JP6085030B2 - 情報検出器及び情報計測器、並びに情報検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば光を計測対象に照射することで、計測対象に関する各種情報を検出する情報検出器及び情報計測器、並びに情報検出方法の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば生体に対して光を照射すると共に、生体で反射又は透過された光を検出することで、血流や脈波等の生体に関する情報を取得する装置が知られている。このような装置は、例えば生体の指や耳等に装着されて使用されるが、装着態様によっては計測対象から外れてしまうこともあり得る。このため特許文献１では、タッチセンサを利用して、生体が計測部に触れているか否かを判別する装置が提案されている。

また上述した装置では、例えば光を照射する発光部、或いは光を受光する受光部等に故障等の異常が発生した場合には、正確な計測が行えなくなる。このため、例えば特許文献２では、受光した光の量によって発光素子の劣化具合を調べる手段を有する装置が提案されている。

特開２００９−１８３２８９号公報 特開２００４−２９８６１９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されているような装置では、タッチセンサを別途備える必要があるため、装置の構成が複雑化すると共にコストも増大してしまう。また、特許文献２に記載されているような装置においても、発光素子の劣化具合を調べる手段を別途備える必要があるため、同様に装置の構成が複雑化すると共にコストが増大してしまう。

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、比較的簡単な構成で、計測対象に対して正常に装置が取付けられているか否かを判別可能な情報検出器及び情報計測器、並びに情報検出方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための情報検出器は、光を照射する照射手段と、計測対象とは異なる反射率を有する反射手段と、前記発光部から照射された光の戻り光を受光する受光手段と、前記受光手段における受光量を第１の閾値及び第２の閾値と比較して、前記戻り光が前記計測対象からの戻り光であるのか又は前記反射手段からの戻り光であるのかの判別、及び、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の状態の判別、を行う判別手段とを備える。

上記課題を解決するための情報計測器は、上述した情報検出器（但し、その各種態様を含む）と、前記判別手段における判別結果に基づいて、前記情報検出器の異常を検出する異常検出手段と、前記異常が検出された場合に、前記異常が検出されたことを知らせる警告又は前記情報検出器による計測の停止の少なくとも一方を実行する警告停止手段とを備える。

上記課題を解決するための情報検出方法は、光を照射する照射手段と、計測対象とは異なる反射率を有する反射手段と、前記発光部から照射された光の戻り光を受光する受光手段とを備える情報検出器における情報検出方法であって、前記受光手段における受光量を第１の閾値及び第２の閾値と比較して、前記戻り光が前記計測対象からの戻り光であるのか又は前記反射手段からの戻り光であるのかの判別、及び、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の状態の判別、を行う判別工程を備える。

第１実施例に係る情報計測器の全体構成を示すブロック図である。 プローブ部の構成を示す斜視図である。 クリップ部を装着したプローブ部の構成を示す斜視図（その１）である。 クリップ部を装着したプローブ部の構成を示す斜視図（その２）である。 生体計測時の情報計測器を示す側面図である。 生体非計測時の情報計測器を示す側面図である。 第１実施例に係る情報計測器の一連の処理を示すフローチャートである。 第２実施例に係る情報計測器の全体構成を示すブロック図である。 第２実施例に係る情報計測器の一連の処理を示すフローチャートである。 第３実施例に係る情報計測器の構成を示す部分拡大図である。 第３実施例に係る情報計測器の一連の処理を示すフローチャートである。

本実施形態に係る情報検出器は、光を照射する照射手段と、計測対象とは異なる反射率を有する反射手段と、前記発光部から照射された光の戻り光を受光する受光手段と、前記受光手段における受光量に基づき、前記戻り光が、前記計測対象からの戻り光であるのか、又は前記反射手段からの戻り光であるのかを判別する判別手段とを備える。

本実施形態の情報検出器によれば、その動作時には、例えば発光ダイオードとして構成される発光手段から計測対象に対して光が照射されると共に、例えばフォトダイオード等として構成される受光手段により計測対象からの戻り光が受光される。受光手段で受光された戻り光は、計測対象に関する情報を示す信号として処理され、例えば計測対象である生体の血流速度や脈波等が検出される。

ここで、上述した計測動作は、受光手段及び発光手段の位置が、計測対象に対して適切な位置とされた状態で実行される。例えば情報検出器は、計測対象である生体の一部に装着された状態で使用される。より具体的には、例えば情報検出器はクリップ部材を備えて構成され、クリップ部材で生体の一部を挟持した状態で計測を行う。

しかしながら、情報検出器は、その装着態様によっては計測中に計測対象から外れてしまうことがある。この場合、発光手段からの光が計測対象に照射されなくなってしまう、或いは受光手段が計測対象からの戻り光を受光できなくなってしまうため、正確な計測が実行できなくなる。このため本実施形態に係る情報検出器は、上述した計測動作と並行して又は独立して、装置が正常に計測対象の計測を実行できているか否かを判定する計測判定動作を実行可能とされている。

計測判定動作を実行するため、本実施形態に係る情報検出器は、計測対象とは異なる反射率を有する反射手段を備えている。なお、本実施形態における「反射」とは、光の一方向への跳ね返りを指すのみではなく、光が様々な方向に進路を変える「散乱」を含む広い概念である。よって、本実施形態における「反射手段」は、「散乱手段」と言い換えることもできる。また、本実施形態における「戻り光」は、「反射光」だけでなく「散乱光」を含んでいてもよい。

反射手段は、計測対象より小さい反射率を有する部材で構成されてもよいし、計測対象より大きい反射率を有する部材で構成されてもよい。反射手段は、発光手段により光を照射可能な位置且つ受光手段に戻り光を受光させることが可能な位置に配置されている。また反射手段は、正常な位置に配置された計測対象によって、発光手段及び受光手段から隔離されるような位置に配置されることが好ましい。

上述した構成によれば、例えば発光手段からの光が、計測対象ではなく反射手段において反射され、その戻り光が受光手段に受光された場合には、反射手段の反射率が計測対象と異なるが故に、計測対象を計測している場合とは異なる計測結果が得られる。即ち、反射手段の反射率が計測対象より大きい場合には、比較的大きい値として受光量が計測され、反射手段の反射率が計測対象より小さい場合には、比較的小さい値として受光量が計測される。これを利用して、判別手段では、受光手段における受光量に基づいて、受光された戻り光が計測対象からの戻り光であるのか、或いは反射手段からの戻り光であるのかが判別される。具体的には、受光量が計測対象の反射率に対応する範囲内の値である場合には、計測対象からの戻り光を受光していると判別され、受光量が反射手段の反射率に対応する範囲内の値である場合には、計測対象からの戻り光を受光していないと判別される。

以上の結果、本実施形態に係る情報検出器によれば、装置が正常に計測対象を計測しているのか否かを好適に判定できる。従って、例えば装置が計測対象から外れた状態で不適切な計測が実行され続けることを回避でき、計測対象に関する情報をより好適に計測できる。

本実施形態に係る情報検出器の一態様では、前記反射手段は、前記計測対象が配置されるべき位置に存在する場合には前記発光部からの光が照射されず、前記計測対象が前記配置されるべき位置に存在しない場合には前記発光部からの光が照射される位置に配置されている。

この態様によれば、計測対象が配置されるべき位置に存在する場合（即ち、計測対象に関する情報を計測するのに適切な位置に配置されている場合）には、反射手段には発光部からの光が照射されない。よって、この場合には、受光手段で受光される戻り光に反射手段からの戻り光は含まれない。一方で、計測対象が配置されるべき位置に存在しない場合（即ち、計測対象に関する情報を計測するのに適切な位置に配置されていない場合）には、反射手段に発光部からの光が照射される。よって、この場合には、受光手段で受光される戻り光は反射手段からの戻り光となる。

上述したように反射手段を配置すれば、計測対象を正常に計測できていない場合にのみ、反射手段からの戻り光が受光される。よって、装置が正常に計測対象を計測しているのか否かを、より好適に判定できる。

本実施形態に係る情報検出器の他の態様では、前記判別手段は、前記受光手段における受光量に基づき、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の受光状態の少なくとも一方を更に判別する。

上述した照射手段や受光手段には、その照射状態及び受光状態について故障等による異常が発生することがある。照射手段や受光手段に異常が発生してしまうと、光の照射或いは受光が正確に行えないため、計測対象に関する情報を正確に検出できなくなってしまう。このため本態様に係る情報検出器は、上述した計測判定動作に加えて、装置の異常を検出するための異常検出動作を実行可能とされている。

ここで、照射手段の照射状態異常としては、例えば故障により照射する光の量が極端に低下してしまう場合が挙げられる。また、受光手段の受光状態異常としては、例えば故障により受光感度が極端に低下してしまう場合が挙げられる。このように、照射手段又は受光手段に異常が発生すると、受光手段において検出される受光量が通常時と比べて大きく低下することが分かる。なお、異常の種類によっては、受光量が通常時と比べて大きく上昇することもあり得る。

これを利用して、判別手段では、受光手段における受光量が、計測対象からの戻り光に対応する範囲内の値でもなく、反射手段からの戻り光に対応する範囲内の値でもない場合に、装置に異常が発生していると判断される。よって、好適に装置に異常が発生していることを検出することができる。なお、本態様に係る異常検出動作は、反射手段への光の照射及び反射光の受光によって実現されるため、上述した計測判定動作と並行して実行することも可能である。

上述した照射手段の照射状態又は受光手段の受光状態の少なくとも一方を判別する態様では、前記発光部から照射された光の一部を前記計測対象及び前記反射手段側へ透過すると共に、他の一部を前記受光手段に反射する透過反射手段を更に備えてもよい。

この場合、照射手段及び受光手段と、反射手段との間に、照射された光の一部を透過し、他の一部を反射する透過反射手段が配置される。このため、照射手段から照射された光は、全て反射手段側へ向かうのではなく、透過反射手段を透過した一部の光のみが反射手段側へと向かう。一方で、透過反射手段で反射された他の一部は、反射手段側へ向かうことなく、直接受光手段へと向かう。

上述した構成によれば、異常検出動作を実行する際に、反射手段が比較的反射率の低いものとして構成されている場合であっても、好適に異常を検出できる。具体的には、仮に反射手段の反射率が計測対象より低いものとして構成されているとすると、受光手段における受光量が小さい場合に、反射手段による反射で小さくなっているのか、或いは異常により小さくなっているのかを判別するのが困難である。

しかるに本態様では、透過反射手段により、照射手段から照射された一部の光が直接受光手段に向かうため、受光手段では一定以上の受光量が見込める。よって、反射手段からの戻り光が弱い場合であっても、好適に装置の異常を検出することができる。

本実施形態に係る情報検出器の他の態様では、前記発光部は、レーザ光源である。

この態様によれば、指向性や収束性、及び制御性に優れたレーザ光源を利用することで、より好適に計測判定動作及び異常検出動作を実行できる。

本実施形態に係る情報計測器は、上述した情報検出器（但し、その各種態様を含む）と、前記判別手段における判別結果に基づいて、前記情報検出器の異常を検出する異常検出手段と、前記異常が検出された場合に、前記異常が検出されたことを知らせる警告又は前記情報検出器による計測の停止の少なくとも一方を実行する警告停止手段とを備える。

本実施形態の情報計測器によれば、上述した計測判定手段によって装置が計測対象を正常に計測していない場合、又は照射手段及び受光手段に異常が発生している場合に、警告又は計測の停止が行われる。よって、異常が発生したまま計測が実行され続けてしまうことを好適に回避することが可能である。

本実施形態に係る情報計測方法は、光を照射する照射手段と、計測対象とは異なる反射率を有する反射手段と、前記発光部から照射された光の戻り光を受光する受光手段とを備える情報検出器における情報検出方法であって、前記受光手段における受光量に基づき、前記戻り光が、前記計測対象からの戻り光であるのか、又は前記反射手段からの戻り光であるのかを判別する判別工程を備える。

本実施形態の情報検出方法によれば、上述した本実施形態に係る情報検出器と同様に、装置が正常に計測対象を計測しているのか否かを好適に判定できる。従って、例えば装置が計測対象から外れた状態で不適切な計測が実行され続けることを回避でき、計測対象に関する情報をより好適に計測できる。

なお、本実施形態に係る情報検出方法においても、上述した本実施形態に係る情報検出器における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

本実施形態に係る情報検出器及び情報計測器の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。

以下では、図面を参照して情報検出器及び情報計測器、並びに情報検出方法の実施例について詳細に説明する。

＜第１実施例＞
第１実施例に係る情報計測器について説明する。なお、以下では、情報検出器を含む情報計測器が生体に関する情報（例えば、血流量や脈波等）を検出する生体情報検出装置として構成される場合を例にとり説明する。

＜装置構成＞
先ず、本実施例の情報計測器の全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、第１実施例に係る情報計測器の全体構成を示すブロック図である。

図１において、本実施例に係る情報計測器１００は、発光部１１０、受光部１２０、増幅器１３０、Ａ／Ｄコンバータ１４０、生体情報演算部１５０、及び生体検出判断部１６０を備えて構成されている。

発光部１１０は、「照射手段」の一具体例であり、例えばレーザ光源を含んで構成されている。発光部１１０は、計測対象である生体５００に向けて光を照射可能とされている。

受光部１２０は、「受光手段」の一具体例であり、例えばフォトダイオードを含んで構成されている。受光部１２０は、計測対象である生体５００からの戻り光（即ち、発光部１１０から照射された光のうち、生体５００において散乱された光）を受光し、受光量に応じた信号を出力可能とされている。

増幅器１３０は、増幅回路を含んで構成されており、受光部１２０から入力された信号を増幅して、Ａ／Ｄコンバータ１４０へと出力可能とされている。

Ａ／Ｄコンバータ１４０は、増幅器１３０からアナログ信号として入力される信号を、デジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄコンバータ１４０は、デジタル変換した信号を、生体情報演算部１５０及び生体検出判断部１６０に夫々出力可能とされている。

生体情報演算部１５０は、Ａ／Ｄコンバータ１４０から入力される信号に基づいて、計測対象である生体５００に関する情報を演算し出力する。生体情報演算部１５０は、例えば生体５００の血流速度や脈波等を演算して出力する。

生体検出判断部１６０は、「判別手段」の一具体例であり、Ａ／Ｄコンバータ１４０から入力される信号に基づいて、受光部１２０で受光された光が、計測対象である生体５００からの戻り光であるか否かを判別する。生体検出判断部１６０は、受光された光が生体５００からの戻り光である場合には、生体情報演算部１５０に対し生体情報の演算を実行するよう指示を出す。一方で、生体検出判断部１６０は、受光された光が生体５００からの戻り光でない場合には、計測エラーアラーム情報を出力する。

なお、本実施例に係る情報計測器は、上述した各部材に加えて、「反射手段」の一具体例である反射部を備えるが、ここでは図示を省略している。反射部の構成、及び反射部を利用した判定動作については、後に詳述する。

次に、上述した発光部１１０及び受光部１２０を備えるプローブ部２００の具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、実施例に係るプローブ部２００の構成を示す斜視図である。

図２において、プローブ部２００は、発光部１１０及び受光部１２０（図１参照）を含んでなる検出素子２５０を表面に露出させて備える部材として形成されており、その端部には接続ケーブル３００が接続されている。接続ケーブル３００におけるプローブ部１００と反対側の端部には、接続端子３１０が設けられている。接続端子３１０は、生体情報演算部１５０や生体検出判断部１６０等を備える不図示の本体部と接続可能とされている。

次に、上述したプローブ部２００に取付けられるクリップ部４００の構成について、図３及び図４を参照して説明する。ここに図３及び図４は夫々、クリップ部４００を装着したプローブ部２００の構成を示す斜視図である。

図３及び図４において、クリップ部４００は、第１クリップ部材４１０と、第２クリップ部材４２０とが、クリップ接続部４３０において接続されることで構成されている。第１クリップ部材４１０及び第２クリップ部材４２０は、クリップ接続部４３０を支点として開閉動作が可能とされており、その間に計測対象である生体等を挟持することができる。

プローブ部２００は、上述したクリップ部４００における第１クリップ部材４１０に挿入される。具体的には、プローブ部２００における検出素子２５０が、第１クリップ部材４１０の開口部から、第２クリップ部材４２０側に露出するように配置される（図４参照）。なお、プローブ部２００に接続されている接続ケーブル３００は、第２クリップ部材４２０におけるケーブルクランプ４４０において保持可能とされる。

＜装着方法＞
次に、本実施例に係る情報計測器の計測対象への装着方法について、図５を参照して説明する。ここに図５は、生体計測時の情報計測器を示す側面図である。

図５において、本実施例に係る情報計測器１００は、例えば生体の指先５１０に装着して使用される。具体的には、図に示すように、生体の指先５１０を第１クリップ部材４１０及び第２クリップ部材４２０で挟み込むようにする。このようにすれば、第１クリップ部材４１０に挿入されているプローブ部２００の検出素子２５０が生体の指先５１０に対向するように配置される。よって、発光部１１０から計測対象に対して光を照射すると共に、受光部１２０において計測対象からの戻り光を検出できる。従って、本実施例に係る情報計測器１００によれば、計測対象である生体５００に関する情報を好適に検出できる。

なお、生体情報の検出については、既存の検出方法（例えば、レーザードップラーフローメトリー法等）の各種手法を用いることができるため、ここでの詳細な説明は省略する。ちなみに、本実施例に係る情報計測器１００は、生体情報が検知可能な位置であれば、指先５１０以外の部位（例えば、耳たぶ等）を挟持するように装着されても構わない。

＜反射部の構成＞
次に、本実施例に係る情報計測器に備えられる反射部の構成について、既出の図５に加えて、図６を参照して説明する。ここに図６は、生体非計測時の情報計測器を示す側面図である。

図５及び図６において、本実施例に係る情報計測器１００では、第２クリップ部材４３０における第１クリップ部材４１０に対向する面に反射部４２５が配置されている。反射部４２５は、「反射手段」の一具体例であり、金属や樹脂等の比較的反射率が高い部材によって構成されている。本実施例に係る反射部４２５は特に、その反射率が計測対象である生体５００の反射率より大きくなるように設定されている。

一般的に、光を人肌に照射した場合の反射率は、光の波長によって異なり、例えば６５０ｎｍから９００ｎｍの波長の光を使用する場合には、反射率は５０％から７０％程度になる。よって、ここでの反射部４２５には、反射率が９０％を超えるような鏡や、白色プラスチック等を使用すればよい。なお、後に詳述するように、反射部４２５の反射率を、計測対象の反射率より低い値に設定してもよい。

ここで、図５に示すように、クリップ部４００に計測対象である生体の指先５１０が挟持されている場合には、反射部４２５には、検出素子２５０に含まれる発光部１１０からの光は照射されない。即ち、発光部１１０から照射される光は、生体の指先５１０によって遮蔽され、反射部４２５には照射されない。

一方で、図６に示すように、クリップ部４００に計測対象が挟持されていない状態では、検出素子２５０と反射部４２５とは、その間に何も介在しない状態で対向配置されることになる。よって、発光部１１０から照射された光は反射部４２５に照射され、反射部４２５で反射された光は受光部１２０で受光される。

後述する計測判定動作は、このように、受光部１２０で受光された光が計測対象からの戻り光であるか、或いは反射部４２５からの戻り光であるか否かを判定することで実行される。

＜動作説明＞
次に、本実施例に係る情報計測器の動作について、図７を参照して説明する。ここに図７は、第１実施例に係る情報計測器の一連の処理を示すフローチャートである。

図７において、本実施例に係る情報計測器１００の動作時には、先ず発光部１１０からレーザ光が照射される（ステップＳ１０１）。発光部１１０から照射された光は、図５に示すように、計測対象が存在する場合には計測対象において反射され、図６に示すように、計測対象が存在しない場合には、反射部４２５によって反射される。そして、その戻り光は、受光部１２０において受光され、受光量に基づいた受光信号が生成される（ステップＳ１０２）。

受光部１２０で生成された受光信号は、増幅器１３０において増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４０においてデジタル変換される（ステップＳ１０３）。これにより、受光信号は、受光部１２０での受光量の大きさをデジタル値として示す信号となる。

受光信号がデジタル化されると、生体検出判断部１６０において、受光信号の信号強度が所定の閾値Ａより小さいか否かが判定される（ステップＳ１０４）。なお、ここでの「閾値Ａ」は、計測対象である生体５００の反射率及び反射部４２５の反射率に基づいて設定されており、信号強度から、戻り光が計測対象である生体５００からのものであるのか、或いは反射部４２５からのものであるのかを判別するために用いられる。

ここで、信号強度が閾値Ａより小さい場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、受光した戻り光は生体５００からのものであると判定され、生体情報演算部１５０において、受光信号から生体情報が算出される（ステップＳ１０５）。算出された生体情報は、装置外部に出力され（ステップＳ１０６）、例えばディスプレイ等に表示される。

一方、信号強度が閾値Ａ以上である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、受光した戻り光は反射部４２５からのものである（即ち、生体５００からの戻り光を受光できていない状態である）と判定され、生体検出判断部１６０から計測エラーアラーム情報が出力される（ステップＳ１０７）。即ち、生体５００からの戻り光より強い光が受光されているため、計測されるべき生体５００からの戻り光が得られておらず、反射部４２５からの戻り光が得られている状態であると判定される。

計測エラーアラーム情報が出力されると、計測エラーを示す警告が実行される。よって、何らかの原因で装置が計測対象から外れてしまった場合に、その旨を使用者に知らせることができる。なお、計測エラーであると判定された場合、受光信号から生体情報は算出されない。

上述した一連の処理は、全ての計測が終了したと判定されると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、終了する。なお、全ての計測が終了していないと判定された場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１０２以降の処理が繰り返し実行される。

以上説明したように、第１実施例に係る情報計測器１００では、計測対象である生体５００より高い反射率を有する反射板４２５を備えることで、生体５００に対する計測を正常に実行できているか否かを判別できる。よって、不適切な計測が実行され続けることを回避でき、より好適な計測環境を実現することが可能である。

＜第２実施例＞
続いて、第２実施例に係る情報計測器１００ｂについて説明する。なお、第２実施例は、上述した第１実施例と一部の構成及び動作が異なるのみで、他の多くの部分については概ね同様である。このため、以下では、既に述べた第１実施例と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

＜装置構成＞
先ず、第２実施例に係る情報計測器１００ｂの構成について、図８を参照して説明する。ここに図８は、第２実施例に係る情報計測器の全体構成を示すブロック図である。

図８において、第２実施例に係る情報計測器１００ｂは、第１実施例に係る情報計測器１００が備える各部材に加えて、装置故障判断部１７０を備えて構成されている。

装置故障判断部１７０は、「判別手段」の一具体例であり、Ａ／Ｄコンバータ１４０から入力される信号に基づいて、発光部１１０及び受光部１２０に故障が発生しているか否かを判別する。装置故障判断部１７０は、発光部１１０及び受光部１２０に故障が発生していないと判定した場合には、生体情報演算部１５０に対し生体情報の演算を実行するよう指示を出す。一方、装置故障判断部１７０は、発光部１１０及び受光部１２０に故障が発生していると判定した場合には、計測器故障情報を出力する。

なお、第２実施例に係る情報計測器１００ｂにおけるプローブ部２００の構成は、図２から図４等に示した第１実施例のものと同様である。

＜動作説明＞
次に、第２実施例に係る情報計測器１００ｂの動作について、図９を参照して説明する。ここに図９は、第２実施例に係る情報計測器の一連の処理を示すフローチャートである。

図９において、第２実施例に係る情報計測器１００ｂの動作時には、先ず発光部１１０からレーザ光が照射される（ステップＳ２０１）。発光部１１０から照射された光は、図５に示すように、計測対象が存在する場合には計測対象において反射され、図６に示すように、計測対象が存在しない場合には、反射部４２５によって反射される。そして、その戻り光は、受光部１２０において受光され、受光量に基づいた受光信号が生成される（ステップＳ２０２）。

受光部１２０で生成された受光信号は、増幅器１３０において増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４０においてデジタル変換される（ステップＳ２０３）。これにより、受光信号は、受光部１２０での受光量の大きさをデジタル値として示す信号となる。

受光信号がデジタル化されると、生体検出判断部１６０において、受光信号の信号強度が所定の閾値Ａより小さく且つ所定の閾値Ｂより大きいか否かが判定される（ステップＳ２０４）。なお、ここでの「閾値Ａ」は、第１実施例と同様に、計測対象である生体５００の反射率及び反射部４２５の反射率に基づいて設定されており、信号強度から、戻り光が計測対象である生体５００からのものであるのか、或いは反射部４２５からのものであるのかを判別するために用いられる。一方で、「閾値Ｂ」は、計測対象である生体５００の反射率及び装置の故障時に受光されると推測される受光量に基づいて設定されており、信号強度から、装置の故障を判別するために用いられる。

ここで、信号強度が閾値Ａより小さく且つ閾値Ｂより大きい場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、受光した戻り光は生体５００からのものであると判定され、生体情報演算部１５０において、受光信号から生体情報が算出される（ステップＳ２０５）。算出された生体情報は、装置外部に出力され（ステップＳ２０６）、例えばディスプレイ等に表示される。

一方、信号強度が閾値Ａより小さく且つ閾値Ｂより大きい値でない場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、更に、信号強度が閾値Ａ以上であるか否かが判定される（ステップＳ２０７）。即ち、信号強度が閾値Ａ以上であるのか、或いは閾値Ｂ以下であるのかが判定される。

ここで、信号強度が閾値Ａ以上であると判定されると（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、受光した戻り光は反射部４２５からのものである（即ち、生体５００からの戻り光を受光できていない状態である）と判定され、生体検出判断部１６０から計測エラーアラーム情報が出力される（ステップＳ２０８）。即ち、生体５００からの戻り光より強い光が受光されているため、計測されるべき生体５００からの戻り光が得られておらず、反射部４２５からの戻り光が得られている状態であると判定される。

計測エラーアラーム情報が出力されると、計測エラーを示す警告が実行される。よって、何らかの原因で装置が計測対象から外れてしまった場合に、その旨を使用者に知らせることができる。なお、計測エラーであると判定された場合、受光信号から生体情報は算出されない。

一方で、信号強度が閾値Ｂ以下であると判定されると（ステップＳ２０７：ＮＯ）、発光部１１０又は受光部１２０のいずれかが故障していると判断される。具体的には、受光部１２０における受光量が、計測対象である生体５００からの戻り光に対応する値でもなく、反射部４２５からの戻り光に対応する値でもないため、発光部１１０の故障により照射量が低下している、或いは受光部１２０の故障により受光感度が低下していると判断される。このように、装置が故障していると判断された場合には、装置故障判断部１７０から故障情報が出力される（ステップＳ２０９）。なお、装置が故障していると判定された場合も、計測エラーの場合と同様に、受光信号から生体情報は算出されない。

上述した一連の処理は、全ての計測が終了したと判定されると（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、終了する。なお、全ての計測が終了していないと判定された場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ステップＳ２０２以降の処理が繰り返し実行される。

以上説明したように、第２実施例に係る情報計測器１００ｂによれば、装置が正常に計測対象に装着されているか否かに加えて、装置の故障を判別できる。よって、より確実に不適切な計測が実行され続けてしまうことを防止できる。そして特に、上述した故障の判別処理は、プローブ部２００等の物理的構成を変更せずに（即ち、第１実施例と同様の構成で）実現できる。よって、装置構成の複雑化やコストの増大を防止することができる。

＜第３実施例＞
続いて、第３実施例に係る情報計測器１００ｃについて説明する。なお、第３実施例は、上述した第２実施例と一部の構成及び動作が異なるのみで、他の多くの部分については概ね同様である。このため、以下では、既に述べた第２実施例と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

＜装置構成＞
先ず、第３実施例に係る情報計測器１００ｃの構成について、図１０を参照して説明する。ここに図１０は、第３実施例に係る情報計測器の構成を示す部分拡大図である。

図１０において、第３実施例に係る情報計測器１００ｃでは、反射部４２５ｂの反射率が、計測対象である生体５００の反射率より低くなるよう設定されている。反射部４２５ｂは、例えば反射率が３０％以下となるようなシリコン素材等を含んで構成される。

また第３実施例に係る情報計測器１００ｃは、検出素子２５０の表面部分（即ち、発光部１１０及び受光部１２０と計測対象が配置されるべき位置との間に）透過光調整板６００が備えられている。透過光調整板６００は、発光部１１０から照射された光の一部を透過すると共に、他部を反射するように構成されている。これにより、照射された光の一部は計測対象である生体５００及び反射板４２５側に透過され、他部は直接受光部１２０側へ反射される。

透過光調整板６００は、例えばアクリル板として構成される。アクリル板を用いる場合、透明なものでは７％程度の反射率であるが、着色により反射率を調整することもできる。透過光調整板６００の反射率は、後述するように、反射部４２５ｂからの反射光の受光量が小さい場合であっても、装置の故障を判別できる程度の受光量が実現されるような値として設定される。

＜動作説明＞
次に、第３実施例に係る情報計測器１００ｃの動作について、図１１を参照して説明する。ここに図１１は、第３実施例に係る情報計測器の一連の処理を示すフローチャートである。

図１１において、第３実施例に係る情報計測器１００ｃの動作時には、先ず発光部１１０からレーザ光が照射される（ステップＳ３０１）。発光部１１０から照射された光は、図５に示すように、計測対象が存在する場合には計測対象において反射され、図６に示すように、計測対象が存在しない場合には、反射部４２５ｂによって反射される。そして、その戻り光は、受光部１２０において受光され、受光量に基づいた受光信号が生成される（ステップＳ３０２）。

受光部１２０で生成された受光信号は、増幅器１３０において増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４０においてデジタル変換される（ステップＳ３０３）。これにより、受光信号は、受光部１２０での受光量の大きさをデジタル値として示す信号となる。

受光信号がデジタル化されると、生体検出判断部１６０において、受光信号の信号強度が所定の閾値Ｃより大きいか否かが判定される（ステップＳ３０４）。なお、ここでの「閾値Ｃ」は、計測対象である生体５００の反射率及び反射部４２５ｂの反射率に基づいて設定されており、信号強度から、戻り光が計測対象である生体５００からのものであるのか、或いは反射部４２５ｂからのものであるのかを判別するために用いられる。

信号強度が閾値Ｃより大きい場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、受光した戻り光は生体５００からのものであると判定され、生体情報演算部１５０において、受光信号から生体情報が算出される（ステップＳ３０５）。算出された生体情報は、装置外部に出力され（ステップＳ３０６）、例えばディスプレイ等に表示される。

一方、信号強度が閾値Ｃ以下である場合（ステップＳ３０４：ＮＯ）、更に、信号強度が閾値Ｄより大きいか否かが判定される（ステップＳ３０７）。即ち、信号強度が閾値Ｃから閾値Ｄまでの範囲内の値であるのか、或いは閾値Ｄ以下であるのかが判定される。なお、ここでの「閾値Ｄ」は、計測対象である生体５００の反射率及び装置の故障時に受光されると推測される受光量に基づいて設定されており、信号強度から、装置の故障を判別するために用いられる。

信号強度が閾値Ｄより大きいと判定されると（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、受光した戻り光は反射部４２５ｂからのものである（即ち、生体５００からの戻り光を受光できていない状態である）と判定され、生体検出判断部１６０から計測エラーアラーム情報が出力される（ステップＳ３０８）。即ち、生体５００からの戻り光より弱い光が受光されているが、故障している場合と比べると強い光が受光されているため、計測されるべき生体５００からの戻り光が得られておらず、反射部４２５からの戻り光が得られている状態であると判定される。

計測エラーアラーム情報が出力されると、計測エラーを示す警告が実行される。よって、何らかの原因で装置が計測対象から外れてしまった場合に、その旨を使用者に知らせることができる。なお、計測エラーであると判定された場合、受光信号から生体情報は算出されない。

一方で、信号強度が閾値Ｄ以下であると判定されると（ステップＳ３０７：ＮＯ）、発光部１１０又は受光部１２０のいずれかが故障していると判断される。具体的には、受光部１２０における受光量が、計測対象である生体５００からの戻り光に対応する値でもなく、反射部４２５からの戻り光に対応する値でもないため、発光部１１０の故障により照射量が低下している、或いは受光部１２０の故障により受光感度が低下していると判断される。このように、装置が故障していると判断された場合には、装置故障判断部１７０から故障情報が出力される（ステップＳ３０９）。なお、装置が故障していると判定された場合も、計測エラーの場合と同様に、受光信号から生体情報は算出されない。

上述した一連の処理は、全ての計測が終了したと判定されると（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、終了する。なお、全ての計測が終了していないと判定された場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、ステップＳ２０２以降の処理が繰り返し実行される。

以上説明したように、第３実施例に係る情報計測器１００ｃによれば、第２実施例と同様に、装置が正常に計測対象に装着されているか否かに加えて、装置の故障を判別できる。また第３実施例では特に、反射部４２５ｂの反射率が生体５００より低く設定されているが故に、受光量が比較的小さい場合に、受光量が反射部４２５ｂによる反射で小さくなっているのか、或いは故障により小さくなっているのかを判別するのが困難である。これに対し本実施例では、透過光調整板６００を備えるため、発光部１１０から照射された一部の光が直接受光部１２０に向かう。よって、受光部１２０では一定以上の受光量が見込める。従って、反射部４２５ｂからの戻り光が弱い場合であっても、好適に装置の故障を検出することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う情報検出器及び情報計測器、並びに情報検出方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１００ 情報計測器
１１０ 発光部
１２０ 受光部
１３０ 増幅器
１４０ Ａ／Ｄコンバータ
１５０ 生体情報演算部
１６０ 生体検出判断部
１７０ 装置故障判断部
２００ プローブ部
２５０ 検出素子
３００ 接続ケーブル
３１０ 接続端子
４００ クリップ部
４１０ 第１クリップ部材
４２０ 第２クリップ部材
４２５ 反射部
４３０ クリップ接続部
４４０ ケーブルクランプ
５００ 生体
５１０ 指先
６００ 透過光調整板

Claims (4)

1. 計測対象に関する情報を検出する情報検出器であって、
   光を照射する照射手段と、
   計測対象とは異なる反射率を有する反射手段と、
   前記照射手段から照射された光の戻り光を受光する受光手段と、
   前記受光手段における受光量が第１の閾値よりも大きい場合に計測エラーであると判別して計測エラーアラーム情報を出力し、前記受光手段における受光量が第２の閾値よりも小さい場合に、前記照射手段又は前記受光手段に異常があると判別する判別手段と、
   を備えることを特徴とする情報検出器。
2. 前記反射手段の反射率は、前記計測対象の反射率よりも大きく設定され、
   前記判別手段は、
   前記受光量が前記第１の閾値よりも小さく、前記第２の閾値よりも大きい場合には、前記戻り光が前記計測対象からの戻り光であると判別し、
   前記受光量が前記第１の閾値よりも大きい場合には、前記戻り光が前記反射手段からの戻り光であると判別し、
   前記受光量が前記第２の閾値よりも小さい場合には、前記照射手段又は前記受光手段に異常があると判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報検出器。
3. 計測対象に関する情報を検出する情報検出器であって、
   光を照射する照射手段と、
   計測対象とは異なる反射率を有する反射手段と、
   前記照射手段から照射された光の戻り光を受光する受光手段と、
   前記受光手段における受光量が前記第１の閾値よりも小さく、前記第２の閾値よりも大きい場合に計測エラーであると判別して計測エラーアラーム情報を出力し、前記受光量が前記第２の閾値よりも小さい場合には、前記照射手段又は前記受光手段に異常があると判別する判別手段と、
   を備えることを特徴とする情報検出器。
4. 光を照射する照射手段と、計測対象とは異なる反射率を有する反射手段と、前記照射手段から照射された光の戻り光を受光する受光手段と、を備える、前記計測対象に関する情報を検出する情報検出器における情報検出方法であって、
   前記受光手段における受光量が第１の閾値よりも大きい場合に計測エラーであると判別し、前記受光手段における受光量が第２の閾値よりも小さい場合に、前記照射手段又は前記受光手段に異常があると判別する判別工程を備えることを特徴とする情報検出方法。

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