JP2002238865A - 耳朶装着型脈波計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脈波検出のために、耳朶に光を当て、耳朶か
らの反射光もしくは透過光を受光する脈波センサ部を耳
朶に固定するための耳当て装着部において、固定時の耳
朶への締め付け圧を設定するのが困難であった。 【解決手段】 耳当て装着部を耳朶に挟んで固定する挟
持部に対し、耳朶を挟むようにして固定する装着状態
と、取り外しのために開放させた状態の２つの状態を、
板ばねの反り返りを用いて実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、耳朶(みみたぶ)
に装着して脈波を計測する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】脈拍数を測定する方法として、耳朶に流
れる血流の強弱を光学的に捕らえて、その強弱の信号か
ら脈拍数を検出してデジタルで表示するものがある。こ
のような測定は自宅にて自身で容易に行えることから広
く普及しつつある。

【０００３】耳朶に流れる血流の強弱を光学的に捕らえ
るには、耳朶に対して光を当て、耳朶の体表面下の血流
からの光の反射光もしくは透過光を検出しており、その
ためには、発光部および受光部からなる光電変換素子を
センサとして耳朶に装着するか固定する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そのセンサ部を耳朶に
挟むようにして装着した際の締め付け圧が大きいと、血
流量が減少してその血流における強弱、つまり脈波の振
幅が小さくなったり、脈波波形が歪むことにより、脈拍
数の検出困難になり、正確な測定が行えなかった。一
方、前記締め付け圧が規定以下に小さい場合には、セン
サ部が測定中に移動もしくは脱落したりするため、やは
り適切な測定が困難となった。

【０００５】この発明は、耳朶に装着するセンサ部を最
適な締め付け圧で装着できる耳当て装着部およびこれを
用いた耳朶装着型脈波計測装置を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、脈波検出のた
めに、耳朶に光を当て、耳朶からの反射光もしくは透過
光を受光する脈波センサ部を耳朶に固定するための耳当
て装着部において、当該耳当て装着部を耳朶に挟んで固
定する挟持部に対し、耳朶を挟むようにして締め付け固
定する装着状態と、取り外しのために開放させた状態の
２つの安定した状態を、板ばねの付勢力を用いて実現し
たことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の１
実施形態を示した耳朶装着型脈波計測装置の概略ブロッ
ク図を示し、脈波センサ部１と、増幅器２、演算処理器
３、表示器４からなる本体部５とから構成される。

【０００８】脈波センサ部１には、発光部と受光部とか
らなる光電変換素子が内蔵されており、発光部より発光
された光の内、体表面での毛細血管中を流れるヘモグロ
ビンによって反射したものを受光部により受光し、この
受光による出力信号を脈波信号として出力する。その脈
波信号は増幅器２にて所定のレベルに増幅されてから、
演算処理器３にて、前記脈波信号から脈拍数が検出さ
れ、表示器４に表示される。

【０００９】図２は、前記脈波センサ部１を組み込んだ
イヤリング式支持具１２を示す。図中、６は透明アクリ
ル板、７はアクリル板６に接して取りつけられた光電変
換素子であり、発光部８および受光部９からなる。１０
は光電変換素子７を覆うようにして設けられた遮光カバ
ーであり、１１は光電変換素子７と図１の増幅器２とを
結ぶための各種信号線を示す。

【００１０】更にこのイヤリング式支持具１２には、一
端に連結部１３を持つＵ字形の金具１４を備え、その他
端は遮光カバー１０に貫通させた状態で固定されてい
る。そして前記連結部１３には、棒状の部材１５の一端
が回動自在に取り付けられており、その棒状部材１５の
先端には調節ネジ１６が取り付けられている。その調節
ネジ１６は回転により、前記アクリル板６に対して垂直
方向に移動する。

【００１１】図３に示すように、棒状部材１５の内部に
は、板ばね１７が組み込まれており、その一端は連結部
１３の支点となる軸近傍で金具１４と接触しており、そ
の他端は棒状部材１５の先端部に埋め込まれている。

【００１２】かかる板バネ１７の作用により、金具１４
と棒状部材１５とが図３のごとく、連結部１３で直線的
に結合している状態が、調節ネジ１６の先端部が耳朶を
締め付けている“締め付け状態”となっている。この締
め付け状態では、板バネ１７の端部が、湾曲した金具１
４の内側の面を押圧している。ここで、部材１５もしく
は調節ネジ１６の部分を外側(図中左方向)へ手で力を加
え、４５度くらいまで折り曲げると、力学的に不安定な
状態となる。そして更に折り曲げていくと、今度は板バ
ネ１７による付勢力が、金具１４の外側の面に作用する
ようになり、その結果、図４に示すように、連結部１３
を支点にして約９０度回転し、当イヤリング式支持具１
２を耳朶から取り外せる“開放状態”に移行する。

【００１３】このように“締め付け状態”および“開放
状態”はいずれも力学的に安定な状態にあり、一方の安
定状態から折り曲げていくと、他方の安定状態へ容易に
移行する。

【００１４】このようなイヤリング式支持具１２の機能
を用い、耳朶を間に挟み、開口角度を狭めていくことに
より、上述した締め付け状態となる。このとき、部材１
５(又はネジ１６の先端部)と透明アクリル板６との間隙
を確保しつつ、板バネ１７本来のバネ機能により、適切
な挟持圧でもって耳朶を締め付ける。透明アクリル板６
は、発光部８と受光部９が一体型の光電変換素子７にお
ける受光部９の受光感度が最大になるように厚さを決定
する。

【００１５】遮光カバー１０は、受光部９への外光の混
入を低減するため、受光部９の受光波長領域に対応した
波長領域を通過させない部材を用いる。該遮光カバー１
０により、脈波センサ部１の出力信号に体動に伴う外光
変動の影響が現れなくなるという効果がある。脈波の安
定した計測のためには、前記の体動に伴う外光変動の影
響を除去すること、光電変換素子７と耳朶をはじめとす
る体表面との位置関係が不変であることが必要になる。

【００１６】光電変換素子７と耳朶表面との位置関係を
不変に保つためには、脈波センサ部１を耳朶にしっかり
と固定する必要があるが、そのためには耳朶を締め付け
る力も強くなり、その場合には、体表面での血流量を減
少させることにつながるので、脈波の振幅が小さくなっ
たり、脈波波形が歪むという問題が生じる。

【００１７】しかし本構造によれば、イヤリング式支持
具１２の部材１５と透明アクリル板６との間に耳朶を挟
む際、板バネ１７の復元力で脈波センサ部１を耳朶にし
っかり固定でき、かつ、耳朶の厚さを考慮にいれて、ネ
ジ１６により透明アクリル板６との間隙を調節可能であ
るため、ネジ１６と透明アクリル板６で耳朶を締め付け
る力を脈波計測に最適になるよう保持できる。

【００１８】従って、運動時など耳朶に装着した脈波セ
ンサ部１が体動の影響で不安定に動き易い計測状況下に
おいても、光電変換素子７と耳朶表面との位置関係を一
定に保つことが可能で、かつ、脈波の振幅が小さくなっ
たり、脈波波形が歪むという前記問題を解決した安定し
た脈波計測の実施が可能になる。以上により、脈波セン
サ部１の出力信号に体動の影響が現れなくなるという効
果がある。また、耳朶を押さえつける力（押圧）が強す
ぎないため、痛みのない装着感が得られ、長時間の脈波
計測の実施も可能になる。

【００１９】実施の形態２．上の実施形態では、図２に
あったように、光電変換素子７の発光部８と受光部９は
遮光カバー１０内に透明アクリル板６に面して一体とな
って納まっている構成であったが、実施の形態２では、
図５に示すように、発光部８を調節ネジ１６の先端部に
装着している。この場合、受光部９は発光部８と対峙す
るようにアクリル板６に取りつけるが、そのアクリル板
６に埋め込むようにしてもよい。

【００２０】この構成では、耳朶表面に向けて光を照射
する発光部８と該発光部８が発した光のうち耳朶から透
過してくる光を受光する受光部９によって耳朶の血流量
の増減すなわち脈波を検出する仕組みになる。このた
め、受光部９が適当な部材で支持されるなら、透明アク
リル板６は特になくてもよい。

【００２１】実施の形態３．図２および図５において
は、耳当て装着部の形態として、単体で耳朶に装着され
る構成のイヤリング式支持具１２であったが、図６のよ
うに耳掛け式のヘッドホン等のいわゆるヘッドホン１９
と一体化する構成にしてもよい。この構成によれば、イ
ヤリング式支持具１２による固定機能に、ヘッドホン１
９の耳掛け部２０による固定機能も付加されるため、よ
り安定した脈波計測が実施できる。

【００２２】以上述べた耳当て装着部を用いて図１に示
した構成の耳朶装着型脈波計測装置を構成すれば、検出
精度が高く、かつ使い勝手の良い装置が得られる。

【００２３】

【発明の効果】耳当て装着部を耳朶に挟むようにして固
定する挟持部に対し、耳朶を挟むようにして締め付け固
定する装着状態と、取り外しのために開放させた状態の
２つの安定状態を、板ばねによる付勢力を用いて実現し
たので、挟持部での間隙を常に一定に保つことができ、
耳朶を押さえつける力を脈波計測に最適になるよう保持
できる。

【００２４】上記挟持部における挟持時の間隔を変える
ための調節ネジを有するので、挟持部での間隙を最適な
値に調節できる。

【００２５】脈波センサ部に対し、外部光の侵入を阻止
する遮光部材を備えることにより、光電変換素子の受光
部への外光の混入が低減され、よって脈波センサ部の出
力信号に体動に伴う外光変動の影響が現れなくなるとい
う効果がある。

【００２６】上述した耳当て装着部を、耳掛け式のヘッ
ドホンに取り付けるようにすれば、耳掛け部による固定
機能も付加されるため、より安定した脈波計測が実施で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の耳朶装着型脈波計測装置の概略ブロ
ック図

【図２】 図１の脈波センサ部を収納する耳当て装着部
の断面図

【図３】 図２の耳当て装着部において、耳朶を挟む挟
持部の詳細図

【図４】 図３の挟持部の開放状態を示した図

【図５】 耳当て装着部の第２の実施形態を示した断面
図

【図６】 耳当て装着部の第３の実施形態を示した断面
図

【符号の説明】 １ 脈波センサ部、２ 増幅器、３ 演算処理器、４
表示器、５ 本体部、６透明アクリル板、７ 光電変換
素子、８ 発光部、９ 受光部、１０ 遮光カバー、１
１ 信号線、１２ イヤリング式支持具、１３ 連結
部、１４ 金具、１５ 棒状部材、１６ 調節ネジ、１
７ 板バネ、１９ ヘッドホン、２０ 耳掛け部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂口 貴司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4C017 AA10 AB08 AC26 EE01 FF15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脈波検出のために、耳朶に光を当て、耳
   朶からの反射光もしくは透過光を受光する脈波センサ部
   を耳朶に固定するための耳当て装着部において、 当該耳当て装着部を耳朶に挟んで固定する挟持部に対
   し、耳朶を挟むようにして締め付け固定する装着状態
   と、取り外しのために開放させた状態の２つの安定した
   状態を、板ばねの付勢力を用いて実現したことを特徴と
   する耳当て装着部。
2. 【請求項２】 上記挟持部の装着時における間隔を変え
   るための調節ネジを有する請求項１記載の耳当て装着
   部。
3. 【請求項３】 上記脈波センサ部に対し、外部光の侵入
   を阻止する遮光部材を有する請求項１または２記載の耳
   当て装着部。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の耳当て
   装着部を、耳掛け式のヘッドホンに取りつけたことを特
   徴とする耳掛け式耳当て装着部。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の耳当て
   装着部と、耳当て装着部内の脈波センサ部の出力を増幅
   する増幅器、増幅された脈波センサ部の出力信号の特徴
   を抽出する演算処理器、およびその処理結果を数値等の
   手段によって表示する表示器を具備する本体部とからな
   ることを特徴とする脈波計測装置。