JPH02295542A - 光センサ - Google Patents
光センサInfo
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- JPH02295542A JPH02295542A JP1116757A JP11675789A JPH02295542A JP H02295542 A JPH02295542 A JP H02295542A JP 1116757 A JP1116757 A JP 1116757A JP 11675789 A JP11675789 A JP 11675789A JP H02295542 A JPH02295542 A JP H02295542A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
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- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
この発明は光センサに関し、特に、被験体の一方の側か
ら他方の側へ光を透過させ、この透過光の被験体による
光の吸収の大きさの変化を検知するものであって、温度
変化による発光素子の光量変化を補正するような光セン
サに関する。
ら他方の側へ光を透過させ、この透過光の被験体による
光の吸収の大きさの変化を検知するものであって、温度
変化による発光素子の光量変化を補正するような光セン
サに関する。
［従来の技術］
従来より、指先の皮膚の一方の側から他方の側へ光を透
過させ、指の血流量などによる光の透過率（反射率）の
変化を検知し、その検知信号を処理した後、計算するこ
とにより脈拍および血圧値などを求める装置が知られて
いる。そのような装置に用いられる光センサの一例が実
開昭６０−１５８８０３号公報に開示されている。
過させ、指の血流量などによる光の透過率（反射率）の
変化を検知し、その検知信号を処理した後、計算するこ
とにより脈拍および血圧値などを求める装置が知られて
いる。そのような装置に用いられる光センサの一例が実
開昭６０−１５８８０３号公報に開示されている。
第８図は従来の光センサの斜視図であり、第９図は第８
図に示した光センサを指に装着した状態を示す断面図で
ある。
図に示した光センサを指に装着した状態を示す断面図で
ある。
まず、第８図を参照して、従来の光センサ８について説
明する。第８図に示した光センサ８は指の一方の側から
他方の側へ光を透過させ、この透過光の指による大きさ
の変化を検出するためのものである。このために、屈撓
自在なフィルム基板１の上に指の大きさに対応した所定
の間隔で発光素子２と受光素子３とが配置されている。
明する。第８図に示した光センサ８は指の一方の側から
他方の側へ光を透過させ、この透過光の指による大きさ
の変化を検出するためのものである。このために、屈撓
自在なフィルム基板１の上に指の大きさに対応した所定
の間隔で発光素子２と受光素子３とが配置されている。
そして、発光素子２と受光素子３を覆うように透明でか
つ屈撓自在な透光フィルム６がフィルム基板２に取付け
られている。
つ屈撓自在な透光フィルム６がフィルム基板２に取付け
られている。
次に、第９図を参照して、光センサ８の使用方法につい
て説明する。発光素子２と受光素子３とで指７の先端を
挾むように光センサ８が指７に巻付けられる。次に、指
７に巻付けられた光センサ８に固定テープが巻付けられ
る。このテープを光センサ８に巻付けてテープの一端の
表と他端の裏とを重ね合わせることにより、光センサ８
が指７にしっかりと固定される。信号処理装置（図示せ
ず）本体からコネクタ５を介してリード線４に電力が共
給されると、発光素子２が発光する。発光された光は指
７を透過して受光素子３に照射される。受光素子３はこ
の光を受光し、リード１１４およびコネクタ５を介して
信号処理装置の本体に検出信号を与える。信号処理装置
はこのときの透過率の変化を検知し、その険知信号を処
理し、その後計算することにより脈拍および血圧値など
を求める。
て説明する。発光素子２と受光素子３とで指７の先端を
挾むように光センサ８が指７に巻付けられる。次に、指
７に巻付けられた光センサ８に固定テープが巻付けられ
る。このテープを光センサ８に巻付けてテープの一端の
表と他端の裏とを重ね合わせることにより、光センサ８
が指７にしっかりと固定される。信号処理装置（図示せ
ず）本体からコネクタ５を介してリード線４に電力が共
給されると、発光素子２が発光する。発光された光は指
７を透過して受光素子３に照射される。受光素子３はこ
の光を受光し、リード１１４およびコネクタ５を介して
信号処理装置の本体に検出信号を与える。信号処理装置
はこのときの透過率の変化を検知し、その険知信号を処
理し、その後計算することにより脈拍および血圧値など
を求める。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、上述の光センサ８に用いられている発光素子
２は、一般的に発光ダイオードが用いられる。ところが
、発光ダイオードは周囲温度に応じて出力パワーや発光
波長が変化するおそれがある。一方、生体、たとえば指
７に光センサ８を装着すると、生体側が虚血になったり
、』血したりして、指７の体温が低下したり、あるいは
血圧が高くなって指７の体温が上昇したりする。このた
めに、発光素子２の周囲温度が変化し、出力パワーや測
定波長が変化してしまう。しかしながら、脈拍値や血圧
値などを正確に測定するためには、発光素子２の出力パ
ワーや波長が一定に保たれていることが要求される。
２は、一般的に発光ダイオードが用いられる。ところが
、発光ダイオードは周囲温度に応じて出力パワーや発光
波長が変化するおそれがある。一方、生体、たとえば指
７に光センサ８を装着すると、生体側が虚血になったり
、』血したりして、指７の体温が低下したり、あるいは
血圧が高くなって指７の体温が上昇したりする。このた
めに、発光素子２の周囲温度が変化し、出力パワーや測
定波長が変化してしまう。しかしながら、脈拍値や血圧
値などを正確に測定するためには、発光素子２の出力パ
ワーや波長が一定に保たれていることが要求される。
それゆえに、この発明の主たる目的は、周囲温度が変化
しても発光素子の出力パワーや波長が変化することのな
い光センサを提供することである。
しても発光素子の出力パワーや波長が変化することのな
い光センサを提供することである。
［課題を解決するための手段］
この発明はフィルム基板の上に被験体の厚みに対応して
所定の間隔で発光素子と第１の受光素子とを配置し、発
光素子によって被験体の一方側から光を透過させ、透過
した光を他方側で第１の受光素子によって検知し、被験
体による透過光の吸収の大きさの変化を検知する光セン
サにおいて、発光素子の近傍に配置され、この発光ダイ
オードの温度変化に伴う光量の変化を検知する第２の受
光素子と、第２の受光素子の受光出力に応答して、発光
素子の温度変化に伴う光量の変化を補正するように発光
素子に流れる電流を制御する制御手段とを備えて構成さ
れる。
所定の間隔で発光素子と第１の受光素子とを配置し、発
光素子によって被験体の一方側から光を透過させ、透過
した光を他方側で第１の受光素子によって検知し、被験
体による透過光の吸収の大きさの変化を検知する光セン
サにおいて、発光素子の近傍に配置され、この発光ダイ
オードの温度変化に伴う光量の変化を検知する第２の受
光素子と、第２の受光素子の受光出力に応答して、発光
素子の温度変化に伴う光量の変化を補正するように発光
素子に流れる電流を制御する制御手段とを備えて構成さ
れる。
［作用］
この発明に係る光センサは、発光素子の温度変化に伴う
光量の変化を検知し、その検知出力に応答して発光素子
に流れる電流を制御し、発光素子の温度変化に伴う光量
の変化を補正する。
光量の変化を検知し、その検知出力に応答して発光素子
に流れる電流を制御し、発光素子の温度変化に伴う光量
の変化を補正する。
［発明の実施例］
第１図はこの発明の一実施例に含まれる発光ダイオード
の一例を示す図であり、特に第１図（ａ）は平面図を示
し、第１図（ｂ）は側面図を示す。
の一例を示す図であり、特に第１図（ａ）は平面図を示
し、第１図（ｂ）は側面図を示す。
第１図を参照して、発光ダイオード１０は基板１２の上
に２つのＬＥＤチップＬＥＤＩ ，ＬＥＤ２が配置され
るとともに、これらのＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２
の近傍にフォトダイオードＰＤが配置される。このフォ
トダイオードＰＤはＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２か
らの光を直接受光する。ＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ
２は通常ｐ−ｎ接合面の下方にも光を放射しており、こ
の光をフォトダイオードＰＤが受光する。
に２つのＬＥＤチップＬＥＤＩ ，ＬＥＤ２が配置され
るとともに、これらのＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２
の近傍にフォトダイオードＰＤが配置される。このフォ
トダイオードＰＤはＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２か
らの光を直接受光する。ＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ
２は通常ｐ−ｎ接合面の下方にも光を放射しており、こ
の光をフォトダイオードＰＤが受光する。
フォトダイオードＰＤは周囲温度の変化に伴うＬＥＤチ
ップＬＥＤ，，ＬＥＤ２の光量の変化を検知するために
設けられている。これらのＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥ
Ｄ，およびフォトダイオードＰＤを覆うように、基板１
２上に透明なエボキシ樹脂１３が塗布される。なお、フ
ォトダイオードＰＤはＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２
から放射された光がエポキシ樹脂１３の内面で反射する
位置に設けるようにしてもよい。さらには、エボキシ樹
脂１３の表面にＡｇ蒸着を施し、ＬＥＤチップＬＥＤ，
，ＬＥＤ２から放射された光を積極的に反射させ、その
反射光をフォトダイオードＰＤで検出するようにしても
よい。
ップＬＥＤ，，ＬＥＤ２の光量の変化を検知するために
設けられている。これらのＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥ
Ｄ，およびフォトダイオードＰＤを覆うように、基板１
２上に透明なエボキシ樹脂１３が塗布される。なお、フ
ォトダイオードＰＤはＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２
から放射された光がエポキシ樹脂１３の内面で反射する
位置に設けるようにしてもよい。さらには、エボキシ樹
脂１３の表面にＡｇ蒸着を施し、ＬＥＤチップＬＥＤ，
，ＬＥＤ２から放射された光を積極的に反射させ、その
反射光をフォトダイオードＰＤで検出するようにしても
よい。
第２図はこの発明の一実施例の概略ブロック図である。
第２図を参照して、第１図に示したフォトダイオードＰ
Ｄの受光出力は電流電圧変換回路１４に与えられ、フォ
トダイオードＰＤに流れた電流が電圧に変換されてＡ／
Ｄ変換回路１５に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路１５は電
圧値をディジタル値に変換してＣＰＵ１６に与える。Ｃ
ＰＵＩ６にはＲＯＭＩ７とＲＡＭＩ８とが接続されてい
る。ＲＯＭＩ７には、後述の第３図に示すように、温度
変化に伴うＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２の光量変化
を補正するためのプログラムが予め記憶されている。Ｃ
ＰＵ１６はＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２に流れる電
流値をディジタル信号としてＤ／Ａ変換回路１９．２０
に与える。Ａ／Ｄ変換回路１９．２０は電流値としての
ディジタル値をアナログ値に変換し、定電流回路２１．
２２に与える。定電流回路２１はＬＥＤチップＬＥＤ，
に電流を供給し、定電流回路２２はＬＥＤチップＬＥＤ
２に電流を供給する。
Ｄの受光出力は電流電圧変換回路１４に与えられ、フォ
トダイオードＰＤに流れた電流が電圧に変換されてＡ／
Ｄ変換回路１５に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路１５は電
圧値をディジタル値に変換してＣＰＵ１６に与える。Ｃ
ＰＵＩ６にはＲＯＭＩ７とＲＡＭＩ８とが接続されてい
る。ＲＯＭＩ７には、後述の第３図に示すように、温度
変化に伴うＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２の光量変化
を補正するためのプログラムが予め記憶されている。Ｃ
ＰＵ１６はＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２に流れる電
流値をディジタル信号としてＤ／Ａ変換回路１９．２０
に与える。Ａ／Ｄ変換回路１９．２０は電流値としての
ディジタル値をアナログ値に変換し、定電流回路２１．
２２に与える。定電流回路２１はＬＥＤチップＬＥＤ，
に電流を供給し、定電流回路２２はＬＥＤチップＬＥＤ
２に電流を供給する。
第３図はこの発明の一実施例の具体的な動作を説明する
ためのフロー図であり、第４図は同じくタイミング図で
あり、第５図は発光ダイオードの温度変化による発光パ
ワーの変化を示す図であり、第６図は発光ダイオードに
流れる電流とフォトダイオードの出力電圧との関係を示
す特性図であり、第７図は発光ダイオードの相対光出力
一温度特性を示す図である。
ためのフロー図であり、第４図は同じくタイミング図で
あり、第５図は発光ダイオードの温度変化による発光パ
ワーの変化を示す図であり、第６図は発光ダイオードに
流れる電流とフォトダイオードの出力電圧との関係を示
す特性図であり、第７図は発光ダイオードの相対光出力
一温度特性を示す図である。
次に、第１図ないし第７図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。
施例の具体的な動作について説明する。
なお、ＬＥＤチップＬＥＤ，，ＬＥＤ２は共に同様の動
作を示すため、ここではＬＥＤチップＬＥＤ，について
説明する。第４図（ａ）に示すようなフォトダイオード
ＰＤの受光出力電流ｉｒＤＩＰは電流電圧変換回路１４
に与えられ、第４図（ｂ）に示すように、電圧Ｖ＋＋０
１ｒに変化され、ざらにＡ／Ｄ変換回路１５によってデ
ィジタル信号に変換されてＣＰＵ１６に与えられる。Ｃ
ＰＵ１６はフォトダイオードＰＤの出力電圧ＶＰ Ｄ
ＩＰをサンプリングし、所定のフォトダイオードＰＤの
出力電圧Ｖ，およびその許容電圧Δｖ１より小さいか否
かを判別する。もし、Ｖｒ０１ｒ＞Ｖ１＋Δｖ１であれ
ばＬＥＤチップＬＥＤ，に流れる電流ｉＬｔｏ＋を大き
くしたりあるいは小さくする。
作を示すため、ここではＬＥＤチップＬＥＤ，について
説明する。第４図（ａ）に示すようなフォトダイオード
ＰＤの受光出力電流ｉｒＤＩＰは電流電圧変換回路１４
に与えられ、第４図（ｂ）に示すように、電圧Ｖ＋＋０
１ｒに変化され、ざらにＡ／Ｄ変換回路１５によってデ
ィジタル信号に変換されてＣＰＵ１６に与えられる。Ｃ
ＰＵ１６はフォトダイオードＰＤの出力電圧ＶＰ Ｄ
ＩＰをサンプリングし、所定のフォトダイオードＰＤの
出力電圧Ｖ，およびその許容電圧Δｖ１より小さいか否
かを判別する。もし、Ｖｒ０１ｒ＞Ｖ１＋Δｖ１であれ
ばＬＥＤチップＬＥＤ，に流れる電流ｉＬｔｏ＋を大き
くしたりあるいは小さくする。
この場合、第６図に示すＶｒｏ＋ｒ ｉＬＥｏ，Ｐ
特性から或る温度における”ＰＤ＋Ｆ＝ａ・ｔＬＥＤＩ
Ｆの関係を求めておき、ＩＶＰＤＩＰ−Ｖｌ／ａだけｉ
ｔＥｏ＋ を大きくしたり小さくしたりすればよい。こ
の場合の或る温度は、人体の体温に近い３５℃〜３８℃
に選ぶのが好ましい。
特性から或る温度における”ＰＤ＋Ｆ＝ａ・ｔＬＥＤＩ
Ｆの関係を求めておき、ＩＶＰＤＩＰ−Ｖｌ／ａだけｉ
ｔＥｏ＋ を大きくしたり小さくしたりすればよい。こ
の場合の或る温度は、人体の体温に近い３５℃〜３８℃
に選ぶのが好ましい。
一般に、発光ダイオード１０は第７図に示すように、温
度の低下に伴って発光出力が増加し、温度上昇に伴って
発光出力が低下する。このため、第５図（ａ）に示すよ
うに温度が低下すると、第５図（ｂ）に示すように発光
ダイオード１０の発光出力が増加するが、この増加分を
相殺するように発光ダイオード１０の供給電流ｉを減少
（第５図（Ｃ））させれば、第５図（ｄ）に示すように
、発光出力をほぼ一定にすることができ、温度変化に伴
う発光出力の変動を補正することができる。
度の低下に伴って発光出力が増加し、温度上昇に伴って
発光出力が低下する。このため、第５図（ａ）に示すよ
うに温度が低下すると、第５図（ｂ）に示すように発光
ダイオード１０の発光出力が増加するが、この増加分を
相殺するように発光ダイオード１０の供給電流ｉを減少
（第５図（Ｃ））させれば、第５図（ｄ）に示すように
、発光出力をほぼ一定にすることができ、温度変化に伴
う発光出力の変動を補正することができる。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば、発光素子の近傍に受
光素子を配置し、この受光素子によって温度変化に伴う
発光ダイオードの光量の変化を検知し、その光量の変化
を補正するように発光素子に流れる電流を制御するよう
にしたので、発光素子の出力パワーや波長を一定に保つ
ことができ、正確な生体情報を得ることが可能となる。
光素子を配置し、この受光素子によって温度変化に伴う
発光ダイオードの光量の変化を検知し、その光量の変化
を補正するように発光素子に流れる電流を制御するよう
にしたので、発光素子の出力パワーや波長を一定に保つ
ことができ、正確な生体情報を得ることが可能となる。
第１図はこの発明の一実施例に含まれる発光ダイオード
の一例を示す図である。第２図はこの発明の一実施例の
概略ブロック図である。第３図はこの発明の一実施例の
動作を説明するためのフロー図である。第４図はこの発
明の一実施例の動作を説明するためのタイミング図であ
る。第５図は発光ダイオードの温度変化による発光パワ
ーの変化を示す図である。第６図は発光ダイオードに流
れる電流とフォトダイオードの出力電圧との関係を示す
特性図である。第７図は発光ダイオードの相対光出力一
温度特性を示す図である。第８図は従来の光センサの斜
視図である。第９図は第８図に示した光センナを指に装
着した状態を示す断面図である。 図において、１０は発光ダイオード、３は受光素子、１
４は電流電圧変換回路、１５はＡ／Ｄ変換回路、１６は
ＣＰＵ．１７はＲＯＭ，１ｇはＲＡＭ，１９．２０はＤ
／Ａ変換回路、２１． ２２は定電流回路、ＰＤはフ
ォトダイオード、ＬＥＤ，，ＬＥＤ２はＬＥＤチップを
示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第３図 第４ 図 第５ ４Ｌジ＞Ｉｆ’ 第７図
の一例を示す図である。第２図はこの発明の一実施例の
概略ブロック図である。第３図はこの発明の一実施例の
動作を説明するためのフロー図である。第４図はこの発
明の一実施例の動作を説明するためのタイミング図であ
る。第５図は発光ダイオードの温度変化による発光パワ
ーの変化を示す図である。第６図は発光ダイオードに流
れる電流とフォトダイオードの出力電圧との関係を示す
特性図である。第７図は発光ダイオードの相対光出力一
温度特性を示す図である。第８図は従来の光センサの斜
視図である。第９図は第８図に示した光センナを指に装
着した状態を示す断面図である。 図において、１０は発光ダイオード、３は受光素子、１
４は電流電圧変換回路、１５はＡ／Ｄ変換回路、１６は
ＣＰＵ．１７はＲＯＭ，１ｇはＲＡＭ，１９．２０はＤ
／Ａ変換回路、２１． ２２は定電流回路、ＰＤはフ
ォトダイオード、ＬＥＤ，，ＬＥＤ２はＬＥＤチップを
示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第３図 第４ 図 第５ ４Ｌジ＞Ｉｆ’ 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 フィルム基板の上に被験体の厚みに対応して所定の間隔
で発光素子と第１の受光素子とを配置し、前記発光素子
によって前記被験体の一方側から光を透過させ、透過し
た光を他方側で前記第１の受光素子によって検知し、前
記被験体による透過光の吸収の大きさの変化を検知する
光センサにおいて、 前記発光素子の近傍に配置され、該発光素子の温度変化
に伴う光量の変化を検知する第２の受光素子、および 前記第２の受光素子の受光出力に応答して、前記発光素
子の温度変化に伴う光量の変化を補正するように該発光
素子に流れる電流を制御する制御手段を備えた、光セン
サ。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1116757A JPH02295542A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 光センサ |
| CA002007784A CA2007784C (en) | 1989-01-17 | 1990-01-15 | Photosensor |
| KR1019900000429A KR930004897B1 (ko) | 1989-01-17 | 1990-01-15 | 광센서 |
| US07/465,928 US5045683A (en) | 1989-01-17 | 1990-01-16 | Light absorption detector with light emitting and light receiving elements |
| EP90100815A EP0379140A1 (en) | 1989-01-17 | 1990-01-16 | Photosensor |
| SU904742988A RU2006832C1 (ru) | 1989-01-17 | 1990-01-17 | Фотодатчик |
| CN90100327A CN1019051B (zh) | 1989-01-17 | 1990-01-17 | 光传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1116757A JPH02295542A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 光センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02295542A true JPH02295542A (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=14694988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1116757A Pending JPH02295542A (ja) | 1989-01-17 | 1989-05-10 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02295542A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5151628A (en) * | 1990-08-27 | 1992-09-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light emitting diode for photosensor and photosensor with such a diode |
| JPH09133628A (ja) * | 1995-11-12 | 1997-05-20 | Terametsukusu Kk | 複合素子を内蔵した光源を持つ分析装置 |
| KR20030054607A (ko) * | 2001-12-26 | 2003-07-02 | 주식회사 멕 | 광센서의 광량 제어 방법 |
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