JP2002000575A - Heart rate sensor and method of calculating heart rate - Google Patents

Heart rate sensor and method of calculating heart rate

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JP2002000575A
JP2002000575A JP2000188904A JP2000188904A JP2002000575A JP 2002000575 A JP2002000575 A JP 2002000575A JP 2000188904 A JP2000188904 A JP 2000188904A JP 2000188904 A JP2000188904 A JP 2000188904A JP 2002000575 A JP2002000575 A JP 2002000575A
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heart rate
light
optical sensor
light source
living body
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Shinji Uchida
真司 内田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heart rate sensor capable of measuring heart rate during exercise continuously and stably, and a method of calculating the heart rate. SOLUTION: The heart rate sensor is provided with a light source 11 for emitting light to be irradiated over an organism 20, optical sensors 12 and 13 for receiving the light emitted from the light source 11 and passing through the organism 20, and a signal processing part 14 for calculating the heart rate based on the signal according to the received light by the sensors 12 and 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人をはじめとする
生体の心拍数を測定する装置及び心拍数算出方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring a heart rate of a living body including a human, and a heart rate calculating method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の心拍数を測定する装置としては、
例えば、米国特許第5,299,570号に開示されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventional devices for measuring heart rate include:
For example, it is disclosed in U.S. Pat. No. 5,299,570.

【0003】この測定装置は、光源と光センサ−を備え
ており、この測定装置を生体の皮膚上に設置して、光源
から出射して生体内を伝搬し光センサ−に到達した光を
検出することにより、血液中の酸素飽和度や心拍数等の
生体情報を非侵襲的に測定するものである。
This measuring device includes a light source and an optical sensor. The measuring device is installed on the skin of a living body and detects light emitted from the light source, propagates in the living body, and reaches the optical sensor. By doing so, non-invasive measurement of biological information such as oxygen saturation and heart rate in blood is performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の測定装
置では以下の問題点を有していた。
However, the conventional measuring device has the following problems.

【0005】光源から出射して生体中を伝搬して光セン
サに到達した光の光量は、生体と光源との距離、生体と
光センサとの距離、光源と光センサとの距離や、光の通
過経路に存在する血液量等によって大きく変化する。
The amount of light emitted from the light source and propagated through the living body and reaches the optical sensor depends on the distance between the living body and the light source, the distance between the living body and the optical sensor, the distance between the light source and the optical sensor, and the amount of light. It changes greatly depending on the amount of blood present in the passage route.

【0006】従って、測定装置に力が加わった場合に
は、光センサが生体内部にめり込んで、光センサと生体
中の血管との距離が変化したり、場合によっては、血管
中を流れる血液量までもが変化し、検出光量が大きく変
わることにより、測定結果に影響を与えるという問題点
を有していた。
Therefore, when a force is applied to the measuring device, the optical sensor sinks into the inside of the living body, and the distance between the optical sensor and the blood vessel in the living body changes, and in some cases, the amount of blood flowing through the blood vessel. However, there is a problem in that the measurement result is affected by a large change in the detected light amount.

【0007】また、太陽光、照明光などの別の光源から
の光が生体に照射された場合も同様に、これらの外乱光
が生体内を伝搬し光センサに到達するため、検出光量が
大きく変わることにより、正確な心拍数が計測できない
という問題点を有していた。
Similarly, when light from another light source, such as sunlight or illumination light, is applied to the living body, the disturbance light propagates in the living body and reaches the optical sensor. Due to the change, there is a problem that an accurate heart rate cannot be measured.

【0008】このため従来の装置では、外乱光の影響を
受けない場所で、かつ安静な状態で測定を行う必要があ
り、運動中に連続的に心拍数を測定することは不可能で
あった。
For this reason, in the conventional apparatus, it is necessary to perform the measurement in a place that is not affected by disturbance light and in a resting state, and it is impossible to measure the heart rate continuously during exercise. .

【0009】そこで本発明は上記の問題点に鑑み、運動
中の心拍数を、連続的に安定して測定することができる
心拍センサ及び心拍数算出方法を提供することを目的と
する。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a heart rate sensor and a heart rate calculation method capable of continuously and stably measuring a heart rate during exercise.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による心拍センサは、生体に照射するための
光を出射する光源、前記光源から出射され生体を経由し
た光を受光する少なくとも2つの光センサ、及び少なく
とも2つの前記光センサにおいて受光した光に対応する
信号を用いて心拍数を算出する信号処理手段を備えたこ
とを特徴とする。
To solve the above problems, a heart rate sensor according to the present invention comprises a light source for emitting light for irradiating a living body, and at least two light sources for receiving light emitted from the light source and passing through the living body. And a signal processing unit for calculating a heart rate using signals corresponding to the light received by the at least two optical sensors.

【0011】また、本発明による心拍数算出方法は、生
体に光を照射する工程、生体に入射し生体を経由した光
を少なくとも2つの光センサで受光する工程、及び少な
くとも2つの前記光センサにおいて受光した光に対応す
る信号を用いて心拍数を算出する工程を有することを特
徴とする。
The heart rate calculating method according to the present invention may further comprise a step of irradiating the living body with light, a step of receiving the light incident on the living body and passing through the living body with at least two optical sensors, and A step of calculating a heart rate using a signal corresponding to the received light.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図4を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0013】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1による心拍センサを示す断面図である。11は光
源で、12、13が光センサである。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a heartbeat sensor according to Embodiment 1 of the present invention. 11 is a light source, and 12 and 13 are optical sensors.

【0014】光源11としては、特に限定なく用いるこ
とができるが、ここでは波長950nmのLEDを用い
た。光センサ12、13としては、特に限定されない
が、シリコンフォトダイオ−ドや固体撮像素子が好まし
い。ここでは、シリコンフォトダイオ−ドを用いた。こ
こで、光センサ12、13は、光源11を中心にして光
源11の両側に設けられていればよい。中でも、光セン
サ12、13は、光源11を中心としてほぼ対称に配置
されていることが好ましい。また、光センサ12、13
と光源11との距離は、2mm以上であることが好まし
い。本実施の形態では、光センサ12、13を、光源1
1を中心としてほぼ対称に配置し、光センサ12、13
と光源11との距離を2mm以上に設定した。
The light source 11 can be used without any particular limitation. Here, an LED having a wavelength of 950 nm is used. The optical sensors 12 and 13 are not particularly limited, but are preferably silicon photodiodes or solid-state imaging devices. Here, a silicon photodiode was used. Here, the optical sensors 12 and 13 may be provided on both sides of the light source 11 with the light source 11 as a center. In particular, it is preferable that the optical sensors 12 and 13 are arranged substantially symmetrically with respect to the light source 11. Also, the optical sensors 12, 13
The distance between the light source 11 and the light source 11 is preferably 2 mm or more. In the present embodiment, the light sensors 12 and 13 are
1 and the optical sensors 12 and 13
The distance between the light source 11 and the light source 11 was set to 2 mm or more.

【0015】16は光源11及び光センサ12、13を
保持する保持台であり、光源11及び光センサ12、1
3を固定するとともに、生体20から光源11及び光セ
ンサ12、13までの距離を一定にする役割を有する。
Reference numeral 16 denotes a holding table for holding the light source 11 and the optical sensors 12 and 13.
3 and serves to keep the distance from the living body 20 to the light source 11 and the optical sensors 12 and 13 constant.

【0016】本実施の形態では保持台16を生体20に
密着させた場合を説明するが、本発明はこれに限定する
ものでなく、保持台16が生体20と非接触であっても
構わない。
In this embodiment, the case where the holding table 16 is brought into close contact with the living body 20 will be described. However, the present invention is not limited to this, and the holding table 16 may be in non-contact with the living body 20. .

【0017】14は、光源11を発光させ、光センサ1
2、13より得られた信号を用いて心拍数を算出するた
めの信号処理部である。15は表示部であり、信号処理
部14で算出された心拍数を表示するものである。信号
処理部14及び表示部15は表示装置18内に設けられ
ており、ケーブル17を介して保持台16と接続してい
る。本実施の形態では、保持台16と表示装置18がケ
ーブル17を介して接続されているが、保持台16と表
示装置18は送受信手段により無線で情報を伝達しても
よく、また保持台16と表示装置18が一体化されてい
てもよい。
The light source 11 emits light, and the optical sensor 1
This is a signal processing unit for calculating a heart rate using the signals obtained from 2 and 13. A display unit 15 displays the heart rate calculated by the signal processing unit 14. The signal processing unit 14 and the display unit 15 are provided in the display device 18, and are connected to the holding table 16 via the cable 17. In the present embodiment, the holding table 16 and the display device 18 are connected via the cable 17, but the holding table 16 and the display device 18 may transmit and receive information wirelessly by transmitting / receiving means. And the display device 18 may be integrated.

【0018】光源11から出射した光は、生体20上に
照射され、生体20内部を散乱しながら拡散していく。
生体20内部を散乱し、血管19を経由した光の一部
は、光センサ12、13に到達する。光センサ12、1
3に到達した光は、信号処理部14において強度に応じ
た信号に変換され、2つの信号の和または平均値が算出
される。
Light emitted from the light source 11 is irradiated onto the living body 20 and diffuses while scattering inside the living body 20.
Some of the light scattered inside the living body 20 and passed through the blood vessels 19 reaches the optical sensors 12 and 13. Optical sensor 12, 1
The light that has reached No. 3 is converted into a signal corresponding to the intensity in the signal processing unit 14, and the sum or average value of the two signals is calculated.

【0019】心臓の脈拍に対応して、血管19内を流れ
る血液の流量は変化するが、光センサ12、13の検出
信号は、血液の流量変化にともなう吸光度変化などによ
り周期的に変化する。この検出信号の周期的変化に基づ
いて心拍数を算出する。
The flow rate of blood flowing in the blood vessel 19 changes in accordance with the pulse of the heart, but the detection signals of the optical sensors 12 and 13 change periodically due to a change in absorbance accompanying a change in blood flow rate. The heart rate is calculated based on the periodic change of the detection signal.

【0020】本実施の形態によると、運動中であって
も、連続的に安定した心拍数を検出することができる。
以下、その原理について説明する。
According to the present embodiment, a stable and stable heart rate can be detected even during exercise.
Hereinafter, the principle will be described.

【0021】ここで、保持台16が僅かに生体20に触
れているだけで、ほとんど生体20への押し当て力が無
い場合で、運動中に保持台16の左端部すなわち光セン
サ12の上部に、何らかの力が加わったときを例にして
説明する。このとき、生体20に保持台16の左端部が
押しつけられることにより、保持台16の左端部が若干
生体20にめり込み、その反動として、保持台16の右
端部(光センサ13側)が生体20より離れ、僅かなが
ら浮いているものとする。すなわち、光源11を中心と
した回転運動が起こった場合について説明する。
Here, when the holding base 16 is slightly touching the living body 20 and there is almost no pressing force against the living body 20, the left end of the holding base 16, that is, the upper part of the optical sensor 12 during the exercise is located. A case where some force is applied will be described as an example. At this time, when the left end of the holding table 16 is pressed against the living body 20, the left end of the holding table 16 slightly sinks into the living body 20, and the right end (the optical sensor 13 side) of the holding table 16 reacts as a reaction. It is assumed that it is farther away and slightly floating. That is, a case where a rotational movement about the light source 11 occurs will be described.

【0022】光センサ12の上部に力が加わらない場合
は、血液の流量は安定に流れるとともに、光センサ1
2、13と血管19の距離は一定なので安定に心拍数を
検出できる。
When no force is applied to the upper part of the optical sensor 12, the blood flow rate is stable and the optical sensor 1
Since the distance between the blood vessels 2 and 13 and the blood vessel 19 is constant, the heart rate can be detected stably.

【0023】しかし、光センサ12の上部に力が加わっ
た場合は、光センサ12は生体20に密着し、血管19
に近づく。これにより、光センサ12において生体20
を経由した光がより多く検出されるようになる。
However, when a force is applied to the upper part of the optical sensor 12, the optical sensor 12 comes into close contact with the living body 20 and the blood vessel 19
Approach. Thereby, the living body 20 is
More light passing through is detected.

【0024】一方、光センサ13は、光源11に対して
光センサ12とほぼ対称に配置されているので、光セン
サ13は血管19から離れる方向に動くために、光セン
サ13において得られる検出信号量は減少する。
On the other hand, since the optical sensor 13 is arranged substantially symmetrically with respect to the light source 11 with respect to the optical sensor 12, the optical sensor 13 moves in a direction away from the blood vessel 19, so that the detection signal obtained by the optical sensor 13 is obtained. The amount decreases.

【0025】したがって、光センサ12及び光センサ1
3の信号の和または平均値を求めることで、光センサ1
2で起きた信号の増加分を、光センサ13で同時に起こ
った信号の減少分により補償することができ、運動中に
心拍センサの片側に力が加わることにより、急激な光セ
ンサの信号強度変化が起こった場合でも、安定して測定
することができる。
Therefore, the optical sensor 12 and the optical sensor 1
By calculating the sum or average value of the signals of the optical sensors 1,
2 can be compensated for by the decrease in the signal that occurred simultaneously in the optical sensor 13, and when a force is applied to one side of the heart rate sensor during exercise, the signal intensity of the optical sensor suddenly changes. Can be measured stably even when the occurrence of

【0026】信号強度の変化がゆっくりとした場合であ
れば、電気的に補正して心拍検出を安定にすることも可
能であるが、運動中に起こるような、急激な変化の場合
には電気的に抑制することは非常に困難である。
If the change in the signal strength is slow, it is possible to make electrical correction to stabilize the heartbeat detection. It is very difficult to control it.

【0027】(実施の形態2)図2に、本発明の実施の
形態2による心拍センサの表示装置を除いた断面図を示
す。光源21及び光センサ22、23としては、実施の
形態1と同様のものを用いた。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view of a heart rate sensor according to Embodiment 2 of the present invention, from which a display device is omitted. As the light source 21 and the optical sensors 22 and 23, those similar to those in the first embodiment were used.

【0028】一般に、生体に照射された光は、生体内部
を散乱しながら伝搬していき、一部は再び表面から出射
することが知られている。
In general, it is known that light applied to a living body propagates while scattering inside the living body, and a part of the light is emitted from the surface again.

【0029】また、光センサ22で検出される光は、光
源21と光センサ22の距離の約1/2に相当する長さ
だけ、生体の深さ方向に侵入した光を多く含むことが知
られている。従って、光センサ23では、光センサ22
に比べて生体の深い部分まで侵入した光を検出すること
ができる。
Further, it is known that the light detected by the optical sensor 22 contains a large amount of light that has entered the depth direction of the living body by a length corresponding to about a half of the distance between the light source 21 and the optical sensor 22. Have been. Therefore, in the optical sensor 23, the optical sensor 22
It is possible to detect light that has penetrated to a deeper part of the living body as compared with the case of FIG.

【0030】本実施の形態は、このような原理を利用す
るものであり、光センサ22と光源21の距離を2mm
以下、光センサ23と光源21の距離を2mmより大き
い値に設定する。
The present embodiment utilizes such a principle, and the distance between the optical sensor 22 and the light source 21 is 2 mm.
Hereinafter, the distance between the optical sensor 23 and the light source 21 is set to a value larger than 2 mm.

【0031】光センサ22と光源21の距離を2mm以
下にすることにより、光センサ22で検出される信号の
成分は、生体20の表面を伝搬した光を多く含むため
に、光センサ22では血流変化に伴う光の吸光度変化が
少ない信号を検出することができる。
By setting the distance between the optical sensor 22 and the light source 21 to 2 mm or less, the component of the signal detected by the optical sensor 22 includes a large amount of light transmitted on the surface of the living body 20. A signal with a small change in light absorbance due to a change in flow can be detected.

【0032】また、光センサ23を光源21との距離が
2mmより大きい位置に設置することにより、光センサ
23で検出した光は、生体20内部を伝搬した光を、光
センサ22よりも多く含んでいるため、光センサ23で
は血流変化に伴う光の吸光度変化が多い信号を検出する
ことができる。光センサ22、23に到達した光は、信
号処理部において強度に応じた信号に変換され、2つの
信号の商または差が算出される。
Further, by installing the optical sensor 23 at a position where the distance from the light source 21 is larger than 2 mm, the light detected by the optical sensor 23 contains more light propagating inside the living body 20 than the optical sensor 22. Therefore, the optical sensor 23 can detect a signal having a large change in light absorbance due to a change in blood flow. The light reaching the optical sensors 22 and 23 is converted into a signal corresponding to the intensity in the signal processing unit, and the quotient or difference between the two signals is calculated.

【0033】本実施の形態によると、心拍センサに垂直
方向から力が加わった場合でも安定して心拍数の測定を
行うことができる。以下、その原理を、2つの信号の商
を用いる場合について説明する。
According to the present embodiment, the heart rate can be stably measured even when a force is applied to the heart rate sensor in the vertical direction. Hereinafter, the principle will be described for a case where a quotient of two signals is used.

【0034】保持台24に垂直方向から外力25が加わ
ると、光センサ22、23と血管19との距離が変わる
ことにより検出信号強度が急激に変化したり、また押さ
えすぎると血液の流れが変化することにより光の吸光量
が変化し、検出信号強度が急激に変化する場合が考えら
れる。従来の方法では、このような変化に大きく影響さ
れ、正確な心拍数検出は困難であった。
When an external force 25 is applied to the holding table 24 from the vertical direction, the detection signal intensity changes abruptly due to a change in the distance between the optical sensors 22 and 23 and the blood vessel 19, and the blood flow changes when the holder is too pressed. By doing so, it is conceivable that the amount of light absorbed changes and the intensity of the detection signal changes abruptly. In the conventional method, it is greatly affected by such a change, and accurate heart rate detection has been difficult.

【0035】保持台24に垂直方向から外力25が加わ
って、光源21及び光センサ22、23が血管19に近
づいて、光センサ23の検出光量が変化した場合は、光
センサ22の光量も同様に変化する。
When an external force 25 is applied to the holding table 24 from the vertical direction and the light source 21 and the optical sensors 22 and 23 approach the blood vessel 19 and the amount of light detected by the optical sensor 23 changes, the amount of light of the optical sensor 22 also changes. Changes to

【0036】今、光センサ22の信号がa倍、光センサ
23の信号がb倍変化したとする。外力25が加わる前
には、光センサ23の信号と光センサ22の信号の商X
は、
Now, it is assumed that the signal of the optical sensor 22 changes by a times and the signal of the optical sensor 23 changes by b times. Before the external force 25 is applied, the quotient X of the signal of the optical sensor 23 and the signal of the optical sensor 22
Is

【0037】[0037]

【数1】 (Equation 1)

【0038】で表され、その値に基づいて心拍数が算出
される。それに対して、外力25が加わった時の光セン
サ23の信号と光センサ22の信号の商Yは、
The heart rate is calculated based on the value. On the other hand, the quotient Y of the signal of the optical sensor 23 and the signal of the optical sensor 22 when the external force 25 is applied is

【0039】[0039]

【数2】 (Equation 2)

【0040】に変化するが、おおよそa≒bであるた
め、
## EQU2 ## Since a is approximately a ≒ b,

【0041】[0041]

【数3】 (Equation 3)

【0042】と近似することができ、原信号と同様の値
になるので、信号強度変化を抑制することができる。
## EQU2 ## and the same value as the original signal, so that the change in signal intensity can be suppressed.

【0043】従って、2つの光センサでの信号の商に基
づいて心拍数を求めることにより、垂直方向からの外力
による、生体内を伝搬する光の急激な増減の影響を抑制
する効果を発揮することができる。ここで、2つの光セ
ンサでの信号の差を用いても、同様の効果を得ることが
できる。
Therefore, by obtaining the heart rate based on the quotient of the signals from the two optical sensors, the effect of suppressing the effect of the sudden increase and decrease of the light propagating in the living body due to the external force from the vertical direction is exhibited. be able to. Here, the same effect can be obtained by using the difference between the signals of the two optical sensors.

【0044】また、本実施の形態によると、生体に太陽
光、照明光などの外乱光が照射された場合の影響も低減
することができる。
Further, according to the present embodiment, the influence of disturbance light such as sunlight and illumination light on the living body can be reduced.

【0045】ここで、生体20内に入射した外乱光26
も、光源21からの光と同様に生体20内を散乱しなが
ら伝搬するが、その一部は光センサ22、23に入射す
る。2つの光センサ22、23とも外乱光26の影響を
受けるので、本実施の形態のように光センサ22、23
での信号の商または差を用いることにより、急激な信号
強度変化を大幅に抑制できるため、より正確な心拍数を
安定して得ることができる。ここで、光センサ22と光
センサ23の距離は3mm以内であることが好ましい。
このようにすると、光センサ22と光センサ23が外乱
光により受ける影響がほぼ同程度となるので、外乱光の
影響をより小さくすることができる。
Here, the disturbance light 26 entering the living body 20
The light also propagates while being scattered inside the living body 20 like the light from the light source 21, but a part of the light enters the optical sensors 22 and 23. Since the two optical sensors 22 and 23 are affected by the disturbance light 26, the optical sensors 22 and 23 as in the present embodiment are used.
By using the quotient or difference of the signals in the above, a sharp change in the signal intensity can be greatly suppressed, and a more accurate heart rate can be stably obtained. Here, the distance between the optical sensor 22 and the optical sensor 23 is preferably within 3 mm.
In this case, the influence of the disturbance light on the optical sensor 22 and the optical sensor 23 is substantially the same, so that the influence of the disturbance light can be further reduced.

【0046】(実施の形態3)図3に、本発明の実施の
形態3による心拍センサの表示装置を除いた断面図を示
す。31が光源で、32と33が光源31を中心として
2mm以内に設けられた、生体内を伝搬する光を主に計
測するための照射光計測用光センサで、34と35は光
源31を中心として2mmより大きい距離に設けられ
た、生体内部を伝搬してきた光を検出して血液の脈動信
号を検出するための心拍信号計測用光センサである。光
源及び光センサとしては、実施の形態1と同様のものを
用いた。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view of the heart rate sensor according to Embodiment 3 of the present invention, from which the display device is omitted. 31 is a light source, 32 and 33 are irradiation light measurement optical sensors provided within 2 mm from the light source 31 for mainly measuring light propagating in the living body, and 34 and 35 are light sources 31 Is a heart rate signal measuring optical sensor provided at a distance greater than 2 mm for detecting light propagating inside the living body and detecting a pulsation signal of blood. The same light source and light sensor as those in Embodiment 1 were used.

【0047】本実施の形態では、照射光計測用光センサ
32と照射光計測用光センサ33で検出した信号を平均
化するとともに、心拍信号計測用光センサ34と心拍信
号計測用光センサ35で検出した信号を平均化する。こ
れに代えて、それぞれ和を求めてもよく、また、各光セ
ンサの検出値に重み付けを行った後、平均値または和を
求めてもよい。
In this embodiment, the signals detected by the irradiation light measuring optical sensor 32 and the irradiation light measuring optical sensor 33 are averaged, and the heart rate signal measuring optical sensor 34 and the heart rate signal measuring optical sensor 35 are averaged. The detected signals are averaged. Instead, the sum may be calculated, or the average value or the sum may be calculated after weighting the detection value of each optical sensor.

【0048】それぞれの平均値が求まると、照射光計測
用光センサの平均値と心拍信号計測用光センサの平均値
の商Zを求める。ここで、Zは、
When the respective average values are determined, the quotient Z of the average value of the irradiation light measurement optical sensor and the average value of the heartbeat signal measurement optical sensor is determined. Where Z is

【0049】[0049]

【数4】 (Equation 4)

【0050】と表される。この式より、例えば、運動中
に心拍信号計測用光センサ34または心拍信号計測用光
センサ35の上部に外力が加わって、押し当て力に偏り
が生じ、それぞれの光センサの検出値が変化した場合に
は、
Is represented by According to this equation, for example, an external force is applied to the upper part of the heartbeat signal measurement optical sensor 34 or the heartbeat signal measurement optical sensor 35 during exercise, causing a bias in the pressing force, and the detection values of the respective optical sensors change. in case of,

【0051】[0051]

【数5】 (Equation 5)

【0052】の項により、各々のセンサの信号の増減を
抑制する効果を発現することできる。
According to the above item, the effect of suppressing increase / decrease of the signal of each sensor can be exhibited.

【0053】また、光源31の上部に垂直方向から外力
が加わって、一様に心拍信号計測用光センサ34及び心
拍信号計測用光センサ35で検出される光量が減少した
ときでも、照射光計測用光センサ32及び照射光計測用
光センサ33に到達する光の量が同様に減少するため、
Zを用いることにより、検出光量の急激な変化を抑制す
ることができる。
Even when an external force is applied to the upper portion of the light source 31 from the vertical direction and the light amount detected by the heartbeat signal measurement optical sensor 34 and the heartbeat signal measurement optical sensor 35 is uniformly reduced, the irradiation light measurement is performed. Since the amount of light reaching the optical sensor 32 for illumination and the optical sensor for irradiation light measurement 33 is similarly reduced,
By using Z, a sudden change in the detected light amount can be suppressed.

【0054】また、太陽光、照明光などの外乱光が入射
した場合も、光センサすべてがその影響を受けて信号強
度が増加するので、同様に、Zを用いることにより、検
出光量の急激な変化を抑制することができる。
Also, when disturbance light such as sunlight or illumination light enters, all of the optical sensors are affected by the influence and the signal intensity increases. Changes can be suppressed.

【0055】本実施の形態では、商を用いた例について
説明したが、これに限定するものでなく、差を求めても
同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, an example using a quotient has been described. However, the present invention is not limited to this, and a similar effect can be obtained by obtaining a difference.

【0056】またここで、図4の平面図に示すように、
光源41を中心とした同心円形状に照射光計測用光セン
サ42が設けられ、さらにその外側に心拍信号計測用光
センサ43が、光源41を中心とした同心円形状に設け
られていることが好ましい。このようにすると、照射光
計測用光センサ42及び心拍信号計測用光センサ43に
おいて得られた信号の商または差に基づいて、心拍数を
求めることにより、いろいろな角度方向からの外力が働
いた場合でも、それらの影響を抑制する効果が得られ
る。
Here, as shown in the plan view of FIG.
It is preferable that the irradiation light measuring optical sensor 42 is provided concentrically with the light source 41 as the center, and the heartbeat signal measuring optical sensor 43 is further provided concentrically with the light source 41 as the center. In this way, by obtaining the heart rate based on the quotient or difference of the signals obtained by the irradiation light measurement optical sensor 42 and the heartbeat signal measurement optical sensor 43, external forces from various angular directions act. Even in such a case, the effect of suppressing those effects can be obtained.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明によると、心拍センサに外力が加
わった場合や外乱光が照射された場合であっても、それ
らの影響を抑制することができるため、運動中の心拍数
を、連続的に安定して測定することが可能となる。
According to the present invention, even when an external force is applied to the heart rate sensor or when disturbance light is irradiated, the effects can be suppressed. It becomes possible to measure stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態における心拍センサの断
面図
FIG. 1 is a sectional view of a heart rate sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施の形態における心拍センサの
表示装置を除く断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view excluding a display device of a heart rate sensor according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明のさらに他の実施の形態における心拍セ
ンサの表示装置を除く断面図
FIG. 3 is a sectional view of a heart rate sensor according to still another embodiment of the present invention, excluding a display device.

【図4】本発明のさらに他の実施の形態における心拍セ
ンサの光源及び光センサの配置を示す平面図
FIG. 4 is a plan view showing an arrangement of a light source and an optical sensor of a heart rate sensor according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31,41 光源 12,13,22,23 光センサ 32,33,42 照明光計測用光センサ 34,35,43 心拍信号計測用光センサ 14 信号処理部 15 表示部 16,24,36 保持台 17 ケーブル 18 表示装置 19 血管 20 生体 25 外力 26 外乱光 11, 21, 31, 41 Light source 12, 13, 22, 23 Optical sensor 32, 33, 42 Illumination light measuring optical sensor 34, 35, 43 Heart rate signal measuring optical sensor 14 Signal processing unit 15 Display unit 16, 24, 36 holding table 17 cable 18 display device 19 blood vessel 20 living body 25 external force 26 disturbance light

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】生体に照射するための光を出射する光源、
前記光源から出射され生体を経由した光を受光する少な
くとも2つの光センサ、及び少なくとも2つの前記光セ
ンサにおいて受光した光に対応する信号を用いて心拍数
を算出する信号処理手段を備えたことを特徴とする心拍
センサ。
1. A light source for emitting light for irradiating a living body,
At least two optical sensors for receiving light emitted from the light source and passing through the living body, and signal processing means for calculating a heart rate using signals corresponding to the light received by the at least two optical sensors. Characteristic heart rate sensor.
【請求項2】光源を中心にして前記光源の両側に設けら
れた2つの光センサを備えたことを特徴とする、請求項
1記載の心拍センサ。
2. The heart rate sensor according to claim 1, further comprising two optical sensors provided on both sides of the light source with the light source as a center.
【請求項3】前記2つの光センサと光源との距離が2m
mより大きいことを特徴とする、請求項2記載の心拍セ
ンサ。
3. The distance between the two light sensors and the light source is 2 m.
The heart rate sensor according to claim 2, wherein the heart rate sensor is larger than m.
【請求項4】生体に光を照射する工程、生体に入射し生
体を経由した光を少なくとも2つの光センサで受光する
工程、及び少なくとも2つの前記光センサにおいて受光
した光に対応する信号を用いて心拍数を算出する工程を
有することを特徴とする心拍数算出方法。
4. A step of irradiating the living body with light, a step of receiving light incident on the living body and passing through the living body with at least two optical sensors, and using a signal corresponding to the light received by the at least two optical sensors. A heart rate calculation method, comprising:
【請求項5】請求項2または3記載の心拍センサを用
い、前記2つの光センサにおいて受光した光に対応する
信号の和または平均値を用いて心拍数を算出することを
特徴とする心拍数算出方法。
5. A heart rate using the heart rate sensor according to claim 2 or 3, wherein a heart rate is calculated using a sum or an average value of signals corresponding to light received by the two optical sensors. Calculation method.
【請求項6】光源からの距離が2mm以内である位置に
設けられた照射光計測用光センサと、前記光源からの距
離が2mmより大きい位置に設けられた心拍信号計測用
光センサとを備えたことを特徴とする、請求項1〜3の
いずれかに記載の心拍センサ。
6. An irradiation light measuring optical sensor provided at a position within a distance of 2 mm from a light source, and a heartbeat signal measuring optical sensor provided at a position greater than 2 mm from the light source. The heart rate sensor according to claim 1, wherein:
【請求項7】照射光計測用光センサが略同心円形状で光
源の周りに設けられており、心拍信号計測用光センサが
略同心円形状で前記照射光計測用光センサの外側に設け
られていることを特徴とする、請求項6記載の心拍セン
サ。
7. An irradiation light measuring optical sensor is provided around the light source in a substantially concentric shape, and a heartbeat signal measuring optical sensor is provided in a substantially concentric shape outside the irradiation light measuring optical sensor. The heart rate sensor according to claim 6, wherein:
【請求項8】請求項6または7記載の心拍センサを用
い、照射光計測用光センサにおいて受光した光に対応す
る信号と心拍信号計測用光センサにおいて受光した光に
対応する信号の商または差を用いて心拍数を算出するこ
とを特徴とする心拍数算出方法。
8. A quotient or a difference between a signal corresponding to light received by the irradiation light measurement optical sensor and a signal corresponding to light received by the heartbeat signal measurement optical sensor, using the heart rate sensor according to claim 6. A heart rate calculation method, wherein the heart rate is calculated by using the following.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT500349A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Diaplan Liegenschaftsverwaltun PULSE MEASUREMENT BY PHOTO
JP2011147746A (en) * 2009-07-01 2011-08-04 Casio Computer Co Ltd Apparatus and method for detecting biological information
JP2011191954A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> User terminal device, installed terminal device and content distribution system
JP2016000205A (en) * 2015-07-01 2016-01-07 セイコーエプソン株式会社 Biological body sensor and biological body information detector
JP2016500541A (en) * 2012-10-26 2016-01-14 ナイキ イノベイト シーブイ Athletic performance monitoring system using heart rate information
CN103690156B (en) * 2013-11-22 2016-01-27 东软熙康健康科技有限公司 The processing method of a kind of heart rate acquisition methods and electrocardiosignal
JP2016016203A (en) * 2014-07-10 2016-02-01 セイコーエプソン株式会社 Biological information detection device
JP2018534031A (en) * 2015-09-30 2018-11-22 チ シン Apparatus and method for measuring biological signals

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT500349A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Diaplan Liegenschaftsverwaltun PULSE MEASUREMENT BY PHOTO
JP2011147746A (en) * 2009-07-01 2011-08-04 Casio Computer Co Ltd Apparatus and method for detecting biological information
JP2011191954A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> User terminal device, installed terminal device and content distribution system
US10206589B2 (en) 2012-10-26 2019-02-19 Nike, Inc. Athletic performance monitoring system utilizing heart rate information
JP2016500541A (en) * 2012-10-26 2016-01-14 ナイキ イノベイト シーブイ Athletic performance monitoring system using heart rate information
JP2017029753A (en) * 2012-10-26 2017-02-09 ナイキ イノベイト シーブイ Athletic performance monitoring system utilizing heart rate information
JP2017213389A (en) * 2012-10-26 2017-12-07 ナイキ イノベイト シーブイ Athletic performance monitoring system using heart rate information
US11478156B2 (en) 2012-10-26 2022-10-25 Nike, Inc. Athletic performance monitoring system utilizing heart rate information
CN103690156B (en) * 2013-11-22 2016-01-27 东软熙康健康科技有限公司 The processing method of a kind of heart rate acquisition methods and electrocardiosignal
JP2016016203A (en) * 2014-07-10 2016-02-01 セイコーエプソン株式会社 Biological information detection device
JP2016000205A (en) * 2015-07-01 2016-01-07 セイコーエプソン株式会社 Biological body sensor and biological body information detector
JP2021035532A (en) * 2015-09-30 2021-03-04 チ シン Apparatus and method for measuring biological signal
JP2018534031A (en) * 2015-09-30 2018-11-22 チ シン Apparatus and method for measuring biological signals
JP7222961B2 (en) 2015-09-30 2023-02-15 チ シン Apparatus and method for measuring biosignals

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