JP6992861B2 - 脈拍計測素子、脈拍計測装置、および電子機器 - Google Patents
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Description
この光電容積脈波方式は、血中のヘモグロビンが光を吸収する性質を利用して血管の容積の変化を測定するものである。例えば、特許文献1,2には、発光素子から出射された光を、導光体を介して受光素子に導くように構成された脈拍計測装置が開示されている。この脈拍計測装置では、人体を導光体に接触させたときの、受光素子における受光量の変化に基づいて、脈拍情報を生成するようになっている。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
4.適用例
[構成例]
図1は、第1の実施の形態に係る脈拍計測装置(脈拍計測装置1)の一構成例を表すものである。脈拍計測装置1は、脈拍計測素子10と、制御部8と、信号処理部9とを備えている。
続いて、本実施の形態の脈拍計測装置1の動作および作用について説明する。
まず、図1を参照して、脈拍計測装置1の全体動作概要を説明する。発光素子11は、制御部8による制御に基づいて光を出射する。導光体12は、発光素子11から出射された光を受光素子13に導く。受光素子13は、導光体12により導かれた光を受光するとともに、その受光量に応じた受光信号S1を信号処理部9に供給する。信号処理部9は、受光素子13から供給された受光信号S1に基づいて所定の信号処理を行うことにより、脈拍情報S2を生成する。制御部8は、脈拍計測装置1の動作を制御する。
図4A,4Bは、脈拍計測素子10の一動作例を表すものであり、図4Aは、人体が脈拍計測素子10に接触していない場合を示し、図4Bは、人体が脈拍計測素子10に接触している場合を示す。ここで、光L1,L2は、全反射条件を満たす方向に進行する光である。
以上のように本実施の形態では、導光体の側面Sを露出するとともに、それ以外の面を覆う筺体を設けるとともに、複数のスペーサを設け、筺体と導光体との間に空隙を形成したので、計測精度を高めることができる。
上記実施の形態において、導光体12および筺体19を、弾性樹脂を用いて構成してもよい。これにより、図5に示したように、脈拍計測素子10を、人体の接触させる部位に合わせて湾曲させることができ、接触面積を広くすることができる。その結果、人体の腕、足、首などの様々な部位に接触させて脈拍測定を行うことができる。このような導光体12は、例えばシリコン樹脂やアートン樹脂などを用いて構成することができる。また、このような筺体19は、例えばウレタン樹脂や軟性エポキシ樹脂などを用いて構成することができる。
上記実施の形態では、ヒンジ19Bを設け、筺体19の一部(開閉部分19C)が開閉できるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、ヒンジ19Bを設けず、筺体19の本体と一部(開閉部分19C)とを分離可能に構成してもよい。また、例えば、図6に示したように、筺体19の本体と、一部(開閉部分19C)とを、軟質材料により構成された接続部材19Dを用いて接続するようにしてもよい。この例では、筺体19には、接続部材19Dを収容するための穴が設けられている。そして、筺体19の本体と一部(開閉部分19C)とを結合した場合には、この接続部材19Dは、筺体19に設けられた穴に収容される。
上記実施の形態では、スペーサ18を、XY面内において三角形の断面形状を有するとともに、Z方向に延伸するように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、図7に示したように、円錐のような形状を有するスペーサ18を用いてもよい。この例では、Z方向において、スペーサ18をランダムに配置している。なお、これに限定されるものではなく、Z方向において、スペーサ18を等間隔で配置してもよい。また、例えば、図8に示したように、半球のような形状を有するスペーサ18を用いてもよい。
上記実施の形態では、導光体12が、XY面内においてアルファベット“T”のような断面形状を有するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、図9Aに示すように、導光体12が、台形の断面形状を有するようにしてもよい。この台形の下辺は、側面Sに対応しており、下辺の長さは上辺の長さよりも短くなっている。筺体19は、導光体12の断面形状と同様の形状を有する空洞を有しており、導光体12は筺体19に係合するように収められている。この構成でも、導光体12を筺体19内に固定することができ、導光体12を外れにくくすることができる。
また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
次に、第2の実施の形態に係る脈拍計測装置2について説明する。本実施の形態は、空隙17を設ける方法が、上記第1の実施の形態と異なるものである。すなわち、上記第1の実施の形態(図2)では、スペーサ18を用いて空隙17を設けるようにしたが、これに代えて、本実施の形態では、スペーサ18を用いることなく空隙を設けるようにしている。なお、上記第1の実施の形態に係る脈拍計測装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記実施の形態では、支持部22B,22Cが、XY面において台形の断面形状を有するものとしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、図11Aに示すように、円形のうちの一部を切り落としたような断面形状を有するようにしてもよい。この例では、支持部22B,22Cに中空領域を設け、その中空領域に筺体29の一部が配置されるようにしている。また、図11Bに示すように、四角形の断面形状を有するようにしてもよい。この例でも、支持部22B,22Cに中空領域を設け、その中空領域に筺体29の一部が配置されるようにしている。なお、これに限定されるものではなく、支持部22B,22Cに中空領域を設けなくてもよい。また、これらの例では、本体部22Aの左右に2つの支持部22B,22Cを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図11Cに示すように、1つの支持部22Dを設けてもよい。この例では、本体部22Aの上側に支持部22Dを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、本体部22Aの左側に支持部22Dを設けてもよいし、本体部22Aの右側に支持部22Dを設けてもよい。
次に、第3の実施の形態に係る脈拍計測装置3について説明する。本実施の形態は、導光体と筺体との間に、導光体よりも屈折率が低い光学部材を配置したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る脈拍計測装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、上記実施の形態および変形例で説明した脈拍計測装置の適用例について説明する。
Claims (11)
- 筺体と、
発光素子と、
受光素子と、
前記発光素子と対向する第1の端面と、前記第1の端面と対向するとともに前記受光素子と対向する第2の端面と、前記筺体に覆われた1または複数の第1の側面と、前記筺体から露出された1または複数の第2の側面とを有する導光体と
を備え、
前記導光体は、前記筺体と係合し、前記筺体から取り外し可能であり、
前記筺体は、前記導光体を前記1または複数の第2の側面の面内の所定方向にスライド可能に構成された
脈拍計測素子。 - 前記1または複数の第1の側面と対向する前記筺体の内面の形状は、前記1または複数の第1の側面の形状に対応している
請求項1に記載の脈拍計測素子。 - 前記1または複数の第1の側面は、前記筺体の内面と離間する第3の側面を含む
請求項1または請求項2に記載の脈拍計測素子。 - 前記第3の側面と前記筺体の内面との間には空隙が設けられている
請求項3に記載の脈拍計測素子。 - 前記第3の側面と前記筺体の内面との間に設けられた1または複数のスペーサをさらに備えた
請求項4に記載の脈拍計測素子。 - 前記1または複数の第1の側面は、前記筺体の内面と接触する第4の側面を含む
請求項4に記載の脈拍計測素子。 - 前記第3の側面と前記筺体の内面との間に設けられ、前記導光体の屈折率よりも小さい屈折率を有する光学部材をさらに備えた
請求項3に記載の脈拍計測素子。 - 前記導光体および前記筺体は、弾性樹脂により構成された
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の脈拍計測素子。 - 前記発光素子および前記受光素子は、前記筺体内において固定されている
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の脈拍計測素子。 - 筺体と、発光素子と、受光素子と、前記発光素子と対向する第1の端面と、前記第1の端面と対向するとともに前記受光素子と対向する第2の端面と、前記筺体に覆われた1または複数の第1の側面と、前記筺体から露出された1または複数の第2の側面とを有する導光体とを含む脈拍計測素子と、
前記受光素子における受光量に基づいてユーザの脈拍情報を生成する信号処理部と
を備え、
前記導光体は、前記筺体と係合し、前記筺体から取り外し可能であり、
前記筺体は、前記導光体を前記1または複数の第2の側面の面内の所定方向にスライド可能に構成された
脈拍計測装置。 - 筺体と、発光素子と、受光素子と、前記発光素子と対向する第1の端面と、前記第1の端面と対向するとともに前記受光素子と対向する第2の端面と、前記筺体に覆われた1または複数の第1の側面と、前記筺体から露出された1または複数の第2の側面とを有する導光体とを含む脈拍計測素子と、
前記受光素子における受光量に基づいてユーザの脈拍情報を生成する信号処理部と
前記脈拍情報を用いて所定の処理を行う処理部と
を備え、
前記導光体は、前記筺体と係合し、前記筺体から取り外し可能であり、
前記筺体は、前記導光体を前記1または複数の第2の側面の面内の所定方向にスライド可能に構成された
電子機器。
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