JP4604811B2 - 光学式生体センサ、ベース装置、生体情報収集システム、及びセンサ通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体から脈波などの各種の情報を得ることができる光学式生体センサ、ベース装置、生体情報収集システム、及びセンサ通信方法に関するものである。

従来より、例えば医療現場などにおいて、患者等の状態を的確に把握するために、例えば光学式脈波センサが使用されていた。
この種の脈波センサでは、脈波を計測する際には、計測したデータをメモリに保存していた。そして、計測の終了後に、脈波センサと通信機能付きの充電器（基地局）とをケーブルに接続するとともに、基地局とパソコンとをケーブルで接続し、パソコンからの指令によって、脈波センサからデータをダウンロードする技術が知られている。

また、またこれとは別に、生体情報検出するセンサから、その情報を収集する基地局に対して、無線通信にてデータを送信する技術もあった（引用文献１〜３参照）。
特開平２００３−２７５１８３号公報 特開平２００３−３０９４８５号公報 特開平２０００−２７０４８６号公報

しかしながら、上述した様に、脈波センサと基地局とをケーブルによって機械的に接続するシステムでは、破損や劣化によって接触不良が生じる恐れがあった。
また、データを無線で送信するシステムの場合には、生体情報の検出の回路等とは別に、専用の無線通信回路が必要になるという問題があった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、故障が少なく簡易な構成で情報の送信や受信を行うことができる光学式生体センサ、ベース装置、生体情報収集システム、及びセンサ通信方法を提供することにある。

（１）請求項１の発明では、生体状態検出手段にて検出した生体の情報を、センサ側発光手段を用いて、光学式生体センサの送信相手であるベース装置に送信する。
つまり、光学式生体センサ（例えば脈波センサ）には、生体の情報（例えば脈波等）を検出するために、ＬＥＤ等のセンサ側発光手段を備えているので、このセンサ発光手段を用いて、生体の情報をベース装置に送信する。

これにより、従来の様な無線通信回路を用いたり通信用のケーブルで接続することが不要となるので、故障が少なく簡易な構成で容易に生体の情報を送信することができる。
尚、送信される生体の情報としては、光学式生体センサに測定されてメモリに記憶された各種の情報、つまり、反射光から得られる各種の信号、例えば脈波（脈拍数、脈拍間隔）や体動などを示す信号や、その信号を解析したことにより得られる情報が考えられる。また、測定された生の測定データ（メモリに記憶されたデータ）を送信するようにしてもよい。

また、本発明では、光学式生体センサは、生体状態検出手段によって生体の状態を検出する測定モードと、生体の情報をベース装置に送信する送信モードとを有するので、モードを切り換えることにより、各モードに対応した動作を行う。

尚、ベース装置からの指令信号（送信を指令する信号）があるまでは、ベース装置に生体の情報を送信することを待機する待機モードを備えていてもよい。
更に、本発明では、ベース装置側の端子との接触により又はベース装置側の端子と非接触で電磁気により検知する、センサ側受光手段とは異なるセンサ側接触検知部により、光学式生体センサがベース装置に装着されたことを検知することができる。

しかも、本発明では、センサ側接触検知部によってベース装置に装着されたことを検知した場合には、測定モードを送信モードに自動で切り換える。これにより、光学式生体センサがベース装置に装着された場合には、自動的に生体の情報を送信することができる。

（２）請求項２の発明では、充電部を備えているので、ベース装置の電力供給構成により充電することができる。
尚、充電を行うために、光学式生体センサとベース装置とに互いに接触する端子を備えてもよいが、電磁気により電力を供給する構成としてもよい。

（３）請求項３の発明では、センサ側発光手段として、２個以上の例えばＬＥＤ等の発光手段を備えている。
従って、複数のセンサ側発光手段を用いて生体の情報を送信することにより、効率よく送信することができる。また、生体の情報を送信する手段と、チェックサムの様な情報のチェックを行う情報を送信する手段との様に、発光手段の役割を区別することができる。更に、例えば赤外ＬＥＤや緑ＬＥＤの様に、異なる種類のセンサ側発光手段を用いる場合には、各手段の特性に合わせた使用方法ができる。例えば、赤外ＬＥＤは体動の検出や情報の送信を行い、緑ＬＥＤは脈波の検出を行うように、役割を分けることができる。

（４）請求項４の発明では、センサ側発光手段の表面側にレンズを配置している。
このレンズにより例えばＬＥＤの集光性を高めることができ、また、例えばＬＥＤやＰＤを保護することもできる。

（５）請求項５の発明では、センサ側発光手段の表面側に透光性のカバーを配置している。
このカバーにより例えばＬＥＤやＰＤを保護することができる。尚、カバーの内側にレンズを配置してもよい。

（６）請求項６の発明では、カバーが可視光カット機能を有するので、可視光によるノイズをカットすることができる。
（７）請求項７の発明は、光学式生体センサから生体の情報が送信されるベース装置であり、このベース装置では、ベース側光学装置部のベース側受光手段によって、生体の情報を受信する。

（８）請求項８の発明では、ベース側発光手段によって、センサ側光学装置部（の
センサ側受光手段）に対して、各種の信号（例えば生体の情報送信を要求する指令信号等）を送信することができる。

（９）請求項９の発明では、ベース側発光手段を用いて、センサ側受光手段に対して、センサ側受光手段からの生体の情報の送信を指令する指令信号を送信する。
（１０）請求項１０の発明では、ベース装置は、光学式生体センサが接触した状態で装着される装着構造を備えている。従って、光学式生体センサをベース装置に装着することができる。

（１１）請求項１１の発明では、光学式生体センサは、ベース装置に傾斜（垂直方向に対して斜め）して装着される。従って、重力によって、センサ側光学装置部とベース側光学装置部とを近接して（又は接触して）配置することができる。

（１２）請求項１２の発明では、光学式生体センサは、ベース装置に対して水平に装着される。
（１３）請求項１３の発明では、ベース装置にはベース側接触検知部を備えているので、光学式生体センサが装着された場合に、光学式生体センサのベース側接触検知部に対して、装着されたことを示す検知信号（例えば接触検知信号）を送信することができる。

尚、ベース側接触検知部としては、直接に接触する端子、又は電磁気により検知信号を送信する検知部を採用できる。
（１４）請求項１４の発明では、電力供給構成を有するので、この電力供給構成により光学式生体センサの充電部を充電することができる。

尚、電力供給構成としては、直接に接触する端子、又は電磁気により充電を行う構成を採用できる。
（１５）請求項１５の発明では、（センサ側発光手段に対応して）ベース側受光手段を、２個以上備えている。

従って、複数のベース側受光手段を用いて、効率よく生体の情報を受信することができる。また、生体の情報を受信する手段と、チェックサム等の様な情報のチェックを行う情報を受信する手段との様に、役割を区別することができる。

（１６）請求項１６の発明では、ベース装置には、光学式生体センサが嵌め込まれる凹部を備えているので、光学式生体センサを簡単に装着することができる。
（１７）請求項１７の発明は、凹部を例示したものである。底部側凹部には光学式生体センサの底部（装着する方向の先端側）が嵌め込まれ、側面側凹部には光学式生体センサのセンサ側光学装置部側が嵌め込まれる。

（１８）請求項１８の発明は、溝状の凹部を例示したものである。
（１９）請求項１９の発明では、側面側凹部の溝は、中央部が更に凹状となっているので、この凹状部分に、センサ側光学装置部を配置することができる。

（２０）請求項２０の発明では、底部側凹部の深さは、光学式生体センサを嵌めたときに、バンドが邪魔にならない深さに設定されているので、光学式生体センサの装着を容易に且つ確実に行うことができる。これにより、送信も確実に行うことができる。

（２１）請求項２１の発明は、基台部と立設部とを備えたベース装置を例示したものである。
（２２）請求項２２の発明は、基台部と立設部との間に段差を有するので、バンド付き
の光学式生体センサの装着が容易である。

（２３）請求項２３の発明では、光学式生体センサのバンドを立設部に外嵌することができる。
（２４）請求項２４の発明では、立設部の側面に曲面を有するので、丸くなったバンドを簡単にかけることができる。

（２５）請求項２５の発明では、ベース側発光手段の表面側にレンズを備えている。
このレンズにより例えばＬＥＤの集光性を高めることができ、また、例えばＬＥＤやＰＤを保護することもできる。

（２６）請求項２６の発明では、ベース側発光手段の表面側に透光性のカバーを備えている。
このカバーにより例えばＬＥＤやＰＤを保護することができる。尚、カバーの内側にレンズを配置してもよい。

（２７）請求項２７の発明では、カバーに可視光カット機能を有する。
（２８）請求項２８の発明では、生体情報収集システムは、光学式生体センサとベース装置とを備えている。

（２９）請求項２９の発明では、センサ側発光手段を用いて送信された生体の情報を、ベース側受光手段によって受信することができる。
（３０）請求項３０の発明では、ベース側発光手段を用いて送信された所定の指令信号（例えば光学式生体センサから生体の情報を送信させる信号）を、センサ側受光手段にて受信することができる。

（３１）請求項３１の発明では、ベース側発光手段によって指令信号が送信された場合には、指令信号に基づいて、光学式生体センサを送信モードに設定する。これにより、光学式生体センサからベース装置に対して、生体の情報を送信することが可能になる。

（３２）請求項３２の発明では、光学式生体センサがベース装置に装着された場合に、センサ側光装置部とベース側光装置部とは、互いに相対する位置に配置されるので、光学的な手段によって、好適に情報の送受信を行うことができる。

（３３）請求項３３の発明では、光学式生体センサをベース装置に装着した場合に、発光手段側と受光手段側との距離及び位置が一定となるように、光学式生体センサとベース装置とを嵌め込む構造としている。

これにより、ベース装置に光学式生体センサを嵌め込んだ場合には、発光手段側と受光手段側との距離及び位置が常に一定となるので、精度良く情報の送受信を行うことができる。

尚、発光手段と受光手段としては、センサ側発光手段とベース側受光手段、ベース側発光手段とセンサ側受光手段が挙げられる。
（３４）請求項３４の発明では、センサ側発光手段として赤外ＬＥＤを用いる場合には、ベース側受光手段の表面側に可視光カット部材を配置するので、可視光によるノイズをカットすることができる。

（３５）請求項３５の発明では、ベース側光学装置部とセンサ側光学装置部とにレンズが配置されている場合には、互いのレンズの凹凸が嵌合する構成であるので、位置ずれがなく、光学的な手段によって、好適に情報の送受信を行うことができる。

（３６）請求項３６の発明では、ベース側光学装置部とセンサ側光学装置部とに透光性のカバーが配置されている場合には、互いのカバーの凹凸が嵌合する構成であるので、位置ずれがなく、光学的な手段によって、好適に情報の送受信を行うことができる。

（３７）請求項３７の発明では、ベース装置の端子と光学式生体センサの端子とが、機械的に接触する構成である。
（３８）請求項３８の発明では、互いに接触する端子の形状により、光学式生体センサを装着する向きが規定される構成であるので、装着する向きを間違うことがない。

（３９）請求項３９の発明では、ベース装置と光学式生体センサとの間の信号の送受信を、電磁気を用いて行う構成である。
（４０）請求項４０の発明では、ベース装置から光学式生体センサに対して、電磁気を用いて電力を供給する構成である。

（４１）請求項４１の発明では、センサ側光学装置部に２個以上のセンサ側発光手段が配置されている場合に、ベース側光学装置部には、各センサ側発光手段に対応してそれぞれベース側受光手段が配置されている。

従って、複数のセンサ側発光手段を用いて生体の情報を送信することにより、効率よく送信することができる。また、生体の情報を送信する手段と、チェックサム等の様な情報のチェックを行う情報を送信する手段との様に、役割を区別することができる。更に、例えば赤外ＬＥＤや緑ＬＥＤの様に、異なる種類のセンサ側発光手段を用いる場合には、各手段の特性に合わせた使用方法ができる。

（４２）請求項４２の発明では、センサ側光学装置部及びベース側光学装置部に、複数対の発光手段及び受光手段を備え、複数対の発光手段及び受光手段を用いて、生体の情報の送信を行う。

尚、複数対の発光手段及び受光手段としては、例えば光学式生体センサに第１発光手段を備えるとともに、それに対応して、ベース装置に第１受光手段を備え、更に、光学式生体センサに第２発光手段を備えるとともに、それに対応して、ベース装置に第２受光手段を備えた場合が挙げられる。

（４３）請求項４３の発明では、センサ側光学装置部及びベース側光学装置部に、複数対の発光手段及び受光手段を備え、複数対の発光手段及び受光手段を区別して用いて、生体の情報の送信と、送信される生体の情報のチェックを行うためのチェック情報を送信する。

尚、複数対の発光手段及び受光手段としては、例えば光学式生体センサに（生体の情報を送信するための）第１発光手段を備えるとともに、それに対応して、ベース装置に第１受光手段を備え、更に、光学式生体センサに（チェックサム等の情報を送信するための）第２発光手段を備えるとともに、それに対応して、ベース装置に第２受光手段を備えた場合が挙げられる。

（４４）請求項４４の発明は、生体に対して光を照射するセンサ側発光手段と、センサ側発光手段から照射され生体にて反射する反射光を受光するセンサ側受光手段と、センサ側受光手段にて受光した反射光に基づいて生体の状態を検出する生体状態検出手段と、を有するセンサ側光学装置部を備え、生体状態検出手段にて検出した生体の情報を、センサ側発光手段を用いて、光学式生体センサの送信相手のベース装置に送信する光学式生体センサと、センサ側発光手段によって送信された生体の情報を受信するベース側受光手段を有するベース側光学装置部を備え、光学式生体センサから生体の情報が送信されるベース装置と、を備えた生体情報収集システムであって、センサ側光学装置部及びベース側光学装置部に、複数対のセンサ側発光手段及びベース側受光手段を備え、ある対のセンサ側発光手段及びベース側受光手段を用いて、生体の情報の送信を行うとともに、他の対のセンサ側発光手段及びベース側受光手段を用いて、送信される生体の情報のチェックを行うためのチェック情報を送信する。
（４５）請求項４５の発明は、光学式生体センサとベース装置との間のセンサ通信方法であって、センサ側発光手段を用いて、ベース側受光手段に対して、生体の情報を送信する。

（４６）請求項４６の発明では、光学式生体センサがベース装置に装着された場合には、光学式生体センサからベース装置に、生体の情報を送信する。
（４７）請求項４７の発明では、ベース装置から光学式生体センサに対して、所定の指令信号（生体の情報の送信を要求する信号）が送信された場合に、光学式生体センサからベース装置に、生体の情報を送信する。

（４８）請求項４８の発明では、光学式生体センサがベース装置に装着された場合には、光学式生体センサを待機モードに設定し、ベース装置から指令信号を受信した場合には、光学式生体センサからベース装置に、生体の情報を送信する。

以下に本発明の最良の実施形態（実施例）を、図面と共に説明する。

ここでは、被験者の脈波等の生体情報を検出し、この情報をベース装置に対して送信することができる光学式生体センサ、ベース装置、生体情報収集システム、及びセンサ通信方法について説明する。

ａ）まず、本実施例の光学式生体センサについて説明する。
図１に示す様に、光学式生体センサは、人体の例えば指や手首等に取り付けて、脈波等を検出できる脈波センサ１である。

この脈波センサ１は、周知の光学式反射型センサであり、箱状のセンサ本体３と、（センサ本体３に接続され）伸縮性を有する環状のリストバンド５とを備えている。
センサ本体３の表側の表面には、表示部７と操作スイッチ９とを備えており、裏側の表面には、脈波等を光学的に検出するセンサ側（Ｓ側）光学装置部１１を備えている
また、センサ本体３の左右方向（リストバンド５と垂直の方向）の一方の側面には、センサ本体３を充電するための一対のＳ側充電用端子１３、１５と、センサ本体３がベース装置１７（図３参照）に装着されたことを検出するＳ側接触検知端子１９とを備えている。尚、前記操作スイッチ９は、電源ＯＮと電源ＯＦＦと脈波の測定開始の３位置に切り換えられるスイッチである。

図２に示す様に、脈波センサ１は、一対の発光素子、即ち緑光の発光ダイオード（Ｓ側緑ＬＥＤ）２１と、赤外光の発光ダイオード（Ｓ側赤外ＬＥＤ）２３と、その反射光を受光する１個のフォトダイオード（Ｓ側ＰＤ）２５と、Ｓ側レンズ２７とを備えている。

このうち、Ｓ側緑ＬＥＤ２１は、基本性能として、その人体に対する反射光から（即ち毛細動脈にあるヘモグロビンの量の変化から）脈波を検出するためのものであり、Ｓ側赤外ＬＥＤ２３は、その反射光の変化から、体動を検出するためのものである。

ｂ）次に、本実施例のベース装置１７について説明する。
図３に模式的に示す様に、ベース装置１７は、脈波センサ１が装着して使用される通信機能付き充電器であり、脈波センサ１が載置される基台部３１と、基台部３１から斜めに立設される板状の立設部３３とを備えている。

ベース装置１７の基台部３１の上面側には、図４に示す様に、脈波センサ１の充電用端子１３、１５及びＳ側接触検知端子１９に対応して、脈波センサ１に対する充電を行うためのベース側（Ｂ側）充電用端子３５、３７と、Ｓ側接触検知端子１９に接触するＢ側接触検知端子３９を備えている。尚、Ｂ側充電用端子３５、３７及びＢ側接触検知端子３９は、バネ（図示せず）により上方に付勢され上下に移動可能である。

前記図３に戻り、脈波センサ１のＳ側光学装置部１１に対向して、ほぼ同様なＢ側光学装置部４１が配置されている。つまり、Ｂ側光学装置部４１は、Ｂ側赤外ＬＥＤ４３、Ｂ側ＰＤ４５、Ｂ側レンズ４７を備えており、Ｂ側ＰＤ４５はＳ側赤外ＬＥＤ２３と対向して配置されるとともに、Ｂ側赤外ＬＥＤ４３はＳ側ＰＤ２５と対向するように配置されている。

また、図５（ｂ）に示す様に、ベース装置１７の基台部３１には、脈波センサ１の底部形状に対応して、脈波センサ１が嵌合する溝状の底部側嵌合凹部５１が設けられているので、脈波センサ１を装着方向に移動させて、ずれ無く底部側嵌合凹部５１に嵌め込むことができる。

更に、図５（ａ）に示す様に、立設部３３の脈波センサ１の装着側（同図下方）には、脈波センサ１の外形形状に合わせて、側面側嵌合凹部５３が設けられており、この側面側嵌合凹部５３の中央部、即ちＳ側光学装置部１１及びＢ側光学装置部４１に対応する位置には中央凹部５５が設けられている。

また、図６に示す様に、脈波センサ１のリストバンド５は、ベース装置１７の立設部３３に外嵌するように配置される。また、立設部３３の裏側（図６（ｂ）の上方）に支柱５７を設ける場合には、立設部３３及び支柱５７に外嵌するようにリストバンド５を配置する。尚、前記底部側嵌合凹部５１の深さは、脈波センサ１を立設部３３等に外嵌した場合に、リストバンド５が基台部３１の表面に当たらない深さに設定されている。

ｃ）次に、前記脈波センサ１及びベース装置１７からなる生体情報収集システムの電気的構成について説明する。
本実施例の生体情報収集システムは、ベース装置１７と、ベース装置１７に装着（着座）される脈波センサ１とから構成されている。

そして、脈波センサ１の装着によって、Ｓ側光学装置部１１とＢ側光学装置部４１とが近接して対向し、それによって、Ｓ側赤外ＬＥＤ２３とＢ側ＰＤ４５とが対向するとともに、Ｓ側ＰＳ２５とＢ側赤外ＬＥＤ４３とが対向する。また、Ｓ側接触検知端子１９とＢ側接触検知端子３９とが接触する。尚、Ｓ側充電用端子１３、１５とＢ側充電用端子３５、３７とも接触する。

この生体情報収集システムでは、脈波センサ１は、Ｓ側光学装置部１１により、脈波等の検出を行うとともに、脈波等の情報をベース装置１７に出力し、一方、ベース装置１７は、Ｂ側光学装置部４１により、脈波センサ１から送信された情報を受信する。尚、ベース装置１７はパソコン５９に接続されており、脈波センサ１から送信された情報は、ベース装置１７を介してパソコン５９にダウンロードされる。以下、詳しく説明する。

・前記脈波センサ１は、脈波センサ１を制御するＣＰＵ６１と、検出した脈波等の情報を記憶するメモリ６３と、前記Ｓ側接触検知端子１９と、前記Ｓ側赤外ＬＥＤ２３と、前記Ｓ側緑ＬＥＤ２１と、Ｓ側赤外ＬＥＤ２３及びＳ側緑ＬＥＤ２１を駆動するＳ側ＬＥＤドライブ回路６５と、前記Ｓ側ＰＤ２５と、Ｓ側ＰＤ２５から入力した信号を増幅するＳ側増幅回路６７と、Ｓ側増幅信号６７から入力したアナログ信号を基準電圧と比較してデジタル信号を生成するＳ側比較回路６９と、基準電圧を生成するＳ側基準電圧回路７１とを備えている。

そして、前記ＣＰＵ６１は、測定モードにて、脈波や体動を検出を行うための制御を行う。即ち、Ｓ側ドライブ回路６５を駆動して、Ｓ側赤外ＬＥＤ２３及びＳ側緑ＬＥＤ２１を制御し、Ｓ側ＰＤ２５にて受光した信号から脈波や体動を検出するための処理を行い、その解析データを一旦メモリ６３に記憶する。尚、Ｓ側比較回路６９にて変換されたデジタル信号はＣＰＵ６１に入力される。

また、ＣＰＵ６１は、送信モードにて、脈波等の情報をベース装置１７に送信するための制御を行う。即ち、Ｓ側ドライブ回路６５を駆動して、Ｓ側赤外ＬＥＤ２３を制御し、メモリ６３に記憶した情報を光学的な信号として、ベース装置１７側に送信する。

・前記ベース装置１７は、Ｓ側接触検知端子１９に接触して信号（接触したことを報知する接触検知信号）を送信するＢ側接触検知端子３９と、Ｂ側接触検知端子３９に送信する接触検知信号を生成する接触検知信号回路７３と、前記Ｂ側ＰＤ４５と、Ｂ側ＰＤ４５から入力した信号を増幅するＢ側増幅回路７５と、Ｂ側増幅信号７５から入力したアナログ信号を基準電圧と比較してデジタル信号を生成するＢ側比較回路７７と、基準電圧を生成するＢ側基準電圧回路７９と、前記Ｂ側赤外ＬＥＤ４３と、Ｂ側赤外ＬＥＤ４３を駆動するＢ側ＬＥＤドライブ回路８１と、Ｂ側ＬＥＤドライブ回路８１の制御信号を出力するとともにＢ側比較回路７７からの信号を入力するシリアルインターフェース８３とを備えている。

ｄ）次に、本実施例における制御内容について説明する。
ここでは、脈波センサ１側にて行われる制御内容について、図８のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップ（Ｓ）１００では、脈波センサ１とベース装置１７とが接続されたか否かを判定する。つまり、Ｓ側接触検知端子１９とＢ側接触検知端子３９とが接触し、それによって、Ｂ側接触検知端子３９からＳ側接触検知端子１９に接触検知信号が入力されたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ１１０に進み、一方否定判断されるとその判定を繰り返す。

Ｓ１１０では、脈波センサ１がベース装置１７に接続されたので、ＣＰＵ６１の制御モードを、測定モードから送信モードに切り換える。
続くＳ１２０では、送信モードにて、メモリ６３に記憶された脈波等のデータをベース装置１７側に送信する。即ち、データのダウンロードを実行し、一旦本処理を終了する。

つまり、本制御では、脈波センサ１がベース装置１７に装着されると、脈波センサ１からベース装置１７に自動的に脈波等の情報が送信される。
一方、脈波センサ１から送信された情報を受信したベース装置１７では、その情報をパソコン５９に送信する。

ｅ）この様に、本実施例では、脈波センサ１がベース装置１７に装着されたことを、脈波センサ１がＢ側接触検知端子３９とＳ側接触検知端子１９との接触によって検知した場合には、メモリ６３に記憶したに脈波や体動等の生体の情報を、脈波センサ１のＳ側赤外ＬＥＤ２３とベース装置１７のＢ側ＰＤ４５を用いて、ベース装置１７に送信する。

これにより、従来の特別な無線通信回路を用いたり通信用のケーブルで接続する必要が無いので、故障が少なく、確実に且つ容易に生体の情報をベース装置１７に送信することができる。よって、パソコン５９では、ベース装置１７を介して、生体の情報をダウンロードすることにより取得することができる。

次に、実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは制御内容が異なるので、その制御内容について説明する。尚、同様なハード構成には同様な番号を付す。

図９のフローチャートに示す様に、本実施例では、まず、Ｓ２００では、脈波センサ１とベース装置１７とが接続されたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ２１０に進み、一方否定判断されるとその判定を繰り返す。

Ｓ２１０では、ＣＰＵ６１の制御モードを、ダウンロード待機モードに切り換える。このダウンロード待機モードとは、ダウンロードを開始させるための信号（ダウンロード開始命令）が入力されるまでは、ダウンロードを待機させるためのモードである。

続くＳ２２０では、ベース装置１７からダウンロード開始命令が来たか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ２３０に進み、一方否定判断されるとその判定を繰り返す。
Ｓ２３０では、ダウンロード開始命令が来たので、ＣＰＵ６１の制御モードを、送信モードに切り換える。

Ｓ２４０では、データのダウンロードを実行し、一旦本処理を終了する。
つまり、本制御では、脈波センサ１がベース装置１７に装着されると、ダウンロード待機モードに切り換え、ベース装置１７からダウンロード開始命令が入力されると、脈波センサ１からベース装置１７に脈波等の情報が送信される。

本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏する。

次に、実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、脈波センサの構成と制御内容が異なるので、異なる構成や制御内容について説明する。

図１０の示す様に、本実施例の脈波センサ９１は、電源のＯＮ・ＯＦＦを行う電源スイッチ９３と、制御モードを測定モードとダウンロード待機モードとに切り換えるモード切換スイッチ９５とを備えている。

図１１のフローチャートに示す様に、まず、Ｓ３００では、モード切換スイッチ９５が、ダウンロード待機モードか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ３１０に進み、一方否定判断されるとＳ３２０に進む。

Ｓ３１０では、モード切換スイッチ９５がダウンロード待機モードに設定されているので、ＣＰＵ６１の制御モードを、ダウンロード待機モードに設定する。
一方、Ｓ３２０では、制御モードを測定モードに設定する。

そして、前記ダウンロード待機モードでは、図１２のフローチャートに示す様に、Ｓ４００にて、脈波センサ１からベース装置１７に対して、ダウンロード開始命令を要求するダウンロード開始要求信号を送信する。

続くＳ４１０では、脈波センサ１がダウンロード開始命令を受信したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ４２０に進み、一方否定判断されると前記Ｓ４００に戻る。
Ｓ４２０では、ダウンロード開始命令を受信したので、ＣＰＵ６１の制御モードを、送信モードに切り換える。

Ｓ４３０では、データのダウンロードを実行し、一旦本処理を終了する。
つまり、本制御では、脈波センサ９１のモード切換スイッチ９５が操作され、ダウンロード待機モードに切り換えられた場合には、ベース装置１７に対してダウンロード開始命令の入力を要求し、ベース装置１７からダウンロード開始命令が入力されると、脈波センサ９１からベース装置１７に脈波等の情報が送信される。

本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏する。

次に、実施例４について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例３とは制御内容が異なるので、その制御内容について説明する。

図１３のフローチャートに示す様に、まず、Ｓ５００では、モード切換スイッチ９５が、ダウンロード待機モードか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ５１０に進み、一方否定判断されるとＳ５２０に進む。

Ｓ５１０では、モード切換スイッチ９５がダウンロード待機モードに設定されているので、ＣＰＵ６１の制御モードを、ダウンロード待機モードに切り換える。
一方、Ｓ５２０では、制御モードを測定モードに切り換える。

そして、前記ダウンロード待機モードでは、図１４のフローチャートに示す様に、Ｓ６００にて、ベース装置１７から、ダウンロード開始命令を受信したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ６１０に進み、一方否定判断されると同じ判定を繰り返す。

Ｓ６１０では、ダウンロード開始命令を受信したので、ＣＰＵ６１の制御モードを、送信モードに切り換える。
Ｓ６２０では、データのダウンロードを実行し、一旦本処理を終了する。

つまり、本制御では、脈波センサ９１のモード切換スイッチ９５が操作され、ダウンロード待機モードに切り換えられた場合に、ベース装置１７からダウンロード開始命令が入力されると、脈波センサ９１からベース装置１７に脈波等の情報が送信される。

本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏する。

次に、実施例５について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、Ｓ側及びＢ側の光学装置部が異なる。
図１５に示す様に、本実施例では、ベース装置のＢ側光学装置部のレンズ１０１は凹状であり、それに対向する脈波センサのＳ側光学装置部のレンズ１０３は凸状である。

つまり、Ｂ側光学装置部のレンズ１０１とＳ側光学装置部のレンズ１０３の凹凸形状は、ぴったりと嵌合する形状とされている。
従って、脈波センサをベース装置に装着した場合に、位置ずれなく装着できる。特に、Ｂ側光学装置部のレンズ１０１とＳ側光学装置部のレンズ１０３とを適切な位置に近接して配置できるので、ノイズの影響を排除して、データの送受信を好適に行うことができる。

次に、実施例６について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、Ｂ側光学装置部が異なる。
図１６に示す様に、本実施例では、ベース装置のＢ側光学装置部１１１には、レンズ１１３とＢ側ＰＤ１１５との間に、可視光線カットフィルム１１５が配置されている。

従って、赤外光を用いてデータの送受信を行う際に、可視光線によるノイズを防ぐことができる。

次に、実施例７について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、Ｓ側及びＢ側光学装置部が異なる。
図１７に示す様に、本実施例では、脈波センサのＳ側光学装置部１２１の表面（同図右方）には、平板状の透明のカバー１２３が配置されており、カバー１２３とＳ側赤外ＬＥＤ１２５との間には、レンズ１２７が配置されている。

また、ベース装置のＢ側光学装置部１２９の表面（同図左方）には、平板状の透明のカバー１３１が配置されており、カバー１３１とＢ側赤外ＬＥＤ１３３との間には、レンズ１３５が配置されている。

ここでは、カバー１３１とＢ側ＰＤ１３７との間に、可視光線カットフィルム１３９が配置されているが、カバー１２３、１３１に可視光線カットフィルムを配置したり、カバー１２３、１３１自身が可視光線をカットする性能を有するものを用いてもよい。

従って、赤外光を用いてデータの送受信を行う際に、可視光線によるノイズを防ぐことができる。また、カバー１２３、１３１の表面がフラットであるので、レンズが露出する場合に比べて表面が傷つきにくいという利点がある。

次に、実施例８について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、Ｓ側及びＢ側の光学装置部が異なる。
図１８に示す様に、本実施例では、ベース装置のＢ側光学装置部のカバー１４１は凹状であり、それに対向する脈波センサのＳ側光学装置部のカバー１４３は凸状である。

つまり、Ｂ側光学装置部のカバー１４１とＳ側光学装置部のカバー１４３の凹凸形状は、ぴったりと嵌合する形状とされている。
従って、脈波センサをベース装置に装着した場合に、位置ずれなく装着できる。特に、Ｂ側光学装置部のカバー１４１とＳ側光学装置部のカバー１４３とを適切な位置に近接して配置できるので、ノイズの影響を排除して、データの送受信を好適に行うことができる。

次に、実施例９について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、Ｓ側及びＢ側の光学装置部が異なる。
図１９に示す様に、本実施例では、ベース装置１５１のＢ側光学装置部１５３には、一対のＢ側ＰＤ１５５、１５７が配置されている。

つまり、脈波センサ１５９のＳ側光学装置部１６１のＳ側赤外ＬＥＤ１６３に対向して、一方のＢ側ＰＤ１５５が配置され、Ｓ側緑ＬＥＤ１６５に対向して、他方のＢ側ＰＤ１５７が配置されている。

従って、本実施例では、２組の発光及び受光の素子により、効率よく情報を送信することができる。
尚、例えばＳ側緑ＬＥＤ１６５と他方のＢ側ＰＤ１５７とを用いて、チェックサムの信号を送受信することにより、データの精度を高めることができる。

次に、実施例１０について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、脈波センサをベース装置に装着する構成が異なる。
図２０に示す様に、本実施例では、平板状のベース装置１７１の上部に凹部１７３が設けられ、この凹部１７３に脈波センサ１７５が水平に搭載される構成である。

そして、凹部１７３内に配置されたＢ側光学装置部１７７と、脈波センサ１７５の下面側のＳ側光学装置部１７９とによって、情報の送受信を行う。

次に、実施例１１について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、脈波センサをベース装置に装着する構成が異なる。
図２１に示す様に、本実施例では、ベース装置１８１は、上面が斜めになった円盤状の基台部１８３と、基台部１８３の上部に立設された円柱状の立設部１８５とから構成されている。

基台部１８３の上面には、立設部１８５の根元に、脈波センサ本体１８７が嵌合する底部側嵌合凹部１８９が設けられている。
また、前記底部側嵌合凹部１８９は、立設部１８５側にわずかに傾斜しており、リストバンド１９１を立設部１８５に外嵌した際に、リストバンド１９１が上下方向にゆがまないよう程度に深さが設定されている。

従って、リストバンド１９１を立設部１８５に外嵌して、脈波センサ本体１８７を底部側嵌合凹部１８９に嵌めた場合は、Ｓ側及びＢ側の光学装置部（図示せず）は常に好ましい距離を保って配置されることになる。

尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）例えば、脈波センサは、測定によって得られた信号をそのまま記憶し、そのデータをベース装置側に送信するようにしてもよい。尚、ベース装置にパソコンを接続することなく、ベース装置にパソコンが行う機能を搭載するようにしてもよい。

（２）また、赤外ＬＥＤではなく、その他のＬＥＤを使用してデータを送信するようにしてもよい。

実施例１の脈波センサを示す斜視図である。 実施例１の脈波センサによって脈波を測定する状態を示す説明図である。 実施例１の生体情報収集システムの構成を示す説明図である。 実施例１の生体情報収集システムにおける端子の接触状態を示す説明図である。 実施例１の脈波センサがベース装置に装着される状態を示す説明図である。 実施例１のバンド付きの脈波センサがベース装置に装着される状態を示す説明図である。 実施例１の生体情報収集システムの電気的構成を示すブロック図である。 実施例１の脈波センサにおける処理を示すフローチャートである。 実施例２の脈波センサにおける処理を示すフローチャートである。 実施例３の脈波センサの構成を示す説明図である。 実施例３の脈波センサにおけるメインの処理を示すフローチャートである。 実施例３の脈波センサにおける待機モードの処理を示すフローチャートである。 実施例４の脈波センサにおけるメインの処理を示すフローチャートである。 実施例４の脈波センサにおける待機モードの処理を示すフローチャートである。 実施例５の脈波センサとベース装置の光学装置部を示す説明図である。 実施例６の脈波センサとベース装置の光学装置部を示す説明図である。 実施例７の脈波センサとベース装置の光学装置部を示す説明図である。 実施例８の脈波センサとベース装置の光学装置部を示す説明図である。 実施例９の生体情報収集システムの構成を示す説明図である。 実施例１０の生体情報収集システムの構成を示す説明図である。 実施例１１の生体情報収集システムの構成を示す説明図である。

符号の説明

１、９１、１５９、１７５…脈波センサ
１７、１５１、１７１、１８１…ベース装置
２１、１６５…Ｓ側緑ＬＥＤ
２３、１２５、１６３…Ｓ側赤外ＬＥＤ
２５…Ｓ側ＰＤ
４３、１３３…Ｂ側赤外ＬＥＤ
４５、１１５、１３７、１５５、１５７…Ｂ側ＰＤ
１１、１２１、１６１、１７９…Ｓ側光学装置部
４１、１１１、１２９、１５３、１７７…Ｂ側光学装置部
３１、１８３…基台部
３３、１８５…立設部
１９…Ｓ側接触検知端子
３９…Ｂ側接触検知端子

Claims (48)

1. 生体に対して光を照射するセンサ側発光手段と、
   前記センサ側発光手段から照射され前記生体にて反射する反射光を受光するセンサ側受光手段と、
   前記センサ側受光手段にて受光した反射光に基づいて前記生体の状態を検出する生体状態検出手段と、
   を有するセンサ側光学装置部を備え、
   前記生体状態検出手段にて検出した前記生体の情報を、前記センサ側発光手段を用いて、前記光学式生体センサの送信相手のベース装置に送信する光学式生体センサにおいて、
   前記生体状態検出手段によって生体の状態を検出する測定モードと、前記生体の情報を前記ベース装置に送信する送信モードと、を有し、
   前記光学式生体センサが前記ベース装置に装着されたことを、前記ベース装置側の端子との接触により又は前記ベース装置側の端子と非接触で電磁気により検知する、前記センサ側受光手段とは異なるセンサ側接触検知部を備え、
   該センサ側接触検知部によって前記光学式生体センサが前記ベース装置に装着されたことを検知した場合には、前記測定モードを前記送信モードに自動で切り換えることを特徴とする光学式生体センサ。
2. 前記ベース装置の電力供給構成により充電される充電部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学式生体センサ。
3. 前記センサ側発光手段を、２個以上備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学式生体センサ。
4. 前記センサ側発光手段の表面側にレンズを配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学式生体センサ。
5. 前記センサ側発光手段の表面側に透光性のカバーを配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学式生体センサ。
6. 前記カバーが可視光カット機能を有することを特徴とする請求項５に記載の光学式生体センサ。
7. 前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学式生体センサから前記生体の情報が送信されるベース装置であって、
   前記センサ側発光手段によって送信された前記生体の情報を受信するベース側受光手段を有するベース側光学装置部を備えたことを特徴とするベース装置。
8. 前記ベース側光学装置部には、更に、前記センサ側光学装置部に対して信号を送信するベース側発光手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載のベース装置。
9. 前記ベース側発光手段を用いて、前記センサ側受光手段に対して、前記センサ側受光手段からの前記生体の情報の送信を指令する指令信号を送信することを特徴とする請求項８に記載のベース装置。
10. 前記ベース装置は、前記光学式生体センサが接触した状態で装着される装着構造を備えたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のベース装置。
11. 前記光学式生体センサを前記ベース装置に装着した場合に、前記光学式生体センサを傾斜させる構成としたことを特徴とする請求項１０に記載のベース装置。
12. 前記ベース装置に対して前記光学式生体センサを水平に装着する構成としたことを特徴とする請求項１０に記載のベース装置。
13. 前記光学式生体センサが装着された場合に、前記光学式生体センサに検知信号を送信するベース側接触検知部を備えたことを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載のベース装置。
14. 前記光学式生体センサの充電部を充電するための電力供給構成を有することを特徴とする請求項７〜１３のいずれか１項に記載のベース装置。
15. 前記ベース側受光手段を、２個以上備えたことを特徴とする請求項７〜１４のいずれか１項に記載のベース装置。
16. 前記ベース装置は、前記光学式生体センサを嵌め込む凹部を備えたことを特徴とする請求項７〜１５のいずれか１項に記載のベース装置。
17. 前記凹部は、前記光学式生体センサの底部に対応した底部側凹部及び／又はセンサ側光学装置部側に対応した側面側凹部であることを特徴とする請求項１６に記載のベース装置。
18. 前記凹部は、前記光学式生体センサの装着方向に沿った溝であることを特徴とする請求項１６又は１７に記載のベース装置。
19. 前記側面側凹部の溝は、中央部が更に凹状となっていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のベース装置。
20. 前記底部側凹部の深さは、バンドを備えた前記光学式生体センサを嵌めたときに、前記バンドが邪魔にならない深さに設定されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のベース装置。
21. 前記ベース装置は、前記光学式生体センサを載置する基台部と、該基台部から立設される立設部とを備えることを特徴とする請求項７〜２０のいずれか１項に記載のベース装置。
22. 前記基台部と前記立設部との間に段差を有することを特徴とする請求項２１に記載のベース装置。
23. バンドを備えた前記光学式生体センサに対して、そのバンドを前記立設部に外嵌可能な構成としたことを特徴とする請求項２１又は２２に記載のベース装置。
24. 前記立設部の側面に、曲面を有することを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか１項に記載のベース装置。
25. 前記ベース側発光手段の表面側にレンズを配置したことを特徴とする請求項７〜２４のいずれか１項に記載のベース装置。
26. 前記ベース側発光手段の表面側に透光性のカバーを配置したことを特徴とする請求項７〜２４のいずれか１項に記載のベース装置。
27. 前記カバーが可視光カット機能を有することを特徴とする請求項２６に記載のベース装置。
28. 前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学式生体センサと、前記請求項７〜２７のいずれか１項に記載のベース装置と、を備えたことを特徴とする生体情報収集システム。
29. 前記センサ側発光手段を用いて送信された前記生体の情報を、前記ベース側受光手段によって受信することを特徴とする請求項２８に記載の生体情報収集システム。
30. 前記ベース側発光手段を用いて送信された所定の指令信号を、前記センサ側受光手段にて受信することを特徴とする請求項２８又は２９に記載の生体情報収集システム。
31. 前記ベース側発光手段によって前記指令信号が送信された場合には、前記指令信号に基づいて、前記光学式生体センサを前記送信モードに設定することを特徴とする請求項３０に記載の生体情報収集システム。
32. 前記光学式生体センサを前記ベース装置に装着した場合に、前記センサ側光装置部と前記ベース側光装置部とが、互いに相対する位置に配置される構成としたことを特徴とする請求項２８〜３１のいずれか１項に記載の生体情報収集システム。
33. 前記光学式生体センサを前記ベース装置に装着した場合に、発光手段側と受光手段側との距離及び位置が一定となるように、前記光学式生体センサと前記ベース装置とを嵌め込む構造としたことを特徴とする請求項２８〜３２のいずれか１項に記載の生体情報収集システム。
34. 前記センサ側発光手段として赤外ＬＥＤを用いる場合には、前記ベース側受光手段の表面側に可視光カット部材を配置することを特徴とする請求項２８〜３３のいずれか１項に記載の生体情報収集システム。
35. 前記ベース側光学装置部と前記センサ側光学装置部とにレンズが配置されている場合に、互いのレンズの凹凸が嵌合する構成を有することを特徴とする請求項２８〜３４のいずれか１項に記載の生体情報収集システム。
36. 前記ベース側光学装置部と前記センサ側光学装置部とに透光性のカバーが配置されている場合に、互いのカバーの凹凸が嵌合する構成を有することを特徴とする請求項２８〜３５のいずれか１項に記載の生体情報収集システム。
37. 前記ベース装置の端子と前記光学式生体センサの端子とが、機械的に接触する構成を有することを特徴とする請求項２８〜３６のいずれか１項に記載の生体情報収集システム。
38. 互いに接触する前記端子の形状により、前記光学式生体センサを装着する向きが規定される構成を有することを特徴とする請求項３７に記載の生体情報収集システム。
39. 前記ベース装置と前記光学式生体センサとの間の信号の送受信を、電磁気を用いて行う
    構成を備えたことを特徴とする請求項２８〜３８のいずれかに記載の生体情報収集システム。
40. 前記ベース装置から前記光学式生体センサに対して、電磁気を用いて電力を供給する構成を備えたことを特徴とする請求項２８〜３９のいずれか１項に記載の生体情報収集システム。
41. 前記センサ側光学装置部に２個以上のセンサ側発光手段が配置されている場合に、前記ベース側光学装置部に前記各センサ側発光手段に対応してそれぞれベース側受光手段を備えたことを特徴とする請求項２８〜４０のいずれか１項に記載の生体情報収集システム。
42. 前記センサ側光学装置部及び前記ベース側光学装置部に、複数対の前記発光手段及び受光手段を備え、複数対の前記発光手段及び受光手段を用いて、前記生体の情報の送信を行うことを特徴とする請求項４１に記載の生体情報収集システム。
43. 前記センサ側光学装置部及び前記ベース側光学装置部に、複数対の前記発光手段及び受光手段を備え、ある対の前記発光手段及び受光手段を用いて、前記生体の情報の送信を行うとともに、他の対の前記発光手段及び受光手段を用いて、前記送信される生体の情報のチェックを行うためのチェック情報を送信することを特徴とする請求項４１に記載の生体情報収集システム。
44. 生体に対して光を照射するセンサ側発光手段と、前記センサ側発光手段から照射され前記生体にて反射する反射光を受光するセンサ側受光手段と、前記センサ側受光手段にて受光した反射光に基づいて前記生体の状態を検出する生体状態検出手段と、を有するセンサ側光学装置部を備え、前記生体状態検出手段にて検出した前記生体の情報を、前記センサ側発光手段を用いて、前記光学式生体センサの送信相手のベース装置に送信する光学式生体センサと、
    前記センサ側発光手段によって送信された前記生体の情報を受信するベース側受光手段を有するベース側光学装置部を備え、前記光学式生体センサから前記生体の情報が送信されるベース装置と、
    を備えた生体情報収集システムであって、
    前記センサ側光学装置部及び前記ベース側光学装置部に、複数対の前記センサ側発光手段及び前記ベース側受光手段を備え、ある対の前記センサ側発光手段及び前記ベース側受光手段を用いて、前記生体の情報の送信を行うとともに、他の対の前記センサ側発光手段及び前記ベース側受光手段を用いて、前記送信される生体の情報のチェックを行うためのチェック情報を送信することを特徴とする生体情報収集システム。
45. 前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学式生体センサと前記請求項７〜２７のいずれか１項に記載のベース装置との間のセンサ通信方法であって、
    前記センサ側発光手段を用いて、前記ベース側受光手段に対して、前記生体の情報を送信することを特徴とするセンサ通信方法。
46. 前記光学式生体センサが前記ベース装置に装着された場合には、前記光学式生体センサから前記ベース装置に、前記生体の情報を送信することを特徴とする請求項４５に記載のセンサ通信方法。
47. 前記ベース装置から前記光学式生体センサに対して、所定の指令信号が送信された場合に、前記光学式生体センサから前記ベース装置に、前記生体の情報を送信することを特徴とする請求項４５又は４６に記載のセンサ通信方法。
48. 前記光学式生体センサが前記ベース装置に装着された場合には、前記光学式生体センサを待機モードに設定し、前記ベース装置から指令信号を受信した場合には、前記光学式生体センサから前記ベース装置に、前記生体の情報を送信することを特徴とする請求項４７に記載のセンサ通信方法。

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