CN103582451B - 脉搏传感器装置 - Google Patents
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Abstract
在杆(4)的左侧面(4A)设置发光器(8)及光接收器(9)。在使用者用左手(LH)握住杆(4)时，将发光器(8)及光接收器(9)配置于中指(F3)、无名指(F4)、小指(F5)的根部附近的部位，以作为手掌(P)的测定部位(S)。另外，在杆(4)的左侧面(4A)，设置比周围更突出的血流阻碍减小部(18)。在该血流阻碍减小部(18)的周围形成阶梯差。而且，血流阻碍减小部(18)与食指(F2)及中指(F3)和拇指(F1)之间的部位相接触，以作为手掌(P)的接触部位(C)。
Description
技术领域
本发明涉及向手照射光以检测脉搏的脉搏传感器装置。
背景技术
一般而言，已知有如下脉搏传感器装置：包括向手指照射光的发光器、以及对手指反射的光进行接收的光接收器，该脉搏传感器装置基于发光器照射的光与光接收器接收的光之间的光量变化来检测脉搏(例如，参照专利文献1～3)。
若将手指向发光器或光接收器用力按压，则手指受到压迫，动脉血流受到阻碍，因此脉搏信号变弱，无法检测出脉搏。考虑到这一点，专利文献1中披露了如下结构：设置检测手指按压力的按压力检测单元，且附加有在按压力较高时告知使用者的功能。
另外，专利文献2、3中披露了如下结构：与周围相比突出地设置发光器，使发光器与手指可靠地相接触，从而容易检测出脉搏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第94/15525号公报
专利文献2：日本专利特开2004-467号公报
专利文献3：日本专利特开2008-48987号公报
发明内容
专利文献1所记载的脉搏传感器装置中，包括如下功能：向使用者告知手指的按压力过大而导致无法测定的情况。然而，该结构中，即使在手指的按压力较大而导致无法测定时，也只是告知该情况。因此，为了进行一定时间的测定，需要将手指的按压力保持在较弱的状态以使其稳定，存在使用者的负担较大的问题。
另外，专利文献2、3中披露了如下结构：与周围相比突出地设置发光器，使发光器与手指可靠地相接触。然而，由于这样并不会使手指的按压力减小，因此在手指的按压力过大时仍然无法检测出脉搏，存在与上述相同的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供能够减小血流的阻碍且能够容易地检测出脉搏的脉搏传感器装置。
(1)为了解决上述问题，本发明的特征在于是一种脉搏传感器装置，该脉搏传感器装置检测脉搏，包括向活体输出光的发光器、以及对所述活体反射来自该发光器的光后的光进行接收的光接收器，所述发光器及所述光接收器配置在所述活体的手掌中除了中央部分和手腕侧部分以外的部位，即，对脉搏进行测定的测定部位，并且设置血流阻碍减小部，在将所述手掌的测定部位配置于所述发光器及所述光接收器时，该血流阻碍减小部与如下部位相接触：该部位是与所述手掌中除了中央部分和手腕侧部分以外的部位即所述测定部位相同的部位或者与所述测定部位不同的部位，在该血流阻碍减小部的周围形成有阶梯差。
在利用指尖来检测脉搏的情况下，若用力压迫手指，则血流受到阻碍而导致无法检测出脉搏。另外，例如在用手进行各种操作时或进行运动时，很多情况下手指会移动，因此存在脉搏不稳定的趋势。
考虑上述方面，本发明中，在与手掌相对的位置配置发光器及光接收器，来检测手掌的脉搏。因此，即使在手指移动时，位于其上游侧的手掌的血流也比较稳定，因此能够稳定地检测出脉搏。
另外，活体的手中，在手掌的中央部分形成动脉弓之后，动脉朝向各个手指扩展。因此，在用力压迫手掌的中央部分和手腕侧部分时，存在手掌的血流被阻碍的趋势。
与此相对地，本发明中，发光器及光接收器配置在手掌中除了中央部分和手腕侧部分以外的部位，即，对脉搏进行测定的测定部位，并且设置有血流阻碍减小部，该血流阻碍减小部与如下部位相接触，该部位是与手掌中除了中央部分和手腕侧部分以外的部位，即，与测定部位相同的部位或者与测定部位不同的部位。
因此，在脉搏传感器装置的使用者将手掌的测定部位配置于发光器及光接收器时，手掌中除了中央部分和手腕侧部分的部位与血流阻碍减小部相接触。此时，由于在血流阻碍减小部的周围形成阶梯差，因此能够减小例如手掌的中央部分或手腕侧部分那样、手掌中比测定部位更靠血流上游侧的部位上作用的压迫。其结果是，即使在向发光器及光接收器用力按压手掌时，测定部位上的血流也不会受到阻碍，能够减小使用者的负担，且能够容易地检测出脉搏。
(2)本发明中，利用在所述血流阻碍减小部的周围形成的阶梯差，减小所述手掌中比所述测定部位更靠血流上游侧的部位上作用的压迫，以减小所述测定部位上的血流的阻碍。由此，能够减小手掌的测定部位上的血流的阻碍，且能够容易地检测出脉搏。
(3)本发明中，所述测定部位是所述手掌中比中央部分更靠近手指根部的部位。由此，例如在将发光器及光接收器安装于用手握住的形状的杆时，能够使发光器及光接收器容易靠近作为测定部位的手指根部附近。
(4)本发明中，采用如下结构：所述发光器及所述光接收器安装于通过用手握住来进行操作的杆上，所述血流阻碍减小部与所述手掌中食指、中指和拇指之间的部位相接触。
在这种情况下，由于将发光器及光接收器安装于杆，因此在用手握住杆时，发光器及光接收器配置于手掌的测定部位，并且血流阻碍减小部与手掌中食指、中指和拇指之间的部位相接触。由此，即使在使用者用力握住杆时，由于在血流阻碍减小部的周围形成阶梯差，因此也能够减小手掌的中央部分及手腕侧部分的压迫，以抑制血流阻碍，从而能够稳定地检测出脉搏。另外，由于测定部位是手掌中比中央部分更靠近手指根部的部位，因此即使在指尖随着对杆的操作而发生移动时，也能减小测定部位上的血流的影响。因此，即使在操作杆时，也能够稳定地检测出脉搏。
(5)本发明中，采用如下结构：所述发光器及所述光接收器在所述杆中的左手用杆和右手用杆上安装于彼此不同的位置。
由此，即使在手掌的大小例如根据大人和小孩那样的、脉搏传感器装置的使用者的不同而不同时，也能够利用左手用杆和右手用杆中至少某一个杆使发光器及光接收器与手掌的适当的测定部位相接触。
(6)本发明中，采用如下结构：所述发光器及所述光接收器安装于以用手握住的状态利用指尖来进行操作的操作装置上，所述血流阻碍减小部与所述手掌中食指、中指和拇指之间的部位相接触。
根据本发明，由于将发光器及光接收器安装于操作装置，因此在用手抓住操作装置时，发光器及光接收器配置于手掌的测定部位，并且血流阻碍减小部与手掌中食指、中指和拇指之间的部位相接触。由此，即使在用力握住操作装置时，由于在血流阻碍减小部的周围形成阶梯差，因此也能够减小手掌的中央部分及手腕侧部分的压迫，以抑制血流阻碍，从而能够稳定地检测出脉搏。另外，由于测定部位是手掌中比中央部分更靠近手指根部的部位，因此即使在用指尖对操作装置进行操作时，对测定部位上的血流的影响也较小。因此，即使在对操作装置进行操作时，也能够稳定地检测出脉搏。
(7)本发明中，所述测定部位是所述手掌的小指球。此时，由于手掌的小指球比其他部位软，因此即使使传感器壳体与手掌的小指球用力接触，也存在血流不受到阻碍的趋势。另外，即使在握住手时，指尖也不易接触到手掌的小指球，即使以使传感器壳体与小指球相接触的状态进行安装也存在不会产生妨碍的趋势。因此，即使例如在运动时也能够继续检测出脉搏。
(8)本发明中，所述发光器及所述光接收器容纳于传感器壳体，该传感器壳体安装于固定件，该固定件以与所述手掌的小指球相接触的状态装在手上，所述传感器壳体比所述固定件更朝所述手掌突出，以构成所述血流阻碍减小部。
根据本发明，由于传感器壳体以与手掌的小指球相接触的状态安装于装在手上的固定件，因此能够使容纳于传感器壳体的发光器及光接收器靠近作为测定部位的手掌的小指球。另外，由于传感器壳体比固定件更朝手掌突出，因此能够使传感器壳体先于固定件与手掌的小指球相接触，并且能够在传感器壳体的周围形成阶梯差。因此，能够利用传感器壳体来构成血流阻碍减小部，能够减小作为比测定部位更靠血流上游侧的部位的手掌中央部分及手腕侧部分上作用的压迫，从而能够稳定地检测出脉搏。
(9)本发明中，所述发光器及所述光接收器容纳于传感器壳体，该传感器壳体安装于固定件，该固定件以与所述手掌中比中央部分更靠近手指根部的部位相接触的状态装在手上，所述传感器壳体比所述固定件更朝所述手掌突出，以构成所述血流阻碍减小部。
根据本发明，由于传感器壳体安装于固定件，该固定件以与所述手掌中比中央部分更靠近手指根部的部位相接触的状态装在手上，因此能够使容纳于传感器壳体的发光器及光接收器靠近作为测定部位的手掌的手指根部附近。另外，由于传感器壳体比固定件更朝手掌突出，因此能够使传感器壳体先于固定件与手掌的手指根部附近相接触，并且能够在传感器壳体的周围形成阶梯差。因此，能够利用传感器壳体来构成血流阻碍减小部，能够减小作为比测定部位更靠血流上游侧的部位的手掌中央部分及手腕侧部分上作用的压迫，从而能够稳定地检测出脉搏。而且，在手掌的无名指根部附近配置传感器壳体，并且增加设置与手掌中食指、中指和拇指之间的部位相接触的血流阻碍减小部的情况下，能够更加稳定地检测出脉搏。
(10)本发明中，采用如下结构：包括心电电极，该心电电极与所述活体的手相接触以用于测量心电信号。
由此，能够使用心电电极在测量光电脉搏信号的同时测量心电信号。因此，能够基于光电脉搏信号和心电信号，生成心电图、心率数(脉搏数)、氧饱和度、脉搏传播时间、加速度脉搏、心率波动等各种活体信息。
(11)本发明中，采用如下结构：所述心电电极配置于所述血流阻碍减小部的表面位置、与所述手掌的食指和拇指之间相接触的位置以及与所述手掌的小指球相接触的位置中的至少某一个位置。
由此，能够在与使用者的手稳定地相接触的位置安装心电电极。其结果是，由于例如在移动手指时所产生的噪声与心电信号的叠加较少，因此能够稳定地测量心电信号。
(12)本发明中，采用如下结构：在所述血流阻碍减小部的表面位置、与所述手掌的食指和拇指之间相接触的位置以及与所述手掌的小指球相接触的位置中的至少某一个位置，设置接地电极，该接地电极配置于与所述心电电极不同的位置且与接地电位相连接。
由此，能够使接地电位与使用者(活体)相一致。因此，即使在商用电源噪声等噪声通过使用者而混入的情况下，也能够稳定地进行心电信号的测量。
附图说明
图1是从左侧观察第一实施方式所涉及的脉搏传感器装置时的立体图。
图2是从右侧观察图1中的脉搏传感器装置时的立体图。
图3是表示图1中的脉搏传感器装置的正视图。
图4是从图3中的箭头IV-IV方向观察脉搏传感器装置的发光器及光接收器等时的剖视图。
图5是表示第一实施方式所涉及的脉搏传感器装置的电学结构的框图。
图6是表示光电脉搏信号的时间变化的特性曲线图。
图7是表示第一实施方式所涉及的脉搏传感器装置的测定部位与手掌的动脉之间的关系的说明图。
图8是表示第二实施方式所涉及的脉搏传感器装置的正视图。
图9是表示第三实施方式所涉及的脉搏传感器装置的俯视图。
图10是从左侧观察图9中的脉搏传感器装置时的侧视图。
图11是以将第四实施方式所涉及的脉搏传感器装置装在使用者的左手上的状态示出的立体图。
图12是表示装上图11中的脉搏传感器装置后使用者握住左手的状态的立体图。
图13是从图11中的箭头XIII-XIII方向观察脉搏传感器装置的发光器及光接收器等时的剖视图。
图14是表示第四实施方式所涉及的脉搏传感器装置的测定部位与手掌的动脉之间的关系的说明图。
图15是以将第五实施方式所涉及的脉搏传感器装置装在使用者的左手上的状态示出的立体图。
图16是表示第六实施方式所涉及的脉搏传感器装置的立体图。
图17是从与图16不同的方向观察第六实施方式所涉及的脉搏传感器装置时的立体图。
图18是表示第六实施方式所涉及的脉搏传感器装置的电学结构的框图。
图19是表示图18中的心电信号检测部的电路图。
图20是表示第七实施方式所涉及的脉搏传感器装置的俯视图。
图21是从左侧观察图20中的脉搏传感器装置时的侧视图。
图22是从左侧观察变形例所涉及的脉搏传感器装置时的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的脉搏传感器装置进行详细说明。此外，为了便于说明，以图1中的箭头X方向作为左右方向，以箭头Y方向作为前后方向，以箭头Z方向作为上下方向。另外，举例示出使用左手LH来测定脉搏的情况，进行说明。
图1至图3示出了第一实施方式所涉及的脉搏传感器装置1。示出了该脉搏传感器装置1作为一个示例应用于对游戏画面中的操作对象进行操作的杆装置2的情况。而且，脉搏传感器装置1能够从手掌P检测出与脉搏相对应的光电脉搏信号(脉搏信号)，并且能够基于该光电脉搏信号，生成氧饱和度、加速度脉搏以及脉率波动等活体信息，另外，还能根据脉率波动来推测出自律神经状态。
杆装置2包括台座3、以及可倾倒地安装于该台座3上的作为操纵杆的杆4。台座3例如形成为在X方向和Y方向上扩展的平板状，其中央部分朝上侧隆起。杆4构成传感器安装体，形成为在Z方向上延伸的棒状或筒状，其下端侧被台座3支承。该杆4成为能够由使用者的左手LH握住的形状。此外，为了防止由右手对杆4进行操作，例如也可采用如下结构：在杆4的外周面设置引导左手LH的拇指F1、食指F2、中指F3、无名指F4、小指F5的凹陷或突起。
此时，杆4例如使用万向接头安装于台座3，可在X方向和Y方向中的任一方向上倾倒。另外，在台座3上设有检测杆4的倾倒方向或倾倒角度的传感器(未图示)。
杆4具有左侧面4A和右侧面4B，并且在其前侧设有触发按钮5。在该触发按钮5的上侧形成有朝前侧突出的引导突起4C，左手LH的食指F2通过该引导突起4C被引导至触发按钮5的位置。因此，使用者能够以将左手LH的食指F2扣在触发按钮5上的状态抓住杆4，并且能够通过握住食指F2从而对触发按钮5进行按压操作。此外，也可采用如下结构：在杆4的上表面侧或后表面侧设置可由拇指F1进行操作的按钮(未图示)。另外，杆4上并不一定需要设置触发按钮5，也可采用省去触发按钮5的结构。
在杆装置2的台座3上，设有信号输出电路(未图示)，该信号输出电路输出来自检测杆4的倾倒方向等的传感器的信号或来自触发按钮5的信号。另外，杆装置2通过有线方式或无线方式与例如游戏机、计算机等相连接。而且，杆装置2起到游戏控制器的作用，输出与杆4的倾倒方向或倾倒角度相对应的信号或与触发按钮5的按压操作相对应的信号。例如显示器(未图示)的游戏画面中的操作对象根据这些信号来进行移动、旋转、跳跃、射击等这样的各种动作。
在杆4的左侧面4A安装有包括发光器8及光接收器9的传感器单元7。具体而言，在杆4的左侧面4A形成有开口面积较小的两个元件用开口部6A、6B，在这些元件用开口部6A、6B分别安装有发光器8及光接收器9。另外，在杆4的内部，如图4所示，在与两个元件用开口部6A、6B相对的位置上容纳有基板10。基板10被嵌入例如杆4的安装部(未图示)，固定于杆4上。在该基板10上，安装有发光器8及光接收器9。
发光器8通过将例如发光二极管(LED)等发光元件利用透明树脂进行密封而形成，并且向脉搏传感器装置1的使用者的左手LH的手掌P照射预定波长的光(例如可见光或红外光)。此外，发光器8也可以使用垂直腔面发射激光器(VCSEL)或谐振器型LED以作为发光元件来形成。
另外，发光器8配置在与元件用开口部6A相对的位置，以使得光能够通过元件用开口部6A向手掌P输出。此时，发光器8的表面也可配置成例如与杆4的左侧面4A相一致，以使得与使用者的左手LH相接触，也可配置成从左侧面4A突出，也可使其凹陷地进行配置。此外，发光器8由后述的发光器驱动部14驱动。
若如上述这样从发光器8向左手LH的手掌P照射光，则光接收器9接收来自手掌P的反射光并转换成光检测信号，并且将该光检测信号输出到处理电路12的光检测信号放大部15。该光接收器9通过将例如光电二极管(PD)等光接收元件利用透明树脂进行密封而形成。此外，光接收器9也可以使用例如光电晶体管以作为光接收元件来形成。
另外，光接收器9配置在与元件用开口部6B相对的位置，以使得能够通过元件用开口部6B接收来自手掌P的光。此时，发光器9的表面也可配置成例如与杆4的左侧面4A相一致，以使得与使用者的左手LH的手掌P相接触，也可配置成从左侧面4A突出，也可使其凹陷地进行配置。即，发光器8及光接收器9既可与手掌P相接触，也可在能够检测出光电脉搏的范围内离开手掌P。为了防止外部光的混入，优选为手掌P与杆4中发光器8及光接收器9的周围部分即杆4的元件用开口部6A、6B的周缘部分相接触，从而发光器8及光接收器9的周围被遮光。
这些发光器8及光接收器9配置在左手LH的手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W以外的部位即对脉搏进行测定的测定部位S。此时，测定部位是手掌P中比中央部分M更靠近手指根部的部位。
这里，食指F2会随着对触发按钮5的操作而移动。另外，拇指F1也容易随着对杆4的操作而移动。若发生了这种手指F1、F2的移动，则其根部部分上的杆4与皮肤之间的接触状态或血流也容易发生变动。因此，作为测定部位S，优选为手掌P中除了拇指F1和食指F2以外的剩余三根手指F3～F5的根部附近的部分。更具体而言，优选为，测定部位S是手掌P中从位于无名指F4的根部的手掌指节皱纹PC到远端手掌皱纹DPC的附近为止的部位。在该远端手掌皱纹DPC的附近包含远端手掌皱纹DPC。
特别是，在将测定部位S设定于无名指F4的根部附近的部位的情况下，在用左手LH握住杆4时，能够以自然地使发光器8及光接收器9靠近测定部位S的状态相对置地测量脉搏。除此以外，即使在操作杆4或触发按钮5时，无名指F4的移动也较少，能够稳定地检测出脉搏。
另外，在使用者用左手LH握住杆4时，成为食指F2扣在触发按钮5上的状态。因此，由于能够根据触发按钮5推测出食指F2的根部的位置，因此发光器8和光接收器9位于比触发按钮5更靠杆4下侧的位置，配置在考虑了手掌P的平均大小等的位置。
发光器8与光接收器9之间的距离例如在4～20mm的范围内设定。另外，为了使得光接收器9不直接接收由发光器8照射出的光，从而在发光器8与光接收器9之间设有遮光部11，该遮光部11由例如光学上不透明的树脂材料构成。此外，光接收器9只要是发光器8的周围即可配置在任意位置。
如图5所示，处理电路12大致由光电脉搏信号检测部13及运算处理部17构成，例如设置于杆4的内部。
光电脉搏信号检测部13包括发光器驱动部14、光检测信号放大部15及滤波器部16，与运算处理部17协作来生成使用者的光电脉搏信号。这里，发光器驱动部14与发光器8相连接，提供用于使发光器8发光的驱动电流。光检测信号放大部15与光接收器9相连接，对光接收器9所提供的光检测信号进行电流-电压转换，并对经电流-电压转换后的光检测信号进行放大。滤波器部16例如由低通滤波器等构成，并且与光检测信号放大部15的后级相连接，从光检测信号放大部15所输出的光检测信号中除去噪声。
而且，光电脉搏信号检测部13使用发光器驱动部14来驱动发光器8，使用光检测信号放大部15及滤波器部16向运算处理部17来输出与来自手掌P的反射光相对应的光检测信号。
运算处理部17例如是中央运算处理装置(CPU)，进行如下处理：控制发光器8的检测光的处理、从光检测信号提取出光电脉搏信号的处理、基于光电脉搏信号生成脉搏信息的处理、脉搏传感器装置1的整体控制等。
具体而言，运算处理部17向发光器驱动部14提供用于控制发光器8的检测光强度或定时的控制信号，以与该控制信号相对应的方式使发光器8发光。另外，运算处理部17还进行如下处理：从光接收器9经由光检测信号放大部15和滤波器部16而提供的光检测信号中，提取出光电脉搏信号。而且，运算处理部17基于该光电脉搏信号，生成例如脉率数、氧饱和度、加速度脉搏、脉率波动等各种活体信息。
此外，处理电路12也可将光电脉搏信号检测部13及运算处理部17这两者安装于基板10，也可采用仅将光电脉搏信号检测部13安装于基板10的结构。在使光电脉搏信号检测部13和运算处理部17分离的情况下，运算处理部17例如也可采用使用搭载于游戏机等以用于进行游戏内容处理的处理装置的结构，也可采用与这种处理装置分开设置的结构。另外，运算处理部17也可采用包括存储光电脉搏信号数据的存储器的结构，也可采用包括向外部的测量设备等发送光电脉搏信号数据的发送装置的结构。
血流阻碍减小部18设置于杆4的左侧面4A，以使得在使手掌P与发光器8及光接收器9相接触时，与手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W以外的部位相接触。作为该血流阻碍减小部18接触的手掌P的接触部位C，例如考虑如下内容。
在使用者用左手LH握住杆4时，存在用拇指F1和其他手指F2～F5用力握住杆4的趋势。因此，作为血流阻碍减小部18接触的手掌P的接触部位C，作为手掌P与杆4的接触压力容易变高的部位，设定为例如手掌P中靠近拇指F1的部位、即食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位。
在考虑了这一点来考虑杆4上的配置时，可根据触发按钮5来推测出食指F2的根部位置。因此，血流阻碍减小部18配置在例如在Z方向上从与触发按钮5大致相同的高度到要低一个手指大小的高度为止的位置，即配置在比发光器8和光接收器9更靠杆4的后侧。
这里，血流阻碍减小部18由比杆4的左侧面4A突出的突起形成，该突起的突出尺寸t例如设定为1mm以上的值，优选设定为3mm以上的值。若突出尺寸t过小，则也容易对手掌P的除了接触部位C以外的部位作用按压力。另一方面，若突出尺寸t过大，则会在手掌P与光接收器9之间产生间隙，手掌P与光接收器9的距离变得不稳定，测定值难以稳定。除此以外，由于光接收器9与空气的界面以及空气与皮肤的界面上的反射较大，因此从发光器8射出的光不会侵入到皮肤内，从而直接入射到光接收器9的比例会增加。其结果是，会产生光电脉搏信号的S/N(信噪比)降低的问题。
因此，作为突出尺寸t的具体示例，例如为1～9mm左右，更优选为3～6mm左右。由此，在血流阻碍减小部18的周围形成阶梯差。
若脉搏传感器装置1的使用者用左手LH握住杆4，将手掌P的测定部位S配置于发光器8及光接收器9，则手掌P中食指F2及中指F3和拇指F1之间的接触部位C、更具体而言从食指F2及中指F3的根部连到拇指F1的根部的部位与血流阻碍减小部18相接触。此时，由于血流阻碍减小部18从杆4的左侧面4A突出，因此食指F2及中指F3和拇指F1之间的接触部位C会先于手掌P的其他部位与血流阻碍减小部18的突出端面相接触。另外，手掌P中位于无名指F4根部附近的测定部位S也与杆4的左侧面4A相接触。由此，手掌P的接触部位C被血流阻碍减小部18支承，并且测定部位S被杆4的左侧面4A支承，因此与接触部位C和测定部位S不同的手掌P的中央部分M及手腕侧部分W容易与杆4之间产生间隙。其结果是，作用于手掌P的中央部分M及手腕侧部分W上的压力减小，作用于其上的压迫减小，测定部位S的血流阻碍被抑制。
此外，在血流阻碍减小部18上，为了调整手掌P的接触部位C，也可设置相对于杆4可在前后方向或上下方向上移动的机构，另外也可采用仅在测定脉搏时血流阻碍减小部18从左侧面4A突出的结构。而且，血流阻碍减小部18既可使用硬的金属材料、树脂材料等形成，也可利用例如软的材料等形成以使其适应手掌P。
在Z方向上的血流阻碍减小部18与发光器8的距离尺寸D1基于一般人体的手掌P的大小或5根手指F1～F5的间隔尺寸来设定。血流阻碍减小部18的突出端面的大小也基于同样的基准来设定，在Y方向及Z方向上具有几十mm左右的长度尺寸。
本发明的第一实施方式所涉及的脉搏传感器装置1具有上述结构，接下来对其动作进行说明。
首先，若以使用者用左手LH握住杆4的状态使脉搏传感器装置1启动，则从运算处理部17向发光器驱动部14提供控制信号，发光器8根据该控制信号发出检测光。该检测光在使用者的手掌P上反射，该反射光由光接收器9接收。而且，光接收器9输出与该反射光相对应的光检测信号。利用光检测信号放大部15对该光检测信号进行电流-电压转换后进行放大，进一步利用滤波器部16去除噪声后，提供给运算处理部17。
运算处理部17从滤波器部16所提供的光检测信号中提取出与发光器8的检测光相对应的光电脉搏信号。而且，运算处理部17基于提取出的光电脉搏信号，生成例如脉搏波形、脉率数、氧饱和度、血管硬化度等脉搏信息。
此时，若使用者用力握住杆4，则手掌P的血流受到阻碍，无法检测出脉搏。在血流未受到阻碍的情况下，可得到图6中的实线所示的光电脉搏信号。与此相对地，在血流受到阻碍的情况下，如图6中的双点划线所示，光电脉搏信号的变动变小，如图6中的虚线所示，光电脉搏信号几乎不变动。然而，并非是不管按压手掌P的哪个部位，测定部位S的血流都会受到同样的阻碍，根据所压迫的手掌P的部位不同，对于血流的影响会有所不同。即，在手掌P上存在血流容易受到阻碍的部位和血流不易受到阻碍的部位。
因此，本发明人通过潜心研究，发现了在压迫手掌P的中央部分M及手腕侧部分W时，手掌P的血流容易受到阻碍。对于这一点，基于图7进行详细的讨论。
对于人体的手(例如左手LH)，主要通过手臂的桡动脉R和尺动脉U或从这些动脉分叉出的动脉提供血液。这些动脉在手掌P中合为一体形成由掌浅动脉弓AVS和掌深动脉弓AVP构成的二重弓，并从此处分叉出朝向5根手指F1～F5的动脉。由于掌浅动脉弓AVS和掌深动脉弓AVP形成于手掌P的中央部分M，因此若压迫手掌P的中央部分M，则掌浅动脉弓AVS等会受到挤压，可认为手掌P的血流整体上会受到阻碍。另外，即使在压迫手腕侧部分W的情况下，也容易对桡动脉R和尺动脉U等造成影响，存在手掌P的血流受到阻碍的趋势。
考虑这一点，本实施方式中，作为容易测定脉搏的部位，将测定部位S设定于手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W以外的部位。具体而言，作为即使在操作杆4时也能稳定地检测脉搏的位置，将测定部位S设定于手掌P的中指F3、无名指F4、小指F5的根部附近。除此以外，在杆4上，使从左侧面4A突出的血流阻碍减小部18与作为接触部位C的、手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W以外的部位、具体而言食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触。
由此，若使用者将手掌P的测定部位S配置于发光器8及光接收器9，则手掌P中与中央部分M和手腕侧部分W不同的接触部位C与血流阻碍减小部18相接触，因此能够减小作用于中央部分M及手腕侧部分W的按压力。其结果是，与手掌P的测定部位S相比，作用于中央部分M及手腕侧部分W的压迫变小，能够减小包括测定部位S在内的手掌P整体上的血流阻碍。
如上所述，根据第一实施方式所涉及的脉搏传感器装置1，采用如下结构：在与手掌P相对的位置上配置发光器8及光接收器9，检测手掌P的脉搏。因此，即使在手指F1～F5移动时，也能够使位于其上游侧的手掌P的血流比较稳定，与用指尖来检测脉搏的情况相比，能够稳定地检测出脉搏。
另外，采用如下结构：在手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W以外的部位，配置发光器8及光接收器9，并且使血流阻碍减小部18与该部位相接触。此时，由于在血流阻碍减小部18的周围形成阶梯差，因此能够减小例如手掌P的中央部分M或手腕侧部分W那样、手掌P中比测定部位S更靠血流上游侧的部位上作用的压迫。其结果是，即使在向发光器8及光接收器9用力按压手掌P时，测定部位S上的血流也不会受到阻碍，能够减小使用者的负担，且能够容易地检测出脉搏。
另外，将测定部位S设定于手掌P中比中央部分M更靠近手指F3～F5的根部的部位。具体而言，由于将测定部位S设定于无名指F4的根部附近，因此在使用者用左手LH握住杆4时，能够使杆4中元件用开口部6A、6B的周围部位与手掌P相接触，能够使发光器8及光接收器9容易靠近测定部位S。
除此以外，在用左手LH握住杆4时，血流阻碍减小部18与手掌P中食指F2及中指F3和拇指F1之间相接触。由此，即使在使用者用力握住杆4时，由于在血流阻碍减小部18的周围形成阶梯差，因此也能够减小手掌P的中央部分M及手腕侧部分W的压迫，以抑制血流阻碍，能够稳定地检测出脉搏。另外，由于测定部位S是手掌P中比中央部分M更靠近手指F3～F5根部的部位，因此即使在指尖随着对杆4的操作或对触发按钮5的按压操作而发生移动时，也能减小测定部位S上的血流的影响。因此，即使在操作杆4时，也能够稳定地检测出脉搏。
接下来，图8示出了本发明的第二实施方式。而且，本实施方式的特征采用如下结构：将发光器及光接收器在右手用杆和左手用杆上安装于彼此不同的位置。另外，本实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号，并省略其说明。
脉搏传感器装置21与第一实施方式所涉及的脉搏传感器装置1大致相同，采用如下结构：将传感器单元7和血流阻碍减小部18分别安装于左手用杆装置22和右手用杆装置23。
左手用杆装置22与第一实施方式所涉及的杆装置2相同，包括台座3和作为传感器安装体的杆4，在杆4的前侧设有触发按钮5。右手用杆装置23也与左手用杆装置22大致相同，包括台座24和作为传感器安装体的杆25，在杆25的前侧设有触发按钮5。其中，右手用杆25成为与左手用杆4呈左右对称的形状。
左手用杆装置22中，在杆4的左侧面4A安装有传感器单元7和血流阻碍减小部18。与此相对地，右手用杆装置23中，在杆25的右侧面25A安装有传感器单元7和血流阻碍减小部18。
另外，左手用杆装置22中，在Z方向上的血流阻碍减小部18与发光器8之间的距离尺寸D1基于一般的成人左手LH的手掌P的大小来设定。另一方面，右手用杆装置23中，在Z方向上的血流阻碍减小部18与发光器8之间的距离尺寸D2基于一般的小孩(例如6岁～12岁左右)右手RH的手掌P的大小来设定。
因此，右手侧的距离尺寸D2为小于左手侧的距离尺寸D1的值。由此，在左手用杆装置22和右手用杆装置23中，发光器8的安装位置彼此不同。因而，配置在发光器8周围的光接收器9也在左手用杆装置22和右手用杆装置23上安装于彼此不同的位置。
由此，第二实施方式也能得到与第一实施方式相同的作用效果。特别是，第二实施方式中，发光器8及光接收器9在左手用杆4和右手用杆25上安装于彼此不同的位置。因此，即使在例如大人和小孩那样、手掌P的大小根据脉搏传感器装置21的使用者的不同而不同时，也能够在左手用杆4和右手用杆25中至少某一个杆上使发光器8及光接收器9与手掌P的适当的测定部位相接触，能够容许每一使用者的手掌P的大小差异。其结果是，例如通过比较左、右杆装置22、23所输出的光电脉搏信号，并选择认为正确的信号，从而能够提高测定的稳定性。
此外，第二实施方式中采用使发光器8及光接收器9的安装位置在左手用杆4和右手用杆25上彼此不同的结构，但与此同时也可采用如下结构：使血流阻碍减小部18的大小或突出尺寸也在左手用杆4和右手用杆25上不同。
另外，使用不同的台座3、24来构成左手用杆装置22和右手用杆装置23，但也可采用在单个台座上安装左手用和右手用的两根杆的结构。
接下来，图9及图10示出了本发明的第三实施方式。而且，本实施方式的特征采用如下结构：在以用手握住的状态利用指尖进行操作的游戏控制器上安装发光器及光接收器。另外，本实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号，并省略其说明。
示出了脉搏传感器装置31作为一个示例安装于对游戏画面中的操作对象进行操作的作为操作装置的游戏控制器32上的情况。
游戏控制器32由使用者的两个手(左手LH和右手RH)抓住，并且包括构成传感器安装体的壳体33。该壳体33由在左右方向(Y方向)上延伸的箱状主体部33A、分别设置于主体部33A的Y方向两端侧的左、右把手部33B、33C、以及从主体部33A朝前方突出的左、右前方突出部33D、33E构成。
在主体部33A的上表面左侧，设有用于由左手LH的拇指F1进行操作的多个按钮34，并且设有比按钮34更靠手边侧(后侧)位置的杆型模拟输入部35。同样地，在主体部33A的上表面右侧，设有用于由右手RH的拇指F1进行操作的多个按钮36和模拟输入部37。而且，在主体部33A的上表面中央侧，例如设有用于进行模式变更等的多个按钮38。
另外，在左侧的前方突出部33D设有用于由左手LH的食指F2进行操作的两个按钮39。这些按钮39在上下方向上分隔开，并且分别朝向前侧突出。同样地，在右侧的前方突出部33E设有用于由右手RH的食指F2进行操作的两个按钮40。
在壳体33的内部，设有输出来自按钮34、36、38、39、40的信号或来自模拟输入部35、37的信号的信号输出电路(未图示)。而且，游戏控制器32与第一实施方式所涉及的杆装置2相同，通过有线方式或无线方式与例如游戏机、计算机等相连接，从信号输出电路向游戏机等输出信号。
左侧的把手部33B大致呈三角形，从主体部33A的左侧朝向斜后方延伸。关于该把手部33B，其截面形状大致呈椭圆形，由左手LH的拇指F1或作为其根部部分的拇指球、和中指F3、无名指F4、小指F5来抓住。
在把手部33B的左侧面，安装有与第一实施方式所涉及的传感器单元7大致相同的传感器单元41。因此，传感器单元41包括发光器8及光接收器9，这些发光器8及光接收器9配置在把手部33B中靠底面的位置，并且插入到设置于把手部33B的元件用开口部6A、6B中。由此，在使用者用左手LH抓住把手部33B时，发光器8及光接收器9配置在例如靠近中指F3、无名指F4、小指F5的根部的部位，以作为左手LH的手掌P的测定部位S。
另外，在把手部33B的左侧面，设有朝向左侧突出的血流阻碍减小部42。该血流阻碍减小部42与第一实施方式所涉及的血流阻碍减小部18大致同样地形成，配置于比发光器8及光接收器9更靠上侧的位置。由此，在使用者用左手LH抓住游戏控制器32时，血流阻碍减小部42与例如食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触，以作为左手LH的手掌P的接触部位C。
同样地，右侧的把手部33C也大致呈三角形，从主体部33A的右侧朝向斜后方延伸，由右手RH的拇指F1或作为其根部部分的拇指球、和中指F3、无名指F4、小指F5来抓住。
在该把手部33C的右侧面，在与传感器单元41及血流阻碍减小部42呈左右对称的位置上，设有传感器单元43及血流阻碍减小部44。因此，在使用者用右手RH抓住把手部33C时，传感器单元43的发光器8及光接收器9配置在例如靠近中指F3、无名指F4、小指F5的根部的部位，以作为右手RH的手掌P的测定部位S。此时，设置在把手部33C的右侧面上的血流阻碍减小部44与例如食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触，以作为右手RH的手掌P的接触部位C。
由此，第三实施方式也能得到与第一实施方式相同的作用效果。另外，由于在游戏控制器32的把手部33B、33C上设有发光器8及光接收器9，因此能够使把手部33B、33C中发光器8及光接收器9的周围部位与手掌P相接触，将发光器8及光接收器9配置在使用者的手掌P的测定部位S来检测出脉搏。因此，即使在利用指尖来操作游戏控制器32时，也能够减小测定部位S上的血流的影响，能够稳定地检测出脉搏。
此外，第三实施方式中，在左侧的把手部33B和右侧的把手部33C中，将发光器8及光接收器9配置在左右对称的位置。然而，本发明并不局限于此，也可如第二实施方式那样，在左侧的把手部33B和右侧的把手部33C中，将发光器8及光接收器9配置在彼此不同的位置。另外，也可采用如下结构：发光器8及光接收器9仅安装于左右把手部33B、33C中的某一个。
而且，第三实施方式中，以用两手保持的游戏控制器32为例进行了说明，但也可应用于用单手保持的游戏控制器。
接下来，图11至图13示出了本发明的第四实施方式。而且，本实施方式的特征采用如下结构：在装在手掌上的固定件上安装传感器壳体，并且将容纳于传感器壳体内的发光器及光接收器配置于手掌的小指球。此外，本实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号，并省略其说明。
脉搏传感器装置51包括固定件52、传感器壳体53等。固定件52使用例如绷带或可伸缩的布，形成为大致袋状或筒状。该固定件52设有三个手指贯通孔52A～52C，在手指贯通孔52A中插入拇指F1和食指F2，在手指贯通孔52B中插入中指F3，在手指贯通孔52C中插入无名指F4和小指F5。因此，若以使各个手指F1～F5通过手指贯通孔52A～51C的状态将固定件52装在手掌P上，则包围手指贯通孔52B的环状的手指钩合部52D钩合于中指F3的根部周围。
在固定件52的内侧，安装有传感器壳体53。该传感器壳体53例如形成为大致四边形的箱状，比固定件52更朝手掌P突出。另外，传感器壳体53的突出端面53A成为与手掌P的接触面，包括两个元件用开口部6A、6B。
在传感器壳体53的内部，安装有与第一实施方式所涉及的传感器单元7相同的传感器单元54。具体而言，如图13所示，在传感器壳体53的内部，容纳有安装了发光器8及光接收器9的基板10，在与元件用开口部6A、6B相对的位置分别配置有发光器8及光接收器9。
这里，传感器壳体53配置在与手掌P的小指球HE相对应的位置。因此，发光器8及光接收器9配置在手掌P的小指球HE，以作为手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W以外的测定部位S。另外，由于传感器壳体53比固定件52更朝手掌P突出，因此在传感器壳体53的周围形成阶梯差。因此，传感器壳体53起到血流阻碍减小部的作用，减小作用于手掌P的中央部分M和手腕侧部分W的压迫。
由此，第四实施方式也能得到与第一实施方式相同的作用效果。如图14所示，第四实施方式中，将测定部位S设定为手掌P的小指球HE。此时，由于手掌P的小指球HE比其他部位软，因此即使使容纳发光器8及光接收器8的传感器壳体53用力接触手掌P的小指球HE，也存在血流不受阻碍的趋势。因此，即使将传感器壳体53用力按压手掌P的测定部位S也能检测出脉搏，用力按压能够更加稳定地测量脉搏。
除此以外，如图12所示，即使在握住左手LH时，指尖也不易接触到手掌P的小指球HE，存在即使以使传感器壳体53与小指球HE相接触的状态进行安装也不会产生妨碍的趋势。因此，通过使用设置于传感器壳体53的发光器8及光接收器9，从而即使在例如运动时也能够继续检测出脉搏。
另外，虽然利用手腕也能检测出运动时的脉搏，但存在光电脉搏信号的S/N不稳定的问题。其理由考虑如下。例如在手腕上能够检测出脉搏的位置受到限制。若扭动手腕则无法取得光电脉搏信号。手腕的粗细或动脉的位置的个人差异较大。与此相对地，如第四实施方式所示，在用手掌P测定脉搏时，这种问题较少，即使在运动过程中也能够使光电脉搏信号的S/N稳定。
此外，在用小指球HE检测脉搏时，不只是手掌P的中央部分M或手腕侧部分W，即使在用力压迫手掌P的小指F5侧的侧面部分SP时，也存在血流受到阻碍的趋势(参照图14)。因此，也可采用如下结构：在固定件52中与侧面部分SP相接触的部位，使用比其他部分更软的材料，或者设置缓冲件。另外，也可采用如下结构：在固定件52的与侧面部分SP相对的位置设置孔。
接下来，图15示出了本发明的第五实施方式。而且，本实施方式的特征采用如下结构：在装在手掌上的固定件上安装传感器壳体，并且将容纳于传感器壳体内的发光器及光接收器配置于手掌的无名指根部附近。此外，本实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号，并省略其说明。
脉搏传感器装置61包括固定件62、传感器壳体63等。固定件62形成有与5根手指F1～F5相对应的5个手指贯通孔62A～62E，形成为省去了手指F1～F5的部分的手套状。
在固定件62的内侧，安装有传感器壳体63。该传感器壳体63与第四实施方式所涉及的传感器壳体53大致同样地形成，比固定件62更朝手掌P突出，并且在其突出端面形成有两个元件用开口部6A、6B。在传感器壳体63的内部，安装与第一实施方式所涉及的传感器单元7相同的传感器单元(未图示)，并且发光器8及光接收器9分别配置于与元件用开口部6A、6B相对的位置。
这里，传感器壳体63配置于手掌P中与无名指F4的根部附近相对应的位置。因此，发光器8及光接收器9配置在手掌P的无名指F4的根部附近，以作为手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W以外的测定部位S。另外，由于传感器壳体63比固定件62更朝手掌P突出，因此在传感器壳体63的周围形成阶梯差。因此，传感器壳体63起到血流阻碍减小部的作用，减小作用于手掌P的中央部分M和手腕侧部分W的压迫。
由此，第五实施方式也能得到与第一实施方式相同的作用效果。
接下来，图16至图19示出了本发明的第六实施方式。而且，本实施方式的特征在于在血流阻碍减小部的表面位置设有心电电极。此外，本实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号，并省略其说明。
脉搏传感器装置71与第一实施方式所涉及的脉搏传感器装置1大致相同，采用如下结构：将传感器单元7和血流阻碍减小部18分别安装于左手用杆装置72和右手用杆装置75。
左手用杆装置72与第一实施方式所涉及的杆装置2相同，包括台座3和作为传感器安装体的杆4，在杆4的前侧设有触发按钮5。另外，左手用杆装置72中，在杆4的左侧面4A安装有传感器单元7和血流阻碍减小部18。该血流阻碍减小部18由比杆4的左侧面4A更加突出的突起形成，与例如手掌P中靠近拇指F1的部位、即食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触。
在左手用杆装置72上，在血流阻碍减小部18的表面位置及其周围位置，设有用于测量心电信号的心电电极73。该心电电极73例如覆盖血流阻碍减小部18的整个突出端面或侧面，并且覆盖杆4的左侧面4A中血流阻碍减小部18的上侧位置或杆4中血流阻碍减小部18的后侧位置。由此，在使用者用左手LH握住杆4时，心电电极73稳定地与使用者的左手LH的手掌P相接触。
另外，在左手用杆装置72上设有接地电极74，该接地电极74例如位于杆4中比传感器单元7更靠近台座3的下侧位置。该接地电极74配置在离开心电电极73例如10mm以上的位置，以作为与心电电极73不同的位置。具体而言，接地电极74安装在杆4中与手掌P的小指球相接触的位置。而且，接地电极74与接地电位相连接。
右手用杆装置75也与左手用杆装置72大致相同，包括台座76和作为传感器安装体的杆77，在杆77的前侧设有触发按钮5。其中，右手用杆77成为与左手用杆4呈左右对称的形状。右手用杆装置75中，在杆77的右侧面77A安装有传感器单元7和血流阻碍减小部18。另外，右手用杆装置75上，与左手用杆装置72大致相同，也设有心电电极78和接地电极79。
如图18及图19所示，处理电路80大致由光电脉搏信号检测部13、心电信号检测部81及运算处理部84构成，例如设置在与左右两个杆装置72、75相连接的游戏机等上。
心电信号检测部81生成使用者的心电信号。该心电信号检测部81包括差动放大部82和信号处理部83。
差动放大部82例如由包含运算放大器(运算放大器)等的差动放大电路构成，输入端子分别与心电电极73、78相连接。这里，来自心电电极73、78及接地电极74、79的布线与差动放大部82相连接。因此，差动放大部82的接地电位成为与接地电极74、79的接地电位相同的电位。而且，差动放大器82通过对从心电电极73、78输出的与心电信号有关的电信号进行差动放大，从而生成心电信号(心电图信号)。即，差动放大部82通过对由心电电极73从使用者的左手LH的手掌P检测出的电信号、以及由心电电极78从使用者的右手RH的手掌P检测出的电信号进行差动放大，从而生成心电信号。该心电信号例如通过由滤波器电路等构成的信号处理部83进行噪声去除或各种信号处理之后，输入到运算处理部84。
运算处理部84例如为中央运算处理装置(CPU)，与第一实施方式所涉及的运算处理部17相同，进行如下处理：使用光电脉搏信号检测部13从光接收器所输出的光检测信号中提取出光电脉搏信号。另外，运算处理部84基于光电脉搏信号和由差动放大部82生成的心电信号，生成心电图、心率数(脉率数)、氧饱和度、脉搏传输时间、加速度脉搏、心率波动等活体信息。
由此，第六实施方式也能得到与第一实施方式相同的作用效果。特别是，第六实施方式中，由于采用包括心电电极73、78的结构，因此能够使用心电电极73、78来测量心电信号。因此，能够同时稳定地测量光电脉搏信号和心电信号，能够基于光电脉搏信号和心电信号，生成各种活体信息。
这里，为了稳定地测量心电信号，需要在接触状态稳定的部位而并非经常移动的部位配置心电电极。这是由于若接触状态发生变化，则会产生噪声，从而无法稳定地测量心电信号。在使用者抓住杆4、77时，会因操作杆4、77或触发按钮5而导致手指(特别是拇指F1和食指F2)的接触状态频繁地发生变化。与此相对地，由于手掌P与设置于杆4、77的心电电极73、78稳定地接触，因此能够稳定地测量心电信号。
另外，若例如压迫手掌P的中央部分M，则测定部位S的血流会受到阻碍，光电脉搏信号难以测定。另一方面，若心电电极73、78与使用者的皮肤之间的接触不稳定，则无法稳定地测量心电信号。因此，避免将心电电极73、78配置到与手掌P的中央部分M或手腕侧部分W相接触的位置，以作为考虑了血流阻碍而希望避免皮肤压迫的位置。
考虑到上述方面，本实施方式中，将测量光电脉搏信号的传感器单元7、以及测量心电信号的心电电极73、78配置在与手掌P的除了中央部分M、手腕侧部分W以外的部位相接触的位置。除此以外，在血流阻碍减小部18那样的稳定地与皮肤相接触的位置配置心电电极73、78。由此，与例如配置在与手掌P的中央部分M或手腕侧部分W相接触的位置的情况相比，能够在抑制测定部位S的血流阻碍的同时，使心电电极73、78与使用者的手掌P稳定地接触。其结果是，能够同时稳定地测量光电脉搏信号和心电信号，并且由于在例如移动手指时产生的噪声与心电信号的叠加较少，因此能够稳定地测量心电信号。
而且，采用如下结构：在与手掌P的小指球相接触的位置设置接地电极74、79。因此，由于在移动手指时所产生的噪声与心电信号的叠加较少，因此能够稳定地测量心电信号。另外，由于使接地电位与使用者(活体)相一致，因此即使在商用电源噪声等噪声通过使用者而混入的情况下，也能够稳定地进行心电信号的测量。
接下来，图20及图21示出了本发明的第七实施方式。而且，本实施方式的特征采用如下结构：在游戏控制器上安装发光器及光接收器，并且安装心电电极。此外，本实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号，并省略其说明。
示出了脉搏传感器装置91作为一个示例安装于对游戏画面中的操作对象进行操作的作为操作装置的游戏控制器92上的情况。
游戏控制器92与第三实施方式所涉及的游戏控制器32大致同样地形成。因此，游戏控制器92包括壳体93、按钮94、96、98、99、100及模拟输入部95、97。另外，壳体93包括主体部93A、左、右的把手部93B、93C、以及左、右的前方突出部93D、93E，构成传感器安装体。
在壳体93的内部，设有输出来自按钮94、96、98、99、100的信号或来自模拟输入部95、97的信号的信号输出电路(未图示)。而且，游戏控制器92与第一实施方式所涉及的杆装置2相同，通过有线方式或无线方式例如与游戏机、计算机等相连接，从信号输出电路向游戏机等输出信号。
左侧的把手部93B大致呈三角形，从主体部93A的左侧朝向斜后方延伸。关于该把手部93B，其截面形状大致呈椭圆形，由左手LH的拇指F1或作为其根部部分的拇指球、和中指F3、无名指F4、小指F5来抓住。
在把手部93B的左侧面，安装有与第一实施方式所涉及的传感器单元7大致相同的传感器单元101。因此，传感器单元101包括发光器8及光接收器9，这些发光器8及光接收器9配置在把手部93B中靠底面的位置，并且插入到设置于把手部93B的元件用开口部6A、6B中。由此，在使用者用左手LH抓住把手部93B时，发光器8及光接收器9配置在例如靠近中指F3、无名指F4、小指F5的根部的部位，以作为左手LH的手掌P的测定部位S。
另外，在把手部93B的左侧面，设有朝向左侧突出的血流阻碍减小部102。该血流阻碍减小部102与第一实施方式所涉及的血流阻碍减小部18大致同样地形成，配置于比发光器8及光接收器9更靠上侧的位置。由此，在使用者用左手LH抓住游戏控制器92时，血流阻碍减小部102与例如食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触，以作为左手LH的手掌P的接触部位C。
在把手部93B中的后方底面侧，设有用于测量心电信号的心电电极103。该心电电极103配置于在用左手LH抓住把手部93B时、例如与左手LH的小指球相接触的位置。另一方面，在血流阻碍减小部102的表面位置及其周边位置上，设有与接地电位相连接的接地电极104。该接地电位104与例如左手LH的手掌P中食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触。
同样地，右侧的把手部93C也大致呈三角形，从主体部93A的右侧朝向斜后方延伸，由右手RH的拇指F1或作为其根部部分的拇指球、和中指F3、无名指F4、小指F5来抓住。
在该把手部93C的右侧面，在与传感器单元101及血流阻碍减小部102呈左右对称的位置上，设有传感器单元105及血流阻碍减小部106。因此，在使用者用右手RH抓住把手部93C时，传感器单元105的发光器8及光接收器9配置在例如靠近中指F3、无名指F4、小指F5的根部的部位，以作为右手RH的手掌P的测定部位S。此时，设置在把手部93C的右侧面上的血流阻碍减小部106与例如食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触，以作为右手RH的手掌P的接触部位C。
另外，在把手部93C的右侧面，在与心电电极103及接地电极104呈左右对称的位置上，设有心电电极107及接地电极108。此时，心电电极107与例如右手RH的手掌P的小指球相接触，接地电极108与例如食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触。
由此，第七实施方式也能得到与第一、第三、第六实施方式相同的作用效果。
此外，第六实施方式中采用如下结构：将心电电极73、78配置在血流阻碍减小部18的表面位置，与食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触。然而，本发明并不局限于此，心电电极只要配置在手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W那样的阻碍测定部位S的血流的部位以外的位置、且与皮肤之间的接触状态稳定的位置即可。因此，心电电极也可配置在例如与手掌的食指和拇指之间相接触的位置或与手掌的小指球相接触的位置，也可配置在上述多个位置。
另外，第七实施方式中，虽然心电电极103、107配置在手掌P的与小指球相接触的位置，但也可配置在血流阻碍减小部102、106的表面位置或与手掌的食指和拇指之间相接触的位置，也可配置在上述多个位置。而且，在使用者用两只手拿住壳体93时，无名指F4或小指F5的移动比较小，与把手部93B、93C稳定地相接触。因此，也可采用如下结构：心电电极配置在把手部93B、93C中与无名指F4或小指F5相接触的位置。
另外，第六、第七实施方式中，采用如下结构：设置一个与左手LH相接触的接地电极74、104，并且设置一个与右手RH相接触的接地电极79、108。然而，本发明并不局限于此，也可采用设置多个与左手LH相接触的接地电极的结构，也可采用设置多个与右手RH相接触的接地电极的结构。而且，也可采用省去与左手LH和右手RH相接触的接地电极中某一个的结构，也可采用省去与两只手相接触的所有接地电极的结构。
另外，第一至第三、第六、第七实施方式中，采用如下结构：从杆4、77或壳体33、93突出设置血流阻碍减小部18、42、44、102、106。然而，本发明并不局限于此，也可如图22所示的变形例所涉及的脉搏传感器装置111那样，在杆4上，在与手掌P的中央部分M及手腕侧部分W相对应的位置，设置比左侧面4A更凹陷的凹陷部112，利用该凹陷部112的周围来构成血流阻碍减小部113。由此，由于在血流阻碍减小部113与凹陷部112之间形成阶梯差，因此即使在使用者用力握住杆4时，也能够减小作用于手掌P的中央部分M及手腕侧部分W的压迫。该结构也可应用于第二、第三、第六、第七实施方式。
上述第一、第二、第六实施方式中，采用如下结构：杆4、25、77被台座3、24、76支承。然而，如果是包括了角速度传感器、加速度传感器等那样的检测各种动作或位移的传感器在内的杆，则无需安装于台座，本发明也能应用于省去了这种台座的杆。
上述第四、第五实施方式中，以装在左手LH上的脉搏传感器装置51、61为例进行了说明，但装在右手RH上的脉搏传感器装置也可同样地构成。
上述第四、第五实施方式中，虽然是使用绷带等来形成固定件52、62，但也可使用将手指也覆盖的手套来形成，也可采用使用可与手掌P粘贴和剥离的密封件的结构。
上述第四、第五实施方式中，采用如下结构：由于在传感器壳体53、63上设有发光器8及光接收器9，因此作为血流阻碍减小部的传感器壳体53、63与和手掌P的测定部位S相同的部位相接触。然而，本发明并不局限于此，也可采用如下结构：与第一至第三实施方式相同，与传感器壳体分开设置血流阻碍减小部，使该血流阻碍减小部与不同于手掌P的测定部位S的部位相接触。例如，第五实施方式中，除了传感器壳体63以外，通过另行设置与手掌P中食指F2及中指F3和拇指F1之间的部位相接触的血流阻碍减小部，从而能够更稳定地检测出脉搏。
上述第一至第三、第六、第七实施方式中，采用如下结构：发光器8及光接收器9所接触的测定部位S与血流阻碍减小部18所接触的接触部位C是不同的部位。然而，本发明并不局限于此，也可采用使测定部位S和接触部位C成为相同部位的结构。此时，例如与第四、第五实施方式相同，也可采用如下结构：使传感器壳体从周围朝向手掌P突出设置，并且在该传感器壳体内设置发光器8及光接收器9，使传感器壳体起到血流阻碍减小部的作用。
上述第一至第七实施方式中，采用了使用单个发光器8的结构，但也可采用设置发出波长范围彼此不同的检测光的多个发光器的结构。
上述第一至第三、第六、第七实施方式中，以将脉搏传感器装置1、21、31、71、91应用于与游戏机相连接的杆装置2、22、23、72、75或游戏控制器32、92的情况为例进行了说明，但也可以应用于例如汽车的方向盘、自行车或摩托车的把手、伞、杖那样的用手握住的任意物体。
上述第三实施方式中，以游戏控制器32作为用指尖操作的操作装置为例进行了说明，但也可应用于作为操作装置的例如操作电视机显示器等的遥控装置。
上述第一、第二、第三、第五、第六、第七实施方式中，将测定部位S设定为手掌P的中指F3、无名指F4、小指F5的根部附近，上述第四实施方式中，将测定部位S设定为手掌P的小指球HE。然而，本发明并不局限于此，测定部位S也可设定为例如手掌P的拇指F1或食指F2的根部附近，也可设定为手掌P的拇指球，以作为手掌P中除了中央部分M和手腕侧部分W以外的任意部位。
标号说明
1、21、31、51、61、71、91、111脉搏传感器装置
2、22、23、72、75杆装置
4、25、77杆
8发光器
9光接收器
18、42、44、102、106、113血流阻碍减小部
32、92游戏控制器(操作装置)
33、93壳体
52、62固定件
53、63传感器壳体(血流阻碍减小部)
73、78、103、107心电电极
74、79、104、108接地电极
112凹陷部
Claims (11)
1.一种脉搏传感器装置，该脉搏传感器装置检测脉搏，包括向活体输出光的发光器、以及对所述活体反射来自该发光器的光后的光进行接收的光接收器，
所述发光器及所述光接收器配置在所述活体的手掌中除了中央部分和手腕侧部分以外的部位，即，对脉搏进行测定的测定部位，并且
设置血流阻碍减小部，在将所述手掌的测定部位配置于所述发光器及所述光接收器时，该血流阻碍减小部与如下部位相接触：该部位是与所述手掌中除了中央部分和手腕侧部分以外的部，即，与所述测定部位相同的部位或者与所述测定部位不同的部位，
在该血流阻碍减小部的周围形成有阶梯差，
利用在所述血流阻碍减小部的周围形成的阶梯差，减小所述手掌中比所述测定部位更靠血流上游侧的部位上作用的压迫，以减小所述测定部位上的血流的阻碍。
2.如权利要求1所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
所述测定部位是所述手掌中比中央部分更靠近手指根部的部位。
3.如权利要求2所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
所述发光器及所述光接收器安装于通过用手握住来进行操作的杆上，
所述血流阻碍减小部与所述手掌中食指、中指和拇指之间的部位相接触。
4.如权利要求3所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
采用如下结构：所述发光器及所述光接收器在所述杆中的左手用杆和右手用杆上安装于彼此不同的位置。
5.如权利要求2所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
所述发光器及所述光接收器安装于以用手握住的状态利用指尖来进行操作的操作装置上，
所述血流阻碍减小部与所述手掌中食指、中指和拇指之间的部位相接触。
6.如权利要求1所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
所述测定部位是所述手掌的小指球。
7.如权利要求6所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
所述发光器及所述光接收器容纳于传感器壳体，
该传感器壳体安装于固定件，该固定件以与所述手掌的小指球相接触的状态装在手上，
所述传感器壳体比所述固定件更朝所述手掌突出，以构成所述血流阻碍减小部。
8.如权利要求2所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
所述发光器及所述光接收器容纳于传感器壳体，
该传感器壳体安装于固定件，该固定件以与所述手掌中比中央部分更靠近手指根部的部位相接触的状态装在手上，
所述传感器壳体比所述固定件更朝所述手掌突出，以构成所述血流阻碍减小部。
9.如权利要求1所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
采用如下结构：包括心电电极，该心电电极与所述活体的手相接触以用于测量心电信号。
10.如权利要求9所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
采用如下结构：所述心电电极配置于所述血流阻碍减小部的表面位置、与所述手掌的食指和拇指之间相接触的位置以及与所述手掌的小指球相接触的位置中的至少某一个位置。
11.如权利要求9所述的脉搏传感器装置，其特征在于，
采用如下结构：在所述血流阻碍减小部的表面位置、与所述手掌的食指和拇指之间相接触的位置以及与所述手掌的小指球相接触的位置中的至少某一个位置，设置接地电极，该接地电极配置于与所述心电电极不同的位置且与接地电位相连接。
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