JP5428510B2 - Pulse wave acquisition device and pulse measurement device - Google Patents
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Description
本件は、脈波取得装置及び脈拍測定装置に関し、特に人体の一部に装着されて脈波を検出する脈波取得装置及び当該脈波取得装置による取得結果に基づいて脈拍を測定する脈拍測定装置に関する。 The present invention relates to a pulse wave acquisition device and a pulse measurement device, and in particular, a pulse wave acquisition device that is attached to a part of a human body and detects a pulse wave, and a pulse measurement device that measures a pulse based on an acquisition result by the pulse wave acquisition device About.
近年、メタボリックシンドロームの周知等により、社会的に健康への関心が高まってきている。厚生労働省により策定された「健康づくりのための運動基準2006−身体活動・運動・体力」では、生活習慣病を予防するための身体活動量と運動量の基準値が定められている。また、これに基づき、運動所要量・運動指針の策定検討会からは、「エクササイズガイド2006」が出され、目標となる運動や、日常生活の活動まで具体的に示されるなど国民の健康に対する国を上げた取り組みもされている。このような背景から、最近では、誰もが手軽に出来る運動として、ウォーキングが見直され、当該ウォーキング中の活動量をより正確に測定することが望まれている。この活動量の測定には、脈拍測定が有効である。 In recent years, public awareness of metabolic syndrome has increased social interest in health. In “Exercise Standards 2006 for Physical Promotion / Physical Activity / Exercise / Physical Strength” formulated by the Ministry of Health, Labor and Welfare, the standard values of physical activity and exercise amount for preventing lifestyle-related diseases are defined. Based on this, the “Exercise Guide 2006” was issued by the Study Committee on Establishing the Required Exercise and Guidelines, and the national exercise for the health of the people, including the specific exercises and activities of daily life, is shown. There is also an effort to raise. Against this background, recently, walking has been reviewed as an exercise that anyone can easily perform, and it is desired to more accurately measure the amount of activity during the walking. Pulse measurement is effective for measuring this amount of activity.
従来においても、フィットネスジムなどの屋内で、ランニングマシーンやエアロバイクなどの器具を使用した運動を行っている間に活動量を測定する装置として、耳の血流から脈拍を測定する脈拍計が用いられている。 Conventionally, as a device that measures the amount of activity while exercising using equipment such as a running machine or an exercise bike indoors such as a fitness gym, a pulse meter that measures the pulse from the blood flow of the ear is used. It has been.
この種の脈拍計の一例としては、例えば、特許文献1のようなものが挙げられる。この特許文献1では、発光素子(発光ダイオード)と受光素子(受光フォトトランジスタ)の光軸を実質的に一致させた構成が開示されている。 As an example of this type of pulse meter, for example, the one disclosed in Patent Document 1 can be cited. In Patent Document 1, a configuration in which the optical axes of a light emitting element (light emitting diode) and a light receiving element (light receiving phototransistor) are substantially matched is disclosed.
しかしながら、上述したような脈拍計を屋外で使用する場合、耳を透過した外光が受光素子に入射するなどの影響により、脈拍を正確に測れないおそれがある。特に木陰を移動している間には、木漏れ日により入射する外光が不規則に変化するため、脈拍の測定が不可能になるおそれがある。 However, when the pulse meter as described above is used outdoors, there is a possibility that the pulse cannot be measured accurately due to the influence of external light that has passed through the ear enters the light receiving element. In particular, while moving in the shade, the incident light changes irregularly due to the sunbeams, which may make it impossible to measure the pulse.
この外光の影響を抑制する方法としては、受光素子における検出信号のS/N比を向上する方法が挙げられる。S/N比を向上するためには、例えば、LEDなどの発光素子を、指向性の高い、すなわち集光性能の高いものとするとともに、発光素子から発光された光を集光するためのレンズを用いる方法がある。しかしながら、指向性の高い発光素子や、レンズは比較的高価であるため、これらを用いる場合、製造コストが増大するおそれがある。 As a method for suppressing the influence of the external light, there is a method for improving the S / N ratio of the detection signal in the light receiving element. In order to improve the S / N ratio, for example, a light-emitting element such as an LED has high directivity, that is, high condensing performance, and a lens for condensing light emitted from the light-emitting element. There is a method of using. However, since light emitting elements and lenses with high directivity are relatively expensive, when these are used, the manufacturing cost may increase.
また、外光の影響を抑制する方法としては、耳たぶを凸状の部材(例えばレンズ)で挟み、耳たぶにかかる圧力を高くして、耳たぶの厚さを薄くすることにより、外光からの影響を低減する方法もある。しかしながら、耳たぶの厚さが薄くなると当該部分の血流が低減するため、お年寄りなど、低血圧の人の脈拍測定ができなくなるおそれがある。 As a method of suppressing the influence of external light, the effect of the external light is obtained by sandwiching the earlobe with a convex member (for example, a lens), increasing the pressure applied to the earlobe, and reducing the thickness of the earlobe. There is also a method for reducing this. However, when the thickness of the earlobe is reduced, blood flow in the portion is reduced, and there is a possibility that the pulse measurement of a person with low blood pressure such as an elderly person cannot be performed.
そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、外光による影響を抑制して高精度な脈波取得が可能な脈波取得装置を提供することを目的とする。また、本件は、高精度な脈拍測定が可能な脈拍測定装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a pulse wave acquisition device capable of acquiring pulse waves with high accuracy while suppressing the influence of external light. Another object of the present invention is to provide a pulse measuring device capable of measuring a pulse with high accuracy.
本明細書に記載の脈波取得装置は、検出光を発光する発光素子を有する発光部と、前記発光素子と対向し、当該発光素子から発光された前記検出光を受光する受光素子を有する受光部と、を備え、前記発光部と前記受光部とにより人体の一部を挟み込んだ状態で人体に装着され、前記受光素子の受光結果から脈波を取得する脈波取得装置であって、前記受光部は、前記受光素子の前記発光素子と対向する面を覆い、前記検出光を透過する受光部用光透過部材と、前記受光部用光透過部材の前記発光素子と対向する面を覆うように設けられ、前記検出光を通過させる開口を有する受光部用被覆部材と、を有し、前記開口に囲まれた位置に存在する前記受光部用光透過部材の一部は、前記開口に嵌りこむ凸部であり、該凸部は、前記受光部用被覆部材の前記発光部側の面よりも、前記発光部側に突出しておらず、前記発光部は、前記発光素子の前記受光素子と対向する面を覆い、前記検出光を透過する発光部用光透過部材と、前記発光部用光透過部材の前記受光素子と対向する面を覆うように設けられ、前記検出光を通過させる開口を有する発光部用被覆部材と、を有しており、前記受光部の所定方向端部近傍と、前記発光部の前記所定方向端部近傍は、ヒンジで接続され、前記受光部用被覆部材の開口は、前記受光部用被覆部材の前記所定方向中央部を基準として、前記ヒンジとは反対側寄りに設けられ、前記発光部用被覆部材の開口は、前記発光部用被覆部材の前記所定方向中央部を基準として、前記ヒンジとは反対側寄りに設けられている脈波取得装置である。
A pulse wave acquisition device described in this specification includes a light emitting unit having a light emitting element that emits detection light, and a light receiving unit that has a light receiving element that faces the light emitting element and receives the detection light emitted from the light emitting element. A pulse wave acquisition device that is attached to a human body in a state where a part of the human body is sandwiched between the light emitting unit and the light receiving unit, and acquires a pulse wave from a light reception result of the light receiving element, The light receiving portion covers a surface of the light receiving element facing the light emitting element, and covers a light transmitting portion light transmitting member that transmits the detection light and a surface of the light receiving portion light transmitting member that faces the light emitting element. A light-receiving-part covering member provided at a position surrounded by the opening, and a part of the light-receiving-part light-transmitting member existing in a position surrounded by the opening is fitted in the opening. a comb protrusions, convex portion, covering the light receiving portion The light for the light emitting part that does not protrude to the light emitting part side than the surface on the light emitting part side of the material, the light emitting part covers the surface of the light emitting element that faces the light receiving element, and transmits the detection light. A light-transmitting member, and a light-emitting portion covering member provided so as to cover a surface of the light-transmitting portion light-transmitting member facing the light-receiving element, and having an opening through which the detection light passes. The vicinity of the end portion in the predetermined direction of the light emitting portion and the vicinity of the end portion in the predetermined direction of the light emitting portion are connected by a hinge, and the opening of the covering member for the light receiving portion is based on the central portion in the predetermined direction of the covering member for the light receiving portion As described above, the opening of the light emitting portion covering member is provided on the opposite side of the hinge with respect to the central portion in the predetermined direction of the light emitting portion covering member. It is a pulse wave acquisition device.
本明細書に記載の脈拍測定装置は、本明細書に記載の脈波取得装置と、前記脈波取得装置により取得された脈波に基づいて、脈拍を測定する測定装置と、を備える脈拍測定装置である。 A pulse measurement device described in the present specification includes a pulse wave acquisition device described in the specification, and a measurement device that measures a pulse based on the pulse wave acquired by the pulse wave acquisition device. Device.
本明細書に記載の脈波取得装置及び脈拍測定装置は、外光による影響を抑制して高精度な脈波検出及び脈拍測定ができるという効果を奏する。 The pulse wave acquisition device and the pulse measurement device described in the present specification have the effect of suppressing the influence of external light and performing highly accurate pulse wave detection and pulse measurement.
以下、脈波取得装置及び脈拍測定装置の一実施形態について、図1〜図12に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a pulse wave acquisition device and a pulse measurement device will be described in detail with reference to FIGS.
図1には、脈波取得装置としてのイヤークリップ100が斜視図にて示されている。このイヤークリップ100は、人の耳たぶに装着された状態で脈波を取得する装置である。図1に示すようにイヤークリップ100は、発光部10と、発光部10と連結された受光部20と、これら発光部10及び受光部20に接続された配線30と、を備える。
FIG. 1 is a perspective view of an
図2は、発光部10と受光部20とを分離した状態を示す図である。この図2に示すように、発光部10と受光部20は、軸部材32を介して連結されている。これにより、イヤークリップ100では、発光部10と受光部20とが、図1に示す矢印A方向及び矢印A’方向に起伏回動可能、すなわち開閉可能となっている。また、軸部材32には、図2に示すように、捻りコイルバネ34が設けられている。この捻りコイルバネ34は、発光部10及び受光部20に対して、図1の矢印A方向の付勢力を常時付与している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state where the
図3は、発光部10の分解斜視図であり、図4は、受光部20の分解斜視図である。発光部10は、図3に示すように、カバーケース12と、LED搭載基板14と、発光部用光透過部材としての可視光カットフィルタ16と、発光部用被覆部材としての開口制御ラバー18と、を備える。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
カバーケース12は、樹脂、例えばPC/ABS樹脂や、生分解プラスチックなど、赤外領域から紫外領域までの光を透過しない性質を有する材料を射出成型などにより成型したものである。このカバーケース12には、イヤークリップ100を一部断面して示す図5から分かるように、その一部に凹部122が形成されている。また、カバーケース12は、図2に示すように、略三角形板状の一対のヒンジ部124a,124bを有している。これらヒンジ部124a,124bそれぞれには、円形の貫通孔126a,126bが形成されている。
The
LED搭載基板14は、図1の配線30を介して携帯電話機200(図10参照)に接続されている。このLED搭載基板14は、LED(Light Emitting Diode)素子142、及びその他のチップ部品を数点搭載している。LED素子142としては、検出光として赤外光を発光する赤外LEDが用いられている。なお、ここでは、LED素子142として、図6(a)のような指向性、すなわち集光性を有するLED素子を用いることとする。このLED素子142は、図6(b)に示す、従来の脈拍計で用いられていたLED素子の指向性よりも、低い指向性を有している。
The
図3に戻り、可視光カットフィルタ16は、赤外線領域の光のみを通過させるフィルタである。この可視光カットフィルタ16は、円形の凸部162を有している。
Returning to FIG. 3, the visible light cut
開口制御ラバー18は、赤外領域から紫外領域までの光を透過させないゴムなどの材料を成型したものである。この開口制御ラバー18の図5における下側の面は、可視光カットフィルタ16の凸部162の下側の面よりも摩擦係数が大きく設定されている。開口制御ラバー18は、カバーケース12の凹部122を覆うことができる程度の大きさを有し、その一部には、上下方向に貫通する円形の開口182が形成されている。開口制御ラバー18における開口182の位置は、図2に示すように、開口制御ラバー18の長手方向中央部を基準として、ヒンジ部124a,124bから遠い側に配置されている。開口182には、可視光カットフィルタ16の円形の凸部162が嵌りこむ。すなわち、凸部162と開口182は、開口制御ラバー18に対して可視光カットフィルタ16を位置決めする機能を有している。ここで、本実施形態では、図7(a)に示すように、可視光カットフィルタ16の凸部162の高さ寸法aが、開口制御ラバー18の開口182の深さ寸法bよりも小さく設定されている。これにより、凸部162は、開口制御ラバー18の表面に突出しないようになっている。
The
発光部10は、カバーケース12の凹部122内にLED搭載基板14を配置した後、可視光カットフィルタ16でLED搭載基板14を覆い、更に、可視光カットフィルタ16を覆うように開口制御ラバー18を設けることで組み立てることができる。
In the
受光部20は、図4に示すように、カバーケース22と、PD搭載基板24と、受光部用光透過部材としての可視光カットフィルタ26と、受光部用被覆部材としての開口制御ラバー28と、を備える。
As shown in FIG. 4, the
カバーケース22は、発光部10のカバーケース12と同一材料で、かつ上下対称ではあるが略同一形状を有している。すなわち、カバーケース22の一部には、凹部222が形成されている。また、カバーケース22は、図2に示すように、略三角形板状の一対のヒンジ部224a,224bを有する。このヒンジ部224a,224bには、円形の貫通孔226a,226bが形成されている。ヒンジ部224a,224b間の間隔は、発光部10のカバーケース12が有するヒンジ部124a,124b間の間隔よりも大きく設定されている。
The
PD搭載基板24は、図1の配線30を介して携帯電話機200(図10参照)に接続されている。このPD搭載基板24は、PD(Photodiode)素子242、及びその他のチップ部品を数点搭載している。PD素子242の光軸は、図5に示すように、LED素子142の光軸と一致した状態となっている。PD搭載基板24では、LED素子142から発光されて、耳たぶを透過した検出光をPD素子242にて受光し、電気信号に変換して、脈波を取得する。可視光カットフィルタ26は、発光部10側の可視光カットフィルタ16と上下対称ではあるが、同一の構成及び同一の機能を有している。すなわち、この可視光カットフィルタ26の図5における上面には、円形の凸部262が設けられている。
The
開口制御ラバー28は、赤外領域から紫外領域までの光を透過させない材料を成型したものであり、発光部10側の開口制御ラバー18と上下対称ではあるが、同一の構成及び同一の機能を有している。この開口制御ラバー28の図5における上側の面は、可視光カットフィルタ26の上側の面よりも摩擦係数が大きく設定されている。開口制御ラバー28は、カバーケース22の凹部222を覆うことができる程度の大きさを有し、その一部には、上下方向に貫通する円形の開口282が形成されている。開口制御ラバー28における開口282の位置は、図2に示すように、長手方向中央部を基準として、ヒンジ部224a,224bから遠い側に配置されている。開口282には、図7(b)に示すように、可視光カットフィルタ26の円形の凸部262が嵌りこむ。ここで、凸部262と開口282は、開口制御ラバー28に対して可視光カットフィルタ26を位置決めする機能を有している。この場合においても、発光部10側と同様、可視光カットフィルタ26の凸部262が、開口制御ラバー28の表面に突出しないようになっている。なお、開口282の径は、開口182の径と同一又はそれよりも大きく設定されている。
The
受光部20は、カバーケース22の凹部222内にPD搭載基板24を配置した後、可視光カットフィルタ26でPD搭載基板24を覆い、更に、可視光カットフィルタ26を覆うように開口制御ラバー28を設けることで組み立てることができる。また、発光部10と受光部20とが重ね合わされた状態で、ヒンジ部124a,124b,224a,224bそれぞれの貫通孔(126a等)に、軸部材32を挿入することにより、イヤークリップ100の組み立てが完了する。なお、軸部材32を各貫通孔に挿入する際には、捻りコイルバネ34をヒンジ部224a、224b間に配置しておき、軸部材32の貫通孔(126a等)への挿入と同時に、軸部材32に捻りコイルバネ34を保持させる必要がある。なお、図5のように、開口制御ラバー18,28の対向面が平行になった状態での、対向面間の間隔Dは、5mm程度に設定されている。これは、人(ここでは、日本人)の耳たぶの厚さの平均(5.5mm程度)を考慮したものである。ただし、これに限らず、間隔Dは、イヤークリップ100が使用される国や地域の人の耳たぶの厚さ平均に応じて適宜変更することとしても良い。
The
ここで、前述のように、本実施形態では、LED素子142として従来よりも指向性の低いLED素子を用いており、これに関連して本実施形態では、開口制御ラバー18(及び28)の開口182(及び282)の大きさを従来よりも大きく設定している。具体的には、本実施形態のLED素子142を用いた場合、開口182(282)の径と、PD素子242の出力との間には、図8において実線で示すような関係がある。したがって、本実施形態では、PD素子242の出力を従来(出力250[mV])と同等程度にするため、図8に示すように、開口径として、従来(開口径3mm)よりも大きい、直径5mm〜9mmを採用することとしている。
Here, as described above, in this embodiment, an LED element having a lower directivity than the conventional one is used as the
ただし、開口径を大きくした場合、外光が開口282を通過して、PD素子242に入りやすくなる可能性がある。そこで、本実施形態では、前述したように、可視光カットフィルタ16(26)を、開口制御ラバー18(28)よりも突出しないように設定している(図7(a)、図7(b)参照)。図9(a)は、本実施形態のイヤークリップ100を耳たぶに装着したときに、耳たぶに入射する外光の状態を模式的に示す。また、図9(b)は、従来のイヤークリップを耳たぶに装着したときに、耳たぶに入射する外光の状態を模式的に示す。これらの図に示すように、従来は、可視光カットフィルタ16(26)が、開口制御ラバー18(28)よりも突出していたため、耳たぶに入射する外光が、耳たぶを透過して可視光カットフィルタ26からPD素子242に入射しやすくなっていた(図9(b)参照)。これに対し、本実施形態では、図9(a)のような構成を採用したため、外光が耳たぶに入射しても、その外光がPD素子242に入射するのを、開口制御ラバー28により阻止することができる。
However, when the opening diameter is increased, external light may easily enter the
図10は、本実施形態のイヤークリップ100と、イヤークリップ100の配線30が接続される携帯電話機200の制御ブロック図である。この図10に示すように、携帯電話機200は、制御部210と、脈拍測定部220と、表示部230と、テンキーなどを含む入力部240を備えている。制御部210は、入力部240を介したユーザからの指示に基づいて、LED素子142からの検出光の発光を制御する。脈拍測定部220は、PD素子242の出力から光電脈波成分を検出する脈波検出部221と、該脈波検出部221により検出された脈波信号に基づいて脈拍数を求める脈拍算出部223と、を有する。脈拍算出部223にて求められた脈拍数は、制御部210に送られ、当該制御部210では、脈拍数や脈拍数に関連する情報などを、表示部230に表示する。
FIG. 10 is a control block diagram of the
以上、詳細に説明したように、本実施形態のイヤークリップ100によると、検出光を発光するLED素子142を有する発光部10と、LED素子142と対向し、LED素子142から発光された検出光を受光するPD素子242を有する受光部20と、を備えており、受光部20が有する可視光カットフィルタ26のうち、開口制御ラバー28の開口282に囲まれた位置に存在する部分(凸部262)が、開口制御ラバー28よりも、発光部10側に突出していない。したがって、図9(a)に示すように、耳たぶを透過した外光が可視光カットフィルタ26を介してPD素子242に入射するのを、開口制御ラバー28により抑制することができる。また、PD素子242への外光の入射が抑制されることで、室外などにおいても脈波の取得及び脈拍の測定を高精度に行うことが可能である。特に、木陰を移動しながら脈波を取得するような状況においても、木漏れ日等の影響を低減しつつ、脈波の取得及び脈拍の測定を行うことが可能である。
As described above in detail, according to the
また、本実施形態では、発光部10の可視光カットフィルタ16のうち、開口制御ラバー18の開口182に囲まれた位置に存在する部分(凸部162)が、開口制御ラバー18よりも、受光部20側に突出していない。したがって、従来(図9(b))のように可視光カットフィルタ16(26)の凸部162(262)が開口制御ラバー18(28)から突出している場合よりも、凸部162(262)と耳たぶとの接触面積を大きくすることができる。これにより、光が透過する部分において、イヤークリップ100から耳たぶにかかる圧力を小さく(70mmHg〜90mmHg:従来は100mmHg程度)することができる。
In the present embodiment, the portion (convex portion 162) of the visible light cut
このように、本実施形態では、耳たぶにかかる圧力を小さくできることから、脈波取得及び脈拍測定の精度を向上することができる。具体的には、測定部位(耳たぶ)の血圧が低い場合、すなわち、脈波(脈拍)を計測するユーザが低血圧であったり、老人である場合などにおいては、血流量を電気信号に変換したときの振幅値が小さくなるおそれがある。ここで、振幅値は、血液内のヘモグロビンの光吸収量に応じた光の透過率の変動を表す値を意味する。すなわち、測定部位の血圧が低い場合には、検出すべき信号がノイズに埋もれてしまいやすい。このような状況において、従来のように、耳たぶにかかる圧力を大きくし、滞留血を押し退けるようなイヤークリップの構造を採用してしまうと、その押圧により血流量が少なくなり、脈波の振幅値が更に小さくなるおそれがある。これに対し、本実施形態の構成では、耳たぶのうち、検出光が通る部分にかかる圧力を小さくすることができるので、当該部分における血流量の低減を抑制することができる。 Thus, in this embodiment, since the pressure concerning an earlobe can be made small, the accuracy of pulse wave acquisition and pulse measurement can be improved. Specifically, when the blood pressure at the measurement site (earlobe) is low, that is, when the user who measures the pulse wave (pulse) is hypotension or an elderly person, the blood flow is converted into an electrical signal. There is a possibility that the amplitude value at the time becomes small. Here, the amplitude value means a value representing a change in light transmittance according to the light absorption amount of hemoglobin in blood. That is, when the blood pressure at the measurement site is low, the signal to be detected is likely to be buried in noise. In such a situation, if the ear clip structure that increases the pressure on the earlobe and pushes away the accumulated blood is adopted as in the conventional case, the blood flow volume is reduced by the pressing, and the amplitude value of the pulse wave May be further reduced. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the pressure applied to the portion of the earlobe through which the detection light passes can be reduced, so that the reduction of the blood flow rate in the portion can be suppressed.
図11は、耳たぶにかかる圧力(100mmHg、90mmHg、70mmHg)と含有率の関係についての実験結果を示すグラフである。ここで、含有率とは、LED素子142から発光された検出光に対するPD素子242が受光した検出光の割合を意味する。すなわち、含有率のとりうる幅が広いほど、高いS/N比を確保することができ、脈波の高精度な測定が可能となる。この図11に示すように、本実施形態のように耳たぶを70〜90mmHgで押さえる場合には、100mmHgで押さえる場合よりも、含有率の幅が広くなっている。したがって、この実験からは、耳たぶを70〜90mmHgで押さえることにより、耳たぶを100mmHgで押さえる場合よりも、高S/N比を確保することができることが立証された。すなわち、本実施形態の構成を採用することにより、血圧が低い人の脈拍を測定する場合であっても、脈拍測定を容易かつ高精度に行うことが可能となるのである。
FIG. 11 is a graph showing experimental results on the relationship between the pressure applied to the earlobe (100 mmHg, 90 mmHg, 70 mmHg) and the content rate. Here, the content rate means the ratio of the detection light received by the
また、本実施形態では、検出光が赤外光であり、開口制御ラバー18,28が、赤外領域から紫外領域までの光を透過させない性質を有しているので、PD素子242への外光の入射を抑制することが可能である。
In the present embodiment, the detection light is infrared light, and the
また、本実施形態では、可視光カットフィルタ16,26により、赤外領域以外の光がPD素子242に入射するのを防止しているので、PD素子242に対する外光による影響を抑制することができる。
In the present embodiment, the visible light cut filters 16 and 26 prevent light outside the infrared region from entering the
また、本実施形態では、受光部20の長手方向端部近傍と、発光部10の長手方向端部近傍が、ヒンジ部124a,124b,224a,224bを介して接続されており、開口182(282)を、開口制御ラバー18(28)の長手方向中央部を基準として、ヒンジ部とは反対側よりに配置している(図2参照)。ここで、イヤークリップ100は、図12(a)、図12(b)において実線で示すように、その上端部が位置Uよりも下側にあり、かつ、破線で示すように開口182(282)の下端部が位置Lよりも上側に配置あれば、脈波の取得が可能である。したがって、上記のような位置に開口182(282)を配置することにより、図12(a)に示すように、脈波の取得可能範囲をH1とすることができる。この範囲H1は、図12(b)のように開口182(282)を開口制御ラバー18(28)の中央部に配置する場合の脈波の取得可能範囲H2と比べて、大きくなっている。このように、本実施形態では、脈波の取得可能範囲が広いことから、耳たぶにイヤークリップ100を装着する際の装着ミス、及び脈波の取得ミス、ひいては脈拍の測定ミスの発生確率を低減することができる。
Further, in the present embodiment, the vicinity of the longitudinal end of the
また、本実施形態のイヤークリップ100は、図10のように、携帯電話機200に接続されるため、例えば屋外などにおいて運動しながら脈拍を計測することが想定される。このため、イヤークリップ100には、装置としての耐久性が求められる。ここで、装置としての耐久性には、イヤークリップ100のヒンジ部における耐久性が含まれ、ヒンジ部の緩みやずれは、LED素子142とPD素子242の光軸ずれを引き起こし、PD素子242における検出光の受光不能を引き起こす。しかるに、本実施形態では、上記のように、開口182(282)を従来よりも大きく設定しているので、ヒンジ部に多少の緩みやずれが生じても、PD素子242が検出光を受光することが可能である。すなわち、イヤークリップ100の耐久性を向上することが可能である。
Moreover, since the
また、本実施形態では、受光部20にレンズを搭載しなくても良いことから、受光部20ひいてはイヤークリップ100の小型・軽量化を図ることが可能である。また、レンズを搭載しないことにより、イヤークリップ100を従来よりも安価で製造することが可能である。
In the present embodiment, since it is not necessary to mount a lens on the
また、本実施形態では、開口282の径を開口182の径と同一又はそれ以上に設定していることから、指向性の低いLED素子142を用いた場合でも、PD素子242における受光量を大きくすることができる。
In this embodiment, since the diameter of the
また、本実施形態では、開口制御ラバー18(28)の耳たぶと接する面の摩擦係数を、可視光カットフィルタ16(26)の凸部162(262)の耳たぶと接する面の摩擦係数よりも大きく設定しているので、耳たぶに対して広い面積で接する部分の摩擦係数を大きくすることで、イヤークリップ100の耳たぶからの脱落を抑制することができる。
In this embodiment, the friction coefficient of the surface of the opening control rubber 18 (28) that contacts the earlobe is larger than the friction coefficient of the surface of the convex portion 162 (262) of the visible light cut filter 16 (26) that contacts the earlobe. Since it is set, dropping of the
なお、上記実施形態では、イヤークリップ100が脈波取得装置としての機能を有し、携帯電話機200の脈拍測定部220が、脈拍測定装置としての機能を有する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図10の脈拍測定部220が有する機能を、PD搭載基板24に持たせても良い。この場合、イヤークリップ100を携帯電話機200に接続しなくても脈拍を測定できることから、イヤークリップ100単体で、脈拍測定装置としての機能が発揮されることになる。また、脈拍測定部220の一部のみを、PD搭載基板24に持たせることとしても良い。
In the above embodiment, the case where the
なお、上記実施形態では、受光部用光透過部材及び発光部用光透過部材として、可視光カットフィルタ16,26を採用した場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、検出光を透過することが可能な部材であり、かつLED素子142やPD素子242に人が直接触れられないようにするものであれば、種々の部材を採用することができる。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the visible light cut filters 16 and 26 were employ | adopted as the light transmissive member for light receiving parts and the light transmissive member for light emitting parts, it is not restricted to this. That is, various members can be used as long as they are members that can transmit the detection light and prevent the
なお、上記実施形態では、図7(a)、図7(b)に示すように、可視光カットフィルタ16,26の凸部162,262が、開口制御ラバー18,28の表面よりも下がっている場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、可視光カットフィルタ16,26は、開口制御ラバー18,28の表面よりも突出していなければ良い。具体的には、図7(c)のように、可視光カットフィルタ16,26の凸部162,262表面(図7(c)の下面)が、開口制御ラバー18,28の表面(下面)と面一になっていても良い。また、可視光カットフィルタ16,26に凸部162,262を設けないこととしても良い。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
なお、上記実施形態では、開口182,282、凸部162,262が円形である場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、楕円形やほぼ円形、あるいはその他の形状を採用しても良い。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the
なお、上記実施形態では、イヤークリップ100にレンズを搭載しない場合について説明したが、これに限らず、上記構成の一部にレンズを追加することとしても良い。
In the above embodiment, the case where the lens is not mounted on the
なお、上記実施形態では、イヤークリップ100を耳たぶに装着する場合について説明したが、これに限らず、耳のその他の箇所に装着するようにしても良い。また、耳に限らず、人体の他の部位(指など)に装着して、脈波の取得及び脈拍の測定を行うこととしても良い。
In the above embodiment, the case where the
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10 発光部
16 可視光カットフィルタ(受光部用光透過部材)
18 開口制御ラバー(受光部用被覆部材)
20 受光部
26 可視光カットフィルタ(発光部用光透過部材)
28 開口制御ラバー(受光部用被覆部材)
100 イヤークリップ(脈波取得装置)
124a,124b ヒンジ部
142 LED素子(発光素子)
162 凸部(可視光カットフィルタの一部)
182 開口
224a,224b ヒンジ部
220 脈拍測定部(測定装置)
242 PD素子(受光素子)
262 凸部(可視光カットフィルタの一部)
282 開口
10
18 Aperture control rubber (light-receiving coating)
20
28 Aperture control rubber (light receiving coating)
100 ear clip (pulse wave acquisition device)
124a,
162 Convex part (part of visible light cut filter)
182
242 PD element (light receiving element)
262 Convex (part of the visible light cut filter)
282 opening
Claims (6)
前記受光部は、
前記受光素子の前記発光素子と対向する面を覆い、前記検出光を透過する受光部用光透過部材と、前記受光部用光透過部材の前記発光素子と対向する面を覆うように設けられ、前記検出光を通過させる開口を有する受光部用被覆部材と、を有し、前記開口に囲まれた位置に存在する前記受光部用光透過部材の一部は、前記開口に嵌りこむ凸部であり、該凸部は、前記受光部用被覆部材の前記発光部側の面よりも、前記発光部側に突出しておらず、
前記発光部は、
前記発光素子の前記受光素子と対向する面を覆い、前記検出光を透過する発光部用光透過部材と、前記発光部用光透過部材の前記受光素子と対向する面を覆うように設けられ、前記検出光を通過させる開口を有する発光部用被覆部材と、を有しており、
前記受光部の所定方向端部近傍と、前記発光部の前記所定方向端部近傍は、ヒンジで接続され、
前記受光部用被覆部材の開口は、前記受光部用被覆部材の所定方向中央部を基準として、前記ヒンジとは反対側寄りに設けられ、
前記発光部用被覆部材の開口は、前記発光部用被覆部材の前記所定方向中央部を基準として、前記ヒンジとは反対側寄りに設けられていることを特徴とする脈波取得装置。 A light-emitting unit having a light-emitting element that emits detection light; and a light-receiving unit that faces the light-emitting element and has a light-receiving element that receives the detection light emitted from the light-emitting element. A pulse wave acquisition device that is attached to a human body with a part of the human body sandwiched between the part and acquires a pulse wave from a light reception result of the light receiving element,
The light receiving unit is
Covering the surface of the light receiving element facing the light emitting element, and providing the light transmitting part light transmitting member that transmits the detection light, and covering the surface of the light receiving part light transmitting member facing the light emitting element, A light receiving portion covering member having an opening through which the detection light passes, and a part of the light receiving member light transmitting member present at a position surrounded by the opening is a convex portion that fits into the opening. Yes, the convex part does not protrude to the light emitting part side from the light emitting part side surface of the light receiving part covering member,
The light emitting unit
Covering the surface of the light emitting element facing the light receiving element, and providing the light transmitting part light transmitting member that transmits the detection light, and the surface of the light emitting part light transmitting member facing the light receiving element, And a light emitting part covering member having an opening through which the detection light passes.
The vicinity of the end portion in the predetermined direction of the light receiving portion and the vicinity of the end portion in the predetermined direction of the light emitting portion are connected by a hinge,
The opening of the light receiving portion covering member is provided on the opposite side of the hinge with respect to a central portion in a predetermined direction of the light receiving portion covering member,
The pulse wave acquisition device according to claim 1, wherein the opening of the light emitting portion covering member is provided on a side opposite to the hinge with respect to the central portion in the predetermined direction of the light emitting portion covering member.
前記脈波取得装置により取得された脈波に基づいて、脈拍を測定する測定装置と、を備える脈拍測定装置。 The pulse wave acquisition device according to any one of claims 1 to 5 ,
A pulse measuring device comprising: a measuring device that measures a pulse based on the pulse wave acquired by the pulse wave acquiring device.
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