JP2009201894A - Pulse wave detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脈波検出装置に関するものである。 The present invention relates to a pulse wave detection device.
従来から、脈波や脈拍数などの脈波情報を検出、表示可能な脈波検出装置が知られている。脈波検出装置は、例えばLED(Light Emitting Diode)などで構成された発光部から指表面に向けて光を照射する一方、指(血管)から反射してきた光をPD(Photo Diode)などで構成された受光部で受光することにより、血量変化を受光量の変化として検出し、その検出結果に基づいて脈波や脈拍数などを検出できるようになっている(例えば、特許文献1参照)。図8に示すように、この特許文献1の脈波計測装置(脈波検出装置)は、脈波検出部100の表面が平坦に形成されたガラス板からなる透光板101で構成され、透光板101の外側表面102に指(指の腹)Fを密着させた状態で、LED(発光部)103が指Fの表面に向けて光を発すると、フォトトランジスタ(受光部)104が、LED103が発した光のうち指Fの側から反射してくる光を受光できるようになっている。
ところで、上述した特許文献1の脈波検出装置では、脈波検出部100の表面102を押え付けるようにして指Fを配置するため、指Fの押し付け荷重により指Fの腹部近傍領域105の血流が止まってしまい、脈波検出ができなくなってしまうという問題があった。
By the way, in the pulse wave detection device of Patent Document 1 described above, since the finger F is arranged so as to press the
そこで、本発明は、脈波検出部に指を押え付けるようにして配置しても脈波を検出することができる脈波検出装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a pulse wave detection device that can detect a pulse wave even if the finger wave is placed against the pulse wave detection unit.
上記の課題を解決するために、本発明に係る脈波検出装置は、指表面に向けて光を照射する発光部と、該発光部より照射された光のうち指の側から反射してくる光を受光可能な受光部と、前記発光部および前記受光部を収容するとともに、前記指表面を載置可能なセンサケースと、を備えた脈波検出部を有し、前記センサケースの前記指を載置する表面に、該指の長手方向に沿うように溝部が形成され、該溝部が、前記指を載置する際に該指を複数の箇所で支持する瞬間を有する形状で構成され、前記指が前記溝部に載置されたときに、前記指の支持部に対応した位置に前記発光部および前記受光部が配置されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a pulse wave detection device according to the present invention reflects a light emitting unit that emits light toward the finger surface, and the light emitted from the light emitting unit is reflected from the finger side. A light-receiving unit capable of receiving light; and a pulse wave detection unit including the light-emitting unit and the light-receiving unit and a sensor case on which the finger surface can be placed; and the finger of the sensor case A groove portion is formed along the longitudinal direction of the finger on the surface on which the finger is placed, and the groove portion is configured in a shape having moments for supporting the finger at a plurality of locations when the finger is placed, When the finger is placed in the groove, the light emitting part and the light receiving part are arranged at a position corresponding to the support part of the finger.
このように構成することで、溝部内に指を押し付けるようにして密着させたときに、指が溝部内の複数箇所で支持されるため、溝部内に位置している指に、押し付け力により圧迫されて血流が止まってしまう領域と、押し付け力が影響せず血流が止まらない領域が形成される。したがって、センサケースの所望の位置(指の支持部に対応した位置)に発光部および受光部を配置し、溝部内において血流が止まっていない領域に対して発光部より光を照射し、その反射光を受光部で受光することにより脈波を検出することができる。つまり、脈波検出部に指を押え付けるようにして配置しても脈波を検出することができる。 With this configuration, when a finger is pressed into the groove and brought into close contact, the finger is supported at a plurality of locations in the groove, so that the finger positioned in the groove is pressed with a pressing force. The region where the blood flow stops and the region where the pressing force does not affect and the blood flow does not stop are formed. Therefore, the light emitting part and the light receiving part are arranged at a desired position (a position corresponding to the finger support part) of the sensor case, and light is emitted from the light emitting part to a region where blood flow is not stopped in the groove part. The pulse wave can be detected by receiving the reflected light at the light receiving unit. That is, the pulse wave can be detected even if the finger is pressed against the pulse wave detection unit.
また、本発明に係る脈波検出装置は、前記溝部における前記指の短手方向に沿う断面がV字状に形成され、該V字状の溝部の側面に前記指がそれぞれ当接し、該指の当接箇所に対応する位置に前記発光部および前記受光部がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
このように構成することで、溝部内に指を押し付けるようにして密着させると、V字状の溝部の両側に位置する側面にそれぞれ指が当接し、当接した箇所の近傍領域はその押し付け力の影響により指が圧迫されて血流が止まってしまうこととなる。一方、指の短手方向の断面における略中央部は押し付け力が影響しないため血流が止まることがない。したがって、溝部の一方の側面に発光部を配置するとともに、他方の側面に受光部を配置して、血流が止まっていない領域内に光路が形成されるように構成することで、脈波を検出することができる。
In the pulse wave detection device according to the present invention, a cross section of the groove portion along the short direction of the finger is formed in a V shape, and the fingers are in contact with the side surfaces of the V shape groove portion. The light emitting part and the light receiving part are respectively arranged at positions corresponding to the contact points.
With this configuration, when a finger is pressed into the groove so as to be in close contact with each other, the finger comes into contact with the side surfaces located on both sides of the V-shaped groove, and the region near the contacted portion has its pressing force. The finger is pressed under the influence of blood flow and blood flow stops. On the other hand, the blood flow does not stop at the substantially central portion in the cross section of the finger in the short direction because the pressing force is not affected. Therefore, by arranging the light emitting part on one side of the groove part and the light receiving part on the other side so that the optical path is formed in the region where the blood flow is not stopped, Can be detected.
さらに、本発明に係る脈波検出装置は、前記溝部における前記指の短手方向に沿う断面がW字状に形成され、該W字状の溝部の中央凸部に前記指が当接されるとともに、前記W字状の溝部の両側に位置する側面に前記指がそれぞれ当接され、前記側面における前記指の当接箇所に対向する位置に前記発光部および前記受光部がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
このように構成することで、溝部内に指を押し付けるようにして密着させると、W字状の溝部の中央凸部および溝部の両側に位置する側面にそれぞれ指が当接する。すると、溝部の中央凸部に当接した箇所の近傍領域はその押し付け力の影響により指が圧迫されて血流が止まってしまうこととなる。一方、指の短手方向の断面における両側部(溝部の両側面に当接した箇所の近傍)は押し付け力が影響しないため血流が止まることがない。したがって、溝部の一方の側面に発光部を配置するとともに、他方の側面に受光部を配置して、血流が止まっていない領域内に光路が形成されるように構成することで、脈波を検出することができる。
Furthermore, in the pulse wave detection device according to the present invention, a cross section of the groove portion along the short direction of the finger is formed in a W shape, and the finger is brought into contact with a central convex portion of the W shape groove portion. At the same time, the fingers are in contact with the side surfaces located on both sides of the W-shaped groove, and the light emitting unit and the light receiving unit are respectively disposed at positions facing the finger contact portions on the side surfaces. It is characterized by that.
With this configuration, when the finger is pressed into the groove portion so as to be brought into close contact, the finger comes into contact with the central convex portion of the W-shaped groove portion and the side surfaces located on both sides of the groove portion. As a result, the finger is pressed in the region near the portion that is in contact with the central convex portion of the groove, and the blood flow is stopped due to the pressing force. On the other hand, the blood flow does not stop because the pressing force does not affect both side portions (near the portions in contact with both side surfaces of the groove portion) in the cross section of the finger in the short direction. Therefore, by arranging the light emitting part on one side of the groove part and the light receiving part on the other side so that the optical path is formed in the region where the blood flow is not stopped, Can be detected.
本発明に係る脈波検出装置によれば、溝部内に指を押し付けるようにして密着させたときに、指が溝部内の複数箇所で支持されるため、溝部内に位置している指に、押し付け力により圧迫されて血流が止まってしまう領域と、押し付け力が影響せず血流が止まらない領域が形成される。したがって、センサケースの所望の位置に発光部および受光部を配置し、溝部内において血流が止まっていない領域に対して発光部より光を照射し、その反射光を受光部で受光することにより脈波を検出することができる。つまり、脈波検出部に指を押え付けるようにして配置しても脈波を検出することができる効果がある。 According to the pulse wave detection device according to the present invention, when the finger is brought into close contact with the groove portion, the finger is supported at a plurality of locations in the groove portion. A region where the blood flow stops due to being pressed by the pressing force and a region where the blood flow does not stop without being affected by the pressing force are formed. Therefore, by arranging the light emitting part and the light receiving part at a desired position of the sensor case, irradiating light from the light emitting part to the region where the blood flow does not stop in the groove part, and receiving the reflected light by the light receiving part A pulse wave can be detected. In other words, there is an effect that the pulse wave can be detected even if the finger is pressed against the pulse wave detection unit.
(第一実施形態)
次に、本発明に係る脈波検出装置の第一実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of a pulse wave detection device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
(脈波検出装置)
図1は、脈波検出装置の概略構成ブロック図である。
図1に示すように、脈波検出装置10は、指Fに光を照射して、その反射光を受光し、その検出結果を信号化する脈波検出部11と、脈波検出部11からの信号を受信して各種演算などを実行するCPU12と、CPU12による演算結果から脈波の波形などを表示する表示部13と、CPU12に対して各種設定条件などを与えるための入力部14と、デジタル信号に変換された脈波データなどを記憶しておくRAMで構成された記憶部15と、CPU12に対してクロックを供給する発振部16と、を備えている。
(Pulse wave detector)
FIG. 1 is a schematic block diagram of the pulse wave detection device.
As shown in FIG. 1, the pulse
なお、脈波検出部11以外を構成する各部は、例えば、パーソナルコンピュータで構成され、入力部14がキーボード、表示部13がディスプレイにそれぞれ対応するようになっている。また、脈波検出部11以外を腕時計タイプの装置で構成してもよいし、脈波検出部11からの情報をもとにテレビにその結果を表示するようにしてもよい。
In addition, each part which comprises other than the pulse
(脈波検出部)
図2は、脈波検出部11の斜視図である。
図2に示すように、脈波検出部11は、箱型のセンサケース21と、センサケース21の内部に構成された部品収納空間22内に配置され、例えばLEDからなる発光部23と、PDからなる受光部24と、を備えている。なお、センサケース21における指の長手方向に沿う長さは、指の第一関節と略同等の長さで形成されている。
(Pulse wave detector)
FIG. 2 is a perspective view of the pulse
As shown in FIG. 2, the pulse
センサケース21の上面21aには、指の長手方向に沿うように溝部25が全長に亘って形成されている。溝部25は、指の短手方向(指の長手方向と直交する方向)に沿う断面がV字状に形成されている。V字状の溝部25を構成する傾斜した両側面27,28には透光性のガラス板で構成された透光板29,29が取り付けられており、透光板29,29に指Fを密着させるようになっている。また、透光板29,29の部品収納空間22側には、それぞれ発光部23および受光部24が透光板29,29を通して指Fを指向するように配置されている。また、発光部23および受光部24は、部品収納空間22内に配置された回路基板(不図示)に接続されている。この回路基板を介して、CPU12と通信可能に構成されており、受光部24の検出結果を演算し、脈波などを表示できるようになっている。
On the
(作用)
次に、脈波検出部11に指を載置して脈波を検出する作用を説明する。
図3は、脈波検出部11に指を載置したときの正面図である。
図3に示すように、脈波検出部11の溝部25に指Fを押え付けるようにして密着させると、指Fの両側部が溝部25の両側面27,28に設けられた透光板29,29にそれぞれ当接するように配置される。ここで、指Fを溝部25内に押し付けることで、両側面27,28に当接している指Fの側部領域31,32が圧迫されてしまい、側部領域31,32の血流が止まってしまうこととなる。
(Function)
Next, an operation of detecting a pulse wave by placing a finger on the
FIG. 3 is a front view when a finger is placed on the
As shown in FIG. 3, when the finger F is brought into close contact with the
一方、指Fの側部領域31,32以外の領域で、特に指Fの中央領域33は指Fを押え付けるようにして溝部25内に密着させても圧迫されることがなく、血流が止まることがない。
On the other hand, in the regions other than the
つまり、指Fを溝部25内に載置する最中に、指Fが両側面27,28にそれぞれ支持され、指Fが溝部25内に載置完了したときに溝部25において指Fを複数箇所で支持することにより指Fを圧迫する領域と圧迫しない領域とを形成することができる。
That is, while the finger F is placed in the
また、このように指Fを溝部25内に配置した状態で、発光部23から光を指Fに向けて照射する。発光部23は、部品収納空間22に配置されており、透光板29を介して指Fに向けて光を照射する。すると、照射された光は指Fの内部において血管(血液)や脂肪や筋といった組織により吸収、拡散および反射され、照射された光の一部が受光部24で検出される。受光部24で検出された光は、血管の脈動による血液量の変化に伴い変動する。受光部24は、光を受光するとともに、受光量の変化に応じた脈波信号を生成して、CPU12に出力する。
Further, light is emitted from the
つまり、指F内部の中央領域33の毛細血管の血流変動に応じて、発光部23から照射された光の反射光の光量が変動するため、受光部24は毛細血管の脈動、すなわち脈波に応じた反射光の受光が可能となる。これにより、受光部24は脈波信号の生成が行える。
That is, since the amount of reflected light of the light emitted from the
なお、溝部25の下端折返し部34と指Fとの間に形成される隙間35は、信号ノイズの発生要因になり得るため、できるだけ小さくなるように溝部25を形成することが好ましい。つまり、隙間35が小さくなるように溝部25を形成することで、ノイズを抑えることができ、S/N比の向上を図ることができる。
Since the
本実施形態によれば、センサケース21の上面に指Fの長手方向に沿うように溝部25を断面V字状に形成したため、溝部25内に指Fを押し付けるようにして密着させたときに、指Fが溝部25内の両側面27,28で支持される。したがって、溝部25内に位置している指Fに、押し付け力により圧迫されて血流が止まってしまう側部領域31,32と、押し付け力が影響せず血流が止まらない中央領域33が形成される。結果として、両側面27,28に設けられた透光板29,29の部品収納空間22側に発光部23および受光部24を配置し、中央領域33に対して発光部23より光を照射し、その反射光を受光部24で受光することにより脈波を検出することができる。つまり、脈波検出部11に指Fを押え付けるようにして配置しても脈波を確実に検出することができる。
According to the present embodiment, since the
(第二実施形態)
次に、本発明に係る脈波検出装置の第二実施形態を図4、図5に基づいて説明する。なお、本実施形態は第一実施形態と溝部の形状が異なるのみでその他の構成ついては略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the pulse wave detection device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, since this embodiment differs from 1st embodiment only in the shape of a groove part, and about another structure, it is substantially the same, Therefore The same code | symbol is attached | subjected to the same location and detailed description is abbreviate | omitted.
(脈波検出部)
図4は、脈波検出部111の斜視図である。
図4に示すように、脈波検出部111は、箱型のセンサケース121と、センサケース121の内部に構成された部品収納空間122内に配置された発光部23および受光部24と、を備えている。なお、センサケース121における指の長手方向に沿う長さは、指の第一関節と略同等の長さで形成されている。
(Pulse wave detector)
FIG. 4 is a perspective view of the pulse
As shown in FIG. 4, the pulse
センサケース121の上面121aには、指の長手方向に沿うように溝部125が全長に亘って形成されている。溝部125は、指の短手方向に沿う断面がW字状に形成されている。W字状の溝部25を構成する傾斜した両側面127,128には透光性のガラス板で構成された透光板29,29が取り付けられており、透光板29,29に指Fが当接されるようになっている。また、透光板29,29の部品収納空間122側には、それぞれ発光部23および受光部24が、透光板29,29を通して指Fを指向するように配置されている。また、発光部23および受光部24は、部品収納空間122内に配置された回路基板(不図示)に接続されている。この回路基板を介して、CPU12(図1参照)と通信可能に構成されており、受光部24の検出結果を演算し、脈波などを表示できるようになっている。
On the
また、溝部125の底面には断面形状に沿った中央凸部130が形成されている。この中央凸部130は、指Fを溝部125内に配置するときに、指Fの両側部が溝部125の両側面127,128に当接する前に、指Fの腹部137と当接するように構成されている。
Further, a central
(作用)
次に、脈波検出部111に指を載置して脈波を検出する作用を説明する。
図5は、脈波検出部111に指Fを載置したときの正面図である。
図5に示すように、脈波検出部111の溝部125に指Fを押え付けるようにして密着させると、まず指Fの腹部137が溝部125の中央凸部130と当接され、さらに指Fを溝部125内に押し付けると、指Fの両側部が溝部125の両側面127,128に設けられた透光板29,29に当接するように配置される。ここで、指Fを溝部125内に押し付けることで、中央凸部130に当接している指Fの中央領域133が圧迫されてしまい、中央領域133の血流が止まってしまうこととなる。
(Function)
Next, an operation of detecting a pulse wave by placing a finger on the pulse
FIG. 5 is a front view when the finger F is placed on the pulse
As shown in FIG. 5, when the finger F is pressed against the
一方、指Fの中央領域133以外の領域で、特に指Fの側部領域131,132は指Fを押え付けるようにして溝部125内に密着させても圧迫されることがなく、血流が止まることがない。
On the other hand, in the regions other than the
つまり、指Fを溝部125内に載置する最中に、指Fが両側面127,128にそれぞれ支持され、指Fが溝部125内に載置完了したときに溝部125において指Fを複数箇所で支持することにより指Fを圧迫する領域と圧迫しない領域とを形成することができる。
That is, while the finger F is placed in the
また、このように指Fを溝部125内に配置した状態で、発光部23から光を指Fに向けて照射する。すると、照射された光は指Fの内部において血管(血液)や脂肪や筋といった組織により吸収、拡散および反射され、照射された光の一部が受光部24で検出される。受光部24で検出された光は、血管の脈動による血液量の変化に伴い変動する。
In addition, light is emitted from the
つまり、指F内部の側部領域131,132の毛細血管の血流変動に応じて、発光部23から照射された光の反射光の光量が変動するため、受光部24は毛細血管の脈動、すなわち脈波に応じた反射光の受光が可能となる。これにより、受光部24は脈波信号の生成が行える。
That is, since the amount of reflected light of the light emitted from the
なお、溝部25の下端折返し部134,134と指Fとの間に形成される隙間135,135は、信号ノイズの発生要因になり得るため、できるだけ小さくなるように溝部125を形成することが好ましい。つまり、隙間135が小さくなるように溝部125を形成することで、ノイズを抑えることができ、S/N比の向上を図ることができる。
In addition, since the
本実施形態によれば、センサケース121の上面に指Fの長手方向に沿うように溝部125を断面W字状に形成したため、溝部125内に指Fを押し付けるようにして密着させたときに、指Fの腹部137が溝部125内の中央凸部130で支持されるとともに、指Fの両側部が溝部125内の両側面127,128で当接される。したがって、溝部125内に位置している指Fに、押し付け力により圧迫されて血流が止まってしまう中央領域133と、押し付け力が影響せず血流が止まらない側部領域131,132が形成される。結果として、両側面127,128に設けられた透光板29,29の部品収納空間122側に発光部23および受光部24を配置し、側部領域131,132に対して発光部23より光を照射し、その反射光を受光部24で受光することにより脈波を検出することができる。つまり、脈波検出部111に指Fを押え付けるようにして配置しても脈波を確実に検出することができる。
According to the present embodiment, since the
尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。すなわち、本実施形態で挙げた具体的な形状、構成などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific shape, configuration, and the like given in the present embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
例えば、本実施形態では、溝部25(125)が断面V字状またはW字状に形成された場合の説明をしたが、指Fと溝部25(125)の底面との間の隙間35(135)を小さくするために、溝部25(125)の下端折返し部34(134)を円弧状に湾曲形成させてもよい(図6参照)。 For example, in the present embodiment, the case where the groove 25 (125) is formed in a V-shaped or W-shaped cross section has been described, but the gap 35 (135 between the finger F and the bottom surface of the groove 25 (125) is described. ) May be formed in a circular arc shape at the lower end folded portion 34 (134) of the groove 25 (125) (see FIG. 6).
また、本実施形態では、溝部25(125)の一方の側面27(127)に発光部23を配置し、他方の側面28(128)に受光部24を配置した場合の説明をしたが、発光部23および受光部24を同一の側面に並列配置して脈波を検出するように構成してもよい。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、溝部25(125)をセンサケース21(121)の全長に亘って形成したが、溝部25(125)内への外光の侵入を抑制するために、溝部25(125)の両端部に壁部40(140)を形成してもよい(図7参照)。 Furthermore, in this embodiment, the groove 25 (125) is formed over the entire length of the sensor case 21 (121). However, in order to suppress the entry of external light into the groove 25 (125), the groove 25 (125 The wall 40 (140) may be formed at both ends of the) (see FIG. 7).
10…脈波検出装置 11…脈波検出部 21…センサケース 23…発光部 24…受光部 25…溝部 27,28…側面 33…中央領域(非圧迫箇所) 111…脈波検出部 121…センサケース 125…溝部 127,128…側面 130…中央凸部 131,132…側部領域(非圧迫箇所) F…指
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該発光部より照射された光のうち指の側から反射してくる光を受光可能な受光部と、
前記発光部および前記受光部を収容するとともに、前記指表面を載置可能なセンサケースと、を備えた脈波検出部を有する脈波検出装置において、
前記センサケースの前記指を載置する表面に、該指の長手方向に沿うように溝部が形成され、
該溝部が、前記指を載置する際に該指を複数の箇所で支持する瞬間を有する形状で構成され、
前記指が前記溝部に載置されたときに、前記指の支持部に対応した位置に前記発光部および前記受光部が配置されていることを特徴とする脈波検出装置。 A light emitting unit that emits light toward the finger surface;
A light receiving unit capable of receiving light reflected from the finger side of the light emitted from the light emitting unit;
In the pulse wave detection device having a pulse wave detection unit including the light emitting unit and the light receiving unit, and a sensor case on which the finger surface can be placed,
On the surface of the sensor case on which the finger is placed, a groove is formed along the longitudinal direction of the finger,
The groove is configured in a shape having a moment to support the finger at a plurality of locations when the finger is placed,
The pulse wave detection device, wherein when the finger is placed in the groove, the light emitting part and the light receiving part are arranged at a position corresponding to the support part of the finger.
該V字状の溝部の側面に前記指がそれぞれ当接し、該指の当接箇所に対応する位置に前記発光部および前記受光部がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1に記載の脈波検出装置。 A cross section along the short direction of the finger in the groove is formed in a V shape,
The said light-emitting part and the said light-receiving part are each arrange | positioned in the position corresponding to the contact location of this finger | toe each with the said finger | toe contact | abuts to the side surface of this V-shaped groove part. Pulse wave detector.
該W字状の溝部の中央凸部に前記指が当接されるとともに、前記W字状の溝部の両側に位置する側面に前記指がそれぞれ当接され、
前記側面における前記指の当接箇所に対向する位置に前記発光部および前記受光部がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1に記載の脈波検出装置。 A cross section along the short direction of the finger in the groove is formed in a W shape,
The fingers are in contact with the central convex portion of the W-shaped groove, and the fingers are in contact with the side surfaces located on both sides of the W-shaped groove,
2. The pulse wave detection device according to claim 1, wherein the light emitting unit and the light receiving unit are respectively disposed at positions on the side surface facing a contact portion of the finger.
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- 2008-02-29 JP JP2008049591A patent/JP2009201894A/en not_active Withdrawn
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