JP2019130092A - 生体情報測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、選択部によって選択されなかった生体情報検出部は、生体情報の検出に利用されないので、無駄な電力消費を抑制できる他、ノイズの発生を抑制できる。
このような構成によれば、生体情報を検出しやすい圧力の範囲である適正範囲に含まれる圧力を検出した圧力検出部に対応する生体情報検出部が、第1生体情報検出部及び第2生体情報検出部から選択される。このため、生体情報の検出に適した部位に位置する生体情報検出部を確実に選択できる。従って、生体情報の測定精度を確実に向上させることができる。
ここで、生体情報検出部が脈波を検出する場合、脈波の検出に適した圧力は、血管の柔軟性等によって異なるため、上記適正範囲は、ユーザーによって異なる。
これに対し、設定部が、適正範囲を設定できるので、生体情報測定装置を利用するユーザー毎に、適正範囲を設定できる。従って、生体情報の測定精度を確実に向上させることができる。
このような構成によれば、各生体情報検出部は、発光部及び受光部を有する光電センサーとして構成されるので、各生体情報検出部の構成として簡易な構成を採用できる。そして、このような生体情報検出部を備える生体情報測定装置は、生体情報として脈波及び脈拍数を測定できる。
このような構成によれば、各生体情報検出部が、発光部及び受光部のそれぞれを個別に備える場合に比べて、生体情報測定装置が備える発光部及び受光部のいずれか1つの数を少なくすることができる。従って、生体情報測定装置の構成を簡略化できる。
また、発光部及び受光部のいずれか1つの数が少なくなることにより、各生体情報検出部が配置される部位の面積を小さくすることができる。従って、生体情報測定装置の小型化を図ることができる。
このような構成によれば、透光部によって複数の生体情報検出部が覆われるので、複数の生体情報検出部を保護できる。また、生体情報の検出に適した圧力を透光部のどの部位が加える場合でも、圧力を加える部位に位置する生体情報検出部を用いて生体情報を検出できる。従って、生体情報の検出精度を高めることができる。
なお、歪みゲージの伸長方向とは、抵抗値の変化が大きい歪みの作用方向であり、例えば歪みゲージが金属歪みゲージである場合には、抵抗体の伸長方向である。詳述すると、金属抵抗材料によって波形に形成された折返し部位を有する歪みゲージでは、歪みゲージの伸長方向は、折返し部位における金属抵抗材料の折返し方向である。
このような構成によれば、歪みゲージは、比較的安価である他、シート状に構成できるので、圧力検出部を安価に構成できる他、生体情報測定装置を薄型化できる。
ここで、ユーザーの体に装着された生体情報測定装置が、体動等によって傾く場合、生体情報測定装置に設けられた歪みゲージは、外縁側から中央に向かう方向に伸長しようとする。これに対し、歪みゲージの伸長方向は、透光部の中心に向かう方向であるので、歪みゲージの伸長方向と、生体情報測定装置が傾くときの圧力によって歪みゲージが伸長しようとする方向とを一致させることができる。従って、圧力検出部による圧力の検出精度を高めることができ、圧力検出部による検出結果に基づいて適切な生体情報検出部が選択されることにより、生体情報の測定精度を一層高めることができる。
また、第1圧力検出部及び第2圧力検出部は、透光部においてユーザーの体と接する第1面に設けられる。すなわち、各圧力検出部は、ユーザーの体に直接接触する。これによれば、生体情報測定装置がユーザーの体に作用させる圧力を、各圧力検出部が適切に検出できる。従って、生体情報の検出に適した生体情報検出部を確実に選択でき、生体情報の測定精度を高めることができる。
このような構成によれば、圧力検出部は、ユーザーの体に圧力を加える際の透光部の変形量から圧力を検出できる。このため、圧力検出部が、透光部における第1面及び第2面のいずれかに設けられている場合でも、圧力検出部によって、ユーザーの体に加わる圧力を間接的に検出できる。
なお、各圧力検出部が第2面に設けられている場合には、各圧力検出部を生体情報測定装置の外側に露出するように設けなくて済む。このため、各圧力検出部と選択部との配線を容易に実施できる。従って、生体情報測定装置の製造工程が煩雑になることを抑制できる他、圧力検出部の劣化や、生体情報測定装置内への塵埃及び液体の侵入を抑制できる。
以下、本発明の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。
[生体情報測定装置の概略構成]
図1は、本実施形態に係る生体情報測定装置1Aの使用例を示す模式図である。
本実施形態に係る生体情報測定装置(以下、測定装置と略す場合がある)1Aは、図1に示すように、ユーザーUSの手首等の被装着部US1に装着されて、ユーザーUSの生体情報を測定するウェアラブル機器である。具体的に、測定装置1Aは、ユーザーUSの脈波を生体情報として検出し、同じく生体情報である脈拍数を測定するものである。
このような測定装置1Aは、図2に示すように、ハウジング2及びバンドBN1,BN2を備える。
なお、以下の説明では、ハウジング2の正面部21側から背面部22側に向かう方向を+Z方向とする。+Z方向に対して直交する二方向を+X方向及び+Y方向とし、+X方向を、正面部21に対向する位置から見て9時方向とし、+Y方向を12時方向とする。また、図示を省略するが、+Z方向とは反対方向を−Z方向とする。−X方向及び−Y方向も同様である。
すなわち、測定装置1Aが、ユーザーUSの手首において手の甲側の部位(手の平側とは反対側の部位)に装着された場合、+Y方向は、親指側から小指側に向かう方向であり、+X方向は、ユーザーの手の指が伸びる方向とは反対方向(手首から肘に向かう方向)である。
ハウジング2は、正面部21、背面部22(図3参照)及び側面部23を有する。
正面部21は、ハウジング2において−Z方向側に位置する部位であり、ハウジング2において、測定装置1Aを装着したユーザーUSが視認可能な部位である。正面部21の中央には、後述する報知部33を構成する表示部331が配置され、表示部331は、円形状のカバー211によって覆われている。
側面部23は、+Z方向を中心とする周方向に沿って形成された環状部であり、正面部21と背面部22とを接続する。側面部23には、後述する操作部31を構成するボタン311〜314が配置されている。ボタン311〜314は、ハウジング2に対して突没するボタンである。
背面部22は、ハウジング2において+Z方向側に位置する部位であり、ハウジング2において被装着部US1と対向し、ユーザーUSの体と接触する部位である。
背面部22は、環状の突出部221を中央に有し、突出部221の中央には、円形状の開口部222が形成されている。開口部222の内側には、後述するセンサー部4Aが配置される。詳しくは後述するが、開口部222には、センサー部4Aを構成する透光部45が嵌め込まれ、センサー部4Aを構成する発光部41、受光部42及び遮蔽部43は、+Z方向側から見て、開口部222の内側に位置する。すなわち、開口部222の内側の領域は、センサー部4Aが配置される配置部である。
図4は、測定装置1Aの構成を示すブロック図である。
測定装置1Aは、ハウジング2の他、図4に示すように、操作部31、計測部32、報知部33、通信部34及び制御部35を有する。これらのうち、操作部31、計測部32、報知部33及び通信部34は、制御部35とそれぞれ接続されている。
操作部31は、上記ボタン311〜314を有し、ボタン311〜314の入力に応じた操作信号を、制御部35に出力する。
計測部32は、生体情報を検出して、検出結果を制御部35に出力する。この計測部32は、上記脈波を検出するセンサー部4Aを有する。そして、計測部32は、センサー部4Aによって検出された脈波信号に対して増幅、A/D変換、及び、フィルタリング等の処理を実行し、これら処理が実行された後の脈波信号を制御部35に出力する。すなわち、計測部32は、AFE(Analog Front End)等のアナログ回路を有する。
表示部331は、液晶や電子ペーパー等の各種表示パネルを有し、制御部35から入力される情報を表示する。例えば、表示部331は、制御部35によって解析された脈拍数を表示する。この表示部331は、上記のように、正面部21に配置される。
音声出力部332は、制御部35から入力される音声信号に応じた音声を出力する。
振動部333は、制御部35により動作が制御されるモーターを有し、モーターの駆動によって発生する振動により、例えば警告をユーザーに報知する。
図5及び図6は、センサー部4Aの構成を示す模式図である。詳述すると、図5は、センサー部4Aを+Z方向側(光出射側)から見た図であり、図6は、センサー部4AのXZ平面に沿う断面を−Y方向側から見た図である。なお、図5においては、透光部45の図示を省略している。
センサー部4Aは、脈波を検出する光電センサーである。具体的に、センサー部4Aは、ユーザーUSの体に検出光(例えば緑色の光)を照射し、ユーザーUSの体にて反射された検出光を受光して、受光した検出光の強度変化に応じた脈波信号を出力する反射型光電センサーである。
このようなセンサー部4Aは、図3、図5及び図6に示すように、発光部41、受光部42、遮蔽部43、基板44、透光部45及び圧力検出部46を有する。本実施形態では、センサー部4Aは、2つの発光部41、1つの受光部42及び2つの遮蔽部43を有し、これらは、矩形板状に形成された基板44上に配置されている。
2つの発光部41(−X方向側の発光部を41Lとし、+X方向側の発光部を41Rとする)は、基板44の長手方向である+X方向において所定間隔を空けて配置されている。これらの発光部41は、それぞれ+Z方向に向けて検出光を出射可能に構成されている。なお、本実施形態では、発光部41は、LED(Light Emitting Diode)により構成されているが、有機EL素子等の他の発光素子により構成されていてもよい。
受光部42は、2つの発光部41L,41Rの間における略中央に配置されている。すなわち、受光部42は、+Z方向側から見て受光部42の中央が発光部41L及び発光部41Rのそれぞれの中央と等距離となる位置に配置されている。この受光部42の配置位置は、図3に示すように、背面部22のXY平面における中央であり、後述する透光部45のXY平面における中央である。この受光部42は、ユーザーUSの体にて反射された検出光を受光して、検出光の強度変化に応じた脈波信号を出力する。
なお、本実施形態では、各生体情報検出部BDにおいて発光部41と受光部42とが並ぶ方向は、+X方向であり、+X方向は、測定装置1Aが被装着部US1に装着された際に、血管の延出方向である。このように発光部41及び受光部42が配置されていることにより、血管の伸縮に伴う検出光の強度変化を検出しやすくすることができる。
2つの遮蔽部43(−X方向側の遮蔽部を43Lとし、+X方向側の遮蔽部を43Rとする)は、図3、図5及び図6に示すように、+Z方向側及び+Y方向側のそれぞれから見て各発光部41と受光部42との間に配置されている。詳述すると、遮蔽部43Lは、+Z方向側及び+Y方向側のそれぞれから見て発光部41Lと受光部42との間に配置され、遮蔽部43Rは、+Z方向側及び+Y方向側のそれぞれから見て発光部41Rと受光部42との間に配置されている。これら遮蔽部43L,43Rの基板44からの+Z方向への起立寸法は、図6に示すように、各発光部41L,41Rより高い。
これら遮蔽部43L,43Rは、発光部41L,41Rから出射された検出光のうち、ユーザーUSの体を介さずに受光部42に直接入射される検出光を遮蔽する。すなわち、遮蔽部43Lは、発光部41Lから受光部42に直接入射される検出光を遮蔽し、遮蔽部43Rは、発光部41Rから受光部42に直接入射される検出光を遮蔽して、これら検出光が受光部42に直接入射されることを抑制する。
なお、本実施形態では、2つの遮蔽部43L,43Rを有する構成としたが、後述する遮蔽部43Cのように、受光部42を±X方向側及び±Y方向側にて囲む枠状の遮蔽部を採用してもよい。
基板44は、発光部41、受光部42及び遮蔽部43を支持するものであり、本実施形態では、これらが実装されるリジッド基板である。この基板44には、詳しい図示を省略するが、発光部41及び受光部42とそれぞれ接続される複数の電極パターンが形成されている。これら電極パターンを介して、制御部35が、発光部41L,41Rのうち一方を点灯させる。
透光部45は、図6に示すように、発光部41及び受光部42を含む生体情報検出部BD(BDL,BDR)と、遮蔽部43と、基板44の一部とを+Z方向側にて覆い、これらを保護する透光性部材である。本実施形態では、透光部45は、ガラス基板或いは透光性樹脂によって構成されている。この透光部45は、背面部22と一体になっており、ハウジング2内に配置された発光部41から出射された検出光を透過させ、また、受光部42に入射される検出光を透過させる。このため、透光部45は、背面部22を構成する。
このような透光部45において、ハウジング2の外部に露出しユーザーの体に接する面であり、生体情報検出部BDと対向する面とは反対側の面(+Z方向側の面)である外面451(第1面)には、圧力検出部46が配置される。そして、透光部45は、生体情報測定装置1Aが上記被装着部US1に装着された際に、圧力検出部46を介して被装着部US1と接触する接触部材でもある。
なお、背面部22に対向する位置から見て(すなわち+Z方向側から見て)、生体情報検出部BDL,BDRを覆う透光部45の中心は、背面部22の中心と一致する。そして、透光部45を挟んで生体情報検出部BDL,BDRとは反対側から見て(すなわち+Z方向側から見て)、生体情報検出部BDLと、生体情報検出部BDRとは、透光部45の中心に対して点対称に配置されている。
2つの圧力検出部46(−X方向側の圧力検出部を46Lとし、+X方向側の圧力検出部を46Rとする)は、生体情報測定装置1Aが被装着部US1に装着された際に、ユーザーUSの体に作用される圧力を検出するものである。これら圧力検出部46L,46Rは、図3、図5及び図6に示すように、生体情報検出部BDL,BDRに応じて設けられる。具体的に、圧力検出部46Lは、生体情報検出部BDLに応じて、発光部41Lを覆うように設けられる。また、圧力検出部46Rは、生体情報検出部BDRに応じて、発光部41Rを覆うように設けられる。
圧力検出部46L,46Rのうち、第1生体情報検出部に相当する生体情報検出部BDに応じた圧力検出部46は、第1圧力検出部に相当し、第2生体情報検出部に相当する生体情報検出部BDに応じた圧力検出部46は、第2圧力検出部に相当する。
詳述すると、圧力検出部46Lは、図7に示すように、背面部22(図3参照)の中心に位置する受光部42から発光部41Lに向かう方向で、かつ、発光部41L及び受光部42を含む生体情報検出部BDLに対して透光部45の外縁側に位置する。すなわち、透光部45の中心(背面部22の中心)と生体情報検出部BDLの中心との間の寸法より、透光部45の中心と圧力検出部46Lの中心との間の寸法の方が大きい。
同様に、圧力検出部46Rは、受光部42から発光部41Rに向かう方向で、かつ、これら発光部41R及び受光部42を含む生体情報検出部BDRに対して透光部45の外縁側に位置する。すなわち、透光部45の中心と生体情報検出部BDRの中心との間の寸法より、透光部45の中心と圧力検出部46Rの中心との間の寸法の方が大きい。
これら圧力検出部46L,46Rは、それぞれ、発光部41L,41Rから出射された検出光が通過する略円形状の光通過部461をそれぞれ有する。
圧力検出部46Lはシート状の歪みゲージSGを有し、+Z方向から見て歪みゲージSGの2つの折返し部位SG1の間に発光部41Lが位置する。
これは、折返し部位SG1の伸長方向がD方向となることから、−Z方向への圧力が歪みゲージSGに加わったときに、折返し部位SG1を伸びやすくさせるためであり、これによって、歪みゲージSGの抵抗値を変化させやすくして、圧力の検出精度を高めているためである。
なお、配線のし易さを考慮すると、歪みゲージSGの端子部SG2は、図7に示すように、センサー部4Aの外縁側を向き、透光部45によって囲まれる領域の外側に配置されることが好ましい。
なお、このような抵抗値からの圧力の算出を、制御部35が実施してもよい。この場合、抵抗値から圧力を算出する回路を、圧力検出部46から省略できる。また、圧力検出部46は、圧力を出力する他の圧力センサーによって構成されていてもよい。
図8は、制御部35の構成を示すブロック図である。
制御部35は、センサー部4Aに生体情報の1つである脈波を検出させ、検出された脈波を解析して、脈拍数を決定する。制御部35は、図8に示すように、上記フラッシュメモリーによって構成される記憶部351と、上記演算処理回路によって構成される圧力取得部352、選択部353、測定部354、解析部355及び設定部356を有する。
記憶部351は、測定装置1Aの動作に必要な各種プログラム及びデータを記憶している。また、記憶部351は、計測部32から入力される脈波信号の波形や、解析部355による解析結果である脈拍数を記憶する。
圧力取得部352、選択部353、測定部354及び解析部355は、記憶部351に記憶された脈拍測定プログラムを実行して、ユーザーUSの生体情報である脈波の検出及び脈拍数の算出を行う脈拍測定処理を実行する。
この脈拍測定処理では、図9に示すように、まず、圧力取得部352が、各圧力検出部46の配置部位にて被装着部US1に作用される圧力を、各圧力検出部46から取得する(ステップS1)。
具体的に、選択部353は、圧力検出部46のうち、ユーザーUSに応じて設定された適正範囲内の圧力を検出した圧力検出部46を、範囲内検出部として選択する。そして、選択部353は、生体情報検出部BDのうち、選択された範囲内検出部に対応する生体情報検出部BDを、脈波の検出に用いる選択検出部として選択する。
例えば、選択検出部が生体情報検出部BDLである場合には、測定部354は、生体情報検出部BDLを構成する発光部41Lを点灯させて、ユーザーUSの体に検出光を照射させる。この際、測定部354は、選択検出部以外の生体情報検出部BDの発光部41を消灯させる。この例では、生体情報検出部BDRを構成する発光部41Rは消灯されたままとなる。これにより、ユーザーUSの体において、脈波の検出に適した圧力が加わった部位に照射されて反射された光が、受光部42によって受光される。そして、受光された検出光の強度変化に応じた検出信号である脈波信号が、計測部32から制御部35に入力される。
具体的に、解析部355は、脈波信号に対してFFT(高速フーリエ変換:Fast Fourier Transform)等の周波数解析を行い、得られた解析結果(パワースペクトル)から脈拍の周波数を抽出し、脈拍の周波数に基づいて脈拍数を算出する。なお、解析部355は、このような脈拍数の算出に限らず、他の手法により脈拍数を算出してもよい。
このステップS4が実行されると、脈拍測定処理が終了される。そして、算出された脈拍数は、記憶部351に記憶される他、上記表示部331に表示される。
なお、脈拍測定処理は、ステップS4の実行後に終了するとしたが、ステップS1〜S4は、所定間隔で定期的に繰り返し実行される他、ユーザーUSによって操作部31に所定の操作が行われた場合にも実行される。
例えば、設定部356は、操作部31(ボタン311〜314)に対するユーザーUSの操作に応じて上記適正範囲を設定し、設定された適正範囲を記憶部351に記憶させる。また、通信部34によって、適正範囲を含む情報が外部から受信された場合には、受信された適正範囲を記憶部351に記憶させる。これにより、上記適正範囲が、測定装置1AのユーザーUS毎に設定される。
以上説明した本実施形態に係る生体情報測定装置1Aは、以下の効果を奏することができる。
生体情報測定装置1Aは、それぞれ生体情報である脈波を検出可能な複数の生体情報検出部BD(BDL,BDR)と、これら生体情報検出部に応じて設けられ、圧力をそれぞれ検出する複数の圧力検出部46(46L,46R)と、これら圧力検出部46によって検出された圧力に基づいて、生体情報検出部BDのうち少なくとも1つの生体情報検出部BDを選択検出部として選択する選択部353と、選択検出部を用いて、脈波を測定する測定部354と、を備える。これによれば、血管に作用される圧力が体動によって変動する場合でも、脈波の検出に適した圧力を血管に作用させる部位に位置する生体情報検出部BDを用いて、脈波の検出及び脈拍数の測定を実施できる。従って、脈波を適切に検出でき、脈拍数の測定精度を向上させることができる。
また、選択検出部として選択されなかった生体情報検出部BDは、脈波の検出に利用されないので、無駄な電力消費を抑制できる他、ノイズの発生を抑制できる。
また、歪みゲージSGの伸長方向(折返し方向であるD方向)は、透光部45を挟んで生体情報検出部BDL,BDRとは反対側(+Z方向側)から見て、透光部45の中心(背面部22の中心)に向かう。これによれば、歪みゲージSGの伸長方向と、測定装置1Aが傾くときの圧力によって歪みゲージSGが伸長しようとする方向とを一致させることができる。従って、圧力検出部46による圧力の検出精度を高めることができ、圧力検出部46による検出結果に基づいて適切な生体情報検出部BDが選択されることにより、生体情報である脈波及び脈拍数の測定精度を一層高めることができる。
図10〜図12は、センサー部4Aの第1〜第3変形例であるセンサー部4B〜4Dを、検出光の出射側から見た場合の模式図である。なお、図10〜図12では、基板44の図示を省略している。
上記測定装置1Aに採用されたセンサー部4Aは、2つの生体情報検出部BD及び2つの圧力検出部46を有する構成であった。しかしながら、これに限らず、センサー部が有する生体情報検出部BD及び圧力検出部46の配置及び数は、適宜変更してよい。
例えば、図10〜図12に示すセンサー部4B〜4Dのいずれかを、センサー部4Aに代えて測定装置1Aに採用してもよい。なお、以下の説明において、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
センサー部4Aの第1変形例であるセンサー部4Bは、センサー部4Aと同様に、2つの発光部41、1つの受光部42、2つの遮蔽部43、基板44、透光部45及び2つの圧力検出部46を有する。しかしながら、センサー部4Bでは、図10に示すように、2つの発光部41(41U,41D)のうち、一方の発光部41Uは、受光部42に対して+Y方向側に配置され、他方の発光部41Dは、受光部42に対して−Y方向側に配置されている。そして、センサー部4Bは、発光部41U及び受光部42の組である生体情報検出部BDUと、発光部41D及び受光部42の組である生体情報検出部BDDと、を有し、これら生体情報検出部BDU,BDDは、受光部42を共有する。生体情報検出部BDU,BDDの一方は、第1生体情報検出部に相当し、他方は、第2生体情報検出部に相当する。
なお、受光部42は、背面部22の中央に位置する。換言すると、受光部42の位置は、+Z方向側から見て、背面部22に一体化される透光部45の中心と一致する。受光部42は、+Z方向側から見て受光部42の中心が発光部41U及び発光部41Dのそれぞれの中心と等距離となる位置に配置されている。また、2つの遮蔽部43のそれぞれは、+Z方向側から見て、+Y方向において、対応する発光部41と受光部42との間に配置されている。
すなわち、圧力検出部46Uは、+Z方向側から見て、透光部45において、受光部42から発光部41Uに向かう方向で、かつ、生体情報検出部BDUに対する外縁側に配置される。また、圧力検出部46Dは、+Z方向側から見て、透光部45において、受光部42から発光部41Dに向かう方向で、かつ、生体情報検出部BDDに対する外縁側に配置される。更に、圧力検出部46U,46Dは、これらを構成する歪みゲージSGの伸長方向(D方向)が受光部42から発光部41U,41Dに向かう方向と一致するように配置される。
このように、センサー部4Bにおいても、受光部42は、+Z方向側から見て透光部45の中心(背面部22の中央)に位置し、生体情報検出部BDU及び圧力検出部46Uと、生体情報検出部BDD,BDUは、透光部45の中心に対して点対称(放射状)に設けられ、また、圧力検出部46D,46Uは、透光部45の中心に対して点対称に設けられる。
センサー部4Aの第2変形例であるセンサー部4Cは、図11に示すように、センサー部4Aとセンサー部4Bとを組み合わせた構成を有する。すなわち、センサー部4Cは、4つの発光部41(41U,41D,41L,41R)と、1つの受光部42と、遮蔽部43Cと、基板44(図11では図示省略)と、透光部45と、4つの圧力検出部46(46U,46D,46L,46R)と、を備える。換言すると、センサー部4Cは、4つの生体情報検出部BD(BDU,BDD,BDL,BDR)と、4つの圧力検出部46(46U,46D,46L,46R)と、を備え、これらが十字状に配置されている。すなわち、センサー部4Cにおいては、受光部42は、+Z方向側から見て透光部45の中心(背面部22の中央)に位置し、各生体情報検出部BD及び各圧力検出部46は、透光部45の中心に対して点対称(或いは放射状)に配置されている。そして、これら生体情報検出部BDは、受光部42を共有している。
なお、センサー部4Cにおける遮蔽部43Cは、受光部42の±X方向側及び±Y方向側を囲む枠状に形成されている。
センサー部4Aの第3変形例であるセンサー部4Dは、図12に示すように、センサー部4Cより更に多くの発光部41及び圧力検出部46を備える。具体的に、センサー部4Dは、8つの発光部41と、1つの受光部42と、枠状の遮蔽部43Cと、基板44(図12では図示省略)と、透光部45と、8つの圧力検出部46と、を備える。
そして、それぞれ1つの発光部41及び1つの受光部42により構成される8つの生体情報検出部BDが、受光部42を中心として点対称(放射状)に配置されており、これら生体情報検出部BDは、受光部42を共有している。また、8つの圧力検出部46は、透光部45において、対応する生体情報検出部BDの外縁側に配置されている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係る生体情報測定装置は、第1実施形態にて示した生体情報測定装置1Aと同様の構成を有する。ここで、測定装置1Aが備えるセンサー部4Aは、2つの発光部41(41L,41R)と1つの受光部42とを有する構成であった。これに対し、本実施形態に係る測定装置が備えるセンサー部は、1つの発光部と2つの受光部とを有する。この点で、本実施形態に係る測定装置と測定装置1Aとは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る生体情報測定装置1Eは、センサー部4Aに代えてセンサー部4Eを有する他は、上記測定装置1Aと同様の構成を有する。
このセンサー部4Eは、上記センサー部4Aと同様に、ユーザーUSの被装着部US1に接触し、ユーザーUSの体に光を照射して、生体情報としての脈波を検出する反射型光電センサーである。このセンサー部4Eは、図13に示すように、1つの発光部41と、2つの受光部42(42L,42R)と、2つの遮蔽部43Cと、基板44(図13では図示省略)と、透光部45と、2つの圧力検出部46(46L,46R)と、を備える。
そして、発光部41及び受光部42Lは、生体情報検出部BDLを構成し、発光部41及び受光部42Rは、生体情報検出部BDRを構成する。すなわち、センサー部4Eは、発光部41を中心に対して点対称に配置される2つの生体情報検出部BD(BDL,BDR)を有し、これら生体情報検出部BDL,BDRは、発光部41を共有する。上記のように、生体情報検出部BDL,BDRの一方は、第1生体情報検出部に相当し、他方は、第2生体情報検出部に相当する。
また、2つの遮蔽部43Cのうち、一方は、+X方向において発光部41と受光部42Lとの間に配置され、他方は、+X方向において発光部41と受光部42Rとの間に配置される。本実施形態では、一方の遮蔽部43Cは、受光部42Lを囲むように設けられ、他方の遮蔽部43Cは、受光部42Rを囲むように設けられている。しかしながら、これに限らず、発光部41と受光部42L,42Rとを結ぶ直線上に、遮蔽部43Cが位置していれば、各遮蔽部43Cは、受光部42L,42Rを完全に囲む形状でなくてもよい。
圧力検出部46Lは、生体情報検出部BDLに応じて、生体情報検出部BDLを構成する受光部42Lを覆うように、ユーザーの体と接する外面451に設けられ、圧力検出部46Rは、生体情報検出部BDRに応じて、生体情報検出部BDRを構成する受光部42Rを覆うように、外面451に設けられている。
換言すると、圧力検出部46Lは、+Z方向側から見て、発光部41から受光部42Lに向かう方向において、生体情報検出部BDLに対して透光部45の外縁側に配置されている。また、圧力検出部46Rは、+Z方向側から見て、発光部41から受光部42Rに向かう方向において、生体情報検出部BDRに対して透光部45の外縁側に配置されている。
これに対し、測定装置1Eの制御部35は、選択検出部に選択された生体情報検出部BDの受光部42から出力された検出信号を、脈波信号として処理し、選択検出部に選択されなかった生体情報検出部BDの受光部42から出力された検出信号を無視する。これにより、ユーザーUSの体において適切な圧力が加わった領域から、生体情報である脈波を適切に検出でき、ひいては、脈拍数を適切に測定できる。
以上説明した本実施形態に係る生体情報測定装置1Eによれば、上記生体情報測定装置1Aと同様の効果を奏することができる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係る生体情報測定装置は、第1実施形態にて示した生体情報測定装置1Aと同様の構成を有する。ここで、測定装置1Aが備えるセンサー部4Aでは、圧力検出部46は、生体情報検出部BDを覆う透光部45の外面451に配置されていた。これに対し、本実施形態に係る生体情報測定装置では、圧力検出部は、透光部の内面に配置される。この点で、本実施形態に係る測定装置と測定装置1Aとは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る生体情報測定装置1Fは、センサー部4Aに代えてセンサー部4Fを有する他は、測定装置1Aと同様の構成及び機能を有する。
センサー部4Fは、図14に示すように、透光部45に代えて透光部45Fを有し、また、圧力検出部46の位置が異なる他は、センサー部4Aと同様の構成及び機能を有する。すなわち、センサー部4Fは、2つの発光部41(41L,41R)、1つの受光部42、2つの遮蔽部43(43L,43R)、基板44、透光部45F及び2つの圧力検出部46(46L,46R)を有する。また、センサー部4Fは、センサー部4Aと同様に、+Z方向側から見て背面部22の中央と一致する透光部45の中心に対してそれぞれ点対称に配置され、発光部41L及び受光部42を含む生体情報検出部BDLと、発光部41R及び受光部42を含む生体情報検出部BDRとを有する。生体情報検出部BDL,BDRは、1つの受光部42を共有する。上記のように、生体情報検出部BDL,BDRの一方は、第1生体情報検出部に相当し、他方は、第2生体情報検出部に相当する。
このような透光部45Fにおいて、第1面である外面45F1とは反対側の面であり、生体情報検出部BDL,BDRに対向する第2面である内面45F2(−Z方向側の面である内面45F2)には、圧力検出部46が配置されている。
これら圧力検出部46は、上記のように、歪みゲージSGによって構成されている。この歪みゲージSGの抵抗値は、上記折返し部位SG1が透光部45Fの変形に応じてD方向に伸長して変化し、これにより、圧力検出部46は、圧力検出部46が配置された部位、すなわち、生体情報検出部BDに応じた部位でのユーザーUSの体への圧力を検出する。
以上説明した本実施形態に係る生体情報測定装置1Fは、上記生体情報測定装置1Aと同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
生体情報検出部BDL,BDRを覆う透光部45Fは、変形可能に構成されている。そして、圧力検出部46L,46Rは、透光部45Fにおいて複数の生体情報検出部BDと対向する面であり、ユーザーの体と接触する外面45F1とは反対側の第2面としての内面45F2に設けられている。これによれば、圧力検出部46は、ユーザーUSの体に圧力を加える際の透光部45Fの変形量から圧力を間接的に検出できる。また、圧力検出部46をハウジング2(測定装置1F)の外側に露出するように配置しなくても済むので、圧力検出部46と、計測部32、ひいては、制御部35との配線を容易に実施できる。従って、測定装置1Fの製造工程が煩雑になることを抑制できる他、圧力検出部46の劣化や、ハウジング2内への塵埃及び液体の侵入を抑制できる。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
本実施形態に係る生体情報測定装置は、第1実施形態にて示した生体情報測定装置1Aと同様の構成を備える。ここで、測定装置1Aのセンサー部4Aでは、生体情報検出部BDL,BDRは、1つの受光部42を共有していた。また、測定装置1Eのセンサー部4Eでは、生体情報検出部BDL,BDRは、1つの発光部41を共有していた。これに対し、本実施形態に係る生体情報測定装置では、センサー部が有する複数の生体情報検出部は、それぞれ、発光部及び受光部を個別に有する。この点で、本実施形態に係る生体情報測定装置と、測定装置1Aとは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る生体情報測定装置1Gは、センサー部4Aに代えてセンサー部4Gを有する他は、上記測定装置1Aと同様の構成及び機能を有する。
センサー部4Gは、上記センサー部4Aと同様に、ユーザーUSの体に光を照射し、ユーザーUSの体にて反射されて受光される検出光の強度変化に応じた脈波信号を出力する反射型光電センサーである。このセンサー部4Gは、図15に示すように、それぞれ複数の発光部41、受光部42及び遮蔽部43と、これらが配置される基板44及び透光部45と、複数の圧力検出部46と、を有する。具体的に、センサー部4Gは、それぞれ2つの発光部41(41L,41R)、受光部42(42L,42R)及び遮蔽部43(43L,43R)と、基板44及び透光部45と、2つの圧力検出部46(46L,46R)と、を有する。
また、本実施形態では、発光部41L,41Rは、基板44における外縁側に配置され、受光部42L,42Rは、基板44における中央側に配置されている。しかしながら、これに限らず、上記−X方向側の領域における発光部41L及び受光部42Lの配置、並びに、上記+X方向側の領域における発光部41R及び受光部42Rの配置は、適宜変更可能である。
この他、遮蔽部43L,43Rは、上記遮蔽部43Cと同様に、それぞれ受光部42L,42Rを±X方向及び±Y方向にて囲む枠状に形成されている。しかしながら、これに限らず、遮蔽部43L,43Rは、それぞれ対応する発光部41と受光部42とを結ぶ直線上に位置していれば、対応する受光部42を完全に囲む形状でなくてもよい。
なお、本実施形態では、圧力検出部46L,46Rは、透光部45における第1面としての外面451に設けられているが、透光部45に代えて透光部45Fが採用される場合には、透光部45Fにおける第2面としての内面45F2に設けられてもよい。
なお、センサー部4Gは、それぞれ1つの発光部41及び1つの受光部42を有する生体情報検出部BDを2つ有し、2つの生体情報検出部BDに応じて2つの圧力検出部46を有するとした。しかしながら、これに限らず、センサー部4Gが有する生体情報検出部BDは、上記センサー部4C,4Dと同様に、3以上であってもよい。また、複数の生体情報検出部BDの配置も、上記センサー部4B〜4Dに例示されるように、適宜変更可能である。
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記第1実施形態及び変形例、並びに、上記第3実施形態では、センサー部4A〜4D,4Fは、受光部42を共有する複数の生体情報検出部BDを有し、上記第2実施形態では、センサー部4Eは、発光部41を共有する複数の生体情報検出部BDを有するとした。また、上記第4実施形態では、センサー部4Fは、それぞれ発光部41及び受光部42を有する複数の生体情報検出部BDを有し、各生体情報検出部BDは、発光部41及び受光部42のどちらも共有しないとした。一方、上記第1実施形態及び変形例、並びに、上記第2及び第4実施形態では、圧力検出部46は、透光部45における第1面としての外面451に配置され、上記第3実施形態では、圧力検出部46は、透光部45Fにおける第2面としての内面45F2に配置されるとした。これら実施形態にて示された構成は、互いに組み合わされてもよい。例えば、上記のように、第3実施形態にて示したセンサー部4Fにおいて、3以上の生体情報検出部BDを有する構成としてもよく、センサー部4Eのように、各生体情報検出部BDが受光部42ではなく発光部41を共有する構成としてもよい。
更に、発光部41と受光部42との間に配置される遮蔽部の形状も、+Z方向側から見て、遮蔽部43のように直線状であってもよく、遮蔽部43Cのように受光部42を囲む枠状であってもよい。すなわち、遮蔽部の形状も適宜変更可能である。
この他、1つの生体情報検出部BDは、1つの発光部41及び1つの受光部42を含む構成としたが、これに限らず、1つの発光部41及び複数の受光部42を含む構成であってもよく、複数の発光部41及び1つの受光部42を含む構成であってもよい。また、複数の生体情報検出部BDが、発光部41及び受光部42のどちらかを共有する場合でも、センサー部に設けられた全ての生体情報検出部が、必ずしも共有しなくてもよい。
また、選択部353が選択する生体情報検出部BDの数は、少なくとも1つであればよい。例えば、選択部353によって選択された複数の生体情報検出部BDが発光部又は受光部を共有する場合には、選択された複数の生体情報検出部BDによる生体情報の検出を、所定の順序で、所定の時間間隔を空けて実施させてもよい。また例えば、選択部353によって選択された複数の生体情報検出部BDが発光部又は受光部を共有しない場合には、選択された複数の生体情報検出部BDによる生体情報の検出を、所定の順序で、所定の時間間隔を空けて実施させてもよく、同時に実施させてもよい。
また、各圧力検出部46は、対応する生体情報検出部BDを覆い、かつ、歪みゲージSGの伸長方向(D方向)が、+Z方向側から見て透光部の中心(背面部22の中央)に向かうように配置されるとした。しかしながら、これに限らず、圧力検出部46と生体情報検出部BDとが対応するように配置されていれば、歪みゲージSGの伸長方向が必ずしも透光部の中心(背面部22の中央)を向かなくてもよい。
なお、+Z方向側から見て透光部45,45Fの中心は、透光部45,45Fが設けられる背面部22の中央と一致するとした。しかしながら、これに限らず、必ずしも透光部45,45Fの中心と背面部22の中央とが一致しなくてもよい。
また、生体情報測定装置は、ユーザーの体動情報を検出可能な加速度センサー及びジャイロセンサー等の運動センサーや、方位を検出する方位センサー、或いは、位置情報を計測可能な位置センサー(例えばGPSセンサー)のような他のセンサーを更に備えていてもよい。
Claims (9)
- 生体情報を検出可能な第1生体情報検出部及び第2生体情報検出部と、
前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部に応じて設けられ、ユーザーの体に作用される圧力を検出可能な第1圧力検出部及び第2圧力検出部と、
前記第1圧力検出部及び前記第2圧力検出部によって検出された圧力に基づいて、前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部のうち、少なくとも1つの生体情報検出部を選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記少なくとも1つの生体情報検出部を用いて、前記生体情報を測定する測定部と、を備えることを特徴とする生体情報測定装置。 - 請求項1に記載の生体情報測定装置において、
前記選択部は、前記第1圧力検出部及び前記第2圧力検出部のうち、適正範囲に含まれる圧力を検出した圧力検出部を選択し、前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部のうち、選択された圧力検出部に応じた生体情報検出部を選択することを特徴とする生体情報測定装置。 - 請求項2に記載の生体情報測定装置において、
前記適正範囲を設定する設定部を備えることを特徴とする生体情報測定装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の生体情報測定装置において、
前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部は、
光を出射する発光部と、
前記光が生体内で反射された反射光を受光する受光部と、を備えて構成されることを特徴とする生体情報測定装置。 - 請求項4に記載の生体情報測定装置において、
前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部は、前記発光部及び前記受光部のいずれか1つを共有することを特徴とする生体情報測定装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の生体情報測定装置において、
前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部を覆う透光部を備え、
前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部は、前記透光部を挟んで前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部とは反対側から見て、前記透光部の中心に対して点対称に設けられていることを特徴とする生体情報測定装置。 - 請求項6に記載の生体情報測定装置において、
前記第1圧力検出部及び前記第2圧力検出部は、前記透光部を挟んで前記第1生体情報検出部及び前記第2生体情報検出部とは反対側から見て、伸長方向が前記透光部の中心に向かう歪みゲージを有することを特徴とする生体情報測定装置。 - 請求項6又は請求項7に記載の生体情報測定装置において、
前記透光部は、前記ユーザーの体に接する面である第1面を有し、
前記第1圧力検出部及び前記第2圧力検出部は、前記透光部において前記第1面に設けられていることを特徴とする生体情報測定装置。 - 請求項6又は請求項7に記載の生体情報測定装置において、
前記透光部は、
前記ユーザーの体に接する面である第1面と、
前記第1面とは反対の面である第2面と、を有し、
前記第1圧力検出部及び前記第2圧力検出部は、前記透光部において前記第1面と前記第2面とのいずれかに設けられ、
前記透光部は、変形可能に形成されていることを特徴とする生体情報測定装置。
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