JP6691637B2 - 生体情報測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体情報測定装置に関し、特に被検体としての人体の皮膚に装着させて血液内の情報の測定を行う生体情報測定装置に関する。

特許文献１に記載の生体情報測定装置は、ユーザーの身体に装着されて、ユーザーの生体情報を測定する生体情報測定装置であって、ユーザーの脈波を検出して脈波信号を出力する脈波検出部と、ユーザーの体動を検出して体動信号を出力する体動検出部と、体動信号に基づいてユーザーの運動状態の安定度合を評価する状態評価部と、状態評価部の評価結果に基づいて、脈波の検出間隔を設定する検出間隔設定部と、を備える。これにより、ユーザーの運動状態の安定度合が十分に高いと評価した場合に、脈波信号の検出間隔を長くする設定変更を行うことができ、したがって、消費電力をより低減することが可能となるとしている。

特開２０１６−１９８１９３号公報

しかしながら、被検体としての人体においては、部位によって皮膚から血管までの距離が異なるため、特許文献１に記載の生体情報測定装置を用いて測定を行ったとしても、装着する位置によって得られる信号の強度が異なってしまうため、信号が弱い場合には正確な測定が困難になるおそれがある。

そこで本発明は、生体情報の測定に適した箇所に装着されているか否かの判定が可能であり、これによって、最適な位置での測定を可能とし、一定の測定精度を確保することができる生体情報測定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の生体情報測定装置は、所定波長の測定光を発光する発光素子と、測定光が被検体を経由したもどり光を受光する受光素子と、受光素子における、もどり光の受光光量に基づいて被検体への装着状態を判定する装着判定部と、被検体に正しく装着されていると装着判定部が判定したときに、もどり光の受光光量に基づいて測定箇所の良否を判定する測定箇所判定部とを備えることを特徴としている。
これにより、生体情報の測定に適した箇所に装着されているか否かの判定が可能となり、最適な位置での測定を可能とし、一定の測定精度を確保することができる。また、正しく装着されたものと判定された状態で測定箇所判定を行うため、測定箇所判定の対象となる受光光量範囲を狭くすることができ、よって、判定の演算処理負担を減らし、高速に処理することが可能となる。

本発明の生体情報測定装置において、装着判定部は、受光光量が所定値以上であれば被検体へ正しく装着されていると判定することが好ましい。
これにより、もどり光の受光光量を一定レベル以上にすることができるため、その後の測定箇所判定における処理負担を軽減することができる。

本発明の生体情報測定装置において、発光素子を複数有し、測定箇所判定部は、複数の発光素子を交互に発光させたときのそれぞれの測定光に対応するもどり光の受光光量に基づいて、測定箇所の良否を判定することが好ましい。
これにより、生体情報の測定のために最適な位置を特定でき、測定精度を一定以上に維持することができる。

本発明の生体情報測定装置において、測定箇所判定部は、複数の発光素子を交互に発光させたときのそれぞれの測定光に対応するもどり光の受光光量の和が所定値以上であるとき、測定箇所が良であると判定することが好ましい。
これにより、各発光素子に対応する受光光量がすべて大きいときを特定でき、このときを最適な測定箇所として設定することが可能となる。

本発明の生体情報測定装置において、測定箇所判定部は、複数の発光素子を交互に発光させたときのそれぞれの測定光に対応するもどり光の受光光量の差が所定値以下であり、かつ、それぞれの受光光量が所定値以上であるとき、測定箇所が良であると判定することが好ましい。
これにより、各発光素子に対応する受光光量がすべて大きく、かつ、ばらつきが小さいときを特定でき、このときを最適な測定箇所として設定することが可能となる。

本発明の生体情報測定装置において、複数の発光素子は互いに同一の波長の測定光を発光することが好ましい。
これにより、測定箇所判定で複数の発光素子を交互に発光させたときに得られる受光信号の演算処理が容易となる。

本発明の生体情報測定装置において、受光素子と、複数の発光素子の１つとの距離をＬ１としたとき、それ以外の発光素子と受光素子との距離Ｌ２が次式（１）を満足することが好ましい。
０．７≦Ｌ２／Ｌ１≦１．３ （１）
また、本発明の生体情報測定装置において、複数の発光素子と受光素子との距離は４ｍｍ以上１１ｍｍ以下であることが好ましい。
これらにより、複数の発光素子のそれぞれから放出される測定光が照射される、被検体の各測定部位の深度ばらつきを一定範囲に抑えることができ、よって、複数の発光素子からの測定光に基づく生体情報の測定ばらつきを抑えることができる。

本発明の生体情報測定装置において、発光素子を２つ有し、この２つの発光素子は第１の発光素子と第２の発光素子であり、第１の発光素子と、受光素子と、第２の発光素子とがなす角は９０度以上１８０度以下であることが好ましい。
これにより、被検体の測定対象部位の形状等に応じて、発光素子の自由な配置が可能となり、装着状態の調整が容易になり、正確な生体情報を確実に測定することが可能となる。

本発明によると、生体情報の測定に適した箇所に装着されているか否かの判定が可能であり、これによって、最適な位置での測定を可能とし、一定の測定精度を確保することができる生体情報測定装置を提供することができる。

（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態に係る生体情報測定装置の概略構成を示す斜視図であって、（ａ）は基板側から見た図であり、（ｂ）は受発光面側から見た図である。 本発明の実施形態に係る生体情報測定装置における、第１発光部、第２発光部、及び、受光部の配置例を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 本発明の実施形態におけるセンサモジュールの構成を例示するブロック図である。 本発明の実施形態に係る生体情報測定装置における装着判定と測定箇所判定の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例における第１発光部、第２発光部、及び、受光部の配置例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態に係る生体情報測定装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。各図には、基準座標としてＸ−Ｙ−Ｚ座標が示されており、Ｘ−Ｙ面はＺ１−Ｚ２方向に直交する面である。以下の説明において、Ｚ１方向を上方向、Ｚ２方向を下方向とし、Ｚ１−Ｚ２方向に沿って見た状態を平面視ということがある。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（生体情報測定装置の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る生体情報測定装置１０の概略構成を示す斜視図である。図１（ａ）は基板２０側からみた斜視図であり、図１（ｂ）は基板２０とは反対側の受発光面１０ａ側からみた斜視図である。図２は、生体情報測定装置１０における、第１発光部１１、第２発光部１２、及び、受光部１３の配置例を示す平面図である。図３は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

生体情報測定装置１０は、被検体、例えば人体の皮膚に密着するように装着され、生体情報として、血液内の物質に関する情報の測定を行う装置である。生体情報測定装置１０は、図４に示すセンサモジュール１０ｍを備える。センサモジュール１０ｍは、基板２０の上面２０ａ（図３）（Ｚ１方向に向く面）に設けられた２つの発光部１１、１２及び受光部１３を有する。

図３に示すように、２つの発光部１１、１２は、それぞれが有する発光素子１１ａ、１２ａの点灯によって所定波長の測定光Ｉ１１、Ｉ１２をそれぞれ発光し、測定光として被検体に向けて放出（出射）する。受光部１３では、２つの発光部１１、１２から放出され、被検体を経由したもどり光Ｉ１３が受光素子１３ａで受光される。ここで、経由したもどり光には、被検体の内部、例えば血管内、を通過した光、内部で拡散した光、及び、表面で反射や拡散した光が含まれる。測定光Ｉ１１、Ｉ１２の放出、及び、もどり光Ｉ１３の受光は、Ｚ１−Ｚ２方向において基板２０に対向する受発光面１０ａで行われる。生体情報測定装置１０は、受発光面１０ａを被検体に密着させるように装着される。なお、２つの発光部１１、１２及び受光部１３を有するセンサモジュール１０ｍの詳細は後述する。

図２に示すように、Ｙ１−Ｙ２方向に沿ってＹ２側からＹ１側へ、第１発光部１１、受光部１３、及び、第２発光部１２が順に配置されている。第１発光部１１の平面中心Ｃ１１と第２発光部１２の平面中心Ｃ１２との中心間距離は第１の距離Ｌ１とされ、第２発光部１２の平面中心Ｃ１２と受光部１３の平面中心Ｃ１３との中心間距離は第２の距離Ｌ２に設定されている。第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２は互いに同一の距離であることが最も好ましいが、２つの距離Ｌ１、Ｌ２が次式（１）を満足していることが好ましい。
０．７≦Ｌ２／Ｌ１≦１．３ （１）
また、距離Ｌ１、Ｌ２は４ｍｍ以上１１ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。
距離Ｌ１、Ｌ２が、上式（１）、及び／又は、上記範囲を満足することにより、２つの発光素子１１ａ、１２ａのそれぞれから放出される測定光が到達する、被検体の各測定部位の深度ばらつきを一定範囲に抑えることができ、これらの発光素子１１ａ、１２ａからの測定光に基づく生体情報の測定ばらつきを抑えることができる。

図１と図３に示すように、生体情報測定装置１０は筐体３０を備えている。筐体３０は、接着層２１によって基板２０の上面２０ａに設けられる。さらに筐体３０は、第１発光部１１からの測定光Ｉ１１の放出経路に設けられた第１放出用開口３１と、第２発光部１２からの測定光Ｉ１２の放出経路に設けられた第２放出用開口３２と、受光部１３におけるもどり光Ｉ１３の受光経路に設けられた受光用開口３３とを有する。第１放出用開口３１内には第１発光部１１が配置され、第２放出用開口３２内には第２発光部１２が配置され、受光用開口３３内には受光部１３が配置される。第１発光部１１からの出射光は第１放出用開口３１内へ進行し、第２発光部１２からの出射光は第２放出用開口３２内へ進行する。

筐体３０は、遮光性材料、例えば金属や樹脂で形成される。筐体３０を遮光性材料で構成することにより、第１発光部１１及び第２発光部１２からの出射光が、被検体を経由せずに直接受光部１３に入射することを防ぐことができるため、生体情報の測定において必要な情報を正確に抽出しやすくなり、精度の高い測定が可能となる。また、筐体３０を金属材料で構成すると、２つの発光部１１、１２、及び、受光部１３で発生した熱を外部に放出する放熱部材として機能させることができる。一方、筐体３０を樹脂材料で構成すると、その弾性により、被検体としての皮膚の形状に沿って配置できるため密着性を高めることができる。

生体情報測定装置１０においては、第１放出用開口３１、第２放出用開口３２、及び、受光用開口３３の上部をそれぞれ覆うように、３つの透光性部材４１、４２、４３がそれぞれ設けられている。第１発光部１１から放出された光は、測定光として、第１放出用開口３１内から透光性部材４１を透過して生体情報測定装置１０の上側の外部へ放出され、第２発光部１２から放出された光は、測定光として、第２放出用開口３２内から透光性部材４２を透過して生体情報測定装置１０の上側の外部へ放出される。これらの測定光が被検体を経由したもどり光は、透光性部材４３を透過して受光用開口３３内に至り受光部１３で受光される。透光性部材４１、４２、４３には、例えばＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）が用いられる。３つの透光性部材４１、４２、４３は、接着によって筐体３０に固定され、その上端面４１ａ、４２ａ、４３ａは、受発光面１０ａとして、筐体３０の上面３０ａとともに同一面を形成する。これにより、筐体３０と透光性部材４１、４２、４３とを同時に被検体に密着させることができる。

（センサモジュールの構成）
図４は、センサモジュール１０ｍの構成を例示するブロック図である。
センサモジュール１０ｍは、一対の発光部１１、１２と、受光部１３と、制御部１４と、入出力インタフェース部１５とを備える。

図４に示すように、第１発光部１１は第１発光素子１１ａを備え、第２発光部１２は第２発光素子１２ａを備える。第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａは、発光波長が６００ｎｍ以上８０４ｎｍ以下、好ましくは７５８ｎｍ以上７６２ｎｍ以下の近赤外光を含む測定光を発光する。第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａは、発光ダイオード素子やレーザ素子である。

なお、第１発光部１１と第２発光部１２のそれぞれにおいて、上記第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａの発光波長とは異なる、８０６ｎｍ以上９９５ｎｍ以下の近赤外光を含む測定光を発光する発光素子をさらに備えても良い。これにより、２つの発光素子１１ａ、１２ａからの測定光を被検体に与えることによって得られる生体情報とは異なる生体情報の測定が可能となる。

受光部１３は、第１発光部１１又は第２発光部１２から放出され、被検体の体内、特に、血管を流れる血液を経由したもどり光としての近赤外光を受けて電気信号に変換する受光素子１３ａを有する。受光素子１３ａは、例えばフォトダイオードである。受光素子１３ａでは受光光量に応じたレベルの直流電流が流れ、この電流のレベル（以下、ＤＣレベルと称することがある）に対応する電気信号を受光信号として出力する。

２つの発光部１１、１２と受光部１３とは受発光部として一体で構成することが好ましい。さらに、センサモジュール１０ｍは、２つの発光部１１、１２、受光部１３、制御部１４、及び、入出力インタフェース部１５をパッケージ化したものであってもよい。

第１発光部１１は、第１発光素子１１ａを駆動するドライブ回路１１ｂを有し、第２発光部１２は、第２発光素子１２ａを駆動するドライブ回路１２ｂを有する。また、受光部１３は、受光素子１３ａが出力する受光信号を増幅する増幅回路１３ｂを有する。これらの回路１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは１つのチップで構成されていてもよい。

制御部１４はマイクロコンピュータで構成されている。制御部１４は、発光制御部として、発光部１１のドライブ回路１１ｂと第２発光部１２のドライブ回路１２ｂのそれぞれにタイミング信号を送信して、第１発光部１１と第２発光部１２が所定のタイミングで近赤外光を放出するように制御する。より具体的には、制御部１４は、生体情報の測定においては第１発光部１１と第２発光部１２を同時に発光させ、装着判定では第１発光部１１と第２発光部１２を所定の時間間隔で順に発光させ、測定箇所判定においては第１発光部１１と第２発光部１２を所定の時間間隔で交互に発光させる。また、生体情報の測定のための発光と、装着判定のための発光と、測定箇所判定のための発光とはそれぞれが別個のタイミングで行われる。これにより、装着状態の判定や測定箇所の判定を確実に行うことができ、適切な位置に装着されていない状態での生体情報の測定又は出力を避けることができる。

制御部１４は、生体情報測定部として、内蔵のアナログ−デジタル変換回路を用いて、受光部１３の増幅回路１３ｂから出力された増幅後の受光信号を処理可能なデジタル形式の信号情報に変換し、この変換した信号情報に基づいて、被検体の血管内を通る血液に関する情報（生体情報）を推定する。制御部１４が推定する生体情報としては、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａから放出される近赤外光が被検体を経由したもどり光を用いた測定では、血中ヘモグロビン変化（Ｈｂ変化量）、血中酸素比率変化（酸素度）などが挙げられる。

ここで、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの吸光度は波長８０５ｎｍにおいて等しく、波長８０５ｎｍよりも長波長では酸素化ヘモグロビンの吸光度が脱酸素化ヘモグロビンの吸光度よりも大きく、波長８０５ｎｍよりも短波長では酸素化ヘモグロビンの吸光度が脱酸素化ヘモグロビンの吸光度よりも小さくなる。したがって、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａから放出される波長８０４ｎｍ以下の近赤外光を被検体としての人体に与えると、脱酸素化ヘモグロビンの吸光度を優先的に測定することができる。脱酸素化ヘモグロビンは酸素化ヘモグロビンに比べて、経過時間に対する吸光度の変化が小さい傾向があるため、被検体の脈動や容積脈波をより正確に測定することができる。
また、センサモジュール１０ｍでは１０ミリ秒程度のサンプリングレートで測定できるため、血液に関する情報を連続的に得ることができる。

なお、第１発光部１１と第２発光部１２のそれぞれにおいて、発光波長が８０６ｎｍ以上９９５ｎｍ以下の近赤外光を含む測定光を発光する発光素子をさらに設けた場合は、被検体の血管内を通る血液から得られる情報、例えば、血流の拍動、血流量、流速などを得ることができる。さらに、２つの発光素子１１ａ、１２ａから放出される、８０４ｎｍ以下の近赤外光を含む光による測定結果、及び、８０６ｎｍ以上９９５ｎｍ以下の近赤外光を含む光による測定結果から、血中酸素比率変化（酸素度）またはこれに関連する情報を導き出すことが可能である。

また、制御部１４は、装着判定部として、もどり光が受光部１３で受光された受光光量に対応するＤＣレベルに基づいて、被検体への装着状態を判定する。このもどり光は、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａを所定の時間間隔で１回ずつ発光させたときの測定光のそれぞれに対応するもどり光である。第１発光部１１と第２発光部１２の両方について、もどり光の受光光量のＤＣレベルが閾値Ｖ１以上であれば、被検体に正しく装着されていると判定する。ここで、上記閾値Ｖ１は、例えば、生体情報の測定が可能なＤＣレベルの最小値であることが好ましい。したがって、正しく装着されているとは、生体情報の測定が可能なもどり光を受光可能な状態で生体情報測定装置１０が被検体としての人体に装着されていることを意味する。生体情報測定装置１０は、例えば筐体３０の上面３０ａに粘着剤を配置して、この粘着剤によって人体に装着させるが、装着判定によって、粘着剤による装着が生体情報測定に適した状態になっているかを判定することができる。
なお、上記閾値Ｖ１として、生体情報の測定の可否に拘わらずに予め定めた値としてもよい。この場合、受光光量が一定値以上であれば生体情報測定装置１０が装着されていると判定する。

一方、第１発光部１１と第２発光部１２のいずれか、又は、第１発光部１１と第２発光部１２の両方において、もどり光の受光光量のＤＣレベルが前記閾値Ｖ１未満である場合は、正しく装着されていないと判定する。このように閾値Ｖ１を用いて判定することにより、装着状態を客観的かつ正確に判定することができる。

なお、装着判定は、第１発光部１１と第２発光部１２の一方のみを点灯させて行ってもよい。この場合も、もどり光の受光光量に対応するＤＣレベルが閾値Ｖ１以上か否かで装着状態を判定する。
また、第１発光部１１と第２発光部１２を同時に点灯させて装着判定を行うこともできる。この場合も、もどり光の受光光量に対応するＤＣレベルが閾値Ｖ２以上か否かで装着状態を判定する。ここで、閾値Ｖ２は、例えば、第１発光部１１と第２発光部１２を交互に点灯させて判定を行う場合の閾値Ｖ１の２倍の値である。

制御部１４は、測定箇所判定部として、もどり光が受光部１３で受光された受光光量に対応するＤＣレベルに基づいて、測定箇所の良否を判定する。このもどり光は、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａを所定の時間間隔で発光させたときの各時刻における測定光のそれぞれに対応するもどり光である。制御部１４は、第１発光素子１１ａからの測定光に対応するもどり光の受光光量と、第１発光素子１１ａの発光の次のタイミングで発光させた第２発光素子１２ａからの測定光に対応するもどり光の受光光量と、の和を算出し、この和が所定値Ｖ３以上であるときは、測定箇所が良であると判定し、このときの位置をＳｗｅｅｔＳｐｏｔとして検知する。
なお、この所定値Ｖ３は、装着判定で用いる閾値Ｖ１より大きくすることが好ましい。これにより測定箇所判定の対象となる受光光量範囲を狭くすることができるため、演算処理負担を減らし、高速に処理することが可能となる。

制御部１４は、測定箇所判定が良であった場合、例えば不図示の表示部に測定箇所が良であることに対応する表示を提示させる。これに対して、上記和が所定値Ｖ３未満であったときは、測定箇所が不良であると判定し、例えば不図示の警告部から警告音を出させる。

以下、図５を参照しつつ、生体情報測定装置１０による、装着判定と測定箇所判定の流れの例について説明する。図５は、装着判定と測定箇所判定の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、生体情報測定装置１０を被検体としての人体（対象者）の皮膚に密着させ、制御部１４による制御にしたがって、第１発光部１１の第１発光素子１１ａと、第２発光部１２の第１発光素子１２ａと、を順に点灯させる。この点灯の時間間隔は例えば０．０１秒である。これにより、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａから測定光としての近赤外光が順に人体側へ放出され、人体を経由したもどり光が受光部１３の受光素子１３ａでそれぞれ受光される。受光素子１３ａから出力された受光信号は増幅回路１３ｂで増幅され、制御部１４へされる。制御部１４では、増幅回路１３ｂから与えられた受光信号に対応するＤＣレベルが上記閾値Ｖ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。

上記ステップＳ１の判定において、第１発光部１１と第２発光部１２の両方について、もどり光の受光光量のＤＣレベルが閾値Ｖ１以上であった場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、被検体に正しく装着されていると判定してオートゲインを開始させる（ステップＳ２）。これに対して、第１発光部１１と第２発光部１２の一方又は両方のＤＣレベルが閾値Ｖ１未満であった場合（ステップＳ１でＮＯ）、被検体に正しく装着されていないと判定し、不図示の表示部に装着をやり直すように促すメッセージ等を提示させ、再装着後、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａを順に点灯させて次の装着判定を実施する。

つづいて、制御部１４はオートゲインを開始する（ステップＳ２）。具体的には、制御部１４は、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａに与える駆動電流を増大させるように、それぞれのドライブ回路１１ｂ、１２ｂに指示信号を与えるとともに、所定時間ごとに受光素子１３ａで受光した光量をモニターし、受光光量に対応するＤＣレベルが、予め設定して内蔵のメモリーに記憶させた目標値（目標レベル）に達したか否かを判定する（ステップＳ３）。ＤＣレベルが目標値に達したときはオートゲインが成功したものと判断し（ステップＳ３でＹＥＳ）、目標値に達していない間（ステップＳ２でＮＯ）は、オートゲインを継続する。ここで、前記目標値は、測定部位や、被検体としての対象者の生体情報（例えば、体重、身長、体脂肪率、年齢、性別）に応じて設定される値である。

オートゲインが成功してＤＣレベルが目標値に達した後は、測定箇所判定として、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａを所定時間ごとに交互に点灯させ、このときの受光光量に基づいてＳｗｅｅｔＳｐｏｔ検知を実行する（ステップＳ４）。

ＳｗｅｅｔＳｐｏｔ検知では、制御部１４において、第１発光素子１１ａからの測定光に対応するもどり光の受光光量と、第１発光素子１１ａの発光の次のタイミングで発光させた第２発光素子１２ａからの測定光に対応するもどり光の受光光量と、の和が算出され、この和が所定値Ｖ３以上であるときは、測定箇所が良であると判定し、このときの位置がＳｗｅｅｔＳｐｏｔとして検知されたものとする（ステップＳ５でＹＥＳ）。これに対して、上記和が所定値Ｖ３未満であったとき（ステップＳ５でＮＯ）は、警告音などによって対象者に通知し、対象者はこれを受けて生体情報測定装置１０の位置や向きを変更し、その後ＳｗｅｅｔＳｐｏｔ検知が継続される。
ＳｗｅｅｔＳｐｏｔが検知された後（ステップＳ５でＹＥＳ）は、その位置で生体情報測定が開始される（ステップＳ６）。

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、生体情報の測定に適した箇所に装着されているか否かの判定が可能であり、これによって、最適な位置での測定を可能とし、一定の測定精度を確保することができる。また、正しく装着されたものと判定された状態で測定箇所判定を行うため、測定箇所判定の対象となる受光光量範囲を狭くすることができ、よって、判定の演算処理負担を減らし、高速に処理することが可能となる。さらに、２つの発光素子を交互に発光させるため、測定光を高速で与えることができ、これにより、精度を落とすことなく測定箇所の判定をすばやく行うことができる。また、装着判定と、測定箇所判定と、生体情報測定とに、２つの発光素子１１ａ、１２ａを共用しているため、装置の小型化や部品コストの低減を図ることができる。

以下に変形例について説明する。
上記実施形態では、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａに対応する受光光量の和が所定値以上であるときに測定箇所が良であると判定していたが、これに代えて、第１発光素子１１ａと第２発光素子１２ａに対応する受光光量の差が所定値以下であり、かつ、それぞれの受光光量が所定値以上であるとき、前記測定箇所が良であると判定するようにしてもよい。
これにより、各発光素子に対応する受光光量がすべて大きく、かつ、ばらつきが小さいときを特定でき、このときを最適な測定箇所として設定することが可能となる。

図６は変形例における第１発光部１１、第２発光部１２、及び、受光部１３の配置例を示す平面図である。上記実施形態では、図２に示すように、Ｙ１−Ｙ２方向に沿って、第１発光部１１、受光部１３、第２発光部１２の順に１つの直線上に配置していた。すなわち、図６に示すように、第１発光部１１と受光部１３をＹ１−Ｙ２方向に沿って配置するとともに、さらに位置Ｐ１に第２発光部１２を配置しており、第１発光部１１の平面中心Ｃ１１と受光部１３の平面中心Ｃ１３を結ぶ直線Ｂ１と、受光部１３の平面中心Ｃ１３と第２発光部１２の平面中心Ｃ１２を結ぶ直線Ｂ２とがなす角度αは１８０度となっていた。これに対して、第１発光部１１と、受光部１３と、第２発光部１２とがなす角度が９０度以上１８０度以下の範囲で第２発光部１２の位置を変更してもよい。例えば、図６の位置Ｐ２や位置Ｐ３のように、直線Ｂ１と直線Ｂ２がなす角度βが９０度となるように第２発光部１２を配置してもよい。ここで、第２発光部１２と受光部１３の中心間距離は、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３Ｃのいずれにおいても、Ｌ２であることが好ましい。これにより、被検体の測定対象部位の形状等、例えば、サイズ、湾曲度、筋肉や脂肪の量、血管の太さなどに応じて、発光素子の自由な配置が可能となり、また、装着状態の調整が容易になり、正確な生体情報を確実に測定することが可能となる。

上記実施形態では、２つの発光部を設けた例を示したが、発光部の数は３つ以上でもよい。

上記実施形態では、透光性部材４１、４２、４３と筐体３０の上面３０ａとで、同一面（受発光面１０ａ）を形成させていたが、透光性部材４１、４２、４３の上端が筐体３０の上面３０ａよりも上側（Ｚ１方向）に突出している構成も可能である。この構成においても、生体情報測定装置１０を皮膚に押し当てることによって、透光性部材４１、４２、４３と被検体との密着性を確保することができる。

また、透光性部材４１、４２、４３の上端よりも筐体３０の上面３０ａの方が上側にある構成も可能である。この構成においては、生体情報測定装置１０を皮膚に押し当てて筐体３０を密着させることによって、皮膚と透光性部材４１、４２、４３との距離を略一定に維持できる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

以上のように、本発明に係る生体情報測定装置は、生体情報の測定に適した箇所に装着されているか否かの判定が可能となる点で有用である。

１０ 生体情報測定装置
１０ｍ センサモジュール
１０ａ 受発光面
１１ 第１発光部
１１ａ 第１発光素子
１１ｂ ドライブ回路
１２ 第２発光部
１２ａ 第２発光素子
１２ｂ ドライブ回路
１３ 受光部
１３ａ 受光素子
１３ｂ 増幅回路
１４ 制御部
１５ 入出力インタフェース部
２０ 基板
２１ 接着層
３０ 筐体
３１ 第１放出用開口
３２ 第２放出用開口
３３ 受光用開口
４１、４２、４３ 透光性部材
Ｂ１、Ｂ２ 直線
Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３ 平面中心
Ｉ１１、Ｉ１２ 測定光
Ｉ１３ もどり光
Ｌ１、Ｌ２ 距離
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 位置
α、β 角度

Claims (7)

1. 所定波長の測定光を発光する発光素子と、
   前記測定光が被検体を経由したもどり光を受光する受光素子と、
   前記受光素子における、前記もどり光の受光光量に基づいて前記被検体への装着状態を判定する装着判定部と、
   前記被検体に正しく装着されていると前記装着判定部が判定したときに、前記もどり光の受光光量に基づいて測定箇所の良否を判定する測定箇所判定部とを備え、
   前記発光素子を複数有し、
   前記測定箇所判定部は、複数の前記発光素子を交互に発光させたときのそれぞれの測定光に対応する前記もどり光の受光光量の和が所定値以上であるとき、前記測定箇所が良であると判定する
   ことを特徴とする生体情報測定装置。
2. 所定波長の測定光を発光する発光素子と、
   前記測定光が被検体を経由したもどり光を受光する受光素子と、
   前記受光素子における、前記もどり光の受光光量に基づいて前記被検体への装着状態を判定する装着判定部と、
   前記被検体に正しく装着されていると前記装着判定部が判定したときに、前記もどり光の受光光量に基づいて測定箇所の良否を判定する測定箇所判定部とを備え、
   前記発光素子を複数有し、
   前記測定箇所判定部は、複数の前記発光素子を交互に発光させたときのそれぞれの測定光に対応する前記もどり光の受光光量の差が所定値以下であり、かつ、それぞれの受光光量が所定値以上であるとき、前記測定箇所が良であると判定する
   ことを特徴とする生体情報測定装置。
3. 前記装着判定部は、前記受光光量が所定値以上であれば前記被検体へ正しく装着されていると判定する請求項１または２に記載の生体情報測定装置。
4. 前記複数の発光素子は互いに同一の波長の測定光を発光する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。
5. 前記受光素子と、前記複数の発光素子の１つとの距離をＬ１としたとき、それ以外の発光素子と前記受光素子との距離Ｌ２が次式（１）を満足する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。
   ０．７≦Ｌ２／Ｌ１≦１．３ （１）
6. 前記複数の発光素子と前記受光素子との距離は４ｍｍ以上１１ｍｍ以下である請求項５に記載の生体情報測定装置。
7. 前記発光素子を２つ有し、この２つの発光素子は第１の発光素子と第２の発光素子であり、
   前記第１の発光素子と、前記受光素子と、前記第２の発光素子とがなす前記受光素子における角度は９０度以上１８０度以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。

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