被検体100の脈波(脈拍)に関する情報)を導出するための一連の手順を実行する。   For example, the signal processing unit 15 reads the processing program 16A from the storage unit 16 based on an instruction from the user, and executes the read contents. The signal processing unit 15 executes a series of procedures for deriving the biological information 15B of the subject 100 (specifically, information related to the pulse wave (pulse) of the subject 100).

信号処理部15は、3つの受光素子12,13,14で検出された3つの検出信号d1,d2,d3に基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された検出信号15Aを導出する。信号処理部15は、さらに、導出した検出信号15Aに基づいて、検出信号15Aと相関を有する被検体100の生体情報15Bを導出する。信号処理部15は、検出信号d1および検出信号d3に基づいて、検出信号d2からノイズ成分を減じることにより、検出信号15Aを導出する。以下では、最初に、脈波計測装置1の検出原理を説明し、その後、信号処理部15での信号処理方法について説明する。   The signal processing unit 15 derives a detection signal 15A in which the influence of the noise component is reduced by calculation based on the three detection signals d1, d2, and d3 detected by the three light receiving elements 12, 13, and 14. Further, the signal processing unit 15 derives the biological information 15B of the subject 100 having a correlation with the detection signal 15A based on the derived detection signal 15A. The signal processing unit 15 derives the detection signal 15A by subtracting the noise component from the detection signal d2 based on the detection signal d1 and the detection signal d3. Below, the detection principle of the pulse wave measuring apparatus 1 is demonstrated first, and the signal processing method in the signal processing part 15 is demonstrated after that.

(検出原理)
図5は、脈波計測装置1の検出原理の一例を表したものである。図5に示したように、被検体100の内部は、生体表面から、表皮、真皮、皮下組織の順に並んで構成されている。発光素子11から発せられた光L1は、生体表面から被検体100の内部に入射し、表皮、真皮、皮下組織の各層で散乱され、その散乱光が3つの受光素子12,13,14で受光される。
(Detection principle)
FIG. 5 shows an example of the detection principle of the pulse wave measuring device 1. As shown in FIG. 5, the inside of the subject 100 is arranged in the order of the epidermis, dermis, and subcutaneous tissue from the surface of the living body. The light L1 emitted from the light emitting element 11 is incident on the inside of the subject 100 from the surface of the living body, is scattered by each layer of the epidermis, dermis, and subcutaneous tissue, and the scattered light is received by the three light receiving elements 12, 13, and 14. Is done.

受光素子13は、脈拍変動に影響を及ぼす毛細血管が多く存在する真皮で散乱された光が支配的に受光される位置であって、かつ信号品質が最も良好となるような位置に配置される。ここで、信号品質は、例えば、脈拍の変動成分の品質を表すパラメータであるAC/DCで評価される。図6は、発光素子11からの距離と、検出信号のAC/DCとの関係の一例を表したものである。図6から、発光素子11と受光素子13との最適な距離は、3.5mmから4.5mmの間にあることがわかる。   The light receiving element 13 is disposed at a position where light scattered by the dermis where many capillaries that affect pulse fluctuation are present is dominantly received and the signal quality is the best. . Here, the signal quality is evaluated by, for example, AC / DC, which is a parameter representing the quality of the fluctuation component of the pulse. FIG. 6 shows an example of the relationship between the distance from the light emitting element 11 and the AC / DC of the detection signal. FIG. 6 shows that the optimum distance between the light emitting element 11 and the light receiving element 13 is between 3.5 mm and 4.5 mm.

受光素子12は、表皮のみを通った光や表面反射した光が支配的に受光される位置であって、かつ皮下組織など生体内部に到達した光が受光されにくい位置(発光素子11に近い位置)に配置される。発光素子11と受光素子12との最適な距離は、3.5mm以下である。受光素子12が発光素子11に近い位置に配置された場合には、受光素子12では、脈波計測装置1の筐体と被検体100とが位置ずれを起こした場合に発生する体表ノイズ(生体表面部分で生じるノイズ)が支配的に受光される。   The light receiving element 12 is a position where light passing through only the epidermis or light reflected from the surface is dominantly received, and a position where light reaching the inside of the living body such as subcutaneous tissue is difficult to be received (position close to the light emitting element 11). ). The optimum distance between the light emitting element 11 and the light receiving element 12 is 3.5 mm or less. When the light receiving element 12 is arranged at a position close to the light emitting element 11, the body surface noise (when the light receiving element 12 is displaced between the casing of the pulse wave measuring device 1 and the subject 100) ( The noise generated at the surface of the living body is dominantly received.

受光素子14は、表皮のみを通った光や表面反射した光が受光されにくい位置であって、かつ皮下組織など生体内部に到達した光が支配的に受光される位置(発光素子11から遠い位置)に配置される。発光素子11と受光素子14との最適な距離は、4.5mm以上である。受光素子14が発光素子11から遠い位置に配置された場合には、受光素子14では、生体内部が動いたときに発生する体内ノイズ(生体内部で生じるノイズ)が支配的に受光される。   The light receiving element 14 is a position where light passing through only the epidermis or light reflected from the surface is not easily received, and a position where light reaching the inside of the living body such as a subcutaneous tissue is dominantly received (position far from the light emitting element 11). ). The optimum distance between the light emitting element 11 and the light receiving element 14 is 4.5 mm or more. When the light receiving element 14 is arranged at a position far from the light emitting element 11, the light receiving element 14 predominantly receives internal noise (noise generated inside the living body) generated when the inside of the living body moves.

受光素子13は、信号品質(AC/DC)が最も良好となるような最適な位置に配置される。しかし、受光素子13がそのような位置に配置された場合には、受光素子13では、体表ノイズおよび体内ノイズも同時に受光される。そのため、筐体と生体の位置ずれや生体内部の動きに伴ったノイズが発生した時に信号が劣化してしまう。そこで、受光素子12,14で取得した体表ノイズ成分と体内ノイズ成分を用いて受光素子13で取得した検出信号からノイズ成分を除去することによってノイズによる信号の劣化を低減する。各受光素子12,13,14で受光される成分は以下の通りである。

Figure 2017169690
Figure 2017169690
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The light receiving element 13 is arranged at an optimum position where the signal quality (AC / DC) is the best. However, when the light receiving element 13 is arranged at such a position, the light receiving element 13 simultaneously receives body surface noise and body noise. For this reason, the signal deteriorates when noise is generated due to the displacement between the housing and the living body or the movement inside the living body. Therefore, signal deterioration due to noise is reduced by removing the noise component from the detection signal acquired by the light receiving element 13 using the body surface noise component and the body noise component acquired by the light receiving elements 12 and 14. The components received by the respective light receiving elements 12, 13, and 14 are as follows.
Figure 2017169690
Figure 2017169690
Figure 2017169690

式(1),(2),(3)において、N1は体表ノイズ成分を、N2は体内ノイズ成分を、Sは脈拍変動成分を表す。係数a,b,c,d,e,f,g,h,iは各成分の振幅を表す。各受光素子12,13,14の、発光素子11に対する位置関係を考慮すると、式(1)においては、体表ノイズ成分が支配的であるため、b,cは非常に小さい値となる。式(3)においては、体内ノイズ成分が支配的であるため、g,hは非常に小さい値となる。式(2)においては、どの成分も相当量存在する。ここで、式(1),(2),(3)を行列式で表すと以下の式(4)のようになる。

Figure 2017169690
In equations (1), (2), and (3), N1 represents a body surface noise component, N2 represents a body noise component, and S represents a pulse fluctuation component. The coefficients a, b, c, d, e, f, g, h, i represent the amplitude of each component. Considering the positional relationship of the light receiving elements 12, 13, and 14 with respect to the light emitting element 11, in the formula (1), the body surface noise component is dominant, so b and c are very small values. In Equation (3), since the internal noise component is dominant, g and h are very small values. In formula (2), there are significant amounts of any component. Here, when Expressions (1), (2), and (3) are represented by determinants, the following Expression (4) is obtained.
Figure 2017169690

式(4)の左辺、右辺の各部分をそれぞれ以下の式(5)〜(7)のように表す。

Figure 2017169690
Figure 2017169690
Figure 2017169690
Each part of the left side and the right side of Expression (4) is expressed as the following Expressions (5) to (7).
Figure 2017169690
Figure 2017169690
Figure 2017169690

よって、式(4)は、式(5),(6),(7)により以下の式(8)のように表される。

Figure 2017169690
Therefore, Expression (4) is expressed as Expression (8) below by Expressions (5), (6), and (7).
Figure 2017169690

式(8)において、[PD]は受光素子によって得られる信号である。また、[M]は係数である。また、[V]は求めたい体表ノイズ成分N1、体内ノイズ成分N2、脈拍変動成分Sである。よって、信号処理部15は、以下の式(9)に示した行列演算を行うことにより、ノイズを低減した脈拍変動成分S、つまりは検出信号15Aを導出する。式(9)において、[M]-1は係数であり、製品出荷時に固定であっても良いし、出荷後個人ごとに学習等を経て更新されてもよい。

Figure 2017169690
In Expression (8), [PD] is a signal obtained by the light receiving element. [M] is a coefficient. [V] is a body surface noise component N1, a body noise component N2, and a pulse fluctuation component S to be obtained. Therefore, the signal processing unit 15 derives the pulse fluctuation component S in which noise is reduced, that is, the detection signal 15A, by performing a matrix operation shown in the following Expression (9). In Expression (9), [M] −1 is a coefficient, which may be fixed at the time of product shipment, or may be updated after learning for each individual after shipment.
Figure 2017169690

[効果]
次に、脈波計測装置1の効果について説明する。近年、ウェアラブルデバイスの進化や常時無線接続の普及とともに、脈拍センサを搭載した時計型もしくはリストバンド型のデバイスが上市されている。それらのデバイスにおける脈拍センサには、光電容積脈波方式(photoplethysmography;PPG)が広く採用されている。光電容積脈波方式では、様々なノイズによる信号変動が発生するので、より精度の高いノイズ除去が求められる。また、脈拍以外の生体情報において、光電容積脈波方式と同様の方式が用いられている場合にも、より精度の高いノイズ除去が求められる。しかし、従来の方法では、ノイズの除去について改善の余地があった。
[effect]
Next, the effect of the pulse wave measuring device 1 will be described. In recent years, with the evolution of wearable devices and the spread of constant wireless connection, watch-type or wristband-type devices equipped with a pulse sensor are on the market. Photoplethysmography (PPG) is widely used for pulse sensors in these devices. In the photoelectric volumetric pulse wave method, signal fluctuations due to various noises occur, so noise removal with higher accuracy is required. Further, even when a method similar to the photoelectric volume pulse wave method is used for biological information other than the pulse, more accurate noise removal is required. However, the conventional method has room for improvement in noise removal.

一方、本実施の形態の脈波計測装置1では、発光素子11からの距離が互いに異なる3つの受光素子12,13,14が設けられている。これにより、例えば、受光素子12において、被検体100の表皮で生じるノイズを多く含む検出信号d1が得られる。また、例えば、受光素子14において、被検体100の皮下組織で生じるノイズを多く含む検出信号d3が得られる。また、例えば、受光素子13において、被検体100の生体情報15Bに関する信号成分と、被検体100の表皮および皮下組織で生じるノイズとを含む検出信号d2が得られる。従って、これら3つの検出信号d1,d2,d3に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号15Aを導出することができる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   On the other hand, in the pulse wave measuring apparatus 1 of the present embodiment, three light receiving elements 12, 13, and 14 having different distances from the light emitting element 11 are provided. Thereby, for example, in the light receiving element 12, a detection signal d <b> 1 including a lot of noise generated in the skin of the subject 100 is obtained. Further, for example, in the light receiving element 14, a detection signal d <b> 3 including a lot of noise generated in the subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. For example, in the light receiving element 13, a detection signal d <b> 2 including a signal component related to the biological information 15 </ b> B of the subject 100 and noise generated in the epidermis and subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. Therefore, by performing an operation based on these three detection signals d1, d2, and d3, it is possible to derive the detection signal 15A in which the influence of the noise component is reduced. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

また、本実施の形態の脈波計測装置1では、検出信号d1および検出信号d3に基づいて、検出信号d2からノイズ成分を減じることにより、検出信号15Aが導出される。これにより、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   In the pulse wave measuring apparatus 1 of the present embodiment, the detection signal 15A is derived by subtracting the noise component from the detection signal d2 based on the detection signal d1 and the detection signal d3. Thereby, noise removal with higher accuracy can be performed.

また、本実施の形態の脈波計測装置1では、受光素子12,13,14として、フォトダイオードが用いられている。従って、簡易な構成で、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   In the pulse wave measuring apparatus 1 of the present embodiment, photodiodes are used as the light receiving elements 12, 13, and 14. Therefore, noise removal with higher accuracy can be performed with a simple configuration.

<2.第2の実施の形態>
次に、本開示の第2の実施の形態に係る脈波計測装置2(生体情報計測装置)について説明する。図7は、本実施の形態の脈波計測装置2の平面構成の一例を表したものである。図8は、図7の脈波計測装置2の機能ブロックの一例を表したものである。
<2. Second Embodiment>
Next, the pulse wave measurement device 2 (biological information measurement device) according to the second embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 7 illustrates an example of a planar configuration of the pulse wave measuring device 2 according to the present embodiment. FIG. 8 shows an example of functional blocks of the pulse wave measuring device 2 of FIG.

本実施の形態では、上記実施の形態において、受光素子12の位置に発光素子21が配置され、受光素子13の位置に発光素子22が配置され、受光素子14の位置に発光素子23が配置され、発光素子11の位置に受光素子24が配置されている。   In the present embodiment, in the above embodiment, the light emitting element 21 is disposed at the position of the light receiving element 12, the light emitting element 22 is disposed at the position of the light receiving element 13, and the light emitting element 23 is disposed at the position of the light receiving element 14. The light receiving element 24 is disposed at the position of the light emitting element 11.

脈波計測装置2は、被検体100の生体情報の1つである脈波(脈拍)を検出する装置である。脈波計測装置2は、例えば、配線基板10と、配線基板10上に配置された3つの発光素子21,22,23および1つの受光素子24とを備えている。配線基板10は、3つの発光素子21,22,23および1つの受光素子24を支持するとともに、3つの発光素子21,22,23および1つの受光素子24と電気的に接続されている。   The pulse wave measuring device 2 is a device that detects a pulse wave (pulse) that is one of biological information of the subject 100. The pulse wave measuring device 2 includes, for example, a wiring board 10, three light emitting elements 21, 22, 23 and one light receiving element 24 arranged on the wiring board 10. The wiring board 10 supports the three light emitting elements 21, 22, 23 and one light receiving element 24 and is electrically connected to the three light emitting elements 21, 22, 23 and one light receiving element 24.

発光素子21,22,23は、例えば、LEDやLDなどの半導体光源によって構成されている。各発光素子21,22,23は、可視領域、近赤外領域または赤外領域の発光波長の光L1を発する。各発光素子21,22,23は、互いに等しい振幅および周波数の光を発するように構成されていることが好ましい。各発光素子21,22,23は、例えば、互いに等しい材料、構造および大きさで構成されていることが好ましい。各発光素子21,22,23は、配線基板10の法線方向に成分を有する光L2,L3,L4を発する。これにより、脈波計測装置2が図3に示したように被検体100の腕に取り付けられたときに、各発光素子21,22,23は、被検体100の腕に向かって光L2,L3,L4を発する。受光素子24は、例えば、PD(Photo Diode;フォトダイオード)によって構成されている。   The light emitting elements 21, 22, and 23 are constituted by semiconductor light sources such as LEDs and LDs, for example. Each of the light emitting elements 21, 22, and 23 emits light L1 having a light emission wavelength in the visible region, the near infrared region, or the infrared region. Each of the light emitting elements 21, 22, and 23 is preferably configured to emit light having the same amplitude and frequency. Each of the light emitting elements 21, 22, and 23 is preferably configured with, for example, the same material, structure, and size. Each light emitting element 21, 22, 23 emits light L 2, L 3, L 4 having a component in the normal direction of the wiring board 10. Thereby, when the pulse wave measuring device 2 is attached to the arm of the subject 100 as shown in FIG. 3, each light emitting element 21, 22, 23 is directed toward the arm of the subject 100 with the light L <b> 2, L <b> 3. , L4. The light receiving element 24 is configured by, for example, a PD (Photo Diode).

3つの発光素子21,22,23および1つの受光素子24は、配線基板10の一方の面上に配置(実装)されている。3つの発光素子21,22,23は、配線基板10上の受光素子24から所定の方向(例えば、図中の線分LNと平行な方向)において、受光素子24からの距離がそれぞれ異なる3か所に配置されている。脈波計測装置2が腕に取り付けられる際には、配線基板10、発光素子21,22,23および受光素子2等は、筐体20内に設けられ、筐体20にはベルト19が取り付けられる。脈波計測装置2が腕に取り付けられたとき、3つの発光素子21,22,23の配列方向(例えば、図中の線分LNと平行な方向)が腕の延在方向と平行もしくはほぼ平行となっていることが好ましい。このようにした場合には、腕を動かしたときに筐体20と腕との密着度の大きな変化が抑制され得る。   The three light emitting elements 21, 22 and 23 and the one light receiving element 24 are arranged (mounted) on one surface of the wiring board 10. The three light emitting elements 21, 22, and 23 have three different distances from the light receiving element 24 in a predetermined direction (for example, a direction parallel to the line segment LN in the drawing) from the light receiving element 24 on the wiring board 10. Is located. When the pulse wave measuring device 2 is attached to the arm, the wiring board 10, the light emitting elements 21, 22, 23 and the light receiving element 2 are provided in the housing 20, and the belt 19 is attached to the housing 20. . When the pulse wave measuring device 2 is attached to the arm, the arrangement direction of the three light emitting elements 21, 22, and 23 (for example, the direction parallel to the line segment LN in the figure) is parallel or substantially parallel to the extending direction of the arm. It is preferable that In this case, when the arm is moved, a large change in the degree of adhesion between the housing 20 and the arm can be suppressed.

「所定の方向」とは、図中の線分LNに沿った方向を意味するだけでない。「所定の方向」とは、例えば、観察者が配線基板10の法線方向から受光素子24を眺めたときに、受光素子24の右側、受光素子24の左側、受光素子24の上側、または受光素子24の下側といった、大まかな方角を含む概念である。従って、3つの発光素子21,22,23は、例えば、図中の線分LN上に配置されていてもよいし、受光素子24から所定の方角と認識できる範囲内で図中の線分LNから外れた位置に配置されていてもよい。3つの発光素子21,22,23のより具体的な配置については、後に詳述する。 The “predetermined direction” does not only mean a direction along the line segment LN in the drawing. The “predetermined direction” means, for example, when the observer views the light receiving element 24 from the normal direction of the wiring board 10, the right side of the light receiving element 24, the left side of the light receiving element 24, the upper side of the light receiving element 24, or the light receiving This is a concept including a rough direction such as the lower side of the element 24. Accordingly, the three light emitting elements 21, 22, and 23 may be disposed, for example, on the line segment LN in the drawing, or the line segment LN in the drawing within a range that can be recognized as a predetermined direction from the light receiving element 24. You may arrange | position in the position remove | deviated from. A more specific arrangement of the three light emitting elements 21, 22, and 23 will be described in detail later.

発光素子21は、3つの発光素子21,22,23のうち相対的に受光素子24寄りに配置された発光素子(第1発光素子)である。受光素子24は、被検体100からの光(具体的には、発光素子21から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d4(t1)(第1検出信号)を出力する。発光素子23は、3つの発光素子21,22,23のうち相対的に受光素子24から離れて配置された発光素子(第2発光素子)である。受光素子24は、被検体100からの光(具体的には、発光素子23から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d4(t3)(第2検出信号)を出力する。発光素子22は、発光素子21と発光素子23との間にある発光素子(第3発光素子)である。受光素子24は、被検体100からの光(具体的には、発光素子22から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d4(t2)(第3検出信号)を出力する。   The light-emitting element 21 is a light-emitting element (first light-emitting element) that is disposed closer to the light-receiving element 24 among the three light-emitting elements 21, 22, and 23. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 21) is input, the light receiving element 24 responds to the input light. The detection signal d4 (t1) (first detection signal) is output. The light-emitting element 23 is a light-emitting element (second light-emitting element) that is disposed relatively far from the light-receiving element 24 among the three light-emitting elements 21, 22, and 23. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 23) is input to the light receiving element 24, the light receiving element 24 responds to the input light. The detection signal d4 (t3) (second detection signal) is output. The light emitting element 22 is a light emitting element (third light emitting element) between the light emitting element 21 and the light emitting element 23. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 22) is input, the light receiving element 24 responds to the input light. The detection signal d4 (t2) (third detection signal) is output.

処理プログラム16Aは、被検体100の生体情報(具体的には、被検体100の脈波(脈拍))を導出するための一連の手順をプロセッサ(信号処理部15)に実行させるためのものである。処理プログラム16Aは、受光素子24で時間的に順次、検出された3つの検出信号d4(t1),d4(t2),d4(t3)に基づく演算の手順を含んでいる。係数16Bは、例えば、検出信号d4(t1)にかける係数a,b,cと、検出信号d4(t2)にかける係数d,e,fと、検出信号d4(t3)にかける係数g,h,iとを含んでいる。係数a,b,cは、検出信号d4(t1)の振幅を補正するものである。係数d,e,fは、検出信号d4(t2)の振幅を補正するものである。係数g,h,iは、検出信号d4(t3)の振幅を補正するものである。係数a,b,c,d,e,f,g,h,iは、脈波計測装置2の工場出荷の際の校正で得られた値であってもよいし、脈波計測装置2の工場出荷後にユーザによって校正が実施されることにより得られた値であってもよい。   The processing program 16A is for causing the processor (the signal processing unit 15) to execute a series of procedures for deriving the biological information of the subject 100 (specifically, the pulse wave (pulse) of the subject 100). is there. The processing program 16A includes a calculation procedure based on the three detection signals d4 (t1), d4 (t2), and d4 (t3) detected sequentially in time by the light receiving element 24. The coefficient 16B includes, for example, coefficients a, b, c applied to the detection signal d4 (t1), coefficients d, e, f applied to the detection signal d4 (t2), and coefficients g, h applied to the detection signal d4 (t3). , I. The coefficients a, b, and c correct the amplitude of the detection signal d4 (t1). The coefficients d, e, and f are for correcting the amplitude of the detection signal d4 (t2). The coefficients g, h, i correct the amplitude of the detection signal d4 (t3). The coefficients a, b, c, d, e, f, g, h, i may be values obtained by calibration when the pulse wave measuring device 2 is shipped from the factory, or the coefficients of the pulse wave measuring device 2 It may be a value obtained by performing calibration by the user after shipment from the factory.

信号処理部15は、例えば、ユーザからの指示に基づいて、処理プログラム16Aを記憶部16から読み出し、読み出した内容を実行する。信号処理部15は、被検体100の生体情報15B(具体的には、被検体100の脈波(脈拍)に関する情報)を導出するための一連の手順を実行する。   For example, the signal processing unit 15 reads the processing program 16A from the storage unit 16 based on an instruction from the user, and executes the read contents. The signal processing unit 15 executes a series of procedures for deriving the biological information 15B of the subject 100 (specifically, information related to the pulse wave (pulse) of the subject 100).

信号処理部15は、各発光素子21,22,23を順次発光させるとともに、受光素子24で時間的に順次、検出された3つの検出信号d4(t1),d4(t2),d4(t3)に基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された検出信号15Aを導出する。各発光素子21,22,23を発光させる順番には、特に限定はないが、図9には、各発光素子21,22,23を受光素子24から近い順に発光させたときの発光タイミングが例示されている。信号処理部15は、さらに、導出した検出信号15Aに基づいて、検出信号15Aと相関を有する被検体100の生体情報15Bを導出する。信号処理部15は、検出信号d4(t1)および検出信号d4(t3)に基づいて、検出信号d4(t2)からノイズ成分を減じることにより、検出信号15Aを導出する。   The signal processing unit 15 causes the light emitting elements 21, 22, and 23 to emit light sequentially, and the three detection signals d4 (t1), d4 (t2), and d4 (t3) detected sequentially in time by the light receiving element 24. The detection signal 15A in which the influence of the noise component is reduced is derived by the calculation based on. There is no particular limitation on the order in which the light emitting elements 21, 22, and 23 emit light, but FIG. 9 illustrates the timing of light emission when the light emitting elements 21, 22, and 23 are made to emit light in order from the light receiving element 24. Has been. Further, the signal processing unit 15 derives the biological information 15B of the subject 100 having a correlation with the detection signal 15A based on the derived detection signal 15A. The signal processing unit 15 derives the detection signal 15A by subtracting the noise component from the detection signal d4 (t2) based on the detection signal d4 (t1) and the detection signal d4 (t3).

発光素子22は、脈拍変動に影響を及ぼす毛細血管が多く存在する真皮で散乱された光を受光素子24に支配的に受光させる位置であって、かつ信号品質が最も良好となるような位置に配置される。発光素子22と受光素子24との最適な距離は、例えば、3.5mmから4.5mmの間にある。   The light emitting element 22 is a position where the light receiving element 24 dominantly receives light scattered by the dermis where there are many capillaries that affect pulse fluctuations, and at a position where the signal quality is the best. Be placed. The optimum distance between the light emitting element 22 and the light receiving element 24 is, for example, between 3.5 mm and 4.5 mm.

発光素子21は、表皮のみを通った光や表面反射した光を受光素子24に支配的に受光させる位置であって、かつ皮下組織など生体内部に到達した光を受光させにくい位置(受光素子24に近い位置)に配置される。発光素子21と受光素子24との最適な距離は、例えば、3.5mm以下である。発光素子21が受光素子24に近い位置に配置された場合には、発光素子21が発光しているときに、脈波計測装置2の筐体と被検体100とが位置ずれを起こした場合に発生する体表ノイズ(生体表面部分で生じるノイズ)が支配的に受光される。   The light emitting element 21 is a position where the light receiving element 24 dominantly receives light passing through only the epidermis or light reflected from the surface, and is a position where the light reaching the inside of the living body such as subcutaneous tissue is difficult to receive (light receiving element 24). (Position close to). The optimum distance between the light emitting element 21 and the light receiving element 24 is, for example, 3.5 mm or less. When the light emitting element 21 is disposed at a position close to the light receiving element 24, when the housing of the pulse wave measuring device 2 and the subject 100 are displaced when the light emitting element 21 emits light. The generated body surface noise (noise generated on the surface of the living body) is predominantly received.

発光素子23は、表皮のみを通った光や表面反射した光を受光させにくい位置であって、かつ皮下組織など生体内部に到達した光を支配的に受光させる位置(受光素子24から遠い位置)に配置される。発光素子23と受光素子24との最適な距離は、例えば、4.5mm以上である。発光素子23が受光素子24から遠い位置に配置された場合には、発光素子23が発光しているときに、生体内部が動いたときに発生する体内ノイズ(生体内部で生じるノイズ)が支配的に受光される。   The light emitting element 23 is a position that is difficult to receive light that has passed through only the epidermis or light that has been reflected from the surface, and that receives light that has reached the inside of the living body, such as subcutaneous tissue (position far from the light receiving element 24). Placed in. The optimum distance between the light emitting element 23 and the light receiving element 24 is, for example, 4.5 mm or more. In the case where the light emitting element 23 is arranged at a position far from the light receiving element 24, when the light emitting element 23 emits light, internal noise (noise generated inside the living body) generated when the inside of the living body moves is dominant. Is received.

発光素子22は、信号品質(AC/DC)が最も良好となるような最適な位置に配置される。しかし、発光素子22がそのような位置に配置された場合には、受光素子24では、体表ノイズおよび体内ノイズも同時に受光される。そのため、筐体と生体の位置ずれや生体内部の動きに伴ったノイズが発生した時に信号が劣化してしまう。そこで、発光素子21または発光素子23が発光しているときに受光素子24で取得した体表ノイズ成分と体内ノイズ成分を用いて、発光素子22が発光しているときに受光素子24で取得した検出信号からノイズ成分を除去することによってノイズによる信号の劣化を低減する。受光素子24で受光される成分は以下の通りである。

Figure 2017169690
Figure 2017169690
Figure 2017169690
The light emitting element 22 is disposed at an optimum position where the signal quality (AC / DC) is the best. However, when the light emitting element 22 is arranged at such a position, the light receiving element 24 simultaneously receives body surface noise and body noise. For this reason, the signal deteriorates when noise is generated due to the displacement between the housing and the living body or the movement inside the living body. Therefore, using the body surface noise component and the in-body noise component acquired by the light receiving element 24 when the light emitting element 21 or the light emitting element 23 emits light, the light receiving element 24 acquires the light when the light emitting element 22 emits light. By removing a noise component from the detection signal, signal deterioration due to noise is reduced. The components received by the light receiving element 24 are as follows.
Figure 2017169690
Figure 2017169690
Figure 2017169690

式(10)においては、体表ノイズ成分が支配的であるため、b,cは非常に小さい値となる。式(12)においては、体内ノイズ成分が支配的であるため、g,hは非常に小さい値となる。式(11)においては、どの成分も相当量存在する。ここで、式(10),(11),(12)を行列式で表すと以下の式(13)のようになる。

Figure 2017169690
In Expression (10), since the body surface noise component is dominant, b and c are very small values. In Expression (12), since the internal noise component is dominant, g and h are very small values. In formula (11), there are significant amounts of any component. Here, when Expressions (10), (11), and (12) are represented by determinants, the following Expression (13) is obtained.
Figure 2017169690

式(13)の左辺、右辺の各部分をそれぞれ式(14),(6),(7)のように表すと、式(13)は、式(14),(6),(7)により式(8)のように表される。よって、信号処理部15は、式(9)に示した行列演算を行うことにより、ノイズを低減した脈拍変動成分S、つまりは検出信号15Aを導出する。式(9)において、[M]-1は製品出荷時に固定であっても良いし、出荷後個人ごとに学習等を経て更新されてもよい。

Figure 2017169690
When the left and right sides of Expression (13) are expressed as Expressions (14), (6), and (7), respectively, Expression (13) can be expressed by Expressions (14), (6), and (7). It is expressed as equation (8). Therefore, the signal processing unit 15 derives the pulse fluctuation component S in which noise is reduced, that is, the detection signal 15A, by performing the matrix calculation shown in Expression (9). In Expression (9), [M] −1 may be fixed at the time of product shipment, or may be updated after learning for each individual after shipment.
Figure 2017169690

[効果]
次に、脈波計測装置2の効果について説明する。本実施の形態の脈波計測装置2では、受光素子24からの距離が互いに異なる3つの発光素子21,22,23が設けられている。これにより、例えば、発光素子21が発光しているときに被検体100の表皮で生じるノイズを多く含む検出信号d4(t1)が得られる。また、例えば、発光素子23が発光しているときに被検体100の皮下組織で生じるノイズを多く含む検出信号d4(t3)が得られる。また、例えば、発光素子22が発光しているときに被検体100の生体情報15Bに関する信号成分と、被検体100の表皮および皮下組織で生じるノイズとを含む検出信号d4(t2)が得られる。従って、これら3つの検出信号d4(t1),d4(t2),d4(t3)に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号15Aを導出することができる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。
[effect]
Next, the effect of the pulse wave measuring device 2 will be described. In the pulse wave measuring apparatus 2 of the present embodiment, three light emitting elements 21, 22, and 23 having different distances from the light receiving element 24 are provided. Thereby, for example, when the light emitting element 21 emits light, the detection signal d4 (t1) including a lot of noise generated in the epidermis of the subject 100 is obtained. Further, for example, when the light emitting element 23 emits light, the detection signal d4 (t3) including a lot of noise generated in the subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. For example, when the light emitting element 22 emits light, a detection signal d4 (t2) including a signal component related to the biological information 15B of the subject 100 and noise generated in the epidermis and subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. Therefore, by performing calculations based on these three detection signals d4 (t1), d4 (t2), and d4 (t3), it is possible to derive the detection signal 15A in which the influence of the noise component is reduced. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

また、本実施の形態の脈波計測装置2では、検出信号d4(t1)および検出信号d4(t3)に基づいて、検出信号d4(t2)からノイズ成分を減じることにより、検出信号15Aが導出される。これにより、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   Further, in the pulse wave measuring apparatus 2 of the present embodiment, the detection signal 15A is derived by subtracting the noise component from the detection signal d4 (t2) based on the detection signal d4 (t1) and the detection signal d4 (t3). Is done. Thereby, noise removal with higher accuracy can be performed.

また、本実施の形態の脈波計測装置2では、受光素子24として、フォトダイオードが用いられている。従って、簡易な構成で、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   In the pulse wave measuring apparatus 2 of the present embodiment, a photodiode is used as the light receiving element 24. Therefore, noise removal with higher accuracy can be performed with a simple configuration.

<3.第3の実施の形態>
次に、本開示の第3の実施の形態に係る脈波計測装置3(生体情報計測装置)について説明する。図11は、本実施の形態の脈波計測装置3の平面構成の一例を表したものである。図12は、図11の脈波計測装置3の機能ブロックの一例を表したものである。
<3. Third Embodiment>
Next, a pulse wave measurement device 3 (biological information measurement device) according to a third embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 11 illustrates an example of a planar configuration of the pulse wave measuring device 3 according to the present embodiment. FIG. 12 shows an example of functional blocks of the pulse wave measuring device 3 of FIG.

本実施の形態では、上記第1の実施の形態において、受光素子12の位置に受光部31Aが配置され、受光素子13の位置に受光部31Bが配置され、受光素子14の位置に受光部31Cが配置されている。さらに、受光部31A、受光部31Bおよび受光部31Cは、それぞれ、一列に並んだ複数の受光部によって構成された共通のラインセンサ31における一部の受光部(1または複数の受光部)によって構成されている。   In the present embodiment, in the first embodiment, the light receiving unit 31A is disposed at the position of the light receiving element 12, the light receiving unit 31B is disposed at the position of the light receiving element 13, and the light receiving unit 31C is disposed at the position of the light receiving element 14. Is arranged. Further, the light receiving unit 31A, the light receiving unit 31B, and the light receiving unit 31C are each configured by a part of the light receiving units (one or a plurality of light receiving units) in the common line sensor 31 configured by a plurality of light receiving units arranged in a line. Has been.

本実施の形態の脈波計測装置3では、第1の実施の形態と同様、発光素子11からの距離が互いに異なる3つの受光部31A,31B,31Cが設けられている。これにより、例えば、受光部31Aにおいて、被検体100の表皮で生じるノイズを多く含む検出信号d5(x1)が得られる。また、例えば、受光部31Cにおいて、被検体100の皮下組織で生じるノイズを多く含む検出信号d5(x3)が得られる。また、例えば、受光部31Bにおいて、被検体100の生体情報15Bに関する信号成分と、被検体100の表皮および皮下組織で生じるノイズとを含む検出信号d5(x2)が得られる。従って、これら3つの検出信号d5(x1),d5(x2),d5(x3)に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号15Aを導出することができる。例えば、上述の式(9)を用いた演算が行われる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   In the pulse wave measuring device 3 of the present embodiment, as in the first embodiment, three light receiving portions 31A, 31B, and 31C having different distances from the light emitting element 11 are provided. Thereby, for example, in the light receiving unit 31A, a detection signal d5 (x1) including a lot of noise generated in the epidermis of the subject 100 is obtained. Further, for example, in the light receiving unit 31C, a detection signal d5 (x3) including a lot of noise generated in the subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. For example, in the light receiving unit 31B, a detection signal d5 (x2) including a signal component related to the biological information 15B of the subject 100 and noise generated in the epidermis and subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. Therefore, by performing calculations based on these three detection signals d5 (x1), d5 (x2), and d5 (x3), it is possible to derive the detection signal 15A in which the influence of the noise component is reduced. For example, the calculation using the above equation (9) is performed. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

本実施の形態の脈波計測装置3において、信号処理部15は、ラインセンサ31に含まれる複数の受光部のうち、ラインセンサ31で得られた1ライン分の検出信号d5(x)における信号ピーク値に対応する第1受光部、または、第1受光部を含む複数の受光部を、受光部31Bとして割り当ててもよい。このようにした場合には、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   In the pulse wave measuring apparatus 3 of the present embodiment, the signal processing unit 15 is a signal in the detection signal d5 (x) for one line obtained by the line sensor 31 among the plurality of light receiving units included in the line sensor 31. The first light receiving unit corresponding to the peak value or a plurality of light receiving units including the first light receiving unit may be assigned as the light receiving unit 31B. In such a case, noise removal with higher accuracy can be performed.

<4.第4の実施の形態>
次に、本開示の第4の実施の形態に係る脈波計測装置4(生体情報計測装置)について説明する。図13は、本実施の形態の脈波計測装置4の平面構成の一例を表したものである。図14は、図13の脈波計測装置4の機能ブロックの一例を表したものである。
<4. Fourth Embodiment>
Next, a pulse wave measurement device 4 (biological information measurement device) according to a fourth embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 13 illustrates an example of a planar configuration of the pulse wave measuring device 4 of the present embodiment. FIG. 14 shows an example of functional blocks of the pulse wave measuring device 4 of FIG.

本実施の形態では、上記第1の実施の形態において、受光素子12の位置に受光部41Aが配置され、受光素子13の位置に受光部41Bが配置され、受光素子14の位置に受光部41Cが配置されている。さらに、受光部41A、受光部41Bおよび受光部41Cは、それぞれ、行列状に並んだ複数の受光部によって構成された共通のイメージセンサ41における一部の受光部(1または複数の受光部)によって構成されている。イメージセンサ41は、例えば、CCD(charge Coupled Device)イメージセンサや、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサである。   In the present embodiment, in the first embodiment, the light receiving unit 41A is disposed at the position of the light receiving element 12, the light receiving unit 41B is disposed at the position of the light receiving element 13, and the light receiving unit 41C is disposed at the position of the light receiving element 14. Is arranged. Further, the light receiving unit 41A, the light receiving unit 41B, and the light receiving unit 41C are respectively formed by a part of the light receiving units (one or a plurality of light receiving units) in the common image sensor 41 configured by a plurality of light receiving units arranged in a matrix. It is configured. The image sensor 41 is, for example, a charge coupled device (CCD) image sensor or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) image sensor.

本実施の形態の脈波計測装置4では、第1の実施の形態と同様、発光素子11からの距離が互いに異なる3つの受光部41A,41B,41Cが設けられている。これにより、例えば、受光部41Aにおいて、被検体100の表皮で生じるノイズを多く含む検出信号d6(x1,y1)が得られる。また、例えば、受光部41Cにおいて、被検体100の皮下組織で生じるノイズを多く含む検出信号d6(x3,y3)が得られる。また、例えば、受光部41Bにおいて、被検体100の生体情報15Bに関する信号成分と、被検体100の表皮および皮下組織で生じるノイズとを含む検出信号d6(x2、y2)が得られる。従って、これら3つの検出信号d6(x1,y1),d6(x2、y2),d6(x3,y3)に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号15Aを導出することができる。   In the pulse wave measuring device 4 of the present embodiment, three light receiving portions 41A, 41B, and 41C having different distances from the light emitting element 11 are provided as in the first embodiment. Thereby, for example, in the light receiving unit 41A, the detection signal d6 (x1, y1) including a lot of noise generated in the epidermis of the subject 100 is obtained. Further, for example, in the light receiving unit 41C, a detection signal d6 (x3, y3) including a lot of noise generated in the subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. For example, in the light receiving unit 41B, a detection signal d6 (x2, y2) including a signal component related to the biological information 15B of the subject 100 and noise generated in the epidermis and subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. Therefore, the detection signal 15A in which the influence of the noise component is reduced is derived by performing an operation based on these three detection signals d6 (x1, y1), d6 (x2, y2), and d6 (x3, y3). Can do.

例えば、各受光素子41A,41B,41Cで受光される成分は以下の式(15),(16),(17)となる。ここで、式(15),(16),(17)を行列式で表すと式(18)のようになる。式(18)の左辺、右辺の各部分をそれぞれ式(19),(6),(7)のように表すと、式(18)は、式(19),(6),(7)により式(8)のように表される。よって、信号処理部15は、式(9)に示した行列演算を行うことにより、ノイズを低減した脈拍変動成分S、つまりは検出信号15Aを導出する。従って、本実施の形態においても、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。

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For example, the components received by the respective light receiving elements 41A, 41B, and 41C are expressed by the following equations (15), (16), and (17). Here, when Expressions (15), (16), and (17) are represented by determinants, Expression (18) is obtained. When the left and right sides of Expression (18) are expressed as Expressions (19), (6), and (7), respectively, Expression (18) can be expressed by Expressions (19), (6), and (7). It is expressed as equation (8). Therefore, the signal processing unit 15 derives the pulse fluctuation component S in which noise is reduced, that is, the detection signal 15A, by performing the matrix calculation shown in Expression (9). Therefore, also in this embodiment, noise removal with higher accuracy can be performed.
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本実施の形態の脈波計測装置4において、信号処理部15は、イメージセンサ41に含まれる複数の受光部のうち、イメージセンサ41で得られた1枚分の検出信号d6(x,y)における信号ピーク値に対応する第1受光部、または、第1受光部を含む複数の受光部を、受光部41Bとして割り当ててもよい。このようにした場合には、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   In the pulse wave measuring device 4 of the present embodiment, the signal processing unit 15 includes a detection signal d6 (x, y) for one sheet obtained by the image sensor 41 among the plurality of light receiving units included in the image sensor 41. The first light receiving unit corresponding to the signal peak value at or a plurality of light receiving units including the first light receiving unit may be assigned as the light receiving unit 41B. In such a case, noise removal with higher accuracy can be performed.

<5.第5の実施の形態>
次に、本開示の第5の実施の形態に係る脈波計測装置5(生体情報計測装置)について説明する。図15は、本実施の形態の脈波計測装置5の平面構成の一例を表したものである。図16は、図15の脈波計測装置5の機能ブロックの一例を表したものである。
<5. Fifth embodiment>
Next, a pulse wave measurement device 5 (biological information measurement device) according to a fifth embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 15 illustrates an example of a planar configuration of the pulse wave measuring device 5 according to the present embodiment. FIG. 16 shows an example of functional blocks of the pulse wave measuring device 5 of FIG.

本実施の形態では、上記第2の実施の形態において、発光素子21,22,23の代わりに、各々の発光波長の互いに異なる発光素子51,52,53が受光素子24からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい3か所に配置されている。   In the present embodiment, instead of the light emitting elements 21, 22, and 23 in the second embodiment, the light emitting elements 51, 52, and 53 having different emission wavelengths have the same distance from the light receiving element 24. Or three places that are substantially equal to each other.

脈波計測装置5は、被検体100の生体情報の1つである脈波(脈拍)を検出する装置である。脈波計測装置5は、例えば、配線基板10と、配線基板10上に配置された3つの発光素子51,52,53および1つの受光素子24とを備えている。配線基板10は、3つの発光素子51,52,53および1つの受光素子24を支持するとともに、3つの発光素子51,52,53および1つの受光素子24と電気的に接続されている。   The pulse wave measuring device 5 is a device that detects a pulse wave (pulse) that is one of biological information of the subject 100. The pulse wave measuring device 5 includes, for example, a wiring board 10, three light emitting elements 51, 52, 53 and one light receiving element 24 arranged on the wiring board 10. The wiring board 10 supports the three light emitting elements 51, 52, 53 and one light receiving element 24 and is electrically connected to the three light emitting elements 51, 52, 53 and one light receiving element 24.

3つの発光素子51,52,53は、例えば、LEDやLDなどの半導体光源によって構成されている。3つの発光素子51,52,53は、それぞれ、可視領域から赤外領域における所定の発光波長の光L5,L6,L7を発する。3つの発光素子51,52,53は、配線基板10の法線方向に成分を有する光L5,L6,L7を発する。これにより、脈波計測装置5が図3に示したように被検体100の腕に取り付けられたときに、3つの発光素子51,52,53は、被検体100の腕に向かって光L5,L6,L7を発する。   The three light emitting elements 51, 52, and 53 are configured by semiconductor light sources such as LEDs and LDs, for example. The three light emitting elements 51, 52, and 53 emit light L5, L6, and L7 having predetermined emission wavelengths from the visible region to the infrared region, respectively. The three light emitting elements 51, 52, 53 emit light L 5, L 6, L 7 having components in the normal direction of the wiring board 10. Thereby, when the pulse wave measuring device 5 is attached to the arm of the subject 100 as shown in FIG. 3, the three light emitting elements 51, 52, 53 are directed to the light L 5 toward the arm of the subject 100. Issue L6 and L7.

3つの発光素子51,52,53および1つの受光素子24は、配線基板10の一方の面上に配置(実装)されている。3つの発光素子51,52,53は、配線基板10上の受光素子24から所定の方向(例えば、図中の線分LNと平行な方向)において、受光素子24からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい3か所に配置されている。脈波計測装置5が腕に取り付けられる際には、配線基板10、発光素子51,52,53および受光素子24等は、筐体20内に設けられ、筐体20にはベルト19が取り付けられる。脈波計測装置5が腕に取り付けられたとき、3つの発光素子51,52,53と、受光素子24とが互いに対向する方向(例えば、図中の線分LNと平行な方向)が腕の延在方向と平行もしくはほぼ平行となっていることが好ましい。このようにした場合には、腕を動かしたときに筐体20と腕との密着度の大きな変化が抑制され得る。   Three light emitting elements 51, 52, 53 and one light receiving element 24 are arranged (mounted) on one surface of the wiring substrate 10. The three light emitting elements 51, 52, and 53 have the same distance from the light receiving element 24 in a predetermined direction (for example, a direction parallel to the line segment LN in the drawing) from the light receiving element 24 on the wiring board 10. Or it is arrange | positioned at three places substantially equal mutually. When the pulse wave measuring device 5 is attached to the arm, the wiring board 10, the light emitting elements 51, 52, 53 and the light receiving element 24 are provided in the housing 20, and the belt 19 is attached to the housing 20. . When the pulse wave measuring device 5 is attached to the arm, the direction in which the three light emitting elements 51, 52, 53 and the light receiving element 24 face each other (for example, the direction parallel to the line segment LN in the figure) is the arm. It is preferable to be parallel or substantially parallel to the extending direction. In this case, when the arm is moved, a large change in the degree of adhesion between the housing 20 and the arm can be suppressed.

「所定の方向」とは、図中の線分LNに沿った方向を意味するだけでない。「所定の方向」とは、例えば、観察者が配線基板10の法線方向から受光素子24を眺めたときに、受光素子24の右側、受光素子24の左側、受光素子24の上側、または受光素子24の下側といった、大まかな方角を含む概念である。従って、3つの発光素子51,52,53は、例えば、図中の線分LNと直交する線分上に配置されていてもよいし、受光素子24から所定の方角と認識できる範囲内で図中の線分LNから外れた位置に配置されていてもよい。   The “predetermined direction” does not only mean a direction along the line segment LN in the drawing. The “predetermined direction” means, for example, when the observer views the light receiving element 24 from the normal direction of the wiring board 10, the right side of the light receiving element 24, the left side of the light receiving element 24, the upper side of the light receiving element 24, or the light receiving This is a concept including a rough direction such as the lower side of the element 24. Accordingly, the three light emitting elements 51, 52, 53 may be arranged on a line segment orthogonal to the line segment LN in the figure, for example, or within a range that can be recognized as a predetermined direction from the light receiving element 24. You may arrange | position in the position remove | deviated from the inside line segment LN.

発光素子51は、3つの発光素子51,52,53のうち相対的に発光波長の短い発光素子(第1発光素子)である。受光素子24は、被検体100からの光(具体的には、発光素子51から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d7(t1)(第1検出信号)を出力する。発光素子53は、3つの発光素子51,52,53のうち相対的に発光波長の長い発光素子(第2発光素子)である。受光素子24は、被検体100からの光(具体的には、発光素子53から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d7(t3)(第2検出信号)を出力する。発光素子52は、発光素子51の発光波長と発光素子53の発光波長との間の発光波長の発光素子(第3発光素子)である。受光素子24は、被検体100からの光(具体的には、発光素子52から発せられた光のうち、被検体100内で散乱された光)が入力されると、入力された光に応じた検出信号d7(t2)(第3検出信号)を出力する。   The light emitting element 51 is a light emitting element (first light emitting element) having a relatively short emission wavelength among the three light emitting elements 51, 52, and 53. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 51) is input, the light receiving element 24 responds to the input light. The detection signal d7 (t1) (first detection signal) is output. The light emitting element 53 is a light emitting element (second light emitting element) having a relatively long emission wavelength among the three light emitting elements 51, 52, and 53. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 53) is input, the light receiving element 24 responds to the input light. The detection signal d7 (t3) (second detection signal) is output. The light emitting element 52 is a light emitting element (third light emitting element) having an emission wavelength between the emission wavelength of the light emitting element 51 and the emission wavelength of the light emitting element 53. When light from the subject 100 (specifically, light scattered from the subject 100 out of the light emitted from the light emitting element 52) is input to the light receiving element 24, the light receiving element 24 responds to the input light. The detection signal d7 (t2) (third detection signal) is output.

処理プログラム16Aは、被検体100の生体情報(具体的には、被検体100の脈波(脈拍))を導出するための一連の手順をプロセッサ(信号処理部15)に実行させるためのものである。処理プログラム16Aは、受光素子24で時間的に順次、検出された3つの検出信号d7(t1),d7(t2),d7(t3)に基づく演算の手順を含んでいる。係数16Bは、例えば、検出信号d7(t1)にかける係数a,b,cと、検出信号d7(t2)にかける係数d,e,fと、検出信号d7(t3)にかける係数g,h,iとを含んでいる。係数a,b,cは、検出信号d7(t1)の振幅を補正するものである。係数d,e,fは、検出信号d7(t2)の振幅を補正するものである。係数g,h,iは、検出信号d7(t3)の振幅を補正するものである。係数a,b,c,d,e,f,g,h,iは、脈波計測装置5の工場出荷の際の校正で得られた値であってもよいし、脈波計測装置5の工場出荷後にユーザによって校正が実施されることにより得られた値であってもよい。   The processing program 16A is for causing the processor (the signal processing unit 15) to execute a series of procedures for deriving the biological information of the subject 100 (specifically, the pulse wave (pulse) of the subject 100). is there. The processing program 16A includes a calculation procedure based on the three detection signals d7 (t1), d7 (t2), and d7 (t3) detected sequentially in time by the light receiving element 24. The coefficient 16B includes, for example, coefficients a, b, c applied to the detection signal d7 (t1), coefficients d, e, f applied to the detection signal d7 (t2), and coefficients g, h applied to the detection signal d7 (t3). , I. The coefficients a, b, and c correct the amplitude of the detection signal d7 (t1). The coefficients d, e, and f correct the amplitude of the detection signal d7 (t2). The coefficients g, h, i correct the amplitude of the detection signal d7 (t3). The coefficients a, b, c, d, e, f, g, h, and i may be values obtained by calibration at the time of shipment of the pulse wave measuring device 5 or the pulse wave measuring device 5. It may be a value obtained by performing calibration by the user after shipment from the factory.

信号処理部15は、例えば、ユーザからの指示に基づいて、処理プログラム16Aを記憶部16から読み出し、読み出した内容を実行する。信号処理部15は、被検体100の生体情報15B(具体的には、被検体100の脈波(脈拍)に関する情報)を導出するための一連の手順を実行する。   For example, the signal processing unit 15 reads the processing program 16A from the storage unit 16 based on an instruction from the user, and executes the read contents. The signal processing unit 15 executes a series of procedures for deriving the biological information 15B of the subject 100 (specifically, information related to the pulse wave (pulse) of the subject 100).

信号処理部15は、各発光素子51,52,53を順次発光させるとともに、受光素子24で時間的に順次、検出された3つの検出信号d7(t1),d7(t2),d7(t3)に基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された検出信号15Aを導出する。各発光素子51,52,53を発光させる順番には、特に限定はないが、図17には、各発光素子51,52,53を発光波長の短い順に発光させたときの発光タイミングが例示されている。信号処理部15は、さらに、導出した検出信号15Aに基づいて、検出信号15Aと相関を有する被検体100の生体情報15Bを導出する。信号処理部15は、検出信号d7(t1)および検出信号d7(t3)に基づいて、検出信号d7(t2)からノイズ成分を減じることにより、検出信号15Aを導出する。   The signal processing unit 15 causes the light emitting elements 51, 52, and 53 to emit light sequentially, and the three detection signals d7 (t1), d7 (t2), and d7 (t3) detected sequentially in time by the light receiving element 24. The detection signal 15A in which the influence of the noise component is reduced is derived by the calculation based on. There is no particular limitation on the order in which the light emitting elements 51, 52, and 53 emit light, but FIG. 17 illustrates the light emission timing when the light emitting elements 51, 52, and 53 emit light in the order of shorter emission wavelengths. ing. Further, the signal processing unit 15 derives the biological information 15B of the subject 100 having a correlation with the detection signal 15A based on the derived detection signal 15A. The signal processing unit 15 derives the detection signal 15A by subtracting the noise component from the detection signal d7 (t2) based on the detection signal d7 (t1) and the detection signal d7 (t3).

発光素子52は、脈拍変動に影響を及ぼす毛細血管が多く存在する真皮で散乱された光を受光素子24に支配的に受光させる発光波長であって、かつ信号品質が最も良好となるような発光波長に設定される。発光素子52の発光波長は、例えば、530nmである。   The light emitting element 52 emits light with a light emission wavelength that causes the light receiving element 24 to dominantly receive light scattered by the dermis where there are many capillaries that affect pulse fluctuations, and has the best signal quality. Set to wavelength. The emission wavelength of the light emitting element 52 is, for example, 530 nm.

発光素子51は、表皮のみを通った光や表面反射した光を受光素子24に支配的に受光させる発光波長であって、かつ皮下組織など生体内部に到達した光を受光させにくい発光波長(短い発光波長)に設定される。発光素子51の発光波長は、例えば、430nmである。発光素子51の発光波長が短い発光波長に設定された場合には、受光素子24では、脈波計測装置5の筐体と被検体100とが位置ずれを起こした場合に発生する体表ノイズ(生体表面部分で生じるノイズ)が支配的に受光される。   The light emitting element 51 has a light emission wavelength that allows the light receiving element 24 to dominantly receive light that has passed through only the epidermis or light that has been reflected from the surface, and has a light emission wavelength that is difficult to receive light that has reached the inside of the living body, such as subcutaneous tissue. Emission wavelength). The emission wavelength of the light emitting element 51 is, for example, 430 nm. When the light emitting wavelength of the light emitting element 51 is set to a short light emitting wavelength, the light receiving element 24 causes body surface noise (when the casing of the pulse wave measuring device 5 and the subject 100 are displaced from each other) The noise generated at the surface of the living body is dominantly received.

発光素子53は、表皮のみを通った光や表面反射した光を受光させにくい発光波長であって、かつ皮下組織など生体内部に到達した光を支配的に受光させる発光波長(長い発光波長)に設定される。発光素子53の発光波長は、例えば、630nmである。発光素子53の発光波長が長い発光波長に設定された場合には、受光素子24では、生体内部が動いたときに発生する体内ノイズ(生体内部で生じるノイズ)が支配的に受光される。   The light emitting element 53 has a light emission wavelength that makes it difficult to receive light that has passed through only the epidermis or light that has been reflected from the surface, and has a light emission wavelength (long light emission wavelength) that predominantly receives light that has reached the inside of the living body, such as subcutaneous tissue. Is set. The emission wavelength of the light emitting element 53 is, for example, 630 nm. When the light emitting wavelength of the light emitting element 53 is set to a long light emitting wavelength, the light receiving element 24 predominantly receives in-vivo noise (noise generated inside the living body) generated when the inside of the living body moves.

発光素子52の発光波長は、信号品質(AC/DC)が最も良好となるような最適な値に設定される。しかし、発光素子52の発光波長がそのような値に設定された場合には、受光素子24では、体表ノイズおよび体内ノイズも同時に受光される。そのため、筐体と生体の位置ずれや生体内部の動きに伴ったノイズが発生した時に信号が劣化してしまう。そこで、発光素子51または発光素子53が発光しているときに受光素子24で取得した体表ノイズ成分と体内ノイズ成分を用いて、発光素子52が発光しているときに受光素子24で取得した検出信号からノイズ成分を除去することによってノイズによる信号の劣化を低減する。受光素子24で受光される成分は以下の通りである。

Figure 2017169690
Figure 2017169690
Figure 2017169690
The light emission wavelength of the light emitting element 52 is set to an optimal value that provides the best signal quality (AC / DC). However, when the light emission wavelength of the light emitting element 52 is set to such a value, the light receiving element 24 simultaneously receives body surface noise and body noise. For this reason, the signal deteriorates when noise is generated due to the displacement between the housing and the living body or the movement inside the living body. Therefore, using the body surface noise component and the in-body noise component acquired by the light receiving element 24 when the light emitting element 51 or the light emitting element 53 emits light, the light receiving element 24 acquires it when the light emitting element 52 emits light. By removing a noise component from the detection signal, signal deterioration due to noise is reduced. The components received by the light receiving element 24 are as follows.
Figure 2017169690
Figure 2017169690
Figure 2017169690

式(20)においては、体表ノイズ成分が支配的であるため、b,cは非常に小さい値となる。式(22)においては、体内ノイズ成分が支配的であるため、g,hは非常に小さい値となる。式(21)においては、どの成分も相当量存在する。ここで、式(20),(21),(22)を行列式で表すと以下の式(23)のようになる。

Figure 2017169690
In Expression (20), since the body surface noise component is dominant, b and c are very small values. In the expression (22), since the internal noise component is dominant, g and h are very small values. In the formula (21), there is a considerable amount of any component. Here, when Expressions (20), (21), and (22) are represented by determinants, the following Expression (23) is obtained.
Figure 2017169690

式(23)の左辺、右辺の各部分をそれぞれ式(24),(6),(7)のように表すと、式(23)は、式(24),(6),(7)により式(8)のように表される。よって、信号処理部15は、式(9)に示した行列演算を行うことにより、ノイズを低減した脈拍変動成分S、つまりは検出信号15Aを導出する。式(9)において、[M]-1は製品出荷時に固定であっても良いし、出荷後個人ごとに学習等を経て更新されてもよい。

Figure 2017169690
When the left and right sides of Expression (23) are expressed as Expressions (24), (6), and (7), respectively, Expression (23) can be expressed by Expressions (24), (6), and (7). It is expressed as equation (8). Therefore, the signal processing unit 15 derives the pulse fluctuation component S in which noise is reduced, that is, the detection signal 15A, by performing the matrix calculation shown in Expression (9). In Expression (9), [M] −1 may be fixed at the time of product shipment, or may be updated after learning for each individual after shipment.
Figure 2017169690

[効果]
次に、脈波計測装置5の効果について説明する。本実施の形態の脈波計測装置5では、各々の発光波長の互いに異なる発光素子51,52,53が設けられている。これにより、例えば、発光素子51が発光しているときに被検体100の表皮で生じるノイズを多く含む検出信号d7(t1)が得られる。また、例えば、発光素子53が発光しているときに被検体100の皮下組織で生じるノイズを多く含む検出信号d7(t3)が得られる。また、例えば、発光素子52が発光しているときに被検体100の生体情報15Bに関する信号成分と、被検体100の表皮および皮下組織で生じるノイズとを含む検出信号d7(t2)が得られる。従って、これら3つの検出信号d7(t1),d7(t2),d7(t3)に基づく演算を行うことにより、ノイズ成分の影響が低減された検出信号15Aを導出することができる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。
[effect]
Next, the effect of the pulse wave measuring device 5 will be described. In the pulse wave measuring device 5 of the present embodiment, light emitting elements 51, 52, and 53 having different light emission wavelengths are provided. Thereby, for example, the detection signal d7 (t1) including a lot of noise generated in the epidermis of the subject 100 when the light emitting element 51 emits light is obtained. Further, for example, when the light emitting element 53 emits light, the detection signal d7 (t3) including a lot of noise generated in the subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. Further, for example, when the light emitting element 52 emits light, a detection signal d7 (t2) including a signal component related to the biological information 15B of the subject 100 and noise generated in the epidermis and subcutaneous tissue of the subject 100 is obtained. Therefore, by performing calculations based on these three detection signals d7 (t1), d7 (t2), and d7 (t3), it is possible to derive the detection signal 15A in which the influence of the noise component is reduced. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

<6.第1および第2の実施の形態の変形例>
次に、第1および第2の実施の形態の変形例について説明する。図18は、図1の脈波計測装置1の平面構成の一変形例を表したものである。図19は、図7の脈波計測装置2の平面構成の一変形例を表したものである。
<6. Modified example of first and second embodiments>
Next, modifications of the first and second embodiments will be described. FIG. 18 shows a modification of the planar configuration of the pulse wave measuring device 1 of FIG. FIG. 19 shows a modification of the planar configuration of the pulse wave measuring device 2 of FIG.

図18の脈波計測装置1は、4つ以上の(6つの)受光素子12,12,13,13,14,14を備えている。図18の脈波計測装置1では、信号処理装置15は、4つ以上の(6つの)受光素子12,12,13,13,14,14の中から選択した、一組の(3つの)受光素子12,13,14で得られた検出信号d1,d2,d3に基づいて、生体情報15Bを導出するようにしてもよい。   The pulse wave measuring device 1 of FIG. 18 includes four or more (six) light receiving elements 12, 12, 13, 13, 14, and 14. In the pulse wave measuring device 1 of FIG. 18, the signal processing device 15 is a set of (three) selected from four or more (six) light receiving elements 12, 12, 13, 13, 14, 14. The biological information 15B may be derived based on the detection signals d1, d2, and d3 obtained by the light receiving elements 12, 13, and 14.

図19の脈波計測装置2は、4つ以上の(6つの)発光素子21,21,22,22,23,23を備えている。図19の脈波計測装置2では、信号処理装置15は、4つ以上の(6つの)発光素子21,21,22,22,23,23の中から選択した、一組の(3つの)発光素子21,22,23で得られた検出信号d4(t1),d4(t2),d4(t3)に基づいて、生体情報15Bを導出するようにしてもよい。   The pulse wave measuring device 2 in FIG. 19 includes four or more (six) light emitting elements 21, 21, 22, 22, 23, and 23. In the pulse wave measuring device 2 of FIG. 19, the signal processing device 15 is a set of (three) selected from four or more (six) light emitting elements 21, 22, 22, 22, 23, 23. The biological information 15B may be derived based on the detection signals d4 (t1), d4 (t2), and d4 (t3) obtained by the light emitting elements 21, 22, and 23.

図18の脈波計測装置1では、4つ以上の(6つの)受光素子12,12,13,13,14,14の中から選択した、一組の(3つの)受光素子12,13,14で得られた検出信号d1,d2,d3に基づいて、生体情報15Bが導出される。これにより、図18の脈波計測装置1では、信号処理装置15は、例えば、感度のより優れている方の組みから得られた生体情報15Bを出力することができる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   In the pulse wave measuring device 1 of FIG. 18, a set of (three) light receiving elements 12, 13, selected from four or more (six) light receiving elements 12, 12, 13, 13, 14, 14. The biological information 15B is derived based on the detection signals d1, d2, and d3 obtained in step 14. Thereby, in the pulse wave measuring device 1 of FIG. 18, the signal processing device 15 can output, for example, the biological information 15 </ b> B obtained from the combination with higher sensitivity. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

図19の脈波計測装置2では、4つ以上の(6つの)発光素子21,21,22,22,23,23の中から選択した、一組の(3つの)発光素子21,22,23で得られた検出信号d4(t1),d4(t2),d4(t3)に基づいて、生体情報15Bが導出される。これにより、図19の脈波計測装置1では、信号処理装置15は、例えば、感度のより優れている方の組みから得られた生体情報15Bを出力することができる。従って、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   In the pulse wave measuring device 2 of FIG. 19, a set of (three) light emitting elements 21, 22 selected from four or more (six) light emitting elements 21, 22, 22, 22, 23, 23. Based on the detection signals d4 (t1), d4 (t2), and d4 (t3) obtained at 23, the biological information 15B is derived. Thereby, in the pulse wave measuring device 1 of FIG. 19, the signal processing device 15 can output the biological information 15B obtained from, for example, the combination with higher sensitivity. Therefore, more accurate noise removal can be performed.

<7.適用例>
次に、上記各実施の形態およびそれらの変形例の脈波計測装置1,2,3,4,5を腕時計などの電子機器に適用した例について説明する。図20は、上記各実施の形態およびそれらの変形例の脈波計測装置1,2,3,4,5を腕時計などの電子機器6に適用した例を表したものである。
<7. Application example>
Next, an example will be described in which the pulse wave measuring devices 1, 2, 3, 4, and 5 according to the above-described embodiments and modifications thereof are applied to an electronic device such as a wristwatch. FIG. 20 shows an example in which the pulse wave measuring devices 1, 2, 3, 4, and 5 of the above embodiments and their modifications are applied to an electronic device 6 such as a wristwatch.

電子機器6は、例えば、腕時計の筐体61の背面(人体に触れる側の面)に、上記各実施の形態およびそれらの変形例の脈波計測装置1,2,3,4又は5を備えている。筐体61にはベルト62が取り付けられている。このとき、3つの受光素子12,13,14の配列方向、3つの発光素子21,22,23の配列方向、およびラインセンサ31の延在方向(例えば、図中の線分LNと平行な方向)が腕の延在方向と平行もしくはほぼ平行となっていることが好ましい。このようにした場合には、腕を動かしたときに、脈波計測装置1,2,3,4,5と腕との密着度の大きな変化が抑制される。その結果、より精度の高いノイズ除去を行うことができる。   The electronic device 6 includes, for example, the pulse wave measuring devices 1, 2, 3, 4 or 5 of the above-described embodiments and their modifications on the back surface (surface on the side touching the human body) of a watch case 61. ing. A belt 62 is attached to the housing 61. At this time, the arrangement direction of the three light receiving elements 12, 13, and 14, the arrangement direction of the three light emitting elements 21, 22, and 23, and the extending direction of the line sensor 31 (for example, a direction parallel to the line segment LN in the figure) ) Is preferably parallel or substantially parallel to the extending direction of the arm. In this case, when the arm is moved, a large change in the degree of contact between the pulse wave measuring devices 1, 2, 3, 4, 5 and the arm is suppressed. As a result, more accurate noise removal can be performed.

また、電子機器6では、上記各実施の形態およびそれらの変形例の脈波計測装置1,2,3,4,5が設けられているので、より精度の高いノイズ除去がなされた生体情報15Bを利用することができる。   Moreover, since the electronic device 6 is provided with the pulse wave measuring devices 1, 2, 3, 4, and 5 according to the above-described embodiments and modifications thereof, the biological information 15B from which noise has been removed with higher accuracy. Can be used.

なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。   In addition, the effect described in this specification is an illustration to the last. The effects of the present disclosure are not limited to the effects described in this specification. The present disclosure may have effects other than those described in this specification.

また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
(1)
配線基板上に配置され、被検体に対して光を発する発光素子と、
前記配線基板上の、前記発光素子から所定の方向において、前記発光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置され、前記被検体からの光を受光する3つ以上の受光素子と、
3つ以上の前記受光素子のうち相対的に前記発光素子寄りの第1受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記受光素子のうち相対的に前記発光素子から離れた第2受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記受光素子のうち前記第1受光素子と前記第2受光素子との間にある第3受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を備えた
生体情報計測装置。
(2)
前記信号処理部は、前記第1検出信号および前記第2検出信号に基づいて、前記第3検出信号から前記ノイズ成分を減じることにより、前記第4検出信号を導出する
(1)に記載の生体情報計測装置。
(3)
前記生体情報は、前記被検体の脈拍に関する情報である
(1)に記載の生体情報計測装置。
(4)
各前記受光素子は、フォトダイオードである
(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の生体情報計測装置。
(5)
前記第1受光素子、前記第2受光素子および前記第3受光素子は、それぞれ、一列に並んだ複数の受光部によって構成された共通のラインセンサにおける一部の前記受光部によって構成されている
(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の生体情報計測装置。
(6)
前記信号処理部は、前記ラインセンサに含まれる複数の前記受光部のうち、前記ラインセンサで得られた1ライン分の検出信号における信号ピーク値に対応する第1受光部、または、前記第1受光部を含む複数の前記受光部を、前記第2受光素子として割り当てる
(5)に記載の生体情報計測装置。
(7)
前記第1受光素子、前記第2受光素子および前記第3受光素子は、それぞれ、行列状に並んだ複数の受光部によって構成された共通のイメージセンサにおける一部の前記受光部によって構成されている
(5)ないし(3)のいずれか1つに記載の生体情報計測装置。
(8)
前記信号処理部は、前記イメージセンサに含まれる複数の前記受光部のうち、前記イメージセンサで得られた1枚分の検出信号における信号ピーク値に対応する第1受光部、または、前記第1受光部を含む複数の前記受光部を、前記第2受光素子として割り当てる
(7)に記載の生体情報計測装置。
(9)
配線基板上に配置され、被検体からの光を受光する受光素子と、
前記配線基板上の、前記受光素子から所定の方向において、前記受光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置され、被検体に対して光を発する3つ以上の発光素子と、
各前記発光素子を順次発光させるとともに、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に前記受光素子寄りの第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に前記受光素子から離れた第2発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち前記第1発光素子と前記第2発光素子との間にある第3発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を備えた
生体情報計測装置。
(10)
前記信号処理部は、前記第1検出信号および前記第2検出信号に基づいて、前記第3検出信号から前記ノイズ成分を減じることにより、前記第4検出信号を導出する
(9)に記載の生体情報計測装置。
(11)
前記生体情報は、前記被検体の脈拍に関する情報である
(10)に記載の生体情報計測装置。
(12)
配線基板上に配置され、被検体からの光を受光する受光素子と、
前記配線基板上の、前記受光素子から所定の方向において、前記受光素子からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい少なくとも3か所に配置され、各々の発光波長が互いに異なるとともに、被検体に対して光を発する3つ以上の発光素子と、
各前記発光素子を順次発光させるとともに、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に発光波長の短い第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に発光波長の長い第2発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち前記第1発光素子の発光波長と前記第2発光素子の発光波長との間の発光波長の第3発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を備えた
生体情報計測装置。
(13)
前記信号処理部は、前記第1検出信号および前記第2検出信号に基づいて、前記第3検出信号から前記ノイズ成分を減じることにより、前記第4検出信号を導出する
(12)に記載の生体情報計測装置。
(14)
前記生体情報は、前記被検体の脈拍に関する情報である
(12)に記載の生体情報計測装置。
(15)
生体情報計測装置を備え、
前記生体情報計測装置は、
配線基板上に配置され、被検体に対して光を発する発光素子と、
前記配線基板上の、前記発光素子から所定の方向において、前記発光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置され、前記被検体からの光を受光する3つ以上の受光素子と、
3つ以上の前記受光素子のうち相対的に前記発光素子寄りの第1受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記受光素子のうち相対的に前記発光素子から離れた第2受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記受光素子のうち前記第1受光素子と前記第2受光素子との間にある第3受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を有する
電子機器。
(16)
生体情報計測装置を備え、
前記生体情報計測装置は、
配線基板上に配置され、被検体からの光を受光する受光素子と、
前記配線基板上の、前記受光素子から所定の方向において、前記受光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置され、被検体に対して光を発する3つ以上の発光素子と、
各前記発光素子を順次発光させるとともに、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に前記受光素子寄りの第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に前記受光素子から離れた第2発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち前記第1発光素子と前記第2発光素子との間にある第3発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を有する
電子機器。
(17)
生体情報計測装置を備え、
前記生体情報計測装置は、
配線基板上に配置され、被検体からの光を受光する受光素子と、
前記配線基板上の、前記受光素子から所定の方向において、前記受光素子からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい少なくとも3か所に配置され、各々の発光波長が互いに異なるとともに、被検体に対して光を発する3つ以上の発光素子と、
各前記発光素子を順次発光させるとともに、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に発光波長の短い第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に発光波長の長い第2発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち前記第1発光素子の発光波長と前記第2発光素子の発光波長との間の発光波長の第3発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を有する
電子機器。
For example, this indication can take the following composition.
(1)
A light emitting element disposed on the wiring substrate and emitting light to the subject;
Three or more light receiving elements that receive light from the subject, disposed in at least three different distances from the light emitting elements in a predetermined direction from the light emitting elements on the wiring board;
The first detection signal detected by the first light receiving element relatively closer to the light emitting element among the three or more light receiving elements, and the first detection signal relatively separated from the light emitting element among the three or more light receiving elements. A second detection signal detected by two light receiving elements, and a third detection signal detected by a third light receiving element between the first light receiving element and the second light receiving element among the three or more light receiving elements. The fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced is derived by the calculation based on the above, and then the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal is derived based on the fourth detection signal. A biological information measuring device comprising: a signal processing unit.
(2)
The biological signal according to (1), wherein the signal processing unit derives the fourth detection signal by subtracting the noise component from the third detection signal based on the first detection signal and the second detection signal. Information measuring device.
(3)
The biological information measuring device according to (1), wherein the biological information is information related to a pulse of the subject.
(4)
Each of the light receiving elements is a photodiode. (1) The biological information measuring device according to any one of (3).
(5)
Each of the first light receiving element, the second light receiving element, and the third light receiving element is constituted by a part of the light receiving parts in a common line sensor constituted by a plurality of light receiving parts arranged in a line. The biological information measuring device according to any one of 1) to (3).
(6)
The signal processing unit is a first light receiving unit corresponding to a signal peak value in a detection signal for one line obtained by the line sensor among the plurality of light receiving units included in the line sensor, or the first The biological information measuring device according to (5), wherein a plurality of the light receiving units including a light receiving unit are assigned as the second light receiving elements.
(7)
Each of the first light receiving element, the second light receiving element, and the third light receiving element is constituted by a part of the light receiving parts in a common image sensor constituted by a plurality of light receiving parts arranged in a matrix. (5) The biological information measuring device according to any one of (3).
(8)
The signal processing unit includes: a first light receiving unit corresponding to a signal peak value in a detection signal for one sheet obtained by the image sensor among the plurality of light receiving units included in the image sensor; The biological information measuring device according to (7), wherein a plurality of the light receiving units including a light receiving unit are assigned as the second light receiving elements.
(9)
A light receiving element disposed on the wiring board for receiving light from the subject;
Three or more light-emitting elements that emit light to a subject and are arranged at at least three different distances from the light-receiving element in a predetermined direction from the light-receiving element on the wiring board;
Each of the light emitting elements is caused to emit light sequentially, and a first detection signal detected by the light receiving element when the first light emitting element relatively closer to the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light; A second detection signal detected by the light receiving element when the second light emitting element relatively distant from the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light, and the three or more light emitting elements Of the noise component by calculation based on the third detection signal detected by the light receiving element when the third light emitting element between the first light emitting element and the second light emitting element emits light. A signal processing unit for deriving the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the fourth detection signal after deriving the fourth detection signal with reduced apparatus.
(10)
The biological signal according to (9), wherein the signal processing unit derives the fourth detection signal by subtracting the noise component from the third detection signal based on the first detection signal and the second detection signal. Information measuring device.
(11)
The biological information measuring device according to (10), wherein the biological information is information related to a pulse of the subject.
(12)
A light receiving element disposed on the wiring board for receiving light from the subject;
On the wiring board, in a predetermined direction from the light receiving element, the distance from the light receiving element is arranged at at least three places that are equal to each other or substantially equal to each other. Three or more light emitting elements that emit light to the light;
A first detection signal detected by the light receiving element when the first light emitting element having a relatively short emission wavelength among the three or more light emitting elements emits light; The second detection signal detected by the light receiving element when the second light emitting element having a relatively long emission wavelength is emitting light among the three or more light emitting elements, and the third detection signal among the three or more light emitting elements. By calculation based on a third detection signal detected by the light receiving element when a third light emitting element having an emission wavelength between the emission wavelength of the first light emitting element and the emission wavelength of the second light emitting element emits light. A signal processing unit that derives the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the fourth detection signal after deriving the fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced. Biological information measuring device provided.
(13)
The biological signal according to (12), wherein the signal processing unit derives the fourth detection signal by subtracting the noise component from the third detection signal based on the first detection signal and the second detection signal. Information measuring device.
(14)
The biological information measuring device according to (12), wherein the biological information is information related to a pulse of the subject.
(15)
Equipped with a biological information measuring device,
The biological information measuring device is
A light emitting element disposed on the wiring substrate and emitting light to the subject;
Three or more light receiving elements that receive light from the subject, disposed in at least three different distances from the light emitting elements in a predetermined direction from the light emitting elements on the wiring board;
The first detection signal detected by the first light receiving element relatively closer to the light emitting element among the three or more light receiving elements, and the first detection signal relatively separated from the light emitting element among the three or more light receiving elements. A second detection signal detected by two light receiving elements, and a third detection signal detected by a third light receiving element between the first light receiving element and the second light receiving element among the three or more light receiving elements. The fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced is derived by the calculation based on the above, and then the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal is derived based on the fourth detection signal. An electronic device having a signal processing unit.
(16)
Equipped with a biological information measuring device,
The biological information measuring device is
A light receiving element disposed on the wiring board for receiving light from the subject;
Three or more light-emitting elements that emit light to a subject and are arranged at at least three different distances from the light-receiving element in a predetermined direction from the light-receiving element on the wiring board;
Each of the light emitting elements is caused to emit light sequentially, and a first detection signal detected by the light receiving element when the first light emitting element relatively closer to the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light; A second detection signal detected by the light receiving element when the second light emitting element relatively distant from the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light, and the three or more light emitting elements Of the noise component by calculation based on the third detection signal detected by the light receiving element when the third light emitting element between the first light emitting element and the second light emitting element emits light. An electronic apparatus comprising: a signal processing unit that derives the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the fourth detection signal after deriving the fourth detection signal with reduced noise.
(17)
Equipped with a biological information measuring device,
The biological information measuring device is
A light receiving element disposed on the wiring board for receiving light from the subject;
On the wiring board, in a predetermined direction from the light receiving element, the distance from the light receiving element is arranged at at least three places that are equal to each other or substantially equal to each other. Three or more light emitting elements that emit light to the light;
A first detection signal detected by the light receiving element when the first light emitting element having a relatively short emission wavelength among the three or more light emitting elements emits light; The second detection signal detected by the light receiving element when the second light emitting element having a relatively long emission wavelength is emitting light among the three or more light emitting elements, and the third detection signal among the three or more light emitting elements. By calculation based on a third detection signal detected by the light receiving element when a third light emitting element having an emission wavelength between the emission wavelength of the first light emitting element and the emission wavelength of the second light emitting element emits light. A signal processing unit that derives the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the fourth detection signal after deriving the fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced. Having electronic equipment.

1,2,3,4,5…生体情報計測装置、6…電子機器、10…配線基板、11…発光素子、12,13,14…受光素子、15…信号処理回路、16…記憶部、16A…処理プログラム、16B…係数、17…通信部、18…表示部、19…ベルト、20…筐体、21,22,23…発光素子、24…受光素子、31…ラインセンサ、31A,31B,31C,41A,41B,41C…受光部、41…イメージセンサ、51,52,53…発光素子、54…受光素子、61…筐体、62…ベルト、100…被検体、LN…線分。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3, 4, 5 ... Biological information measuring device, 6 ... Electronic equipment, 10 ... Wiring board, 11 ... Light emitting element, 12, 13, 14 ... Light receiving element, 15 ... Signal processing circuit, 16 ... Memory | storage part, 16A ... Processing program, 16B ... Coefficient, 17 ... Communication part, 18 ... Display part, 19 ... Belt, 20 ... Housing, 21, 22, 23 ... Light emitting element, 24 ... Light receiving element, 31 ... Line sensor, 31A, 31B , 31C, 41A, 41B, 41C ... light receiving part, 41 ... image sensor, 51, 52, 53 ... light emitting element, 54 ... light receiving element, 61 ... housing, 62 ... belt, 100 ... subject, LN ... line segment.

Claims (17)

配線基板上に配置され、被検体に対して光を発する発光素子と、
前記配線基板上の、前記発光素子から所定の方向において、前記発光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置され、前記被検体からの光を受光する3つ以上の受光素子と、
3つ以上の前記受光素子のうち相対的に前記発光素子寄りの第1受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記受光素子のうち相対的に前記発光素子から離れた第2受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記受光素子のうち前記第1受光素子と前記第2受光素子との間にある第3受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を備えた
生体情報計測装置。
A light emitting element disposed on the wiring substrate and emitting light to the subject;
Three or more light receiving elements that receive light from the subject, disposed in at least three different distances from the light emitting elements in a predetermined direction from the light emitting elements on the wiring board;
The first detection signal detected by the first light receiving element relatively closer to the light emitting element among the three or more light receiving elements, and the first detection signal relatively separated from the light emitting element among the three or more light receiving elements. A second detection signal detected by two light receiving elements, and a third detection signal detected by a third light receiving element between the first light receiving element and the second light receiving element among the three or more light receiving elements. The fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced is derived by the calculation based on the above, and then the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal is derived based on the fourth detection signal. A biological information measuring device comprising: a signal processing unit.
前記信号処理部は、前記第1検出信号および前記第2検出信号に基づいて、前記第3検出信号から前記ノイズ成分を減じることにより、前記第4検出信号を導出する
請求項1に記載の生体情報計測装置。
The living body according to claim 1, wherein the signal processing unit derives the fourth detection signal by subtracting the noise component from the third detection signal based on the first detection signal and the second detection signal. Information measuring device.
前記生体情報は、前記被検体の脈拍に関する情報である
請求項1に記載の生体情報計測装置。
The biological information measuring device according to claim 1, wherein the biological information is information related to a pulse of the subject.
各前記受光素子は、フォトダイオードである
請求項1に記載の生体情報計測装置。
The biological information measuring device according to claim 1, wherein each of the light receiving elements is a photodiode.
前記第1受光素子、前記第2受光素子および前記第3受光素子は、それぞれ、一列に並んだ複数の受光部によって構成された共通のラインセンサにおける一部の前記受光部によって構成されている
請求項1に記載の生体情報計測装置。
The first light receiving element, the second light receiving element, and the third light receiving element are each configured by a part of the light receiving units in a common line sensor configured by a plurality of light receiving units arranged in a line. Item 2. The biological information measuring device according to Item 1.
前記信号処理部は、前記ラインセンサに含まれる複数の前記受光部のうち、前記ラインセンサで得られた1ライン分の検出信号における信号ピーク値に対応する第1受光部、または、前記第1受光部を含む複数の前記受光部を、前記第2受光素子として割り当てる
請求項5に記載の生体情報計測装置。
The signal processing unit is a first light receiving unit corresponding to a signal peak value in a detection signal for one line obtained by the line sensor among the plurality of light receiving units included in the line sensor, or the first The biological information measuring device according to claim 5, wherein a plurality of the light receiving units including a light receiving unit are allocated as the second light receiving elements.
前記第1受光素子、前記第2受光素子および前記第3受光素子は、それぞれ、行列状に並んだ複数の受光部によって構成された共通のイメージセンサにおける一部の前記受光部によって構成されている
請求項1に記載の生体情報計測装置。
Each of the first light receiving element, the second light receiving element, and the third light receiving element is constituted by a part of the light receiving parts in a common image sensor constituted by a plurality of light receiving parts arranged in a matrix. The biological information measuring device according to claim 1.
前記信号処理部は、前記イメージセンサに含まれる複数の前記受光部のうち、前記イメージセンサで得られた1枚分の検出信号における信号ピーク値に対応する第1受光部、または、前記第1受光部を含む複数の前記受光部を、前記第2受光素子として割り当てる
請求項7に記載の生体情報計測装置。
The signal processing unit includes: a first light receiving unit corresponding to a signal peak value in a detection signal for one sheet obtained by the image sensor among the plurality of light receiving units included in the image sensor; The biological information measuring device according to claim 7, wherein a plurality of the light receiving units including a light receiving unit are allocated as the second light receiving elements.
配線基板上に配置され、被検体からの光を受光する受光素子と、
前記配線基板上の、前記受光素子から所定の方向において、前記受光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置され、被検体に対して光を発する3つ以上の発光素子と、
各前記発光素子を順次発光させるとともに、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に前記受光素子寄りの第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に前記受光素子から離れた第2発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち前記第1発光素子と前記第2発光素子との間にある第3発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を備えた
生体情報計測装置。
A light receiving element disposed on the wiring board for receiving light from the subject;
Three or more light-emitting elements that emit light to a subject and are arranged at at least three different distances from the light-receiving element in a predetermined direction from the light-receiving element on the wiring board;
Each of the light emitting elements is caused to emit light sequentially, and a first detection signal detected by the light receiving element when the first light emitting element relatively closer to the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light; A second detection signal detected by the light receiving element when the second light emitting element relatively distant from the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light, and the three or more light emitting elements Of the noise component by calculation based on the third detection signal detected by the light receiving element when the third light emitting element between the first light emitting element and the second light emitting element emits light. A signal processing unit for deriving the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the fourth detection signal after deriving the fourth detection signal with reduced apparatus.
前記信号処理部は、前記第1検出信号および前記第2検出信号に基づいて、前記第3検出信号から前記ノイズ成分を減じることにより、前記第4検出信号を導出する
請求項9に記載の生体情報計測装置。
The biological signal according to claim 9, wherein the signal processing unit derives the fourth detection signal by subtracting the noise component from the third detection signal based on the first detection signal and the second detection signal. Information measuring device.
前記生体情報は、前記被検体の脈拍に関する情報である
請求項10に記載の生体情報計測装置。
The biological information measuring device according to claim 10, wherein the biological information is information related to a pulse of the subject.
配線基板上に配置され、被検体からの光を受光する受光素子と、
前記配線基板上の、前記受光素子から所定の方向において、前記受光素子からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい少なくとも3か所に配置され、各々の発光波長が互いに異なるとともに、被検体に対して光を発する3つ以上の発光素子と、
各前記発光素子を順次発光させるとともに、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に発光波長の短い第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に発光波長の長い第2発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち前記第1発光素子の発光波長と前記第2発光素子の発光波長との間の発光波長の第3発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を備えた
生体情報計測装置。
A light receiving element disposed on the wiring board for receiving light from the subject;
On the wiring board, in a predetermined direction from the light receiving element, the distance from the light receiving element is arranged at at least three places that are equal to each other or substantially equal to each other. Three or more light emitting elements that emit light to the light;
A first detection signal detected by the light receiving element when the first light emitting element having a relatively short emission wavelength among the three or more light emitting elements emits light; The second detection signal detected by the light receiving element when the second light emitting element having a relatively long emission wavelength is emitting light among the three or more light emitting elements, and the third detection signal among the three or more light emitting elements. By calculation based on a third detection signal detected by the light receiving element when a third light emitting element having an emission wavelength between the emission wavelength of the first light emitting element and the emission wavelength of the second light emitting element emits light. A signal processing unit that derives the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the fourth detection signal after deriving the fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced. Biological information measuring device provided.
前記信号処理部は、前記第1検出信号および前記第2検出信号に基づいて、前記第3検出信号から前記ノイズ成分を減じることにより、前記第4検出信号を導出する
請求項12に記載の生体情報計測装置。
The living body according to claim 12, wherein the signal processing unit derives the fourth detection signal by subtracting the noise component from the third detection signal based on the first detection signal and the second detection signal. Information measuring device.
前記生体情報は、前記被検体の脈拍に関する情報である
請求項12に記載の生体情報計測装置。
The biological information measuring device according to claim 12, wherein the biological information is information related to a pulse of the subject.
生体情報計測装置を備え、
前記生体情報計測装置は、
配線基板上に配置され、被検体に対して光を発する発光素子と、
前記配線基板上の、前記発光素子から所定の方向において、前記発光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置され、前記被検体からの光を受光する3つ以上の受光素子と、
3つ以上の前記受光素子のうち相対的に前記発光素子寄りの第1受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記受光素子のうち相対的に前記発光素子から離れた第2受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記受光素子のうち前記第1受光素子と前記第2受光素子との間にある第3受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を有する
電子機器。
Equipped with a biological information measuring device,
The biological information measuring device is
A light emitting element disposed on the wiring substrate and emitting light to the subject;
Three or more light receiving elements that receive light from the subject, disposed in at least three different distances from the light emitting elements in a predetermined direction from the light emitting elements on the wiring board;
The first detection signal detected by the first light receiving element relatively closer to the light emitting element among the three or more light receiving elements, and the first detection signal relatively separated from the light emitting element among the three or more light receiving elements. A second detection signal detected by two light receiving elements, and a third detection signal detected by a third light receiving element between the first light receiving element and the second light receiving element among the three or more light receiving elements. The fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced is derived by the calculation based on the above, and then the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal is derived based on the fourth detection signal. An electronic device having a signal processing unit.
生体情報計測装置を備え、
前記生体情報計測装置は、
配線基板上に配置され、被検体からの光を受光する受光素子と、
前記配線基板上の、前記受光素子から所定の方向において、前記受光素子からの距離がそれぞれ異なる少なくとも3か所に配置され、被検体に対して光を発する3つ以上の発光素子と、
各前記発光素子を順次発光させるとともに、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に前記受光素子寄りの第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に前記受光素子から離れた第2発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち前記第1発光素子と前記第2発光素子との間にある第3発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を有する
電子機器。
Equipped with a biological information measuring device,
The biological information measuring device is
A light receiving element disposed on the wiring board for receiving light from the subject;
Three or more light-emitting elements that emit light to a subject and are arranged at at least three different distances from the light-receiving element in a predetermined direction from the light-receiving element on the wiring board;
Each of the light emitting elements is caused to emit light sequentially, and a first detection signal detected by the light receiving element when the first light emitting element relatively closer to the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light; A second detection signal detected by the light receiving element when the second light emitting element relatively distant from the light receiving element among the three or more light emitting elements emits light, and the three or more light emitting elements Of the noise component by calculation based on the third detection signal detected by the light receiving element when the third light emitting element between the first light emitting element and the second light emitting element emits light. An electronic apparatus comprising: a signal processing unit that derives the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the fourth detection signal after deriving the fourth detection signal with reduced noise.
生体情報計測装置を備え、
前記生体情報計測装置は、
配線基板上に配置され、被検体からの光を受光する受光素子と、
前記配線基板上の、前記受光素子から所定の方向において、前記受光素子からの距離が互いに等しいか、もしくは互いにほぼ等しい少なくとも3か所に配置され、各々の発光波長が互いに異なるとともに、被検体に対して光を発する3つ以上の発光素子と、
各前記発光素子を順次発光させるとともに、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に発光波長の短い第1発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第1検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち相対的に発光波長の長い第2発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第2検出信号と、3つ以上の前記発光素子のうち前記第1発光素子の発光波長と前記第2発光素子の発光波長との間の発光波長の第3発光素子が発光しているときに前記受光素子で検出された第3検出信号とに基づく演算により、ノイズ成分の影響が低減された第4検出信号を導出したのち、前記第4検出信号に基づいて、前記第4検出信号と相関を有する前記被検体の生体情報を導出する信号処理部と
を有する
電子機器。
Equipped with a biological information measuring device,
The biological information measuring device is
A light receiving element disposed on the wiring board for receiving light from the subject;
On the wiring board, in a predetermined direction from the light receiving element, the distance from the light receiving element is arranged at at least three places that are equal to each other or substantially equal to each other. Three or more light emitting elements that emit light to the light;
A first detection signal detected by the light receiving element when the first light emitting element having a relatively short emission wavelength among the three or more light emitting elements emits light; The second detection signal detected by the light receiving element when the second light emitting element having a relatively long emission wavelength is emitting light among the three or more light emitting elements, and the third detection signal among the three or more light emitting elements. By calculation based on a third detection signal detected by the light receiving element when a third light emitting element having an emission wavelength between the emission wavelength of the first light emitting element and the emission wavelength of the second light emitting element emits light. A signal processing unit that derives the biological information of the subject having a correlation with the fourth detection signal based on the fourth detection signal after deriving the fourth detection signal in which the influence of the noise component is reduced. Having electronic equipment.
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