JP2001296244A

JP2001296244A - 生体信号検出装置

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Publication number: JP2001296244A
Application number: JP2000113554A
Authority: JP
Inventors: Rie Oosaki; 理江大崎; Sadasuke Kimura; 禎祐木村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-10-26
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP4258094B2

Abstract

(57)【要約】【課題】精度良く生体信号を検出することができる生
体信号検出装置の提供。【解決手段】発光素子２の光２１を三角プリズム６を
通して指５の皮膚表面５１に投光し、人体内部から戻る
光２２を三角プリズム６の境界面６３で反射させて受光
素子３に入光させ、受光強度に応じた電気信号を受光素
子３が出力する生体信号検出装置Ｂにおいて、三角プリ
ズム６の境界面６３から出て皮膚表面５１へ進む光２１
１の入射角２３を三角プリズム６の臨界角未満にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被験者の指、耳、
腕、足、胴体、または首などの皮膚に装着して生体信号
を検出する生体信号検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図１２に示す様に、皮膚表面
１０１に検出面１０２を密着させた透光板１０３と、こ
の透光板１０３の他端面１０４側に並設される発光素子
１０５および受光素子１０６とを備えた生体信号検出装
置１００が知られている。生体信号検出装置１００で
は、発光素子１０５から出た光は、透光板１０３→毛細
動脈１０８を含む人体組織→透光板１０３を経て受光素
子１０６に戻る（進路１０７）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の生体信号検
出装置１００は、透光板１０３と皮膚表面１０１との境
界で反射した光も受光素子１０６に入光してしまう（進
路１０９）。人体が動くと皮膚表面１０１と透光板１０
３との密着度が変わるので、上記境界面における反射光
量が変化する。これにより、受光素子１０６が受光強度
に応じて出力する電気信号のレベルが変動しノイズとな
る。

【０００４】これを詳細に説明する。図１２において、
発光素子１０５から出た光の内、透光板１０３の臨界角
以上で境界面に入射する光は、境界面で全反射して受光
素子１０６に到達する（進路１０９）。境界面で全反射
する際、光は半波長程度の距離だけ人体内部に進入した
後、透光板１０３側に戻って来る。この戻る光をエバネ
ッセント波と呼ぶ。従って、人体と透光板１０３との密
着度が変わると、皮膚の変形度合いや隙間の大きさが変
わるので、エバネッセント波の吸収や散乱が変化し、受
光素子１０６に入射する光量が変化してしまう。

【０００５】また、上記従来の生体信号検出装置１００
は、特に、人体内を通る光路長（毛細動脈１０８→透光
板１０３）が長いので、毛細動脈１０８以外の人体組織
での散乱量や吸収量が大きくなり受光素子１０６に入射
する光量が低下してしまう。

【０００６】本発明の目的は、精度良く生体信号を検出
することができる生体信号検出装置の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（請求項１；図１、３参
照）発光素子の光を導光体を通して人体の皮膚表面に投
光する。光は皮膚表面から人体内部へ進入して指内部を
通る毛細動脈に到達し、光の一部が毛細動脈を流れる血
液のヘモグロビンに吸収され、残りはその他の組織で散
乱吸収され、この一部が皮膚を通り抜けて戻る。血液の
脈動により、ヘモグロビンの通過量が波動的に変化する
ので、ヘモグロビンに吸収される光の量も波動的に変化
する。その結果、生体内で散乱反射し、受光素子へ入射
する光の量も変化する。

【０００８】請求項１の生体信号検出装置では、皮膚表
面に投光する際、導光体から出て皮膚表面へ進む光の入
射角を導光体の臨界角未満にしている。これにより、皮
膚表面で散乱反射する光の受光素子への入光を防止でき
るので、受光素子が出力する電気信号中のノイズを低減
できる。なお、人体内部から戻る光は導光体で反射して
受光素子に入光し、受光素子は受光強度に応じた電気信
号を出力する。

【０００９】導光体から出て皮膚表面へ進む光の入射角
を導光体の臨界角未満にするには、具体的には、下記の
様にする。導光体から出て皮膚表面へ進む光の入射角が
導光体の臨界角以上にならない様に発光素子の配光特性
を制限する。導光体の臨界角以上の入射角の光が、発光
素子、受光素子、および導光体を配置するケーシングの
凹所の開口面（＝皮膚表面）に達しない様に、凹所の深
さや開口面の大きさを規定する。

【００１０】（請求項２；図１１参照）導光体は、三面
以上の平坦な面を有し、これら平坦な面の内、一つの面
（検出面）を人体の皮膚表面に密着させている。発光素
子は、検出面と異なる面側に配され、発光素子の光を導
光体を通して皮膚表面に投光する。

【００１１】請求項２の生体信号検出装置では、導光体
内部から検出面へ導光体の臨界角以上で入射して全反射
する光（エバネッセント波）の進路を受光素子から外れ
た方向にしている。

【００１２】これにより、導光体の検出面と皮膚表面と
の密着度の変化に起因して光量が変動するエバネッセン
ト波が受光素子に入射しないので、受光素子が出力する
電気信号中のノイズを低減できる。

【００１３】導光体内部から検出面へ導光体の臨界角以
上で入射して全反射する光（エバネッセント波）の進路
を受光素子から外れた方向にするには、具体的には、下
記の様にする。人体内部から戻る光を導光体を通して受
光素子が受光するが、エバネッセント波を受光しない様
に、導光体の形状、および受光素子と発光素子との位置
関係を規定する。

【００１４】（請求項３；図１、３参照）請求項３の生
体信号検出装置では、人体の皮膚表面に投光する際、導
光体から出て皮膚表面へ向かう光を皮膚表面に略垂直に
入射させ、且つ、人体内部から略垂直に皮膚を通過して
戻る光を、導光体で反射させて受光素子に入光させてい
る。

【００１５】このため、人体内を通る光路長を短くする
ことができるので、毛細動脈以外の人体組織での散乱量
や吸収量が少なくなり、受光素子に入射する光量を多く
することができる。

【００１６】導光体から出て皮膚表面へ向かう光を皮膚
表面に略垂直に入射させ、且つ、人体内部から略垂直に
皮膚を通過して戻る光を受光素子に入光させるには、具
体的には、以下の様にする。発光素子、受光素子、およ
び導光体を配置するケーシングの凹所の底面側に発光素
子を配設する。導光体を、三角プリズムやビームスプリ
ッタにする。

【００１７】（請求項４；図５〜図１０参照）導光体
は、三面以上の平坦な面を有し、これら平坦な面の内、
一つの面（検出面）を人体の皮膚表面に密着させてい
る。発光素子は、検出面と異なる面側に配され、発光素
子の光を導光体を通して皮膚表面に投光する。

【００１８】請求項４の生体信号検出装置では、導光体
を通して皮膚表面に投光する際、導光体内部から検出面
へ進む光の入射角を導光体の臨界角未満にし、且つ、検
出面から略垂直に人体内部に進み、該人体内部から略垂
直に皮膚を通過して戻る光を受光素子に入光させてい
る。導光体内部から検出面へ進む光の入射角を導光体の
臨界角未満にしているので検出面で全反射が起きず、導
光体の検出面と皮膚表面との密着度の変化に起因して光
量が変動するエバネッセント波が受光素子に入射しない
ので、受光素子が出力する電気信号中のノイズを低減で
きる。また、人体内を通る光路長を短くすることができ
るので、毛細動脈以外の人体組織での散乱量や吸収量が
少なくなり、受光素子に入射する光量を多くすることが
できる。

【００１９】導光体内部から検出面へ進む光の入射角を
導光体の臨界角未満にし、且つ、検出面から略垂直に人
体内部に進み、該人体内部から略垂直に皮膚を通過して
戻る光を受光素子に入光させるには、具体的には、下記
の様にする。導光体内部から検出面へ進む光の入射角が
導光体の臨界角以上にならない様に発光素子の配光特性
を制限する。導光体の臨界角以上の入射角の光が、発光
素子、受光素子、および導光体を配置するケーシングの
凹所の開口面（＝皮膚表面）に達しない様に、凹所の深
さや開口面の大きさを規定する。

【００２０】（請求項５；図３、図５〜図１１参照）請
求項１〜４の生体信号検出装置において、三角プリズ
ム、多角形プリズム、または光ファイバーを導光体に用
いることができる。

【００２１】（請求項６；図３、図５〜図１１参照）請
求項１〜５の生体信号検出装置において、導光体の屈折
率が小さい程、導光体の臨界角が大きくなるので、導光
体の形状や、受光素子と発光素子との位置関係を余裕を
持って決めることができる。導光体の屈折率が小さい程
良いが、１．５２以下であれば良い。

【００２２】（請求項７；図１）請求項１、３の生体信
号検出装置において、導光体がビームスプリッタである
と構成の条件を容易に実現できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項１、
３、７に対応）を、図１および図２に基づいて説明す
る。生体信号検出装置Ａは、図１に示す如く、装着具
（図示せず）に固定され、凹所１１を有するホルダ１
と、ホルダ１中に埋設される発光素子２および受光素子
３と、凹所１１内に配されるビームスプリッタ４と、装
着具内に組み付けられる駆動回路１２、脈波検出回路１
３、送信回路（図示せず）、および電池（図示せず）と
からなる。

【００２４】装着具は、被験者の指５の根元に密着状態
に装着されるものであり、例えば、伸縮性を有するベル
トである。ホルダ１は、遮光性のプラスチック（ＡＢＳ
樹脂）で形成され、光の反射を防止するための処理（黒
色に塗色）が凹所１１（本実施例では５ｍｍ角）の内壁
に施されている。

【００２５】駆動回路１２によりパルス駆動される発光
素子２は、所定の波長帯で発光する発光ダイオードであ
り、開口中央を向いて凹所１１の底面１１１の真ん中に
配されている。これにより、発光素子２から出てビーム
スプリッタ４から皮膚表面５１へ向かう光２１は、皮膚
表面５１に対して略垂直に入射する。

【００２６】光２１は皮膚表面５１から人体内部へ進入
して指５内部を通る毛細動脈５２に到達し、光２１の一
部が毛細動脈５２を流れる血液のヘモグロビンに吸収さ
れ、残りは毛細動脈５２で散乱反射し、皮膚を通り抜
け、境界面４１で反射し、光２２は受光素子３に入光す
る。

【００２７】受光素子３は、受光強度に応じたレベルの
電気信号を出力するフォトダイオードであり、凹所１１
側面の中央に配されている。この受光素子３が出力する
電気信号はＡ／Ｄ変換器からなる脈波検出回路１３に伝
達されて処理され、脈波が検出される。そして、検出さ
れた脈波は、発振部、変調部、および電力増幅部を有す
る送信回路により、離れて設置された脈波監視装置（何
れも図示せず）へ送信される。

【００２８】ビームスプリッタ４は、底面１１１に対し
て４５°の角度で凹所１１内に配されている。これによ
り、発光素子２側から皮膚表面５１側へ進む光２１がビ
ームスプリッタ４を透過し、生体内部から戻る光２２が
境界面４１で反射して受光素子３に入光する。

【００２９】つぎに、本実施例の利点を述べる。［ア］生体信号検出装置Ａは、開口中央を向いて凹所１
１底面の真ん中に発光素子２を配して光２１を皮膚表面
５１に対して略垂直に入射させ、且つ、人体内部から略
垂直に皮膚を通過して戻る光をビームスプリッタ４の境
界面４１で反射させて受光素子３に入光させている。こ
のため、人体内を通る光路長が最短であるので、毛細動
脈５２以外の人体組織での散乱量や吸収量が少なく、受
光素子３に入射する光２１の光量を多くすることができ
る。図２のグラフに示す様に、生体信号検出装置Ａは、
従来の生体信号検出装置１００より、大きな振幅の生体
信号を受光素子３が出力するので、脈波を精度良く検出
することができる。尚、生体信号の検出は、何れも、指
を動かさない状態で行った。

【００３０】［イ］図１２の生体信号検出装置１００で
はエバネッセント波が発生するので、密着度が変動する
と電気信号中にノイズが混じる。生体信号検出装置Ａ
は、エバネッセント波が発生しないので電気信号中のノ
イズを低減することができる。

【００３１】つぎに、本発明の第２実施例（請求項１、
３、５、６に対応）を図３および図４に基づいて説明す
る。生体信号検出装置Ｂは、以下の点が生体信号検出装
置Ａと異なる。本実施例では導光体は、三角プリズム６
であり、屈折率が１．５２で臨界角が約４１°のガラス
である。三角プリズム６は、平坦な端面６１が底面１１
１に当接し、平坦な端面６２が内壁面１１２に当接する
様に凹所１１（５ｍｍ角）内に配設されている。

【００３２】生体信号検出装置Ｂでは、三角プリズム６
の境界面６３から出て皮膚表面５１へ進む光２１の内、
最も大きい入射角２３で皮膚表面５１に入射する光２１
１でも三角プリズム６の臨界角未満になる様に、凹所１
１の形状（５ｍｍ角）や三角プリズム６の材質（ＢＫ
７）を規定している。

【００３３】生体信号検出装置Ｂと、従来の生体信号検
出装置１００とを用い、指を動かさない状態（静止状
態）、および指を動かしている状態（体動状態）で生体
信号の検出を行ったところ、図４のグラフに示す様な結
果が得られた。静止状態では、生体信号検出装置Ｂと、
従来の生体信号検出装置１００とでは受光素子３が出力
する電気信号の波高が余り違わないが、体動状態では、
生体信号検出装置１００は、電気信号の波高が静止状態
の約８倍になる。これに対して、生体信号検出装置Ｂ
は、電気信号の波高が静止状態の約３倍にしかならず、
ノイズの発生が抑えられているのが確認できた。

【００３４】これは、下記に示す様に皮膚表面５１で散
乱反射する光の受光素子３への入光が防止できるためで
あると思われる。人体内部から戻る光や、発光素子２か
ら出て三角プリズム６を通り皮膚表面５１に達した光
は、皮膚表面５１であらゆる方向に散乱反射する。その
内、三角プリズム６の臨界角以上の角度２４で散乱反射
する光２１２は内壁面１１３（皮膚表面５１とは異なる
面）に臨界角未満の入射角２５で入射するためホルダ１
に吸収される。また、臨界角未満の角度２６で散乱反射
する光２１３は内壁面１１２（皮膚表面５１とは異なる
面）で全反射した後、臨界角未満の入射角２７で底面１
１１に入射するためホルダ１に吸収される。

【００３５】つぎに、本発明の第３実施例（請求項４、
５、６に対応）を図５に基づいて説明する。生体信号検
出装置Ｃは、以下の点が生体信号検出装置Ａと異なる。
本実施例では導光体は、立方体プリズム７であり、各端
面が凹所内壁に当接する様に凹所１１（５ｍｍ角）内に
配設されている。立方体プリズム７は、屈折率が１．５
２で臨界角が約４１°のＢＫ７（ガラス）であり、各端
面が凹所内壁面に当接する様に凹所１１内に配設されて
いる。本実施例では、発光素子２および受光素子３が、
凹所１１の底面１１１側に開口中央を向いて隣接して配
されている。また、臨界角度以上の入射角で光２１が端
面７１に入射しない様に発光素子２に配光板（図示せ
ず）を取り付けている。

【００３６】発光素子２から出た光２１は、立方体プリ
ズム７中を通り、端面７１を出て皮膚表面５１に達し、
端面７１および皮膚表面５１に対して略垂直に指５内部
を進み、指５内部を通る毛細動脈５２に到達し、光の一
部が毛細動脈５２を流れる血液のヘモグロビンに吸収さ
れ、残りはその他の組織で散乱吸収され、その内、略垂
直に戻る光２２が皮膚表面５１から出て、端面７１から
立方体プリズム７中に入り、受光素子３に到達する。血
液の脈動により、ヘモグロビンの通過量が波動的に変化
するので、ヘモグロビンに吸収される光の量も波動的に
変化する。その結果、生体内で散乱反射し、受光素子３
へ入射する光の量も変化する。

【００３７】生体信号検出装置Ｃでは、凹所１１の底面
１１１側に発光素子２および受光素子３を隣接して配
し、端面７１から指５内部に進み、指５内部から略垂直
に戻る光２２を受光素子３に入光させる構成である。こ
のため、立方体プリズム７の端面７１と皮膚表面５１と
の密着度の変化に起因して光量が変動するエバネッセン
ト波が受光素子３に入射しないので、受光素子３が出力
する電気信号中のノイズを低減できる。また、人体内を
通る光路長が短いので、毛細動脈５２以外の人体組織で
の散乱量や吸収量が少なくなり、受光素子３に入射する
光量を多くすることができる。

【００３８】つぎに、本発明の第４実施例（請求項４に
対応）を図６に基づいて説明する。生体信号検出装置Ｄ
は、以下の点が生体信号検出装置Ａと異なる。本実施例
では導光体は、三角プリズム６であり、屈折率が１．５
２で臨界角が約４１°のガラスである。三角プリズム６
は、端面６１が凹所内壁面１４１に当接し、端面６２が
凹所内壁面１４２に当接する様にホルダ１４の凹所内に
配設されている。そして、発光素子２が凹所内壁面１４
１に、また受光素子３が凹所内壁面１４２に、それぞ
れ、境界面６３中央を向く様に配されている。なお、本
実施例では、臨界角以上の入射角で光２１が境界面６３
に入射しない様に発光素子２に配光板（図示せず）が取
り付けられている。

【００３９】これにより、発光素子２の光２１は端面６
１から三角プリズム６内に入って進み臨界角度未満の入
射角で境界面６３に入射し、境界面６３から略垂直に指
５内部に進入して進む。そして、指５内部を通る毛細動
脈５２に到達し、光２１の一部が毛細動脈５２を流れる
血液のヘモグロビンに吸収され、残りはその他の組織で
散乱吸収される。その散乱反射する光の内、略垂直に皮
膚を通過する光２２が境界面６３に達し、境界面６３か
ら三角プリズム６内に入って受光素子３に入光する。

【００４０】つぎに、本発明の第５実施例（請求項４に
対応）を図７に基づいて説明する。生体信号検出装置Ｅ
は、以下の点が生体信号検出装置Ａと異なる。本実施例
では導光体は、台形プリズム７２であり、屈折率が１．
５２で臨界角が約４１°のガラスである。台形プリズム
７２は、各端面が凹所内壁面に当接する様にホルダ１５
の凹所１５１内にモールドされている。発光素子２およ
び受光素子３が、凹所１５１の底面側に離れて配されて
いる。なお、臨界角以上の入射角で光２１が境界面７２
１に入射しない様に発光素子２に配光板（図示せず）が
取り付けられている。

【００４１】つぎに、本発明の第６実施例（請求項４に
対応）を図８に基づいて説明する。生体信号検出装置Ｆ
は、以下の点が生体信号検出装置Ａと異なる。本実施例
では導光体は、光ファイバー７３であり、屈折率が１．
５２で臨界角が約４１°のガラスである。光ファイバー
７３は、外周面が軸孔１６１の壁面に当接する様にホル
ダ１６の軸孔１６１内に配設されている。そして、発光
素子２および受光素子３が、軸孔１６１の奥部に並設さ
れている。

【００４２】上記第４〜６実施例の生体信号検出装置
Ｄ、Ｅ、Ｆは、人体内を通る光路長が最短であるので、
毛細動脈５２以外の人体組織での散乱量や吸収量が少な
く、受光素子３に入射する光２２の光量を多くすること
ができ、脈波を精度良く検出することができる。また、
エバネッセント波が発生しないので、受光素子３が出力
する電気信号中のノイズを低減することができ、脈波を
精度良く検出することができる。

【００４３】つぎに、本発明の第７実施例（請求項４、
５、６に対応）を図９に基づいて説明する。生体信号検
出装置Ｇは、以下の点が生体信号検出装置Ｃと異なる。
臨界角以上の入射角で光２１が端面７１に入射しない様
にするための配光板を発光素子２に取り付けていない。
このため、発光素子２から端面７１方向へ破線範囲２０
に光が出る。しかし、生体信号検出装置Ｇは、立方体プ
リズム７の端面７１から出て皮膚表面５１へ進む光２１
の内、最も大きい入射角２３で皮膚表面５１に入射する
光２１１でも立方体プリズム７の臨界角未満になる様
に、凹所１１の形状（５ｍｍ角）、立方体プリズム７の
形状、および発光素子２の配設位置を規定している。

【００４４】つぎに、本発明の第８実施例（請求項４、
５、６に対応）を図１０に基づいて説明する。生体信号
検出装置Ｈは、以下の点が生体信号検出装置Ｅと異な
る。臨界角以上の入射角で光２１が境界面７２１に入射
しない様にするための配光板を発光素子２に取り付けて
いない。しかし、生体信号検出装置Ｈは、境界面７２１
へ進む光２１の入射角２４０が台形プリズム７２の臨界
角未満になる様に、台形プリズム７２の形状、および発
光素子２の配設位置を規定している。

【００４５】つぎに、本発明の第９実施例（請求項４、
５、６に対応）を図１１に基づいて説明する。生体信号
検出装置Ｉは、以下の点が生体信号検出装置Ｄと異な
る。臨界角以上の入射角で光２１が境界面６３に入射し
ない様にするための配光板を発光素子２に取り付けてい
ない。このため、三角プリズム６の境界面６３に臨界角
以上の入射角２５０で入射する光２１２も存在する。し
かし、これらの光２１２の進行方向に受光素子３が来な
い様に、導光体の形状（三角プリズム６）、発光素子
２、受光素子３の配設位置を規定している。

【００４６】上記第７〜９実施例の生体信号検出装置
Ｇ、Ｈ、Ｉは、エバネッセント波を受光素子３が受光し
ないので、受光素子３が出力する電気信号中のノイズを
低減することができ、脈波を精度良く検出することがで
きる。また、人体内を通る光路長が最短であるので、毛
細動脈５２以外の人体組織での散乱量や吸収量が少な
く、受光素子３に入射する光２２の光量を多くすること
ができ、脈波を精度良く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る生体信号検出装置の
説明図である。

【図２】その生体信号検出装置の信号出力と、従来の生
体信号検出装置の信号出力とを比較したグラフである。

【図３】本発明の第２実施例に係る生体信号検出装置の
説明図である。

【図４】その生体信号検出装置の信号出力と、従来の生
体信号検出装置の信号出力とを比較したグラフである。

【図５】本発明の第３実施例に係る生体信号検出装置の
説明図である。

【図６】本発明の第４実施例に係る生体信号検出装置の
説明図である。

【図７】本発明の第５実施例に係る生体信号検出装置の
説明図である。

【図８】本発明の第６実施例に係る生体信号検出装置の
説明図である。

【図９】本発明の第７実施例に係る生体信号検出装置の
説明図である。

【図１０】本発明の第８実施例に係る生体信号検出装置
の説明図である。

【図１１】本発明の第９実施例に係る生体信号検出装置
の説明図である。

【図１２】従来技術に係る生体信号検出装置の説明図
（ａ）、および臨界角以上の入射角で全反射する様子を
説明する説明図（ｂ）である。

【符号の説明】

２発光素子３受光素子４ビームスプリッタ（導光体）５指（人体）６三角プリズム（導光体）７立方体プリズム（導光体）２１、２２光２３、２５入射角５１皮膚表面６１、６２端面（面）６３境界面７１端面（面、検出面）７２台形プリズム（導光体、多角形プリズム）７３光ファイバー（導光体）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ生体信号検出装
置

フロントページの続きＦターム(参考） 2G059 AA01 BB08 BB12 CC16 CC18 EE02 FF04 GG02 GG08 JJ12 JJ17 JJ22 KK01 LL03 MM09 NN01 4C017 AA09 AB03 AC28 FF15 4C038 KK00 KL05 KL07 KM01 KY01 KY04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子の光を導光体を通して人体の皮
膚表面に投光し、人体内部から戻る光を前記導光体で反
射させて受光素子に入光させ、受光強度に応じた電気信
号を前記受光素子が出力する生体信号検出装置におい
て、前記導光体から出て前記皮膚表面へ進む光の入射角を前
記導光体の臨界角未満にしたことを特徴とする生体信号
検出装置。
【請求項２】三面以上の平坦な面を有し、人体の皮膚
表面に検出面を密着させた導光体と、該導光体の前記検出面と異なる面側に配され、前記導光
体を通して前記皮膚表面に光を投光する発光素子と、前記導光体の前記検出面と異なる面側に配され、人体内
部から戻る光を前記導光体を通して受光し、受光強度に
応じた電気信号を出力する受光素子とを有する生体信号
検出装置において、導光体内部から前記検出面へ前記導光体の臨界角以上で
入射して全反射する光の進路が前記受光素子を外れた方
向であることを特徴とする生体信号検出装置。
【請求項３】発光素子の光を導光体を通して人体の皮
膚表面に投光し、人体内部から戻る光を前記導光体で反
射させて受光素子に入光させ、受光強度に応じた電気信
号を前記受光素子が出力する生体信号検出装置におい
て、前記導光体から出て前記皮膚表面へ向かう光を前記皮膚
表面に略垂直に入射させ、人体内部から略垂直に皮膚を通過して戻る光を前記受光
素子に入光させることを特徴とする生体信号検出装置。
【請求項４】三面以上の平坦な面を有し、人体の皮膚
表面に検出面を密着させた導光体と、該導光体の前記検出面と異なる面側に配され、前記導光
体を通して前記皮膚表面に投光する発光素子と、前記導光体の前記検出面と異なる面側に配され、人体内
部から戻る光を前記導光体を通して受光し、受光強度に
応じた電気信号を出力する受光素子とを有する生体信号
検出装置において、導光体内部から前記検出面へ前記導光体の臨界角未満で
光を入射させ、前記検出面から略垂直に人体内部に進み、該人体内部か
ら略垂直に皮膚を通過して戻る光を前記受光素子に入光
させることを特徴とする生体信号検出装置。
【請求項５】前記導光体は、三角プリズム、多角形プ
リズム、または光ファイバーであることを特徴とする請
求項１乃至請求項４の何れかに記載の生体信号検出装
置。
【請求項６】前記導光体は、屈折率が１．５２以下で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに
記載の生体信号検出装置。
【請求項７】前記導光体は、ビームスプリッタである
ことを特徴とする請求項１または請求項３記載の生体信
号検出装置。