JPH044724Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 産業上の利用分野 本考案は、日常の健康管理、あるいは運動時の
安全管理やトレーニング用補助具などに利用され
る光電式脈拍計に関するものである。

従来の技術 従来、特定波長の光が血流中を透過する際に生
ずる減衰量が血流密度に応じて変化する現象を利
用して、脈拍を測る光学式脈拍計が開発されてい
る。

この光電式脈拍計は、指先や耳朶などに発光素
子と光電変換素子を接触させ、発光素子から一定
光量の光を人体的に照射し、その透過光量や反射
光量を光電変換素子で検出し、その急激な減衰点
の時間間隔を計測することにより脈拍を計測する
ように構成されている。

考案が解決しようとする問題点 上述の光電式脈拍計では、計測中に人体が動く
と、これに対する発光素子と光電変換素子の接触
状態や素子間の距離が変化して検出出力波形が乱
れてしまい、正しい計測結果が得られなくなると
いう問題がある。

本出願人が先に出願した「脈拍計」と題する実
用新案登録願（実願昭60−10156号）によれば、
計測中の人体の動きに応じて変位する反射板を設
置し、人体内で反射されてきた光の光量を上記反
射板で反射されてきた光の光量で補償することに
よつて動きの影響を除去する考案が開示されてい
る。

しかしながら、上記考案の脈拍計では、反射板
の設置スペースを確保するうえで指先などに接触
せしめられるセンサ部が比較的大型になるので、
運動中の計測を目的とした携帯型にしにくいとい
う問題がある。

また、計測値に統計的な処理を施して計測誤差
を低減する方式も知られているが、この方式では
比較的複雑な処理回路が必要になるので、携帯型
にしにくいという問題がある。

考案の構成 上記従来技術の問題点を解決する本考案の光電
式脈拍計は、人体の指先又は耳朶を両側から押圧
しつつそれぞれの側に装着される２個の光電変換
素子と、これら２個の光電変換素子の上記人体へ
の装着を可能にする装着手段と、上記２個の光電
変換素子の一方の光電変換素子側の装着箇所の近
傍の人体外部に装着され、この人体中に所定波長
の光を照射する発光素子と、上記２個の光電変換
素子の出力を加算する加算器と、この加算器の出
力の絶対値が雑音レベルよりも大きな基準レベル
を越える頻度に対応する量を脈拍として計測する
計測回路を備えることにより、反射板を設置する
ことなく、計測中の人体の動きの影響を除去する
ように構成されている。

以下、本構成の作用を実施例と共に詳細に説明
する。

実施例 第１図は、本考案の一実施例の光電式脈拍計の
センサ部の構成を示す斜視図である。

このセンサ部は、発光素子１と、２個の光電変
換素子２及び３と、発光素子１及び光電変換素子
２を搭載する上部弾性絶縁板１１と、光電変換素
子３を搭載する下部弾性絶縁板１２と、上下の弾
性絶縁板１１，１２を弾力的に結合する弾性結合
部材１３及び１４から構成されている。上下の弾
性絶縁部材１１と１２はゴムなどで構成され、こ
れらに発光素子や光電変換素子が埋込まれる。

この光電式脈拍計の利用者は、上下の弾性絶縁
板１１，１２、左右の弾性結合部材１３，１４に
よつて囲まれる空間内に指先を挿入することによ
り、このセンサ部を指先に装着する。この装着状
態における発光素子１と、２個の光電変換素子２
及び３と、指先との相互の位置関係は第２図に示
すようになる。すなわち、指先の上面の爪上に発
光素子１と光電変換素子２が接触せしめられ、そ
の裏側の下面に光電変換素子３が接触せしめられ
る。

発光素子１及び２個の光電変換素子２，３は、
利用者の衣服のポケツトなどに収容された電気回
路部にそれぞれリード線L₁，L₂及びL₃を介して
接続されている。

この電気回路部は、第３図に例示するように、
リード線L₁を介して発光素子１に動作電圧を供
給する電池３１と、光電変換素子２からリード線
L₂を介してその受光量に応じた振幅の電気信号
を受ける前置増幅器３２と、光電変換素子３から
リード線L₃を介してその受光量に応じた振幅の
電気信号を受ける前置増幅器３３を備えている。
更にこの電気回路部は、前置増幅器３２と３３の
出力を加算する加算回路３４と、この加算回路３
４の出力が所定レベル以下に低下したことを検出
すると検出出力を発生するレベル検出回路３５
と、このレベル検出回路３５の検出出力の頻度を
計測して１分当たりの頻度に変換する頻度計測回
路３６と、この１分当たりの頻度を脈拍として表
示しあるいは記録する表示／記録回路３７を備え
ている。

波長700nm近傍にピーク値を有する一定光量の
光が発光素子１から指先の内部に投射される。第
２図に示すように、この投射光の一部は指先内部
で反射されて上面側の光電変換素子２に入射し、
他の一部は指先内部を透過して下面の光電変換素
子３に入射する。指先内部に投射された光は、血
流中に含まれるヘモグロビンなどによつて吸収さ
れ減衰する。このヘモグロビンなどの光吸収媒体
の量は、血液の脈動に応じて増減し、光電変換素
子２と３における受光量の増減を引き起こす。

指先が完全な静止状態にあれば、光電変換素子
２と３における受光量の増減の傾向はほとんど一
致する。一方、指先が運動状態にあると、光電変
換素子２，３と指先との接触状態が変動し、各光
電変換素子の出力が攪乱される。この攪乱の状況
を第４図の波形ＡとＢに示す実験データに基いて
説明する。

第４図の波形Ａは、指先を動かしたのち静止さ
せ、この時の前置増幅器３２の出力波形をオツシ
ロスコープに描かせたものである。この出力波形
は、指先の運動中は乱れ、静止後は規則的なもの
に移行している。波形Ｂは、この時の前置増幅器
３２の出力波形であり、波形Ａと同様に、指先の
運動中は乱れ、静止後は規則的なものに移行して
いる。

第４図の波形Ｃは、上記波形ＡとＢに対する加
算器３４の出力波形をオツシロスコープに描かせ
たものでおる。この波形Ｃは、波形ＡとＢに比べ
て振幅が２倍になると共に、運動中の波形の乱れ
が著しく軽減されている。このことは、波形Ａと
Ｂの乱れが逆位相で生じているため、両者の雑音
成分が加算によつて相殺されたことを意味してい
る。これは、指先の表側と裏側のそれぞれに装着
される光電変換素子２及び３と、指先との相対運
動が逆方向になるためと考えられる。

以上、２個の光電変換素子をそれぞれ指先の両
側に装着する構成を例示したが、クリツプなどを
使用してそれぞれ耳朶の両側に装着する構成とし
てもよい。

考案の効果 以上詳細に説明したように、本考案の光電式脈
拍計は、人体の指先などの両側に光電変換素子を
装着し、それぞれの出力を加算する加算器を備え
る構成であるから、簡易、小型な構成のもとで計
測中の人体の動きの影響を除去することができ、
携帯型の脈拍計として特に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のセンサ部の構成を
示す斜視図、第２図は上記センサ部内の各素子と
指先との位置関係を説明するための概念図、第３
図は上記実施例の電気回路部の構成を例示する回
路図、第４図は上記実施例の動作を説明するオツ
シロスコープの波形図である。 １……発光素子、２，３……光電変換素子、１
１……上部弾性絶縁体、１２……下部弾性絶縁
体、１３，１４……弾性結合部材、３２，３３…
…前置増幅器、３４……加算器、３５……レベル
検出回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 人体の指先又は耳朶を両側から押圧しつつそれ
   ぞれの側に装着される２個の光電変換素子と、こ
   れら２個の光電変換素子の前記人体への装着を可
   能にする装着手段と、 前記２個の光電変換素子の一方の光電変換素子
   側の装着箇所の近傍の人体外部に装着されこの人
   体中に所定波長の光を照射する発光素子と、 前記２個の光電変換素子の出力を加算する加算
   器と、 この加算器の出力の絶対値が雑音レベルよりも
   大きな基準レベルを越える頻度に対応する量を脈
   拍として計測する計測回路をとを備えたことを特
   徴とする光電式脈拍計。