JP2009201919A - 脈波検出装置および脈波検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】脈波検出工程S70の前に、検査部に指が配置されているか検出する指配置検出工程S60を備え、その指配置検出工程S60は、発光部の発光量を大発光量および小発光量に変動させるとともに、受光部により受光する発光・受光工程S61と、発光量の変動と受光量の変動との対応性を判断する対応性判断工程S62と、大発光量に対応する大受光量と小発光量に対応する小受光量との差が所定値以上の場合に、検査部に指が配置されていると判断する指配置判断工程S63と、を有している。
【選択図】図4
Description
従来の脈波検出装置では、ユーザからの指示により脈波計測モードが開始されると、ユーザの指が検査部に配置されているか否かにかかわらず、脈波検出動作を行っている。そのため、無駄な脈波検出動作が継続され、消費電力が増加するという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、低コストで生体の配置の有無を検出することが可能な、脈波検出装置および脈波検出方法を提供することを目的とする。
この発明によれば、脈波検出に使用する既存の発光部や受光部等を用いて、検査部に生体が配置されているか検出することができる。そのため、生体接触検出手段を新たに設ける必要がなく、低コストの脈波検出装置を提供することができる。
検査部に生体が配置されていない場合には、外光が受光部に入射するため受光量がほとんど変動しない。したがって上記構成によれば、検査部に生体が配置されていない場合を確実に排除することができる。
また前記受光部の受光感度を制御する受光量制御部を備え、前記受光量制御部は、生体配置検出時における受光感度を、脈波検出時における受光感度より大きくしてもよい。
これらの発明によれば、大受光量と小受光量との差が大きくなるので、生体配置検出の精度を向上させることができる。
また前記受光量を増幅する増幅部と、前記増幅部の増幅率を制御する増幅率制御部とを備え、前記生体配置判断部は、前記増幅部により増幅された前記大受光量と前記小受光量との差が所定値以上の場合に、前記検査部に前記生体が配置されていると判断し、前記発光量制御部は、生体配置検出時における前記大発光量を、脈波検出時における発光量より小さくしてもよい。
また前記受光量を増幅する増幅部と、前記増幅部の増幅率を制御する増幅率制御部とを備え、前記生体配置判断部は、前記増幅部により増幅された前記大受光量と前記小受光量との差が所定値以上の場合に、前記検査部に前記生体が配置されていると判断し、前記受光部の受光感度を制御する受光量制御部を備え、前記受光量制御部は、生体配置検出時における受光感度を、脈波検出時における受光感度より小さくしてもよい。
生体配置検出時における受光量の変動は、脈波検出時における受光量の変動に比べ、極めて大きい。これらの発明によれば、生体配置検出時における受光量の変動を、脈波検出時における受光量の変動と同様に取り扱うことができる。
この発明によれば、脈波検出に使用する発光部や受光部等を用いて、検査部に生体が配置されているか判断することができる。そのため、生体接触検出手段を新たに使用する必要がなく、低コストの脈波検出方法を提供することができる。
検査部に生体が配置されていない場合には、外光が受光部に入射するため受光量がほとんど変動しない。したがって上記構成によれば、検査部に生体が配置されていない場合を確実に排除することができる。
(脈波検出装置)
図1は、脈波検出装置の検査部の概略構成を示す側面断面図である。脈波検出装置の検査部30は、上部ケース36および下部ケース302により外郭が構成され、その内側に部品収納空間300を備えている。上部ケース36の中央部には、ガラス材料等からなる透光板34が設けられている。部品収納空間300の内側には、透光板34と対向するように、回路基板35が配置されている。回路基板35には、発光ダイオード等の光源からなる発光部31と、フォトダイオード等からなる受光部32とが設けられている。なお上部ケース36および下部ケース302によりブッシュ393が挟持され、このブッシュ393にケーブル20が保持され、ケーブル20の配線が回路基板35に接続されている。このケーブル20を介して、検査部30の外側から発光部31および受光部32の動作を制御しうるようになっている。
一方、記憶部52には、脈波検出時における受光部32の受光感度が記録されている。そこでCPU60は、記憶部52から脈波検出時の受光感度を読み出し、受光量制御部32aに出力する。受光量制御部32aは、入力された受光感度にしたがって受光部32を駆動し、指1からの後方散乱光を受光する。
CPU60により生成された脈波検出結果は、図2に示す出力部55に出力される。なおCPU60は、得られた脈波から脈拍数等を算出して、出力部55に出力してもよい。
図4は、本実施形態に係る脈波検出方法のフローチャートである。上述した脈波検出は、検査部に指を配置した状態で行う必要がある。そこで本実施形態に係る脈波検出方法では、脈波検出工程S70の前に、指配置検出工程S60を行う。指配置検出工程S60では、まずS61において指配置検出用の発光動作および受光動作を行う(発光・受光工程)。
図5(b)に示すように、検査部に指が配置されている状態では、発光量の変動にともなって受光量が変動する。大発光量時には、受光量が大きく(明るく)なるため受光信号レベルが小さくなり、小発光量時には、受光量が小さく(暗く)なるため受光信号レベルが大きくなる。なお発光部の発光量の変動に対応する受光量の変動に比べて、脈波による受光量の変動は極めて小さい。
図5(a)に示すように、時間T1〜T4にかけて、発光部は大発光量の状態および小発光量の状態を繰り返す。そこで、同じ時間T1〜T4にかけて、受光部が大受光量の状態および小受光量の状態を繰り返すか判断する。図5(b)に示すように、T1〜T4にかけて大受光量の状態および小受光量の状態を繰り返す場合には、発光部から照射された光の後方散乱光を受光部が受光していると考えられる。この場合には、発光動作と受光結果との対応性ありと判断する。
これに対して、図6(b)に示すように、T1〜T4にかけて大受光量および小受光量が繰り返されない場合には、発光部以外からの外光を受光部が受光していると考えられる。この場合には、発光動作と受光結果との対応性なしと判断する。
これに対して、S62の判断がYes(対応性あり)の場合には、S63に進む。
ところで、発光動作と受光結果との対応性がある場合でも、検査部に指が配置されていない場合があり得る。例えば夜間など外光が弱い状態では、発光部から受光部に直接入射した光により受光量が変化するので、発光動作と受光結果との対応性ありと判断される場合がある。
これに対して、S62の判断がYes(G≧Th)の場合には、S65に進み、検査部に指が配置されていると判断する。この場合にはS70に進み、上述した脈波検出工程S70を行う。
図7(b)は、大発光量を増加させた発光動作のグラフである。図7(b)のグラフでは、指配置検出工程における大発光量(V11)を、脈波検出工程における発光量(V1)より大きくしている。大発光量を増加させることより、大発光量と小発光量との差が大きくなり、大受光量と小受光量との差も大きくなるので、指配置検出の精度を向上させることができる。なお、指配置検出工程における受光感度を、脈波検出工程における受光感度より大きくしてもよい。
この構成によれば、既存の発光部31や受光部32等を用いて、検査部に指1が配置されているか確認することができる。そのため、接触検出手段を新たに設ける必要がなく、低コストの脈波検出装置10を提供することができる。
検査部に指1が配置されていない場合には、外光が受光部32に入射するため受光量がほとんど変動しない。したがって上記構成によれば、検査部に指1が配置されていない場合を確実に排除することができる。
例えば、上述した実施形態では生体として指を配置する場合を例に説明したが、指以外の生体を配置することも可能である。
また、上述した実施形態では発光部の発光量を大発光量および小発光量の2段階に変動させたが、3段階以上に変動させてもよい。
1…指(生体) 10…脈波検出装置 30…検査部 31…発光部 31a…発光量制御部 32…受光部 32a…受光量制御部 38…増幅部 38a…増幅率制御部 52…記憶部 54…入力部 55…出力部 57…発振部 60…CPU 62…対応性判断部 64…指配置判断部(生体配置判断部)
Claims (9)
- 生体が配置される検査部と、
前記検査部に設けられ、前記生体に向けて光を照射する発光部と、
前記検査部に設けられ、前記生体からの後方散乱光を受光する受光部と、を備え、
前記受光部の受光量の変動から、前記生体の脈波を検出する脈波検出装置であって、
前記発光部の発光量を大発光量および小発光量に変動させる発光量制御部と、
前記発光量の変動と前記受光量の変動との対応性を判断する対応性判断部と、
前記大発光量に対応する大受光量と前記小発光量に対応する小受光量との差が所定値以上の場合に、前記検査部に前記生体が配置されていると判断する生体配置判断部と、
を備えることを特徴とする脈波検出装置。 - 前記発光量制御部は、前記大発光量および前記小発光量を所定時間において変動させ、
前記対応性判断部は、前記受光量が前記所定時間において変動する場合に、前記発光量の変動と前記受光量の変動とが対応すると判断することを特徴とする請求項1に記載の脈波検出装置。 - 前記発光量制御部は、生体配置検出時における前記大発光量を、脈波検出時における発光量より大きくすることを特徴とする請求項1または2に記載の脈波検出装置。
- 前記受光部の受光感度を制御する受光量制御部を備え、
前記受光量制御部は、生体配置検出時における受光感度を、脈波検出時における受光感度より大きくすることを特徴とする請求項1または2に記載の脈波検出装置。 - 前記受光量を増幅する増幅部と、前記増幅部の増幅率を制御する増幅率制御部とを備え、
前記生体配置判断部は、前記増幅部により増幅された前記大受光量と前記小受光量との差が所定値以上の場合に、前記検査部に前記生体が配置されていると判断し、
前記増幅率制御部は、生体配置検出時における増幅率を、脈波検出時における増幅率より小さくすることを特徴とする請求項1または2に記載の脈波検出装置。 - 前記受光量を増幅する増幅部と、前記増幅部の増幅率を制御する増幅率制御部とを備え、
前記生体配置判断部は、前記増幅部により増幅された前記大受光量と前記小受光量との差が所定値以上の場合に、前記検査部に前記生体が配置されていると判断し、
前記発光量制御部は、生体配置検出時における前記大発光量を、脈波検出時における発光量より小さくすることを特徴とする請求項1または2に記載の脈波検出装置。 - 前記受光量を増幅する増幅部と、前記増幅部の増幅率を制御する増幅率制御部とを備え、
前記生体配置判断部は、前記増幅部により増幅された前記大受光量と前記小受光量との差が所定値以上の場合に、前記検査部に前記生体が配置されていると判断し、
前記受光部の受光感度を制御する受光量制御部を備え、
前記受光量制御部は、生体配置検出時における受光感度を、脈波検出時における受光感度より小さくすることを特徴とする請求項1または2に記載の脈波検出装置。 - 生体が配置される検査部と、
前記検査部に設けられ、前記生体に向けて光を照射する発光部と、
前記検査部に設けられ、前記生体からの後方散乱光を受光する受光部と、を備えた脈波検出装置を用いて、
前記受光部の受光量の変動から、前記生体の脈波を検出する脈波検出工程を有する脈波検出方法であって、
前記脈波検出工程の前に、前記検査部に前記生体が配置されているか検出する生体配置検出工程を備え、
前記生体配置検出工程は、
前記発光部の発光量を大発光量および小発光量に変動させるとともに、前記受光部により受光する発光・受光工程と、
前記発光量の変動と前記受光量の変動との対応性を判断する対応性判断工程と、
前記大発光量に対応する大受光量と前記小発光量に対応する小受光量との差が所定値以上の場合に、前記検査部に前記生体が配置されていると判断する生体配置判断工程と、
を有することを特徴とする脈波検出方法。 - 前記発光・受光工程では、前記大発光量および前記小発光量を所定時間において変動させ、
前記対応性判断工程では、前記受光量が前記所定時間において変動する場合に、前記発光量の変動と前記受光量の変動とが対応すると判断することを特徴とする請求項8に記載の脈波検出方法。
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