JP2014008310A - Pulse wave sensor - Google Patents

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Takeshi Satomi
剛 里見
Kouji Terumoto
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02416Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse wave sensor capable of accurately measuring a subject's pulse wave.SOLUTION: A pulse wave sensor 1 includes: an optical sensor part 11 that applies light to an organism 2 from a light-emitting part to make a light-receiving part detect intensity of the light transmitted through the organism 2; a body part 10a for supporting the optical sensor part 11; a belt 20 that is attached to the body part 10a to be wound around the organism 2; and a buffer member 10c that is provided between the optical sensor part 11 and the body part 10a.

Description

本発明は、脈波センサに関するものである。   The present invention relates to a pulse wave sensor.

従来の脈波センサは、被験者の指先などに赤外光を照射する発光部と、生体内を透過した赤外光の強度を検出する受光部と、を用いて脈波の測定を行う構成とされていた。   A conventional pulse wave sensor is configured to measure a pulse wave using a light emitting unit that irradiates infrared light onto a fingertip of a subject and a light receiving unit that detects the intensity of infrared light transmitted through the living body. It had been.

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1や特許文献2を挙げることができる。   In addition, Patent Document 1 and Patent Document 2 can be cited as examples of related art related to the above.

また、従来より、被験者の脈拍から睡眠状態を検出する技術が提案されている(例えば特許文献3を参照)。   Conventionally, a technique for detecting a sleep state from the pulse of a subject has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

特開平5−212016号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-212016 国際公開第2002/062222号パンフレットInternational Publication No. 2002/066222 Pamphlet 特開2003−79588号公報JP 2003-79588 A

しかしながら、従来の脈波センサは、基本的に被験者の安静時における脈波を測定するものであり、被験者の運動時における脈波を精度良く測定することは困難であった。   However, the conventional pulse wave sensor basically measures the pulse wave when the subject is at rest, and it is difficult to accurately measure the pulse wave when the subject is exercising.

また、被験者の指先で脈波の測定を行う従来構造では、脈波の測定中に脈波センサが指先から脱落しないように、被験者の行動を制約する必要があった。また、指先での脈波測定は、被験者の動きに起因するノイズの影響を受けやすいという問題もあった。   Further, in the conventional structure in which the pulse wave is measured with the fingertip of the subject, it is necessary to restrict the behavior of the subject so that the pulse wave sensor does not drop from the fingertip during the measurement of the pulse wave. In addition, the pulse wave measurement at the fingertip has a problem that it is easily affected by noise caused by the movement of the subject.

また、従来の脈波センサは、基本的に屋内で脈波を測定するものであり、屋外で脈波を精度良く測定することは困難であった。   The conventional pulse wave sensor basically measures a pulse wave indoors, and it is difficult to accurately measure the pulse wave outdoors.

また、従来の睡眠センサは、単一の生体情報(脈拍など)から被験者の睡眠状態を検出するものであり、その検出精度にはさらなる改善の余地があった。また、従来の睡眠センサは、あくまで単体で機能するものであり、睡眠センサを用いた体調管理システムや家電制御システムの構築を実現し得るものではなかった。   Moreover, the conventional sleep sensor detects a subject's sleep state from single biological information (such as a pulse), and there is room for further improvement in the detection accuracy. Moreover, the conventional sleep sensor functions as a single unit, and it has not been possible to realize a physical condition management system or a home appliance control system using the sleep sensor.

本明細書中に開示された種々の発明の一つは、被験者の脈波を精度良く測定することのできる脈波センサを提供することを目的とする。   One of the various inventions disclosed in the present specification is to provide a pulse wave sensor capable of measuring a pulse wave of a subject with high accuracy.

また、本明細書中に開示された種々の発明の一つは、より実用的で利便性の高い睡眠センサを提供することを目的とする。   Another object of the present invention disclosed in the present specification is to provide a sleep sensor that is more practical and convenient.

本明細書中に開示された脈波センサは、発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出する光センサ部と、前記光センサ部を担持する本体部と、前記本体部に取り付けられて前記生体に巻き回されるベルトと、前記光センサ部と前記本体部との間に設けられた緩衝部材と、を有する構成(第1の構成)とされている。   The pulse wave sensor disclosed in the present specification carries an optical sensor unit that irradiates light to a living body from a light emitting unit and detects the intensity of light transmitted through the living body by a light receiving unit, and the optical sensor unit. A configuration (first configuration) having a main body, a belt attached to the main body and wound around the living body, and a buffer member provided between the optical sensor unit and the main body; Has been.

なお、第1の構成から成る脈波センサは、前記光センサ部が搭載されるプリント配線基板をさらに有し、前記緩衝部材は、前記プリント配線基板と前記本体部との間に設けられている構成(第2の構成)にするとよい。   The pulse wave sensor having the first configuration further includes a printed wiring board on which the optical sensor unit is mounted, and the buffer member is provided between the printed wiring board and the main body. A configuration (second configuration) is preferable.

また、第1または第2の構成から成る脈波センサは、前記光センサ部の周囲に設けられて前記生体と密着する密着部材をさらに有する構成(第3の構成)にするとよい。   The pulse wave sensor having the first or second configuration may be configured to further include a contact member (third configuration) that is provided around the optical sensor unit and is in close contact with the living body.

また、第3の構成から成る脈波センサにおいて、前記密着部材は、前記光センサ部との間に隙間を空けて設けられている構成(第4の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the third configuration, the contact member may be configured to be provided with a gap (fourth configuration) between the optical sensor unit.

また、第2〜第4いずれかの構成から成る脈波センサは、前記プリント配線基板の表面及び裏面の少なくとも一方を被覆する保護部材をさらに有する構成(第5の構成)にするとよい。   The pulse wave sensor having any one of the second to fourth configurations may be configured to further include a protective member (fifth configuration) that covers at least one of the front surface and the back surface of the printed wiring board.

また、上記第5の構成から成る脈波センサにおいて、前記密着部材及び前記保護部材の少なくとも一方は、黒色である構成(第6の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the fifth configuration, at least one of the contact member and the protection member may be configured to be black (sixth configuration).

また、第2〜第6いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記ベルトと前記プリント配線基板は、互いに接触しない程度の隙間を空けて前記本体部に取り付けられている構成(第7の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the second to sixth configurations, the belt and the printed wiring board are attached to the main body with a gap that does not contact each other (seventh configuration) ).

また、第1〜第7いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記本体部は、低重心構造とされている構成(第8の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having any one of the first to seventh configurations, the main body portion may be configured to have a low center of gravity structure (eighth configuration).

また、第1〜第8いずれかの構成から成る脈波センサは、前記光センサ部の出力信号にフィルタ処理を施すフィルタ部をさらに有する構成(第9の構成)にするとよい。   The pulse wave sensor having any one of the first to eighth configurations may further include a configuration (9th configuration) further including a filter unit that performs a filtering process on the output signal of the optical sensor unit.

また、第9の構成から成る脈波センサにて、前記フィルタ部は、前記光センサ部の出力信号から低周波成分と高周波成分を除去するバンドパスフィルタ回路を有する構成(第10の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the ninth configuration, the filter unit has a bandpass filter circuit (tenth configuration) that removes a low-frequency component and a high-frequency component from the output signal of the optical sensor unit. Good.

また、第10の構成から成る脈波センサにて、前記バンドパスフィルタ回路は、0.7〜3.0Hzの通過周波数帯域を持つ6次のオペアンプ多重帰還型バンドフィルタ回路である構成(第11の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the tenth configuration, the band pass filter circuit is a sixth-order operational amplifier multiple feedback type band filter circuit having a pass frequency band of 0.7 to 3.0 Hz (the eleventh configuration). (Configuration).

また、本明細書中に開示された脈波センサは、発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出する光センサ部と、前記発光部を外来光よりも高い輝度でパルス駆動させるパルス駆動部と、前記光センサ部の出力信号に検波処理を施して脈波信号を抽出するフィルタ部と、を有する構成(第12の構成)とされている。   Further, the pulse wave sensor disclosed in the present specification includes an optical sensor unit that irradiates a living body with light from a light emitting unit and detects the intensity of light transmitted through the living body with a light receiving unit, and the light emitting unit is provided as an external device. It has a configuration (a twelfth configuration) that includes a pulse driving unit that performs pulse driving with higher luminance than light, and a filter unit that performs detection processing on the output signal of the optical sensor unit to extract a pulse wave signal. .

なお、第12の構成から成る脈波センサにおいて、前記受光部の波長特性は、前記発光部の波長特性と合致するように設計されている構成(第13の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the twelfth configuration, the wavelength characteristic of the light receiving unit may be configured to match the wavelength characteristic of the light emitting unit (a thirteenth configuration).

また、第12または第13の構成から成る脈波センサにて、前記パルス駆動部は、1/10〜1/100のデューティで前記発光部をパルス駆動させる構成(第14の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the twelfth or thirteenth configuration, the pulse driving unit may be configured to pulse drive the light emitting unit with a duty of 1/10 to 1/100 (14th configuration). .

また、第12〜第14いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記フィルタ部は前記光センサ部の出力信号に検波処理を施す検波回路と、前記検波回路の出力信号を増幅する第1増幅回路と、前記第1増幅回路の出力信号から低周波成分と高周波成分を除去するバンドパスフィルタ回路と、前記バンドパスフィルタ回路の出力信号から高周波成分を除去するローパスフィルタ回路と、前記ローパスパスフィルタ回路の出力信号を増幅する第2増幅回路と、を有する構成(第15の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the twelfth to fourteenth configurations, the filter unit detects a detection circuit that performs a detection process on the output signal of the optical sensor unit, and a first amplification that amplifies the output signal of the detection circuit. Circuit, a band pass filter circuit for removing low frequency components and high frequency components from the output signal of the first amplifier circuit, a low pass filter circuit for removing high frequency components from the output signal of the band pass filter circuit, and the low pass filter And a second amplifier circuit for amplifying the output signal of the circuit (a fifteenth configuration).

また、第15の構成から成る脈波センサにて、前記バンドパスフィルタ回路は、0.7〜3.0Hzの通過周波数帯域を持つ6次のオペアンプ多重帰還型バンドフィルタ回路である構成(第16の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the fifteenth configuration, the band pass filter circuit is a sixth-order operational amplifier multiple feedback type band filter circuit having a pass frequency band of 0.7 to 3.0 Hz (a sixteenth configuration). (Configuration).

また、第15または第16の構成から成る脈波センサにおいて、前記ローパスフィルタ回路は、1.45Hzのカットオフ周波数を持つ1次のCRローパスフィルタ回路である構成(第17の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the fifteenth or sixteenth configuration, the low-pass filter circuit may be a first-order CR low-pass filter circuit having a cutoff frequency of 1.45 Hz (seventeenth configuration). .

また、第15〜第17いずれかの構成から成る脈波センサにて、前記フィルタ部は、電源電圧を分圧して中間電圧を生成する中間電圧生成回路を有し、前記検波回路、前記第1増幅回路、前記バンドパスフィルタ回路、前記ローパスフィルタ回路、及び、前記第2増幅回路は、いずれも、前記中間電圧を基準電圧として動作する構成(第18の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having any one of the fifteenth to seventeenth configurations, the filter unit includes an intermediate voltage generation circuit that divides a power supply voltage to generate an intermediate voltage, and the detection circuit, the first The amplifier circuit, the band-pass filter circuit, the low-pass filter circuit, and the second amplifier circuit may all be configured to operate with the intermediate voltage as a reference voltage (eighteenth configuration).

また、第1〜第18いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部の出力波長は、およそ600nm以下の可視光領域に属する構成(第19の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having any one of the first to eighteenth configurations, the output wavelength of the light emitting unit may be configured to belong to the visible light region of about 600 nm or less (19th configuration).

本明細書中に開示されている脈波センサによれば、被験者の運動状態(静止/運動)や脈波の測定場所(屋内/屋外)を問わず、被験者の脈波を精度良く測定することができるので、脈波センサの利用シーンを広げることができる。   According to the pulse wave sensor disclosed in this specification, the pulse wave of the subject can be accurately measured regardless of the subject's motion state (stationary / exercise) and the pulse wave measurement location (indoor / outdoor). Therefore, the usage scene of the pulse wave sensor can be expanded.

手首での脈波測定の原理を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the principle of pulse wave measurement at the wrist 生体内における光の減衰量(吸光度)が時間的に変化する様子を示す波形図Waveform diagram showing how the attenuation (absorbance) of light in a living body changes over time 脈波センサの第1実施形態を示すブロック図Block diagram showing the first embodiment of the pulse wave sensor 光センサ部11の第1構成例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the 1st structural example of the optical sensor part 11 typically 光センサ部11の第2構成例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the 2nd structural example of the optical sensor part 11 typically オフセット距離ΔHと信号強度との相関関係を示す波形図Waveform diagram showing correlation between offset distance ΔH and signal intensity 素子間距離W1と信号強度との相関関係を示す波形図Waveform diagram showing correlation between inter-element distance W1 and signal intensity 光センサ部11の第3構成例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the 3rd structural example of the optical sensor part 11 typically 光センサ部11の第4構成例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the 4th structural example of the optical sensor part 11 typically 光センサ部11の第5構成例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the 5th structural example of the optical sensor part 11 typically 光センサ部11の第6構成例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the 6th structural example of the optical sensor part 11 typically 光センサ部11の第7構成例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the 7th structural example of the optical sensor part 11 typically 腕時計型の脈波センサ1における光センサ部11の配置レイアウト図Arrangement layout diagram of optical sensor section 11 in wristwatch type pulse wave sensor 1 光センサ部11の配置と信号強度との相関関係を示す波形図Waveform diagram showing correlation between arrangement of optical sensor unit 11 and signal intensity イヤリング型の脈波センサ1における光センサ部11の配置レイアウト図Arrangement layout diagram of optical sensor unit 11 in earring type pulse wave sensor 1 フィルタ部12の第1構成例を示す回路図Circuit diagram showing a first configuration example of the filter unit 12 フィルタ部12の第2構成例を示す回路図Circuit diagram showing a second configuration example of the filter unit 12 フィルタ部12の出力波形図Output waveform diagram of filter unit 12 脈波センサの第2実施形態を示すブロック図Block diagram showing a second embodiment of the pulse wave sensor 体動ノイズの発生メカニズムを模式的に示す断面図Sectional view schematically showing the generation mechanism of body movement noise 脈波センサの一構造例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows typically one structural example of a pulse wave sensor 脈波センサの一構造例を模式的に示す平面図Plan view schematically showing an example of the structure of a pulse wave sensor フィルタ部12の第3構成例を示す回路図Circuit diagram showing a third configuration example of the filter unit 12 歩行時(6km/h)の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result at the time of walking (6km / h) ジョギング時(8km/h)の測定結果を示すグラフGraph showing the measurement results during jogging (8 km / h) ジョギング時(10km/h)の測定結果を示すグラフA graph showing the measurement results during jogging (10 km / h) ランニング時(12km/h)の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result at the time of running (12km / h) ランニング時(14km/h)の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result at the time of running (14km / h) ランニング時(16km/h)の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result at the time of running (16km / h) 常時点灯法とパルス点灯法との比較テーブルComparison table between the constant lighting method and the pulse lighting method パルス駆動部17の一構成例を示す回路図Circuit diagram showing one configuration example of the pulse driving unit 17 脈波信号の検波処理(復調処理)を説明するための模式図Schematic diagram for explaining pulse wave signal detection processing (demodulation processing) 光センサ部11の発光特性及び受光特性を示すグラフThe graph which shows the light emission characteristic and light reception characteristic of the optical sensor part 11 脈波測定結果の新旧比較テーブルNew and old comparison table of pulse wave measurement results 屋内外での脈波測定結果を示すグラフGraph showing pulse wave measurement results indoors and outdoors 耳での脈波測定の原理を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the principle of pulse wave measurement in the ear 脈波センサの第3実施形態を示す外観図External view showing a third embodiment of the pulse wave sensor 脈波センサの第3実施形態を示すブロック図Block diagram showing a third embodiment of the pulse wave sensor イヤホン1Xの第1形態と外耳Eへの装着例を模式的に示す正面図Front view schematically showing an example of mounting the earphone 1X on the first form and the outer ear E イヤホン1Xの第2形態と外耳Eへの装着例を模式的に示す正面図Front view schematically showing a second form of the earphone 1X and an example of attachment to the outer ear E イヤホン1Xの第3形態と外耳Eへの装着例を模式的に示す正面図Front view schematically showing a third embodiment of the earphone 1X and an example of attachment to the outer ear E イヤホン1Xの第4形態と外耳Eへの装着例を模式的に示す正面図Front view schematically showing a fourth embodiment of the earphone 1X and an example of attachment to the outer ear E 脈波センサの変形例(耳栓構造)を示すシステム図System diagram showing a variation of the pulse wave sensor (earplug structure) 補聴器への応用例を示すシステム図System diagram showing an application example to a hearing aid 睡眠センサの一構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a sleep sensor 睡眠センサ501を用いた家電制御システムの一構成例を示す模式図The schematic diagram which shows one structural example of the household appliance control system using the sleep sensor 501 睡眠センサ501の第1装着例(額装着型)を示す模式図Schematic diagram showing a first wearing example (forehead wearing type) of the sleep sensor 501 睡眠センサ501の第2装着例(耳装着型)を示す模式図Schematic diagram showing a second wearing example (ear wearing type) of the sleep sensor 501

<脈波測定の原理>
図1は、手首での脈波測定の原理を説明するための模式図であり、図2は、生体内における光の減衰量(吸光度)が時間的に変化する様子を示す波形図である。
<Principle of pulse wave measurement>
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the principle of pulse wave measurement at the wrist, and FIG. 2 is a waveform diagram showing how the attenuation (absorbance) of light in the living body changes with time.

容積脈波法による脈波測定では、例えば、図1に示したように、測定窓に押し当てられた生体の一部(図1では手首)に向けて発光部(LED[Light Emitting Diode]など)から光が照射され、体内を透過して体外に出てくる光の強度が受光部(フォトダイオードやフォトトランジスタなど)で検出される。ここで、図2に示したように、生体組織や静脈血(脱酸素化ヘモグロビンHb)による光の減衰量(吸光度)は一定であるが、動脈血(酸素化ヘモグロビンHbO2)による光の減衰量(吸光度)は拍動によって時間的に変動する。従って、可視領域から近赤外領域にある「生体の窓」(光が生体を透過しやすい波長領域)を利用して、末梢動脈の吸光度変化を測定することにより、非侵襲で容積脈波を測定することができる。 In the pulse wave measurement by the volume pulse wave method, for example, as shown in FIG. 1, a light emitting unit (LED [Light Emitting Diode] or the like) is directed toward a part of a living body (wrist in FIG. 1) pressed against a measurement window. ), And the intensity of the light transmitted through the body and coming out of the body is detected by a light receiving unit (a photodiode, a phototransistor, or the like). Here, as shown in FIG. 2, the attenuation (absorbance) of light due to living tissue and venous blood (deoxygenated hemoglobin Hb) is constant, but the attenuation of light due to arterial blood (oxygenated hemoglobin HbO 2 ). (Absorbance) varies with time due to pulsation. Therefore, by utilizing the “biological window” (wavelength range where light is easily transmitted through the living body) from the visible region to the near-infrared region, the change in the absorbance of the peripheral artery is measured, so that the volume pulse wave can be generated non-invasively. Can be measured.

なお、図1では、図示の便宜上、脈波センサ(発光部と受光部)を手首の背側(外側)に装着した様子が描写されているが、脈波センサの装着位置についてはこれに限定されるものではなく、手首の腹側(内側)であってもよいし、他の部位(指先、指の第3関節、額、眉間、鼻先、頬、眼下、こめかみ、耳たぶなど)であってもよい。   In FIG. 1, for convenience of illustration, a state in which the pulse wave sensor (light emitting unit and light receiving unit) is mounted on the back side (outside) of the wrist is depicted, but the mounting position of the pulse wave sensor is limited to this. It may be on the ventral side (inside) of the wrist or other part (fingertip, third joint of the finger, forehead, between eyebrows, nose tip, cheek, under the eye, temple, earlobe, etc.) Also good.

<脈波から分かること>
なお、心臓及び自立神経の支配を受けている脈波は、常に一定の挙動を示すものではなく、被験者の状態によって様々な変化(揺らぎ)を生じるものである。従って、脈波の変化(揺らぎ)を解析することにより、被験者の様々な身体情報を得ることができる。例えば、心拍数からは、被験者の運動能力や緊張度などを知ることができ、心拍変動からは、被験者の疲労度、快眠度、及び、ストレスの大きさなどを知ることができる。また、脈波を時間軸で2回微分することにより得られる加速度脈波からは、被験者の血管年齢や動脈硬化度などを知ることができる。
<What you can understand from the pulse wave>
Note that the pulse wave under the control of the heart and the independent nerve does not always exhibit a constant behavior, but causes various changes (fluctuations) depending on the condition of the subject. Accordingly, various body information of the subject can be obtained by analyzing the change (fluctuation) of the pulse wave. For example, from the heart rate, it is possible to know the exercise ability, the degree of tension, and the like of the subject, and from the heart rate variability, it is possible to know the fatigue level, the degree of sleep, the magnitude of stress, and the like. Further, from the acceleration pulse wave obtained by differentiating the pulse wave twice with respect to the time axis, the blood vessel age, arteriosclerosis degree, etc. of the subject can be known.

<脈波センサ(第1実施形態)>
図3は、脈波センサの第1実施形態を示すブロック図である。第1実施形態の脈波センサ1は、本体ユニット10と、本体ユニット10の両端部に取り付けられて生体2(具体的には手首)に巻き回されるベルト20とを備えた腕輪構造(腕時計型構造)とされている。ベルト20の素材としては、皮革、金属、樹脂などを用いることができる。
<Pulse wave sensor (first embodiment)>
FIG. 3 is a block diagram showing the first embodiment of the pulse wave sensor. The pulse wave sensor 1 according to the first embodiment is a bracelet structure (watch) including a main unit 10 and a belt 20 that is attached to both ends of the main unit 10 and is wound around a living body 2 (specifically, a wrist). Type structure). As a material of the belt 20, leather, metal, resin, or the like can be used.

本体ユニット10は、光センサ部11と、フィルタ部12と、制御部13と、表示部14と、通信部15と、電源部16と、を含む。   The main unit 10 includes an optical sensor unit 11, a filter unit 12, a control unit 13, a display unit 14, a communication unit 15, and a power supply unit 16.

光センサ部11は、本体ユニット10の裏面(生体2と対向する側の面)に設けられており、発光部から生体2に光を照射して、生体内を透過した光の強度を受光部で検出することにより、脈波データを取得する。第1実施形態の脈波センサ1において、光センサ部11は、発光部と受光部が生体2を挟んで互いに反対側に設けられた構成(いわゆる透過型、図1の破線矢印を参照)ではなく、発光部と受光部が生体2に対していずれも同じ側に設けられた構成(いわゆる反射型、図1の実線矢印を参照)とされている。なお、本願の発明者らは、手首での脈波測定について、十分に脈波の測定が可能であることを実際に実験で確認済みである。光センサ部11の具体的な構造については、後ほど詳細に説明する。   The optical sensor unit 11 is provided on the back surface (surface on the side facing the living body 2) of the main unit 10, and irradiates the living body 2 with light from the light emitting unit, and determines the intensity of light transmitted through the living body. By detecting the pulse wave data, the pulse wave data is acquired. In the pulse wave sensor 1 of the first embodiment, the optical sensor unit 11 has a configuration in which the light emitting unit and the light receiving unit are provided on opposite sides of the living body 2 (so-called transmission type, see the broken line arrow in FIG. 1). In other words, both the light emitting unit and the light receiving unit are provided on the same side with respect to the living body 2 (so-called reflection type, see solid line arrow in FIG. 1). In addition, the inventors of the present application have actually confirmed through experiments that pulse waves can be sufficiently measured for wrist pulse waves. The specific structure of the optical sensor unit 11 will be described in detail later.

フィルタ部12は、光センサ部11の出力信号(受光部の検出信号)にフィルタ処理、及び、増幅処理を施して制御部13に伝達する。なお、フィルタ部12の具体的な回路構成については、後ほど詳細に説明する。   The filter unit 12 performs filter processing and amplification processing on the output signal (detection signal of the light receiving unit) of the optical sensor unit 11 and transmits the result to the control unit 13. A specific circuit configuration of the filter unit 12 will be described later in detail.

制御部13は、脈波センサ1全体の動作を統括的に制御するほか、フィルタ部12の出力信号に各種の信号処理を施すことにより、脈波に関する種々の情報(脈波の揺らぎ、心拍数、心拍変動、及び、加速度脈波など)を取得する。なお、制御部13としては、CPU[central processing unit]などを好適に用いることができる。   The control unit 13 controls the overall operation of the pulse wave sensor 1 as well as performing various signal processing on the output signal of the filter unit 12 to thereby provide various information on the pulse wave (pulse wave fluctuation, heart rate). , Heart rate variability, acceleration pulse wave, etc.). As the control unit 13, a CPU [central processing unit] or the like can be preferably used.

表示部14は、本体ユニット10の表面(生体2と対向しない側の面)に設けられており、表示情報(日付や時間に関する情報のほか、脈波の測定結果なども含まれる)を出力する。すなわち、表示部14は、腕時計の文字盤面に相当する。なお、表示部14としては、液晶表示パネルなどを好適に用いることができる。   The display unit 14 is provided on the surface of the main unit 10 (the surface on the side not facing the living body 2), and outputs display information (including information on date and time as well as pulse wave measurement results). . That is, the display unit 14 corresponds to a dial face of a wristwatch. In addition, as the display part 14, a liquid crystal display panel etc. can be used suitably.

通信部15は、脈波センサ1の測定データを外部機器(パーソナルコンピュータや携帯電話機など)に無線または有線で送信する。特に、脈波センサ1の測定データを外部機器に無線で送信する構成であれば、脈波センサ1と外部機器とを有線で接続する必要がなくなるので、例えば、被験者の行動を制約せずに測定データのリアルタイム送信を行うことが可能となる。また、脈波センサ1を防水構造とする際には、外部端子を完全に排除するという観点から、測定データの外部送信方式として無線送信方式を採用することが望ましい。なお、無線送信方式を採用する場合、通信部15としては、Bluetooth(登録商標)無線通信モジュールICなどを好適に用いることができる。   The communication unit 15 transmits the measurement data of the pulse wave sensor 1 to an external device (such as a personal computer or a mobile phone) wirelessly or by wire. In particular, if the measurement data of the pulse wave sensor 1 is wirelessly transmitted to an external device, it is not necessary to connect the pulse wave sensor 1 and the external device by wire, so that, for example, without restricting the behavior of the subject Measurement data can be transmitted in real time. In addition, when the pulse wave sensor 1 has a waterproof structure, it is desirable to adopt a wireless transmission method as an external transmission method of measurement data from the viewpoint of completely eliminating external terminals. Note that when the wireless transmission method is employed, a Bluetooth (registered trademark) wireless communication module IC or the like can be suitably used as the communication unit 15.

電源部16は、バッテリとDC/DCコンバータを含み、バッテリからの入力電圧を所望の出力電圧に変換して脈波センサ1の各部に供給する。このように、バッテリ駆動方式の脈波センサ1であれば、脈波の測定時に外部からの給電ケーブルを接続する必要がないので、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。なお、上記のバッテリとしては、繰り返して充電を行うことが可能な二次電池(リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなど)を用いることが望ましい。このように、バッテリとして二次電池を用いる構成であれば、煩わしい電池交換作業が不要となるので、脈波センサ1の利便性を高めることができる。また、バッテリ充電時における外部からの電力供給方式としては、USB[universal serial bus]ケーブルなどを用いる接触給電方式であってもよいし、或いは、電磁誘導方式、電界結合方式、及び、磁界共鳴方式などの非接触給電方式であってもよい。ただし、脈波センサ1を防水構造とする際には、外部端子を完全に排除するという観点から、外部からの電力供給方式として非接触給電方式を採用することが望ましい。   The power supply unit 16 includes a battery and a DC / DC converter, converts an input voltage from the battery into a desired output voltage, and supplies it to each part of the pulse wave sensor 1. Thus, with the battery-driven pulse wave sensor 1, it is not necessary to connect an external power supply cable when measuring the pulse wave, and thus the pulse wave can be measured without restricting the behavior of the subject. It becomes possible. In addition, as said battery, it is desirable to use the secondary battery (A lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, etc.) which can be charged repeatedly. Thus, if it is the structure using a secondary battery as a battery, since the troublesome battery replacement | work operation | work will become unnecessary, the convenience of the pulse wave sensor 1 can be improved. In addition, as a power supply method from the outside during battery charging, a contact power supply method using a USB [universal serial bus] cable or the like may be used, or an electromagnetic induction method, an electric field coupling method, and a magnetic field resonance method. For example, a non-contact power feeding method may be used. However, when the pulse wave sensor 1 has a waterproof structure, it is desirable to employ a non-contact power feeding method as an external power supply method from the viewpoint of completely eliminating external terminals.

上記のように、腕輪構造を有する脈波センサ1であれば、被験者が意図的に脈波センサ1を手首から外さない限り、脈波の測定中に脈波センサ1が手首から脱落してしまうおそれは殆どないので、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。   As described above, if the pulse wave sensor 1 has a bracelet structure, the pulse wave sensor 1 falls off the wrist during measurement of the pulse wave unless the subject intentionally removes the pulse wave sensor 1 from the wrist. Since there is almost no fear, the pulse wave can be measured without restricting the behavior of the subject.

また、腕輪構造を有する脈波センサ1であれば、被験者に対して脈波センサ1を装着していることをあまり意識させずに済むので、長期間(数日〜数ヶ月)に亘る継続的な脈波測定を行う場合であっても、被験者に過度のストレスを与えずに済む。   Further, if the pulse wave sensor 1 has a bracelet structure, it is not necessary to make the subject wear the pulse wave sensor 1 so much, so that it is continuous over a long period (several days to several months). Even when a simple pulse wave measurement is performed, it is not necessary to apply excessive stress to the subject.

特に、脈波の測定結果だけでなく、日時情報なども表示することのできる表示部14を備えた脈波センサ1(すなわち、腕時計構造の脈波センサ1)であれば、被験者は脈波センサ1を腕時計として日常的に装着することができるので、脈波センサ1の装着に対する抵抗感をさらに払拭することが可能となり、延いては、新規ユーザ層の開拓に寄与することが可能となる。   In particular, if the pulse wave sensor 1 is equipped with the display unit 14 (that is, the pulse wave sensor 1 having a wrist watch structure) that can display not only the measurement result of the pulse wave but also date and time information, the subject is the pulse wave sensor. Since 1 can be worn daily as a wristwatch, it is possible to further wipe away the resistance to wearing of the pulse wave sensor 1 and, in turn, contribute to the development of new user groups.

また、脈波センサ1は、防水構造としておくことが望ましい。このような構成とすることにより、水(雨)や汗などに濡れても故障せずに脈波を測定することが可能となる。また、脈波センサ1を多人数で共用する場合(例えばスポーツジムでの貸し出し用として使用する場合)には、脈波センサ1を丸ごと水洗いすることにより、脈波センサ1を清潔に保つことが可能となる。   The pulse wave sensor 1 is preferably a waterproof structure. With such a configuration, it is possible to measure a pulse wave without failure even when wet with water (rain) or sweat. Further, when the pulse wave sensor 1 is shared by a large number of people (for example, when used for lending in a gym), the pulse wave sensor 1 can be kept clean by washing the whole pulse wave sensor 1 with water. It becomes possible.

<光センサ部(構造)>
図4は、光センサ部11の第1構成例を模式的に示す断面図である。第1構成例の光センサ部11は、ケース11aと、遮光壁11bと、透光板11zと、発光部xと、受光部yと、を有する。
<Optical sensor part (structure)>
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a first configuration example of the optical sensor unit 11. The optical sensor unit 11 of the first configuration example includes a case 11a, a light shielding wall 11b, a translucent plate 11z, a light emitting unit x, and a light receiving unit y.

ケース11aは、発光部xと受光部yを収納する枡形状の部材である。なお、ケース11aは、その開口面を塞ぐ透光板11zが本体ユニット10の表面(生体2と対向する側の面)と面一になるように、本体ユニット10に埋設されている。   The case 11a is a bowl-shaped member that houses the light emitting part x and the light receiving part y. The case 11a is embedded in the main unit 10 so that the transparent plate 11z that closes the opening surface is flush with the surface of the main unit 10 (the surface on the side facing the living body 2).

遮光壁11bは、ケース11aを発光部xが載置される第1領域と受光部yが載置される第2領域に分割する部材である。遮光壁11bを設けることにより、発光部xから受光部yへ直接的に入射される光を遮ることができるので、脈波データの検出精度を高めることが可能となる。なお、ケース11aと遮光壁11bは、一体成形することが望ましい。   The light shielding wall 11b is a member that divides the case 11a into a first area where the light emitting part x is placed and a second area where the light receiving part y is placed. By providing the light shielding wall 11b, it is possible to block light that is directly incident on the light receiving part y from the light emitting part x, so that it is possible to improve the detection accuracy of the pulse wave data. The case 11a and the light shielding wall 11b are preferably formed integrally.

透光板11zは、ケース11aの開口面を塞ぐ透光性の部材である。透光板11zを設けることにより、発光部x及び受光部yの汚損(埃などの付着)を防止することができるので、発光部x及び受光部yとして、樹脂などで封止されていないベアチップ(発光チップ及び受光チップ)を用いることが可能となる。   The translucent plate 11z is a translucent member that closes the opening surface of the case 11a. By providing the translucent plate 11z, the light emitting part x and the light receiving part y can be prevented from being contaminated (attachment of dust or the like). Therefore, the light emitting part x and the light receiving part y are not sealed with a resin or the like. (Light emitting chip and light receiving chip) can be used.

第1構成例の光センサ部11であれば、発光部xから生体2に光を照射した後、生体2内を透過した光の強度を受光部yで検出することによって、被験者の脈波データを取得することが可能である。   In the case of the optical sensor unit 11 of the first configuration example, the light wave from the light emitting unit x to the living body 2 is detected, and then the light intensity of the light transmitted through the living body 2 is detected by the light receiving unit y. Is possible to get.

しかしながら、第1構成例の光センサ部11では、生体2と発光部x及び受光部yとの間に透光板11zが存在するので、生体2を介することなく透光板11zを介して発光部xから受光部yへ直接的に光が入射されるおそれがある。また、第1構成例の光センサ部11では、光センサ部11と生体2との密着性が損なわれたときに、外光が受光部yに漏れ入るおそれもある。生体2を透過していない光が受光部yに入射されると、脈波データの検出精度(S/N)が低下するので、脈波データの検出精度を向上させるためには、上記の問題を解消しておくことが重要となる。   However, in the optical sensor unit 11 of the first configuration example, since the translucent plate 11z exists between the living body 2, the light emitting unit x, and the light receiving unit y, light is emitted through the translucent plate 11z without passing through the living body 2. There is a possibility that light may be directly incident from the part x to the light receiving part y. Further, in the optical sensor unit 11 of the first configuration example, external light may leak into the light receiving unit y when the adhesion between the optical sensor unit 11 and the living body 2 is impaired. When light that does not pass through the living body 2 is incident on the light receiving unit y, the pulse wave data detection accuracy (S / N) is lowered. Therefore, in order to improve the pulse wave data detection accuracy, It is important to eliminate the problem.

図5は、光センサ部11の第2構成例を模式的に示す断面図である。第2構成例の光センサ部11は、ケース11aと、遮光壁11bと、発光部Xと、受光部Yと、を有する。すなわち、第2構成例の光センサ部11では、先述の透光板11zが除外されている。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a second configuration example of the optical sensor unit 11. The optical sensor unit 11 of the second configuration example includes a case 11a, a light shielding wall 11b, a light emitting unit X, and a light receiving unit Y. That is, in the optical sensor unit 11 of the second configuration example, the above-described translucent plate 11z is excluded.

ケース11aは、発光部Xと受光部Yを収納する枡形状の部材である。ケース11aの外形寸法(高さH0、幅W0、奥行D0)は、例えば、H0=1.5mm、W0=4.5mm、D0=3.0mmに設計されている。なお、ケース11aは、本体ユニット10から所定寸法H4(例えばH4=0.3mm)だけ突出する形で本体ユニット10に埋設されている。このような構成であれば、ケース11aの突出部分によって受光部Yに漏れ入る外光を遮ることができるので、脈波データの検出精度を向上することが可能となる。   The case 11a is a bowl-shaped member that houses the light emitting unit X and the light receiving unit Y. The outer dimensions (height H0, width W0, depth D0) of the case 11a are designed to be, for example, H0 = 1.5 mm, W0 = 4.5 mm, and D0 = 3.0 mm. The case 11a is embedded in the main unit 10 so as to protrude from the main unit 10 by a predetermined dimension H4 (for example, H4 = 0.3 mm). With such a configuration, it is possible to block outside light leaking into the light receiving unit Y by the protruding portion of the case 11a, so that it is possible to improve the detection accuracy of the pulse wave data.

遮光壁11bは、ケース11aを発光部Xが載置される第1領域と受光部Yが載置される第2領域に分割する部材である。先述の第1実施形態と同じく、遮光壁11bを設けることにより、発光部Xから受光部Yへ直接的に入射される光を遮ることができるので、脈波データの検出精度を高めることが可能となる。なお、ケース11aと遮光壁11bは、一体成形することが望ましい。   The light shielding wall 11b is a member that divides the case 11a into a first area where the light emitting part X is placed and a second area where the light receiving part Y is placed. Similar to the first embodiment described above, by providing the light blocking wall 11b, it is possible to block the light that is directly incident on the light receiving unit Y from the light emitting unit X, so that it is possible to improve the detection accuracy of the pulse wave data. It becomes. The case 11a and the light shielding wall 11b are preferably formed integrally.

発光部Xは、基板X1と、発光チップX2と、封止体X3と、ワイヤX4と、導電体X5と、を有する。基板X1は、その表面上に発光チップX2が載置される部材である。発光チップX2は、所定波長の光を出力する発光素子(例えば、緑色LEDのベアチップ)である。封止体X3は、発光チップX2を封止する透光性の部材である。ワイヤX4は、発光チップX2と導電体X5とを電気的に接続する部材である。導電体X5は、基板X1の上面から下面にわたって形成された導電性の部材であり、ケース11aの底面に形成された配線パターンと半田付けされる。   The light emitting unit X includes a substrate X1, a light emitting chip X2, a sealing body X3, a wire X4, and a conductor X5. The substrate X1 is a member on which the light emitting chip X2 is placed. The light emitting chip X2 is a light emitting element (for example, a green LED bare chip) that outputs light of a predetermined wavelength. The sealing body X3 is a translucent member that seals the light emitting chip X2. The wire X4 is a member that electrically connects the light emitting chip X2 and the conductor X5. The conductor X5 is a conductive member formed from the upper surface to the lower surface of the substrate X1, and is soldered to the wiring pattern formed on the bottom surface of the case 11a.

受光部Yは、基板Y1と、受光チップY2と、封止体Y3と、ワイヤY4と、導電体Y5と、を有する。基板Y1は、その表面上に受光チップY2が載置される部材である。受光チップY2は、所定の波長領域に属する光を電気信号に変換する光電変換素子(例えば近赤外領域〜可視領域の光感受性を持つフォトトランジスタのベアチップ)である。封止体Y3は、受光チップY2を封止する透光性の部材である。ワイヤY4は、受光チップY2と導電体Y5とを電気的に接続する部材である。導電体Y5は、基板Y1の上面から下面にわたって形成された導電性の部材であり、ケース11aの底面に形成された配線パターンと半田付けされる。   The light receiving unit Y includes a substrate Y1, a light receiving chip Y2, a sealing body Y3, a wire Y4, and a conductor Y5. The substrate Y1 is a member on which the light receiving chip Y2 is placed. The light receiving chip Y2 is a photoelectric conversion element (for example, a bare chip of a phototransistor having photosensitivity in the near infrared region to the visible region) that converts light belonging to a predetermined wavelength region into an electric signal. The sealing body Y3 is a translucent member that seals the light receiving chip Y2. The wire Y4 is a member that electrically connects the light receiving chip Y2 and the conductor Y5. The conductor Y5 is a conductive member formed from the upper surface to the lower surface of the substrate Y1, and is soldered to the wiring pattern formed on the bottom surface of the case 11a.

このように、第2構成例の光センサ部11では、発光部X及び受光部Yとして、ベアチップではなくパッケージ型の半導体装置が用いられている。従って、ケース11aの開口面を透光板で被覆する必要がなくなるので、透光板を介して発光部Xから受光部Yへ直接的に光が入射される懸念を払拭することが可能となり、延いては、脈波データの検出精度を高めることが可能となる。   As described above, in the optical sensor unit 11 of the second configuration example, a package type semiconductor device is used as the light emitting unit X and the light receiving unit Y instead of a bare chip. Therefore, since it is not necessary to cover the opening surface of the case 11a with a translucent plate, it is possible to eliminate the concern that light is directly incident on the light receiving unit Y from the light emitting unit X through the translucent plate. As a result, the detection accuracy of pulse wave data can be increased.

また、第2構成例の光センサ部11において、遮光壁11bの高さH1と発光部Xの高さH2との間には、H1>H2という関係が成立している。なお、遮光壁11bの高さH1は、ケース11aの底面から遮光壁11bの上端部までの距離(例えば、H1=1.4mm)を指している。また、発光部Xの高さH2は、ケース11aの底面から発光チップX2の発光面までの距離(例えば、H2=0.5mm)を指している。ただし、発光チップX2が基板X1に比べて非常に薄いことを鑑みると、基板X1の厚みを発光部Xの高さH2として取り扱うこともできる。   Further, in the optical sensor unit 11 of the second configuration example, a relationship of H1> H2 is established between the height H1 of the light shielding wall 11b and the height H2 of the light emitting unit X. The height H1 of the light shielding wall 11b indicates the distance (for example, H1 = 1.4 mm) from the bottom surface of the case 11a to the upper end of the light shielding wall 11b. Further, the height H2 of the light emitting portion X indicates the distance (for example, H2 = 0.5 mm) from the bottom surface of the case 11a to the light emitting surface of the light emitting chip X2. However, considering that the light emitting chip X2 is very thin compared to the substrate X1, the thickness of the substrate X1 can be handled as the height H2 of the light emitting portion X.

上記の関係式を満たした寸法設計を行えば、発光部Xから受光部Yへ直接的に入射される光を遮光壁11bで効果的に遮ることができるので、脈波データの検出精度を高めることが可能となる。   If the dimensional design satisfying the above relational expression is performed, the light directly incident on the light receiving part Y from the light emitting part X can be effectively blocked by the light shielding wall 11b, so that the detection accuracy of the pulse wave data is improved. It becomes possible.

ただし、遮光壁11bの高さH1に比べて、発光部Xの高さH2を小さく設計し過ぎると、発光部Xから出射された光が生体2に到達するまでに散乱ないし減衰してしまい、受光部Yで検出される光の強度が小さくなって脈波データの検出精度が低下する。従って、遮光壁11bの高さH1から発光部Xの高さH2を差し引いたオフセット距離ΔH(=H1−H2)には、最適な設計範囲が存在する。   However, if the height H2 of the light emitting portion X is designed to be too small compared to the height H1 of the light shielding wall 11b, the light emitted from the light emitting portion X is scattered or attenuated before reaching the living body 2, The intensity of the light detected by the light receiving unit Y decreases, and the detection accuracy of the pulse wave data decreases. Therefore, an optimum design range exists for the offset distance ΔH (= H1−H2) obtained by subtracting the height H2 of the light emitting portion X from the height H1 of the light shielding wall 11b.

図6は、オフセット距離ΔHと信号強度(受光信号のピークトゥピーク値)との相関関係を示す波形図であり、上から順に、ΔH=0.6mm、0.7mm、0.9mm、1.1mm、及び、2.1mmであるときの受光波形が描写されている。図6から、オフセット距離ΔHが0.9mmであるときに信号強度が最大となることが分かる。この実験結果を鑑みると、オフセット距離ΔHは、0mm<ΔH<2mm(より好ましくは、0.6mm≦ΔH≦1.4mm)の設計範囲に収めることが望ましいと言える。   FIG. 6 is a waveform diagram showing the correlation between the offset distance ΔH and the signal intensity (peak-to-peak value of the received light signal). In order from the top, ΔH = 0.6 mm, 0.7 mm, 0.9 mm, 1. The received light waveforms when 1 mm and 2.1 mm are depicted. FIG. 6 shows that the signal intensity becomes maximum when the offset distance ΔH is 0.9 mm. In view of this experimental result, it can be said that the offset distance ΔH is desirably within the design range of 0 mm <ΔH <2 mm (more preferably, 0.6 mm ≦ ΔH ≦ 1.4 mm).

例えば、厚み0.6mmの封止体X3を備えた発光部Xを用いて、オフセット距離ΔHを0.9mmに設計する場合には、封止体X3の上面が遮光壁11bの上端部から0.3mmだけ奥まった高さ位置となるように、基板X1の厚みを設計すればよい。   For example, when the light emitting part X including the sealing body X3 having a thickness of 0.6 mm is used and the offset distance ΔH is designed to be 0.9 mm, the upper surface of the sealing body X3 is 0 from the upper end of the light shielding wall 11b. The thickness of the substrate X1 may be designed so that the height position is recessed by 3 mm.

また、第2構成例の光センサ部11において、発光部Xの高さH2と受光部Yの高さH3との間には、H2>H3という関係が成立している。なお、受光部Yの高さH3は、ケース11aの底面から受光チップY2の受光面までの距離(例えば、H3=0.3mm)を指している。ただし、受光チップY2が基板Y1に比べて非常に薄いことを鑑みると、基板Y1の厚みを受光部Yの高さH3として取り扱うこともできる。   Further, in the optical sensor unit 11 of the second configuration example, a relationship of H2> H3 is established between the height H2 of the light emitting unit X and the height H3 of the light receiving unit Y. The height H3 of the light receiving unit Y indicates the distance (for example, H3 = 0.3 mm) from the bottom surface of the case 11a to the light receiving surface of the light receiving chip Y2. However, in view of the fact that the light receiving chip Y2 is very thin compared to the substrate Y1, the thickness of the substrate Y1 can be handled as the height H3 of the light receiving portion Y.

上記の関係式を満たした寸法設計を行えば、外光が受光部Yに届き難くなるので、脈波データの検出精度を向上することが可能となる。   If the dimensional design satisfying the above relational expression is performed, it becomes difficult for external light to reach the light receiving unit Y, so that the detection accuracy of the pulse wave data can be improved.

次に、図7を参照しながら、発光部Xと受光部Yとの素子間距離W1に応じて信号強度がどのように変化するかを考察する。図7は、素子間距離W1と信号強度との相関関係を示す波形図であり、上から順に、W1=0.1mm、0.5mm、1.0mm、3.0mm、及び、5.0mmであるときの受光波形が描写されている。図7から、素子間距離W1が0.5mmであるときに信号強度が最大となることが分かる。この実験結果を鑑みると、素子間距離W1は、0.1mm≦W1≦3.0mm(より好ましくは、0.2mm≦W2≦0.8mm)の設計範囲に収めることが望ましいと言える。   Next, how the signal intensity changes according to the inter-element distance W1 between the light emitting unit X and the light receiving unit Y will be considered with reference to FIG. FIG. 7 is a waveform diagram showing the correlation between the inter-element distance W1 and the signal intensity. From the top, W1 = 0.1 mm, 0.5 mm, 1.0 mm, 3.0 mm, and 5.0 mm. The received light waveform at a certain time is depicted. FIG. 7 shows that the signal intensity is maximized when the inter-element distance W1 is 0.5 mm. In view of this experimental result, it can be said that the inter-element distance W1 is preferably within the design range of 0.1 mm ≦ W1 ≦ 3.0 mm (more preferably 0.2 mm ≦ W2 ≦ 0.8 mm).

次に、図8A〜図8Dを参照しながら、光センサ部11の変形例について説明する。図8A〜図8Dは、それぞれ、光センサ部11の第3構成例〜第6構成例を模式的に示す断面図である。なお、第3構成例〜第6構成例は、先出の第2構成例とほぼ同様の構成であり、脈波データの検出精度をさらに向上するために種々の構成要素が追加されている。   Next, a modification of the optical sensor unit 11 will be described with reference to FIGS. 8A to 8D. 8A to 8D are cross-sectional views schematically showing third to sixth configuration examples of the optical sensor unit 11, respectively. The third configuration example to the sixth configuration example are substantially the same as the above-described second configuration example, and various components are added in order to further improve the detection accuracy of the pulse wave data.

例えば、第3構成例(図8A)の光センサ部11は、発光部Xの上部に集光レンズ11cを有する。集光レンズ11cを設けることにより、発光部Xから出射される光を生体2に集めて照射することができるので、受光部Yで検出される光の強度を高めて脈波データの検出精度を向上することが可能となる。   For example, the optical sensor unit 11 of the third configuration example (FIG. 8A) has a condenser lens 11 c on the light emitting unit X. By providing the condensing lens 11c, the light emitted from the light emitting part X can be collected and irradiated on the living body 2, so that the intensity of the light detected by the light receiving part Y is increased and the detection accuracy of the pulse wave data is increased. It becomes possible to improve.

また、第4構成例(図8B)の光センサ部11において、発光部Xが載置される第1領域は、発光部Xの発光領域よりも小さい開口部d1を備えた蓋部材11dによって被覆されている。例えば、発光部Xの発光領域が0.7mm四方の矩形領域である場合、開口部d1は、直径0.5mmの円形状や0.5mm四方の矩形状に形成すればよい。蓋部材11dを設けることにより、発光部Xから出射される光の拡散を防止して、発光部Xから受光部Yへ直接的に入射される光を遮ることができるので、脈波データの検出精度を高めることが可能となる。   Further, in the optical sensor unit 11 of the fourth configuration example (FIG. 8B), the first region where the light emitting unit X is placed is covered with a lid member 11d having an opening d1 smaller than the light emitting region of the light emitting unit X. Has been. For example, when the light emitting area of the light emitting part X is a 0.7 mm square rectangular area, the opening d1 may be formed in a circular shape with a diameter of 0.5 mm or a rectangular shape with a 0.5 mm square. By providing the lid member 11d, it is possible to prevent the light emitted from the light emitting part X from diffusing and to block the light directly incident on the light receiving part Y from the light emitting part X. The accuracy can be increased.

また、第5構成例(図8C)の光センサ部11において、受光部Yが載置される第2領域は、受光部Yの受光領域よりも大きい開口部d2を備えた蓋部材11eによって被覆されている。例えば、受光部Yの発光領域が0.7mm四方の矩形領域である場合、開口部d2は、直径1.0mmの円形状や1.0mm四方の矩形状に形成すればよい。蓋部材11eを設けることにより、受光部Yに漏れ入る外光を遮ることができるので、脈波データの検出精度を高めることが可能となる。   Further, in the optical sensor unit 11 of the fifth configuration example (FIG. 8C), the second region where the light receiving unit Y is placed is covered with a lid member 11e having an opening d2 larger than the light receiving region of the light receiving unit Y. Has been. For example, when the light emitting area of the light receiving portion Y is a rectangular area of 0.7 mm square, the opening d <b> 2 may be formed in a circular shape with a diameter of 1.0 mm or a rectangular shape of 1.0 mm square. By providing the lid member 11e, it is possible to block external light that leaks into the light receiving unit Y, and thus it is possible to improve the detection accuracy of pulse wave data.

また、第6構成例(図8D)の光センサ部11において、発光部X及び受光部Yの少なくとも一方は、所定の波長成分のみ(発光部Xの出力ピーク波長近傍)を選択的に通過させるカラーフィルタX6及びY6を有する。カラーフィルタX6及びY6を設けることにより、不要な波長成分を除去することができるので、脈波データの検出精度を高めることが可能となる。   In the optical sensor unit 11 of the sixth configuration example (FIG. 8D), at least one of the light emitting unit X and the light receiving unit Y selectively allows only a predetermined wavelength component (near the output peak wavelength of the light emitting unit X) to pass therethrough. Color filters X6 and Y6 are included. By providing the color filters X6 and Y6, unnecessary wavelength components can be removed, so that the detection accuracy of pulse wave data can be increased.

次に、図9を参照しながら光センサ部11のさらなる変形例について説明する。図9は光センサ部11の第7構成例を模式的に示す断面図である。なお、第7構成例は、先出の第2構成例とほぼ同様の構成であり、脈波データの検出精度をさらに向上するための工夫が凝らされている。   Next, a further modification of the optical sensor unit 11 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a seventh configuration example of the optical sensor unit 11. The seventh configuration example is substantially the same configuration as the second configuration example described above, and is devised to further improve the detection accuracy of the pulse wave data.

第7構成例の光センサ部11は、本体ユニット10とケース11aとの間に緩衝部材11fを有する。緩衝部材11fとしては、ゴムや合成スポンジなどを好適に用いることができる。このような構成とすることにより、光センサ部11と生体2との密着性を高めることができるので、脈波の測定を安定して行うことが可能となる。   The optical sensor unit 11 of the seventh configuration example includes a buffer member 11f between the main unit 10 and the case 11a. As the buffer member 11f, rubber, synthetic sponge, or the like can be suitably used. By setting it as such a structure, since the adhesiveness of the optical sensor part 11 and the biological body 2 can be improved, it becomes possible to measure a pulse wave stably.

なお、上記した第3構成例(図8A)〜第6構成例(図8D)、及び、第7構成例(図9)で各々追加された構成要素については、各々を単独で適用してもよいし、任意に組み合わせて適用してもよい。   It should be noted that the components added in the third configuration example (FIG. 8A) to the sixth configuration example (FIG. 8D) and the seventh configuration example (FIG. 9) may be applied independently. It may be applied in any combination.

<光センサ部(配置)>
図10は腕時計型の脈波センサ1における光センサ部11の配置レイアウト図である。腕時計型の脈波センサ1において、光センサ部11を担持する本体ユニット10(例えば直径28mm)は、その両端にベルト20が接続されるものであり、生体2(手首)への装着時には、ベルト20の締め付けによって生体2側への押圧力(図10中の太い矢印を参照)が与えられる部材である。
<Optical sensor section (arrangement)>
FIG. 10 is an arrangement layout diagram of the optical sensor unit 11 in the wristwatch type pulse wave sensor 1. In the wristwatch-type pulse wave sensor 1, the body unit 10 (for example, 28 mm in diameter) that carries the optical sensor unit 11 is connected to the belt 20 at both ends, and when worn on the living body 2 (wrist), the belt 20 This is a member to which a pressing force (see a thick arrow in FIG. 10) to the living body 2 side is given by tightening 20.

このような腕時計構造の脈波センサ1について、本願の発明者らは、本体ユニット10に与えられる生体2側への押圧力が所定の分布を有しており、光センサ部11の配設位置に応じて、光センサ部11と生体2との密着性(延いては受光信号の信号強度)が異なるという知見を得た。   Regarding the pulse wave sensor 1 having such a wrist watch structure, the inventors of the present application have a predetermined distribution of the pressing force applied to the main body unit 10 toward the living body 2, and the position where the optical sensor unit 11 is disposed. According to the above, it was found that the adhesion between the optical sensor unit 11 and the living body 2 (and hence the signal intensity of the received light signal) is different.

そして、本願の発明者らは、鋭意研究の末、生体2側への押圧力が最大となる着力点の近傍、より具体的には、本体ユニット10とベルト20との接続点から光センサ部11の配設位置(光センサ部11の中心位置)までの距離をDとしたときに、D≦10mmという関係が成立する領域内(図10のハッチング領域内)に光センサ部11を配置すれば、受光信号の信号強度を向上し得ることを見出した。   The inventors of the present application have studied the optical sensor unit from the vicinity of the applied point where the pressing force to the living body 2 side becomes maximum, more specifically, from the connection point between the main unit 10 and the belt 20 after intensive research. When the distance to the arrangement position 11 (the center position of the optical sensor unit 11) is D, the optical sensor unit 11 is arranged in an area where the relationship of D ≦ 10 mm is established (in the hatched area in FIG. 10). It has been found that the signal intensity of the received light signal can be improved.

図11は、光センサ部11の配置と信号強度との相関関係を示す波形図であり、上段には、本体ユニット10の端部(図10のハッチング領域内)に配置された光センサ部11の受光波形が示されており、下段には、本体ユニット10の中央部(図10のハッチング領域外)に配置された光センサ部11’の受光波形が示されている。両波形を比較すれば分かるように、本体ユニット10の端部に配置された光センサ部11は、生体2との密着性が向上した結果、被験者の安静時における脈波はもちろん、被験者の運動時における脈波についても、これを精度良く測定することが可能である。   FIG. 11 is a waveform diagram showing the correlation between the arrangement of the optical sensor unit 11 and the signal intensity. In the upper stage, the optical sensor unit 11 arranged at the end of the main unit 10 (within the hatched area in FIG. 10). In the lower part, the received light waveform of the optical sensor unit 11 ′ arranged in the central part of the main unit 10 (outside the hatched area in FIG. 10) is shown. As can be seen by comparing the two waveforms, the optical sensor unit 11 disposed at the end of the main unit 10 has improved adhesion to the living body 2, and as a result, the subject's movements as well as the pulse wave when the subject is at rest. It is possible to measure the pulse wave at the time with high accuracy.

なお、上記で得られた知見は、腕時計型の脈波センサ1のみならず、図12で示すように、イヤリング型の脈波センサ1にも適用が可能である。   Note that the knowledge obtained above can be applied not only to the wristwatch-type pulse wave sensor 1 but also to the earring-type pulse wave sensor 1 as shown in FIG.

図12は、イヤリング型の脈波センサ1における光センサ部11の配置レイアウト図である。イヤリング型の脈波センサ1において、光センサ部11を担持する本体ユニット10(例えば第1端から第2端までの全長が24mm)は、第1端にバネ蝶番30が接続されて第2端が開放端とされるものであり、生体2(耳朶)への装着時には、バネ蝶番30によって生体2側への押圧力(図12中の太い矢印を参照)が与えられる部材である。   FIG. 12 is an arrangement layout diagram of the optical sensor unit 11 in the earring-type pulse wave sensor 1. In the earring-type pulse wave sensor 1, the main body unit 10 (for example, the total length from the first end to the second end is 24 mm) that carries the optical sensor unit 11 is connected to the spring hinge 30 at the first end and the second end. Is a member to which a pressing force (refer to a thick arrow in FIG. 12) to the living body 2 side is given by the spring hinge 30 when attached to the living body 2 (earlobe).

この場合、生体2側への押圧力が最大となる着力点は、本体ユニット10の第2端(開放端)となる。従って、本体ユニット10の第2端(開放端)から光センサ部11の配設位置(光センサ部11の中心位置)までの距離をDとしたときに、D≦10mmという関係が成立する領域内に光センサ部11を配置すれば、光センサ部11と生体2との密着性を高めて、受光信号の信号強度を向上することができる。   In this case, the application point at which the pressing force toward the living body 2 is maximized is the second end (open end) of the main unit 10. Therefore, when the distance from the second end (open end) of the main unit 10 to the position where the optical sensor unit 11 is disposed (the center position of the optical sensor unit 11) is D, a region where the relationship of D ≦ 10 mm is established. If the optical sensor part 11 is arrange | positioned in the inside, the adhesiveness of the optical sensor part 11 and the biological body 2 can be improved, and the signal strength of a received light signal can be improved.

なお、図10及び図12では、本体ユニット10の表面上に光センサ部11を一つだけ設けた構成を例に挙げたが、光センサ部11の設置数についてはこれに限定されるものではなく、生体2側への押圧力が最大となる着力点の近傍領域内に、光センサ部11を複数設けても構わない。   10 and 12 exemplify a configuration in which only one optical sensor unit 11 is provided on the surface of the main unit 10, the number of the optical sensor units 11 is not limited to this. Alternatively, a plurality of optical sensor units 11 may be provided in the vicinity of the applied point where the pressing force toward the living body 2 is maximized.

<フィルタ部>
図13は、フィルタ部12の第1構成例を示す回路図である。第1構成例のフィルタ部12は、電流/電圧変換回路100と、1次CRハイパスフィルタ回路110(以下、HPF[high pass filter]回路110と呼ぶ)と、増幅回路120と、1次CRローパスフィルタ回路130(以下、LPF[low pass filter]回路130と呼ぶ)と、増幅回路140と、を有する。
<Filter section>
FIG. 13 is a circuit diagram illustrating a first configuration example of the filter unit 12. The filter unit 12 of the first configuration example includes a current / voltage conversion circuit 100, a first-order CR high-pass filter circuit 110 (hereinafter referred to as an HPF [high pass filter] circuit 110), an amplifier circuit 120, and a first-order CR low-pass. A filter circuit 130 (hereinafter referred to as an LPF [low pass filter] circuit 130) and an amplifier circuit 140 are included.

電流/電圧変換回路100は、光センサ部11から出力される電流信号を電圧信号に変換する回路であり、抵抗R1(例えば200kΩ)を含む。光センサ部11を形成する発光ダイオード11Aのアノードは、電源電圧VDDの印加端に接続されている。発光ダイオード11Aのカソードは、接地端に接続されている。光センサ部11を形成するフォトトランジスタ11Bのコレクタは、抵抗R1を介して電源電圧VDDの印加端に接続されている。フォトトランジスタ11Bのエミッタは、接地端に接続されている。   The current / voltage conversion circuit 100 is a circuit that converts a current signal output from the optical sensor unit 11 into a voltage signal, and includes a resistor R1 (for example, 200 kΩ). The anode of the light emitting diode 11A forming the optical sensor unit 11 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The cathode of the light emitting diode 11A is connected to the ground terminal. The collector of the phototransistor 11B forming the photosensor unit 11 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD via the resistor R1. The emitter of the phototransistor 11B is connected to the ground terminal.

HPF回路110は、電流/電圧変換回路100の出力信号に重畳した低周波成分を除去する回路であり、キャパシタC1(例えば0.1μF)と、抵抗R2(例えば4.7MΩ)とを含む。キャパシタC1の第1端は、フォトトランジスタ11Bのコレクタに接続されている。キャパシタC1の第2端は、抵抗R2を介して接地端に接続されている。なお、上記構成から成るHPF回路110のカットオフ周波数は、0.34Hzに設計されている。   The HPF circuit 110 is a circuit that removes a low-frequency component superimposed on the output signal of the current / voltage conversion circuit 100, and includes a capacitor C1 (for example, 0.1 μF) and a resistor R2 (for example, 4.7 MΩ). The first end of the capacitor C1 is connected to the collector of the phototransistor 11B. The second terminal of the capacitor C1 is connected to the ground terminal via the resistor R2. Note that the cut-off frequency of the HPF circuit 110 configured as described above is designed to be 0.34 Hz.

増幅回路120は、HPF回路110の出力信号を増幅する回路であり、オペアンプOP1と、抵抗R3(例えば100kΩ)と、抵抗R4(例えば10kΩ)と、キャパシタC2(例えば0.01μF)と、キャパシタC3(例えば0.1μF)と、を含む。オペアンプOP1の非反転入力端(+)は、キャパシタC1の第2端に接続されている。オペアンプOP1の反転入力端(−)は、抵抗R3を介してオペアンプOP1の出力端に接続される一方、抵抗R4を介して接地端にも接続されている。オペアンプOP1の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP1の第2電源端は、接地端に接続されている。キャパシタC2は、抵抗R3と並列に接続されている。キャパシタC3は、オペアンプOP1の第1電源端と接地端との間に接続されている。   The amplifier circuit 120 is a circuit that amplifies the output signal of the HPF circuit 110, and includes an operational amplifier OP1, a resistor R3 (for example, 100 kΩ), a resistor R4 (for example, 10 kΩ), a capacitor C2 (for example, 0.01 μF), and a capacitor C3. (For example, 0.1 μF). The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP1 is connected to the second terminal of the capacitor C1. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP1 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1 through the resistor R3, and is also connected to the ground terminal through the resistor R4. The first power supply terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the ground terminal. The capacitor C2 is connected in parallel with the resistor R3. The capacitor C3 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP1 and the ground terminal.

LPF回路130は、増幅回路120の出力信号に重畳した高周波成分を除去する回路であり、抵抗R5(例えば100kΩ)と、キャパシタC4(例えば1.0μF)と、を含む。抵抗R5の第1端は、オペアンプOP1の出力端に接続されている。抵抗R5の第2端は、キャパシタC4を介して接地端に接続されている。なお、上記構成から成るLPF回路130のカットオフ周波数は、1.6Hzに設定されている。   The LPF circuit 130 is a circuit that removes a high-frequency component superimposed on the output signal of the amplifier circuit 120, and includes a resistor R5 (for example, 100 kΩ) and a capacitor C4 (for example, 1.0 μF). The first end of the resistor R5 is connected to the output end of the operational amplifier OP1. A second terminal of the resistor R5 is connected to the ground terminal via the capacitor C4. Note that the cut-off frequency of the LPF circuit 130 configured as described above is set to 1.6 Hz.

増幅回路140は、LPF回路130の出力信号を増幅する回路であり、オペアンプOP2と、可変抵抗R6(例えば500kΩ)と、抵抗R7(例えば10kΩ)と、キャパシタC5(例えば0.01μF)と、キャパシタC6(例えば0.1μF)と、を含む。オペアンプOP2の非反転入力端(+)は、抵抗R5の第2端に接続されている。オペアンプOP2の反転入力端(−)は、可変抵抗R6を介してオペアンプOP2の出力端に接続される一方、抵抗R7を介して接地端にも接続されている。オペアンプOP2の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP2の第2電源端は、接地端に接続されている。キャパシタC5は、可変抵抗R6と並列に接続されている。キャパシタC6は、オペアンプOP2の第1電源端と接地端との間に接続されている。   The amplifier circuit 140 is a circuit that amplifies the output signal of the LPF circuit 130, and includes an operational amplifier OP2, a variable resistor R6 (for example, 500 kΩ), a resistor R7 (for example, 10 kΩ), a capacitor C5 (for example, 0.01 μF), and a capacitor. C6 (for example, 0.1 μF). The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP2 is connected to the second terminal of the resistor R5. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP2 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP2 through the variable resistor R6, and is also connected to the ground terminal through the resistor R7. The first power supply terminal of the operational amplifier OP2 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP2 is connected to the ground terminal. The capacitor C5 is connected in parallel with the variable resistor R6. The capacitor C6 is connected between the first power supply terminal and the ground terminal of the operational amplifier OP2.

第1構成例のフィルタ部12であれば、簡易な回路構成により、光センサ部11の出力信号に重畳するノイズ成分を除去して、脈波データの検出精度を高めることができる。   With the filter unit 12 of the first configuration example, the noise component superimposed on the output signal of the optical sensor unit 11 can be removed with a simple circuit configuration, and the detection accuracy of the pulse wave data can be increased.

ただし、第1構成例のフィルタ部12では、被験者の体動ノイズ(運動によって生じる6.0Hz程度のノイズ成分)を十分に除去し切れない場合があり、被験者の運動時における脈波を高精度に検出するためには、さらなる改善の余地を残していた(図15の下段を参照)。   However, in the filter unit 12 of the first configuration example, the subject's body movement noise (noise component of about 6.0 Hz generated by exercise) may not be sufficiently removed, and the pulse wave during exercise of the subject is highly accurate. Therefore, there was room for further improvement (see the lower part of FIG. 15).

図14は、フィルタ部12の第2構成例を示す回路図である。第2構成例のフィルタ部12は、電流/電圧変換回路200と、1次CRハイパスフィルタ回路210(以下、HPF回路210と呼ぶ)と、ボルテージフォロワ回路220と、2次CRローパスフィルタ回路230(以下、LPF回路230と呼ぶ)と、増幅回路240と、6次バンドパスフィルタ回路250(以下、BPF[band pass filter]回路250と呼ぶ)と、増幅回路260と、中間電圧生成回路270と、を有する。   FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a second configuration example of the filter unit 12. The filter unit 12 of the second configuration example includes a current / voltage conversion circuit 200, a primary CR high-pass filter circuit 210 (hereinafter referred to as an HPF circuit 210), a voltage follower circuit 220, and a secondary CR low-pass filter circuit 230 ( (Hereinafter referred to as LPF circuit 230), amplifier circuit 240, sixth-order band pass filter circuit 250 (hereinafter referred to as BPF [band pass filter] circuit 250), amplifier circuit 260, intermediate voltage generation circuit 270, Have

電流/電圧変換回路200は、光センサ部11から出力される電流信号を電圧信号に変換する回路であり、抵抗R8(例えば200kΩ)と、抵抗R9(例えば430Ω)とを含む。光センサ部11を形成する発光ダイオード11Aのアノードは、電源電圧VDDの印加端に接続されている。発光ダイオード11Aのカソードは、抵抗R9を介して接地端に接続されている。光センサ部11を形成するフォトトランジスタ11Bのコレクタは、抵抗R8を介して電源電圧VDDの印加端に接続されている。フォトトランジスタ11Bのエミッタは、接地端に接続されている。   The current / voltage conversion circuit 200 is a circuit that converts a current signal output from the optical sensor unit 11 into a voltage signal, and includes a resistor R8 (for example, 200 kΩ) and a resistor R9 (for example, 430Ω). The anode of the light emitting diode 11A forming the optical sensor unit 11 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The cathode of the light emitting diode 11A is connected to the ground terminal via the resistor R9. The collector of the phototransistor 11B that forms the optical sensor unit 11 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD via the resistor R8. The emitter of the phototransistor 11B is connected to the ground terminal.

HPF回路210は、電流/電圧変換回路200の出力信号に重畳した低周波成分を除去する回路であり、キャパシタC7(例えば1.0μF)と、抵抗R10(例えば240kΩ)とを含む。キャパシタC7の第1端は、フォトトランジスタ11Bのコレクタに接続されている。キャパシタC7の第2端は、抵抗R10を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。なお、上記構成から成るHPF回路210のカットオフ周波数は、0.66Hzに設計されている。   The HPF circuit 210 is a circuit that removes a low-frequency component superimposed on the output signal of the current / voltage conversion circuit 200, and includes a capacitor C7 (for example, 1.0 μF) and a resistor R10 (for example, 240 kΩ). The first end of the capacitor C7 is connected to the collector of the phototransistor 11B. The second end of the capacitor C7 is connected to the application end of the intermediate voltage VM via the resistor R10. The cutoff frequency of the HPF circuit 210 having the above configuration is designed to be 0.66 Hz.

ボルテージフォロワ回路220は、HPF回路110の出力信号を後段に伝達する回路であり、オペアンプOP3と、キャパシタC8(例えば0.1μF)と、を含む。オペアンプOP3の非反転入力端(+)は、キャパシタC7の第2端に接続されている。オペアンプOP3の反転入力端(−)は、オペアンプOP3の出力端に接続されている。オペアンプOP3の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP3の第2電源端は、接地端に接続されている。キャパシタC8は、オペアンプOP3の第1電源端と接地端との間に接続されている。   The voltage follower circuit 220 is a circuit that transmits the output signal of the HPF circuit 110 to the subsequent stage, and includes an operational amplifier OP3 and a capacitor C8 (for example, 0.1 μF). The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP3 is connected to the second terminal of the capacitor C7. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP3 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP3. The first power supply terminal of the operational amplifier OP3 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP3 is connected to the ground terminal. The capacitor C8 is connected between the first power supply terminal and the ground terminal of the operational amplifier OP3.

LPF回路230は、ボルテージフォロワ回路220の出力信号に重畳した高周波成分を除去する回路であり、抵抗R11(例えば620kΩ)と、抵抗R12(例えば620kΩ)と、キャパシタC9(例えば1.0μF)と、キャパシタC10(例えば1.0μF)と、を含む。抵抗R11の第1端は、オペアンプOP3の出力端に接続されている。抵抗R11の第2端は、抵抗R12の第1端に接続される一方、キャパシタC9を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。抵抗R12の第2端は、キャパシタC10を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。なお、上記構成から成るLPF回路230のカットオフ周波数は、0.26Hzに設定されている。   The LPF circuit 230 is a circuit that removes a high frequency component superimposed on the output signal of the voltage follower circuit 220, and includes a resistor R11 (eg, 620 kΩ), a resistor R12 (eg, 620 kΩ), a capacitor C9 (eg, 1.0 μF), Capacitor C10 (for example, 1.0 μF). The first end of the resistor R11 is connected to the output end of the operational amplifier OP3. The second end of the resistor R11 is connected to the first end of the resistor R12, and is connected to the application end of the intermediate voltage VM via the capacitor C9. The second end of the resistor R12 is connected to the application end of the intermediate voltage VM via the capacitor C10. Note that the cut-off frequency of the LPF circuit 230 configured as described above is set to 0.26 Hz.

増幅回路240は、LPF回路230の出力信号を増幅する回路であり、オペアンプOP4と、抵抗R13(例えば10kΩ)と、抵抗R14(例えば1kΩ)と、キャパシタC11(例えば0.1μF)と、を含む。オペアンプOP4の非反転入力端(+)は、抵抗R12の第2端に接続されている。オペアンプOP4の反転入力端(−)は、抵抗R13を介してオペアンプOP4の出力端に接続される一方、抵抗R14を介して中間電圧VMの印加端にも接続されている。オペアンプOP4の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP4の第2電源端は、接地端に接続されている。キャパシタC11は、オペアンプOP4の第1電源端と接地端との間に接続されている。   The amplifier circuit 240 is a circuit that amplifies the output signal of the LPF circuit 230, and includes an operational amplifier OP4, a resistor R13 (for example, 10 kΩ), a resistor R14 (for example, 1 kΩ), and a capacitor C11 (for example, 0.1 μF). . The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP4 is connected to the second terminal of the resistor R12. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP4 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP4 through the resistor R13, and is also connected to the application terminal of the intermediate voltage VM through the resistor R14. The first power supply terminal of the operational amplifier OP4 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP4 is connected to the ground terminal. The capacitor C11 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP4 and the ground terminal.

BPF回路250は、増幅回路240の出力信号に重畳した低周波成分と高周波成分を共に除去するための回路であり、オペアンプOP5〜OP7と、抵抗R15(例えば75kΩ)と、抵抗R16(例えば2MΩ)と、抵抗R17(例えば150kΩ)と、抵抗R18(例えば130kΩ)と、抵抗R19(例えば91kΩ)と、抵抗R20(例えば620kΩ)と、抵抗R21(例えば43kΩ)と、抵抗R22(例えば30kΩ)と、抵抗R23(例えば200kΩ)と、キャパシタC12(例えば1μF)と、キャパシタC13(例えば1μF)と、キャパシタC14(例えば0.1μF)と、キャパシタC15(例えば1μF)と、キャパシタC16(例えば1μF)と、キャパシタC17(例えば0.1μF)と、キャパシタC18(例えば1μF)と、キャパシタC19(例えば1μF)と、キャパシタC20(例えば0.1μF)と、を含む。   The BPF circuit 250 is a circuit for removing both the low frequency component and the high frequency component superimposed on the output signal of the amplifier circuit 240, and includes operational amplifiers OP5 to OP7, a resistor R15 (for example, 75 kΩ), and a resistor R16 (for example, 2 MΩ). A resistor R17 (for example, 150 kΩ), a resistor R18 (for example, 130 kΩ), a resistor R19 (for example, 91 kΩ), a resistor R20 (for example, 620 kΩ), a resistor R21 (for example, 43 kΩ), a resistor R22 (for example, 30 kΩ), A resistor R23 (for example, 200 kΩ), a capacitor C12 (for example, 1 μF), a capacitor C13 (for example, 1 μF), a capacitor C14 (for example, 0.1 μF), a capacitor C15 (for example, 1 μF), a capacitor C16 (for example, 1 μF), Capacitor C17 (for example, 0.1 μF) and capacitor C18 (for example, It includes a 1 .mu.F), a capacitor C19 (e.g. 1 .mu.F), capacitor C20 (e.g. 0.1ĩF), the.

抵抗R15の第1端は、オペアンプOP4の出力端に接続されている。抵抗R15の第2端は、抵抗R16を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP5の非反転入力端(+)は、中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP5の反転入力端(−)は、キャパシタC12を介して抵抗R15の第2端に接続される一方、抵抗R17を介してオペアンプOP5の出力端にも接続されている。オペアンプOP5の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP5の第2電源端は、接地端に接続されている。キャパシタC13は、抵抗R15の第2端とオペアンプOP5の出力端との間に接続されている。キャパシタC14は、オペアンプOP5の第1電源端と接地端との間に接続されている。   The first end of the resistor R15 is connected to the output end of the operational amplifier OP4. The 2nd end of resistance R15 is connected to the application end of intermediate voltage VM via resistance R16. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP5 is connected to the application terminal for the intermediate voltage VM. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP5 is connected to the second terminal of the resistor R15 through the capacitor C12, and is also connected to the output terminal of the operational amplifier OP5 through the resistor R17. The first power supply terminal of the operational amplifier OP5 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP5 is connected to the ground terminal. The capacitor C13 is connected between the second end of the resistor R15 and the output end of the operational amplifier OP5. The capacitor C14 is connected between the first power supply terminal and the ground terminal of the operational amplifier OP5.

抵抗R18の第1端は、オペアンプOP5の出力端に接続されている。抵抗R18の第2端は、抵抗R19を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP6の非反転入力端(+)は、中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP6の反転入力端(−)は、キャパシタC15を介して抵抗R18の第2端に接続される一方、抵抗R20を介してオペアンプOP6の出力端にも接続されている。オペアンプOP6の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP6の第2電源端は、接地端に接続されている。キャパシタC16は、抵抗R18の第2端とオペアンプOP6の出力端との間に接続されている。キャパシタC17は、オペアンプOP6の第1電源端と接地端との間に接続されている。   The first end of the resistor R18 is connected to the output end of the operational amplifier OP5. The 2nd end of resistance R18 is connected to the application end of intermediate voltage VM via resistance R19. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP6 is connected to the application terminal for the intermediate voltage VM. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP6 is connected to the second terminal of the resistor R18 via the capacitor C15, and is also connected to the output terminal of the operational amplifier OP6 via the resistor R20. The first power supply terminal of the operational amplifier OP6 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP6 is connected to the ground terminal. The capacitor C16 is connected between the second end of the resistor R18 and the output end of the operational amplifier OP6. The capacitor C17 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP6 and the ground terminal.

抵抗R21の第1端は、オペアンプOP6の出力端に接続されている。抵抗R21の第2端は、抵抗R22を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP7の非反転入力端(+)は、中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP7の反転入力端(−)は、キャパシタC18を介して抵抗R21の第2端に接続される一方、抵抗R23を介してオペアンプOP7の出力端にも接続されている。オペアンプOP7の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP7の第2電源端は、接地端に接続されている。キャパシタC19は、抵抗R21の第2端とオペアンプOP7の出力端との間に接続されている。キャパシタC20は、オペアンプOP7の第1電源端と接地端との間に接続されている。   The first end of the resistor R21 is connected to the output end of the operational amplifier OP6. The 2nd end of resistance R21 is connected to the application end of intermediate voltage VM via resistance R22. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP7 is connected to the application terminal for the intermediate voltage VM. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP7 is connected to the second terminal of the resistor R21 via the capacitor C18, and is also connected to the output terminal of the operational amplifier OP7 via the resistor R23. The first power supply terminal of the operational amplifier OP7 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP7 is connected to the ground terminal. The capacitor C19 is connected between the second end of the resistor R21 and the output end of the operational amplifier OP7. The capacitor C20 is connected between the first power supply terminal and the ground terminal of the operational amplifier OP7.

なお、上記構成から成るBPF回路250は、0.80〜2.95Hzの通過周波数帯域を持つ。   The BPF circuit 250 having the above configuration has a pass frequency band of 0.80 to 2.95 Hz.

増幅回路260は、BPF回路250の出力信号を増幅する回路であり、オペアンプOP8と、可変抵抗R24(例えば1MΩ)と、抵抗R25(例えば1kΩ)と、キャパシタC21(例えば0.1μF)と、を含む。オペアンプOP8の非反転入力端(+)は、オペアンプOP7の出力端に接続されている。オペアンプOP8の反転入力端(−)は、可変抵抗R24を介してオペアンプOP8の出力端に接続される一方、抵抗R25を介して中間電圧VMの印加端にも接続されている。オペアンプOP8の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP8の第2電源端は、接地端に接続されている。キャパシタC21は、オペアンプOP8の第1電源端と接地端との間に接続されている。   The amplifier circuit 260 is a circuit that amplifies the output signal of the BPF circuit 250, and includes an operational amplifier OP8, a variable resistor R24 (for example, 1 MΩ), a resistor R25 (for example, 1 kΩ), and a capacitor C21 (for example, 0.1 μF). Including. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP8 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP7. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP8 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP8 through the variable resistor R24, and is also connected to the application terminal of the intermediate voltage VM through the resistor R25. The first power supply terminal of the operational amplifier OP8 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP8 is connected to the ground terminal. The capacitor C21 is connected between the first power supply terminal and the ground terminal of the operational amplifier OP8.

中間電圧生成回路260は、電源電圧VDDを1/2に分圧して中間電圧VM(=VDD/2)を生成する回路であり、抵抗R26(例えば1kΩ)と、抵抗R27(例えば1kΩ)と、キャパシタC22(0.1μF)と、を含む。抵抗R26の第1端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。抵抗R26の第2端と抵抗R27の第1端は、いずれも中間電圧VMの印加端に接続されている。抵抗R27の第2端は、接地端に接続されている。キャパシタC22は、抵抗R27に対して並列に接続されている。   The intermediate voltage generation circuit 260 is a circuit that divides the power supply voltage VDD by half to generate an intermediate voltage VM (= VDD / 2), and includes a resistor R26 (for example, 1 kΩ), a resistor R27 (for example, 1 kΩ), Capacitor C22 (0.1 μF). A first end of the resistor R26 is connected to an application end of the power supply voltage VDD. The second end of the resistor R26 and the first end of the resistor R27 are both connected to the application end of the intermediate voltage VM. A second end of the resistor R27 is connected to the ground end. The capacitor C22 is connected in parallel with the resistor R27.

第2構成例のフィルタ部12であれば、被験者の体動ノイズを適切に除去することができるので、被験者の安静時における脈波はもちろん、被験者の運動時(例えば歩行時)における脈波についても高精度に検出することが可能となる(図15の上段を参照)。   With the filter unit 12 of the second configuration example, the body motion noise of the subject can be appropriately removed, so that not only the pulse wave when the subject is at rest but also the pulse wave when the subject is exercising (for example, walking) Can be detected with high accuracy (see the upper part of FIG. 15).

また、第2構成例のフィルタ部12において、HPF回路210、LPFフィルタ回路230、増幅回路240、BPF回路250、及び、増幅回路260は、いずれも中間電圧VM(=VDD/2)を基準電圧として動作するので、フィルタ部12の出力信号は、中間電圧VMに対して上下に振幅変動する波形となる。従って、第2構成例のフィルタ部12であれば、出力信号の飽和(電源電圧VDDや接地電圧への張り付き)を防止して、脈波データを正しく検出することが可能となる。   In the filter unit 12 of the second configuration example, the HPF circuit 210, the LPF filter circuit 230, the amplifier circuit 240, the BPF circuit 250, and the amplifier circuit 260 all use the intermediate voltage VM (= VDD / 2) as the reference voltage. Therefore, the output signal of the filter unit 12 has a waveform whose amplitude varies vertically with respect to the intermediate voltage VM. Therefore, with the filter unit 12 of the second configuration example, saturation of the output signal (sticking to the power supply voltage VDD or the ground voltage) can be prevented and pulse wave data can be detected correctly.

<脈波センサ(第2実施形態)>
図16は、脈波センサの第2実施形態を示すブロック図である。第2実施形態の脈波センサ1は、基本的に第1実施形態と同様の構成であるが、運動時や屋外での脈波計測をより精度良く実施すべく、体動ノイズ抑制構造を採用すると共に、光センサ部11の駆動方式が変更されている。なお、光センサ部11の駆動方式を変更するに際して、本体ユニット10には、光センサ部11の発光部を外来光よりも高い輝度でパルス駆動するパルス駆動部17が含まれており、また、フィルタ部12には、光センサ部11の出力信号に検出処理(復調処理)を施す検波回路が内蔵されている。なお、パルス駆動部17やフィルタ部12の具体的な構成については、後ほど詳細に説明する。
<Pulse wave sensor (second embodiment)>
FIG. 16 is a block diagram showing a second embodiment of the pulse wave sensor. The pulse wave sensor 1 of the second embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment, but adopts a body motion noise suppression structure in order to perform pulse wave measurement during exercise or outdoors with higher accuracy. In addition, the driving method of the optical sensor unit 11 is changed. When changing the driving method of the optical sensor unit 11, the main unit 10 includes a pulse driving unit 17 that drives the light emitting unit of the optical sensor unit 11 with a higher luminance than external light. The filter unit 12 includes a detection circuit that performs detection processing (demodulation processing) on the output signal of the optical sensor unit 11. Note that specific configurations of the pulse driving unit 17 and the filter unit 12 will be described in detail later.

<運動時計測技術開発>
先にも述べたように、腕輪型の脈波センサ1であれば、被験者の静止時はもちろん、被験者が比較的軽い運動(歩行など)を行っている場合であっても、脈波の測定を正しく行うことが可能である。しかしながら、被験者が比較的激しい運動(ジョギングやランニングなど)を行っている場合には、体動ノイズの影響で脈波の測定を正しく行うことができない場合もあり、さらなる改善の余地が残されていた。
<Measurement technology development during exercise>
As described above, the bracelet type pulse wave sensor 1 measures the pulse wave not only when the subject is stationary but also when the subject is performing a relatively light exercise (such as walking). Can be done correctly. However, when the subject is performing relatively intense exercise (jogging, running, etc.), the pulse wave may not be measured correctly due to the influence of body motion noise, leaving room for further improvement. It was.

上記の体動ノイズについて、図17を参照しながら考察する。図17は、体動ノイズの発生メカニズムを模式的に示す断面図である。後述の体動ノイズ抑制構造を採用していない脈波センサ1(以下、説明の便宜上、旧型の脈波センサ1と呼ぶことがある)では、被験者の運動に伴う微小な身体変化(皮膚表面の張りやしわの具合/筋肉の動きなど)により、生体(手首)2に巻き回されたベルト20を介して脈波センサ1の本体部10aに振動が伝わると、この振動が殆ど減衰されることなく本体部10aに取り付けられたプリント配線基板10bにそのまま伝播される。その結果、プリント配線基板10bに搭載された光センサ部11と生体(手首)2との光学距離が上記の振動に起因して大きく変化してしまうので、これが体動ノイズとして光センサ部11の出力信号に現れる。   The body motion noise will be considered with reference to FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a mechanism for generating body movement noise. In the pulse wave sensor 1 (hereinafter, sometimes referred to as an old-type pulse wave sensor 1 for convenience of explanation) that does not employ the body motion noise suppression structure described later, a minute body change accompanying the movement of the subject (the surface of the skin) When the vibration is transmitted to the main body 10a of the pulse wave sensor 1 through the belt 20 wound around the living body (wrist) 2 due to tension, wrinkle / muscle movement, etc., the vibration is almost attenuated. Without being transmitted to the printed wiring board 10b attached to the main body 10a. As a result, the optical distance between the optical sensor unit 11 mounted on the printed wiring board 10b and the living body (wrist) 2 changes greatly due to the vibration described above, and this is the body movement noise. Appears in the output signal.

図18及び図19は、それぞれ体動ノイズ抑制構造を採用した脈波センサ1(以下、説明の便宜上、新型の脈波センサ1と呼ぶことがある)の一構成例を模式的に示す断面図及び平面図(脈波センサ1を光センサ部11が搭載される下面側から見た平面図)である。   FIG. 18 and FIG. 19 are cross-sectional views schematically showing a configuration example of a pulse wave sensor 1 (hereinafter, sometimes referred to as a new type of pulse wave sensor 1 for convenience of explanation) that employs a body motion noise suppression structure. And a plan view (a plan view of the pulse wave sensor 1 viewed from the lower surface side where the optical sensor unit 11 is mounted).

新型の脈波センサ1において、本体ユニット10は、本体部10aと、プリント配線基板10bと、緩衝部材10cと、粘着部材10dと、保護部材10eと、を含む。   In the new pulse wave sensor 1, the main body unit 10 includes a main body portion 10a, a printed wiring board 10b, a buffer member 10c, an adhesive member 10d, and a protective member 10e.

本体部10aは、脈波センサ1の構成要素(光センサ部11など)を担持する筐体である。ベルト20は、本体部10aの両端に取り付けられており、生体(手首)2に巻き回される。なお、本体部10aは、多層構造を避けたり、比較的重量が大きい部材(バッテリなど)を生体(手首)2に近い側に配置することにより、低重心構造にするとよい。このような低重心構造を採用すれば、被験者の運動時においても本体部10aが振動しにくくなるので、光センサ部11と生体(手首)2との光学距離変化が小さくなり、体動ノイズの発生を低減することが可能となる。   The main body 10a is a housing that carries the components (such as the optical sensor 11) of the pulse wave sensor 1. The belt 20 is attached to both ends of the main body 10 a and is wound around the living body (wrist) 2. The main body 10a may have a low center-of-gravity structure by avoiding a multilayer structure or by disposing a relatively heavy member (battery or the like) on the side close to the living body (wrist) 2. If such a low center-of-gravity structure is adopted, the main body 10a is less likely to vibrate even during the movement of the subject, so the change in the optical distance between the optical sensor 11 and the living body (wrist) 2 is reduced, and body motion noise Occurrence can be reduced.

プリント配線基板10bは、光センサ部11などの電子回路部品が搭載される部材であり、本体部10aの下面(生体(手首)2と対向する面)に取り付けられる。なお、プリント配線基板10bは、その平面視において、本体部10aよりも一回り小さいサイズに設計されており、ベルト20とプリント配線基板10bは、互いに接触しない程度の隙間(5mm程度)を空けて本体部10aに取り付けられている。このような構造を採用することにより、被験者の運動時においてもベルト20からプリント配線基板10bに振動が直接伝播しにくくなるので、光センサ部11と生体(手首)2との光学距離変化が小さくなり、体動ノイズの発生を低減することが可能となる。   The printed wiring board 10b is a member on which electronic circuit components such as the optical sensor unit 11 are mounted, and is attached to the lower surface (the surface facing the living body (wrist) 2) of the main body unit 10a. The printed wiring board 10b is designed to be slightly smaller in size than the main body 10a in plan view, and the belt 20 and the printed wiring board 10b have a gap (about 5 mm) that does not contact each other. It is attached to the main body 10a. By adopting such a structure, vibration hardly propagates directly from the belt 20 to the printed wiring board 10b even when the subject exercises, so that the optical distance change between the optical sensor unit 11 and the living body (wrist) 2 is small. Thus, the occurrence of body movement noise can be reduced.

緩衝部材10cは、プリント配線基板10bと本体部10aとの間(延いては光センサ部11と本体部10aとの間)に設けられた振動吸収性(柔軟性ないしは弾力性)の高い部材である。緩衝部材10cとしては、衝撃吸収ゲルのようなゲル素材のほか、スポンジやゴムなどを用いることができる。緩衝部材10cを設けることにより、本体部10aから光センサ部11への振動伝播を和らげることができるので、光センサ部11と生体(手首)2との光学距離変化が小さくなり、体動ノイズの発生を低減することが可能となる。   The buffer member 10c is a member having high vibration absorption (flexibility or elasticity) provided between the printed wiring board 10b and the main body 10a (and thus between the optical sensor 11 and the main body 10a). is there. As the buffer member 10c, a gel material such as a shock absorbing gel, sponge, rubber or the like can be used. By providing the buffer member 10c, vibration propagation from the main body 10a to the optical sensor unit 11 can be reduced, so that the optical distance change between the optical sensor unit 11 and the living body (wrist) 2 is reduced, and body motion noise is reduced. Occurrence can be reduced.

粘着部材10dは、光センサ部11の周囲に設けられて生体(手首)2と密着する粘着性の高い部材である。粘着部材10dとしては、両面テープや粘着パッドなどを用いることができる。粘着部材10dの厚さは、光センサ部11と同程度か、或いは、光センサ部11よりも低めに設計されている。粘着部材10dを設けることにより、光センサ部11と生体(手首)2との密着性を向上させることができるので、光センサ部11と生体(手首)2との光学距離変化が小さくなり、体動ノイズの発生を低減することが可能となる。なお、粘着部材10dは、光センサ部11との間に隙間(5mm程度)を空けて設けることが望ましい。このような構造を採用することにより、光センサ部11は、生体(手首)2から戻ってくる光を受光し易くなるので、脈波の測定精度を高めることが可能となる。また、粘着部材10dは、外光が光センサ部11に漏れ入ることを防止するための遮光部材としても機能する。遮光機能に着目した場合、粘着部材10dは、外光を吸収しやすい黒色としておくことが望ましい。   The adhesive member 10 d is a highly adhesive member that is provided around the optical sensor unit 11 and is in close contact with the living body (wrist) 2. As the adhesive member 10d, a double-sided tape or an adhesive pad can be used. The thickness of the adhesive member 10 d is designed to be the same as that of the optical sensor unit 11 or lower than that of the optical sensor unit 11. By providing the adhesive member 10d, the adhesion between the optical sensor unit 11 and the living body (wrist) 2 can be improved, so that the optical distance change between the optical sensor unit 11 and the living body (wrist) 2 is reduced, and the body Generation of dynamic noise can be reduced. The adhesive member 10d is preferably provided with a gap (about 5 mm) between the optical sensor unit 11 and the adhesive member 10d. By adopting such a structure, the optical sensor unit 11 can easily receive the light returning from the living body (wrist) 2, so that the measurement accuracy of the pulse wave can be increased. Further, the adhesive member 10 d also functions as a light shielding member for preventing external light from leaking into the optical sensor unit 11. When paying attention to the light shielding function, it is desirable that the adhesive member 10d be black that easily absorbs external light.

保護部材10eは、プリント配線基板10bの表面及び裏面の少なくとも一方を被覆して、電子回路部品(光センサ部11など)を衝撃や汚損から保護するための部材である。保護部材10eとしては、絶縁テープや樹脂コーティングなどを用いることができる。保護部材10eは、粘着部材10dと同じく黒色としておくことが望ましい。   The protection member 10e is a member for covering at least one of the front and back surfaces of the printed wiring board 10b to protect electronic circuit components (such as the optical sensor unit 11) from impact and contamination. As the protective member 10e, an insulating tape, a resin coating, or the like can be used. The protective member 10e is desirably black as is the adhesive member 10d.

図20は、フィルタ部12の第3構成例を示す回路図である。第3構成例のフィルタ部12は、電流/電圧変換回路300と、検波回路310と、増幅回路320と、6次のオペアンプ多重帰還型バンドパスフィルタ330(以下、BPF[band pass filter]回路330と呼ぶ)と、1次のローパスフィルタ回路340(以下、LPF回路[low pass filter]340と呼ぶ)と、増幅回路350と、中間電圧生成回路360と、を有する。   FIG. 20 is a circuit diagram illustrating a third configuration example of the filter unit 12. The filter unit 12 of the third configuration example includes a current / voltage conversion circuit 300, a detection circuit 310, an amplification circuit 320, and a sixth-order operational amplifier multiple feedback type bandpass filter 330 (hereinafter referred to as a BPF [band pass filter] circuit 330). A first-order low-pass filter circuit 340 (hereinafter referred to as an LPF circuit [low pass filter] 340), an amplifier circuit 350, and an intermediate voltage generation circuit 360.

電流/電圧変換回路300は、光センサ部11から出力される電流信号を電圧信号に変換する回路であり、抵抗R28(例えば430Ω)と、抵抗R29(例えば200kΩ)とを含む。光センサ部11を形成する発光ダイオード11A(発光部に相当)のアノードは、パルス駆動部17を介して電源電圧VDD(例えば+3.3V)の印加端に接続されている。発光ダイオード11Aのカソードは、抵抗R28を介して接地電圧GND2の印加端に接続されている。光センサ部11を形成するフォトトランジスタ11B(受光部に相当)のコレクタは、抵抗R29を介して電源電圧VDDの印加端に接続されている。フォトトランジスタ11Bのエミッタは、接地電圧GNDの印加端に接続されている。   The current / voltage conversion circuit 300 is a circuit that converts a current signal output from the optical sensor unit 11 into a voltage signal, and includes a resistor R28 (for example, 430Ω) and a resistor R29 (for example, 200 kΩ). The anode of the light emitting diode 11A (corresponding to the light emitting part) forming the optical sensor part 11 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD (for example, + 3.3V) via the pulse driving part 17. The cathode of the light emitting diode 11A is connected to the application terminal of the ground voltage GND2 via the resistor R28. The collector of the phototransistor 11B (corresponding to the light receiving unit) forming the photosensor unit 11 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD via the resistor R29. The emitter of the phototransistor 11B is connected to the application terminal of the ground voltage GND.

検波回路(復調回路)310は、電流/電圧変換回路300の出力信号に検波処理(復調処理)を施す回路であって、オペアンプOP9と、抵抗R30(例えば10kΩ)と、抵抗R31(例えば160kΩ)と、抵抗R32(例えば16kΩ)と、抵抗R33(例えば10kΩ)と、抵抗R34(例えば10kΩ)と、抵抗R35(例えば620kΩ)と、キャパシタC23(例えば1.0μF)と、キャパシタC24(例えば10nF)とキャパシタC25(例えば0.1μF)と、キャパシタC26(例えば1.0μF)と、キャパシタC27(例えば1.0μF)と、ダイオードD1及びD2と、を含む。フォトトランジスタ11Bのコレクタは、抵抗R30を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。キャパシタC23の第1端は、フォトトランジスタ11Bのコレクタに接続されている。キャパシタC23の第2端は、抵抗R31を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。抵抗R32の第1端は、キャパシタC23の第2端に接続されている。抵抗R32の第2端は、キャパシタC24を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP9の反転入力端(−)は抵抗R33を介して抵抗R32の第2端に接続されている。オペアンプOP9の非反転入力端(+)は、中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP9の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP9の第2電源端は、接地電圧GNDの印加端に接続されている。ダイオードD1のアノード及び抵抗R34の第1端は、いずれも、オペアンプOP9の反転入力端(−)に接続されている。ダイオードD1のカソードとダイオードD2のアノードは、いずれもオペアンプOP9の出力端に接続されている。抵抗R34の第2端は、ダイオードD2のカソードに接続されている。キャパシタC25は、オペアンプOP9の第1電源端と接地電圧GNDの印加端との間に接続されている。キャパシタC26は、ダイオードD2のカソードと中間電圧VMの印加端との間に接続されている。抵抗R35の第1端は、ダイオードD2のカソードに接続されている。抵抗R35の第2端は、キャパシタC27を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。検波回路310の動作については、後ほどパルス駆動部17の動作と合わせて詳細に説明する。   The detection circuit (demodulation circuit) 310 performs detection processing (demodulation processing) on the output signal of the current / voltage conversion circuit 300, and includes an operational amplifier OP9, a resistor R30 (for example, 10 kΩ), and a resistor R31 (for example, 160 kΩ). A resistor R32 (for example, 16 kΩ), a resistor R33 (for example, 10 kΩ), a resistor R34 (for example, 10 kΩ), a resistor R35 (for example, 620 kΩ), a capacitor C23 (for example, 1.0 μF), and a capacitor C24 (for example, 10 nF). And a capacitor C25 (for example, 0.1 μF), a capacitor C26 (for example, 1.0 μF), a capacitor C27 (for example, 1.0 μF), and diodes D1 and D2. The collector of the phototransistor 11B is connected to the application terminal of the intermediate voltage VM through the resistor R30. The first end of the capacitor C23 is connected to the collector of the phototransistor 11B. A second terminal of the capacitor C23 is connected to an application terminal for the intermediate voltage VM via a resistor R31. A first end of the resistor R32 is connected to a second end of the capacitor C23. A second terminal of the resistor R32 is connected to an application terminal for the intermediate voltage VM via the capacitor C24. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP9 is connected to the second terminal of the resistor R32 via the resistor R33. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP9 is connected to the application terminal for the intermediate voltage VM. The first power supply terminal of the operational amplifier OP9 is connected to the application terminal for the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP9 is connected to the application terminal for the ground voltage GND. The anode of the diode D1 and the first end of the resistor R34 are both connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP9. Both the cathode of the diode D1 and the anode of the diode D2 are connected to the output terminal of the operational amplifier OP9. A second end of the resistor R34 is connected to the cathode of the diode D2. The capacitor C25 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP9 and the application terminal of the ground voltage GND. The capacitor C26 is connected between the cathode of the diode D2 and the application end of the intermediate voltage VM. A first end of the resistor R35 is connected to the cathode of the diode D2. The second end of the resistor R35 is connected to the application end of the intermediate voltage VM via the capacitor C27. The operation of the detection circuit 310 will be described in detail later together with the operation of the pulse driving unit 17.

増幅回路320は、検波回路310の出力信号を増幅する回路であり、オペアンプOP10と、抵抗R36(例えば100kΩ)と、抵抗R37(例えば10kΩ)と、キャパシタC28(例えば0.1μF)と、を含む。オペアンプOP10の非反転入力端(+)は、抵抗R35の第2端に接続されている。オペアンプOP10の反転入力端(−)は、抵抗R36を介してオペアンプOP10の出力端に接続される一方、抵抗R37を介して中間電圧VMの印加端にも接続されている。オペアンプOP10の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP10の第2電源端は、接地電圧GNDの印加端に接続されている。キャパシタC28は、オペアンプOP10の第1電源端と接地電圧GNDの印加端との間に接続されている。   The amplifier circuit 320 is a circuit that amplifies the output signal of the detection circuit 310, and includes an operational amplifier OP10, a resistor R36 (for example, 100 kΩ), a resistor R37 (for example, 10 kΩ), and a capacitor C28 (for example, 0.1 μF). . The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP10 is connected to the second terminal of the resistor R35. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP10 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP10 through the resistor R36, and is also connected to the application terminal of the intermediate voltage VM through the resistor R37. The first power supply terminal of the operational amplifier OP10 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP10 is connected to the application terminal for the ground voltage GND. The capacitor C28 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP10 and the application terminal of the ground voltage GND.

BPF回路330は、増幅回路320の出力信号から低周波成分と高周波成分をいずれも除去するための回路であり、オペアンプOP11〜OP13と、抵抗R38(例えば75kΩ)と、抵抗R39(例えば2MΩ)と、抵抗R40(例えば150kΩ)と、抵抗R41(例えば130kΩ)と、抵抗R42(例えば91kΩ)と、抵抗R43(例えば620kΩ)と、抵抗R44(例えば43kΩ)と、抵抗R45(例えば30kΩ)と、抵抗R46(例えば200kΩ)と、キャパシタC29(例えば1.0μF)と、キャパシタC30(例えば1.0μF)と、キャパシタC31(例えば0.1μF)と、キャパシタC32(例えば1.0μF)と、キャパシタC33(例えば1.0μF)と、キャパシタC34(例えば0.1μF)と、キャパシタC35(例えば1.0μF)と、キャパシタC36(例えば1.0μF)と、キャパシタC37(例えば0.1μF)とを含む。   The BPF circuit 330 is a circuit for removing both low frequency components and high frequency components from the output signal of the amplifier circuit 320, and includes operational amplifiers OP11 to OP13, a resistor R38 (for example, 75 kΩ), and a resistor R39 (for example, 2 MΩ). , Resistor R40 (eg 150 kΩ), resistor R41 (eg 130 kΩ), resistor R42 (eg 91 kΩ), resistor R43 (eg 620 kΩ), resistor R44 (eg 43 kΩ), resistor R45 (eg 30 kΩ), resistor R46 (for example, 200 kΩ), capacitor C29 (for example, 1.0 μF), capacitor C30 (for example, 1.0 μF), capacitor C31 (for example, 0.1 μF), capacitor C32 (for example, 1.0 μF), and capacitor C33 (for example) For example, 1.0 μF), capacitor C34 (for example, 0.1 μF), and capacitor Sita containing C35 (e.g. 1.0μF), a capacitor C36 (eg 1.0μF), a capacitor C37 and a (e.g. 0.1ĩF).

抵抗R38の第1端は、オペアンプOP10の出力端に接続されている。抵抗R38の第2端は、抵抗R39を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP11の非反転入力端(+)は、中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP11の反転入力端(−)は、キャパシタC29を介して抵抗R38の第2端に接続される一方、抵抗R40を介してオペアンプOP11の出力端にも接続されている。オペアンプOP11の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP11の第2電源端は、接地電圧GNDの印加端に接続されている。キャパシタC30は、抵抗R38の第2端とオペアンプOP11の出力端との間に接続されている。キャパシタC31は、オペアンプOP11の第1電源端と接地電圧GNDの印加端との間に接続されている。   The first end of the resistor R38 is connected to the output end of the operational amplifier OP10. The second end of the resistor R38 is connected to the application end of the intermediate voltage VM via the resistor R39. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP11 is connected to the application terminal for the intermediate voltage VM. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP11 is connected to the second terminal of the resistor R38 via the capacitor C29, and is also connected to the output terminal of the operational amplifier OP11 via the resistor R40. The first power supply terminal of the operational amplifier OP11 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP11 is connected to the application terminal of the ground voltage GND. The capacitor C30 is connected between the second end of the resistor R38 and the output end of the operational amplifier OP11. The capacitor C31 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP11 and the application terminal of the ground voltage GND.

抵抗R41の第1端は、オペアンプOP11の出力端に接続されている。抵抗R41の第2端は、抵抗R42を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP12の非反転入力端(+)は、中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP12の反転入力端(−)は、キャパシタC32を介して抵抗R41の第2端に接続される一方、抵抗R43を介してオペアンプOP12の出力端にも接続されている。オペアンプOP12の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP12の第2電源端は、接地電圧GNDの印加端に接続されている。キャパシタC33は、抵抗R41の第2端とオペアンプOP12の出力端との間に接続されている。キャパシタC34は、オペアンプOP12の第1電源端と接地電圧GNDの印加端との間に接続されている。   The first end of the resistor R41 is connected to the output end of the operational amplifier OP11. The second end of the resistor R41 is connected to the application end of the intermediate voltage VM via the resistor R42. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP12 is connected to the application terminal for the intermediate voltage VM. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP12 is connected to the second terminal of the resistor R41 via the capacitor C32, and is also connected to the output terminal of the operational amplifier OP12 via the resistor R43. The first power supply terminal of the operational amplifier OP12 is connected to the application terminal for the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP12 is connected to the application terminal of the ground voltage GND. The capacitor C33 is connected between the second end of the resistor R41 and the output end of the operational amplifier OP12. The capacitor C34 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP12 and the application terminal of the ground voltage GND.

抵抗R44の第1端は、オペアンプOP12の出力端に接続されている。抵抗R44の第2端は、抵抗R45を介して中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP13の非反転入力端(+)は、中間電圧VMの印加端に接続されている。オペアンプOP13の反転入力端(−)は、キャパシタC35を介して抵抗R44の第2端に接続される一方、抵抗R46を介してオペアンプOP13の出力端にも接続されている。オペアンプOP13の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP13の第2電源端は、接地電圧GNDの印加端に接続されている。キャパシタC36は、抵抗R44の第2端とオペアンプOP13の出力端との間に接続されている。キャパシタC37は、オペアンプOP13の第1電源端と接地電圧GNDの印加端との間に接続されている。   The first end of the resistor R44 is connected to the output end of the operational amplifier OP12. The 2nd end of resistance R44 is connected to the application end of intermediate voltage VM via resistance R45. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP13 is connected to the application terminal for the intermediate voltage VM. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP13 is connected to the second terminal of the resistor R44 through the capacitor C35, and is also connected to the output terminal of the operational amplifier OP13 through the resistor R46. The first power supply terminal of the operational amplifier OP13 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP13 is connected to the application terminal of the ground voltage GND. The capacitor C36 is connected between the second end of the resistor R44 and the output end of the operational amplifier OP13. The capacitor C37 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP13 and the application terminal of the ground voltage GND.

なお、上記構成から成るオペアンプ多重帰還型のBPF回路330は、0.7〜3.0Hzの通過周波数帯域を持つ。   The operational amplifier multiple feedback type BPF circuit 330 having the above configuration has a pass frequency band of 0.7 to 3.0 Hz.

LPF回路340は、BPF回路330の出力信号から高周波成分を除去する回路であり、抵抗R47(例えば110kΩ)と、キャパシタC38(例えば1.0μF)と、を含む。抵抗R47の第1端は、オペアンプOP13の出力端に接続されている。抵抗R47の第2端は、キャパシタC38を介して、中間電圧VMの印加端に接続されている。上記構成から成るLPF回路340のカットオフ周波数は1.45Hzに設定されている。   The LPF circuit 340 is a circuit that removes a high frequency component from the output signal of the BPF circuit 330, and includes a resistor R47 (eg, 110 kΩ) and a capacitor C38 (eg, 1.0 μF). The first end of the resistor R47 is connected to the output end of the operational amplifier OP13. The second end of the resistor R47 is connected to the application end of the intermediate voltage VM via the capacitor C38. The cut-off frequency of the LPF circuit 340 having the above configuration is set to 1.45 Hz.

増幅回路350は、LPF回路340の出力信号を増幅する回路であり、オペアンプOP14と、可変抵抗R48(例えば1MΩ)と、抵抗R49(例えば1kΩ)と、キャパシタC39(例えば0.1μF)と、を含む。オペアンプOP14の非反転入力端(+)は、抵抗R47の第2端に接続されている。オペアンプOP14の反転入力端(−)は、可変抵抗R48を介してオペアンプOP14の出力端に接続される一方、抵抗R49を介して中間電圧VMの印加端にも接続されている。オペアンプOP14の第1電源端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。オペアンプOP14の第2電源端は、接地電圧GNDの印加端に接続されている。キャパシタC39は、オペアンプOP14の第1電源端と接地電圧GNDの印加端との間に接続されている。   The amplifier circuit 350 is a circuit that amplifies the output signal of the LPF circuit 340, and includes an operational amplifier OP14, a variable resistor R48 (for example, 1 MΩ), a resistor R49 (for example, 1 kΩ), and a capacitor C39 (for example, 0.1 μF). Including. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP14 is connected to the second terminal of the resistor R47. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP14 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP14 through the variable resistor R48, and is also connected to the application terminal of the intermediate voltage VM through the resistor R49. The first power supply terminal of the operational amplifier OP14 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The second power supply terminal of the operational amplifier OP14 is connected to the application terminal for the ground voltage GND. The capacitor C39 is connected between the first power supply terminal of the operational amplifier OP14 and the application terminal of the ground voltage GND.

中間電圧生成回路360は、電源電圧VDDを1/2に分圧して中間電圧VM(=VDD/2)を生成する回路であり、抵抗R50(例えば1kΩ)と、抵抗R51(例えば1kΩ)と、キャパシタC40(1.0μF)と、を含む。抵抗R50の第1端は、電源電圧VDDの印加端に接続されている。抵抗R50の第2端と抵抗R51の第1端は、いずれも中間電圧VMの印加端に接続されている。抵抗R51の第2端は、接地電圧GNDの端に接続されている。キャパシタC40は、抵抗R51に対して並列に接続されている。   The intermediate voltage generation circuit 360 is a circuit that divides the power supply voltage VDD by half to generate an intermediate voltage VM (= VDD / 2), and includes a resistor R50 (for example, 1 kΩ), a resistor R51 (for example, 1 kΩ), Capacitor C40 (1.0 μF). A first end of the resistor R50 is connected to an application end of the power supply voltage VDD. The second end of the resistor R50 and the first end of the resistor R51 are both connected to the application end of the intermediate voltage VM. The second end of the resistor R51 is connected to the end of the ground voltage GND. The capacitor C40 is connected in parallel with the resistor R51.

第3構成例のフィルタ部12であれば、光センサ部11の出力信号(脈波データ)から体動ノイズを効果的に除去することが可能となる。   With the filter unit 12 of the third configuration example, body motion noise can be effectively removed from the output signal (pulse wave data) of the optical sensor unit 11.

また、第3構成例のフィルタ部12において、検波回路310、増幅回路320、BPF回路330、LPF回路340、及び、増幅回路350は、いずれも中間電圧VM(=VDD/2)を基準電圧として動作するので、フィルタ部12の出力信号は、中間電圧VMに対して上下に振幅変動する波形となる。従って、第3構成例のフィルタ部12であれば、出力信号の飽和(電源電圧VDDや接地電圧GNDへの張り付き)を防止して、脈波データを正しく検出することが可能となる。   In the filter unit 12 of the third configuration example, the detection circuit 310, the amplification circuit 320, the BPF circuit 330, the LPF circuit 340, and the amplification circuit 350 all use the intermediate voltage VM (= VDD / 2) as a reference voltage. Since it operates, the output signal of the filter unit 12 has a waveform whose amplitude varies up and down with respect to the intermediate voltage VM. Therefore, with the filter unit 12 of the third configuration example, saturation of the output signal (sticking to the power supply voltage VDD and the ground voltage GND) can be prevented and pulse wave data can be detected correctly.

上記の体動ノイズ抑制構造(図18及び図19)とフィルタ部12(図20)を組み合わせて採用した新型の脈波センサ1であれば、被験者の安静時における脈波はもちろん、被験者の運動時(歩行時/ジョギング時/ランニング時)における脈波についても高精度に検出することが可能となる。   With the new type of pulse wave sensor 1 that employs a combination of the body motion noise suppression structure (FIGS. 18 and 19) and the filter unit 12 (FIG. 20), not only the pulse wave when the subject is at rest, but also the motion of the subject. It is possible to detect a pulse wave at the time (walking / jogging / running) with high accuracy.

図21〜図26は、それぞれ、歩行時(6km/h)、ジョギング時(8km/h、10km/h)、及び、ランニング時(12km/h、14km/h、16km/h)の測定結果(上:旧型、下:新型)を示すグラフである。図中の実線は、脈波センサ1(新/旧)の測定結果を示しており、図中の破線は、胸ベルト装着型心拍計(市販品)の測定結果を比較参照用として示している。なお、上記の運動(歩行/ジョギング/ランニング)は、いずれも屋内のトレッドミルを用いて実施されたものである。   FIGS. 21 to 26 show the measurement results at walking (6 km / h), jogging (8 km / h, 10 km / h), and running (12 km / h, 14 km / h, 16 km / h), respectively. Upper: old model, lower: new model). The solid line in the figure shows the measurement result of the pulse wave sensor 1 (new / old), and the broken line in the figure shows the measurement result of the chest belt-mounted heart rate monitor (commercially available product) for comparison reference. . The above exercises (walking / jogging / running) are all performed using an indoor treadmill.

旧型の脈波センサ1を用いた場合、被験者の歩行時には胸ベルト装着型心拍計と相関のある測定結果が得られていたが(図21の上段)、被験者のジョギング時やランニング時には体動ノイズの影響が大きくなって胸ベルト装着型心拍計と乖離した測定結果となっていた(図22〜図26の各上段)   When the old pulse wave sensor 1 was used, a measurement result correlated with the chest belt type heart rate monitor was obtained when the subject walked (upper part of FIG. 21), but body motion noise was observed when the subject was jogging or running. As a result, the measurement results deviated from the chest belt-mounted heart rate monitor (the upper sections of FIGS. 22 to 26).

一方、新型の脈波センサ1を用いた場合、被験者の歩行時のみならず、被験者のジョギング時やランニング時にも、胸ベルト装着型心拍計と相関のある測定結果を得られることが確認された(図21〜図26の各下段)。   On the other hand, when the new pulse wave sensor 1 was used, it was confirmed that a measurement result correlated with the chest belt type heart rate monitor can be obtained not only when the subject walks but also when the subject jogs or runs. (Lower stages of FIGS. 21 to 26).

<屋外計測技術開発>
上記した新型の脈波センサ1は、屋外(外乱光となる太陽光の下)でも脈波を正しく測定できるように、光センサ部11の発光部(発光ダイオード11A)を外来光よりも高い輝度でパルス駆動させるパルス駆動部17を有し、かつ、フィルタ部12は、光センサ部11の出力信号に検波処理を施して脈波信号を抽出する検波回路230を含む構成とされている(先の図20を参照)。
<Development of outdoor measurement technology>
The above-described new pulse wave sensor 1 has a higher luminance than the external light in the light emitting part (light emitting diode 11A) of the optical sensor part 11 so that the pulse wave can be correctly measured even outdoors (under sunlight that becomes disturbance light). The filter unit 12 includes a detection circuit 230 that performs a detection process on the output signal of the optical sensor unit 11 and extracts a pulse wave signal (see above). (See FIG. 20).

光センサ部11の発光方法を常時点灯法からパルス点灯法(デューティ駆動法)に変更したことの意義について、図27を参照しながら詳細に説明する。図27は、常時点灯法とパルス点灯法との比較テーブルであり、上から順に、発光部の明るさ、信号強度S(脈波信号)、ノイズ強度N(外乱光)、及び、S/Nが示されている。   The significance of changing the light emitting method of the optical sensor unit 11 from the constant lighting method to the pulse lighting method (duty driving method) will be described in detail with reference to FIG. FIG. 27 is a comparison table between the constant lighting method and the pulse lighting method. In order from the top, the brightness of the light emitting unit, the signal intensity S (pulse wave signal), the noise intensity N (disturbance light), and the S / N It is shown.

常時点灯法における単位時間当たりの信号強度Sは、発光部の明るさをL(例えば1.5mA駆動)とした場合、S=L(=L×1)と表すことができる。一方、ノイズ強度Nは、外乱光の明るさを(α×L)とした場合、N=(α×L)と表される。従って、α>1である場合には、信号強度Sよりもノイズ強度Nの方が大きい状態(S<N)となり、S/Nを確保することができなくなる。   The signal intensity S per unit time in the constant lighting method can be expressed as S = L (= L × 1) when the brightness of the light emitting unit is L (for example, 1.5 mA drive). On the other hand, the noise intensity N is expressed as N = (α × L) when the brightness of the ambient light is (α × L). Therefore, when α> 1, the noise intensity N is larger than the signal intensity S (S <N), and S / N cannot be secured.

一方、パルス点灯法(例えば、駆動周波数:100Hz、デューティ:1/50)における発光時間当たりの信号強度Sは、発光部の明るさを(50×L)(例えば75mA駆動)とした場合、S=L(=(50×L)×(1/50))と表すことができる。一方、ノイズ強度Nは、外乱光の明るさを(α×L)とした場合、N=(α×L)/50と表される。このように、パルス点灯法と発光部の高輝度化を組み合わせることにより、信号強度Sを従前と同様のレベルに維持しつつ、ノイズ強度Nを発光部のデューティに応じて低減することができるので、結果としてS/Nを向上させることが可能となる。なお、デューティについては、1/10〜1/100に設定すればよく、例えば、上記で示したように、デューティを1/50に設定することが望ましい。なお、デューティを1/10に設定した場合には、発光部の明るさを(10×L)とすればよいし、デューティを1/100に設定した場合には、発光部の明るさを(100×L)とすればよい。   On the other hand, the signal intensity S per light emission time in the pulse lighting method (for example, drive frequency: 100 Hz, duty: 1/50) is S when the brightness of the light emitting unit is (50 × L) (for example, 75 mA drive). = L (= (50 × L) × (1/50)). On the other hand, the noise intensity N is expressed as N = (α × L) / 50 when the brightness of the disturbance light is (α × L). In this way, by combining the pulse lighting method and increasing the brightness of the light emitting part, the noise intensity N can be reduced according to the duty of the light emitting part while maintaining the signal intensity S at the same level as before. As a result, the S / N can be improved. The duty may be set to 1/10 to 1/100. For example, as described above, it is desirable to set the duty to 1/50. When the duty is set to 1/10, the brightness of the light emitting unit may be (10 × L), and when the duty is set to 1/100, the brightness of the light emitting unit is set to ( 100 × L).

図28は、パルス駆動部17の一構成例を示す回路図である。本構成例のパルス駆動部17は、半導体装置IC1と、Pチャネル型MOS[metal oxide semiconductor]電界効果トランジスタP1と、抵抗R52〜R55と、キャパシタC41〜C43とを含む。   FIG. 28 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the pulse driving unit 17. The pulse drive unit 17 of this configuration example includes a semiconductor device IC1, a P-channel MOS (metal oxide semiconductor) field effect transistor P1, resistors R52 to R55, and capacitors C41 to C43.

半導体装置IC1は、3つのシュミットトリガST1〜ST3と、8本の外部端子(1ピン〜8ピン)と、を有する。1ピンは、シュミットトリガST1の入力端に接続されている。2ピンは、シュミットトリガST2の出力端に接続されている。3ピンは、シュミットトリガST3の入力端に接続されている。4ピンは接地端子であり、半導体装置IC1の外部において、接地電圧GND2の印加端に接続されている。5ピンは、シュミットトリガST3の出力端に接続されている。6ピンは、シュミットトリガST2の入力端に接続されている。7ピンは、シュミットトリガST1の出力端に接続されている。8ピンは電源端子であり、半導体装置IC1の外部において、電源電圧VDDの印加端に接続されている。   The semiconductor device IC1 has three Schmitt triggers ST1 to ST3 and eight external terminals (1 to 8 pins). Pin 1 is connected to the input end of Schmitt trigger ST1. The second pin is connected to the output terminal of the Schmitt trigger ST2. The 3rd pin is connected to the input terminal of the Schmitt trigger ST3. Pin 4 is a ground terminal and is connected to the application terminal of the ground voltage GND2 outside the semiconductor device IC1. Pin 5 is connected to the output terminal of Schmitt trigger ST3. The 6th pin is connected to the input terminal of the Schmitt trigger ST2. Pin 7 is connected to the output terminal of Schmitt trigger ST1. Pin 8 is a power supply terminal and is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD outside the semiconductor device IC1.

トランジスタP1のソースは、電源電圧VDDの印加端に接続されている。トランジスタのドレインは、発光ダイオード11Aのアノードに接続されている。トランジスタP1のゲートは、抵抗R52を介して電源電圧VDDの印加端に接続される一方、抵抗R53を介して半導体装置IC1の5ピンにも接続されている。抵抗R54の第1端は、半導体装置IC1の3ピンに接続されている。抵抗R54の第2端は、接地電圧GND2の印加端に接続されている。抵抗R55の第1端は、半導体装置IC1の1ピンに接続されている。抵抗R55の第2端は、半導体装置IC1の6ピンと7ピンに接続されている。キャパシタC41は、電源電圧VDDの印加端と接地電圧GND2の印加端との間に接続されている。キャパシタC42は、半導体装置IC1の1ピンと接地電圧GND2の印加端との間に接続されている。キャパシタC43は、半導体装置IC1の2ピンと3ピンとの間に接続されている。   The source of the transistor P1 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The drain of the transistor is connected to the anode of the light emitting diode 11A. The gate of the transistor P1 is connected to the application terminal of the power supply voltage VDD via the resistor R52, and is also connected to the 5th pin of the semiconductor device IC1 via the resistor R53. A first end of the resistor R54 is connected to pin 3 of the semiconductor device IC1. The second end of the resistor R54 is connected to the application end of the ground voltage GND2. The 1st end of resistance R55 is connected to 1 pin of semiconductor device IC1. The second end of the resistor R55 is connected to the 6th and 7th pins of the semiconductor device IC1. The capacitor C41 is connected between the application terminal of the power supply voltage VDD and the application terminal of the ground voltage GND2. The capacitor C42 is connected between the first pin of the semiconductor device IC1 and the application terminal of the ground voltage GND2. The capacitor C43 is connected between pins 2 and 3 of the semiconductor device IC1.

上記構成から成るパルス駆動部17は、所定の駆動周波数及びデューティでトランジスタP1のオン/オフを繰り返して、光センサ部11の発光ダイオード11Aに流れる電流のパルス駆動を行う。なお、発光ダイオード11Aとしては、高輝度対応素子(ピーク順方向電流:100mA)が用いられている。   The pulse driving unit 17 having the above configuration repeats on / off of the transistor P1 at a predetermined driving frequency and duty, and performs pulse driving of the current flowing through the light emitting diode 11A of the optical sensor unit 11. In addition, as the light emitting diode 11A, a high-luminance compatible element (peak forward current: 100 mA) is used.

図29は、検波回路310における脈波信号の復調処理(検波処理)を説明するための模式図である。なお、図28の上段には検波回路310への入力信号が描写されており、図29の下段には検波回路310の出力信号が描写されている。先の図20で示したように、フィルタ部12に組み込まれた検波回路310は、いわゆる反転型の半波整流検波回路であり、パルス駆動される入力信号からその包絡線のみを抽出した出力信号を生成し、これを後段回路に出力する。   FIG. 29 is a schematic diagram for explaining a demodulation process (detection process) of a pulse wave signal in the detection circuit 310. 28, the input signal to the detection circuit 310 is depicted in the upper part of FIG. 28, and the output signal of the detection circuit 310 is depicted in the lower part of FIG. As shown in FIG. 20, the detection circuit 310 incorporated in the filter unit 12 is a so-called inverting half-wave rectification detection circuit, and an output signal obtained by extracting only the envelope from a pulse-driven input signal. Is generated and output to the subsequent circuit.

図30は、光センサ部11の発光特性及び受光特性を示すグラフである。図30の横軸は波長を示しており、縦軸は相対感度を示している。なお、図中の実線は新型フォトトランジスタの波長特性(受光特性)を示しており、図中の小破線は旧型フォトトランジスタの波長特性(受光特性)を示している。また、図中の大破線は発光ダイオードの波長特性(発光特性)を示している。図30で示したように、新型の脈波センサ1において、受光部として用いられる新型フォトトランジスタの波長特性(受光特性)は、発光部として用いられる発光ダイオードの波長特性(発光特性)と合致するように設計されている。このように、発光部と受光部の波長特性を最適化すれば、不要帯域の感度をカットすることができるので、外来光(太陽光)の影響を低減することが可能となる。   FIG. 30 is a graph showing light emission characteristics and light reception characteristics of the optical sensor unit 11. The horizontal axis in FIG. 30 indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the relative sensitivity. The solid line in the figure indicates the wavelength characteristic (light reception characteristic) of the new phototransistor, and the small broken line in the figure indicates the wavelength characteristic (light reception characteristic) of the old phototransistor. The large broken line in the figure indicates the wavelength characteristic (light emission characteristic) of the light emitting diode. As shown in FIG. 30, in the new pulse wave sensor 1, the wavelength characteristic (light receiving characteristic) of the new phototransistor used as the light receiving part matches the wavelength characteristic (light emitting characteristic) of the light emitting diode used as the light emitting part. Designed to be Thus, by optimizing the wavelength characteristics of the light emitting unit and the light receiving unit, it is possible to cut the sensitivity of unnecessary bands, so that the influence of external light (sunlight) can be reduced.

上記のパルス点灯法(図20、図27〜図29)と波長特性最適化(図30)を組み合わせて採用した新型の脈波センサ1であれば、屋内はもちろん、外乱光の多い屋外でも脈波を高精度に検出することが可能となる。   The new pulse wave sensor 1 adopting a combination of the above-described pulse lighting method (FIGS. 20, 27 to 29) and wavelength characteristic optimization (FIG. 30) can be used not only indoors but also outdoors with a lot of disturbance light. Waves can be detected with high accuracy.

図31は、屋外での静止状態(立位状態)における脈波測定結果の新旧比較テーブルである。図31の上段には、旧型の脈波センサ1による屋外(4万ルクス)での脈波測定結果が示されており、図31の下段には、新型の脈波センサ1による屋外(8万ルクス)での脈波測定結果が示されている。図31で示したように、旧型の脈波センサ1では、外来光(太陽光)の影響で脈波信号が飽和してしまい、脈波を正しく測定することができないのに対して、新型の脈波センサ1であれば、脈波信号の飽和を回避して脈波を正しく測定することが可能である。   FIG. 31 is an old and new comparison table of pulse wave measurement results in a stationary state (standing position) outdoors. The upper part of FIG. 31 shows the result of pulse wave measurement outdoors (40,000 lux) using the old pulse wave sensor 1, and the lower part of FIG. (Lux) pulse wave measurement results are shown. As shown in FIG. 31, in the old pulse wave sensor 1, the pulse wave signal is saturated due to the influence of extraneous light (sunlight), and the pulse wave cannot be measured correctly. The pulse wave sensor 1 can correctly measure the pulse wave by avoiding saturation of the pulse wave signal.

図32は、新型の脈波センサ1による屋内外での脈波測定結果を示すグラフである。なお、図中の実線は、新型の脈波センサ1の測定結果を示しており、図中の破線は、胸ベルト装着型心拍計(市販品)の測定結果を比較参照用として示している。図31で示したように、新型の脈波センサ1を用いることにより、屋内はもちろん、屋外(8万ルクス)であっても、静止時(座位/立位)と歩行時の双方において、胸ベルト装着型心拍計と相関のある測定結果を得られることが確認された。   FIG. 32 is a graph showing pulse wave measurement results indoors and outdoors by the new pulse wave sensor 1. The solid line in the figure indicates the measurement result of the new pulse wave sensor 1, and the broken line in the figure indicates the measurement result of the chest belt-mounted heart rate monitor (commercially available product) for comparison. As shown in FIG. 31, by using the new pulse wave sensor 1, not only indoors but also outdoors (80,000 lux), the chest can be used both at rest (sitting / standing) and walking. It was confirmed that measurement results correlated with the belt-mounted heart rate monitor can be obtained.

なお、上記で説明した屋外計測技術(パルス点灯法と波長特性最適化)については、腕輪型の脈波センサ1に限らず、その他構造(指輪型、アイマスク型、耳栓型など)の脈波センサにも広く適用することが可能である。   Note that the outdoor measurement technique (pulse lighting method and wavelength characteristic optimization) described above is not limited to the bracelet type pulse wave sensor 1, but pulses of other structures (ring type, eye mask type, earplug type, etc.) It can be widely applied to wave sensors.

<耳での脈波測定>
図33は、耳での脈波測定の原理を説明するための模式図である。先の第1、第2実施形態では、主として手首で脈波測定を行う構成を例に挙げたが、脈波センサは、手首以外の部位にも装着することができる。そこで、次の第3実施形態では、耳で脈波測定を行う構成を例に挙げて説明を行う。なお、耳での脈波測定を行う場合、脈波センサ(発光部と受光部)の装着位置は、外耳Eのいかなる部位(舟状窩E1、耳輪E2、対耳輪E3、対耳珠E4、外耳道E5、上対耳輪脚E6、三角窩E7、下対耳輪脚E8、耳甲介E9、耳珠E10、珠間切痕E11、及び、耳垂E12)であってもよい。
<Pulse wave measurement by ear>
FIG. 33 is a schematic diagram for explaining the principle of pulse wave measurement at the ear. In the first and second embodiments, the configuration in which the pulse wave measurement is mainly performed with the wrist has been described as an example. However, the pulse wave sensor can be attached to a part other than the wrist. Therefore, in the following third embodiment, an explanation will be given by taking as an example a configuration in which pulse waves are measured with the ear. In addition, when performing pulse wave measurement with the ear, the mounting position of the pulse wave sensor (light emitting unit and light receiving unit) can be any part of the outer ear E (boat fossa E1, ear ring E2, ear ring E3, anti tragus E4, It may be an external auditory canal E5, an upper earring leg E6, a triangular fossa E7, a lower earring leg E8, a concha E9, a tragus E10, an intercostal notch E11, and an earlobe E12).

<脈波センサ(第3実施形態)>
図34及び図35は、それぞれ、脈波センサの第3実施形態を示す外観図及びブロック図である。第3実施形態の脈波センサ401は、イヤホン(ヘッドホン)401Xと本体ユニット401Yを有し、脈波測定機能を備えた携帯型のオーディオプレーヤとして提供される。なお、オーディオプレーヤという概念には、オーディオ再生専用機だけでなく、オーディオ再生機能を備えた携帯電話端末、スマートフォン、及び、携帯ゲーム端末なども含まれる。
<Pulse wave sensor (third embodiment)>
34 and 35 are an external view and a block diagram showing a third embodiment of the pulse wave sensor, respectively. The pulse wave sensor 401 of the third embodiment includes an earphone (headphone) 401X and a main unit 401Y, and is provided as a portable audio player having a pulse wave measurement function. The concept of the audio player includes not only a dedicated audio playback device but also a mobile phone terminal, a smartphone, a mobile game terminal, and the like having an audio playback function.

イヤホン401Xは、ユーザの外耳E(特に耳介(耳殻))に装着して使用されるインナーイヤー型であり、筐体410と、光センサ部411と、スピーカ412と、ドライバ413と、コード414と、コネクタ415と、を含む。   The earphone 401X is an inner ear type that is used by being attached to the user's outer ear E (particularly the auricle (ear shell)), and includes a housing 410, an optical sensor unit 411, a speaker 412, a driver 413, and a cord 414. And a connector 415.

筐体410は、光センサ部411、スピーカ412、及び、ドライバ413が搭載される部材である。筐体410は、耳珠E10と対耳珠E4に囲まれた窪み部分(耳甲介E9の艇部)にフィットする形状を有する。筐体410は、開放型であっても密閉型であってもよい。   The housing 410 is a member on which the optical sensor unit 411, the speaker 412, and the driver 413 are mounted. The housing 410 has a shape that fits into a hollow portion (boat portion of the concha E9) surrounded by the tragus E10 and the antitragus E4. The housing 410 may be an open type or a sealed type.

光センサ部411は、筐体410の側面に設けられており、発光部411Aから外耳Eの所定部位に光を照射し、生体内を透過して戻ってくる光の強度を受光部411Bで検出することにより、脈波データを取得する。なお、図34では、右耳用筐体と左耳用筐体のうち、片方の筐体410に光センサ部411を1つ搭載した構成が示されているが、光センサ部411の搭載数はこれに限定されるものではなく、片方の筐体410に光センサ部411を複数搭載してもよいし、或いは、両方の筐体にそれぞれ光センサ部411を1つまたは複数搭載してもよい。光センサ部411を1つだけ搭載する構成であれば、光センサ部411を複数搭載する構成と比べて、消費電力の低減やコストダウンなどを優先することができる。一方、光センサ部411を複数搭載する構成であれば、各々のセンサ出力を足し合わせてS/Nを高めたり、最もS/Nの高いセンサ出力を選択して用いることにより、脈波の検出精度を向上することが可能となる。なお、複数の光センサ部411を選択的に用いる場合には、使用されない光センサ部411への電力供給を遮断することにより、電力の浪費を防止することが可能となる。   The optical sensor unit 411 is provided on the side surface of the housing 410, and the light receiving unit 411B detects the intensity of light that irradiates a predetermined part of the outer ear E from the light emitting unit 411A and returns through the living body. By doing so, pulse wave data is acquired. Note that FIG. 34 shows a configuration in which one optical sensor unit 411 is mounted on one of the right ear housing and the left ear housing 410, but the number of optical sensor units 411 mounted is shown. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of optical sensor units 411 may be mounted on one casing 410, or one or a plurality of optical sensor sections 411 may be mounted on both casings. Good. With a configuration in which only one optical sensor unit 411 is mounted, priority can be given to reduction of power consumption, cost reduction, and the like compared to a configuration in which a plurality of optical sensor units 411 are mounted. On the other hand, in the case of a configuration in which a plurality of optical sensor units 411 are mounted, pulse waves can be detected by adding each sensor output to increase S / N or selecting and using the sensor output having the highest S / N. The accuracy can be improved. In the case where a plurality of optical sensor units 411 are selectively used, waste of electric power can be prevented by cutting off power supply to the optical sensor units 411 that are not used.

なお、第3実施形態の脈波センサ401において、光センサ部411は、発光部411Aと受光部411Bとが生体を挟んで互いに反対側に設けられた構成(いわゆる透過型、図33の破線矢印を参照)ではなく、発光部411Aと受光部411Bが生体に対していずれも同じ側に設けられた構成(いわゆる反射型、図33の実線矢印を参照)とされている。また、本願の発明者らは、外耳Eでの脈波測定について、十分に脈波の測定が可能であることを実際に実験で確認済みである。光センサ部411の具体的な構造については、第1、第2実施形態の光センサ部11と同一の構成を採用すればよいので、重複した説明は割愛する。   In the pulse wave sensor 401 of the third embodiment, the optical sensor unit 411 has a configuration in which a light emitting unit 411A and a light receiving unit 411B are provided on opposite sides of a living body (so-called transmission type, broken line arrow in FIG. 33). The light emitting unit 411A and the light receiving unit 411B are both provided on the same side with respect to the living body (so-called reflection type, see solid line arrows in FIG. 33). In addition, the inventors of the present application have actually confirmed through experiments that pulse waves can be sufficiently measured in the external ear E. About the specific structure of the optical sensor part 411, since the same structure as the optical sensor part 11 of 1st, 2nd embodiment should just be employ | adopted, the overlapping description is omitted.

スピーカ412は、本体ユニット401Yからドライバ413を介して伝達されるオーディオ信号(電気信号)を音波に変えて出力する。スピーカ412の駆動方式としては、ダイナミック型が一般的であるが、その他の駆動方式(マグネティック型、バランスドアーマチュア型、圧電型、クリスタル型、静電型など)を採用しても構わない。   The speaker 412 converts an audio signal (electric signal) transmitted from the main unit 401Y via the driver 413 into a sound wave and outputs the sound wave. As a driving method of the speaker 412, a dynamic type is generally used, but other driving methods (magnetic type, balanced armature type, piezoelectric type, crystal type, electrostatic type, etc.) may be adopted.

ドライバ413は、本体ユニット401Yから伝達されるオーディオ信号(電気信号)に基づいてスピーカ412の駆動信号を生成する。   The driver 413 generates a driving signal for the speaker 412 based on the audio signal (electric signal) transmitted from the main unit 401Y.

コード414は、イヤホン401Xの筐体410と本体ユニット401Yとの間を電気的に接続するための部材である。コード414には信号伝達線や電力供給線が含まれる。   The code 414 is a member for electrically connecting the housing 410 of the earphone 401X and the main unit 401Y. The code 414 includes a signal transmission line and a power supply line.

コネクタ415は、コード414の一端に取り付けられており、イヤホン401Xと本体ユニット401Yとを着脱するための部材である。   The connector 415 is attached to one end of the cord 414, and is a member for attaching / detaching the earphone 401X and the main unit 401Y.

なお、コード414及びコネクタ415に代えて、イヤホン401Xの筐体410と本体ユニット401Yの双方に無線通信モジュールを設けることにより、両者の間を無線で接続することも可能である。特に、本体ユニット401Yを防水構造とする際には、本体ユニット401Yの外部端子を完全に排除するという観点から、両者の間を無線で接続する構成とすることが望ましい。その場合、本体ユニット401Yからイヤホン401Xの筐体410側に電力を供給することができなくなるので、イヤホン401Xの筐体410側にも電源部を別途用意する必要がある。   Instead of the cord 414 and the connector 415, a wireless communication module is provided in both the housing 410 and the main unit 401Y of the earphone 401X, so that the two can be connected wirelessly. In particular, when the main unit 401Y has a waterproof structure, it is desirable that the two are wirelessly connected from the viewpoint of completely eliminating the external terminals of the main unit 401Y. In that case, since power cannot be supplied from the main unit 401Y to the housing 410 side of the earphone 401X, it is necessary to separately prepare a power supply unit on the housing 410 side of the earphone 401X.

本体ユニット401Yは、筐体420と、制御部421と、操作部422と、表示部423と、記憶部424と、通信部425と、電源部426と、フィルタ部427と、を含む。なお、本体ユニット401Yがオーディオ再生機能を備えた携帯電話端末である場合には、上記構成要素のほかに、マイク、スピーカ、及び、電話回線接続部などがさらに追加される。   The main unit 401Y includes a housing 420, a control unit 421, an operation unit 422, a display unit 423, a storage unit 424, a communication unit 425, a power supply unit 426, and a filter unit 427. When the main unit 401Y is a mobile phone terminal having an audio playback function, a microphone, a speaker, a telephone line connection unit, and the like are further added in addition to the above components.

筐体420は、制御部421、操作部422、表示部423、記憶部424、通信部425、電源部426、及び、フィルタ部427を収納する部材である。なお、筐体420は、水没等による故障を防止するために防水構造としておくことが望ましい。   The housing 420 is a member that houses the control unit 421, the operation unit 422, the display unit 423, the storage unit 424, the communication unit 425, the power supply unit 426, and the filter unit 427. Note that the housing 420 is preferably provided with a waterproof structure in order to prevent failure due to submergence or the like.

制御部421は、オーディオ再生機能と脈波測定機能の双方を個別的に実現するだけでなく、両機能を複合的に組み合わせて新たな付加価値を産み出すことができるように、脈波センサ401全体の動作を統括的に制御する。なお、制御部421としては、CPUなどを好適に用いることができる。制御部421の具体的な動作については、後ほど詳細に説明する。   The control unit 421 not only individually realizes both the audio playback function and the pulse wave measurement function, but also generates a new added value by combining both functions in a complex manner. Overall control of the overall operation. Note that a CPU or the like can be preferably used as the control unit 421. The specific operation of the control unit 421 will be described later in detail.

操作部422は、ユーザ(被験者)の入力操作(電源オン/オフ、音量調節、及び、選曲など)を受け付けるヒューマンインタフェイスである。操作部422としては、各種キーやボタンのほか、タッチパネルなどを好適に用いることができる。   The operation unit 422 is a human interface that receives input operations (power on / off, volume adjustment, music selection, and the like) of a user (subject). As the operation unit 422, in addition to various keys and buttons, a touch panel or the like can be preferably used.

表示部423は、本体ユニット401Yの表面に設けられており、表示情報(オーディオ再生に関する情報のほか、脈波の測定結果などを含む)を出力する。表示部423としては、液晶表示パネルなどを好適に用いることができる。   The display unit 423 is provided on the surface of the main unit 401Y, and outputs display information (including information related to audio reproduction, including pulse wave measurement results). As the display portion 423, a liquid crystal display panel or the like can be preferably used.

記憶部424は、制御部421に読み込まれて実行される各種プログラムを不揮発的に格納するROM[read only memory]や、制御部421のプログラム実行領域として使用される揮発性のRAM[random access memory]、及び、ユーザ(被験者)が任意の楽曲データを不揮発的に格納するための内蔵型(或いは着脱型)フラッシュメモリを含む。   The storage unit 424 includes a ROM [read only memory] that stores various programs read and executed by the control unit 421 in a nonvolatile manner, and a volatile RAM [random access memory] used as a program execution area of the control unit 421. And a built-in (or detachable) flash memory for allowing a user (subject) to store arbitrary music data in a nonvolatile manner.

また、記憶部424は、制御部421で得られた脈波データ(生データ、或いは、種々の処理が施された処理済みデータ)を揮発的ないしは不揮発的に格納するRAMやEEPROM[electrically erasable programmable ROM]なども含む。このように、脈波データの格納手段を有する構成であれば、例えば、所定期間毎に記憶部424の蓄積データを一括して外部送信することができるようになるので、通信部425を間欠的に待機状態とすることが可能となり、延いては、脈波センサ401のバッテリ駆動時間を延ばすことが可能となる。   The storage unit 424 stores a pulse wave data (raw data or processed data subjected to various processes) obtained by the control unit 421 in a volatile or non-volatile manner such as a RAM or an EEPROM [electrically erasable programmable. ROM]. In this way, with the configuration having the pulse wave data storage means, for example, the accumulated data in the storage unit 424 can be collectively transmitted at predetermined intervals, so the communication unit 425 is intermittently transmitted. Therefore, it is possible to extend the battery driving time of the pulse wave sensor 401.

通信部425は、脈波センサ401の測定データ(生データ、種々の処理が施された処理済みデータ、或いは、記憶部424の格納データ)を外部の情報端末402(データサーバやパーソナルコンピュータなど)に無線または有線で送信する。特に、脈波センサ401の測定データを情報端末402に無線で送信する構成であれば、脈波センサ401と情報端末402とを有線で接続する必要がなくなるので、例えば、ユーザ(被験者)の行動を制約せずに測定データのリアルタイム送信を行うことが可能となる。特に、本体ユニット401Yを防水構造とする際には、本体ユニット401Yの外部端子を完全に排除するという観点から、測定データの外部送信方式として無線送信方式を採用することが望ましい。なお、近距離(数m〜数十m)の情報端末2に測定データを無線送信する場合には、通信部425としてBluetooth(登録商標)無線通信モジュールなどを好適に用いることができる。また、インターネットなどを介して遠隔地の情報端末402に測定データを送信する場合には、通信部425として無線LAN[local area network]モジュールなどを好適に用いることができる。   The communication unit 425 uses the measurement data (raw data, processed data subjected to various processes, or stored data in the storage unit 424) of the pulse wave sensor 401 as an external information terminal 402 (such as a data server or a personal computer). Send to or wirelessly. In particular, if the measurement data of the pulse wave sensor 401 is wirelessly transmitted to the information terminal 402, it is not necessary to connect the pulse wave sensor 401 and the information terminal 402 with a wire. Measurement data can be transmitted in real time without restricting the above. In particular, when the main unit 401Y has a waterproof structure, it is desirable to adopt a wireless transmission method as an external transmission method of measurement data from the viewpoint of completely eliminating the external terminals of the main unit 401Y. Note that when the measurement data is wirelessly transmitted to the information terminal 2 at a short distance (several meters to several tens of meters), a Bluetooth (registered trademark) wireless communication module or the like can be preferably used as the communication unit 425. In addition, when measuring data is transmitted to the remote information terminal 402 via the Internet or the like, a wireless LAN [local area network] module or the like can be preferably used as the communication unit 425.

電源部426は、バッテリとDC/DCコンバータを含み、バッテリからの入力電圧を所望の出力電圧に変換して脈波センサ401の各部に供給する。このように、バッテリ駆動方式の脈波センサ401であれば、脈波の測定時に外部からの給電ケーブルを接続する必要がないので、ユーザ(被験者)の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。なお、上記のバッテリとしては、繰り返して充電を行うことが可能な二次電池(リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなど)を用いることが望ましい。このようにバッテリとして二次電池を用いる構成であれば、煩わしい電池交換作業が必要なくなるので、脈波センサ401の利便性を高めることができる。また、バッテリ充電時における外部からの電力供給方式としては、USBケーブルなどを用いる接触給電方式であってもよいし、或いは、電磁誘導方式、電界結合方式、及び、磁界共鳴方式などの非接触給電方式であってもよい。ただし、脈波センサ401を防水構造とする際には、本体ユニット401Yの外部端子を完全に排除するという観点から、外部からの電力供給方式として非接触給電方式を採用することが望ましい。   The power supply unit 426 includes a battery and a DC / DC converter, converts an input voltage from the battery into a desired output voltage, and supplies the output voltage to each unit of the pulse wave sensor 401. Thus, with the battery-driven pulse wave sensor 401, it is not necessary to connect an external power supply cable when measuring the pulse wave. Therefore, the pulse wave measurement can be performed without restricting the action of the user (subject). Can be done. In addition, as said battery, it is desirable to use the secondary battery (A lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, etc.) which can be charged repeatedly. In this way, if the secondary battery is used as the battery, troublesome battery replacement work is not necessary, and the convenience of the pulse wave sensor 401 can be improved. Further, as a power supply method from the outside during battery charging, a contact power supply method using a USB cable or the like may be used, or a non-contact power supply such as an electromagnetic induction method, an electric field coupling method, and a magnetic field resonance method. It may be a method. However, when the pulse wave sensor 401 has a waterproof structure, it is desirable to employ a non-contact power feeding method as an external power supply method from the viewpoint of completely eliminating the external terminal of the main unit 401Y.

フィルタ部427は、光センサ部411の出力信号(受光部の検出信号)にフィルタ処理や増幅処理を施して制御部421に伝達する。なお、イヤホン401Xの筐体410側にフィルタ部を設けても構わないが、イヤホン401Xの筐体410からコード414を介して本体ユニット401Yに信号を伝送する途中でノイズが重畳しやすいことを鑑みると、フィルタ部427は、本体ユニット401Y側に設けておくことが望ましい。なお、フィルタ部427の具体的な回路構成については、第1、第2実施形態のフィルタ部12と同一の構成を採用すればよいので、重複した説明は割愛する。   The filter unit 427 performs filtering processing and amplification processing on the output signal (detection signal of the light receiving unit) of the optical sensor unit 411 and transmits the filtered signal to the control unit 421. Although a filter unit may be provided on the housing 410 side of the earphone 401X, it is considered that noise is likely to be superimposed in the middle of transmitting a signal from the housing 410 of the earphone 401X to the main unit 401Y via the cord 414. The filter unit 427 is desirably provided on the main unit 401Y side. In addition, about the specific circuit structure of the filter part 427, since the same structure as the filter part 12 of 1st, 2nd embodiment should just be employ | adopted, the overlapping description is omitted.

上記したように、第3実施形態の脈波センサ401は、外耳Eに装着される筐体410と、筐体410に設けられて発光部411Aから外耳Eに光を照射し生体内を透過して戻ってくる光の強度を受光部411Bで検出することにより脈波データを取得する光センサ部411とを有する。   As described above, the pulse wave sensor 401 according to the third embodiment includes the housing 410 attached to the outer ear E and the light emitted from the light emitting unit 411 </ b> A to the outer ear E so as to pass through the living body. And an optical sensor unit 411 that acquires pulse wave data by detecting the intensity of the returning light by the light receiving unit 411B.

このような構成であれば、ユーザ(被験者)が意図的に脈波センサ401を外耳Eから外さない限り、脈波の測定中に脈波センサ401が外耳Eから脱落してしまうおそれは少ないので、ユーザ(被験者)の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。   In such a configuration, unless the user (subject) intentionally removes the pulse wave sensor 401 from the outer ear E, there is little possibility that the pulse wave sensor 401 will drop out of the outer ear E during measurement of the pulse wave. The pulse wave can be measured without restricting the behavior of the user (subject).

特に、外耳Eは、指や腕に比べて体動の少ない部位であるので、光センサ部411の出力信号が体動ノイズの影響を受けにくく、高精度に脈波の測定を行うことが可能となる。   In particular, since the outer ear E is a part with less body movement compared to fingers and arms, the output signal of the optical sensor unit 411 is not easily influenced by body movement noise, and the pulse wave can be measured with high accuracy. It becomes.

また、音声の聴取を主たる目的として外耳Eに装着されるイヤホン401Xに光センサ部411を搭載した脈波センサ401であれば、ユーザ(被験者)は、脈波センサ401を脈波測定機能付きの携帯型オーディオプレーヤとして日常的に装着することができるので、脈波センサ401の装着に対する抵抗感を払拭することが可能となり、延いては、利用シーンの拡大や新規ユーザ層の開拓に寄与することが可能となる。   In addition, if the pulse wave sensor 401 includes the optical sensor unit 411 in the earphone 401X attached to the external ear E for the purpose of listening to sound, the user (subject) can use the pulse wave sensor 401 with a pulse wave measurement function. Since it can be worn on a daily basis as a portable audio player, it becomes possible to wipe out the sense of resistance to wearing the pulse wave sensor 401 and, in turn, contribute to the expansion of usage scenes and the development of new user groups. Is possible.

また、脈波センサ401全体の動作を統括的に制御する制御部421は、オーディオ再生機能と脈波測定機能の双方を個別的に実現するだけでなく、両機能を複合的に組み合わせて新たな付加価値を産み出すべく、脈波データに応じてスピーカ412の出力動作を制御する機能を備えている。   In addition, the control unit 421 that comprehensively controls the operation of the entire pulse wave sensor 401 not only individually realizes both the audio playback function and the pulse wave measurement function, but also combines the functions in combination to create a new one. In order to produce added value, a function of controlling the output operation of the speaker 412 according to the pulse wave data is provided.

具体的に述べると、制御部421は、フィルタ部427の出力信号に各種の信号処理を施すことによって、脈波に関する種々の情報(脈波の揺らぎ、心拍数、心拍変動、及び、加速度脈波など)を取得し、その解析結果をオーディオ再生動作にフィードバックする。   More specifically, the control unit 421 performs various types of signal processing on the output signal of the filter unit 427, thereby various information regarding pulse waves (pulse wave fluctuation, heart rate, heart rate fluctuation, and acceleration pulse wave). Etc.) and the analysis result is fed back to the audio playback operation.

例えば、制御部421は、脈波データの解析結果に基づいてユーザ(被験者)の体調や精神状態、或いは、睡眠状態などを判定し、その判定結果に基づいて音量調節や選曲、或いは、電源オン/オフなどを自動的に実施する。このような構成とすることにより、携帯型オーディオプレーヤ単体では実現することのできないオーディオ再生動作を実現することが可能となる。   For example, the control unit 421 determines the physical condition, mental state, sleep state, and the like of the user (subject) based on the analysis result of the pulse wave data, and adjusts the volume, selects music, or turns on the power based on the determination result. Automatically turn off / off. With such a configuration, it is possible to realize an audio playback operation that cannot be realized with a portable audio player alone.

なお、図34及び図35では、イヤホン401Xと本体ユニット401Yを別体とした構成を例に挙げたが、脈波センサ401の構成はこれに限定されるものではなく、イヤホン401Xと本体ユニット401Yを一体とした構成にしても構わない。その場合、コード414やプラグ415は不要となる。   34 and 35 exemplify a configuration in which the earphone 401X and the main unit 401Y are separated from each other, the configuration of the pulse wave sensor 401 is not limited to this, and the earphone 401X and the main unit 401Y are not limited thereto. You may make it the structure which integrated. In that case, the cord 414 and the plug 415 are unnecessary.

また、イヤホン401Xの形態や外耳Eへの装着例についても、図36A〜図36Dで示すように、種々のバリエーションが考えられる。図36A〜図36Dは、それぞれ、イヤホン401Xの第1形態〜第4形態と、各形態における外耳Eへの装着例を模式的に示す正面図である。   In addition, various variations of the form of the earphone 401X and the example of mounting to the outer ear E are conceivable as shown in FIGS. 36A to 36D. 36A to 36D are front views schematically showing the first to fourth forms of the earphone 401X and examples of mounting the earphone 401 to the outer ear E, respectively.

例えば、第1形態(図36A)のイヤホン401Xは、先出の図34と同様、外耳Eに装着して使用されるインナーイヤー型であり、その筐体410は、耳珠E10と対耳珠E4に囲まれた窪み部分(耳甲介E9の艇部)にフィットする形状(例えば球状や円柱状)を有する。第1形態のイヤホン401Xでは、上記の窪み部分に光センサ部411が当接される。   For example, the earphone 401X of the first form (FIG. 36A) is an inner ear type that is used by being attached to the outer ear E, as in the previous FIG. 34, and the case 410 includes the tragus E10 and the antitragus E4. It has a shape (for example, a spherical shape or a cylindrical shape) that fits into a hollow portion surrounded by (a boat part of the concha E9). In the earphone 401 </ b> X of the first form, the optical sensor unit 411 is brought into contact with the hollow portion.

第2形態(図36B)のイヤホン401Xは、シリコンや発泡ウレタンなどで形成されたイヤーピースを外耳道E5に深く押し込んで使用される耳栓型(カナル型)であり、その筐体410は、先出の第1形態(図36A)と同様、耳珠E10と対耳珠E4に囲まれた窪み部分(耳甲介E9の艇部)にフィットする形状を有する。第2形態のイヤホン401Xでは、第1形態と同様、上記の窪み部分に光センサ部411が当接される。   The earphone 401X of the second form (FIG. 36B) is an earplug type (canal type) that is used by deeply pushing an earpiece made of silicon or foamed urethane into the external auditory canal E5. Similarly to the first form (FIG. 36A), it has a shape that fits into a hollow portion (boat portion of the concha E9) surrounded by the tragus E10 and the antitragus E4. In the earphone 401X of the second form, as in the first form, the optical sensor unit 411 is brought into contact with the hollow part.

第3形態(図36C)のイヤホン401Xは、耳介E全体を覆う形状の筐体410を備えたヘッドホン型である。左右(右耳用/左耳用)の筐体410は、頭上に跨るヘッドバンドまたは首の後ろ側に跨るネックバンド(いずれも不図示)によって頭部を挟み込む形となる。第3形態のイヤホン401Xにおいて、筐体410は、耳介Eとの対向面(内側面)に光センサ部411を担持する突起部材410xを有する。突起部材410xは、耳介Eに向けて突出しており、例えば、その先端に光センサ部411が搭載されている。従って、第3形態のイヤホン401Xでは、突起部材410xの先端と対向する部位(例えば耳垂E12)に光センサ部411が当接される。なお、第3形態のイヤホン401Xでは、耳介E全体を覆う筐体410が光センサ部411を被覆する遮光部材としても機能する。このような構成とすることにより、外光の影響を受けることなく脈波の測定を安定して行うことが可能となる。   The earphone 401X of the third embodiment (FIG. 36C) is a headphone type including a housing 410 shaped to cover the entire auricle E. The right and left (right ear / left ear) housing 410 has a head sandwiched between a headband over the head or a neckband over the back of the neck (both not shown). In the earphone 401 </ b> X of the third form, the housing 410 has a protruding member 410 x that carries the optical sensor unit 411 on the surface (inner side surface) facing the pinna E. The protruding member 410x protrudes toward the pinna E, and, for example, the optical sensor unit 411 is mounted on the tip thereof. Therefore, in the earphone 401X of the third form, the optical sensor unit 411 is brought into contact with a portion (for example, the earlobe E12) facing the tip of the protruding member 410x. In the earphone 401X of the third form, the housing 410 that covers the entire auricle E also functions as a light shielding member that covers the optical sensor unit 411. With such a configuration, it is possible to stably measure pulse waves without being affected by external light.

第4形態(図36D)のイヤホン401Xは、耳介Eに懸架されるクリップ部材410yを有する耳掛け型である。クリップ部材410yは、耳介Eと当接する箇所に光センサ部411を担持する。従って、第4形態のイヤホン401Xでは、上対耳輪脚E6、三角窩E7、下対耳輪脚E8、若しくは、耳甲介E9の裏側辺りに光センサ部411が当接される形となる。   The earphone 401X of the fourth embodiment (FIG. 36D) is an ear hook type having a clip member 410y suspended on the pinna E. The clip member 410y carries the optical sensor unit 411 at a location where it abuts on the auricle E. Therefore, in the earphone 401X of the fourth form, the optical sensor unit 411 is brought into contact with the upper side of the upper ear ring leg E6, the triangular fossa E7, the lower opposite ear ring leg E8, or the back side of the concha E9.

なお、上記では、イヤホンやヘッドホンに光センサ部411を設ける構成を例に挙げて説明を行ったが、脈波センサ401の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、図37の変形例で示すように、耳栓構造を有する筐体410に光センサ部411を搭載し、外耳道E5の内部で脈波を測定する形態も考えられる。この場合、筐体410は外耳道E5を塞いで奥深くに挿入され、光センサ部411は外耳道E5の内壁面に当接される形となる。このような耳栓構造を有する脈波センサ401であれば、耳栓本来の機能を利用して被験者をリラックスさせることができるので、脈波測定中の被験者に過度のストレスを与えずに済む。このような特長から、耳栓構造を有する脈波センサ401は、快眠センサ(脈波情報から被験者の睡眠状態に関する知見を得るセンサ)として好適に利用することが可能である。   In the above description, the configuration in which the optical sensor unit 411 is provided in the earphone or the headphone is described as an example. However, the configuration of the pulse wave sensor 401 is not limited to this, and for example, a modification of FIG. As shown in FIG. 8, a configuration in which the optical sensor unit 411 is mounted on the housing 410 having the earplug structure and the pulse wave is measured inside the ear canal E5 is also conceivable. In this case, the housing 410 is inserted deeply by closing the ear canal E5, and the optical sensor unit 411 is in contact with the inner wall surface of the ear canal E5. With the pulse wave sensor 401 having such an earplug structure, the subject can be relaxed using the original function of the earplug, so that it is not necessary to apply excessive stress to the subject during the pulse wave measurement. From such a feature, the pulse wave sensor 401 having an earplug structure can be suitably used as a sleep sensor (a sensor that obtains knowledge about a sleep state of a subject from pulse wave information).

また、上記いずれの構成を採用する場合であっても、受光部411Bは、発光部411Aよりも外耳道E5に近い側(ないしは外耳道E5の奥側)に配置するとよい。このような構成とすることにより、受光部411Bに外光が漏れ入りにくくなるので、脈波データの検出精度を高めることが可能となる。   In any case, the light receiving unit 411B may be disposed on the side closer to the ear canal E5 than the light emitting unit 411A (or the back side of the ear canal E5). By adopting such a configuration, it becomes difficult for external light to leak into the light receiving unit 411B, so that the detection accuracy of pulse wave data can be increased.

<補聴器への応用>
図38は、補聴器への応用例を示すシステム図である。図38の脈波センサ401は、脈波測定機能を備えた補聴器として提供される。なお、脈波センサ401の具体的な構成については、基本的に先出の図35と同様であるが、携帯型オーディオプレーヤではなく補聴器として機能するための構成要素(集音マイクなど)を適宜組み込む必要がある。
<Application to hearing aids>
FIG. 38 is a system diagram showing an application example to a hearing aid. The pulse wave sensor 401 of FIG. 38 is provided as a hearing aid having a pulse wave measurement function. The specific configuration of the pulse wave sensor 401 is basically the same as that shown in FIG. 35, but the components (such as a sound collection microphone) for functioning as a hearing aid instead of a portable audio player are appropriately used. Must be included.

また、脈波データやその解析結果(安否情報など)の送信先となる情報端末402は、遠隔地に設置されていることが想定される。従って、補聴器への応用を行う場合、脈波センサ401には、ネットワーク403を介して情報端末402(医療機関のデータサーバや遠隔地の家族が所有するパーソナルコンピュータなど)との接続を確立するための通信部(無線LANモジュールなど)を設けることが望ましい。   In addition, it is assumed that the information terminal 402 as a transmission destination of the pulse wave data and the analysis result (safety information, etc.) is installed in a remote place. Therefore, when applying to a hearing aid, the pulse wave sensor 401 is connected to the information terminal 402 (such as a data server of a medical institution or a personal computer owned by a remote family member) via the network 403. It is desirable to provide a communication unit (such as a wireless LAN module).

補聴器を必要とするユーザ(被験者)の中には、遠隔地からの健康管理や安否確認などを必要とする高齢者が多く含まれている。しかし、高齢者にとって複数の電子機器(ここでは補聴器と脈波センサ)を個別にかつ適切に装着ないし保守管理することは必ずしも容易なことではない。   Among users (subjects) who need hearing aids, there are many elderly people who need health management and safety confirmation from a remote location. However, it is not always easy for elderly people to install or maintain a plurality of electronic devices (here, hearing aids and pulse wave sensors) individually and appropriately.

これに対して、脈波測定機能を備えた補聴器として提供される脈波センサ401は、ユーザ(被験者)にとって補聴器そのものであり、脈波の測定を意識させるものではないので、その装着や保守管理の負担を軽減することが可能となる。また、脈波センサ401から送信されてくる脈波データやその解析結果を遠隔地の情報端末402で監視することにより、ユーザ(被験者)の健康状態に異常が生じた場合であっても迅速に対処することが可能となる。   On the other hand, the pulse wave sensor 401 provided as a hearing aid having a pulse wave measurement function is a hearing aid itself for the user (subject) and does not make the user aware of the measurement of the pulse wave. It becomes possible to reduce the burden. In addition, by monitoring the pulse wave data transmitted from the pulse wave sensor 401 and the analysis result thereof at the remote information terminal 402, even if an abnormality occurs in the health condition of the user (subject), it can be promptly performed. It becomes possible to cope.

なお、当然のことながら、外耳Eで脈波を測定するための構成については、オーディオ再生機能や補聴機能などの付加機能を具備しない脈波センサ単体にも適用することが可能である。   As a matter of course, the configuration for measuring the pulse wave with the external ear E can be applied to a single pulse wave sensor that does not have additional functions such as an audio reproduction function and a hearing aid function.

<睡眠センサ>
図39は、睡眠センサの一構成例(体調管理システムとしての適用例)を示したブロック図である。本構成例の睡眠センサ501は、光センサ部511と、温度センサ部512と、加速度センサ部513と、マイクロフォン514と、制御部515と、表示部516と、スピーカ517と、操作部518と、記憶部519と、通信部520と、電源部521と、を有する。
<Sleep sensor>
FIG. 39 is a block diagram illustrating a configuration example (application example as a physical condition management system) of a sleep sensor. The sleep sensor 501 of this configuration example includes an optical sensor unit 511, a temperature sensor unit 512, an acceleration sensor unit 513, a microphone 514, a control unit 515, a display unit 516, a speaker 517, an operation unit 518, A storage unit 519, a communication unit 520, and a power supply unit 521 are included.

光センサ部511は、被験者の生体に光を照射した後、生体内を透過して戻ってくる光の強度を検出することにより、被験者の脈波や血中酸素飽和度に関する測定データを取得する。なお、光センサ部511については、先出の第1〜第3実施形態と同様の構成を採用すればよいので、重複した説明は割愛する。   The optical sensor unit 511 obtains measurement data relating to the pulse wave and blood oxygen saturation of the subject by detecting the intensity of light that passes through the living body and returns after irradiating the subject's living body with light. . In addition, about the optical sensor part 511, since what is necessary is just to employ | adopt the structure similar to previous 1st-3rd embodiment, the overlapping description is omitted.

温度センサ部512は、被験者の体温や体表面温度に関する測定データを取得する。   The temperature sensor unit 512 acquires measurement data related to the body temperature and body surface temperature of the subject.

加速度センサ部513は、被験者の体動に関する測定データを取得する。   The acceleration sensor unit 513 acquires measurement data related to the body movement of the subject.

マイクロフォン514は、被験者が発する音や声及び被験者の周囲音に関する測定データを取得する。   The microphone 514 acquires measurement data relating to sounds and voices emitted by the subject and ambient sounds of the subject.

制御部515は、睡眠センサ501全体の動作を統括的に制御する。なお、制御部515としては、CPUなどを好適に用いることができる。   The control unit 515 comprehensively controls the operation of the sleep sensor 501 as a whole. Note that a CPU or the like can be preferably used as the control unit 515.

表示部516は、被験者の睡眠状態に応じて画像(文字などを含む)の出力を行う。表示部516としては、液晶表示パネルなどを好適に用いることができる。   Display unit 516 outputs an image (including characters and the like) according to the sleep state of the subject. As the display portion 516, a liquid crystal display panel or the like can be preferably used.

スピーカ517は、被験者の睡眠状態に応じて音声(警告音等を含む)の出力を行う。   The speaker 517 outputs sound (including a warning sound) according to the sleep state of the subject.

操作部518は、被験者の入力操作(電源オン/オフなど)を受け付けるヒューマンインタフェイスである。操作部518としては、各種キーやボタンのほか、タッチパネルなどを好適に用いることができる。   The operation unit 518 is a human interface that receives an input operation (such as power on / off) of the subject. As the operation unit 518, in addition to various keys and buttons, a touch panel or the like can be preferably used.

記憶部519は、制御部515に読み込まれて実行される各種プログラムを不揮発的に格納するROMや、制御部515のプログラム実行領域として使用される揮発性のRAMを含む。   The storage unit 519 includes a ROM that stores various programs read and executed by the control unit 515 in a nonvolatile manner, and a volatile RAM used as a program execution area of the control unit 515.

また、記憶部519は、睡眠センサ1で得られた測定データ(生データ、或いは、種々の処理が施された処理済みデータ)を揮発的または不揮発的に格納するRAMやEEPROMなども含む。このように、測定データの格納手段を有する構成であれば、例えば、所定期間毎に記憶部519の蓄積データを一括して外部送信することができるようになるので、通信部520を間欠的に待機状態とすることが可能となり、延いては、睡眠センサ501のバッテリ駆動時間を延ばすことが可能となる。   The storage unit 519 also includes a RAM, an EEPROM, or the like that stores measurement data (raw data or processed data subjected to various processes) obtained by the sleep sensor 1 in a volatile or non-volatile manner. In this way, with the configuration having the measurement data storage means, for example, the accumulated data in the storage unit 519 can be collectively transmitted every predetermined period, so that the communication unit 520 is intermittently transmitted. It becomes possible to be in a standby state, and as a result, the battery driving time of the sleep sensor 501 can be extended.

通信部520は、睡眠センサ501で得られた測定データ(生データ、種々の処理が施された処理済みデータ、若しくは、記憶部519の格納データ)を外部の情報端末502(データサーバやパーソナルコンピュータなど)に無線または有線で送信する。特に、睡眠センサ501で得られた測定データを情報端末502に無線で送信する構成であれば、睡眠センサ501と情報端末502とを有線で接続する必要がなくなるので、例えば、被験者の行動を制約せずに測定データのリアルタイム送信を行うことが可能となる。特に、睡眠センサ501を防水構造とする際には、睡眠センサ501の外部端子を完全に排除するという観点から、測定データの外部送信方式として無線送信方式を採用することが望ましい。なお、近距離(数m〜数十m)の情報端末502に測定データを無線送信する場合には、通信部520として、Bluetooth(登録商標)無線通信モジュールなどを好適に用いることができる。また、インターネットなどを介して遠隔地の情報端末502に測定データを送信する場合には、通信部520として無線LANモジュールなどを好適に用いることができる。   The communication unit 520 uses the measurement data (raw data, processed data subjected to various processes, or stored data in the storage unit 519) obtained by the sleep sensor 501 as an external information terminal 502 (data server or personal computer). Etc.) via wireless or wired transmission. In particular, if the measurement data obtained by the sleep sensor 501 is wirelessly transmitted to the information terminal 502, it is not necessary to connect the sleep sensor 501 and the information terminal 502 with a wire. It is possible to perform real-time transmission of measurement data without doing so. In particular, when the sleep sensor 501 has a waterproof structure, it is desirable to adopt a wireless transmission method as an external transmission method of measurement data from the viewpoint of completely eliminating external terminals of the sleep sensor 501. Note that when the measurement data is wirelessly transmitted to the information terminal 502 at a short distance (several meters to several tens of meters), a Bluetooth (registered trademark) wireless communication module or the like can be suitably used as the communication unit 520. Further, when measuring data is transmitted to the remote information terminal 502 via the Internet or the like, a wireless LAN module or the like can be suitably used as the communication unit 520.

電源部521は、バッテリとDC/DCコンバータを含み、バッテリからの入力電圧を所望の出力電圧に変換して睡眠センサ501の各部に供給する。このようにバッテリ駆動方式の睡眠センサ501であれば、睡眠状態の測定時に外部からの給電ケーブルを接続する必要がないので、被験者の行動を制約せずに睡眠状態の測定を行うことが可能となる。なお、上記のバッテリとしては、繰り返して充電を行うことが可能な二次電池(リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなど)を用いることが望ましい。このようにバッテリとして二次電池を用いる構成であれば、煩わしい電池交換作業が不要となるので、睡眠センサ501の利便性を高めることができる。また、バッテリ充電時における外部からの電力供給方式としては、USBケーブルなどを用いる接触給電方式であってもよいし、或いは、電磁誘導方式、電界結合方式、及び、磁界共鳴方式などの非接触給電方式であってもよい。ただし、睡眠センサ501を防水構造とする際には、睡眠センサ501の外部端子を完全に排除するという観点から、外部からの電力供給方式として非接触給電方式を採用することが望ましい。   The power supply unit 521 includes a battery and a DC / DC converter, converts an input voltage from the battery into a desired output voltage, and supplies the output voltage to each unit of the sleep sensor 501. Thus, with the battery-driven sleep sensor 501, it is not necessary to connect an external power supply cable when measuring the sleep state, and thus it is possible to measure the sleep state without restricting the behavior of the subject. Become. In addition, as said battery, it is desirable to use the secondary battery (A lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, etc.) which can be charged repeatedly. Thus, if the secondary battery is used as the battery, troublesome battery replacement work is not necessary, and the convenience of the sleep sensor 501 can be improved. Further, as a power supply method from the outside during battery charging, a contact power supply method using a USB cable or the like may be used, or a non-contact power supply such as an electromagnetic induction method, an electric field coupling method, and a magnetic field resonance method. It may be a method. However, when the sleep sensor 501 has a waterproof structure, it is desirable to adopt a non-contact power supply method as an external power supply method from the viewpoint of completely eliminating the external terminals of the sleep sensor 501.

上記のように、被験者に装着される睡眠センサ501と、睡眠センサ501で取得された測定データの解析やログ取得を行う情報端末502と、を有する体調管理システムを構築すれば、睡眠センサ501自体を不要に高機能化することなく、被験者の日々の睡眠状態を監視して適切な体調管理を行うことが可能となる。また、多数の被験者から得られるデータを情報端末502で集約すれば、統計的な解析などを行うことも可能となる。   As described above, if a physical condition management system including the sleep sensor 501 attached to the subject and the information terminal 502 that performs analysis and log acquisition of the measurement data acquired by the sleep sensor 501 is constructed, the sleep sensor 501 itself Without unnecessarily enhancing the functions, it is possible to monitor the daily sleep state of the subject and perform appropriate physical condition management. Further, if data obtained from a large number of subjects are collected by the information terminal 502, a statistical analysis or the like can be performed.

なお、睡眠センサ501で取得された測定データの詳細な解析は、上記の理由から、外部の情報端末502に委ねることが望ましいが、睡眠センサ501で取得された測定データから被験者の睡眠状態を解析して表示部516やスピーカ517を駆動する機能を制御部515に具備することは非常に有益である。   In addition, although it is desirable to leave the detailed analysis of the measurement data acquired by the sleep sensor 501 to the external information terminal 502 for the reasons described above, the sleep state of the subject is analyzed from the measurement data acquired by the sleep sensor 501. Thus, it is very useful to provide the control unit 515 with a function of driving the display unit 516 and the speaker 517.

例えば、制御部515は、被験者の脈波に関する測定データ(脈拍数や脈拍変動など)から被験者のレム睡眠/ノンレム睡眠を判定し、表示部516やスピーカ517を駆動する構成にするとよい。例えば、被験者のレム睡眠に合わせてスピーカ517から目覚まし用の音楽や環境音(鳥のさえずり音や水のせせらぎ音など)を出力することにより、被験者に心地の良い寝覚めを提供することが可能となる。また、制御部515は、被験者の脈波に関する測定データから被験者の睡眠深度を判定し、表示部516やスピーカ517を駆動する構成としてもよい。   For example, the control unit 515 may be configured to drive the display unit 516 and the speaker 517 by determining the REM sleep / non-REM sleep of the subject from measurement data (pulse rate, pulse fluctuation, etc.) regarding the subject's pulse wave. For example, it is possible to provide the subject with a comfortable wake-up by outputting wake-up music or environmental sounds (such as a bird's chirping sound or water murmuring sound) from the speaker 517 in accordance with the subject's REM sleep. Become. Further, the control unit 515 may determine the sleep depth of the subject from the measurement data related to the pulse wave of the subject, and drive the display unit 516 and the speaker 517.

また、制御部515は、被験者の血中酸素飽和度に関する測定データから被験者の無呼吸症候群(睡眠の質)を判定し、表示部516やスピーカ517を駆動する構成にするとよい。例えば、無呼吸症候群の発症時にスピーカ517からアラーム音を出力すれば、被験者を強制的に覚醒させたり、被験者の異常を周囲に報知したりすることができる。   In addition, the control unit 515 may be configured to drive the display unit 516 and the speaker 517 by determining the subject's apnea syndrome (sleep quality) from the measurement data regarding the blood oxygen saturation of the subject. For example, if an alarm sound is output from the speaker 517 at the onset of apnea syndrome, the subject can be forcibly awakened or the subject's abnormality can be notified to the surroundings.

また、制御部515は、被験者の体温または体表面温度に関する測定データから被験者の睡眠深度を判定して、表示部516やスピーカ517を駆動する構成にするとよい。例えば、被験者の睡眠状態が浅くなり体温が上昇したときにスピーカ517から目覚まし用の音楽や環境音を出力することにより、被験者に心地の良い寝覚めを提供することが可能となる。   In addition, the control unit 515 may be configured to drive the display unit 516 and the speaker 517 by determining the sleep depth of the subject from measurement data relating to the body temperature or body surface temperature of the subject. For example, when the sleep state of the subject becomes shallow and the body temperature rises, it is possible to provide the subject with a comfortable sleep by outputting alarm music or environmental sound from the speaker 517.

また、制御部515は、被験者の体動に関する測定データから被験者の睡眠深度を判定てし、表示部516やスピーカ517を駆動する構成にするとよい。例えば、被験者の睡眠状態が浅くなり体動が多くなったときにスピーカ517から目覚まし用の音楽や環境音を出力することにより、被験者に心地の良い寝覚めを提供することが可能となる。   The control unit 515 may be configured to determine the sleep depth of the subject from the measurement data related to the body movement of the subject and drive the display unit 516 and the speaker 517. For example, when the sleep state of the subject becomes shallow and the body motion increases, the wake-up music or environmental sound is output from the speaker 517, so that the subject can be provided with a comfortable sleep awakening.

また、制御部515は、被験者の発する音や声及び被験者の周囲音に関する測定データから被験者の状態(いびきや歯ぎしりなど)を判定し、表示部516やスピーカ517を駆動する構成にするとよい。例えば、被験者のいびきがひどくなったときにスピーカ517からアラーム音を出力することにより、被験者を強制的に覚醒させたり、被験者の異常を周囲に報知したりすることができる。   In addition, the control unit 515 may be configured to drive the display unit 516 and the speaker 517 by determining the state of the subject (snoring, bruxism, and the like) from the measurement data related to the sound and voice emitted by the subject and the ambient sound of the subject. For example, by outputting an alarm sound from the speaker 517 when the subject's snoring becomes serious, the subject can be forcibly awakened or the abnormality of the subject can be notified to the surroundings.

なお、上記の例では、被験者の睡眠状態に応じて睡眠センサ501に組み込まれた表示部516やスピーカ517の駆動制御を行う構成を例に挙げたが、制御部515による駆動制御の対象はこれらに限定されるものではなく、睡眠センサ501の外部に設けられた家電機器を遠隔制御することも考えられる。   In the above example, the configuration in which the drive control of the display unit 516 and the speaker 517 incorporated in the sleep sensor 501 according to the sleep state of the subject is given as an example, but the targets of the drive control by the control unit 515 are these However, it is conceivable to remotely control a home electric appliance provided outside the sleep sensor 501.

図40は睡眠センサ501を用いた家電制御システムの一構成例を示す模式図である。本構成例の家電制御システムでは、睡眠センサ501を用いて判定された被験者の睡眠状態に応じて、電動カーテンA1、オーディオ機器A2、照明機器A3、テレビA4、空気調和器A5、及び、寝具(電動ベッドや空気マットなど)A6が制御される。   FIG. 40 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a home appliance control system using the sleep sensor 501. In the home appliance control system of this configuration example, the electric curtain A1, the audio device A2, the lighting device A3, the television A4, the air conditioner A5, and the bedding (in accordance with the sleep state of the subject determined using the sleep sensor 501) A6 is controlled.

本構成例の家電制御システムによれば、例えば、被験者の起床に合わせて、電動カーテンA1を開き、オーディオ機器A2から目覚まし用音楽を流し、照明機器A3を点灯し、テレビA4でニュースチャンネルを選局し、空気調和器A5で寝室内を適切な温度に設定し、かつ、寝具A6を被験者が起床しやすい状態に調整(電動ベッドのリクライニング調整や空気マットの圧力調整など)することができる。   According to the home appliance control system of this configuration example, for example, when the subject wakes up, the electric curtain A1 is opened, the wake-up music is played from the audio device A2, the lighting device A3 is turned on, and the news channel is selected on the television A4. The interior of the bedroom can be set to an appropriate temperature with the air conditioner A5, and the bedding A6 can be adjusted to a state in which the subject can easily wake up (such as reclining adjustment of the electric bed or pressure adjustment of the air mat).

このように、本構成例の家電制御システムによれば、睡眠センサ501と種々の家電製品A1〜A6を連携させて、被験者に心地の良い寝覚めを提供することが可能となる。   Thus, according to the home appliance control system of this configuration example, the sleep sensor 501 and the various home appliances A1 to A6 can be linked to provide a comfortable sleep to the subject.

なお、図40では、睡眠センサ501から家電製品A1〜A6が直接的に制御される構成例を挙げて説明したが、家電制御システムの構成はこれに限定されるものではなく、例えば、睡眠センサ501で取得された種々の測定データを解析する情報端末502(図39を参照)が用意されている場合には、この情報端末502から家電製品A1〜A6を制御してもよい。   In addition, although FIG. 40 gave and demonstrated the structural example by which household appliances A1-A6 are directly controlled from the sleep sensor 501, the structure of a household appliance control system is not limited to this, For example, a sleep sensor When an information terminal 502 (see FIG. 39) for analyzing various measurement data acquired in 501 is prepared, the home appliances A1 to A6 may be controlled from the information terminal 502.

図41Aは、睡眠センサ501の第1装着例(額装着型)を示す模式図である。図41Aでは、アイマスク型筐体501X(図中の破線を参照)の中央部(被験者の眉間に当接される位置)に睡眠センサ501の本体が配置されている。このように、毛細血管が集中している眉間に睡眠センサ501を配置すれば、光センサ部511で脈波や血中酸素飽和度の測定を安定して行うことができるので、睡眠状態の測定精度を高めることが可能となる。また、アイマスク型筐体501Xは、睡眠センサ501を被覆する遮光部材としても機能する。このような構成とすることにより、光センサ部511が外光の影響を受けにくくなるので、睡眠状態の測定を安定して行うことが可能となる。また、アイマスク型筐体501Xは、その本来の機能として被験者をリラックスさせることができるので、睡眠状態の測定中において被験者に過度のストレスを与えずに済む。   FIG. 41A is a schematic diagram illustrating a first wearing example (forehead wearing type) of the sleep sensor 501. FIG. In FIG. 41A, the main body of the sleep sensor 501 is arranged at the center part (position where the eyebrow of the subject is in contact) of the eye mask type housing 501X (see the broken line in the figure). As described above, if the sleep sensor 501 is disposed between the eyebrows where the capillaries are concentrated, the optical sensor unit 511 can stably measure the pulse wave and the blood oxygen saturation, and thus the sleep state measurement. The accuracy can be increased. The eye mask type housing 501X also functions as a light shielding member that covers the sleep sensor 501. By setting it as such a structure, since the optical sensor part 511 becomes difficult to receive the influence of external light, it becomes possible to measure a sleep state stably. Further, since the eye mask type housing 501X can relax the subject as its original function, it is not necessary to apply excessive stress to the subject during measurement of the sleep state.

図41Bは、睡眠センサ501の第2装着例(耳装着型)を示す模式図である。図41Bでは、被験者の外耳に装着されるセンサユニット501Yと、被験者の襟や胸に装着される本体ユニット501Zが別個に分離して設けられている。センサユニット501Yには、各種センサ部511〜514が収納されており、本体ユニット501Zには、その余の構成要素515〜521が収納されている。このような構成とすることにより、被験者の外耳に装着されるセンサユニット501Yを小型化することができるので、被験者に違和感を与えずに済む。特に、外耳は、指や腕に比べて体動の少ない部位であるので、光センサ部511の出力信号が体動ノイズの影響を受けにくく、高精度に脈波や血中酸素飽和度の測定を行うことが可能となる。なお、センサユニット501Yの形態については、一般的なイヤホンの形態(インナーイヤー型、カナル型、クリップ型など)を採用してもよいし、或いは、外耳道に挿入される耳栓型を採用しても構わない(図36A〜図36D、及び、図37を参照)。   FIG. 41B is a schematic diagram illustrating a second wearing example (ear wearing type) of the sleep sensor 501. In FIG. 41B, a sensor unit 501Y attached to the subject's outer ear and a main unit 501Z attached to the subject's collar and chest are separately provided. Various sensor units 511 to 514 are accommodated in the sensor unit 501Y, and the remaining components 515 to 521 are accommodated in the main unit 501Z. With such a configuration, the sensor unit 501Y attached to the outer ear of the subject can be reduced in size, so that the subject does not feel uncomfortable. In particular, since the outer ear is a part with less body movement than fingers and arms, the output signal of the optical sensor unit 511 is not easily affected by body movement noise, and the pulse wave and blood oxygen saturation are measured with high accuracy. Can be performed. As for the form of the sensor unit 501Y, a general form of an earphone (an inner ear type, a canal type, a clip type, etc.) may be adopted, or an earplug type inserted into the external ear canal may be adopted. It does not matter (see FIGS. 36A to 36D and FIG. 37).

<出力波長についての考察>
実験では、いわゆる反射型の脈波センサにおいて、発光部の出力波長をλ1(赤外:940nm)、λ2(緑:630nm)、及び、λ3(青:468nm)とし、発光部の出力強度(駆動電流値)を1mA、5mA、10mAに変化させたときの挙動を各々調査した。その結果、およそ波長600nm以下の可視光領域において、酸素化ヘモグロビンHbO2の吸収係数が大きくなり、測定される脈波のピーク強度が大きくなるため、脈波の波形を比較的取得しやすいことが分かった。
<Consideration on output wavelength>
In the experiment, in the so-called reflection type pulse wave sensor, the output wavelength of the light emitting part is λ1 (infrared: 940 nm), λ2 (green: 630 nm), and λ3 (blue: 468 nm), and the output intensity (driving) of the light emitting part is driven. The behavior when the (current value) was changed to 1 mA, 5 mA, and 10 mA was investigated. As a result, in the visible light region having a wavelength of about 600 nm or less, the absorption coefficient of oxygenated hemoglobin HbO 2 is increased, and the peak intensity of the measured pulse wave is increased, so that the waveform of the pulse wave can be obtained relatively easily. I understood.

なお、動脈血の酸素飽和度を検出するパルスオキシメータでは、酸素化ヘモグロビンHbO2の吸収係数(実線)と脱酸素化ヘモグロビンHbの吸収係数(破線)との差違が最大となる近赤外領域の波長(700nm前後)が発光部の出力波長として広く一般的に用いられているが、脈波センサ(特に、いわゆる反射型の脈波センサ)としての利用を考えた場合には、上記の実験結果で示したように、波長600nm以下の可視光領域を発光部の出力波長として用いることが望ましいと言える。 In the pulse oximeter that detects the oxygen saturation of arterial blood, the difference between the absorption coefficient (solid line) of oxygenated hemoglobin HbO 2 and the absorption coefficient (broken line) of deoxygenated hemoglobin Hb is maximized. Although the wavelength (around 700 nm) is widely used as the output wavelength of the light emitting unit, the above experimental results are obtained when considering use as a pulse wave sensor (particularly a so-called reflection type pulse wave sensor). It can be said that it is desirable to use a visible light region having a wavelength of 600 nm or less as the output wavelength of the light emitting unit as shown in FIG.

ただし、単一の光センサ部を用いて、脈波と血中酸素飽和度の両方を検出する場合には従前と同様、近赤外領域の波長を用いても構わない。   However, when both the pulse wave and the blood oxygen saturation are detected using a single optical sensor unit, the wavelength in the near infrared region may be used as before.

<総括>
以下では、本明細書中に開示されている種々の発明について、総括的に述べる。
<Summary>
Hereinafter, various inventions disclosed in the present specification will be described in general terms.

[第1の発明]
本明細書中に開示された種々の発明のうち、第1の発明に係る脈波センサは、発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出することにより脈波データを取得する光センサ部を備えた脈波センサであって、前記光センサ部は、枡形状のケースと、前記ケースを前記発光部が載置される第1領域と前記受光部が載置される第2領域に分割する遮光壁と、を有する構成(第1−1の構成)とされている。
[First invention]
Of the various inventions disclosed in the present specification, the pulse wave sensor according to the first invention detects the intensity of light transmitted through the living body by irradiating the living body with light from the light emitting section. A pulse wave sensor provided with an optical sensor unit for acquiring pulse wave data by means of the optical sensor unit, wherein the optical sensor unit includes a bowl-shaped case, a first region on which the light emitting unit is placed, and the light receiving unit. And a light-shielding wall that is divided into second regions on which the part is placed (first-first configuration).

なお、第1−1の構成から成る脈波センサにおいて、前記遮光壁の高さH1と前記発光部の高さH2との間には、H1>H2という関係が成立している構成(第1−2の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the configuration 1-1, a configuration in which a relationship of H1> H2 is established between the height H1 of the light shielding wall and the height H2 of the light emitting unit (first) -2).

また、第1−2の構成から成る脈波センサにおいて、前記遮光壁の高さH1から前記発光部の高さH2を差し引いたオフセット距離ΔH(=H1−H2)は、0mm<ΔH<2mmである構成(第1−3の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the configuration 1-2, the offset distance ΔH (= H1−H2) obtained by subtracting the height H2 of the light emitting unit from the height H1 of the light shielding wall is 0 mm <ΔH <2 mm. A certain configuration (1-3 configuration) is preferable.

また、第1−2または第1−3の構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部の高さH2と前記受光部の高さH3との間には、H2>H3という関係が成立している構成(第1−4の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the configuration 1-2 or 1-3, a relationship of H2> H3 is established between the height H2 of the light emitting unit and the height H3 of the light receiving unit. (1-4 configuration).

また、第1−1〜第1−4いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部と前記受光部との素子間距離W1は、0.2mm≦W1≦0.8mmである構成(第1−5の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the first to first to fourth configurations, the inter-element distance W1 between the light emitting unit and the light receiving unit is 0.2 mm ≦ W1 ≦ 0.8 mm ( The first to fifth configurations) may be used.

また、第1−1〜第1−5いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記光センサ部は前記発光部の上部に集光レンズを有する構成(第1−6の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the first to first to first-5 configurations, the optical sensor unit may be configured to have a condensing lens above the light emitting unit (configuration 1-6). .

また、上記第1−1〜第1−6いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記第1領域は、前記発光部の発光領域よりも小さい第1開口部を備えた第1蓋部材によって被覆されている構成(第1−7の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the first to first to sixth configurations, the first region is formed by a first lid member having a first opening smaller than the light emitting region of the light emitting unit. It is good to make it the structure (1-7 structure) covered.

また、第1−1〜第1−7いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記第2領域は、前記受光部の受光領域よりも大きい第2開口部を備えた第2蓋部材によって被覆されている構成(第1−8の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the first to first to seventh configurations, the second region is covered with a second lid member having a second opening larger than the light receiving region of the light receiving unit. It is preferable to adopt the configuration (1-8 configuration).

また、第1−1〜第1−8いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部及び前記受光部の少なくとも一方は、所定の波長成分のみを選択的に通過させるカラーフィルタを有する構成(第1−9の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the first to first to eighth configurations, at least one of the light emitting unit and the light receiving unit includes a color filter that selectively allows only a predetermined wavelength component to pass therethrough. (Structure 1-9) may be used.

また、第1−1〜第1−9いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部及び前記受光部は、それぞれ、基板と、前記基板上に載置された発光チップ及び受光チップと、前記発光チップ及び受光チップを封止する封止体と、を有する構成(第1−10の構成)にするとよい。   Moreover, in the pulse wave sensor having the configuration of any one of 1-1 to 1-9, each of the light emitting unit and the light receiving unit includes a substrate, a light emitting chip and a light receiving chip mounted on the substrate, respectively. And a sealing body for sealing the light-emitting chip and the light-receiving chip (structure 1-10).

また、第1−1〜第1−10いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記ケースは、前記光センサ部を担持する本体部から突出する形で前記本体部に埋設されている構成(第1−11の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the first to first to tenth configurations, the case is embedded in the main body portion so as to protrude from the main body portion carrying the optical sensor portion ( It is preferable to use the 1-11th configuration.

また、第1−1〜第1−11いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部の出力波長はおよそ600nm以下の可視光領域に属する構成(第1−12の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having any one of the first to first to eleventh configurations, the output wavelength of the light emitting unit may be configured to belong to the visible light region of about 600 nm or less (first to twelfth configuration). .

[第2の発明]
また、本明細書中に開示された種々の発明のうち、第2の発明に係る脈波センサは、発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出することにより脈波データを取得する光センサ部と、前記光センサ部を担持する本体部と、を有する脈波センサであって、前記本体部は、前記生体への装着時に前記生体側への押圧力が与えられる部材であり、前記光センサ部は、前記本体部の表面上において、前記生体側への押圧力が最大となる着力点の近傍に設けられている構成(第2−1の構成)とされている。
[Second invention]
Of the various inventions disclosed in the present specification, the pulse wave sensor according to the second invention is configured to irradiate a living body with light from a light emitting unit and transmit the intensity of the light transmitted through the living body to the light receiving unit. A pulse wave sensor comprising: an optical sensor unit that acquires pulse wave data by detection; and a main body unit that carries the optical sensor unit, wherein the main body unit moves toward the living body when attached to the living body. The optical sensor portion is provided on the surface of the main body portion in the vicinity of the point of application where the pressing force toward the living body is maximum (2-1). It is said that.

なお、第2−1の構成から成る脈波センサにおいて、前記本体部は、両端にベルトが接続されるものであり、前記光センサ部は、前記本体部と前記ベルトとの接続点から10mm以内に設けられている構成(第2−2の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the configuration of (2-1), the main body portion is connected to a belt at both ends, and the optical sensor portion is within 10 mm from the connection point between the main body portion and the belt. It is good to use the configuration provided in (2-2 configuration).

また、第2−1の構成から成る脈波センサにおいて、前記本体部は、第1端にバネ蝶番が接続されて第2端が開放端とされるものであり、前記光センサ部は、前記本体部の第2端から10mm以内に設けられている構成(第2−3の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the configuration of (2-1), the main body is configured such that a spring hinge is connected to a first end and a second end is an open end, and the optical sensor is It is good to make it the structure (2-3 structure) provided within 10 mm from the 2nd end of a main-body part.

また、第2−1〜第2−3いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記光センサ部は、前記本体部の表面上において、前記生体側への押圧力が最大となる着力点の近傍領域内に複数設けられている構成(第2−4の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the configuration of any one of the 2-1 to 2-3, the optical sensor portion has an application point on the surface of the main body portion at which the pressing force to the living body becomes maximum. A plurality of configurations (second to fourth configuration) may be provided in the vicinity region.

また、第2−1〜第2−4いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部の出力波長は、およそ600nm以下の可視光領域に属する構成(第2−5の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the configurations of the 2-1 to the 2-4, the output wavelength of the light emitting unit is configured to belong to a visible light region of about 600 nm or less (2-5 configuration). Good.

[第3の発明]
また、本明細書中に開示された種々の発明のうち、第3の発明に係る脈波センサは、発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出することにより脈波データを取得する光センサ部と、前記光センサ部の出力信号にフィルタ処理を施すフィルタ部と、を有する脈波センサであって、前記フィルタ部は、前記光センサ部の出力信号に重畳した低周波成分を除去するハイパスフィルタ回路と、前記ハイパスフィルタ回路の出力信号を後段に伝達するボルテージフォロワ回路と、前記ボルテージフォロワ回路の出力信号に重畳した高周波成分を除去するローパスフィルタ回路と、前記ローパスフィルタ回路の出力信号を増幅する第1増幅回路と、前記第1増幅回路の出力信号に重畳した低周波成分と高周波成分を除去するバンドパスフィルタ回路と、前記バンドパスフィルタ回路の出力信号を増幅する第2増幅回路を有する構成(第3−1の構成)とされている。
[Third invention]
Of the various inventions disclosed in the present specification, the pulse wave sensor according to the third aspect of the invention relates to the intensity of the light transmitted through the living body by irradiating the living body with light from the light emitting section. A pulse wave sensor comprising: an optical sensor unit that acquires pulse wave data by detection; and a filter unit that performs a filtering process on an output signal of the optical sensor unit, wherein the filter unit includes: A high-pass filter circuit that removes the low-frequency component superimposed on the output signal, a voltage follower circuit that transmits the output signal of the high-pass filter circuit to a subsequent stage, and a low-pass filter that removes the high-frequency component superimposed on the output signal of the voltage follower circuit Circuit, a first amplifier circuit for amplifying the output signal of the low-pass filter circuit, and a low-frequency component and a high-frequency component superimposed on the output signal of the first amplifier circuit are removed. A band-pass filter circuit that is configured to have a second amplifying circuit for amplifying the output signal of the band-pass filter circuit (3-1 configuration).

なお、第3−1の構成から成る脈波センサにおいて、前記ハイパスフィルタ回路は0.66Hzのカットオフ周波数を持つ1次のCRハイパスフィルタ回路である構成(第3−2の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the configuration 3-1 described above, the high-pass filter circuit may be configured as a primary CR high-pass filter circuit having a cutoff frequency of 0.66 Hz (configuration 3-2). .

また、第3−1または第3−2の構成から成る脈波センサにおいて、前記ローパスフィルタ回路は、0.26Hzのカットオフ周波数を持つ2次のCRローパスフィルタ回路である構成(第3−3の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the configuration of 3-1 or 3-2, the low-pass filter circuit is a second-order CR low-pass filter circuit having a cutoff frequency of 0.26 Hz (3-3). (Configuration).

また、第3−1〜第3−3いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記バンドパスフィルタ回路は、0.80〜2.95Hzの通過周波数帯域を持つ6次のバンドフィルタ回路である構成(第3−4の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the configurations of 3-1 to 3-3, the bandpass filter circuit is a sixth-order band filter circuit having a pass frequency band of 0.80 to 2.95 Hz. It is good to set it as a structure (3-4th structure).

また、第3−1〜第3−4いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記フィルタ部は、電源電圧を分圧して中間電圧を生成する中間電圧生成回路を有し、前記ハイパスフィルタ回路、前記ローパスフィルタ回路、前記第1増幅回路、前記バンドパスフィルタ回路、及び、前記第2増幅回路は、いずれも、前記中間電圧を基準電圧として動作する構成(第3−5の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the configuration of any one of the 3-1 to 3-4, the filter unit includes an intermediate voltage generation circuit that divides a power supply voltage to generate an intermediate voltage, and the high-pass filter circuit The low-pass filter circuit, the first amplifier circuit, the band-pass filter circuit, and the second amplifier circuit are all configured to operate using the intermediate voltage as a reference voltage (configuration 3-5). Good.

また、第3−1〜第3−5いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部の出力波長は、およそ600nm以下の可視光領域に属する構成(第3−6の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the configuration of any one of the 3-1 to the 3-5, the output wavelength of the light emitting unit is configured to belong to the visible light region of about 600 nm or less (configuration 3-6). Good.

[第4の発明]
また、本明細書中に開示された種々の発明のうち、第4の発明に係る脈波センサは、外耳に装着される筐体と、前記筐体に設けられて発光部から前記外耳に光を照射し生体内を透過して戻ってくる光の強度を受光部で検出することにより脈波データを取得する光センサ部と、を有する構成(第4−1の構成)とされている。
[Fourth Invention]
Of the various inventions disclosed in this specification, a pulse wave sensor according to a fourth invention includes a housing attached to the outer ear and a light provided from the light emitting unit to the outer ear. And a light sensor that acquires pulse wave data by detecting the intensity of light transmitted through the living body and returned by the light receiving unit (configuration 4-1).

なお、第4−1の構成から成る脈波センサにおいて、前記筐体は、スピーカを有する構成(第4−2の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the fourth configuration, it is preferable that the casing has a configuration having a speaker (fourth configuration).

また、第4−2の構成から成る脈波センサは、前記脈波データに応じて前記スピーカの出力動作を制御する制御部を有する構成(第4−3の構成)にするとよい。   In addition, the pulse wave sensor having the configuration 4-2 may be configured (a configuration 4-3) having a control unit that controls the output operation of the speaker in accordance with the pulse wave data.

また、第4−1〜第4−3いずれかの構成から成る脈波センサは、情報端末に前記脈波データを送信する通信部を有する構成(第4−4の構成)にするとよい。   The pulse wave sensor having any one of the 4-1 to 4-3 configurations may have a configuration (fourth configuration) having a communication unit that transmits the pulse wave data to the information terminal.

また、第4−1〜第4−4いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記筐体は、耳珠と対耳珠に囲まれた窪み部分にフィットする形状を有する構成(第4−5の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the configuration of any one of the 4-1 to 4-4, the housing has a configuration that fits a hollow portion surrounded by the tragus and the antitragus (fourth-fourth). 5 configuration).

また、第4−5の構成から成る脈波センサにおいて、前記受光部は、前記発光部よりも外耳道に近い側に配置されている構成(第4−6の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the fourth to fifth configuration, the light receiving unit may be configured to be closer to the ear canal than the light emitting unit (fourth to sixth configuration).

また、第4−1〜第4−4いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記筐体は、耳介を覆う形状を有する構成(第4−7の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the configurations of the 4-1 to 4-4, the casing may have a configuration (fourth to seventh configuration) having a shape covering the auricle.

また、第4−7の構成から成る脈波センサにおいて、前記筐体は、前記耳介との対向面に前記光センサ部を担持する突起部材を有する構成(第4−8の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the fourth to seventh structure, when the case has a structure (fourth to eighth structure) having a protrusion member that carries the optical sensor unit on a surface facing the auricle. Good.

また、第4−1〜第4−4いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記筐体は、耳介に懸架されるクリップ部材を有する構成(第4−9の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having any one of the configurations of the 4-1 to the 4th-4, the casing may have a configuration having a clip member suspended on the auricle (configuration 4-9).

また、第4−9の構成から成る脈波センサにおいて、前記クリップ部材は、前記耳介と当接する箇所に前記光センサ部を担持する構成(第4−10の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the fourth to ninth configuration, the clip member may have a configuration (fourth to tenth configuration) in which the optical sensor unit is supported at a location where the clip member comes into contact with the auricle.

また、第4−1の構成から成る脈波センサにおいて、前記筐体は、外耳道の内部で脈波を測定するための耳栓構造を有する構成(第4−11の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the configuration 4-1, the casing may have a configuration (a configuration 4-11) having an earplug structure for measuring a pulse wave inside the ear canal.

また、第4−1〜第4−11いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記光センサ部は、枡形状のケースと、前記ケースを前記発光部が載置される第1領域と前記受光部が載置される第2領域に分割する遮光壁と、を有する構成(第4−12の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the configuration of any one of 4-1 to 4-11, the optical sensor unit includes a bowl-shaped case, the first region on which the light emitting unit is placed, and the case. It is good to make it the structure (4th-12th structure) which has the light-shielding wall divided | segmented into the 2nd area | region in which a light-receiving part is mounted.

また、第4−12の構成から成る脈波センサにおいて、前記遮光壁の高さH1と前記発光部の高さH2と前記受光部の高さH3との間には、H1>H2>H3という関係が成立する構成(第4−13の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the fourth to twelfth configuration, H1> H2> H3 between the height H1 of the light shielding wall, the height H2 of the light emitting unit, and the height H3 of the light receiving unit. It is preferable to adopt a configuration (fourth to thirteenth configuration) that establishes the relationship.

また、第4−13の構成から成る脈波センサにおいて、前記ケースは、前記筐体から突出する形で埋設されている構成(第4−14の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the configuration 4-13, the case may be configured to be embedded in a shape protruding from the housing (configuration 4-14).

また、第4−1〜第4−14いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記光センサ部は、前記筐体との間に緩衝部材を有する構成(第4−15の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the configurations of the 4-1 to the 4-14, the optical sensor unit is configured to have a buffer member between the housing (configuration 4-15). Good.

また、第4−1〜第4−15いずれかの構成から成る脈波センサにて、前記発光部の出力波長は、およそ600nm以下の可視光領域に属する構成(第4−16の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the configurations of the 4-1 to the 4-15, the output wavelength of the light emitting unit is configured to belong to a visible light region of about 600 nm or less (configuration 4-16). Good.

[第5の発明]
また、本明細書中に開示された種々の発明のうち、第5の発明に係る睡眠センサは、被験者の脈波に関する測定データまたは脈波と血中酸素飽和度に関する測定データを取得する光センサ部と、前記被験者の体温または体表面温度に関する測定データを取得する温度センサ部と、前記被験者の体動に関する測定データを取得する加速度センサ部と、前記被験者が発する音や声ないしは周囲環境の音に関する測定データを取得するマイクロフォンと、睡眠センサ全体の動作を統括的に制御する制御部と、画像の出力を行う表示部と、音声の出力を行うスピーカと、入力操作を受け付ける操作部と、各測定データを記憶する記憶部と、前記被験者の睡眠状態を解析する情報端末に各測定データを送信する通信部と、前記睡眠センサの各部に電力供給を行う電源部と、を有する構成(第5−1の構成)とされている。
[Fifth Invention]
Of the various inventions disclosed in this specification, the sleep sensor according to the fifth invention is an optical sensor that acquires measurement data related to a subject's pulse wave or measurement data related to a pulse wave and blood oxygen saturation. A temperature sensor unit that acquires measurement data related to the body temperature or body surface temperature of the subject, an acceleration sensor unit that acquires measurement data related to the body movement of the subject, and sounds or voices or sounds of the surrounding environment that the subject emits A microphone that obtains measurement data relating to, a control unit that comprehensively controls the operation of the entire sleep sensor, a display unit that outputs an image, a speaker that outputs audio, an operation unit that accepts an input operation, A storage unit that stores measurement data, a communication unit that transmits measurement data to an information terminal that analyzes the sleep state of the subject, and power supply to each unit of the sleep sensor It is configured to have a power supply unit, the performing (5-1 configuration).

なお、第5−1の構成から成る睡眠センサにて、前記制御部は、各測定データを解析して前記被験者の睡眠状態を解析する機能を備えた構成(第5−2の構成)にするとよい。   In addition, in the sleep sensor which consists of a 5th-1 structure, when the said control part analyzes each measurement data and makes it the structure (the structure of a 5-2) provided with the function which analyzes the sleep state of the said test subject. Good.

また、第5−2の構成から成る睡眠センサにおいて、前記制御部は、前記被験者の脈波に関する測定データから前記被験者のレム睡眠/ノンレム睡眠及び睡眠深度の少なくとも一方を判定し、前記表示部、前記スピーカ、または、外部の家電機器を駆動する構成(第5−3の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having the configuration 5-2, the control unit determines at least one of the REM sleep / non-REM sleep and the sleep depth of the subject from the measurement data related to the pulse wave of the subject, the display unit, It is good to set it as the structure (5-3 structure) which drives the said speaker or external household appliances.

また、第5−2または第5−3の構成から成る睡眠センサにおいて、前記制御部は、前記被験者の血中酸素飽和度に関する測定データから前記被験者の無呼吸症候群を判定し、前記表示部、前記スピーカ、または、外部の家電機器を駆動する構成(第5−4の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having the configuration of 5-2 or 5-3, the control unit determines the apnea syndrome of the subject from the measurement data regarding the blood oxygen saturation of the subject, and the display unit, It is good to set it as the structure (5-4 structure) which drives the said speaker or external household appliances.

また、第5−2〜第5−4いずれかの構成から成る睡眠センサにおいて、前記制御部は前記被験者の体温または体表面温度に関する測定データから前記被験者の睡眠深度を判定して、前記表示部、前記スピーカ、または、外部の家電機器を駆動する構成(第5−5の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having any one of configurations 5-2 to 5-4, the control unit determines the sleep depth of the subject from measurement data related to the body temperature or the body surface temperature of the subject, and the display unit The speaker or an external home appliance may be driven (5-5 configuration).

また、第5−2〜第5−5いずれかの構成から成る睡眠センサにおいて、前記制御部は前記被験者の体動に関する測定データから前記被験者の睡眠深度を判定し、前記表示部、前記スピーカ、または外部の家電機器を駆動する構成(第5−6の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having any one of the configurations of 5-2 to 5-5, the control unit determines the sleep depth of the subject from measurement data related to the body movement of the subject, and the display unit, the speaker, Or it is good to set it as the structure (5-6th structure) which drives an external household appliance.

また、第5−2〜第5−6いずれかの構成から成る睡眠センサにおいて、前記制御部は前記被験者の発する音や声ないしは周囲環境の音に関する測定データから前記被験者の状態を判定し、前記表示部、前記スピーカ、または、外部の家電機器を駆動する構成(第5−7の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having any one of the configurations of Nos. 5-2 to 5-6, the control unit determines the state of the subject from measurement data relating to sounds or voices generated by the subject or sounds of the surrounding environment, It is good to set it as the structure (5-7 structure) which drives a display part, the said speaker, or an external household appliance.

また、第5−1〜第5−7いずれかの構成から成る睡眠センサにおいて、前記光センサ部は発光部から前記被験者の生体に光を照射した後、前記生体内を透過して戻ってくる光の強度を受光部で検出することにより、前記被験者の脈波に関する測定データまたは脈波と血中酸素飽和度に関する測定データを取得する構成(第5−8の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having any one of the first to fifth to seventh configurations, the optical sensor unit irradiates light from the light emitting unit to the living body of the subject, and then returns through the living body. It is preferable to have a configuration (5-8 configuration) in which measurement data relating to the pulse wave of the subject or measurement data relating to the pulse wave and blood oxygen saturation is acquired by detecting the intensity of light at the light receiving unit.

また、第5−8の構成から成る睡眠センサにおいて、前記光センサ部は、枡形状のケースと、前記ケースを前記発光部が載置される第1領域と前記受光部が載置される第2領域に分割する遮光壁と、を有する構成(第5−9の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having the configuration of No. 5-8, the optical sensor unit includes a bowl-shaped case, a first region in which the light emitting unit is mounted, and a light receiving unit in which the light receiving unit is mounted. It is good to make it the structure (5-9 structure) which has the light-shielding wall divided | segmented into 2 area | regions.

また、第5−9の構成から成る睡眠センサにおいて、前記遮光壁の高さH1と前記発光部の高さH2と前記受光部の高さH3との間には、H1>H2>H3という関係が成立する構成(第5−10の構成)にするとよい。   In the sleep sensor having the configuration 5-9, the relationship H1> H2> H3 is established between the height H1 of the light shielding wall, the height H2 of the light emitting unit, and the height H3 of the light receiving unit. (5-10 configuration) is preferable.

また、第5−10の構成から成る睡眠センサにおいて、前記ケースは、前記光センサ部を担持する筐体から突出する形で埋設された構成(第5−11の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having the fifth to tenth configuration, the case may be configured to be embedded in a form protruding from a housing that carries the optical sensor unit (the fifth to eleventh configuration).

また、第5−11の構成から成る睡眠センサにおいて、前記光センサ部は、前記筐体との間に緩衝部材を有する構成(第5−12の構成)にするとよい。   Moreover, the sleep sensor which consists of a 5-11th structure WHEREIN: The said optical sensor part is good to set it as the structure (5th-12th structure) which has a buffer member between the said housing | casings.

また、第5−8〜第5−12いずれかの構成から成る睡眠センサにおいて、前記発光部の出力波長は、約600nm以下の可視光領域に属する構成(第5−13の構成)にするとよい。   Further, in the sleep sensor having any one of the fifth to eighth to twelfth configurations, the output wavelength of the light emitting unit may be configured to belong to the visible light region of about 600 nm or less (the fifth to thirteenth configuration). .

また、第5の発明に係る体調管理システムは、第5−1〜第5−13いずれかの構成から成る睡眠センサと、前記睡眠センサで取得された測定データの解析やログ取得を行う情報端末とを有する構成(第5−14の構成)とされている。   Moreover, the physical condition management system which concerns on 5th invention is the information sensor which analyzes the sleep data which consists of the structure in any one of 5-1 to 5-13, and the measurement data acquired by the said sleep sensor, and log acquisition (The 5-14th configuration).

また、第5の発明に係る家電制御システムは、第5−1〜第5−13いずれかの構成から成る睡眠センサと、前記睡眠センサまたは前記情報端末を用いて判定された被験者の睡眠状態に応じて駆動される家電機器とを有する構成(第5−15の構成)とされている。   Moreover, the household appliance control system which concerns on 5th invention is based on the sleep state of the test subject determined using the sleep sensor which consists of the structure in any one of 5-1 to 5-13, and the said sleep sensor or the said information terminal. It is set as the structure (5-15 structure) which has the household appliances driven according to it.

なお、第5−15の構成から成る家電制御システムにおいて、前記家電機器は、電動カーテン、オーディオ機器、照明機器、テレビ、空気調和器、及び、寝具の少なくとも一つである構成(第5−16の構成)にするとよい。   In the home appliance control system having the configuration 5-15, the home appliance is at least one of an electric curtain, an audio device, a lighting device, a television, an air conditioner, and a bedding (5-16). (Configuration).

[第6の発明]
また、本明細書中に開示された種々の発明のうち、第6の発明に係る脈波センサは、発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出する光センサ部と、前記光センサ部を担持する本体部と、前記本体部に取り付けられて前記生体に巻き回されるベルトと、前記光センサ部と前記本体部との間に設けられた緩衝部材と、を有する構成(第6−1の構成)とされている。
[Sixth Invention]
Of the various inventions disclosed in the present specification, the pulse wave sensor according to the sixth aspect of the invention is characterized in that the light receiving unit determines the intensity of the light transmitted from the light emitting unit to the living body and transmitted through the living body. An optical sensor unit to detect, a main body unit carrying the optical sensor unit, a belt attached to the main body unit and wound around the living body, and provided between the optical sensor unit and the main body unit It is set as the structure (6-1 structure) which has a buffer member.

なお、第6−1の構成から成る脈波センサは、前記光センサ部が搭載されるプリント配線基板をさらに有し、前記緩衝部材は、前記プリント配線基板と前記本体部との間に設けられている構成(第6−2の構成)にするとよい。   The pulse wave sensor having the configuration 6-1 further includes a printed wiring board on which the optical sensor unit is mounted, and the buffer member is provided between the printed wiring board and the main body part. It is good to use the structure (6-2 structure).

また、第6−1または第6−2の構成から成る脈波センサは、前記光センサ部の周囲に設けられて前記生体と密着する密着部材をさらに有する構成(第6−3の構成)にするとよい。   In addition, the pulse wave sensor having the configuration of 6-1 or 6-2 further includes a contact member (sixth configuration) provided around the optical sensor unit and in close contact with the living body. Good.

また、第6−3の構成から成る脈波センサにおいて、前記密着部材は、前記光センサ部との間に隙間を空けて設けられている構成(第6−4の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the sixth structure, the contact member may be provided with a gap (the sixth structure) between the optical sensor section.

また、第6−2〜第6−4いずれかの構成から成る脈波センサは、前記プリント配線基板の表面及び裏面の少なくとも一方を被覆する保護部材をさらに有する構成(第6−5の構成)にするとよい。   In addition, the pulse wave sensor having any one of the configurations of 6-2 to 6-4 further includes a protection member that covers at least one of the front surface and the back surface of the printed wiring board (configuration 6-5). It is good to.

また、上記第6−5の構成から成る脈波センサにおいて、前記密着部材及び前記保護部材の少なくとも一方は、黒色である構成(第6−6の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the above-described configuration 6-5, at least one of the contact member and the protection member may be configured to be black (configuration 6-6).

また、第6−2〜第6−6いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記ベルトと前記プリント配線基板は、互いに接触しない程度の隙間を空けて前記本体部に取り付けられている構成(第6−7の構成)にするとよい。   Also, in the pulse wave sensor having any one of the configurations of 6-2 to 6-6, the belt and the printed wiring board are attached to the main body with a gap that does not contact each other ( It is preferable to use the 6-7th configuration.

また、第6−1〜第6−7いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記本体部は、低重心構造とされている構成(第6−8の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having any one of the sixth to sixth to seventh configurations, the main body portion may be configured to have a low center of gravity structure (sixth to eighth configuration).

また、第6−1〜第6−8いずれかの構成から成る脈波センサは、前記光センサ部の出力信号にフィルタ処理を施すフィルタ部を有する構成(第6−9の構成)にするとよい。   The pulse wave sensor having any one of the sixth to sixth to eighth configurations may have a configuration (sixth to ninth configuration) having a filter unit that performs a filtering process on the output signal of the optical sensor unit. .

また、第6−9の構成から成る脈波センサにおいて、前記フィルタ部は、前記光センサ部の出力信号から低周波成分と高周波成分を除去するバンドパスフィルタ回路を有する構成(第6−10の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the sixth to ninth configuration, the filter unit includes a band-pass filter circuit that removes a low-frequency component and a high-frequency component from the output signal of the optical sensor unit (the sixth to tenth components). Configuration).

また、第6−10の構成から成る脈波センサにおいて、前記バンドパスフィルタ回路は0.7〜3.0Hzの通過周波数帯域を持つ6次のオペアンプ多重帰還型バンドフィルタ回路である構成(第6−11の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the sixth to tenth configuration, the band pass filter circuit is a sixth-order operational amplifier multiple feedback type band filter circuit having a pass frequency band of 0.7 to 3.0 Hz (sixth -11 configuration).

また、本明細書中に開示された脈波センサは、発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出する光センサ部と、前記発光部を外来光よりも高い輝度でパルス駆動させるパルス駆動部と、前記光センサ部の出力信号に検波処理を施して脈波信号を抽出するフィルタ部と、を有する構成(第6−12の構成)とされている。   Further, the pulse wave sensor disclosed in the present specification includes an optical sensor unit that irradiates a living body with light from a light emitting unit and detects the intensity of light transmitted through the living body with a light receiving unit, and the light emitting unit is provided as an external device. A configuration (6-12th configuration) is provided that includes a pulse driving unit that performs pulse driving with higher luminance than light, and a filter unit that performs detection processing on the output signal of the optical sensor unit to extract a pulse wave signal. ing.

なお、第6−12の構成から成る脈波センサにて、前記受光部の波長特性は、前記発光部の波長特性と合致するように設計されている構成(第6−13の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the sixth to twelfth configuration, when the wavelength characteristic of the light receiving unit is designed to match the wavelength characteristic of the light emitting unit (the sixth to thirteenth configuration). Good.

また、第6−12または第6−13の構成から成る脈波センサにおいて、前記パルス駆動部は、1/10〜1/100のデューティで前記発光部をパルス駆動させる構成(第6−14の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the sixth to sixth or sixth to sixth configurations, the pulse driving unit is configured to pulse-drive the light emitting unit with a duty of 1/10 to 1/100 (the sixth to fourteenth). Configuration).

また、第6−12〜第6−14いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記フィルタ部は前記光センサ部の出力信号に検波処理を施す検波回路と、前記検波回路の出力信号を増幅する第1増幅回路と、前記第1増幅回路の出力信号から低周波成分と高周波成分を除去するバンドパスフィルタ回路と、前記バンドパスフィルタ回路の出力信号から高周波成分を除去するローパスフィルタ回路と、前記ローパスパスフィルタ回路の出力信号を増幅する第2増幅回路と、を有する構成(第6−15の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having any one of the sixth to twelfth to sixth to fourteenth configurations, the filter unit detects a detection process for the output signal of the optical sensor unit, and amplifies the output signal of the detection circuit. A first amplifying circuit, a bandpass filter circuit that removes a low-frequency component and a high-frequency component from the output signal of the first amplifying circuit, a low-pass filter circuit that removes a high-frequency component from the output signal of the bandpass filter circuit, It is preferable to have a configuration (a 6-15 configuration) having a second amplification circuit that amplifies the output signal of the low-pass filter circuit.

また、第6−15の構成から成る脈波センサにおいて、前記バンドパスフィルタ回路は0.7〜3.0Hzの通過周波数帯域を持つ6次のオペアンプ多重帰還型バンドフィルタ回路である構成(第6−16の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having the sixth to fifteenth configuration, the bandpass filter circuit is a sixth-order operational amplifier multiple feedback type band filter circuit having a pass frequency band of 0.7 to 3.0 Hz (sixth -16 configuration).

また、第6−15または第6−16の構成から成る脈波センサにおいて、前記ローパスフィルタ回路は、1.45Hzのカットオフ周波数を持つ1次のCRローパスフィルタ回路である構成(第6−17の構成)にするとよい。   In the pulse wave sensor having the sixth to sixth or sixth to sixth configurations, the low-pass filter circuit is a first-order CR low-pass filter circuit having a cutoff frequency of 1.45 Hz (No. 6-17). (Configuration).

また、第6−15〜第6−17いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記フィルタ部は、電源電圧を分圧して中間電圧を生成する中間電圧生成回路を有し、前記検波回路、前記第1増幅回路、前記バンドパスフィルタ回路、前記ローパスフィルタ回路、及び前記第2増幅回路は、いずれも、前記中間電圧を基準電圧として動作する構成(第6−18の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the sixth to fifth to sixteenth configurations, the filter unit includes an intermediate voltage generation circuit that divides a power supply voltage to generate an intermediate voltage, and the detection circuit, The first amplifier circuit, the band-pass filter circuit, the low-pass filter circuit, and the second amplifier circuit may all be configured to operate using the intermediate voltage as a reference voltage (configuration 6-18).

また、第6−1〜第6−18いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記発光部の出力波長は、およそ600nm以下の可視光領域に属する構成(第6−19の構成)にするとよい。   Further, in the pulse wave sensor having any one of the configurations of 6-1 to 6-18, the output wavelength of the light emitting unit is configured to belong to a visible light region of about 600 nm or less (configuration 6-19). Good.

<その他の変形例>
なお、本明細書中に開示された種々の発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Other variations>
Various configurations of the invention disclosed in the present specification can be variously modified within the scope of the invention, in addition to the embodiment described above. That is, the above-described embodiment is an example in all respects and should not be considered as limiting, and the technical scope of the present invention is not the description of the above-described embodiment, but the claims. It should be understood that all modifications that come within the meaning and range of equivalents of the claims are included.

本明細書中に開示されている種々の発明は、脈波センサや睡眠センサの利便性を高めるための技術として利用することが可能であり、ヘルスケアサポート機器、ゲーム機器、音楽機器、ペットコミュニケーションツール、車両の運転手の居眠り防止機器など、様々な分野への応用が可能であると考えられる。   Various inventions disclosed in the present specification can be used as a technique for enhancing the convenience of a pulse wave sensor and a sleep sensor, and include healthcare support devices, game devices, music devices, and pet communication. It can be applied to various fields such as tools and anti-sleeping devices for vehicle drivers.

1 脈波センサ
2 生体(手首、耳など)
10 本体ユニット
10a 本体部
10b プリント配線基板
10c 緩衝部材
10d 密着部材
10e 保護部材
11 光センサ部
11a ケース
11b 遮光壁
11c 集光レンズ
11d、11e 蓋部材
11f 緩衝部材(ゴムや合成スポンジなど)
11z 透光板
11A 発光ダイオード(発光部)
11B フォトトランジスタ(受光部)
12 フィルタ部
13 制御部
14 表示部
15 通信部
16 電源部
17 パルス駆動部(変調回路)
20 ベルト
30 バネ蝶番
x 発光部(発光チップ)
y 受光部(受光チップ)
X 発光部
X1 基板
X2 発光チップ
X3 封止体
X4 ワイヤ
X5 導電体
X6 カラーフィルタ
Y 受光部
Y1 基板
Y2 受光チップ
Y3 封止体
Y4 ワイヤ
Y5 導電体
Y6 カラーフィルタ
100 電流/電圧変換回路
110 1次CRハイパスフィルタ回路
120 増幅回路
130 1次CRローパスフィルタ回路
140 増幅回路
200 電流/電圧変換回路
210 1次CRハイパスフィルタ回路
220 ボルテージフォロワ回路
230 2次CRローパスフィルタ回路
240 増幅回路
250 6次バンドパスフィルタ回路
260 増幅回路
270 中間電圧生成回路
300 電流/電圧変換回路
310 検波回路(復調回路)
320 増幅回路
330 6次バンドパスフィルタ回路
340 1次CRローパスフィルタ回路
350 増幅回路
360 中間電圧生成回路
R1〜R55 抵抗
C1〜C43 キャパシタ
D1、D2 ダイオード
OP1〜OP14 オペアンプ
P1 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
IC1 半導体装置
ST1〜ST3 シュミットトリガ
E 外耳
E1 舟状窩
E2 耳輪
E3 対耳輪
E4 対耳珠
E5 外耳道
E6 上対耳輪脚
E7 三角窩
E8 下対耳輪脚
E9 耳甲介
E10 耳珠
E11 珠間切痕
E12 耳垂
401 脈波センサ(携帯型オーディオプレーヤ、補聴器)
401X イヤホン(ヘッドホン)
401Y 本体ユニット
402 情報端末(データサーバ、パーソナルコンピュータなど)
403 ネットワーク
410 筐体
410x 突起部材
410y クリップ部材
411 光センサ部
411A 発光部
411B 受光部
412 スピーカ
413 ドライバ
414 コード
415 コネクタ
420 筐体
421 制御部
422 操作部
423 表示部
424 記憶部
425 通信部
426 電源部
427 フィルタ部
501 睡眠センサ
501X アイマスク型筐体
501Y センサユニット
501Z 本体ユニット
502 情報端末(データサーバ、パーソナルコンピュータなど)
511 光センサ部
512 温度センサ部
513 加速度センサ部
514 マイクロフォン
515 制御部
516 表示部
517 スピーカ
518 操作部
519 記憶部
520 通信部
521 電源部
A1 電動カーテン
A2 オーディオ機器
A3 照明機器
A4 テレビ
A5 空気調和器
A6 寝具(電動ベッドや空気マットなど)
1 Pulse wave sensor 2 Living body (wrist, ear, etc.)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main body unit 10a Main body part 10b Printed wiring board 10c Buffer member 10d Adhesion member 10e Protection member 11 Optical sensor part 11a Case 11b Light-shielding wall 11c Condensing lens 11d, 11e Cover member 11f Buffer member (rubber, synthetic sponge, etc.)
11z Translucent plate 11A Light emitting diode (light emitting part)
11B Phototransistor (light receiving part)
12 Filter Unit 13 Control Unit 14 Display Unit 15 Communication Unit 16 Power Supply Unit 17 Pulse Drive Unit (Modulation Circuit)
20 belt 30 spring hinge x light emitting part (light emitting chip)
y Light receiving part (light receiving chip)
X light emitting part X1 substrate X2 light emitting chip X3 sealing body X4 wire X5 conductor X6 color filter Y light receiving part Y1 substrate Y2 light receiving chip Y3 sealing body Y4 wire Y5 conductor Y6 color filter 100 current / voltage conversion circuit 110 primary CR High-pass filter circuit 120 Amplifier circuit 130 Primary CR low-pass filter circuit 140 Amplifier circuit 200 Current / voltage conversion circuit 210 Primary CR high-pass filter circuit 220 Voltage follower circuit 230 Secondary CR low-pass filter circuit 240 Amplifier circuit 250 Sixth-order band-pass filter circuit 260 Amplifier circuit 270 Intermediate voltage generation circuit 300 Current / voltage conversion circuit 310 Detection circuit (demodulation circuit)
320 Amplifier circuit 330 Sixth-order bandpass filter circuit 340 Primary CR low-pass filter circuit 350 Amplifier circuit 360 Intermediate voltage generation circuit R1 to R55 Resistor C1 to C43 Capacitor D1, D2 Diode OP1 to OP14 Operational amplifier P1 P channel type MOS field effect transistor IC1 Semiconductor device ST1 to ST3 Schmitt trigger E Outer ear E1 Scapular fossa E2 Ear ring E3 Ear ring E4 Ear tragus E5 Ear canal E6 Upper ear ring leg E7 Trigular fossa E8 Lower ear ring leg E9 Ear concha E10 Ear tragus E11 Tragus notch E12 Ear 401 Pulse wave sensor (portable audio player, hearing aid)
401X Earphone (Headphone)
401Y Main unit 402 Information terminal (data server, personal computer, etc.)
403 Network 410 Housing 410x Projection member 410y Clip member 411 Optical sensor unit 411A Light emitting unit 411B Light receiving unit 412 Speaker 413 Driver 414 Code 415 Connector 420 Housing 421 Control unit 422 Operation unit 423 Display unit 424 Storage unit 425 Communication unit 426 Power supply unit 427 Filter unit 501 Sleep sensor 501X Eye mask type housing 501Y Sensor unit 501Z Main unit 502 Information terminal (data server, personal computer, etc.)
511 Optical sensor unit 512 Temperature sensor unit 513 Acceleration sensor unit 514 Microphone 515 Control unit 516 Display unit 517 Speaker 518 Operation unit 519 Storage unit 520 Communication unit 521 Power supply unit A1 Electric curtain A2 Audio equipment A3 Lighting equipment A4 Television A5 Air conditioner A6 Bedding (electric bed, air mat, etc.)

Claims (19)

発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出する光センサ部と、
前記光センサ部を担持する本体部と、
前記本体部に取り付けられて前記生体に巻き回されるベルトと、
前記光センサ部と前記本体部との間に設けられた緩衝部材と、
を有することを特徴とする脈波センサ。
A light sensor unit that irradiates the living body with light from the light emitting unit and detects the intensity of light transmitted through the living body with a light receiving unit;
A main body carrying the photosensor unit;
A belt attached to the main body and wound around the living body;
A buffer member provided between the optical sensor unit and the main body unit;
A pulse wave sensor comprising:
前記光センサ部が搭載されるプリント配線基板をさらに有し、
前記緩衝部材は、前記プリント配線基板と前記本体部との間に設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の脈波センサ。
It further has a printed wiring board on which the optical sensor unit is mounted,
The buffer member is provided between the printed wiring board and the main body.
The pulse wave sensor according to claim 1.
前記光センサ部の周囲に設けられて前記生体と密着する密着部材をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to claim 1, further comprising a contact member that is provided around the optical sensor unit and is in close contact with the living body. 前記密着部材は、前記光センサ部との間に隙間を空けて設けられていることを特徴とする請求項3に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to claim 3, wherein the contact member is provided with a gap between the optical sensor unit and the optical sensor unit. 前記プリント配線基板の表面及び裏面の少なくとも一方を被覆する保護部材をさらに有することを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to any one of claims 2 to 4, further comprising a protective member that covers at least one of a front surface and a back surface of the printed wiring board. 前記密着部材及び前記保護部材の少なくとも一方は、黒色であることを特徴とする請求項5に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to claim 5, wherein at least one of the contact member and the protection member is black. 前記ベルトと前記プリント配線基板は、互いに接触しない程度の隙間を空けて前記本体部に取り付けられていることを特徴とする請求項2〜請求項6のいずれか一項に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to any one of claims 2 to 6, wherein the belt and the printed wiring board are attached to the main body with a gap that does not contact each other. 前記本体部は、低重心構造とされていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the main body portion has a low center of gravity structure. 前記光センサ部の出力信号にフィルタ処理を施すフィルタ部をさらに有することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to any one of claims 1 to 8, further comprising a filter unit that performs a filtering process on an output signal of the optical sensor unit. 前記フィルタ部は、前記光センサ部の出力信号から低周波成分と高周波成分を除去するバンドパスフィルタ回路を有することを特徴とする請求項9に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to claim 9, wherein the filter unit includes a band-pass filter circuit that removes a low-frequency component and a high-frequency component from an output signal of the optical sensor unit. 前記バンドパスフィルタ回路は、0.7〜3.0Hzの通過周波数帯域を持つ6次のオペアンプ多重帰還型バンドフィルタ回路であることを特徴とする請求項10に記載の脈波センサ。   11. The pulse wave sensor according to claim 10, wherein the band pass filter circuit is a sixth-order operational amplifier multiple feedback type band filter circuit having a pass frequency band of 0.7 to 3.0 Hz. 発光部から生体に光を照射して前記生体内を透過した光の強度を受光部で検出する光センサ部と、
前記発光部を外来光よりも高い輝度でパルス駆動させるパルス駆動部と、
前記光センサ部の出力信号に検波処理を施して脈波信号を抽出するフィルタ部と、
を有することを特徴とする脈波センサ。
A light sensor unit that irradiates the living body with light from the light emitting unit and detects the intensity of light transmitted through the living body with a light receiving unit;
A pulse driving unit for driving the light emitting unit with a higher luminance than external light; and
A filter unit for extracting a pulse wave signal by performing a detection process on the output signal of the optical sensor unit;
A pulse wave sensor comprising:
前記受光部の波長特性は、前記発光部の波長特性と合致するように設計されていることを特徴とする請求項12に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to claim 12, wherein the wavelength characteristic of the light receiving unit is designed to match the wavelength characteristic of the light emitting unit. 前記パルス駆動部は、1/10〜1/100のデューティで前記発光部をパルス駆動させることを特徴とする請求項12または請求項13に記載の脈波センサ。   14. The pulse wave sensor according to claim 12, wherein the pulse driving unit causes the light emitting unit to be pulse-driven with a duty of 1/10 to 1/100. 前記フィルタ部は、
前記光センサ部の出力信号に検波処理を施す検波回路と、
前記検波回路の出力信号を増幅する第1増幅回路と、
前記第1増幅回路の出力信号から低周波成分と高周波成分を除去するバンドパスフィルタ回路と、
前記バンドパスフィルタ回路の出力信号から高周波成分を除去するローパスフィルタ回路と、
前記ローパスパスフィルタ回路の出力信号を増幅する第2増幅回路と、
を有することを特徴とする請求項12〜14のいずれか一項に記載の脈波センサ。
The filter unit is
A detection circuit for performing detection processing on the output signal of the optical sensor unit;
A first amplifier circuit for amplifying the output signal of the detector circuit;
A bandpass filter circuit for removing a low frequency component and a high frequency component from the output signal of the first amplifier circuit;
A low-pass filter circuit for removing high-frequency components from the output signal of the band-pass filter circuit;
A second amplifier circuit for amplifying the output signal of the low-pass filter circuit;
The pulse wave sensor according to any one of claims 12 to 14, characterized by comprising:
前記バンドパスフィルタ回路は、0.7〜3.0Hzの通過周波数帯域を持つ6次のオペアンプ多重帰還型バンドフィルタ回路であることを特徴とする請求項15に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to claim 15, wherein the band pass filter circuit is a sixth-order operational amplifier multiple feedback type band filter circuit having a pass frequency band of 0.7 to 3.0 Hz. 前記ローパスフィルタ回路は、1.45Hzのカットオフ周波数を持つ1次のCRローパスフィルタ回路であることを特徴とする請求項15または請求項16に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to claim 15 or 16, wherein the low-pass filter circuit is a primary CR low-pass filter circuit having a cut-off frequency of 1.45 Hz. 前記フィルタ部は、電源電圧を分圧して中間電圧を生成する中間電圧生成回路を有し、前記検波回路、前記第1増幅回路、前記バンドパスフィルタ回路、前記ローパスフィルタ回路、及び、前記第2増幅回路は、いずれも、前記中間電圧を基準電圧として動作することを特徴とする請求項15〜請求項17のいずれか一項に記載の脈波センサ。   The filter unit includes an intermediate voltage generation circuit that divides a power supply voltage to generate an intermediate voltage, the detection circuit, the first amplifier circuit, the bandpass filter circuit, the lowpass filter circuit, and the second 18. The pulse wave sensor according to claim 15, wherein each of the amplifier circuits operates using the intermediate voltage as a reference voltage. 前記発光部の出力波長は、およそ600nm以下の可視光領域に属することを特徴とする請求項1〜請求項18のいずれか一項に記載の脈波センサ。   The pulse wave sensor according to any one of claims 1 to 18, wherein an output wavelength of the light emitting unit belongs to a visible light region of approximately 600 nm or less.
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