JPH03126437A - 脈拍計 - Google Patents

脈拍計

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JPH03126437A
JPH03126437A JP26431789A JP26431789A JPH03126437A JP H03126437 A JPH03126437 A JP H03126437A JP 26431789 A JP26431789 A JP 26431789A JP 26431789 A JP26431789 A JP 26431789A JP H03126437 A JPH03126437 A JP H03126437A
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Hiroyuki Odagiri
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電式の脈拍計に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、発光素子に断続的に電流を供給する発光素子
駆動回路と、受光素子が受光する断続的信号を連続的な
信号に復調するためのサンプルホールド回路を備えた光
電式脈拍計において、サンプルホールド回路が受光信号
をサンプリングする時間幅を、発光素子の点灯時間より
短くすることで、脈拍信号のS/N比を向上させるもの
である。
〔従来の技術〕
脈拍の検出には、心臓の鼓動と同期して発生する心電位
の変化を検出する方法、鼓動による心音を検出する方法
、血液の量の変化を検出する方法等が用いられている。
特に小型の脈拍計においては、検出レベルの人体差が少
なく一般的に使用し易いという理由で、光学的手段を用
いて器量変化を検出する光電方式が有効である。但し、
この方式は、消費電力が比較的大きい欠点を持つ。そこ
で従来から低消費電力化の努力がはられれ、発光素子を
断続的に駆動させる方法(実開昭53−76697号公
報)が考えられてきた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記したように発光素子を断続的に点灯する方式を採用
すると、当然受光信号も断続信号になる。
ttlr’ti信号のままでは信号処理上不都合なので
、連続した信号に復調する必要がある。復調する回路の
一つとして第2図に示すサンプルホールド回路がある。
12ばコンデンサであり、スイッチ11がONしたとき
の入力信号の電圧を保持する。このようなサンプルホー
ルド回路を脈拍信号の復調に使用すると、入力信号とス
イッチ11のON時間との関係が問題になる。従来、サ
ンプルホールド回路のスイッチのONタイミングは、発
光素子の点灯タイミングと全く同期させて行っていた。
全く同期させると受光素子の応答時間が問題になる。第
3図に脈拍計等に良く使用される受発光素子を一体型に
した反射型ホトセンサの応答時間の測定回路(alと応
答波形(blを示す。発光ダイオード14に抵抗13を
介して入力電圧を印加して発光させる。反射板5で反射
してきた光がホトトランジスタ16と抵抗RL17によ
って電圧に変換される。入力電圧と出力電圧の時間的関
係を見ると第3図に示すように遅れ時間taと立ち上が
り時間trが存在する。この遅れ時間Ldと立ち上がり
時間trは、ホトトランジスタによって異なるが普通数
10μsecある。これに対して発光素子の点灯時間は
、短い程消費電流は下がるので極力短く設計される。こ
の結果、遅れ時間Ldと立ち上がり時間trが無視でき
なくなってくる。すなわち、出力電圧のピークをコンデ
ンサに保持したいのに、tdとtrの影響でコンデンサ
の電圧が変FJI シてしまう。この電圧変動をそのま
ま増幅すると信号のS/N比が悪化してしまう。
その様子を第4図に示す。tdとtrの影響がある脈拍
信号aを波形整形すると波形すに示すようにヒゲパルス
が発生し易くなり、脈拍数の誤表示の原因になる。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため本発明は、次の手段を採用し
た。
少なくとも発光素子と発光素子に断続的に電流を供給す
る駆動回路と、受光素子と受光素子が受光するWr続的
信号を連続的な信号に復調するためのサンプルホールド
回路を備えた光電式脈拍計において、前記サンプルホー
ルド回路のサンプリング時間を決める制御信号を出力す
るサンプルホールド制御手段の制御信号パルス幅が、前
記発光素子駆動手段の出力する点灯信号のパルス幅より
短く設定されていることを特徴とする脈拍計。
〔作用〕
上記のように構成することで、発光素子の点灯タイミン
グと、サンプルホールド回路のサンプリングタイミング
とを別々に制御することが可能となり、受光素子の応答
時間による脈拍信号のS/N比の悪化を防止することが
できる。
〔実施例〕
第1図に本発明の実施例を示し、第5図にその各部の動
作波形を示す。第1図と第5図を用いて本発明を説明す
る。1は発光ダイオードであり、発光素子を駆動手段2
によって断続的に点灯させられる。3はホトトランジス
タであり、発光ダイオードIが人体の指先等に照射した
光の反射光を捕られ、それ)電流に変換してサンプルホ
ールド回路5へ入力する(第5図 波形a)。5はサン
プルホールド回路であり、ホトトランジスタ3で受光す
る脈拍によって変調された断続的な信号を、サンプルホ
ールド制御手段4からの制御信号によって連続的な信号
に変換する(第5図 波形b)。
本発明の特徴は、発光素子駆動回路2が発光ダイオード
lを点灯させる時間よりも、サンプルホールド回路5を
制御するサンプルホールド制御手段40制御信号の時間
幅を短くした点にある。この結果、サンプルホールド回
rlB5の出力信号のS/N比は従来の脈拍計より改善
されている。サンプルホールド回路5の出力信号は微弱
である為、増幅回路6で増幅される。増幅回路6の出力
信号はフィルタ回路7によって高い周波数成分が除去さ
れ、波形整形回路8へ入力される(第5図 波形C)。
波形整形回路8は、シュミットトリガ−回路等で構成さ
れるものであり、フィルタ回路7の出力信号を波形整形
して脈拍演算制御部9へ出力する(第5図 波形d)。
脈拍演算制御部9は、脈拍計測の為に必要な基準信号を
備え、発光素子駆動手段2とサンプルホールド制御手段
4へ必要な周波数信号を供給するとともに、波形整形回
路8から入力される脈拍信号を一分当りの脈拍数に換算
して脈拍表示部10に表示する。本発明の特徴は発光素
子駆動手段2と、サンプルホールド制御手段4の関係に
ある。そこで、第6図にその2つの回路の具体的実施例
を示し更に説明する。ラッチ21とNANDゲート22
で微分回路が構成され、脈拍演算制御部(図示せず)か
らの128Qと512Mの2つの信号から、128Qの
立ち上がりにパルス幅0.48m5の微分パルスを合成
する。NへNDゲート22の出力に発生するパルス幅0
.48m5の微分パルスは、インバータ23で反転され
て、発光ダイオード1のドライバーであるNPN)ラン
ジスタ24のヘースヘ入力される。この結果、発光ダイ
オード1は128Qの立ち上がりに0 、48m5間発
光する。
抵抗25は電流制限用の抵抗である。発光ダイオード1
で発光した光は、指先等で反射したホトトランジスタ3
に入力される。ホトトランジスタ3は入力される光を電
流に変換する。ホトトランジスタ3に発生した電流は、
抵抗42で電圧に変換される。抵抗42に発生ずる電圧
は、トランスミッション43がONするタイミングでコ
ンデンサ44に保持される。トランスミッションゲート
43をelf卸する信号は、本実施例の場合、NORゲ
ート41で合成され、そのタイミングは、NANDゲー
ト22の出力に発生する微分パルスと、2048Q信号
で決定され、微分パルスの立ち上がりから0.24m5
遅れて出力されるものである。このタイミングを第7図
に示す。このように、発光ダイオードlの点灯を制御す
る発光素子駆動手段2と別に、サンプルホールド制御手
段を設けたことにより、発光ダイオード1の点灯タイミ
ングと異なるタイミングでサンプルホールド回路5を制
御することが可能になった。この結果、ホトトランジス
タ3の特性である遅れ時間tdと立ち上がり時間trに
よる、脈拍信号のS/N比の劣化を防止する事ができる
。なお、発光素子駆動回路2とサンプルホールド回路4
のタイミングを決める回路をハードウェアで構成した実
施例で説明したきたが、マイコンIC等を利用し、それ
らをソフトウェアで実現することも極めて容易である。
従って説明は省略する。
〔発明の効果〕
上記してきたように本発明によれば、発光ダイオードの
点灯を制御する発光素子駆動回路とは別に、ホトトラン
ジスタが受光する断続信号を連続的な信号に変換する為
の信号を用意したことにより、ホトトランジスタの応答
遅れ時間tdや立ち上がり時間trの影古によって発生
する脈拍信号の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の脈拍計を示す図、第2図はサンプルホ
ールド回路の原理を示す図、第3図は反射型ホトセンサ
の応答時間の測定回路と応答波形を示す図、第4図はS
/N比が比較的悪い脈拍波形を示す図、第5図は脈拍計
の各部の波形を示す図、第6図は発光素子駆動手段とサ
ンプルホールド制御手段を示す図、第7図はNAND2
2とN○R41の出力タイミングを示す図である。 1・・・発光ダイオード 発光素子駆動手段 ホトトランジスタ サンプルホールド制御手段 サンプルホールド回路 増幅回路 フィルタ回路 波形整形回路 脈拍演算制御部 脈拍表示 スイッチ コンデンサ 抵抗 発光ダイオード 反射板 ホトトランジスタ 抵抗 ラッチ NANDゲート インバータ NPN )ランジスク 25・ ・抵抗 1 ・NORゲート 42・ ・抵抗 43・ トランスミッションゲート 44・ ・コンデンサ 以 上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも発光素子と発光素子に断続的に電流を供給す
    る駆動回路と、受光素子と受光素子が受光する断続的信
    号を連続的な信号に復調するためのサンプルホールド回
    路を備えた光電式脈拍計において、前記サンプルホール
    ド回路のサンプリング時間を決める制御信号を出力する
    サンプルホールド制御手段の制御信号パルス幅が、前記
    発光素子駆動手段の出力する点灯信号のパルス幅より短
    く設定されていることを特徴とする脈拍計。
JP26431789A 1989-10-11 1989-10-11 脈拍計 Expired - Lifetime JP2807907B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009082292A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Fujitsu Ltd 光電脈波計測装置及び光電脈波計測プログラム
JP2016214336A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 脈拍計
JP2018042884A (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 株式会社東芝 生体信号検出装置
JP2018130513A (ja) * 2017-02-15 2018-08-23 修 池田 呼吸成分抽出方法
WO2018186108A1 (ja) * 2017-04-07 2018-10-11 アルプス電気株式会社 生体関連情報測定装置

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WO2018186108A1 (ja) * 2017-04-07 2018-10-11 アルプス電気株式会社 生体関連情報測定装置

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