JP2016212718A - 生体情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再現性良く指を同じ位置に設置できる設置治具を備えた生体情報取得装置を提供する。【解決手段】生体計測装置１は、第１面１７と、第１面１７と鈍角をなして第１面１７と接する第２面１８と、第１面１７と同じ向きを向き第２面１８と接する第３面２１と、第１面１７に位置し光が通過する受光部２７と、第２面１８に位置し光が通過する投光部２６と、を有する設置台２を備え、第１面１７、第２面１８及び第３面２１は第１方向２３に並んで配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、生体情報取得装置に関するものである。

近赤外光や赤外光を用いて人体の血管内の血液から情報を取得する方法が活用されている。指には毛細血管が多くあるので、指を用いることが有効である。測定では指を設置する設置治具が用いられる。光センサーが設置された測定治具が特許文献１に開示されている。それによると、設置治具には指の側面を案内する案内板が設置されている。そして、設置治具には指紋読み取り部及び静脈読み取り部が設置されている。指先側に指紋読み取り部のセンサーが設置され、指の関節側に静脈読み取り部が設置されている。

指の腹部側をセンサーに向けて設置する。設置治具では静脈読み取り部の面に対して指紋読み取り部の面が１５度〜２０度傾けてある。この傾斜により、指の腹側をセンサー面に沿って設置し易くしている。設置治具には指先が当たる部分に半円形の凹部が設置されており指を設置する場所を案内する役割を果たしている。

特開２００８−１０２７２８号公報

指先の形状は人により差がある。指先が丸い指や尖った指がある。特許文献１の場合には半円形の凹部にて指先の位置を案内している。凹部の形状に合っていない形状をしている指では、指を設置する毎に指の位置がことなる。この位置の差は、測定する毎に測定結果に差が生じる要因になる。そこで、指先の形状が丸い指や尖った指の場合にも再現性良く指を同じ位置に設置できる設置治具を備えた生体情報取得装置が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかる生体情報取得装置であって、第１面と、前記第１面と鈍角をなして前記第１面と接する第２面と、前記第１面と同じ向きを向き前記第２面と接する第３面と、前記第１面または前記第２面に位置し投光する投光部と、前記第１面または前記第２面に位置し受光する受光部と、を有する設置台を備え、前記第１面、前記第２面及び前記第３面は第１方向に並んで配置されることを特徴とする。

本適用例によれば、生体情報取得装置は設置台を備えている。設置台には第１面、第２面及び第３面が第１方向に並んで配置されている。そして、第１面と第２面とが接しており、第２面と第３面とが接している。第１面または第２面には投光部及び受光部が設置されている。設置台に人の指を置くとき、投光部と受光部との間に指の一部が位置する。投光部から光が射出され、指の内部を光が進行する。そして、受光部に光が入力される。指の血管を光が通過するとき血液に光の一部が吸収される。そして、吸収された光の強度、波長、時間の推移等を分析することにより生体情報を取得することができる。

第１面に対して第２面は鈍角になっている。そして、第３面は第１面と同じ向きを向いている。設置台に指を設置するとき、指の関節は第１面上に設置される。指の爪の有る面を背面とし、背面と反対の面を腹部とする。指の内部には末節骨が配置され、末節骨は関節から指先に向かって細くなっている。指先では末節骨と腹部との間が柔らかい組織により形成されている。指の腹部が第２面及び第３面と接して設置される。指の腹部の部分の関節側が第２面と接しており、指の腹部の部分の指先側が第３面と接する。

第１面、第２面及び第３面の形状が末節骨と類似した形状になっている。指を第１面に沿って第１方向に摺動させるとき、指の腹部が第２面に押圧され、指の先端は第２面に当たらず第３面に沿って移動する。これにより、指の腹部が設置台の形状に従って変形する。指の背面は爪と末節骨があるので硬い構造になっている。そして、第３面と爪に挟まれることにより、指の腹部の柔らかい組織が第３面側から第２面側に移動する。これにより、第１面と第２面との間は柔らかい組織で満たされ、第１面〜第３面は指により押圧される。そして、指と第１面〜第３面が密着し指と第１面〜第３面との間から空気が排除される。従って、指先が設置台の形状と同じ形状になって配置され、設置台に対する指の第１方向の位置が確定する。その結果、指を再現性良く設置台に設置することができる。

［適用例２］
上記適用例にかかる生体情報取得装置において、前記設置台には前記第３面と鈍角をなし前記第３面と接する第４面が前記第３面の前記第１方向に配置されることを特徴とする。

本適用例によれば、第３面の第１方向には第３面と接して第４面が設置される。これにより、第１面〜第４面が第１方向に並んで配置される。第４面は第３面に対して鈍角をなしている。設置台に指を設置するとき第４面には指先が位置する。そして、爪と第４面とに挟まれる部分は指先側が狭くなる。これにより、指先に位置する柔らかい組織は第３面側に移動する。これにより、第３面付近の柔らかい組織は第２面側に押されて移動するので、第１面と第２面との間は柔らかい組織でさらに満たされる。その結果、指先を設置台の形状に馴染んで配置させることができる。

［適用例３］
上記適用例にかかる生体情報取得装置において、前記第１面と前記第２面とがなす角度は１３０度以上１４０度以下であり、前記第１方向において前記第２面の長さを第１長さとし前記第３面の長さを第２長さとするとき、前記第２長さを前記第１長さで除算した値は０．０６以上０．３４以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、第１面と第２面とがなす角度は１３０度以上１４０度以下である。第１面と第２面とがなす角度が１３０度未満のとき、第１面と第２面とが接する部分に柔らかい組織が移動し難くなる。そして、第１面と第２面とが接する場所と指との間に空間が形成され易くなる。これにより指が第１方向に移動し易くなるので、指の位置の再現性が低下する。第１面と第２面とがなす角度が１４０度を超えるとき、第２面が第１方向の反対方向に指を押しかえす反力が小さくなる。これにより、指が第２面上を摺動してしまうので、指の位置の再現性が低下する。従って、第１面と第２面とがなす角度は１３０度以上１４０度以下のとき指の位置を再現性良く設置することができる。

第１方向において第１長さは第２面の長さであり、第２長さは第３面の長さである。第２長さを第１長さで除算した値は０．０６以上０．３４以下であるこのとき、指の形状に対して第２面及び第３面がなす形状が適切になり、第３面と爪との間の柔らかい組織が第２面側に移動し易くなる。従って、第１面と第２面とが接する部分を柔らかい組織で確実に満たすことができる。

［適用例４］
上記適用例にかかる生体情報取得装置において、前記第１面と前記第３面とがなす角度は１７０度以上１８０度以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、第１面と第３面とがなす角度は１７０度以上１８０度以下である。第１面と第３面とがなす角度を１７０度以上にすると、指先を第３面に摺動させて移動し易くすることができる。第１面と第３面とがなす角度が１８０度以下のとき、第３面に位置する柔らかい組織を第２面側に移動し易くすることができる。

［適用例５］
上記適用例にかかる生体情報取得装置において、前記第１面には前記第１方向に延在する溝部を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、設置台は第１面に第１方向に延在する溝部を備えている。溝部に沿って指を摺動させることにより、指を第１方向に誘導して移動させることができる。

［適用例６］
上記適用例にかかる生体情報取得装置において、前記溝部の深さは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、溝部の深さは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。溝部の深さを０．３ｍｍ以上にすることにより、指に溝部を感じさせることができる。溝部の深さを１．５ｍｍ以下にすることにより、指を溝部の底面と摺動させて移動させることができる。従って、溝部が指を設置するときの案内として機能することができる。

［適用例７］
上記適用例にかかる生体情報取得装置において、前記溝部の幅は４ｍｍ以上７ｍｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、溝部の幅は４ｍｍ以上７ｍｍ以下である。溝部の幅を４ｍｍ以上にすることにより指で溝部の形状を認識することができる。溝部の幅を７ｍｍ以下にすることで指が細い人でも溝部が第１方向に延在することを指の感覚で認識し易くすることができる。

［適用例８］
本適用例にかかる生体情報取得装置であって、第１面と、前記第１面と接する第２面と、前記第１面または前記第２面に位置し投光する投光部と、前記第１面または前記第２面に位置し受光する受光部と、を有する設置台を備え、前記第１面と前記第２面とがなす角度は１３０度以上１４０度以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、生体情報取得装置は設置台を備えている。設置台では第１面及び第２面が互いに接して配置されている。第１面または第２面には投光部及び受光部が設置されている。設置台に人の指を置くとき、投光部と受光部との間に指の一部が位置する。投光部から光が射出され、指の内部を光が進行する。そして、受光部に光が入力される。指の血管を光が通過するとき血液に光の一部が吸収される。そして、吸収された光の強度、波長、時間の推移等を分析することにより生体情報を取得することができる。

第１面と第２面とがなす角度は１３０度以上１４０度以下になっている。設置台に指を設置するとき、指の関節は第１面上に設置される。指先では末節骨と腹部との間が柔らかい組織により形成されている。指の腹部が第２面と接して設置される。

指を第１面に沿って第１方向に摺動させる。このとき、指の腹部が第２面に押圧される。これにより、指の腹部が設置台の形状に従って変形する。第１面と第２面とがなす角度が１３０度未満のとき、第１面と第２面とが接する部分に柔らかい組織が移動し難くなる。そして、第１面と第２面とが接する場所と指との間に空間が形成される。これにより指が第１方向に移動し易くなるので、指の位置の再現性が低下する。第１面と第２面とがなす角度が１４０度を超えるとき、第２面を押す力に対して第１方向の反対方向に指を押しかえす反力が小さくなる。これにより、指が第２面を摺動してしまうので、指の位置の再現性が低下する。従って、第１面と第２面とがなす角度は１３０度以上１４０度以下のとき指の位置を再現性良く設置することができる。その結果、指先が設置台の形状に馴染んで配置される為、指を再現性良く設置台に設置することができる。

［適用例９］
上記適用例にかかる生体情報取得装置において、前記投光部と前記受光部との距離は６．５ｍｍ以上８．１ｍｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、第１面または第２面に投光部及び受光部が設置されている。第１面及び第２面に沿って指を設置する。そして、投光部から指に光を出力し、受光部が指で散乱した光を入力する。指の内部では光の一部が血管内を流動する血液に吸収される。そして、投光部と受光部との距離は６．５ｍｍ以上８．１ｍｍ以下になっている。投光部と受光部との距離がこの範囲にあるとき、投光部が出力した光を受光部が入力する比率を高くすることができる。従って、血液の情報を有する光を効率良く入力することができる。

第１の実施形態にかかわる生体計測装置の構成を示すブロック図。 （ａ）は設置台の構造を示す概略斜視図、（ｂ）は設置台の構造を示す模式平面図、（ｃ）は設置台の構造を示す模式側面図。 （ａ）〜（ｃ）は設置台の構造を示す模式側断面図。 （ａ）及び（ｂ）は設置台の構造を示す模式側断面図。 第２の実施形態にかかわり、（ａ）は設置台の構造を示す概略斜視図、（ｂ）は設置台の構造を示す模式側断面図。 第３の実施形態にかかわり、（ａ）〜（ｃ）は、設置台の構造を示す模式側断面図、（ｄ）は、設置台の構造を示す模式平面図。

本実施形態では、設置台に指を設置して計測する生体計測装置の特徴的な例について説明する。以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわる生体計測装置について図１〜図４に従って説明する。図１は、生体計測装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、生体情報取得装置としての生体計測装置１は設置台２を備えている。設置台２の表面には人体の指３の形状の凹部４が設置されている。そして、指３が凹部４に設置される。設置台２には凹部４と連通する第１孔５と第２孔６が設置されている。

第１孔５には第１光ファイバー７が設置されている。第１光ファイバー７は光源部８と接続されている。光源部８にはハロゲン光源が内蔵されている。第２孔６には第２光ファイバー９が設置されている。第２光ファイバー９は制御装置１０内の分光光度計部１１に接続されている。

分光光度計部１１は分光器及びフォトダイオードを備えている。分光器は回折格子、凹面鏡、スリットを組み合わせて構成されている。第２光ファイバー９により導かれた光は回折格子に照射される。光は回折格子を通過することにより波長に応じた角度で進行方向が曲げられる。つまり、波長に応じて分光される。分光した光は凹面鏡を照射する。凹面鏡にて反射した光はスリットを照射する。凹面鏡にはモーターが設置され、モーターは凹面鏡を回転させる。そして、所定の波長の光がスリットを通過するように凹面鏡の回転角度が調整される。スリットを通過した光はフォトダイオードにより電気信号に変換される。これにより、分光光度計部１１は所定の波長の光強度を測定することができる。分光光度計部１１はＡＤ（ＡｎａｌｏｇＤｉｇｉｔａｌ）変換回路を備え、光スペクトルの測定結果をデジタルデータにして出力する。

制御装置１０には他にもインターフェイス部１２、記憶部１３及び演算部１４を備えている。インターフェイス部１２には光源部８の他にも入力部１５及び表示部１６が接続されている。入力部１５はキーボード、マウスポインター等であり、操作者が制御装置１０に指示情報を入力する装置である。表示部１６は液晶ディスプレイ等の表示装置であり、生体計測装置１が計測した結果や計測状況を操作者に知らせる装置である。

記憶部１３には光源部８が出力する光スペクトルのデータ、分光光度計部１１が検出した光の強度と指３内を流動する血液の血糖値との関係を示すデータ等が記憶されている。

演算部１４はＣＰＵ等により構成され光源部８の制御を行う。他にも、演算部１４は分光光度計部１１が検出する光スペクトルのデータと記憶部１３に記憶されたデータを用いて血糖値の演算を行う。分光光度計部１１、記憶部１３及び演算部１４により分析部が構成されている。

次に、生体計測装置１の動作を説明する。まず、設置台２に指３を設置する。次に、操作者が入力部１５を用いて測定開始の指示を入力する。演算部１４は光源部８を駆動させて第１光ファイバー７に光を出力させる。光は第１光ファイバー７を通過して設置台２から指３に照射される。

指３に照射された光は指３の内部の浅い場所で乱反射する。指３には毛細血管が多い。そして、光の一部は毛細血管の血液に吸収される。このとき、所定の波長の光が血液に吸収される光の強度は血液の成分濃度と相関がある。

指３の内部で乱反射した光の一部は第２光ファイバー９を通過し分光光度計部１１に出力される。分光光度計部１１は光を分光して光スペクトルのデータを演算部１４に出力する。演算部１４は光スペクトルのデータと記憶部１３に記憶されている光源部８の光スペクトルデータとを比較する。そして、演算部１４は血液により吸収された波長と強度を推定する。そして、演算部１４は所定の波長における光吸収量と血中成分との関係を示す表を用いて血中成分を推定する。本実施形態では例えば、波長が９２０ｎｍ及び９８８ｎｍの場所の光強度から血中のグルコース濃度を推定する。次に、演算部１４は検出した光スペクトルデータと血液中のグルコース濃度とを表示部１６に表示する。

図２（ａ）は設置台の構造を示す概略斜視図である。図２（ａ）に示すように、設置台２には第１面１７、第２面１８、第３面２１及び第４面２２が第１方向２３に並んで設置されている。第１方向２３は指３の長手方向である。第１面１７と第２面１８とが接しており、第２面１８と第３面２１とが接している。さらに、第３面２１と第４面２２とが接触している。第１面１７〜第４面２２は指３を設置する設置面となっている。

第１面１７が延在する長手方向をＸ方向とする。指３は指先が−Ｘ方向を向くように設置される。指３の爪が向く方向をＺ方向とし、指３の幅方向をＹ方向とする。−Ｘ方向は第１方向２３と同じ方向になっている。第１面１７は第１方向２３に延在する。第２面１８は第２方向２４に延びる仮想線を中心とする円弧状の面が第２方向２４に延びている。第２方向２４は第１方向２３に対して斜めに交差する方向である。つまり、第２面１８は第２方向２４と直交する断面が円弧状になっている。第２面１８には第１孔５が設置されている。そして、第１孔５に第１光ファイバー７の一端が設置されての投光部２６になっている。

第１面１７には溝部２５が設置されている。溝部２５の−Ｘ方向側には第２孔６が設置されている。そして、第２孔６に第２光ファイバー９の一端が設置されて受光部２７になっている。投光部２６は第２面１８が向く側に投光し、受光部２７は投光部２６が投光した光が指３の内部で乱反射した光を受光する。第１孔５及び第２孔６の直径は３ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。さらには、第１孔５及び第２孔６の直径は４ｍｍが好ましい。孔の直径が３ｍｍ未満のとき孔を通過する光の光量が少ないので検出効率が低下する。第１孔５及び第２孔６の直径が３ｍｍ以上のとき、第１孔５から指３に光を照射して、指３にて反射した光のうち適切な光量の光を第２孔６に通過させることができる。第１孔５及び第２孔６の直径が５ｍｍ以下のとき、指３の目標とする場所に確実に光を通過させることができる。

図２（ｂ）は設置台の構造を示す模式平面図であり、＋Ｚ方向から見た図である。図２（ｃ）は設置台の構造を示す模式側面図であり、＋Ｘ方向から見た図である。図２（ｂ）における溝部２５の溝幅２５ａは４ｍｍ以上７ｍｍ以下が好ましい。溝部２５の幅を示す溝幅２５ａを４ｍｍ以上７ｍｍ以下にすることで溝部２５が第１方向２３に延在することを指３の感覚で認識し易くすることができる。そして、溝幅２５ａは第２孔６の直径より大きいので溝部２５に第２孔６を設置することができる。さらに、図２（ｃ）における溝部２５の深さを示す溝深さ２５ｂは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。溝深さ２５ｂを０．３ｍｍ以上にすることにより、指３に溝部２５を感じさせることができる。溝深さ２５ｂを１．５ｍｍ以下にすることにより、指３を溝部２５の底面と摺動させて移動させることができる。さらには、溝深さ２５ｂは０．７ｍｍ以下が好ましい。さらに、指３を溝部２５の底面と摺動させ易くすることができる。従って、指３を設置するときの案内として溝部２５を機能させることができる。

図３（ａ）〜図４（ｂ）は設置台の構造を示す模式側断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿う断面側から見た図である。図３（ａ）に示すように、設置台２には第１面１７〜第４面２２が第１方向２３に並んで配置されている。設置台２に指３を置き、溝部２５に沿って指３を摺動させる。そして、指先が第２面１８〜第４面２２に到達する。

第１面１７に対して第２面１８は鈍角になっている。そして、第３面２１は第１面１７と同じく＋Ｚ方向を向いている。設置台２に指３を設置するとき、指３の関節は第１面１７上に設置される。指３の爪の有る面を背面とし、背面と反対の面を腹部３ａとする。指３の内部には末節骨が配置され、末節骨は関節から指先に向かって細くなっている。指先では骨と腹部３ａとの間が柔らかい組織により形成されている。指３の腹部３ａが第２面１８〜第４面２２と接して設置される。

第１面１７〜第４面２２の形状が末節骨と類似した形状になっている。そして、指３を第１面１７に沿って第１方向２３である−Ｘ方向に摺動させる。このとき、指３の腹部３ａが第２面１８に押圧され、指３の先端は第２面１８に当たらず第３面２１に沿って移動する。これにより、指３の腹部３ａが設置台２の形状に従って変形する。指３の背面には爪と末節骨があるので硬い構造になっている。そして、第３面２１と爪に挟まれることにより、指３の腹部３ａの柔らかい組織が第３面２１側から第２面１８側に移動する。これにより、第１面１７と第２面１８との間は柔らかい組織で満たされる。その結果、指先が設置台２の形状に馴染んで配置される為、指３を再現性良く設置台２に設置することができる。

さらに、第３面２１の第１方向２３である−Ｘ方向側には第３面２１と接して第４面２２が設置される。第４面２２は第３面２１に対して鈍角をなしている。設置台２に指を設置するとき第４面２２には指先が位置する。そして、爪と第４面２２とに挟まれる部分では指先側が狭くなっている。これにより、指先に位置する柔らかい組織は第３面２１側に移動する。これにより、第３面２１付近の柔らかい組織は第２面１８側に移動するので、第１面１７と第２面１８との間及び第２面１８は柔らかい組織でさらに満たされる。その結果、さらに、指先を設置台２の形状に馴染んで配置させることができる。

指先が尖った形状の指３の場合には第１面１７と第２面１８との間に空気が介在し易い。空気が介在すると指３と第１面１７との間で光が反射しつつ伝播する。同様に、指３と第２面１８との間でも光が反射しつつ伝播する。このとき、血管を通過しない光量が増えるので検出精度が低下する。本実施形態では、投光部２６と受光部２７との間に空気が介在することを抑制することができる。従って、指３を通過させた光を受光部２７が入力することができる。

第１面１７と第２面１８とがなす角度を第１角度２８とする。第１角度２８は１３０度以上１４０度以下である。第１角度２８が１３０度未満のとき、第１面１７と第２面１８とが接する部分に柔らかい組織が移動し難くなる。そして、第１面１７と第２面１８とが接する場所と指３との間に空間が形成される。これにより指３が第１方向２３に移動し易くなるので、指の位置の再現性が低下する。第１角度２８が１４０度を超えるとき、第２面１８が第１方向２３の反対の方向に指３を押す反力が小さくなる。これにより、指３が第２面１８を摺動してしまうので、指３の位置の再現性が低下する。従って、第１面１７と第２面１８とがなす角度を１３０度以上１４０度以下にするとき指３の位置を再現性良く設置することができる。

図３（ｂ）において、第１面１７と第２面１８とが接する位置と第２面１８と第３面２１とが接する位置とのＸ方向の第２面１８に沿った距離を第１長さ２９とする。そして、第２面１８と第３面２１とが接する位置と第３面２１と第４面２２とが接する位置とのＸ方向の第３面２１に沿った距離を第２長さ３０とする。第１長さ２９はＸ方向の第２面１８の長さであり、第２長さ３０はＸ方向の第３面２１の長さである。第１長さ２９は６ｍｍ以上７．２ｍｍ以下が望ましく、６．６ｍｍがさらに望ましい。そして、第２長さ３０は０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下が望ましく、１ｍｍがさらに望ましい。第２長さ３０を第１長さ２９で除算した値は０．０６以上０．３４以下が望ましい。このとき、第１面１７と第２面１８とが接する部分を柔らかい組織で確実に満たすことができる。

図３（ｃ）において、第１仮想面３１は第１面１７と平行な面であり、第２角度３２は第１仮想面３１と第３面２１とがなす角度である。第２角度３２は第１面１７と第３面２１とがなす角度と同じ角度になっている。第２角度３２は１７０度以上１８０度以下であるのが好ましい。第２角度３２を１７０度以上にするとき、指先を第３面２１に摺動させて−Ｘ方向に移動し易くすることができる。第２角度３２が１８０度以下のとき、第３面２１と対向する場所に位置する柔らかい組織を第２面１８側に移動し易くすることができる。

図４（ａ）に示すように、投光部２６と受光部２７との距離を光路間距離３３とする。光路間距離３３は６．５ｍｍ以上８．１ｍｍ以下が好ましい。光路間距離３３がこの範囲にあるとき、一方の投光部２６が出力した光を受光部２７が入力する比率を高くすることができる。光路間距離３３は７．５ｍｍ以上がさらに好ましい。さらに、受光部２７が入力する比率を高くすることができる。従って、血液の情報を有する光を効率良く入力することができる。

図４（ｂ）に示すように、投光部２６から光３４が投光される。投光された光３４は指３の測定領域３５を照射する。光３４は指３の表面に近い場所で乱反射する。指３の測定領域３５には毛細血管が多く存在する。指３を照射した光のうち特定の波長の光は血管に吸収される。指３で吸収される光３４の波長は血管内の血液の成分に対応して変化する。そして、指３で反射した光の一部は受光部２７を照射し、受光部２７は指３で乱反射した光３４を受光する。受光部２７が受光する光３４は血液成分の情報を含んだ光３４になっている。

光３４が照射される指３は人により測定領域３５の毛細血管の分布が異なっている。従って、測定する場所が異なると血流量や血圧等の測定値が異なる。本実施形態の設置台２に指３を設置するとき指先に位置する柔らかい組織が第１面１７と第２面１８との間に寄せられるので、測定位置の再現性良く設置台２に指３を設置することができる。従って、指３の同じ場所を再現性良く測定することができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、生体計測装置１は設置台２を備えている。設置台２には第１面１７、第２面１８及び第３面２１が第１方向２３に並んで配置されている。そして、第１面１７に受光部２７が設置され、第２面１８に投光部２６が設置されている。設置台に人の指を置くとき、受光部２７と投光部２６との間に指３の一部が位置し指３の内部を光３４が進行する。そして、指３の血管を光３４が通過するとき血液に光の一部が吸収される。そして、吸収された光の強度、波長、時間の推移等を分析することにより生体情報を取得することができる。

（２）本実施形態によれば、第１面１７と第２面１８とが接しており、第２面１８と第３面２１とが接している。そして、第１面１７に対して第２面１８は鈍角になっている。そして、第３面２１は第１面１７と同じ向きを向いている。設置台２に指３を設置するとき、指３の関節は第１面上に設置される。指３の内部には末節骨が配置され、末節骨は関節から指先に向かって細くなっている。指先では骨と腹部との間が柔らかい組織により形成されている。指３の腹部が第２面１８及び第３面２１と接して設置される。指の腹部３ａの部分の関節側が第２面１８と接しており、指３の腹部３ａの部分の指先側が第３面２１と接する。

第１面１７、第２面１８及び第３面２１の形状が末節骨と類似した形状になっている。指３を第１面１７に沿って第１方向２３に摺動させる。このとき、指３の腹部３ａが第２面１８に押圧され、指３の先端は第２面１８に当たらず第３面２１に沿って移動する。これにより、指３の腹部３ａが設置台２の形状に従って変形する。指３の背面は爪と末節骨があるので硬い構造になっている。そして、第３面２１と爪に挟まれることにより、指３の腹部３ａの柔らかい組織が第３面２１側から第２面１８側に移動する。これにより、第１面１７と第２面１８との間の場所は柔らかい組織で満たされる。その結果、指先が設置台２の形状に馴染んで配置される為、指３を再現性良く設置台２に設置することができる。

（３）本実施形態によれば、第３面２１の第１方向２３側には第３面２１と接して第４面２２が設置される。これにより、第１面１７〜第４面２２が第１方向２３に並んで配置される。第４面２２は第３面２１に対して鈍角をなしている。設置台２に指３を設置するとき第４面２２には指先が位置する。そして、爪と第４面２２とに挟まれる部分は指先側が狭くなる。これにより、指先に位置する柔らかい組織は第３面２１側に移動する。これにより、第３面２１付近の柔らかい組織は第２面１８側に移動するので、第１面１７と第２面１８との間は柔らかい組織でさらに満たされる。その結果、指先を設置台２の形状に馴染んで配置させることができる。

（４）本実施形態によれば、第１角度２８は１３０度以上１４０度以下である。第１角度２８が１３０度未満のとき、第１面１７と第２面１８とが接する部分に柔らかい組織が移動し難くなり、第１面１７と第２面１８とが接する場所と指３との間に空間が形成される。これにより指３が第１方向２３に移動し易くなるので、指３の位置の再現性が低下する。第１角度２８が１４０度を超えるとき、第２面１８が第１方向２３の反対の方向に指を押す反力が小さくなる。これにより、指３が第２面１８を摺動してしまい、指３の位置の再現性が低下する。従って、第１角度２８が１３０度以上１４０度以下のとき指３の位置を再現性良く設置することができる。

第１方向において第２長さ３０を第１長さ２９で除算した値は０．０６以上０．３４以下である。このとき、第１面１７と第２面１８とが接する部分を指３の柔らかい組織で確実に満たすことができる。

（５）本実施形態によれば、第２角度３２は１７０度以上１８０度以下である。第２角度３２を１７０度以上にすると、指先を第３面２１に摺動させて移動し易くすることができる。第２角度３２が１８０度以下のとき、第３面２１に位置する柔らかい組織を第２面１８側に移動し易くすることができる。

（６）本実施形態によれば、設置台２は第１面１７に第１方向２３に延在する溝部２５を備えている。溝部２５に沿って指３を摺動させることにより、指３を第１方向２３に誘導して移動させることができる。その結果、指３のＹ方向の中央が投光部２６及び受光部２７と対向するように指３を再現性良く配置することができる。

（７）本実施形態によれば、溝部２５の深さは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。溝部２５の深さを０．３ｍｍ以上にすることにより、指３に溝部を感じさせることができる。溝部２５の深さを１．５ｍｍ以下にすることにより、指３を溝部２５の底面と摺動させて移動させることができる。従って、溝部２５が指３を設置するときの案内として機能することができる。

（８）本実施形態によれば、溝部２５の幅は４ｍｍ以上７ｍｍ以下である。溝部２５の幅を４ｍｍ以上にすることにより指３で溝部２５を認識することができる。溝部２５の幅を７ｍｍ以下にすることで指３が細い人でも溝部２５が第１方向２３に延在することを指３の感覚で認識し易くすることができる。

（９）本実施形態によれば、第１面１７と第２面１８とが接する場所に空間ができないので、第１面１７と第２面１８とが接する場所から外光が入ることを防止することができる。その結果、外光による測定への影響を抑制することができる。さらに、第１面１７と第２面１８とが接する場所では指３の表面と第１面１７及び第２面１８との間で光３４が反射して伝播することを抑制することができる。その結果、指３の内部を通過した光３４を効率よく第２光ファイバー９に入力させることができる。

（１０）本実施形態によれば、指先の丸い指３も指先の尖った指３も設置台２に設置することができる。そして、指先の尖った指３の場合には指先の丸い指３に比べて第１面１７と第２面１８とが接する場所に空間ができ易い。本実施形態の設置台２では第３面２１が設置されているので、指先の尖った指３を設置台２に設置したとき第１面１７と第２面１８とが接する場所に空間ができることを抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、設置台の一実施形態について図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は設置台の構造を示す概略斜視図であり、図５（ｂ）は設置台の構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第３面２１が省かれている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では図５（ａ）に示すように生体計測装置３８は設置台３９を備えている。設置台３９には第１面４０と第１面４０に接する第２面４１とが設置されている。そして、第１面４０の底面には第２孔６が設置され、第２面４１には第１孔５が設置されている。第１孔５には第１光ファイバー７が挿入され、第１孔５が投光部２６になっている。第２孔６には第２光ファイバー９が挿入され、第２孔６が受光部２７になっている。

図５（ｂ）に示すように、設置台３９に指３を置き、第１面４０に沿って指３を第１方向２３に摺動させる。そして、指先が第２面４１に到達する。第１面４０が延在する長手方向をＸ方向とする。指３は指先が−Ｘ方向を向くように設置される。指３の爪が向く方向をＺ方向とし、指３の幅方向をＹ方向とする。第１面４０と第２面４１とがなす角度を第１角度４２とする。第１角度４２は１３０度以上１４０度以下である。第１角度４２が１３０度未満のとき、第１面４０と第２面４１とが接する部分に柔らかい組織が移動し難くなり、第１面４０と第２面４１とが接する場所と指３との間に空間が形成される。これにより指３が第１方向２３に移動し易くなるので、指３の位置の再現性が低下する。第１角度４２が１４０度を超えるとき、第２面４１により第１方向２３と反対の方向に指３を押す反力が小さくなる。これにより、指３が第２面４１を摺動してしまうので、指３の位置の再現性が低下する。従って、第１面４０と第２面４１とがなす角度が１３０度以上１４０度以下に設定している為、指３の位置を再現性良く設置することができる。

設置台３９においても投光部２６と受光部２７との距離である光路間距離３３は６．５ｍｍ以上８．１ｍｍ以下が好ましい。光路間距離３３がこの範囲にあるとき、一方の投光部２６が出力した光を受光部２７が入力する比率を高くすることができる。従って、血液の情報を有する光を効率良く入力することができる。

（第３の実施形態）
次に、設置台の一実施形態について図６を用いて説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、設置台の構造を示す模式側断面図であり、図６（ｄ）は、設置台の構造を示す模式平面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、指３を測定する場所や第１光ファイバー７及び第２光ファイバー９の配置が異なる点になる。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では図６（ａ）に示すように、設置台４４の第１面１７には溝部２５が設置されている。そして、溝部２５の底面には第１孔４５及び第２孔４６が設置されている。第１孔４５には第１光ファイバー７が挿入され、第１孔４５が投光部２６になっている。第２孔４６には第２光ファイバー９が挿入され、第２孔４６が受光部２７になっている。投光部２６と受光部２７とは指３の幅方向４７に並んで設置されている。そして、設置台４４は測定領域３５に投光部２６から光３４を投光する。そして、指３の測定領域３５で乱反射した光３４を受光部２７に入力させることができる。

設置台４４においても第１の実施形態と同じく第１面１７〜第４面２２が設置されている。そして、溝部２５に沿って指３を移動することにより、投光部２６及び受光部２７の位置に対して再現性良く指３を設置することができる。

図６（ｂ）に示すように、設置台４８の第１面１７には溝部２５が設置されている。そして、溝部２５の底面には第１孔４９及び第２孔５０が設置されている。第１孔４９には第１光ファイバー７が挿入され、第１孔４９が投光部２６になっている。第２孔５０には第２光ファイバー９が挿入され、第２孔５０が受光部２７になっている。投光部２６と受光部２７とは指３の幅方向４７に並んで設置されている。そして、測定領域３５に投光部２６から光３４を投光する。さらに、第１光ファイバー７と第２光ファイバー９とは所定の角度で交差するように配置されている。これにより、投光部２６からは受光部２７側に向けて光３４が投光され、指３の内部で光３４が乱反射する測定領域３５を受光部２７に近づけることができる。従って、指３の測定領域３５で乱反射した光３４を効率良く受光部２７に入力させることができる。

設置台４８においても第１の実施形態と同じく第１面１７〜第４面２２が設置されている。そして、溝部２５に沿って指３を移動することにより、投光部２６及び受光部２７の位置に対して再現性良く指３を設置することができる。

図６（ｃ）に示すように、設置台５１には第１面１７〜第４面２２が設置されている。設置台５１の第１面１７には溝部２５が設置されている。そして、溝部２５の底面には第１孔５２及び第２孔５３が設置されている。第１孔５２には第１光ファイバー７が挿入され、第１孔５２が投光部２６になっている。第２孔５３には第２光ファイバー９が挿入され、第２孔５３が受光部２７になっている。

投光部２６と受光部２７とは第１方向２３に並んで設置されている。そして、指３の腹側の測定領域３５に投光部２６から光３４を投光する。これにより、投光部２６から測定領域３５に向けて光３４が投光され、指３の測定領域３５で乱反射した光３４を受光部２７が受光する。

設置台５１においても第１の実施形態と同じく第１面１７〜第４面２２が設置されている。そして、溝部２５に沿って指３を移動することにより、投光部２６及び受光部２７の位置に対して再現性良く指３を設置することができる。

図６（ｄ）に示すように、設置台５４には指３の側面と向かい合って接触するように側壁５５が設置され、側壁５５には第１方向２３に延在する溝部５６が設置されている。溝部５６の底面には第１孔５７及び第２孔５８が設置されている。溝部５６の底面は指３の側面と対向する面となっている。

第１孔５７には第１光ファイバー７が挿入され、第１孔５７が投光部２６になっている。第２孔５８には第２光ファイバー９が挿入され、第２孔５８が受光部２７になっている。投光部２６と受光部２７とは第１方向２３に並んで設置されている。そして、指３の側面の測定領域３５では投光部２６から投光された光３４が乱反射し、乱反射した光３４を受光部２７が受光することができる。

設置台５４において指３を挟んで側壁５５の反対側には可動板５９が設置されている。可動板５９は第１方向２３に延在する板状の部材である。可動板５９において指３の反対側にはコイルばね６０が設置されている。コイルばね６０が可動板５９を付勢し、可動板５９が指３を側壁５５に押圧する。従って、指３は側壁５５に押圧される。

設置台５４においても第１の実施形態と同じく第１面１７〜第４面２２が設置されている。そして、第１面１７には溝部２５が設置されている。溝部２５に沿って指３を移動することにより、投光部２６及び受光部２７の位置に対して再現性良く指３を設置することができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、第１孔５に第１光ファイバー７を設置して第１孔５を投光部２６にした。そして、第２孔６に第２光ファイバー９を設置して第２孔６を受光部２７にした。投光部２６と受光部２７との位置を交換しても良い。第１孔５に第２光ファイバー９を設置して第１孔５を受光部２７にする。そして、第２孔６に第１光ファイバー７を設置して第２孔６を投光部２６にしても良い。この場合にも第１光ファイバー７から測定領域３５に光３４を照射して反射した光３４を第２光ファイバー９に入力させることができる。そして、血液の情報を検出することができる。

（変形例２）
前記第１の実施形態では、第１光ファイバー７を用いて光３４を投光部２６に導光した。光源部８から直接投光部２６に光３４を出力しても良い。第１光ファイバー７を削減できるので生産性良く生体計測装置１を製造することができる。

（変形例３）
前記第１の実施形態では、第２光ファイバー９を用いて光３４を分光光度計部１１に導光した。受光部２７に分光光度計部１１を設置しても良い。第２光ファイバー９を削減できるので生産性良く生体計測装置１を製造することができる。

（変形例４）
前記第１の実施形態では、波長が９２０ｎｍ及び９８８ｎｍの場所の光強度から演算部１４が血中のグルコース濃度を推定した。グルコース濃度を検出するときの波長はこれに限らない。グルコース濃度を推定するとき、１１８１〜１１８９ｎｍ、１５９０ｎｍ、１７５０ｎｍ、１７８０ｎｍ、２１７０〜２３８０ｎｍ、２２７０ｎｍの波長の光をもちいてもよい。グルコース濃度を推定しやすい波長を用いることにより精度よくグルコース濃度を推定することができる。１１８１〜１１８９ｎｍ及び１７５０ｎｍの波長の光では水分とアルコールとの吸光度が同じであり、アルコールの影響を除いてグルコース濃度の変化を推定することができる。さらに、複数の波長における血中のグルコース濃度を推定し、統計処理をすることにより精度を高めても良い。

生体計測装置１を用いて血中アルコール濃度の推定を行っても良い。波長が１７１０ｎｍの光はエタノールの吸光度が極大値になる。従って、波長が１７１０ｎｍの光の変化を演算部１４が検出して血中アルコール濃度を推定することができる。

生体計測装置１を用いて血中脂質濃度の推定を行っても良い。波長が１６９０ｎｍの光は長鎖アルキル基のＣＨ₃の吸光度が極大値になる。波長が１７４０ｎｍ及び２３２０ｎｍの光は長鎖アルキル基のＣＨ₂の吸光度が極大値になる。従って、波長が１６９０ｎｍ、１７４０ｎｍ及び２３２０ｎｍの光の変化を演算部１４が検出して血中脂質濃度を推定することができる。このように、検出する光の波長を選択することにより各種の血中成分の濃度を推定することができる。例えば、飽和酸素濃度、各種タンパク質等の濃度を推定することができる。他にも、受光部２７における受光量の変化から脈拍を検出しても良い。他にも、公知の方法を用いて血圧や血流量を検出しても良い。尚、変形例１〜４の内容は第２の実施形態及び第３の実施形態に適用しても良い。

１…生体情報取得装置としての生体計測装置、２，３９，４４，４８，５１，５４…設置台、１７，４０…第１面、１８，４１…第２面、２１…第３面、２２…第４面、２３…第１方向、２５…溝部、２５ａ…溝幅、２５ｂ…溝深さ、２６…投光部、２７…受光部、２９…第１長さ、３０…第２長さ、３４…光、３８…生体計測装置。

Claims (9)

1. 第１面と、
   前記第１面と鈍角をなして前記第１面と接する第２面と、
   前記第１面と同じ向きを向き前記第２面と接する第３面と、
   前記第１面または前記第２面に位置し投光する投光部と、
   前記第１面または前記第２面に位置し受光する受光部と、を有する設置台を備え、
   前記第１面、前記第２面及び前記第３面は第１方向に並んで配置されることを特徴とする生体情報取得装置。
2. 請求項１に記載の生体情報取得装置であって、
   前記設置台には前記第３面と鈍角をなし前記第３面と接する第４面が前記第３面の前記第１方向に配置されることを特徴とする生体情報取得装置。
3. 請求項１または２に記載の生体情報取得装置であって、
   前記第１面と前記第２面とがなす角度は１３０度以上１４０度以下であり、
   前記第１方向において前記第２面の長さを第１長さとし前記第３面の長さを第２長さとするとき、前記第２長さを前記第１長さで除算した値は０．０６以上０．３４以下であることを特徴とする生体情報取得装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体情報取得装置であって、
   前記第１面と前記第３面とがなす角度は１７０度以上１８０度以下であることを特徴とする生体情報取得装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の生体情報取得装置であって、
   前記第１面には前記第１方向に延在する溝部を備えることを特徴とする生体情報取得装置。
6. 請求項５に記載の生体情報取得装置であって、
   前記溝部の深さは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする生体情報取得装置。
7. 請求項５または６に記載の生体情報取得装置であって、
   前記溝部の幅は４ｍｍ以上７ｍｍ以下であることを特徴とする生体情報取得装置。
8. 第１面と、
   前記第１面と接する第２面と、
   前記第１面または前記第２面に位置し投光する投光部と、
   前記第１面または前記第２面に位置し受光する受光部と、を有する設置台を備え、
   前記第１面と前記第２面とがなす角度は１３０度以上１４０度以下であることを特徴とする生体情報取得装置。
9. 請求項８に記載の生体情報取得装置であって、
   前記投光部と前記受光部との距離は６．５ｍｍ以上８．１ｍｍ以下であることを特徴とする生体情報取得装置。

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