JP6507249B2 - 生体測定装置 - Google Patents
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Description
本出願は、一般には生体測定に関し、具体的には、限定されるものではないが、ウェアラブル生体測定装置に関する。本出願はまた具体的に、限定されるものではないが、皮膚装着型生体測定装置に関する。
本節では、有用な背景情報を紹介するが、最先端の技術を紹介しようという意図はない。
ウェアラブル生体測定デバイスは、需要が益々高まっており、生産され続けている。現在、心拍数等の計測やその他の生体測定を行うデバイスの多くが不快で大きさも嵩張るものであり、長期間身に付けるのに適切で利便性のあるものとは言えない。
光電式容積脈波記録法（photoplethysmography; ＰＰＧ）のような光学式測定を用いる現存デバイスは、例えば手首等の皮膚に接触して装着されるため、長期間の使用に比較的向いている。こうしたデバイスは、体内組織に赤外線や赤色、緑色等の発光ダイオード（ＬＥＤ）を照射し、その反射光信号を検出する方法に頼っている。
十分な信号を得るためには、照射輝度を非常に高くする必要があり、消費電力も増える。また、皮膚と測定部品との間の相対的な動きによるアーチファクトを防ぐために、デバイスを皮膚に不快な程きつく装着させる必要もある。
皮膚装着型デバイスは、絆創膏やバンドエイド（登録商標）と同様、光生体測定用として知られている。こうしたデバイスはサイズを小さくする必要があり、それに伴ってデバイス電源の大きさも制限され、使用時間も短くなる。
本発明は、光生体測定におけるこうした問題の軽減を目的としている。
本発明の種々の例示的態様は特許請求の範囲に提示されている。
本発明の第１の例示的態様によれば：
少なくとも一つの光源と；
少なくとも一つの光検出器と；
前記少なくとも一つの光源を組み込むように構成される、第１の光学材料層と；
前記少なくとも一つの光検出器を組み込むように構成される、第２の光学材料層と；
を備える装置であって、
前記第１及び第２の光学材料層は、前記少なくとも一つの光源からの光を導き、前記少なくとも一つの光源からの光を前記少なくとも一つの光検出器に直接到達させないようにするように構成され、
前記第２の光学材料層は、光を前記少なくとも一つの光検出器に向けて導くように構成される、
装置が提供される。
少なくとも一つの光源と；
少なくとも一つの光検出器と；
前記少なくとも一つの光源を組み込むように構成される、第１の光学材料層と；
前記少なくとも一つの光検出器を組み込むように構成される、第２の光学材料層と；
を備える装置であって、
前記第１及び第２の光学材料層は、前記少なくとも一つの光源からの光を導き、前記少なくとも一つの光源からの光を前記少なくとも一つの光検出器に直接到達させないようにするように構成され、
前記第２の光学材料層は、光を前記少なくとも一つの光検出器に向けて導くように構成される、
装置が提供される。
前記装置は、前記少なくとも一つの光源及び前記少なくとも一つの光検出器が搭載される基板を更に備えてもよい。
前記基板はフレキシブル、伸縮自在の何れか又は両方であってもよい。
前記少なくとも一つの光検出器は、前記基板の表面から間隔を置いて搭載されてもよい。
前記少なくとも一つの光源は発光ダイオードＬＥＤを含んでもよい。
前記少なくとも一つの光源は周辺光源を含んでもよい。
前記装置は、反射層と、導波路として機能するように構成される光学要素を更に備えてもよい。
前記第１及び第２の光学材料層の何れか又は両方は、反射材又は吸収材を含んでもよい。
前記装置は、スキンセーフ粘着剤であって、前記装置の要素を組み込むように構成され、前記装置を使用者の皮膚に装着するように構成される、前記スキンセーフ粘着剤を更に備えてもよい。
前記装置は、低電力増幅回路を備える回路要素を更に備えてもよい。
前記低電力増幅回路は別個の回路要素に搭載されてもよい。
本発明の第２の例示的態様によれば：
第１の例示的態様の装置と、
前記装置に接続される電源・メモリ要素と；
を備える、システムが提供される。
第１の例示的態様の装置と、
前記装置に接続される電源・メモリ要素と；
を備える、システムが提供される。
電源・メモリ要素は独立装置に具備されてもよい。
前記独立装置は、腕時計やスマートウォッチ、活動量計ブレスレット、携帯電話、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、テレビ受像機のようなパーソナル電子デバイスを備えてもよい。
本発明の第３の例示的態様によれば、本発明の第１の例示的態様の装置を製造する方法であって、
基板に前記少なくとも一つの光源を搭載することと；
前記少なくとも一つの光源を組み込むように第１の光学材料層を設けることと；
基板に前記少なくとも一つの光検出器を搭載することと；
前記少なくとも一つの光検出器を組み込むように第２の光学材料層を設けることと；
を含む、方法が提供される。
基板に前記少なくとも一つの光源を搭載することと；
前記少なくとも一つの光源を組み込むように第１の光学材料層を設けることと；
基板に前記少なくとも一つの光検出器を搭載することと；
前記少なくとも一つの光検出器を組み込むように第２の光学材料層を設けることと；
を含む、方法が提供される。
本方法は、スキンセーフ粘着層を設けることを更に含んでもよい。
前記少なくとも一つの光源は第１の基板に搭載されてもよく、少なくとも一つの光検出器は第２の基板に設けられ、前記第１の基板の上部に搭載されてもよい。
前述又は後述する記憶媒体は、データディスクやディスケット、光学記憶装置、磁気記憶装置、ホログラフィック記憶装置、光磁気記憶装置、相変化メモリ、抵抗変化型ランダムアクセスメモリ、磁気ランダムアクセスメモリ、固体電解質メモリ、強誘電体メモリ、有機メモリ、高分子メモリ等のデジタルデータ記憶装置を有してもよい。これらのメモリ媒体は、記憶以外の機能は事実上備えていないようなデバイスとして実装されてもよく、または、様々な機能を有する装置の一部として実装されてもよい。例えば、限定するわけではないが、コンピュータやチップセット、電子機器のサブアセンブリのメモリとして実装されてもよい。本出願の文脈において「記録媒体」は触ることが可能なメディアや手段であって、命令を実行するコンピュータのようなシステムや装置、デバイスによって又はそれと共に使用される命令を含むことや格納すること、通信すること、伝達すること、送信することの何れかが可能な如何なるメディアや手段であってもよい。
本発明の様々な態様及び実施形態を示したが、これらは発明の範囲を限定するために提示されたものではない。これらの例は、本発明の実施において利用される可能性のある特徴やステップを、いくつか選択して説明したものに過ぎない。いくつかの具現化形態は、本発明の例示的な側面のあるものを参照してのみ示されるかもしれない。そのため、対応する実施形態が他の例示的態様にも適用可能であることを理解すべきである。
本発明の例示的実施形態をより詳細に理解するために、次の添付図面と合わせて以下の説明を参照されたい。
本発明の例示的実施形態に従う装置の略側面図を示す。
本発明の更なる例示的実施形態に従う装置の略側面図を示す。
図３ａ−ｃは、本発明の更なる例示的実施形態に従う装置の概略的な原理上面図を示す。
本発明の例示的実施形態に従うシステムの略ブロック図を示す。
本発明の例示的実施形態に従う装置及びその組立ての略側面図を示す。
ある例示的実施形態に従う装置の製造工程に関するフローチャートを示す。
本発明のある例示的実施形態とその可能性のある利点が、添付の図１から図５を参照して理解されよう。 本明細書及び図面では、同様の要素や方法ステップには同様の引用符号が使われる。
図１は、本発明の例示的実施形態に従う装置の模式側面図を示し、ある例示的実施形態に従う光生体測定装置１００を示している。装置１００は、可撓性及び／又は伸縮性基板１を備える。基板１には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）等、少なくとも一つの光源２が搭載される。光源は、この装置の使用者の皮膚７及び血液灌流組織の内部に向けて光を出すように構成される。ある例示的実施形態において、光源２は緑色光を出すように構成される。
基板１には更に、少なくとも一つの光検出器３が搭載される。少なくとも一つの光検出器３は、装置使用者の皮膚７及び血液灌流組織から反射した光を検出するように構成される。ある例示的実施形態において、少なくとも一つの光検出器３は、基板１の表面から特定の距離を置いて搭載される。これは、少なくとも一つの光源２からの光が直接、少なくとも一つの光検出器３に到達する可能性を減らすためである。同じく、少なくとも一つの光源２からの光が直接、少なくとも一つの光検出器３に到達する可能性を減らすために、さらなる例示的実施形態において、少なくとも一つの光検出器３が、少なくとも一つの光源２よりも高いレベル、即ち、基板表面からより離れて搭載されてもよい。例示的実施形態によっては、少なくとも一つの光検出器３が例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ、光依存性抵抗（ＬＤＲ）、量子ドット高性能化（quantum dot enhanced）グラフェン電界効果トランジスタ（ＧＦＥＴ）を含んでもよい。
例示的実施形態に従う装置１００は更に、第１の光学材料層４を備え、例示的実施形態によっては、光学吸収材又は光学反射材でもよい。第１の層４は、少なくとも一つの光源２を組み込んでいるか、埋め込んでいる。また、例示的実施形態に従う装置１００は更に、第２の光学材料層５を備え、例示的実施形態によっては、光学吸収材又は光学反射材でもよい。第２の層５は、ある実施形態では第１の層４と同じ又は類似の材料を含み、またある実施形態では第１の層４とは異なる材料を含む。第２の層５は、少なくとも一つの光検出器３を組み込んでいるか、埋め込んでいる。第１の層４及び第２の層５は、少なくとも一つの光源２からの光を装置使用者の血液灌流組織に導き、少なくとも一つの光検出器３には導かないように構成される。これは、少なくとも一つの光源２から直接少なくとも一つの光検出器３に到達するような如何なる光でも測定誤差を増やしてしまうからである。さらに、第２の層５は、皮膚及び血液灌流組織からの反射光を少なくとも一つの光検出器３に向けて導くように構成される。ある例示的実施形態では、層４・５の材料が、例えばペータース株式会社（Peters GmbH）のEpleguard SL1347ブラックコーティング又はEpleguard SL1397ホワイトコーティングのような光学材料を含んでもよい。
ある例示的実施形態に従う装置１００は更に、粘着層６を備える。層６は、ある例示的実施形態では、装置１００の使用者の皮膚７に装着するように構成されたスキンセーフ粘着剤を含む。また、ある例示的実施形態では、層６は、装置１００に組み込まれた、又は埋め込まれた装置の部品を保護するように構成される。さらに、例示的実施形態によっては、スキンセーフ粘着剤の層６は工学的に透明で、皮膚との光結合を向上させるように構成されてもよい。例示的実施形態によっては、スキンセーフ粘着剤は、Dow Corning 7-9700のような粘着剤を含んでもよい。
図２は、本発明の更なる例示的実施形態に従う装置の略側面図を示す。図２は、ある例示的実施形態に従う光生体測定装置２００を示している。装置２００は、可撓性及び／又は伸縮性基板１を備える。基板１には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）等、少なくとも一つの光源２が搭載される。光源は、この装置の使用者の皮膚７及び血液灌流組織の内部に向けて光を出すように構成される。ある例示的実施形態において、光源２は緑色光を出すように構成される。
基板１には更に、少なくとも一つの光検出器３が搭載される。少なくとも一つの光検出器３は、装置使用者の皮膚７及び血液灌流組織から反射した光を検出するように構成される。ある例示的実施形態において、少なくとも一つの光検出器３は、基板１の表面から特定の距離を置いて搭載される。これは、少なくとも一つの光源２からの光が直接、少なくとも一つの光検出器３に到達する可能性を減らすためである。同じく、少なくとも一つの光源２からの光が直接、少なくとも一つの光検出器３に到達する可能性を減らすために、さらなる例示的実施形態において、少なくとも一つの光検出器３が、少なくとも一つの光源２よりも高いレベル、即ち、基板表面からより離れて搭載されてもよい。例示的実施形態によっては、少なくとも一つの光検出器３が例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ、光依存性抵抗（ＬＤＲ）、量子ドット高性能化（quantum dot enhanced）グラフェン電界効果トランジスタ（ＧＦＥＴ）を含んでもよい。
例示的実施形態によっては、装置２００は更に、少なくとも一つの周辺光源８、反射層９、マイクロレンズアレイ１０のような光学素子を備える。周辺光源は反射層９と合わせて、マイクロレンズアレイ１０からの周辺光を、装置使用者の皮膚７及び血液灌流組織に向かって導くように構成される。すなわち、少なくとも一つの周辺光源８と反射層９、マイクロレンズアレイ１０は、導波路構造として機能するように構成される。また、例示的実施形態によっては、反射層９は、ＰＰＧ信号を増強するために、紫外線照射を緑色光に変換する構成を備えてもよい。例示的実施形態によっては、反射層９とマイクロレンズアレイはエラストマー材料を含んでもよい。さらに例示的実施形態によっては、装置２００は、特定波長の光を選択する回折格子のような光学構造を備えてもよい。また更に例示的実施形態によっては、少なくとも一つの光源２が省かれ、少なくとも一つの周辺光源８のみを装置２００が備えてもよい。例示的実施形態によっては、少なくとも一つの周辺光源８の使用によって装置の電力使用量が減らされ、光源２からの光が少なくても、あるいは無くても済むようになる。
例示的実施形態に従う装置２００は更に、第１の光学材料層４を備え、例示的実施形態によっては、光学吸収材又は光学反射材でもよい。また、例示的実施形態に従う装置１００は更に、第２の光学材料層５を備え、例示的実施形態によっては、光学吸収材又は光学反射材でもよい。第２の層５は、ある実施形態では第１の層４と同じ又は類似の材料を含み、またある実施形態では第１の層４とは異なる材料を含む。第２の層５は、少なくとも一つの光検出器３を組み込んでいるか、埋め込んでいる。第１の層４及び第２の層５は、少なくとも一つの光源２及び少なくとも一つの周辺光源８からの光を装置使用者の血液灌流組織に導き、少なくとも一つの光検出器３には導かないように構成される。これは、少なくとも一つの光源２から直接少なくとも一つの光検出器３に到達するような如何なる光でも測定誤差を増やしてしまうからである。さらに、第２の層５は、皮膚及び血液灌流組織からの反射光を少なくとも一つの光検出器３に向けて導くように構成される。ある例示的実施形態では、層４・５の材料が、例えばペータース株式会社（Peters GmbH）のEpleguard SL1347ブラックコーティング又はEpleguard SL1397ホワイトコーティングのような光学材料を含んでもよい。
ある例示的実施形態に従う装置200は更に、粘着層６を備える。層６は、ある例示的実施形態では、装置１００の使用者の皮膚７に装着するように構成されたスキンセーフ粘着剤を含む。また、ある例示的実施形態では、層６は、装置200に組み込まれた、又は埋め込まれた装置の部品を保護するように構成される。さらに、例示的実施形態によっては、スキンセーフ粘着剤の層６は工学的に透明で、皮膚との光結合を向上させるように構成されてもよい。例示的実施形態によっては、スキンセーフ粘着剤は、Dow Corning 7-9700のような粘着剤を含んでもよい。
装置１００・２００は、心拍数の光電式容積脈波記録法（ＰＰＧ）測定、経皮的動脈血酸素飽和度、更なる生体測定におけるセンサ要素として機能するように構成される。ＰＰＧ測定の原理自体は当業者には周知のことである。ある例示的実施形態において、装置１００・２００は、絆創膏に似た薄い粘着パッチとして形成され、長期間使用者の皮膚に装着されるように構成される。さらなる例示的実施形態によっては、装置１００・２００が図１及び２に示されていない、界面要素のような要素を備えうることに留意すべきである。また更に、例示的実施形態によっては、装置１００・２００は、使用後に使い捨てされるか、再利用されるように、あるいはその両方であるように構成されてもよい。また更に、例示的実施形態によっては、装置１００・２００は、ウェアラブルデバイスのような別のデバイスに組み込まれてもよい。こうしたウェアラブルデバイスには、例えば腕時計やスマートウォッチ、宝石、衣類、活動量計ブレスレットがある。
ある例示的実施形態では、図１及び２で概略的に示したように、少なくとも一つの光源、少なくとも一つの周辺光源８の何れか又は両方と、少なくとも一つの光検出器とが、実質的に互いに隣接して、即ち同一直線上に配置される。図３ａから３ｃは、本発明の更なる例示的実施形態に従う装置の概略的な原理上面図を示す。また図３ａから３ｃは、例示的実施形態に従う、少なくとも一つの光源２及び少なくとも一つの光検出器３の配置構成を示す。さらに、例示的実施形態によっては、少なくとも一つの周辺光源の構成も図３ａから３ｃに示されるものと同様であることに留意すべきである。また更に、例示的実施形態によっては、装置１００・２００が、図１から３ｃに示されるような、光源２・８を伴って配置される複数の光検出器３を備えてもよい。
図４は、本発明の例示的実施形態に従うシステムの略ブロック図を示す。本システムは、本発明の例示的実施形態に従って前述された装置１００・２００を備える。装置１００・２００は回路要素３００に接続され、ある例示的実施形態では、回路要素が別個の回路板又は回路基板を備え、こうした回路板又は回路基板が装置１００・２００で使用されるエレクトロニクスを備える。例示的実施形態によっては、回路要素は低電力増幅回路を備え、例えばオペアンプを用いて光検出器３に接続されてもよい。増幅回路は装置１００・２００の感度を上げるように構成され、それによって、心臓からの脈圧によって生じる光吸収の微小変動が検出され、酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定することができる、あるいはその何れかが行われる。例示的実施形態によっては、回路要素３００は従来通りに装置１００・２００に接続されてもよい。これは例えば、有線によるものでもよく、ＮＦＣやＲＦＩＤのような近距離無線通信等を用いた無線によるものでもよい。この場合、必要な通信部品は装置１００・２００と回路要素３００に備えられる。また更なる例示的実施形態によっては、回路要素３００がデバイス１００・２００に組み込まれてもよい。すなわち、装置１００・２００の基板１が増幅回路を搭載して有してもよい。
システムは更に、追加要素又は電源・メモリ要素４００を備える。電源・メモリ要素４００は、ある例示的実施形態では、装置１００・２００及び回路要素３００に給電する電源４５０を備える。例示的実施形態によっては、要素４００は、自身に給電する更に別の電源（図示せず）を備える。要素４００は更にメモリ４４０とプロセッサ４２０を備える。プロセッサ４２０は、装置１００・２００からのデータをメモリ４４０に保存するように構成される。要素４００は、有線又は無線等の従来の方式で、回路要素３００を経由して装置１００・２００に接続される。さらなる例示的実施形態によっては、装置１００・２００に供給される電力も無線で伝送される。
また更なる例示的実施形態によっては、要素４００は非一時的コンピュータプログラムコードを含む追加メモリ（図示せず）を備え、プロセッサ３２０は、このコンピュータプログラムコードを用いて装置１００・２００及び要素４００自身の動作を制御するように構成される。また更なる例示的実施形態によっては、要素４００は通信ユニット４１０を備える。通信ユニットには例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）ポート；無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）ユニット；ブルートゥース（登録商標）ユニット；セルラデータ通信ユニット；近距離通信ユニット；衛星データ通信ユニットが含まれる。さらなる例示的実施形態によっては、要素４００はユーザインタフェースユニット４３０を備える。プロセッサ３２０には例えば、主制御ユニット（ＭＣＵ）、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ＦＰＧＡ、マイクロコントローラ、の一つ又は複数が含まれる。また更なる例示的実施形態によっては、要素４００はパーソナル電子デバイスを備える。こうしたデバイスには例えば、腕時計、スマートウォッチ、活動量計ブレスレット、携帯電話、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、テレビ受像機等が含まれ、装置１００・２００と協働するように構成される。
図５は、本発明の例示的実施形態に従う装置及びその組立ての略側面図を示す。図５は、ある例示的実施形態に従う光生体測定装置５００を示している。装置５００は別々の層又はラミネート層Ａ、Ｂ、Ｃで組み立てられる。装置５００は、可撓性及び／又は伸縮性基板１を備える。基板１には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）等、少なくとも一つの光源２が搭載される。光源は、この装置の使用者の皮膚７及び血液灌流組織の内部に向けて光を出すように構成される。ある例示的実施形態において、光源２は緑色光を出すように構成される。また例示的実施形態によっては、装置５００は更に、少なくとも一つの光源２、周辺光源８、及び、図２を参照して前述したような関連構造を追加的にあるいは代替的に備えてもよい。
装置５００は更に、少なくとも一つの光検出器３を搭載した追加基板１１又は検出器基板を備える。少なくとも一つの光検出器３は、装置使用者の皮膚７及び血液灌流組織から反射した光を検出するように構成される。検出器基板１１は、装置の組立工程におけるラミネート層Ａにおいて、基板１に取り付けられた要素の上面に搭載される。例示的実施形態によっては、少なくとも一つの光検出器３が例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ、光依存性抵抗（ＬＤＲ）、量子ドット高性能化（quantum dot enhanced）グラフェン電界効果トランジスタ（ＧＦＥＴ）を含んでもよい。
例示的実施形態に従う装置５００は更に、第１の光学材料層４を備え、例示的実施形態によっては、光学吸収材又は光学反射材でもよい。第１の層４はラミネート層Ａの一部を形成し、少なくとも一つの光源２を組み込んでいるか、埋め込んでいる。例示的実施形態によっては、光学材料層４が、第２のラミネート層Ｂ、即ち検出器基板１１を装着する接着剤として使われる。また、例示的実施形態に従う装置５００は更に、第２の光学材料層５を備え、例示的実施形態によっては、光学吸収材又は光学反射材でもよい。第２の層５は、ある実施形態では第１の層４と同じ又は類似の材料を含み、またある実施形態では第１の層４とは異なる材料を含む。第２の層５はラミネート層Ｂの一部を形成し、少なくとも一つの光検出器３を組み込んでいるか、埋め込んでいる。装置５００の第１の層４及び第２の層５は、図１及び２を参照して前述したのと同様に構成される。例示的実施形態に従う装置５００は更に、図１及び２を参照して前述したものと同様な粘着層６を備える。層６は、例示的実施形態によってはラミネート層Ｃの一部を形成し、装置における前の層を組み込んでいる。
本発明の例示的実施形態に従う装置及びシステムが上記図１−５を参照して、単純化のため光源と検出器、即ち、光電式容積脈波記録法（ＰＰＧ）測定用の検知構造を備えるものとして前述されてきたが、こうしたシステムが例示的実施形態によっては、追加検知要素を備えるか、それに接続又は統合されることも想定される。こうした追加検知要素には、温度検知要素、発汗解析要素、心電図検知要素、カプノグラフ検知要素、測位要素、加速度検知要素、動画像ベース測定要素等が含まれる。
図６は、ある例示的実施形態に従う装置の例示的製造工程に関するフローチャートを示す。６１０で、少なくとも一つの光源２、少なくとも一つの周辺光源８の何れか又は両方が基板１に搭載される。例示的実施形態によっては、少なくとも一つの光源は表面実装部品を備え、少なくとも一つの周辺光源８は前述のような集光構造を備える。
６２０で、第１の光学材料層４が設けられ、少なくとも一つの光源２、少なくとも一つの周辺光源８の何れか又は両方を封入するか、組み込むか、あるいは埋め込む。例示的実施形態によっては、少なくとも一つの光源、少なくとも一つの周辺光源の何れか又は両方の表面は、クリアに保つためにディウェッティング剤で処理される。例示的実施形態によっては、導波路として働くように構成された反射層９が、第１の光学材料層４よりも先に設けられる。例示的実施形態によっては、第１の層４、反射層９の何れか又は両方が、コーティングや溶解処理、プリンティング、光パターニング材の使用等の方法によって設けられる。
６３０で、少なくとも一つの光検出器３が基板１に搭載される。さらなる例示的実施形態によっては、少なくとも一つの光検出器は、初めに図５で示されるような追加検出器基板１１に搭載され、次に６３０で、この検出器基板１１が、先に取り付けられた要素の上面に搭載される。
６４０で、第２の光学材料層５が設けられ、少なくとも一つの光検出器を封入するか、組み込むか、あるいは埋め込む。さらなる例示的実施形態によっては、第２の光学材料層５は、搭載される検出器基板１１よりも先に設けられる。第２の光学材料層は、第１の光学材料層４の設置と同様にして設けられる。例示的実施形態によっては、光学材料には、光検出器と光源を更に保護するために、ゼオライトやシリカゲルのような酸素と水分を除去する材料又は「ゲッター」材が含まれる。
６５０で、スキンセーフ粘着剤が設けられる。これは、装置表面を平坦にするような方法で設けられ、それによって、装置が使用者の皮膚に装着されるように構成されることになる。さらなる例示的実施形態によっては、こうした粘着剤が不要で、同じ光学特性を持つ追加搭載材料が装置１００・２００・５００を平坦にするために使用される。
装置１００・２００・５００の回路及びエレクトロニクスは、例示的実施形態によってはスクリーンやステンシル、ロールツーロールの工程、例えばフレキソ印刷のグラビアといったプリント法によって、基板に製作される。例示的実施形態によっては、基板１・１１には金属化フレキシブル基板が含まれ、共通のエッチング工程によってパターニングされる。
本願で開示される一つまたは複数の例示的実施形態における技術的効果は、光を誘導するように構成された光学材料層によって低電力の心拍計測を可能にすることである。ただしこのことは、以降に記載する特許請求の範囲や解釈、適用を如何様にも限定するものではない。本願で開示される一つまたは複数の例示的実施形態における別の技術的効果は、皮膚に装着することによって、動きから生じるアーチファクトを減らすことである。本願で開示される一つまたは複数の例示的実施形態におけるまた別の技術的効果は、低コストの製造工程を提供することである。本願で開示される一つまたは複数の例示的実施形態における更に別の技術的効果は、従来の構成と比べて快適さとバッテリ寿命が改善されたものであることである。
本発明の実施形態は、ソフトウェア、ハードウェア、アプリケーション・ロジック、又はこれらの結合として実装されうる。例示的実施形態においては、アプリケーション・ロジック、ソフトウェア、または命令セットは、種々の標準的なコンピュータ可読媒体の何れかに保持される。本明細書の文脈において"コンピュータ可読媒体"は触ることが可能な媒体や手段であって、命令を実行するコンピュータのようなシステムや装置、デバイスによって又はそれと共に使用される命令を、含むことや格納すること、通信すること、伝達すること、送信することのいずれかが可能な如何なるメディアや手段であってもよい。こうしたものとして、図４に関連して説明され描かれている適切な装置の二つの実施例がある。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読記憶媒体を備えてもよい。それは、コンピュータのような、命令を実行するシステムや装置、デバイスによってまたはそれと共に使用される命令を含むか格納しうる、如何なる媒体や手段であってもよい。
必要に応じて、本出願で開示した様々な機能が異なる順序で、及び／又は同時に実行されてもよい。さらに必要に応じて、前述の機能の一つ又は複数がオプションであったり、統合されていたりしてもよい。
本発明の様々な態様が独立請求項に記載されているが、前述の実施形態からの特定事項の他の組合せ、および／または独立請求項の特定事項を備える従属請求項を、請求項に明記された単なる組合せとは別に、本発明の他の態様が備えてもよい。
前述の通り、本発明の例示的実施形態が説明されてきたが、これらの説明を限定的な意味で理解すべきでないことにも留意されたい。むしろ、添付の特許請求の範囲で定義されるような技術的範囲から逸脱することなく、様々な変形や修正を行うことができることを理解されたい。
Claims (17)
- 装置であって、
少なくとも一つの光源と；
前記少なくとも一つの光源が配される層とは異なる層であって、前記少なくとも一つの光源が配される層よりも、前記装置の使用者の皮膚に近い層に配される、少なくとも一つの光検出器と；
前記少なくとも一つの光源を組み込むように構成される、第１の光学材料層と；
前記少なくとも一つの光検出器を組み込むように構成される、第２の光学材料層と；
前記少なくとも一つの光源が搭載される第１の基板層と；
前記少なくとも一つの光検出器及び前記第２の光学材料層を覆い、前記装置の使用者の皮膚に接触する面を形成するスキンセーフ粘着剤と、を備える装置であって、
前記第１及び第２の光学材料層は、前記少なくとも一つの光源からの光を導き、前記少なくとも一つの光源からの光を前記少なくとも一つの光検出器に直接到達させないようにするように構成され、
前記第２の光学材料層は、光を前記少なくとも一つの光検出器に向けて導くように構成され、
前記第１の基板層、前記第１の光学材料層、前記第２の光学材料層は、ラミネート構造を形成し、
前記第１の基板層は可撓性及び／又は伸縮性を有する、
装置。 - 前記少なくとも一つの光検出器が搭載される第２の基板層を更に備え、ここで前記第２の基板層は可撓性及び／又は伸縮性を有する、請求項１に記載の装置。
- 前記少なくとも一つの光検出器は前記少なくとも一つの光源に隣接する層に配される、請求項１に記載の装置。
- 前記少なくとも一つの光検出器は、前記第１の基板層の表面から間隔を置いて搭載される、請求項１から３の何れかに記載の装置。
- 前記少なくとも一つの光源は発光ダイオードＬＥＤを含む、請求項１から４の何れかに記載の装置。
- 前記少なくとも一つの光源は周辺光源を含む、請求項１から５の何れかに記載の装置。
- 反射層と、導波路として機能するように構成される光学要素を更に備える、請求項４に記載の装置。
- 前記第１及び第２の光学材料層の何れか又は両方は、反射材又は吸収材を含む、請求項１から７の何れかに記載の装置。
- 前記少なくとも一つの光源は緑色光を出すように構成される、請求項１から８の何れかに記載の装置。
- 低電力増幅回路を備える回路要素を更に備える、請求項１から９の何れかに記載の装置。
- 前記低電力増幅回路は別個の回路要素に搭載される、請求項１０に記載の装置。
- 請求項１から１１の何れかに記載の装置と；
前記装置に接続される電源・メモリ要素と；
を備える、システム。 - 前記電源・メモリ要素は独立装置に具備される、請求項１２に記載のシステム。
- 前記独立装置は、腕時計やスマートウォッチ、活動量計ブレスレット、携帯電話、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、テレビ受像機のようなパーソナル電子デバイスを備える、請求項１３に記載のシステム。
- 請求項１から１１の何れかに記載の装置を製造する方法であって、
基板に前記少なくとも一つの光源を搭載することと；
前記少なくとも一つの光源を組み込むように第１の光学材料層を設けることと；
基板に前記少なくとも一つの光検出器を搭載することと；
前記少なくとも一つの光検出器を組み込むように第２の光学材料層を設けることと；
を含む、方法。 - スキンセーフ粘着層を設けることを更に含む、請求項１５に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの光源は第１の基板に搭載され、前記少なくとも一つの光検出器は第２の基板に設けられ、前記第１の基板の上部に搭載される、請求項１５又は１６に記載の方法。
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