JP5708429B2 - 生体状態検出装置 - Google Patents
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Description
これにより、被験者の掌には筐体の質量が鉛直方向上方から下方に作用するため、接触面に設けられた検出部は、筐体の質量に依存する押圧力によって被験者の掌を押圧する。つまり、検出部が被験者の掌を押圧する押圧力(接触圧)は、被験者の意識的な力の入れ具合や被験者の掌の形状等に関係なく、一定に保たれる。
具体的には、請求項2に記載のように、検出部は、接触面に接触させた掌に向け光を照射すると共に照射した方向から到来する反射光を受光するものであり、生体状態検出装置は、検出部にて受光した光の強度の連続的な変化を被験者の脈波として検出することが例示される。
これによると、検出部に掌の凹部が接触するような場合であっても、検出部は被験者の掌に確実に密着するため、精度良く生体状態を検出することができる。特に、請求項2に記載のように光学式脈波センサを用いた生体状態検出装置では、検出部が掌に確実に密着することにより検出部と被験者の掌との隙間が生じなくなるため、隙間からの蛍光灯や太陽光等の外乱の影響を受けることが無くなり、結果として精度よく脈波を検出することができる。
[第1実施形態]
本実施形態の生体状態検出装置は、光学式脈波センサを左右両方の掌に接触させることにより、生体信号として脈波や脈拍を検出し、生体状態を測定する装置に適用される。
図1は、本実施形態の生体状態検出装置1の斜視図である。図中において、生体状態検出装置1に重力が作用する方向を鉛直方向、鉛直方向と垂直な方向を水平方向という。また、水平方向であって、紙面に向かって右側を右(方向)、向かって左側を左(方向)という。また、紙面の手前から裏側へ向かう方向を差込方向という。さらにまた、水平方向に平行な面を水平面という。
<筐体>
筐体40は、鉛直方向に延びる柱状に形成されている支柱部41と、支柱部41の鉛直方向上側の端部に設けられ、支柱部41から水平方向左右に延びる板状に形成されている第1水平部43と、支柱部41の鉛直方向下側の端部に設けられ、支柱部41から水平方向左右に延びる板状に形成されている第2水平部45と、を有している。筐体40は、ABS樹脂、アクリル樹脂等によって形成されている。
光学式脈波センサ61は左接触面51に、光学式脈波センサ63は右接触面52に、それぞれ接触面から鉛直方向下側に突出するように設けられている(図1、2(a)参照)。
光学式脈波センサ61、63は同じ構成であるため、以下では光学式脈波センサ63について説明する。光学式脈波センサ63は、図2(b)に示すように、透過性を有する材質により形成されているカバー631と、該カバー631の内部に設けられている照射部633および受光部635と、を備えている。照射部633は右接触面52に接触させた右掌302に向けて赤外線を照射し、受光部635は、赤外線を照射した方向から到来する反射光、すなわち右掌302からの反射光を受光し、受光した反射光の強度から、血管内の血液の連続的な容積変化を脈波として検出するように構成されている。なお、光学式脈波センサ61については、上記説明において、右接触面52を左接触面51とし、右掌302を左掌301として読み替えるものとする。
突起部71は左接触面51に、突起部73は右接触面52に、それぞれ接触面から鉛直方向下側に突出するように設けられている(図1参照)。
そして、位置決めされた左掌301、右掌302の親指の付け根のふくらみの部分、すなわち拇指球部303、304の中央部に当接するように、上記光学式脈波センサ61の左接触面51内の位置を定め、光学式脈波センサ63の右接触面52内の位置を定めることにより、光学式脈波センサ61、63を拇指球部に確実に当接させることができる。
測定を行う際、生体状態検出装置1は、机の平面で構成されている載置面に、設置面57が接触するように載置される。
これにより、左掌301および右掌302には、筐体40の質量が鉛直方向上方から下方に作用し、左接触面51、右接触面52に設けられた光学式脈波センサ61、63は、筐体40の質量に依存する押圧力によって被験者の掌を押圧する。
以上説明した様に、生体状態検出装置1は、左接触面51、右接触面52は、該左接触面51、右接触面52に接触させた被験者の左掌301、右掌302によって生体状態検出装置1を鉛直方向下方から支持する位置に形成されている。
また、生体状態検出装置1では、光学式脈波センサ61は左接触面51から突出するように、光学式脈波センサ63は右接触面52から突出するように、設けられている。
なお、生体状態検出装置1では、左接触面51、右接触面52は、水平方向に延びる平面に形成されており、加工が容易な構成となっている。
本実施形態における光学式脈波センサ61、63が特許請求の範囲における「検出部」に相当し、筐体40における左差込空間91、右差込空間93の形成部位が特許請求の範囲における「差込部」に相当する。また、本実施形態における第1水平部43が特許請求の範囲における「上端支持部」に相当し、第2水平部45が特許請求の範囲における「下端支持部」に相当する。
図4は、本変形例の生体状態検出装置101の正面図である。なお、以下の変形例において、図中の同じ構成要素には同じ符号を付すものとする。
図5(a)は、本変形例の生体状態検出装置102の正面図である。
上記実施形態では、左接触面51および右接触面52は水平面に平行な平面状に形成されていたが、図5(a)に示す生体状態検出装置102のように、左接触面512および右接触面522は、支柱部41側から第1水平部43の外端側に向かって鉛直方向上側に傾斜するように形成されていてもよい。
図5(b)は、本変形例の生体状態検出装置103の正面図である。
上記実施形態では、左接触面51および右接触面52は水平面に平行な平面状に形成されていたが、図5(b)に示す生体状態検出装置103のように、支柱部41の左側面および右側面が支柱41側から第1水平部43の外側端部に向かって鉛直方向上側に傾斜するように形成され、この支柱部41の左側面および右側面をそれぞれ左接触面531および右接触面541とし、これら左接触面531および右接触面541に光学式脈波センサ61、63が設けられていても良い。
[変形例1_4]
図5(c)は、本変形例の生体状態検出装置104の正面図である。
従って、このような構成では、上記変形例1_2、1_3と同様の効果が得られると共に、光学式脈波センサ61、63と掌との隙間から侵入する太陽光等の外乱による影響が抑制されるため、変形例1_1と同様の効果が得られる。
図6(a)は、本変形例の生体状態検出装置105の正面図である。
上記実施形態では、左差込空間91、右差込空間93を形成する壁面を接触面とし、この接触面に光学式脈波センサ61、63が設けられていたが、図6(a)に示す生体状態検出装置104のように、筐体401を立方体に形成し、立方体を構成する面のうちの一つを接触面571として、この接触面571に光学式脈波センサ61、63が設けられていてもよい。
図6(b)は、本変形例の生体状態検出装置106の正面図である。
変形例1_5では筐体401は略立方体に形成されていたが、図5(b)に示す生体状態検出装置106のように、筐体401は、立方体の左側の角部および右側の角部が切り落とされた形状に形成されていてもよい。
図6(c)は、本変形例の生体状態検出装置107の正面図である。
変形例1_6では筐体401が略立方体に形成されていたが、図6(c)に示す生態状態検出装置107のように、筐体402は略球体に形成されていてもよい。
図7(a)は、本変形例の生体状態検出装置108の正面図である。
上記実施形態では、左接触面51内および右接触面52内に左右掌の拇指球部を位置決めさせるための突起部71、73を設けていたが、図8(a)に示す生体状態検出装置108のように、略立方体に形成されている筐体401に、四角柱をくり貫いぬいた形状で、差込方向手前から奥に向かって貫通する穴状の穴部66、67が形成されていてもよい。
[変形例1_9]
図7(b)は、本変形例の生体状態検出装置109の正面図であり、同図(c)は、同図(b)の二点鎖線b−bにおける断面を矢印の方向からみた断面図である。
したがって、この制限された範囲の中央部に光学式脈波センサ61、63を設けることにより、掌の拇指球部に光学式脈波センサ61、63をより確実に当接させることができるようになる。
[変形例1_10]
図8(a)は、本変形例の生体状態検出装置110の正面図である。
[変形例1_11]
図8(b)は、本変形例の生体状態検出装置111の正面図である。
[変形例12]
図8(c)は、本変形例の生体状態検出装置112の正面図である。
生態状態検出装置は、上記実施形態では左右の両方の掌にそれぞれ光学式脈波センサを接触させることにより脈波や脈拍を検出するように構成されていたが、左右の掌のうちいずれか一方に光学式脈波センサを接触させることにより脈波や脈拍を検出するように構成されていてもよい。以下では、上記実施形態と異なる部分について主に説明する。
図9は、本実施形態の生体状態検出装置2の斜視図である。
生体状態検出装置2の筐体405は、略立方体に形成されている。また、筐体405には、差込方向手前から奥に向かって貫通する穴部95が設けられている。穴部95は、被験者に掌102を差込方向手前から奥に向かって差し込ませることができる程度の大きさに形成されている。
以上説明した様に、生体状態検出装置2は、穴部95を形成する壁面である接触面97に接触させた被験者の右掌302によって生体状態検出装置2が鉛直方向下方から支持されるように構成されている。
また、本実施形態の生体状態検出装置2では、光学式脈波センサ65が穴部95を形成する壁面である接触面97の中央部に設けられている。このため、穴部95により右掌302の左右方向の動きが制限され、右掌302の略中央部に光学式脈波センサ65が当接するようになる。また、光学式脈波センサ65が接触面97の中央部に設けられていることにより、左掌についても右掌と同様に測定することができる。
本実施形態における光学式脈波センサ65が特許請求の範囲における「検出部」に相当し、穴部95が特許請求の範囲における「差込部」に相当する。
図10(a)は、本変形例の生体状態検出装置201の正面図である。なお、以下の変形例において、図中の同じ構成要素には同じ符号を付すものとする。
[変形例2_2]
図11(a)は、本変形例の生体状態検出装置202の正面図である。上記変形例では、接触面971は平面状に形成されていたが、図11(a)に示す生体状態検出装置202のように、接触面972は曲面状に形成されていてもよい。
図11(b)は、本変形例の生体状態検出装置203の正面図である。上記変形例では、筐体405は立方体に形成されていたが、図11(b)に示す生体状態検出装置203のように、筐体406は球状に形成されていてもよい。
図12(a)は、本変形例の生体状態検出装置204の正面図である。図12(a)に示す生体状態検出装置204のように、筐体405に差込方向の手前から奥に向かって筐体405貫通する穴状に形成されている穴部951が形成され、この穴部951の差込方向から見た断面が長方形になるように形成されていてもよい。これによると、筐体の加工が容易になるとともに、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
図12(b)は、本変形例の生体状態検出装置205の正面図であり、同図(c)は、同図(b)の二点鎖線c−cにおける断面を矢印の方向からみた断面図である。上記変形例2_4では、穴部は貫通穴として形成されていたが、図12(a)に示す生体状態検出装置204のように、穴部952の差込方向の奥側に壁部48を設けることにより、穴部952が、差込方向の手前から奥に向かって筐体405を貫通しない非貫通穴として形成されてもよい。
なお、本変形例の壁部48が特許請求の範囲における「制限部材」に相当する。
図13は、本変形例の生体状態検出装置206の正面図である。図13に示す生体状態検出装置206のように、筐体407は、上記変形例2_2の筐体405の鉛直方向下方の四隅に四角柱に形成された脚部を設けた形状に形成されていてもよい。正面図である図13には、四つのうちの二つの脚部である脚部578、579が図示されている。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて様々な態様で実施することが可能である。
Claims (19)
- 被験者の掌を接触させる接触面を表面に有する筐体と、前記接触面に設けられ前記被験者の生体状態を示す生体信号を検出する検出部と、を備えた生体状態検出装置であって、
前記接触面は、該接触面に接触させた前記被験者の前記掌によって当該装置が鉛直方向下方から支持される位置に形成されていることを特徴とする生体状態検出装置。 - 前記検出部は、前記接触面に接触させた掌に向けて光を照射すると共に照射した方向から到来する反射光を受光し、
前記検出部にて受光した光の強度の連続的な変化を前記被験者の脈波として検出することを特徴とする請求項1に記載の生体状態検出装置。 - 前記検出部は、前記接触面から突出して設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の生体状態検出装置。
- 前記検出部は、前記接触面において、前記接触面に接触させた掌の親指の付け根のふくらみの部分に当接する位置に設けられていること、を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
- 前記接触面には、少なくとも前記掌の親指の付け根と人差し指の付け根との両方を接触させることで、前記検出部に対する前記掌の位置を位置決めする突起部が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の生体状態検出装置。
- 前記接触面には、該接触面と前記掌との間の摩擦係数を増加させる形状または材質を有した滑り止め部が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
- 前記筐体には、前記被験者が掌を差し込むことができる形状を有した差込部が形成され、該差込部を構成する面に前記接触面が設けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
- 前記差込部は、前記被験者が前記掌を差し込む差込方向の手前から奥に向かう穴状に形成されていることを特徴とする請求項7に記載の生体状態検出装置。
- 前記差込部は、前記被験者の前記掌の前記差込方向の動きを制限する制限部材を有していることを特徴とする請求項8に記載の生体状態検出装置。
- 前記筐体は、載置面に載置されているときに、該載置面との間に前記被験者が掌を差し込むことのできる形状に形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
- 前記筐体は、鉛直方向に延びる形状に形成された支柱部と、該支柱部の鉛直方向上側の端部に設けられ、鉛直方向と垂直な水平方向に延びる形状に形成された上端支持部と、を備え、
前記接触面は、前記上端支持部における鉛直方向下側の面であること、を特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。 - 前記筐体は、前記支柱部の鉛直方向下側の端部に設けられ、前記水平方向に延びる形状に形成された下端支持部を備えていることを特徴とする、請求項11に記載の生体状態検出装置。
- 前記接触面が平面状に形成されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
- 前記接触面が曲面状に形成されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
- 前記接触面は、前記水平方向に延びていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
- 前記接触面は、該接触面に接触させた前記被験者の前記掌の小指側が前記鉛直方向下側になると共に親指側が前記鉛直方向上側となるように、前記水平方向に対して角度を有していることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
- 前記接触面は、前記被験者の右掌を接触させる右接触面と、左掌を接触させる左接触面と、からなり、
前記右接触面および前記左接触面には、それぞれ前記検出部が設けられていることを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。 - 前記筐体は、前記右接触面にて前記被験者の前記右掌に作用する鉛直方向下向きの力と、前記左接触面にて前記被験者の前記左掌に作用する鉛直方向下向きの力とが、等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項17に記載の生体状態検出装置。
- 前記接触面は、前記被験者の右掌を接触させる右接触面および左掌を接触させる左接触面のいずれか一方からなることを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の生体状態検出装置。
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