JP2020192187A - Non-contact sphygmomanometer - Google Patents

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仁久 遠藤
Kazunori Endo
仁久 遠藤
勝 長沢
Masaru Nagasawa
勝 長沢
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Hino Eng Co Ltd
Hino Engineering Co Ltd
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Hino Eng Co Ltd
Hino Engineering Co Ltd
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Abstract

To provide a sphygmomanometer that has a low price and high performance.SOLUTION: A non-contact sphygmomanometer 1 measures in a non-contact state blood pressure of an examinee in a prescribed heartbeat measurement time, including: an image sensor part 10 which receives reflect light reflected by the examinee in a heartbeat measurement time and which outputs RAW data with a prescribed time interval corresponding to the frame rate number of the image sensor part 10; and a reflection heartbeat timing calculation part 20 which outputs as reflection heartbeat timing the examinee's heartbeat timing calculated on the basis of the time change of the G component of the RAW data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定する非接触血圧測定装置に関する。 The present invention relates to a non-contact blood pressure measuring device that non-contactly measures the blood pressure of a subject to be detected within a predetermined heart rate measurement time.

血圧は健康に欠かせないバロメータであり、こまめな血圧の計測が推奨されている。血圧を測定する装置として、被検出者に接触した状態で血圧を測定する接触血圧測定装置(腕帯(カフ)を用いた血圧測定装置)は、血圧を測定するために腕に帯状の腕帯を巻くことが測定の必要条件となっているので、例えば、入浴中又は運動中等の生活活動中における血圧の変化を測定することができなかった。そこで、被検出者に接触しない状態で血圧を測定する非接触血圧測定装置(腕帯(カフ)を用いない血圧測定装置)が求められている。 Blood pressure is an indispensable barometer for health, and frequent measurement of blood pressure is recommended. As a device for measuring blood pressure, a contact blood pressure measuring device (a blood pressure measuring device using an arm band (cuff)) that measures blood pressure in contact with a subject is a band-shaped arm band on the arm for measuring blood pressure. Since it is a necessary condition for measurement, it has not been possible to measure changes in blood pressure during daily activities such as bathing or exercising. Therefore, there is a demand for a non-contact blood pressure measuring device (a blood pressure measuring device that does not use an arm band (cuff)) that measures blood pressure without contacting the person to be detected.

特許文献1には、被検出者の肌が撮像された肌画像を取得する画像取得部と、肌画像を用いて、肌画像における輝度の時間変化を算出し、輝度の時間変化において、輝度がピークになる時刻を示す時刻情報を、脈波タイミングとして算出する脈波タイミング算出部とを備えることを必須の構成としている非接触血圧測定装置が開示されている。 In Patent Document 1, the time change of the brightness in the skin image is calculated by using the image acquisition unit that acquires the skin image in which the skin of the person to be detected is captured and the skin image, and the brightness is changed with the time change of the brightness. A non-contact blood pressure measuring device is disclosed, which is indispensable to include a pulse wave timing calculation unit that calculates time information indicating a peak time as a pulse wave timing.

また、特許文献1に記載の非接触血圧装置は、被検出者で反射した反射電波の信号を取得する電波取得部と、電波取得部が取得した反射電波の信号を用いて、被検出者と受信アンテナとの距離の時間変化を算出し、距離の時間変化において距離がピークになる時刻を示す時刻情報を、心拍タイミングとして算出する心拍タイミング算出部と、脈波タイミングと心拍タイミングとの時間差に基づいて、被検出者の血圧を決定する血圧算出部とを備える。血圧算出部で決定された血圧は提示部で表示される。 Further, the non-contact blood pressure device described in Patent Document 1 uses a radio wave acquisition unit that acquires a signal of a reflected radio wave reflected by the detected person and a signal of the reflected radio wave acquired by the radio wave acquisition unit to be used with the person to be detected. The time difference between the pulse wave timing and the heartbeat timing is used in the heartbeat timing calculation unit that calculates the time change of the distance to the receiving antenna and calculates the time information indicating the time when the distance peaks in the time change of the distance as the heartbeat timing. Based on this, it is provided with a blood pressure calculation unit that determines the blood pressure of the person to be detected. The blood pressure determined by the blood pressure calculation unit is displayed in the presentation unit.

特許文献1に記載の非接触血圧装置で用いられる画像取得部は、一般的なデジタルカメラを意図しているので、被検出者で反射した反射光を集光し鮮明な光像を作るレンズと、光像の検知情報をそのまま記録したRAWデータを生成するイメージセンサ部と、RAWデータを画像処理して、人間が観察することができる肌画像に変換する画像処理エンジンとを備える。 Since the image acquisition unit used in the non-contact blood pressure device described in Patent Document 1 is intended as a general digital camera, it is a lens that collects the reflected light reflected by the person to be detected and creates a clear light image. It is provided with an image sensor unit that generates RAW data that records light image detection information as it is, and an image processing engine that processes RAW data into an image that can be observed by humans.

特開2016−77890号公報JP-A-2016-77890

特許文献1に記載の技術では、脈波タイミング算出部は、肌画像の輝度の時間変化に基づいて心拍タイミングを算出することを必須にしている。このため、脈波タイミング算出部で肌画像から輝度の情報が得られるように、画像処理エンジンは、光像をそのまま記録したRAWデータからRGB画像を生成した後、明るさの調整、ホワイトバランスの調整、シャープネスの調整、コントラストの調整、ノイズの処理等の画像処理を行い、肌画像を出力している。 In the technique described in Patent Document 1, the pulse wave timing calculation unit is indispensable to calculate the heartbeat timing based on the time change of the brightness of the skin image. Therefore, the image processing engine generates an RGB image from the RAW data in which the light image is recorded as it is, and then adjusts the brightness and white balance so that the pulse wave timing calculation unit can obtain the brightness information from the skin image. Image processing such as adjustment, sharpness adjustment, contrast adjustment, and noise processing is performed, and a skin image is output.

一般に、短時間に多くの血圧測定に必要な演算処理を行うことができれば、血圧の測定精度が向上する。また、画像処理エンジンが画像処理を行うので、画像取得部はフレームレートを高速にさせることが難しい。 In general, if many arithmetic processes required for blood pressure measurement can be performed in a short time, the accuracy of blood pressure measurement is improved. Further, since the image processing engine performs image processing, it is difficult for the image acquisition unit to increase the frame rate.

したがって、特許文献1に記載の技術は、画像処理を行うための演算処理コストと部品コストとを有するという課題を有する。
本発明の目的は、安価で高性能な非接触血圧測定装置を提供することにある。
Therefore, the technique described in Patent Document 1 has a problem that it has an arithmetic processing cost and a component cost for performing image processing.
An object of the present invention is to provide an inexpensive and high-performance non-contact blood pressure measuring device.

本発明に係る非接触血圧測定装置は、所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定する装置である。非接触血圧測定装置は、前記心拍測定時間内において前記被検出者で反射した反射光を受光するイメージセンサ部であって、前記イメージセンサ部のフレームレート数に応じた所定の時間間隔でRAWデータを出力するイメージセンサ部と、前記RAWデータのG成分の時間変化に基づいて算出された前記被検出者の心拍タイミングを受光心拍タイミングとして出力する受光側心拍タイミング算出部と、前記心拍測定時間内において電波が反射した反射電波を受信し、電波信号として出力する電波受信部と、前記電波信号の時間変化に基づいて算出された前記被検出者の心拍タイミングを電波心拍タイミングとして出力する電波側心拍タイミング算出部と、前記受光心拍タイミングと前記電波心拍タイミングとに基づいて、前記被検出者の血圧を算出する血圧算出部と、を備える。 The non-contact blood pressure measuring device according to the present invention is a device that non-contactly measures the blood pressure of a person to be detected within a predetermined heart rate measurement time. The non-contact blood pressure measuring device is an image sensor unit that receives the reflected light reflected by the person to be detected within the heart rate measurement time, and RAW data at predetermined time intervals according to the number of frame rates of the image sensor unit. The image sensor unit that outputs the above, the light-receiving side heartbeat timing calculation unit that outputs the heartbeat timing of the detected person calculated based on the time change of the G component of the RAW data as the received heartbeat timing, and the heartbeat measurement time. The radio wave receiving unit that receives the reflected radio wave reflected by the radio wave and outputs it as a radio wave signal, and the radio wave side heartbeat that outputs the heartbeat timing of the detected person calculated based on the time change of the radio wave signal as the radio wave heartbeat timing. It includes a timing calculation unit and a blood pressure calculation unit that calculates the blood pressure of the person to be detected based on the received heartbeat timing and the radio wave heartbeat timing.

本発明に係る別の非接触血圧測定装置は、所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定する装置である。非接触血圧測定装置は、複数のイメージセンサ部と、複数の受光側心拍タイミング算出部と、血圧算出部と、を備える。各イメージセンサ部は、前記心拍測定時間内において前記被検出者で反射した複数の反射光のそれぞれを受光し、また、各イメージセンサ部のフレームレート数に応じた各所定の時間間隔で複数のRAWデータのそれぞれを出力する。各受光側心拍タイミング算出部は、各RAWデータのG成分の時間変化に基づいて算出された前記被検出者の複数の心拍タイミングのそれぞれを、複数の受光心拍タイミングのそれぞれとして出力する。前記血圧算出部は、前記複数の受光心拍タイミングに基づいて、前記被検出者の血圧を算出する。 Another non-contact blood pressure measuring device according to the present invention is a device that non-contactly measures the blood pressure of a person to be detected within a predetermined heart rate measurement time. The non-contact blood pressure measuring device includes a plurality of image sensor units, a plurality of light receiving side heartbeat timing calculation units, and a blood pressure calculation unit. Each image sensor unit receives each of the plurality of reflected light reflected by the person to be detected within the heart rate measurement time, and each image sensor unit receives a plurality of reflected light at each predetermined time interval according to the number of frame rates of each image sensor unit. Output each of the RAW data. Each light receiving side heartbeat timing calculation unit outputs each of the plurality of heartbeat timings of the detected person calculated based on the time change of the G component of each RAW data as each of the plurality of light receiving heartbeat timings. The blood pressure calculation unit calculates the blood pressure of the person to be detected based on the plurality of received heartbeat timings.

本発明に係る別の非接触血圧測定装置は、所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定する装置である。非接触血圧測定装置は、イメージセンサ部と、複数の受光側心拍タイミング算出部と、血圧算出部とを備える。前記イメージセンサ部は、前記心拍測定時間内において前記被検出者で反射した反射光を受光するイメージセンサ部であって、前記イメージセンサ部の受光範囲で受光する場合の前記イメージセンサ部のフレームレート数に応じた所定の時間間隔よりも短い時間間隔で、前記イメージセンサ部の受光範囲より狭く、互いに異なる位置の複数の特定受光範囲に対して、それぞれ、複数のRAWデータを出力する。各受光側心拍タイミング算出部は、各RAWデータのG成分の時間変化に基づいて複数の心拍タイミングのそれぞれを複数の受光側心拍タイミングのそれぞれとして算出する。血圧算出部は、前記複数の受光側心拍タイミングに基づいて、前記被検出者の血圧を算出する。 Another non-contact blood pressure measuring device according to the present invention is a device that non-contactly measures the blood pressure of a person to be detected within a predetermined heart rate measurement time. The non-contact blood pressure measuring device includes an image sensor unit, a plurality of light receiving side heartbeat timing calculation units, and a blood pressure calculation unit. The image sensor unit is an image sensor unit that receives the reflected light reflected by the person to be detected within the heart rate measurement time, and the frame rate of the image sensor unit when receiving light within the light receiving range of the image sensor unit. A plurality of RAW data are output for each of a plurality of specific light receiving ranges narrower than the light receiving range of the image sensor unit and at different positions from each other at a time interval shorter than a predetermined time interval corresponding to the number. Each light-receiving side heartbeat timing calculation unit calculates each of the plurality of heartbeat timings as each of the plurality of light-receiving side heartbeat timings based on the time change of the G component of each RAW data. The blood pressure calculation unit calculates the blood pressure of the person to be detected based on the plurality of light-receiving side heartbeat timings.

本発明は、イメージセンサ部で取得したRAWデータから、輝度を算出することなく、心拍を算出することができるので、安価で高性能な非接触血圧測定装置を提供することができる。 According to the present invention, since the heartbeat can be calculated from the RAW data acquired by the image sensor unit without calculating the brightness, it is possible to provide an inexpensive and high-performance non-contact blood pressure measuring device.

特に、イメージセンサ部における、光像を検知する撮像素子が出力する電荷に基づいて出力するRAWデータの1フレーム当たりの処理コストは低いので、イメージセンサ部が出力するRAWデータのフレームレート数を大きくすることができる。 In particular, since the processing cost per frame of the RAW data output based on the charge output by the image sensor that detects the light image in the image sensor unit is low, the number of frame rates of the RAW data output by the image sensor unit is increased. can do.

本発明に係る第1実施形態の非接触血圧測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the non-contact blood pressure measuring apparatus of 1st Embodiment which concerns on this invention. 図1に示した非接触血圧測定装置のイメージセンサ部を説明する一部を省略した断面図である。It is sectional drawing which omitted a part explaining the image sensor part of the non-contact blood pressure measuring apparatus shown in FIG. 図2に示したイメージセンサ部の原色フィルターを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the primary color filter of the image sensor part shown in FIG. 図2に示したイメージセンサ部の撮像素子を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the image pickup element of the image sensor part shown in FIG. 図1に示した非接触血圧測定装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the non-contact blood pressure measuring apparatus shown in FIG. 図1に示した非接触血圧測定装置で測定した心拍図である。It is a heart rate chart measured by the non-contact blood pressure measuring device shown in FIG. 本発明に係る第2実施形態の非接触血圧測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the non-contact blood pressure measuring apparatus of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 図7に示した非接触血圧測定装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the non-contact blood pressure measuring apparatus shown in FIG. 7. 本発明に係る第3実施形態の非接触血圧測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the non-contact blood pressure measuring apparatus of 3rd Embodiment which concerns on this invention. 図9に示した非接触血圧測定装置のイメージセンサ部が取得するRAWデータの範囲を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the range of the RAW data acquired by the image sensor part of the non-contact blood pressure measuring apparatus shown in FIG. 図9に示した非接触血圧測定装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the non-contact blood pressure measuring apparatus shown in FIG. 本発明に係る非接触血圧測定装置を備えた測定装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the measuring apparatus provided with the non-contact blood pressure measuring apparatus which concerns on this invention.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(非接触血圧測定装置1)
図1から図6を参照して、本発明に係る第1実施形態の非接触血圧測定装置1の説明をする。
(Non-contact blood pressure measuring device 1)
The non-contact blood pressure measuring device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

図1に示すように、非接触血圧測定装置1は、所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定することができるように、イメージセンサ部10と、受光側心拍タイミング算出部20と、電波受信部30と、電波側心拍タイミング算出部40と、血圧算出部50と、を備える。これにより、非接触血圧測定装置1は、腕帯(カフ)を用いない血圧測定装置を構成することができる。 As shown in FIG. 1, the non-contact blood pressure measuring device 1 calculates the heartbeat timing on the light receiving side and the image sensor unit 10 so that the blood pressure of the detected person can be measured in a non-contact manner within a predetermined heartbeat measurement time. A unit 20, a radio wave receiving unit 30, a radio wave side heartbeat timing calculation unit 40, and a blood pressure calculation unit 50 are provided. As a result, the non-contact blood pressure measuring device 1 can form a blood pressure measuring device that does not use an arm band (cuff).

図6に示すように、一般的な心電図波形は、P波(心房の興奮(収縮)(脱分極))、QRS波(心室の興奮(収縮)(脱分極))、T波(心室の回復(拡張)(再分極))で構成され、P波、QRS波、T波が繰り返される。1回の心拍時間は、R−Rの間の時間HRである。本発明の心拍測定時間は、一般的な心拍時間より長い時間に設定され、例えば、HRを超え、HRの2倍以下であることが好ましく、例えば、3秒以上5秒以下の範囲内の時間であることが好ましい。 As shown in FIG. 6, general electrocardiogram waveforms are P wave (atrial excitation (contraction) (depolarization)), QRS complex (ventricular excitement (contraction) (depolarization)), and T wave (ventricular recovery). (Expansion) (repolarization)), P wave, QRS wave, and T wave are repeated. One heartbeat time is the time HR between RR. The heart rate measurement time of the present invention is set to be longer than the general heart rate time, and is preferably exceeding HR and not more than twice HR, for example, a time in the range of 3 seconds or more and 5 seconds or less. Is preferable.

図1に示すように、非接触血圧測定装置1は、さらに、表示部60と、被検出者に向けて発光する光源部(図示せず)と、被検出者で反射した反射光を集光するレンズ(図示せず)と、被検出者に向けて電波を発する電波源部(図示せず)とを備える。しかし、非接触血圧測定装置1は、特許文献1に記載されているような、RAWデータを画像処理して、人間が観察することができる肌画像に変換する画像処理エンジンは備えない。 As shown in FIG. 1, the non-contact blood pressure measuring device 1 further collects the display unit 60, the light source unit (not shown) that emits light toward the detected person, and the reflected light reflected by the detected person. It is provided with a lens (not shown) and a radio wave source unit (not shown) that emits radio waves toward the person to be detected. However, the non-contact blood pressure measuring device 1 does not include an image processing engine that performs image processing of RAW data and converts it into a skin image that can be observed by humans, as described in Patent Document 1.

すなわち、光源部が発光した光は、被検出者で反射し(反射光)、レンズを介して(光像)、イメージセンサ部10で受光する。 That is, the light emitted by the light source unit is reflected by the person to be detected (reflected light), passes through the lens (optical image), and is received by the image sensor unit 10.

(イメージセンサ部10)
図2に示すように、イメージセンサ部10は、心拍測定時間内において、光像を受光し、所定の画素数のRAWデータを所定タイミングで出力することができるように、レンズ層11とカラーフィルタ層12と撮像素子13とを備える。所定の画素数とは、イメージセンサ部10が受光した光像の解像度に相当する。所定タイミングとは、通常、イメージセンサ部10のフレームレート数に対応する時間間隔であり、例えば、フレームレートが125fpsである。イメージセンサ部10は、レンズ層11、カラーフィルタ層12及び撮像素子13の順で配置されている。
(Image sensor unit 10)
As shown in FIG. 2, the image sensor unit 10 receives the light image within the heart rate measurement time, and outputs the RAW data of a predetermined number of pixels at a predetermined timing, so that the lens layer 11 and the color filter can be output. A layer 12 and an image pickup device 13 are provided. The predetermined number of pixels corresponds to the resolution of the light image received by the image sensor unit 10. The predetermined timing is usually a time interval corresponding to the number of frame rates of the image sensor unit 10, and for example, the frame rate is 125 fps. The image sensor unit 10 is arranged in the order of the lens layer 11, the color filter layer 12, and the image sensor 13.

(レンズ層11)
レンズ層11は、アレー状に配列された複数のマイクロレンズ11aで構成されている。各マイクロレンズ11aは、一方が凸で他方が平面の凸レンズである。レンズ層11のレンズ側が凸の状態になるように、複数のマイクロレンズ11aが並んでいる。マイクロレンズ11aの数は所定の画素数と同じである。複数のマイクロレンズ11aがそれぞれ複数の画素に対応する。
(Lens layer 11)
The lens layer 11 is composed of a plurality of microlenses 11a arranged in an array shape. Each microlens 11a is a convex lens with one convex and the other flat. A plurality of microlenses 11a are arranged so that the lens side of the lens layer 11 is in a convex state. The number of microlenses 11a is the same as the predetermined number of pixels. Each of the plurality of microlenses 11a corresponds to a plurality of pixels.

(カラーフィルタ層12)
図2及び図3に示すように、カラーフィルタ層12は、光の色をRGB成分に分解する機能を有し、複数のR色のカラーフィルタ12cと、複数のG色のカラーフィルタ12aと、複数のB色のカラーフィルタ12bとで構成されている。複数のカラーフィルタ12cは、R色成分の光しか通さない。複数のカラーフィルタ12aは、G色成分の光しか通さない。複数のカラーフィルタ12bは、B色成分の光しか通さない。
(Color filter layer 12)
As shown in FIGS. 2 and 3, the color filter layer 12 has a function of decomposing the color of light into RGB components, and includes a plurality of R color color filters 12c, a plurality of G color color filters 12a, and the like. It is composed of a plurality of B color filters 12b. The plurality of color filters 12c pass only the light of the R color component. The plurality of color filters 12a pass only the light of the G color component. The plurality of color filters 12b pass only the light of the B color component.

図3に示すように、複数のR色のカラーフィルタ12cと、複数のG色のカラーフィルタ12aと、複数のB色のカラーフィルタ12bとは、格子状に配列している。例えば、G色のカラーフィルタ12aは、2つのR色のカラーフィルタ12cと、2つのB色のカラーフィルタ12bに隣接している。 As shown in FIG. 3, the plurality of R color color filters 12c, the plurality of G color color filters 12a, and the plurality of B color color filters 12b are arranged in a grid pattern. For example, the G color filter 12a is adjacent to the two R color filters 12c and the two B color filters 12b.

図2に示すように、複数のカラーフィルタ12a、12b及び12cが、それぞれ、複数のマイクロレンズ11aに対応するように、カラーフィルタ層12はレンズ層11に配置されている。 As shown in FIG. 2, the color filter layer 12 is arranged on the lens layer 11 so that the plurality of color filters 12a, 12b and 12c correspond to the plurality of microlenses 11a, respectively.

(撮像素子13)
図2及び図4に示すように、撮像素子13は、複数のR色用のフォトダイオード13cと、複数のG色のフォトダイオード13aと、複数のB色のフォトダイオード13bとで構成されている。
(Image sensor 13)
As shown in FIGS. 2 and 4, the image pickup device 13 is composed of a plurality of R color photodiodes 13c, a plurality of G color photodiodes 13a, and a plurality of B color photodiodes 13b. ..

また、複数のR色用のフォトダイオード13c、複数のG色のフォトダイオード13a、及び複数のB色のフォトダイオード13bは、それぞれ、複数のR色のカラーフィルタ12c、複数のG色のカラーフィルタ12a、及び複数のB色のカラーフィルタ12bに対応するように、格子状に配列している。 Further, the plurality of R color photodiodes 13c, the plurality of G color photodiodes 13a, and the plurality of B color photodiodes 13b are each a plurality of R color color filters 12c and a plurality of G color color filters. They are arranged in a grid pattern so as to correspond to 12a and a plurality of B color filters 12b.

複数のフォトダイオード13a、13b、13cに光が当たると、複数のフォトダイオード13a、13b、13cは、光の強さに応じた電荷を発生する光電変換を行うが、光の色の違いを検知することはできない。 When light hits the plurality of photodiodes 13a, 13b, 13c, the plurality of photodiodes 13a, 13b, 13c perform photoelectric conversion that generates an electric charge according to the intensity of the light, but detects a difference in the color of the light. You can't.

図4に示すように、発生した電荷は、垂直伝送路14a、水平伝送路14b及び増幅器15を介して所定画素数のRAWデータとしての電圧信号S1として出力する。 As shown in FIG. 4, the generated electric charge is output as a voltage signal S1 as RAW data of a predetermined number of pixels via the vertical transmission line 14a, the horizontal transmission line 14b, and the amplifier 15.

このように、フォトダイオード13a、13b、13cが出力する電荷をデジタルデータに変換したものがRAWデータである。 In this way, the RAW data is obtained by converting the charges output by the photodiodes 13a, 13b, and 13c into digital data.

ここで、複数のフォトダイオード13a、13b、13cは、それぞれ、複数のマイクロレンズ11aに対応しているので、複数のフォトダイオード13a、13b、13cの数が画素数と同じである。つまり、1画素に対応する撮像素子の数は1つであるので、各画素は、R成分、G成分、B成分のいずれかの値のみを有する。 Here, since the plurality of photodiodes 13a, 13b, 13c correspond to the plurality of microlenses 11a, the number of the plurality of photodiodes 13a, 13b, 13c is the same as the number of pixels. That is, since the number of image pickup devices corresponding to one pixel is one, each pixel has only one of the values of the R component, the G component, and the B component.

本発明で用いられるRAWデータは、1つの画素に対してR成分、G成分、B成分のいずれか1つの成分の色の光量の情報を有しているが、一般的な画像は、1つの画素に対してR成分、G成分、B成分の全ての色の光量の情報を有しているという違いがある。このため、従来技術及び特許文献1に記載の技術では、RAWデータに基づいて、各画素のR成分、G成分、B成分の値を算出する画像処理エンジンを備える必要がある。 The RAW data used in the present invention has information on the amount of color of the color of any one of the R component, the G component, and the B component for one pixel, but a general image has one. There is a difference that the pixel has information on the amount of light of all the colors of the R component, the G component, and the B component. Therefore, in the prior art and the technique described in Patent Document 1, it is necessary to provide an image processing engine that calculates the values of the R component, the G component, and the B component of each pixel based on the RAW data.

(受光側心拍タイミング算出部20)
図1に示すように、受光側心拍タイミング算出部20は、RAWデータのG成分の時間変化に基づいて算出された被検出者の心拍タイミングを受光心拍タイミングとして出力する。
(Light receiving side heartbeat timing calculation unit 20)
As shown in FIG. 1, the light receiving side heartbeat timing calculation unit 20 outputs the heartbeat timing of the detected person calculated based on the time change of the G component of the RAW data as the light receiving heartbeat timing.

一般に、心臓が収縮することにより、心臓から血液が送り出され、送り出された血液が顔又は手などに到達する。ヘモグロビンなどの血液中の成分の量に依存して、光像における顔又は手のRAWデータのG成分が変化する。 Generally, when the heart contracts, blood is pumped from the heart, and the pumped blood reaches the face, hands, and the like. The G component of the RAW data of the face or hand in the optical image changes depending on the amount of components in the blood such as hemoglobin.

受光側心拍タイミング算出部20は、さらに、RAWデータのR成分及びB成分の少なくとも一方の時間変化にも基づいて受光側心拍タイミングを出力することが好ましい。RAWデータのうち純度の良いG成分及びB成分を主に活用する。具体的には、受光側心拍タイミング算出部20は、イメージセンサ部10から所定間隔で出力されるRAWデータのG成分から算出された値から、B成分から算出したノイズを減算することにより(G成分−B成分)、図6に示すような脈波を算出し、その脈波から、心拍時間HRを算出し、さらに、心拍時間HRから被検出者の心拍タイミングを算出する。
なお、RAWデータのG成分は、G色のフォトダイオード13aから出力しているデータに相当し、また、RAWデータのB成分は、B色のフォトダイオード13bから出力しているデータに相当する。
受光側心拍タイミング算出部20は、RAWデータのG成分の時間変化に基づいて被検出者の心拍の脈動ピークとなる隣接する2つの受光側心拍ピーク時刻を算出し、その2つの受光側心拍ピーク時刻の間の時間を受光側心拍タイミングとして算出する。
It is preferable that the light receiving side heartbeat timing calculation unit 20 further outputs the light receiving side heartbeat timing based on the time change of at least one of the R component and the B component of the RAW data. Of the RAW data, the G component and B component with good purity are mainly used. Specifically, the light receiving side heartbeat timing calculation unit 20 subtracts the noise calculated from the B component from the value calculated from the G component of the RAW data output from the image sensor unit 10 at predetermined intervals (G). Component-B component), the pulse wave as shown in FIG. 6 is calculated, the heartbeat time HR is calculated from the pulse wave, and the heartbeat timing of the detected person is calculated from the heartbeat time HR.
The G component of the RAW data corresponds to the data output from the G-color photodiode 13a, and the B component of the RAW data corresponds to the data output from the B-color photodiode 13b.
The light receiving side heartbeat timing calculation unit 20 calculates two adjacent light receiving side heartbeat peak times that are the pulsation peaks of the heartbeat of the detected person based on the time change of the G component of the RAW data, and the two light receiving side heartbeat peaks. The time between the times is calculated as the heartbeat timing on the light receiving side.

このように、イメージセンサ部10が被検出者の顔や手などを撮像し、RAWデータを出力し、受光側心拍タイミング算出部20がRAWデータのG成分の時間変化に基づいて、心拍を検知し、被検出者の心拍タイミングを受光心拍タイミングとして出力する。 In this way, the image sensor unit 10 images the face and hands of the person to be detected, outputs RAW data, and the heartbeat timing calculation unit 20 on the light receiving side detects the heartbeat based on the time change of the G component of the RAW data. Then, the heartbeat timing of the detected person is output as the received heartbeat timing.

(電波受信部30)
電波受信部30は、電波源から発せられた電波が被検出者(例えば胸部)で反射し、反射された反射電波を受信することで、受信信号に基づいて、被検出者の心臓の収縮に起因する拍動を検知する。電波源から発せられる電波はミリ波又はマイクロ波である。
(Radio wave receiver 30)
The radio wave receiving unit 30 reflects the radio waves emitted from the radio wave source by the detected person (for example, the chest) and receives the reflected reflected radio waves, so that the detected person's heart contracts based on the received signal. Detects the resulting beat. The radio waves emitted from the radio source are millimeter waves or microwaves.

具体的には、電波受信部30は、電波源から電波を発した時刻と、反射電波を受信した時刻との時間差から、電波受信部30と被検出者との間の距離を検出し、電波信号として出力する。つまり、電波受信部30は、被検出者の心臓が拍動することによる距離の変化を検出することができる。 Specifically, the radio wave receiving unit 30 detects the distance between the radio wave receiving unit 30 and the person to be detected from the time difference between the time when the radio wave is emitted from the radio wave source and the time when the reflected radio wave is received, and the radio wave is transmitted. Output as a signal. That is, the radio wave receiving unit 30 can detect a change in distance due to the beating of the heart of the person to be detected.

(電波側心拍タイミング算出部40)
電波側心拍タイミング算出部40は、電波信号の時間変化に基づいて算出された被検出者の心拍タイミングを電波心拍タイミングとして出力する。
(Radio wave side heartbeat timing calculation unit 40)
The radio wave side heartbeat timing calculation unit 40 outputs the heartbeat timing of the detected person calculated based on the time change of the radio wave signal as the radio wave heartbeat timing.

(血圧算出部50)
血圧算出部50は、受光心拍タイミングと、電波心拍タイミングとの時間差(脈波伝播時間)に基づいて、被検出者の血圧を算出する。
(Blood pressure calculation unit 50)
The blood pressure calculation unit 50 calculates the blood pressure of the person to be detected based on the time difference (pulse wave propagation time) between the received heartbeat timing and the radio wave heartbeat timing.

一般に、血圧は、一回心拍出量×心拍数×末梢血管抵抗で求められる。心拍出量は、ドップラーセンサで血流量を求められる。心拍数は、カメラ又はドップラーセンサで求める。末梢血管抵抗は、カメラ又はLEDで求められる。心拍出量は、心臓が1分間に動脈へ拍出する血液の量を示し、毎分心拍出量などとも呼ばれる。心拍出量の単位には「ml/分」が用いられる。末梢血管抵抗とは、血管内で起こる血液の流れの抵抗である。体血管抵抗、SVR(Systemic Vascular Resistance)とも言いい、血管の収縮又は循環している血流量の増加によって高まる。 In general, blood pressure is calculated by multiplying cardiac output x heart rate x peripheral vascular resistance. The cardiac output is determined by the Doppler sensor. The heart rate is determined by a camera or a Doppler sensor. Peripheral vascular resistance is determined with a camera or LED. Cardiac output indicates the amount of blood that the heart pumps into an artery in one minute, and is also called cardiac output per minute. "Ml / min" is used as the unit of cardiac output. Peripheral vascular resistance is the resistance of blood flow to occur within a blood vessel. It is also called systemic vascular resistance (SVR), and is increased by the contraction of blood vessels or the increase of circulating blood flow.

(表示部60)
表示部60は、血圧算出部50により算出された血圧を提示する。表示部60は、血圧算出部50により算出された血圧を表示画面に表示することで血圧を提示する。
(Display unit 60)
The display unit 60 presents the blood pressure calculated by the blood pressure calculation unit 50. The display unit 60 presents the blood pressure by displaying the blood pressure calculated by the blood pressure calculation unit 50 on the display screen.

電波受信部30、電波側心拍タイミング算出部40、血圧算出部50及び表示部60は、例えば、特許文献1に記載の技術を転用することができる。 The radio wave receiving unit 30, the radio wave side heartbeat timing calculation unit 40, the blood pressure calculation unit 50, and the display unit 60 can use, for example, the technique described in Patent Document 1.

(非接触血圧測定装置1の動作)
図5を参照して、非接触血圧測定装置1の動作を説明する。
(Operation of non-contact blood pressure measuring device 1)
The operation of the non-contact blood pressure measuring device 1 will be described with reference to FIG.

非接触血圧測定装置1は、心拍測定時間が経過する毎に、ステップST01からステップST11までを実行する。 The non-contact blood pressure measuring device 1 executes steps ST01 to ST11 each time the heartbeat measurement time elapses.

(RAWデータ取得工程)
非接触血圧測定装置1は、心拍測定時間内において、光像を受光し、所定の画素数のRAWデータを所定タイミングで連続出力するRAWデータ取得工程を実行する(ステップST01)。これにより、連続して、イメージセンサ部10からのRAWデータを取得することができる。
(RAW data acquisition process)
The non-contact blood pressure measuring device 1 executes a RAW data acquisition step of receiving an optical image and continuously outputting RAW data of a predetermined number of pixels at a predetermined timing within the heart rate measurement time (step ST01). As a result, RAW data from the image sensor unit 10 can be continuously acquired.

(電波側心電図取得工程)
RAWデータ取得工程が終わったのち、反射電波を受信し、被検出者の心臓が拍動することによる距離の変化を検出し、心電図のデータを取得する電波側心電図取得工程を実行する(ステップST03)。
(Radio side electrocardiogram acquisition process)
After the RAW data acquisition process is completed, the radio wave side electrocardiogram acquisition step of receiving the reflected radio wave, detecting the change in distance due to the beating of the heart of the person to be detected, and acquiring the electrocardiogram data is executed (step ST03). ).

(電波側心拍タイミング算出工程)
RAWデータ取得工程と電波側心電図取得工程とが終わったのち、電波信号の時間変化に基づいて算出された被検出者の心拍タイミングを電波心拍タイミングとして出力する(ステップST05)。
(Radio wave side heartbeat timing calculation process)
After the RAW data acquisition step and the radio wave side electrocardiogram acquisition step are completed, the heartbeat timing of the detected person calculated based on the time change of the radio wave signal is output as the radio wave heartbeat timing (step ST05).

(受光側心電図取得工程)
イメージセンサ部10から所定間隔で出力されるRAWデータのG成分から算出された値から、B成分から算出したノイズを減算することにより、図6に示すような脈波を算出する(ステップST07)。
(Receiving ECG acquisition process)
The pulse wave as shown in FIG. 6 is calculated by subtracting the noise calculated from the B component from the value calculated from the G component of the RAW data output from the image sensor unit 10 at predetermined intervals (step ST07). ..

(受光側心拍タイミング算出工程)
取得された脈波から、心拍時間HRを算出し、さらに、心拍時間HRから被検出者の心拍タイミングを算出する(ステップST09)。
(Receiving heartbeat timing calculation process)
The heartbeat time HR is calculated from the acquired pulse wave, and the heartbeat timing of the detected subject is further calculated from the heartbeat time HR (step ST09).

(血圧算出工程)
電波側心拍タイミング算出工程及び受光側心拍タイミング算出工程の両方が終わったのち、受光心拍タイミングと、電波心拍タイミングとの時間差(脈波伝播時間)に基づいて、被検出者の血圧を算出する(ステップST11)。
(Blood pressure calculation process)
After both the radio wave side heartbeat timing calculation step and the light receiving side heartbeat timing calculation step are completed, the blood pressure of the detected subject is calculated based on the time difference (pulse wave propagation time) between the received heartbeat timing and the radio wave heartbeat timing (pulse wave propagation time). Step ST11).

このようにして、非接触血圧測定装置1は、被検出者の血圧を算出する。
なお、非接触血圧測定装置1の測定精度を向上させるため、RAWデータ取得工程と電波側心電図取得工程とは、時間を置かず連続して実行することが好ましい。
In this way, the non-contact blood pressure measuring device 1 calculates the blood pressure of the detected person.
In order to improve the measurement accuracy of the non-contact blood pressure measuring device 1, it is preferable that the RAW data acquisition step and the radio wave side electrocardiogram acquisition step are continuously executed without any time.

また、RAWデータ取得工程と電波側心電図取得工程とを同時に実行してもよい。 Further, the RAW data acquisition step and the radio wave side electrocardiogram acquisition step may be executed at the same time.

また、電波側心拍タイミング算出工程及び受光側心拍タイミング算出工程はどちらを先に実行してもよいし、同時に実行してもよい。 Further, either of the radio wave side heartbeat timing calculation step and the light receiving side heartbeat timing calculation step may be executed first, or may be executed at the same time.

(非接触血圧測定装置1a)
図7及び図8を参照して、本発明に係る第2実施形態の非接触血圧測定装置1aの説明をする。
(Non-contact blood pressure measuring device 1a)
The non-contact blood pressure measuring device 1a according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

図7に示すように、非接触血圧測定装置1aは、非接触血圧測定装置1の電波受信部30及び電波側心拍タイミング算出部40を省略し、イメージセンサ部10及び受光側心拍タイミング算出部20の数を2つにしたものである。 As shown in FIG. 7, the non-contact blood pressure measuring device 1a omits the radio wave receiving unit 30 and the radio wave side heartbeat timing calculating unit 40 of the non-contact blood pressure measuring device 1, and omits the image sensor unit 10 and the receiving side heartbeat timing calculating unit 20. The number of is two.

すなわち、非接触血圧測定装置1aは、所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定することができるように、2つのイメージセンサ部10と、2つの受光側心拍タイミング算出部20と、血圧算出部50と、を備える。 That is, the non-contact blood pressure measuring device 1a has two image sensor units 10 and two light receiving side heartbeat timing calculation units so that the blood pressure of the detected person can be measured in a non-contact manner within a predetermined heartbeat measurement time. 20 and a blood pressure calculation unit 50 are provided.

各イメージセンサ部10は、非接触血圧測定装置1のイメージセンサ部10と同じである。各受光側心拍タイミング算出部20は、非接触血圧測定装置1の受光側心拍タイミング算出部20と同じである。第2実施形態の非接触血圧測定装置1aでは、イメージセンサ部10及び受光側心拍タイミング算出部20の数を2として説明するが、3以上であってもよい。イメージセンサ部10の数は、受光側心拍タイミング算出部20の数と同じである。 Each image sensor unit 10 is the same as the image sensor unit 10 of the non-contact blood pressure measuring device 1. Each light-receiving side heartbeat timing calculation unit 20 is the same as the light-receiving side heartbeat timing calculation unit 20 of the non-contact blood pressure measuring device 1. In the non-contact blood pressure measuring device 1a of the second embodiment, the number of the image sensor unit 10 and the light receiving side heartbeat timing calculation unit 20 will be described as 2, but it may be 3 or more. The number of image sensor units 10 is the same as the number of light receiving side heartbeat timing calculation units 20.

2つのイメージセンサ部10は互いに異なる被検出者の部位を測定する。例えば、2つのイメージセンサ部10は、それぞれ、被検出者の右手及び左手の手のひらを撮像する。 The two image sensor units 10 measure different parts of the subject to be detected. For example, the two image sensor units 10 image the palms of the right and left hands of the person to be detected, respectively.

血圧算出部50は、2つの受光心拍タイミングに基づいて、被検出者の血圧を算出する。 The blood pressure calculation unit 50 calculates the blood pressure of the subject to be detected based on the two received heartbeat timings.

(非接触血圧測定装置1aの動作)
図8を参照して、非接触血圧測定装置1aの動作を説明する。
(Operation of non-contact blood pressure measuring device 1a)
The operation of the non-contact blood pressure measuring device 1a will be described with reference to FIG.

(第1及び第2RAWデータ取得工程)
非接触血圧測定装置1aは、RAWデータ取得工程と同様に、2つのイメージセンサ部10に対して、RAWデータ取得工程と同じ第1及び第2RAWデータ取得工程を実行する(ステップST21、ステップST23)。
これにより、被検出者の2か所のRAWデータを取得する。
(1st and 2nd RAW data acquisition process)
The non-contact blood pressure measuring device 1a executes the same first and second RAW data acquisition steps as the RAW data acquisition step on the two image sensor units 10 as in the RAW data acquisition step (steps ST21 and ST23). ..
As a result, the RAW data of the detected person is acquired at two places.

(第1受光側心電図取得工程)
第1のイメージセンサ部10から所定間隔で出力されるRAWデータのG成分から算出された値から、B成分から算出したノイズを減算することにより、脈波を算出する(ステップST25)。
(First light receiving side electrocardiogram acquisition process)
The pulse wave is calculated by subtracting the noise calculated from the B component from the value calculated from the G component of the RAW data output from the first image sensor unit 10 at predetermined intervals (step ST25).

(第1受光側心拍タイミング算出工程)
第1受光側心電図取得工程が終わったのち、取得された脈波から、心拍時間HRを算出し、さらに、心拍時間HRから被検出者の第1の心拍タイミングを算出する(ステップST27)。
(First light receiving side heartbeat timing calculation process)
After the first light-receiving side electrocardiogram acquisition step is completed, the heartbeat time HR is calculated from the acquired pulse wave, and further, the first heartbeat timing of the detected person is calculated from the heartbeat time HR (step ST27).

(第2受光側心電図取得工程)
第2のイメージセンサ部10から所定間隔で出力されるRAWデータのG成分から算出された値から、B成分から算出したノイズを減算することにより、脈波を算出する(ステップST29)。
(Second light receiving side electrocardiogram acquisition process)
The pulse wave is calculated by subtracting the noise calculated from the B component from the value calculated from the G component of the RAW data output from the second image sensor unit 10 at predetermined intervals (step ST29).

(第2受光側心拍タイミング算出工程)
第2受光側心電図取得工程が終わったのち、取得された脈波から、心拍時間HRを算出し、さらに、心拍時間HRから被検出者の第2心拍タイミングを算出する(ステップST31)。
(Second light receiving side heartbeat timing calculation process)
After the second light-receiving side electrocardiogram acquisition step is completed, the heartbeat time HR is calculated from the acquired pulse wave, and further, the second heartbeat timing of the detected subject is calculated from the heartbeat time HR (step ST31).

(血圧算出工程)
第1及び第2受光側心拍タイミング算出工程の両方が終わったのち、第1及び第2の受光心拍タイミングに基づいて、被検出者の血圧を算出する(ステップST33)。
(Blood pressure calculation process)
After both the first and second light receiving side heartbeat timing calculation steps are completed, the blood pressure of the detected subject is calculated based on the first and second light receiving heartbeat timings (step ST33).

一般に、生体の血行動態は、体の左右で異なることが知られている。例えば、めまい患者では、左右の平均動脈圧又は脈圧が互いに異なることが知られている。そこで、非接触血圧測定装置1aを用いれば、左右の血圧差から疾患を検出することができる。
このようにして、非接触血圧測定装置1は、被検出者の血圧を算出する。
In general, it is known that the hemodynamics of a living body differ between the left and right sides of the body. For example, in dizziness patients, it is known that the left and right mean arterial pressure or pulse pressure are different from each other. Therefore, if the non-contact blood pressure measuring device 1a is used, the disease can be detected from the difference between the left and right blood pressures.
In this way, the non-contact blood pressure measuring device 1 calculates the blood pressure of the detected person.

(非接触血圧測定装置1b)
図9から図11を参照して、本発明に係る第3実施形態の非接触血圧測定装置1bの説明をする。
(Non-contact blood pressure measuring device 1b)
The non-contact blood pressure measuring device 1b according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11.

図9に示すように、非接触血圧測定装置1bは、非接触血圧測定装置1の電波受信部30及び電波側心拍タイミング算出部40を省略し、1つのイメージセンサ部10及び2つの受光側心拍タイミング算出部20にしたものである。 As shown in FIG. 9, the non-contact blood pressure measuring device 1b omits the radio wave receiving unit 30 and the radio wave side heartbeat timing calculation unit 40 of the non-contact blood pressure measuring device 1, and one image sensor unit 10 and two receiving side heartbeats. This is the timing calculation unit 20.

(イメージセンサ部10)
図10に示すように、非接触血圧測定装置1bのイメージセンサ部10は、非接触血圧測定装置1のイメージセンサ部10と同じ構造を有するが、撮像素子13のフォトダイオード13a、13b、13cの作動範囲が異なる。イメージセンサ部10は、イメージセンサ部の受光範囲で受光する場合のイメージセンサ部のフレームレート数に応じた所定の時間間隔よりも短い時間間隔で、イメージセンサ部の受光範囲より狭く、互いに異なる位置の複数の特定受光範囲に対して、それぞれ、複数のRAWデータを出力する。
(Image sensor unit 10)
As shown in FIG. 10, the image sensor unit 10 of the non-contact blood pressure measuring device 1b has the same structure as the image sensor unit 10 of the non-contact blood pressure measuring device 1, but the photodiodes 13a, 13b, 13c of the image sensor 13 The operating range is different. The image sensor unit 10 has a time interval shorter than a predetermined time interval according to the number of frame rates of the image sensor unit when receiving light in the light receiving range of the image sensor unit, is narrower than the light receiving range of the image sensor unit, and is at a position different from each other. A plurality of RAW data are output for each of the plurality of specific light receiving ranges.

図10における格子状の複数のマスは、フォトダイオード13a、13b、13cの位置を示す。イメージセンサ部10は、図10の太線で囲んだ2つの作動範囲13A、13Bにあるフォトダイオード13a、13b、13cのみを作動させる。イメージセンサ部10の作動範囲13A、13Bのそれぞれは、10〜100画素の範囲内にする。これにより、検知する範囲は、非接触血圧測定装置1のイメージセンサ部10の検知範囲より狭くなるが、イメージセンサ部10の処理能力は向上する。これにより、特別な装置を追加することなく、非接触血圧測定装置1のイメージセンサ部10のフレームレート数が60であったところ、非接触血圧測定装置1bのイメージセンサ部10のフレームレート数を1000にすることができる。 The plurality of grid-like cells in FIG. 10 indicate the positions of the photodiodes 13a, 13b, and 13c. The image sensor unit 10 operates only the photodiodes 13a, 13b, and 13c in the two operating ranges 13A and 13B surrounded by the thick line in FIG. The operating ranges 13A and 13B of the image sensor unit 10 are each within the range of 10 to 100 pixels. As a result, the detection range is narrower than the detection range of the image sensor unit 10 of the non-contact blood pressure measuring device 1, but the processing capacity of the image sensor unit 10 is improved. As a result, when the frame rate number of the image sensor unit 10 of the non-contact blood pressure measuring device 1 was 60, the frame rate number of the image sensor unit 10 of the non-contact blood pressure measuring device 1b was increased without adding a special device. It can be 1000.

このように、イメージセンサ部10は、この全体の作動範囲である多画素から10〜100画素のみを切り取って、かつ、RAWデータを直接出力するので、RAWデータから純粋にG成分のみをもった画素データをリアルタイムに画像伝送することができる、シンプルかつ安価な非接触血圧測定装置を実現することができる。 In this way, the image sensor unit 10 cuts out only 10 to 100 pixels from the multi-pixels, which is the entire operating range, and directly outputs the RAW data, so that the image sensor unit 10 has only the G component purely from the RAW data. It is possible to realize a simple and inexpensive non-contact blood pressure measuring device capable of transmitting pixel data as an image in real time.

また、心拍数を適切に測定するためには、125Hz以上のサンプリングをもってセンシングする必要があり、心電図を適切に測定するためには1000Hz程度のサンプリングをもってセンシングする必要がある。これらの条件を満たす一般的な高速カメラは大型サイズ、高価となってしまう。しかし、非接触血圧測定装置1bのイメージセンサ部10は、一般的な撮像素子を備えているが、作動範囲を限定することにより、これらの条件を満たす1000fps出力ができる。 Further, in order to appropriately measure the heart rate, it is necessary to perform sensing with a sampling of 125 Hz or higher, and in order to appropriately measure an electrocardiogram, it is necessary to perform sensing with a sampling of about 1000 Hz. A general high-speed camera that satisfies these conditions is large in size and expensive. However, although the image sensor unit 10 of the non-contact blood pressure measuring device 1b includes a general image sensor, by limiting the operating range, it is possible to output 1000 fps satisfying these conditions.

イメージセンサ部10は、2つの作動範囲13A、13Bから、それぞれ、2つのRAWデータを出力する。 The image sensor unit 10 outputs two RAW data from the two operating ranges 13A and 13B, respectively.

(受光側心拍タイミング算出部20)
2つの受光側心拍タイミング算出部20は、それぞれ、2つのRAWデータを受信する。2つの受光側心拍タイミング算出部20は、非接触血圧測定装置1aの2つの受光側心拍タイミング算出部20と同じである。
(Light receiving side heartbeat timing calculation unit 20)
The two light receiving side heartbeat timing calculation units 20 each receive two RAW data. The two light-receiving side heartbeat timing calculation units 20 are the same as the two light-receiving side heartbeat timing calculation units 20 of the non-contact blood pressure measuring device 1a.

(非接触血圧測定装置1bの動作)
図11を参照して、非接触血圧測定装置1bの動作を説明する。
(Operation of non-contact blood pressure measuring device 1b)
The operation of the non-contact blood pressure measuring device 1b will be described with reference to FIG.

(RAWデータ取得工程)
非接触血圧測定装置1bは、1つのイメージセンサ部10から2つのRAWデータを出力するRAWデータ取得工程を実行する(ステップST41)。
これにより、被検出者の2か所のRAWデータを取得する。
(RAW data acquisition process)
The non-contact blood pressure measuring device 1b executes a RAW data acquisition step of outputting two RAW data from one image sensor unit 10 (step ST41).
As a result, the RAW data of the detected person is acquired at two places.

(第1受光側心電図取得工程)
イメージセンサ部10から所定間隔で出力されるRAWデータのG成分から算出された値から、B成分から算出したノイズを減算することにより、脈波を算出する(ステップST43)。
(First light receiving side electrocardiogram acquisition process)
The pulse wave is calculated by subtracting the noise calculated from the B component from the value calculated from the G component of the RAW data output from the image sensor unit 10 at predetermined intervals (step ST43).

(第1受光側心拍タイミング算出工程)
第1受光側心電図取得工程が終わったのち、取得された脈波から、心拍時間HRを算出し、さらに、心拍時間HRから被検出者の第1の心拍タイミングを算出する(ステップST45)。
(First light receiving side heartbeat timing calculation process)
After the first light-receiving side electrocardiogram acquisition step is completed, the heartbeat time HR is calculated from the acquired pulse wave, and further, the first heartbeat timing of the detected subject is calculated from the heartbeat time HR (step ST45).

(第2受光側心電図取得工程)
イメージセンサ部10から所定間隔で出力されるRAWデータのG成分から算出された値から、B成分から算出したノイズを減算することにより、脈波を算出する(ステップST47)。
(Second light receiving side electrocardiogram acquisition process)
The pulse wave is calculated by subtracting the noise calculated from the B component from the value calculated from the G component of the RAW data output from the image sensor unit 10 at predetermined intervals (step ST47).

(第2受光側心拍タイミング算出工程)
第2受光側心電図取得工程が終わったのち、取得された脈波から、心拍時間HRを算出し、さらに、心拍時間HRから被検出者の第2心拍タイミングを算出する(ステップST49)。
(Second light receiving side heartbeat timing calculation process)
After the second light receiving side electrocardiogram acquisition step is completed, the heartbeat time HR is calculated from the acquired pulse wave, and further, the second heartbeat timing of the detected subject is calculated from the heartbeat time HR (step ST49).

(血圧算出工程)
第1及び第2受光側心拍タイミング算出工程の両方が終わったのち、第1及び第2の受光心拍タイミングに基づいて、被検出者の血圧を算出する(ステップST51)。
このようにして、非接触血圧測定装置1は、被検出者の血圧を算出する。
(Blood pressure calculation process)
After both the first and second light-receiving side heartbeat timing calculation steps are completed, the blood pressure of the subject to be detected is calculated based on the first and second light-receiving heartbeat timings (step ST51).
In this way, the non-contact blood pressure measuring device 1 calculates the blood pressure of the detected person.

図12を参照して、本発明に係る非接触血圧測定装置1aを備えた測定装置200の説明をする。 A measuring device 200 including the non-contact blood pressure measuring device 1a according to the present invention will be described with reference to FIG.

(測定装置200)
測定装置200は、被検出者が載る体重計量部220と、体脂肪率を測定する体脂肪測定部210と、非接触血圧測定装置1aとを備えている。体脂肪測定部210には、非接触血圧測定装置1aのイメージセンサ部10と、電波受信部30とが取り付けられている。
(Measuring device 200)
The measuring device 200 includes a body weight measuring unit 220 on which the person to be detected is placed, a body fat measuring unit 210 for measuring the body fat percentage, and a non-contact blood pressure measuring device 1a. An image sensor unit 10 of the non-contact blood pressure measuring device 1a and a radio wave receiving unit 30 are attached to the body fat measuring unit 210.

被検出者の計測を行うとき、被検出者は体重計量部220に乗り、その両腕は水平に前に伸ばし、その両手は体脂肪測定部210を握る。これにより、2つのイメージセンサ部10は手の内を撮影し、電波受信部30は、被検出者の胸部付近で反射した反射電波を受信する。これにより、体重、体脂肪率を測定しつつ、さらに、血圧を測定することができる。 When measuring the subject, the subject rides on the weight measuring unit 220, his arms extend horizontally forward, and his hands hold the body fat measuring unit 210. As a result, the two image sensor units 10 photograph the inside of the hand, and the radio wave receiving unit 30 receives the reflected radio wave reflected near the chest of the detected person. This makes it possible to measure blood pressure while measuring body weight and body fat percentage.

測定装置200は、非接触血圧測定装置1aを備えたとして説明したが、非接触血圧測定装置1又は非接触血圧測定装置1bであってもよい。 Although the measuring device 200 has been described as including the non-contact blood pressure measuring device 1a, it may be the non-contact blood pressure measuring device 1 or the non-contact blood pressure measuring device 1b.

各実施形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施形態の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。 Although each embodiment has been described in detail, the present invention is not limited to a specific embodiment, and various modifications and modifications can be made within the scope of the claims. It is also possible to combine all or a plurality of the components of the above-described embodiment.

以上の説明から明らかなように、非接触血圧測定装置1、1a、1bは、いずれも、特許文献1に記載されているような、RAWデータを画像処理して、人間が観察することができる肌画像に変換する画像処理エンジンは備えていない。このため、イメージセンサ部で取得したRAWデータから、輝度を算出することなく、心拍を算出することができるので、安価で高性能な非接触血圧測定装置を提供することができる。 As is clear from the above description, the non-contact blood pressure measuring devices 1, 1a, and 1b can all process RAW data as described in Patent Document 1 and observe it by a human. It does not have an image processing engine that converts it to a skin image. Therefore, since the heartbeat can be calculated from the RAW data acquired by the image sensor unit without calculating the brightness, it is possible to provide an inexpensive and high-performance non-contact blood pressure measuring device.

1、1a、1b 非接触血圧測定装置
10 イメージセンサ部
11 レンズ層
11a マイクロレンズ
12 カラーフィルタ層
12a、12b、12c カラーフィルタ
13 撮像素子
13a、13b、13c フォトダイオード
20 受光側心拍タイミング算出部
30 電波受信部
40 電波側心拍タイミング算出部
50 血圧算出部
60 表示部
200 測定装置
210 体脂肪測定部
220 体重計量部

1, 1a, 1b Non-contact blood pressure measuring device 10 Image sensor unit 11 Lens layer 11a Micro lens 12 Color filter layer 12a, 12b, 12c Color filter 13 Image sensor 13a, 13b, 13c Photodiode 20 Light receiving side heart rate timing calculation unit 30 Radio wave Receiver 40 Radio side heart rate timing calculation unit 50 Blood pressure calculation unit 60 Display unit 200 Measuring device 210 Body fat measurement unit 220 Weight measurement unit

Claims (7)

所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定する非接触血圧測定装置であって、
前記心拍測定時間内において前記被検出者で反射した反射光を受光するイメージセンサ部であって、前記イメージセンサ部のフレームレート数に応じた所定の時間間隔でRAWデータを出力するイメージセンサ部と、
前記RAWデータのG成分の時間変化に基づいて算出された前記被検出者の心拍タイミングを受光心拍タイミングとして出力する受光側心拍タイミング算出部と、
前記心拍測定時間内において電波が反射した反射電波を受信し、電波信号として出力する電波受信部と、
前記電波信号の時間変化に基づいて算出された前記被検出者の心拍タイミングを電波心拍タイミングとして出力する電波側心拍タイミング算出部と、
前記受光心拍タイミングと前記電波心拍タイミングとに基づいて、前記被検出者の血圧を算出する血圧算出部と、
を備える、非接触血圧測定装置。
A non-contact blood pressure measuring device that non-contactly measures the blood pressure of a subject within a predetermined heart rate measurement time.
An image sensor unit that receives the reflected light reflected by the person to be detected within the heart rate measurement time, and an image sensor unit that outputs RAW data at predetermined time intervals according to the number of frame rates of the image sensor unit. ,
A light-receiving heartbeat timing calculation unit that outputs the heartbeat timing of the detected person calculated based on the time change of the G component of the RAW data as a light-receiving heartbeat timing, and
A radio wave receiving unit that receives reflected radio waves that reflect radio waves within the heart rate measurement time and outputs them as radio wave signals.
A radio wave side heartbeat timing calculation unit that outputs the heartbeat timing of the detected person as a radio wave heartbeat timing calculated based on the time change of the radio wave signal, and
A blood pressure calculation unit that calculates the blood pressure of the person to be detected based on the received heartbeat timing and the radio wave heartbeat timing.
A non-contact blood pressure measuring device.
前記電波側心拍タイミング算出部は、前記電波信号の時間変化に基づいて前記被検出者と前記電波受信部との間の被検出者距離がピークとなる2つの電波側心拍ピーク時刻を算出し、前記2つの電波側心拍ピーク時刻の間の時間を電波側心拍タイミングとして算出する、請求項1に記載の非接触血圧測定装置。 The radio wave side heartbeat timing calculation unit calculates two radio wave side heartbeat peak times at which the distance between the detected person and the radio wave receiving unit peaks based on the time change of the radio wave signal. The non-contact blood pressure measuring device according to claim 1, wherein the time between the two radio wave side heartbeat peak times is calculated as the radio wave side heartbeat timing. 所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定する非接触血圧測定装置であって、複数のイメージセンサ部と、複数の受光側心拍タイミング算出部と、血圧算出部と、を備え
各イメージセンサ部は、前記心拍測定時間内において前記被検出者で反射した複数の反射光のそれぞれを受光し、また、各イメージセンサ部のフレームレート数に応じた各所定の時間間隔で複数のRAWデータのそれぞれを出力し、
各受光側心拍タイミング算出部は、各RAWデータのG成分の時間変化に基づいて算出された前記被検出者の複数の心拍タイミングのそれぞれを、複数の受光心拍タイミングのそれぞれとして出力し、
前記血圧算出部は、前記複数の受光心拍タイミングに基づいて、前記被検出者の血圧を算出する、非接触血圧測定装置。
A non-contact blood pressure measuring device that non-contactly measures the blood pressure of a subject within a predetermined heartbeat measurement time, and includes a plurality of image sensor units, a plurality of light receiving side heartbeat timing calculation units, and a blood pressure calculation unit. Each image sensor unit receives each of a plurality of reflected light reflected by the person to be detected within the heart rate measurement time, and a plurality of image sensor units are provided at each predetermined time interval according to the number of frame rates of each image sensor unit. Output each of the RAW data of
Each light-receiving side heartbeat timing calculation unit outputs each of the plurality of heartbeat timings of the detected person calculated based on the time change of the G component of each RAW data as each of the plurality of light-received heartbeat timings.
The blood pressure calculation unit is a non-contact blood pressure measuring device that calculates the blood pressure of the person to be detected based on the plurality of received heartbeat timings.
所定の心拍測定時間内における被検出者の血圧を非接触で測定する非接触血圧測定装置であって、
前記心拍測定時間内において前記被検出者で反射した反射光を受光するイメージセンサ部であって、前記イメージセンサ部の受光範囲で受光する場合の前記イメージセンサ部のフレームレート数に応じた所定の時間間隔よりも短い時間間隔で、前記イメージセンサ部の受光範囲より狭く、互いに異なる位置の複数の特定受光範囲に対して、それぞれ、複数のRAWデータを出力するイメージセンサ部と、
それぞれが、各RAWデータのG成分の時間変化に基づいて複数の心拍タイミングのそれぞれを複数の受光側心拍タイミングのそれぞれとして算出する複数の受光側心拍タイミング算出部と、
前記複数の受光側心拍タイミングに基づいて、前記被検出者の血圧を算出する血圧算出部と、
を備える非接触血圧測定装置。
A non-contact blood pressure measuring device that non-contactly measures the blood pressure of a subject within a predetermined heart rate measurement time.
An image sensor unit that receives the reflected light reflected by the person to be detected within the heart rate measurement time, and is a predetermined value according to the number of frame rates of the image sensor unit when receiving light within the light receiving range of the image sensor unit. An image sensor unit that outputs a plurality of RAW data to a plurality of specific light receiving ranges at different positions, which are narrower than the light receiving range of the image sensor unit at a time interval shorter than the time interval.
A plurality of light receiving side heartbeat timing calculation units, each of which calculates each of a plurality of heartbeat timings as each of a plurality of light receiving side heartbeat timings based on the time change of the G component of each RAW data.
A blood pressure calculation unit that calculates the blood pressure of the person to be detected based on the plurality of light-receiving side heartbeat timings.
A non-contact blood pressure measuring device comprising.
前記イメージセンサ部は、前記受光範囲のうち、前記複数の特定受光範囲以外の範囲は、RAWデータを出力しない、請求項4に記載の非接触血圧測定装置。 The non-contact blood pressure measuring device according to claim 4, wherein the image sensor unit does not output RAW data in a range other than the plurality of specific light receiving ranges. 前記イメージセンサ部は、前記受光範囲のRAWデータを出力する場合のフレームレート数より多いフレームレート数である、請求項4又は5に記載の非接触血圧測定装置。 The non-contact blood pressure measuring device according to claim 4 or 5, wherein the image sensor unit has a frame rate number larger than the frame rate number when outputting RAW data in the light receiving range. 前記受光側心拍タイミング算出部は、前記RAWデータのG成分の時間変化に基づいて前記被検出者の心拍の脈動ピークとなる隣接する2つの受光側心拍ピーク時刻を算出し、前記2つの受光側心拍ピーク時刻の間の時間を受光側心拍タイミングとして算出する請求項1から6のいずれかに記載の非接触血圧測定装置。

The light-receiving side heartbeat timing calculation unit calculates two adjacent light-receiving side heartbeat peak times that are pulsating peaks of the heartbeat of the subject based on the time change of the G component of the RAW data, and the two light-receiving side heartbeat peak times. The non-contact blood pressure measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the time between the peak heartbeat times is calculated as the heartbeat timing on the light receiving side.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022231525A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-03 新加坡国立大学 Vital sign detection apparatus and system and data processing method

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