JPH02295542A - 光センサ - Google Patents

光センサ

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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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JP
Japan
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light
change
light emitting
current
emitting element
Prior art date
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Pending
Application number
JP1116757A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Kanda
昌彦 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Priority to CA002007784A priority patent/CA2007784C/en
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Priority to US07/465,928 priority patent/US5045683A/en
Priority to EP90100815A priority patent/EP0379140A1/en
Priority to CN90100327A priority patent/CN1019051B/zh
Priority to SU904742988A priority patent/RU2006832C1/ru
Publication of JPH02295542A publication Critical patent/JPH02295542A/ja
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

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。

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。
[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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
[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。
[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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

  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。
JP1116757A 1989-01-17 1989-05-10 光センサ Pending JPH02295542A (ja)

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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
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EP90100815A EP0379140A1 (en) 1989-01-17 1990-01-16 Photosensor
CN90100327A CN1019051B (zh) 1989-01-17 1990-01-17 光传感器
SU904742988A RU2006832C1 (ru) 1989-01-17 1990-01-17 Фотодатчик

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