JPH0639681Y2 - 指尖脈波センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、指尖を発光素子及び受光素子間に挿入して、
拍動に伴うその血管の容積変化を透過光量の変化により
電気信号として検出する指尖脈波センサに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

この種の従来の指尖脈波センサとしては、受光素子及び
発光素子の一方を埋め込まれた指尖の爪側のパッドと、
他方を埋め込まれたその腹側のパッドとを対向させると
共に、いずれかのパッドの裏面にＵ字型に曲げられた板
ばねを取付け、両パッド間に挿入された指尖を圧迫状態
で挟持させるようになった板ばね式のものが周知であ
る。

さらに、受光素子及び発光素子がそれぞれ埋め込まれた
２個のアームを互に洗濯挟み形状にヒンジさせ、そのヒ
ンジピンにコイルばねを装着して互に接近する方向へ付
勢するようにした指尖脈波センサも周知である。

〔考案が解決しようとする課題〕

このような指尖脈波センサにおいて、指尖のセット位置
を正確に設定することは、検出波形の精度を確保するの
に重要である。特に、検出波形を時間について２回微分
して加速度波形に変換することにより、末梢循環の状態
を無侵襲的にモニタする加速度指尖脈波計では、検出波
形の精度が測定結果に大きく影響する。

しかしながら、従来の指尖脈波センサにおいては、指尖
を正確にセットさせ、またその正規のセットを確認する
配慮はなされていなかった。

そこで、本出願人は、実願昭63−123983により、指尖腹
セット面及び爪セット面間の前方における爪位置よりも
指尖腹セット面寄りに指尖ストッパを設けると共に、指
尖ストッパに、その先端の当接を検知するタッチセンサ
が設けた指尖脈波センサを提案した。これにより、正確
な指尖セットが容易に可能になると共に、タッチセンサ
で指尖セットがより確実にモニタでき、被検者だけでな
く検査者にとってもその確認が容易になる。

しかしながら、タッチセンサに関して、指尖がストッパ
に当った状態で指尖腹セット面から浮いたり、或はスト
ッパが爪を逃げる高さに設定されていることにより、指
尖がストッパを載り越えた場合の誤検知についても配慮
する余地が残されていた。

よって、本考案は、指尖が正規位置にセットされたこと
を一層確実に確認できる指尖脈波センサを提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、この目的を達成するために、指尖腹セット面
に、延びた爪を逃がす高さの指尖ストッパを突設すると
共に、この指尖ストッパの表面と指尖腹セット面におけ
る透光窓の周囲とにおける正規の指尖セット位置に、静
電容量型タッチセンサの電極板を連続的に設け、この電
極板に、指尖ストッパの表面及び指尖腹セット面双方の
正規の指尖セット位置に指尖が接触しているときに呈す
る静電容量変化に応答して指尖検知信号を出力するタッ
チセンサの静電容量変化検知回路を付属させてある。

〔作用〕

指尖を指尖腹セット面及び爪セット面間にセットして、
これらの面双方の正規の指尖セット位置に指尖が接触す
ると、電極板の呈する静電容量が所定量増加することに
より静電容量変化検知回路が指尖検知信号を出力する。
指尖腹セット面及び爪セット面の双方又はいずれか一方
に対する指尖の接触が不完全な場合、充分な静電容量変
化が得られず、指尖検知信号は出力されない。

〔考案の実施例〕 第１図〜第３図は本考案の一実施例による指尖脈波セン
サを示す。

これらの図において、10は平面に据え付けられる指尖セ
ット台であり、表面にはその底面に対して自然な状態の
標準的な形状に対応して傾斜した指尖腹セット面11と、
続く指の第１及び第２関節間の腹に対応して同一勾配で
傾斜した指尖ガイド面12とを備え、第３関節近辺が頂部
に位置する隆起面13が形成されている。さらに、指尖腹
セット面11及び指尖ガイド面12の両側には、標準的な指
巾より僅かに広い間隔のガイド壁10aが形成されてい
る。

指尖腹セット面11には、指尖腹の中央部分の逃げとして
も機能する円形の透光窓14が形成されると共に、先端に
は指尖の先端形状に対応した曲面状で、かつ長く延ばし
た爪を逃がすことのできる高さのストッパ30が形成され
ている。

このストッパの正面及び指尖腹セット面11の透光窓14の
周囲には、静電容量型のタッチセンサを形成するよう
に、銅箔である電極板38（図中でドット線で示す）が、
安全性を考慮して内側寄りに貼着され、その上面は完全
に隠れるように、より大きな形状の絶縁シート39でカバ
ーされている。この電極板には、指尖１の正規の接触時
に、電極板38の呈する静電容量の増大により例えば500k
Hzから200kHz程度に発振周波数が低減するのを検知し
て、指尖検知信号を出力するタッチセンサの静電容量変
化検知回路（それ自体周知であり図示せず）が付属して
いる。そして、電極板38はストッパ30から指尖腹セット
面11に連続的に１枚に形成されると共に、静電容量変化
検知回路の応答特性は、電極板38の形状特性も含めて指
尖１がストッパ30のみ又は指尖腹セット面11のみ接触し
ているときには検知されないように設定されている。

20は爪圧迫用のスライダであり、その内面パネル20bに
は、爪に当接する爪当接面21が設けられると共に、その
両側には底面10bに対して傾斜したスライダアーム22が
指尖セット台10の両壁のガイド溝18内をスライド可能に
取付けられている。透光窓14の背後には受光素子19が取
付けられ、爪当接面21の透光窓の背後に発光素子29が取
付けられている。内面パネル20bには、つや消しされた
透光性の合成樹脂で形成されたカバー35が取付けられて
いる。さらに、この内面パネルには、カバー35を裏面か
ら照明するように、その正面に12個及び両面に４個づつ
で合計20個のLED36がセットされた板状ブラケット37が
取付けられている。

両スライダアーム22間の下端は、棒23で連結され、隆起
面13内、即ち指尖セット台10の内部後方には、下設され
たアーム15に回転自在に取付けられたボビン16の巻芯に
内端がばね力で圧着されたそれ自体周知の定荷重ぜんま
い17が収納されている。このばねの外端17aは棒23に係
止されている。

このように構成された指尖脈波センサの動作は次の通り
である。

通常、スライダ20はその後縁20cが指尖セット台10の前
縁10cに当接した位置を占め、閉鎖している。

測定に際して、指尖１を指尖ガイド面12上の隙間Ｓに挿
入して指尖ガイド面12に沿って滑べらせて、指尖腹を指
尖腹セット面11に接触させた状態で指尖の先端をストッ
パ30に当接するまで前進させる。これにより、指尖１が
絶縁シート39における正規のセット位置である正面及び
底面の中央部分に接触すると、電極板38の呈する静電容
量が増大して指尖検知信号が発生する。この検知信号に
応答して全てのLED36が発光して、カバー35が面状に発
光する。発光状態において、爪当接面21は爪の高さに対
応して指尖腹セット面11に対して離反するが、その加圧
力は定荷重ぜんまいにより個人差がなく、ほぼ一定の適
切な値に保持され、外乱光の入射もなく、絶えず指尖１
が指尖腹セット面11に位置付けされて安定化され、過度
の圧迫による脈波波形の歪みも生じない。

指尖１が絶縁シート39へ周辺方向にずれて接触している
場合には電極板38の静電容量の増加が不充分であるた
め、指尖検知信号は発生せず、LED36は発光しない。さ
らに、指尖１が指尖腹セット面11から浮いてストッパ30
を越えてその上端32に載っている場合、或はストッパ30
に指尖先端が当たった状態で指尖腹セット面11への接触
が不完全で浮いている場合も、接触面積が不足すること
により、充分な静電容量増加が得られず、指尖検知信号
は出力されない。

尚、センサ本体の構造としては、スライド方向が底面に
平行方向であったり、或は定荷重用にスライドストロー
クに対して充分長いつる巻ばねを利用する等種々考えら
れる。例えば、第４図に示す指尖脈波センサでは、指尖
腹セット部材40と爪セット部材45との後端が、ピン41で
ヒンジされ、互に先端部が対接するようにばねで付勢さ
れている。そして、指尖腹セット部材40の先端部には、
指尖腹セット面42に直交する指尖ストッパ43が形成さ
れ、ストッパ43及び透光窓47の周囲には内側寄りに銅箔
状の電極板48が貼着され、その表面は全域にわたり大き
めの絶縁シート49でカバーされている。指尖１をストッ
パ43及び指尖腹セット面42の中央部分の正規位置にセッ
トすると、タッチセンサは正規の指尖セットを検知して
LED46を発光させ、透光性の上面を通して面状に発光さ
せる。

このようなタッチセンサには、タイマを後続させること
により、その検知信号が所定時間以上継続して発生する
と、測定を自動的に開始させるスタート信号を出力させ
るようにもできる。

〔考案の効果〕

以上、本考案によれば、静電容量式のタッチセンサを用
いることにより、指尖を電極板に接触させるだけで指尖
セットを検知でき、したがって、指尖を圧迫することが
ないために、忠実な脈波波形が得られる。さらに、その
電極板がストッパ面から光電素子の周囲に配置されて双
方の電極板部分共に指尖が当ったときに指尖検知信号が
発生されるために、指尖がストッパに当った状態で指尖
腹セット面から浮いたり、或はストッパが爪を逃げる高
さに設定されていることにより、指尖がストッパに載り
越えた場合の誤検知に指尖先端が指尖ストッパに当る感
触を得られることにより、正確な指尖セットが容易に可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による指尖脈波センサのスラ
イダ部分を除いた斜視図、第２図は同実施例による指尖
脈波センサの中央部断面図、第３図は同実施例による指
尖脈波センサの指尖装着状態を示す斜視図及び第４図は
本考案の別の実施例による指尖脈波センサの斜視図であ
る。 １…指尖、11、42…指尖腹セット面、 14、47…透光窓、19…受光素子、 21…爪当接面、29…発光素子、 30、43…ストッパ、38、48…電極板、 39、49…絶縁シート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】透光窓をそれぞれ有する指尖腹セット面と
   爪セット面とが対面して配置されると共に、その一方側
   に発光素子そして他方側に受光素子が配置されて、拍動
   に伴う血管の容積変化を透光窓間にセットされた指尖の
   透過光量に対応した電気信号として検出する指尖脈波セ
   ンサにおいて、 指尖腹セット面に、延びた爪を逃がす高さの指尖ストッ
   パを突設すると共に、 この指尖ストッパの表面と前記指尖腹セット面における
   透光窓の周囲とにおける正規の指尖セット位置に、静電
   容量型タッチセンサの電極板を連続的に設け、 この電極板に、前記指尖ストッパの表面及び前記指尖腹
   セット面双方の前記正規の指尖セット位置に指尖が接触
   しているときに呈する静電容量変化に応答して指尖検知
   信号を出力する前記タッチセンサの静電容量変化検知回
   路を付属させた、ことを特徴とする指尖脈波センサ。