JPH11128177A - Bio-information detection device - Google Patents

Bio-information detection device

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Publication number
JPH11128177A
JPH11128177A JP29716397A JP29716397A JPH11128177A JP H11128177 A JPH11128177 A JP H11128177A JP 29716397 A JP29716397 A JP 29716397A JP 29716397 A JP29716397 A JP 29716397A JP H11128177 A JPH11128177 A JP H11128177A
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JP
Japan
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light
polarized light
linearly polarized
living body
component
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29716397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Terada
重雄 寺田
Mitsutoshi Maeda
光俊 前田
Hiroshi Ito
伊藤  博
Morihiro Matsuda
守弘 松田
Tetsuya Mizuno
哲哉 水野
Michiharu Yamada
道治 山田
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.)
Denso Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
Toyota Central R&D Labs Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Nippon Soken Inc, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Denso Corp
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Publication of JPH11128177A publication Critical patent/JPH11128177A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect bio-information without making contact with the living body even if the living body is moving. SOLUTION: A P-polarized beam is irradiated toward a living body 10 by a polarization filter 16 and a lens 18, and the beam reflected from the living body 10 is split by a polarization beam splitter 22 into a P-polarized beam and an S-polarized beam, which are detected respectively by a first light receiving part 24 and a second light receiving part 26. A processing circuit 28 multiplies detection data about the S-polarized beam by K so that the component of movement of the living body involved in the detection data about the P- polarized beam and the S-polarized beam detected by the first light receiving part 24 and the second light receiving part 26 become equal. The difference between the detection data about the S-polarized beam multiplied by K and the detection data about the P-polarized beam is computed to obtain information about the heartbeats of the living body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生体情報検出装置
に係り、より詳しくは、生体が移動可能に配置されるエ
リアに光を照射して、生体の情報を検出する生体情報検
出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a living body information detecting apparatus, and more particularly, to a living body information detecting apparatus that irradiates an area where a living body is movably arranged with light to detect living body information.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、生体情報検出装置として心拍
計測装置が提案されている。心拍計測装置は、光を皮膚
に照射し、反射光又は透過光を検出して、心拍(心臓の
博動)を測定するものである。以下、この原理を説明す
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a heart rate measuring device has been proposed as a biological information detecting device. The heart rate measuring device irradiates the skin with light, detects reflected light or transmitted light, and measures the heart rate (heart beat). Hereinafter, this principle will be described.

【0003】心臓の博動に伴って、皮膚内部の皮膚表面
近傍に存在する血液の量が増減する。一方、皮膚に照射
された光は、皮膚表面で反射するものと、皮膚内部に進
入するものと、に分離する。皮膚内部に進入した光は、
更に、皮膚内部の皮膚表面近傍に存在する血液に吸収さ
れるものと、皮膚内部で拡散し、皮膚表面外部に反射す
るものと、に分離する。血液に吸収される光の量は、血
液の量の変化、即ち、心拍に応じて変化する。よって、
皮膚内部から反射する光の量は、心拍に応じて変化す
る。従って、皮膚内部から反射等する光の心拍成分から
心拍を計測することができる。
[0003] With the movement of the heart, the amount of blood existing near the skin surface inside the skin increases and decreases. On the other hand, the light applied to the skin separates into light reflected on the skin surface and light entering the skin. The light that enters the skin,
Furthermore, it is separated into one that is absorbed by blood existing near the skin surface inside the skin and one that is diffused inside the skin and reflected outside the skin surface. The amount of light absorbed by the blood changes according to the change in the amount of blood, that is, the heartbeat. Therefore,
The amount of light reflected from the inside of the skin changes according to the heartbeat. Therefore, the heart rate can be measured from the heart rate component of the light reflected from the inside of the skin.

【0004】ところで、心拍計測装置には、計測部を生
体の一部(指等)に接触させる接触式(パルスオキシメ
ータ)と、生体と非接触で心拍を計測する非接触式(特
願平8−73663号等)と、がある。
Meanwhile, a heart rate measuring device includes a contact type (pulse oximeter) for bringing a measuring part into contact with a part (a finger or the like) of a living body and a non-contact type (patent application Hei 10) for measuring a heart rate without contacting the living body. 8-73663).

【0005】接触式心拍計測装置は、光源、指、指に接
触する計測部を順に配置し、指からの透過光を計測部で
計測して心拍を計測するものである。接触式心拍計測装
置は、指と計測部とが接触しているため、指の移動、振
動等による透過光量の変化は少ない。
[0005] The contact type heart rate measuring device is a device in which a light source, a finger, and a measuring section which comes into contact with the finger are arranged in order, and the transmitted light from the finger is measured by the measuring section to measure the heart rate. In the contact heart rate measurement device, since the finger and the measurement unit are in contact with each other, a change in the amount of transmitted light due to movement, vibration, or the like of the finger is small.

【0006】非接触式心拍計測装置は、2種類のLED
や光源から光を2種類の干渉フィルタに透過させて、皮
膚内部への透過率が高い第1の光と、皮膚表面での反射
率が高い第2の光と、を皮膚に照射する。第1の光は皮
膚内部への透過率が高いので皮膚内部に透過し、皮膚内
部からの反射光には心拍成分が多く含まれる。また、第
2の光は皮膚表面での反射率が高いので皮膚表面から反
射し、反射光には心拍成分が多く含まれない。そして、
各々の反射光には生体の移動に起因するノイズがあるの
で、各々の反射光を組み合わせて、ノイズを除去して心
拍を計測するものである。
[0006] The non-contact type heart rate measuring device has two types of LEDs.
Light from a light source and a light source is transmitted through two types of interference filters to irradiate the skin with first light having a high transmittance to the inside of the skin and second light having a high reflectance on the skin surface. Since the first light has a high transmittance to the inside of the skin, it passes through the inside of the skin, and the reflected light from the inside of the skin contains a large amount of heartbeat components. In addition, the second light has a high reflectance on the skin surface, so that it is reflected from the skin surface, and the reflected light does not contain much heartbeat components. And
Since each reflected light has noise due to the movement of the living body, each reflected light is combined and the noise is removed to measure the heart rate.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触式
心拍計測装置は、指と計測部とが接触しているため、生
体を拘束し、自由な動きを妨げると共に煩わしさを感じ
させる。
However, in the contact type heart rate measuring device, since the finger and the measuring unit are in contact with each other, the contact type heart rate measuring device restrains the living body, hinders free movement, and causes annoyance.

【0008】一方、非接触式心拍計測装置は、生体と計
測部とが接触していないため、上記問題は生じないが、
生体が自由に移動すると、反射光の検出量が変化する。
心拍成分は、微弱であり、反射光量全体に占める割合も
小さい。このため生体が自由に移動すると、心拍成分は
反射光量の変化の中に埋もれてしまい、心拍を検出する
ことが困難となる。なお、2種類の光を用いる場合に
は、2種類のLEDあるいは2つの干渉フィルターで2
種類の光に分離するなど、波長に応じた光源を準備しな
ければならずコストが高くなる。
On the other hand, in the non-contact type heart rate measuring device, the above problem does not occur because the living body and the measuring unit are not in contact with each other.
When the living body moves freely, the detection amount of the reflected light changes.
The heartbeat component is weak and has a small proportion in the total amount of reflected light. Therefore, when the living body moves freely, the heartbeat component is buried in the change in the amount of reflected light, and it becomes difficult to detect the heartbeat. When two types of light are used, two types of LEDs or two interference filters are used.
Light sources corresponding to wavelengths, such as separation into different types of light, must be prepared, which increases costs.

【0009】本発明は、上記事実に鑑み成されたもの
で、生体に非接触式でかつ生体が移動しても生体の情報
を精度よく検出することの可能な生体情報検出装置を提
案することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and proposes a biological information detecting device which is non-contact type with respect to a living body and which can accurately detect information of the living body even when the living body moves. With the goal.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明は、生体に向かって直線偏光を照射する照射手段と、
前記生体から反射した反射光を、電気ベクトルの振動方
向が前記直線偏光の電気ベクトルと同じ方向の第1の直
線偏光と電気ベクトルの振動方向が前記直線偏光の電気
ベクトルと垂直な方向の第2の直線偏光とに分離する分
離手段と、前記分離手段により分離された前記第1の直
線偏光及び前記第2の直線偏光を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記第1の直線偏光及び
前記第2の直線偏光各々の検出データにおける前記生体
の移動成分の差が小さくなるように第1の直線偏光及び
第2の直線偏光の少なくとも一方の検出データを処理し
て、前記第1の直線偏光及び前記第2の直線偏光各々の
検出データに対応するデータを演算し、演算したデータ
の差又は商を演算して生体情報を求める演算手段と、を
備えている。
To achieve the above object, the present invention provides an irradiating means for irradiating a living body with linearly polarized light,
The reflected light reflected from the living body is converted into a first linearly polarized light in which the vibration direction of the electric vector is the same as the electric vector of the linearly polarized light and a second vibrational direction in which the vibration direction of the electric vector is perpendicular to the electric vector of the linearly polarized light. Separation means for separating the first linearly polarized light and the second linearly polarized light separated by the separation means,
At least one of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light so that the difference between the moving components of the living body in the detection data of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light detected by the detecting means is reduced. One of the detection data is processed to calculate data corresponding to the detection data of each of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light, and a difference or quotient of the calculated data is calculated to obtain biological information. Means.

【0011】照射手段は、生体に向かって直線偏光を照
射する。直線偏光が照射されると、生体から反射する。
反射光には、生体の表面から拡散せずに反射する表面反
射光と、生体の表面から拡散反射する表面拡散反射光
と、生体の内部(層内)において拡散反射する層内拡散
反射光と、がある。ここで、一般に、光が反射するとき
には偏光状態が変化し、その変化は、表面拡散反射光
と、表面拡散反射光及び層内拡散反射光と、では異なる
ことが知られている。即ち、表面反射光は、電気ベクト
ルの振動方向が上記直線偏光と同じ方向の第1の直線偏
光であり、生体の移動成分のみが含まれる。表面反射光
及び層内拡散反射光には、第1の直線偏光と電気ベクト
ルの振動方向が上記直線偏光と垂直な方向の第2の直線
偏光とが含まれ、第1の直線偏光及び第2の直線偏光に
は、生体の移動成分と生体の情報成分とが含まれる。
The irradiating means irradiates the living body with linearly polarized light. When irradiated with linearly polarized light, it is reflected from the living body.
The reflected light includes surface reflected light that is reflected from the surface of the living body without being diffused, surface diffused reflected light that is diffusely reflected from the surface of the living body, and intra-layer diffuse reflected light that is diffusely reflected inside the living body (in the layer). , There is. Here, it is generally known that the polarization state changes when light is reflected, and the change is different between the surface diffuse reflected light and the surface diffuse reflected light and the layer diffuse reflected light. That is, the surface reflected light is the first linearly polarized light in which the vibration direction of the electric vector is the same as the linearly polarized light, and includes only the moving component of the living body. The surface reflected light and the intra-layer diffuse reflected light include a first linearly polarized light and a second linearly polarized light whose electric vector oscillates in a direction perpendicular to the linearly polarized light. The linearly polarized light includes a moving component of the living body and an information component of the living body.

【0012】分離手段は、生体から反射した反射光を、
第1の直線偏光と第2の直線偏光とに分離する。検出手
段は、分離手段により分離された第1の直線偏光及び第
2の直線偏光を検出する。
[0012] The separating means reflects the reflected light from the living body,
The light is separated into first linearly polarized light and second linearly polarized light. The detecting means detects the first linearly polarized light and the second linearly polarized light separated by the separating means.

【0013】演算手段は、検出手段により検出された第
1の直線偏光及び第2の直線偏光各々の検出データにお
ける生体の移動成分の差が小さくなるように第1の直線
偏光及び第2の直線偏光の少なくとも一方の検出データ
を処理して、第1の直線偏光及び第2の直線偏光各々の
検出データに対応するデータを演算し、演算したデータ
の差又は商を演算して生体情報を求める。
The calculating means includes a first linearly polarized light and a second linearly polarized light so as to reduce a difference between moving components of the living body in the detected data of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light detected by the detecting means. At least one of the detection data of the polarized light is processed to calculate data corresponding to the detection data of each of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light, and a difference or a quotient of the calculated data is calculated to obtain biological information. .

【0014】このように、生体に向かって直線偏光を照
射し、生体から反射した反射光を第1の直線偏光と第2
の直線偏光とに分離し、第1の直線偏光及び第2の直線
偏光各々の検出データにおける生体の移動成分の差が小
さくなるように第1の直線偏光及び第2の直線偏光の少
なくとも一方の検出データを処理しているので、第1の
直線偏光及び第2の直線偏光各々の検出データに対応す
るデータにおける生体の情報成分の差が大きくなる。
As described above, the living body is irradiated with the linearly polarized light, and the reflected light reflected from the living body is combined with the first linearly polarized light and the second linearly polarized light.
And at least one of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light so that the difference between the moving components of the living body in the detection data of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light becomes smaller. Since the detection data is processed, the difference between the information components of the living body in the data corresponding to the detection data of each of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light increases.

【0015】よって、第1の直線偏光及び第2の直線偏
光各々の検出データに対応するデータの差又は商を演算
すれば、生体が移動しても生体の情報を精度よく演算す
ることができる。
Therefore, if the difference or the quotient of the data corresponding to the detection data of each of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light is calculated, information on the living body can be accurately calculated even if the living body moves. .

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】図1に示すように、本実施の形態に係る生
体情報検出装置は、発光部12と、発光部12を駆動さ
せる駆動回路14と、を備えている。また、生体情報検
出装置は、発光部12から発光された光の進む方向に、
発光部12から発光された光を、直線偏光(P偏光)に
する偏光フィルタ16と、偏光フィルタ16からの直線
偏光を後述する第1の受光部24及び第2の受光部26
に結像させるレンズ18(焦点距離30[mm])と、
が順に配置されている。なお、発光部12、偏光フィル
タ16、及びレンズ18により、本発明の照射手段が構
成される。
As shown in FIG. 1, the biological information detecting device according to the present embodiment includes a light emitting unit 12 and a drive circuit 14 for driving the light emitting unit 12. In addition, the biological information detection device is configured to move in a direction in which the light emitted from the light emitting unit 12 travels.
A polarizing filter 16 that converts light emitted from the light emitting unit 12 into linearly polarized light (P-polarized light), and a first light receiving unit 24 and a second light receiving unit 26 that convert the linearly polarized light from the polarizing filter 16 into a later-described one.
A lens 18 (focal length 30 [mm]),
Are arranged in order. Note that the light emitting unit, the polarizing filter 16 and the lens 18 constitute an irradiation unit of the present invention.

【0018】なお、発光部12とレンズ18との間の距
離は、L1(例えば、130[mm])である。また、
レンズ18から上記方向にL2(例えば、40[m
m])離れた位置が測定エリア20となっている。
The distance between the light emitting section 12 and the lens 18 is L1 (for example, 130 [mm]). Also,
L2 (for example, 40 [m
m]) The distant position is the measurement area 20.

【0019】被測定対象(生体)10の測定エリア20
に位置する面から光が反射する方向でかつ測定エリア2
0から所定距離離間した位置には、被測定対象10の面
から反射した光を、電気ベクトルの振動方向が、偏光フ
ィルタ16による直線偏光と同じ方向の第1の直線偏光
(P偏光)と垂直な方向の第2の直線偏光(S偏光)と
に分離する、分離手段としての偏光ビームスプリッタ2
2が配置されている。
The measurement area 20 of the object to be measured (living body) 10
In the direction in which light is reflected from the surface located at
At a position separated by a predetermined distance from 0, the light reflected from the surface of the measured object 10 is perpendicular to the first linearly polarized light (P-polarized light) in which the oscillation direction of the electric vector is the same as the linearly polarized light by the polarizing filter 16. Polarizing beam splitter 2 as a separating means for separating light into second linearly polarized light (S-polarized light)
2 are arranged.

【0020】偏光ビームスプリッタ22により分離され
た第1の直線偏光(P偏光)が進行する方向には、第1
の直線偏光(P偏光)を受光する第1の受光部24が配
置されている。偏光ビームスプリッタ22により分離さ
れた第2の直線偏光(S偏光)が進行する方向には、第
2の直線偏光(S偏光)を受光する第2の受光部26が
配置されている。なお、測定エリア20と第1の受光部
24及び第2の受光部26各々との距離は、L3(例え
ば、160[mm])である。なお、第1の受光部24
及び第2の受光部26により、本発明の検出手段が構成
される。
In the direction in which the first linearly polarized light (P-polarized light) separated by the polarization beam splitter 22 travels,
A first light receiving unit 24 that receives linearly polarized light (P-polarized light) is disposed. In the direction in which the second linearly polarized light (S-polarized light) separated by the polarization beam splitter 22 travels, a second light receiving unit 26 that receives the second linearly polarized light (S-polarized light) is arranged. Note that the distance between the measurement area 20 and each of the first light receiving unit 24 and the second light receiving unit 26 is L3 (for example, 160 [mm]). The first light receiving unit 24
The second light receiving section 26 constitutes the detecting means of the present invention.

【0021】第1の受光部24及び第2の受光部26
は、本発明の演算手段としての処理回路28に接続さ
れ、処理回路28は、データ解析システム30に接続さ
れている。
The first light receiving section 24 and the second light receiving section 26
Is connected to a processing circuit 28 as an arithmetic means of the present invention, and the processing circuit 28 is connected to a data analysis system 30.

【0022】図2(A)に示すように、発光部12は、
発光波長870[nm]の光を発光するLED32を、
中央において鉛直方向及び水平方向にP1(例えば、8
[mm])ピッチ間隔で4個配置し、中央を挟んで鉛直
方向AにP3(例えば、22[mm])ピッチ間隔で各
々3個配置し、中央を挟んで水平方向にP3ピッチ間隔
で各1個配置して、構成されている。
As shown in FIG. 2A, the light emitting section 12
An LED 32 that emits light having an emission wavelength of 870 [nm]
In the center, P1 (for example, 8
[Mm]) Four are arranged at a pitch interval, three are arranged at a pitch P3 (for example, 22 [mm]) in the vertical direction A across the center, and three are arranged at a P3 pitch interval horizontally across the center. One is arranged and configured.

【0023】偏光フィルタ16は、発光部12からの光
の波長(870[nm])において十分な偏光特性を有
するフィルム偏光板(POLAROID社製)を用いて
いる。
As the polarizing filter 16, a film polarizing plate (manufactured by POLAROID) having sufficient polarization characteristics at the wavelength (870 [nm]) of light from the light emitting section 12 is used.

【0024】図2(B)に示すように、第1の受光部2
4は、Siフォトダイオード34、及びCマウントレン
ズ(焦点距離16[mm])36を含んで構成されてい
る。
As shown in FIG. 2B, the first light receiving section 2
Reference numeral 4 includes a Si photodiode 34 and a C-mount lens (focal length 16 [mm]) 36.

【0025】次に、本実施の形態の作用を説明する。図
3に示すように、偏光フィルタ16からの直線偏光IP
を、レンズ18を介して、測定エリア20に位置する被
測定対象10に、集光して照射する。被測定対象10に
直線偏光IP が照射されると、被測定対象10から反射
する。
Next, the operation of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the linearly polarized light I P
Is condensed and radiated onto the measured object 10 located in the measurement area 20 via the lens 18. When linearly polarized light I P to be measured 10 is irradiated, it is reflected from the measurement object 10.

【0026】被測定対象10から反射した反射光は、偏
光ビームスプリッタ22により、P偏光とS偏光とに分
離される。P偏光は第1の受光部24により受光され、
S偏光は第2の受光部26により受光される。
The light reflected from the measured object 10 is separated into P-polarized light and S-polarized light by the polarization beam splitter 22. The P-polarized light is received by the first light receiving unit 24,
The S-polarized light is received by the second light receiving unit 26.

【0027】第1の受光部24による受光データ(P偏
光成分HPP)及び第2の受光部26による受光データ
(S偏光成分HPs)は、処理回路28に入力される。
The received light data (P-polarized light component H PP ) by the first light receiving unit 24 and the received light data (S-polarized light component H Ps ) by the second light receiving unit 26 are input to the processing circuit 28.

【0028】以下、処理回路28が、図示しないスター
トボタンがオンされたときに実行する心拍情報演算処理
ルーチン(図4参照)を説明する。
The heartbeat information calculation processing routine (see FIG. 4) executed by the processing circuit 28 when a start button (not shown) is turned on will be described.

【0029】本ルーチンがスタートするとステップ42
で、第1の受光部24により受光された第1の直線偏光
(P偏光成分HPP)を取り込み、ステップ44で、第2
の受光部26により受光された第2の直線偏光(S偏光
成分HPs)を取り込む。
When this routine starts, step 42 is executed.
In step 44, the first linearly polarized light (P-polarized light component H PP ) received by the first light receiving unit 24 is fetched.
The second linearly polarized light (S-polarized light component HPs ) received by the light receiving unit 26 is taken in.

【0030】ステップ46で、心拍情報Dを(1)式に
基づいて演算する。
In step 46, the heart rate information D is calculated based on the equation (1).

【0031】[0031]

【数1】D←Hpp−K*Hps・・・(1) 以下、(1)式を説明する。## EQU1 ## D ← H pp −K * H ps (1) Equation (1) will be described below.

【0032】被測定対象10から反射する反射光には、
図3に示すように、被測定対象10の表面から拡散せず
に反射する表面反射光SPPと、被測定対象10の表面か
ら拡散反射する表面拡散反射光SDPP、SDPSと、被測
定対象10の内部(層内)において拡散反射する層内拡
散反射光IDPP、IDPSと、がある。但し、PPは、P偏
光成分を表し、PSは、S偏光成分を表す。
The reflected light reflected from the measured object 10 includes:
As shown in FIG. 3, the surface reflected light S PP that is reflected from the surface of the measured object 10 without being diffused, the surface diffuse reflected light SD PP and SD PS that is diffusely reflected from the surface of the measured object 10, and the measured light There are in-layer diffuse reflection light ID PP and ID PS that diffusely reflect inside the object 10 (inside the layer). Here, PP represents a P-polarized light component, and PS represents an S-polarized light component.

【0033】ここで、表面反射光Spは、直線偏光IP
(P偏光)に対応した偏光状態を保って反射されるとい
う性質(P偏光成分を有する性質)があり、(2)式に
より表される。表面拡散反射光SDPP及び層内拡散反射
光IDPPは、偏光特性がランダムになるという性質(P
偏光成分とS偏光成分とを有する性質)があり、それぞ
れ(3)式、(4)式により表される。
Here, the surface reflected light Sp is linearly polarized light I P
There is a property of being reflected while maintaining the polarization state corresponding to (P-polarized light) (property having a P-polarized component), and is expressed by equation (2). The surface diffuse reflection light SD PP and the intra-layer diffuse reflection light ID PP have the property that the polarization characteristics become random (P
(A property having a polarized light component and an S-polarized light component), and are represented by the equations (3) and (4), respectively.

【0034】[0034]

【数2】表面反射光 Sp=Spp・・・(2)## EQU2 ## Surface reflected light Sp = S pp (2)

【0035】[0035]

【数3】 表面拡散反射光 SDp=SDpp+SDps・・・(3)[Expression 3] Surface diffuse reflection light SDp = SD pp + SD ps (3)

【0036】[0036]

【数4】 層内拡散反射光 IDp=IDpp+IDps・・・(4) また、表面反射光Spは、被測定対象10の表面の動き
成分のみを有し、(5)式により表される。表面拡散反
射光SDPP及び層内拡散反射光IDPPは、動き成分と心
拍成分とを有し、それぞれ(6)式、(7)式により表
される。但し、動き成分については(m) を心拍成分につ
いては(s) を付して表現する。
## EQU4 ## Diffuse reflected light in the layer IDp = ID pp + ID ps (4) Further, the surface reflected light Sp has only the movement component of the surface of the measured object 10 and is expressed by the equation (5). You. The surface diffuse reflected light SD PP and the intra-layer diffuse reflected light ID PP have a motion component and a heartbeat component, and are represented by equations (6) and (7), respectively. However, the motion component is represented by (m), and the heartbeat component is represented by (s) .

【0037】[0037]

【数5】表面反射光 Sp=Spp(m) ・・・(5)## EQU5 ## Surface reflected light Sp = S pp (m) (5)

【0038】[0038]

【数6】 表面拡散反射光 SDp=SDpp(s) +SDpp(m) +SDps(s) +SDps(m) ・・・(6)[6] surface diffusion reflection light SDp = SD pp (s) + SD pp (m) + SD ps (s) + SD ps (m) ··· (6)

【0039】[0039]

【数7】 層内拡散反射光 IDp=IDpp(s) +IDpp(m) +IDps(s) +IDps(m) ・・・(7) そして、(5)〜(7)式を、P偏光成分HppとS偏光
成分Hpsとに分解して、まとめると、それぞれ(8)
式、(9)式により表される。P偏光成分Hppは第1の
受光部24により受光され、S偏光成分Hpsは第2の受
光部26により受光される。
## EQU00007 ## Diffuse reflected light in the layer IDp = ID.sub.pp (s) + ID.sub.pp (m) + ID.sub.ps (s) + ID.sub.ps (m) (7) And, the equations (5) to (7) are Decomposed into a polarized light component H pp and an S polarized light component H ps and put together, (8)
Expression (9) The P-polarized light component H pp is received by the first light receiving unit 24, and the S-polarized light component H ps is received by the second light receiving unit 26.

【0040】[0040]

【数8】 P偏光成分 Hpp=Spp(m) +SDpp(s) +SDpp(m) +IDpp(s) +IDpp(m) ・・・(8)## EQU8 ## P polarization component H pp = S pp (m) + SD pp (s) + SD pp (m) + ID pp (s) + ID pp (m) (8)

【0041】[0041]

【数9】 S偏光成分 Hps=SDps(s) +SDps(m) +IDps(s) +IDps(m) ・・・(9) ここで、P偏光成分の動き成分とS偏光成分の動き成分
との差を小さくなるように、例えば、等しくなるように
に、図5(A)において符号50で示すS偏光成分Hps
をK倍する。これにより、P偏光成分の心拍成分とS偏
光成分の心拍成分との差を大きくすることができる。な
お、Kの値は、(10)式により求められる。
S p -polarized light component H ps = SD ps (s) + SD ps (m) + ID ps (s) + ID ps (m) (9) where the motion component of the P-polarized light component and the S-polarized light component The S-polarized component H ps indicated by reference numeral 50 in FIG. 5A is set so that the difference from the motion component is reduced, for example, to be equal.
Is multiplied by K. This makes it possible to increase the difference between the heart rate component of the P-polarized component and the heart rate component of the S-polarized component. Note that the value of K is obtained by equation (10).

【0042】[0042]

【数10】 (Equation 10)

【0043】被測定対象10へ照射する直線偏光IP
光強度(単位時間当たりの光量)は予め分かり、S
pp(m) 、SDpp(m) 、IDpp(m) 、SDps(m) 、及びI
ps(m)の値は推定可能である。よって、Kの値も予め
定めることができる。
The light intensity (light amount per unit time) of the linearly polarized light I P irradiating the object to be measured 10 is known in advance.
pp (m) , SD pp (m) , ID pp (m) , SD ps (m) , and I
The value of Dps (m) can be estimated. Therefore, the value of K can also be determined in advance.

【0044】図5(B)において符号54で示すP偏光
成分と、図5(A)において符号52で示すK倍された
S偏光成分と、の差をとると、(11)式となる。
The difference between the P-polarized light component indicated by reference numeral 54 in FIG. 5B and the S-polarized light component multiplied by K indicated by reference numeral 52 in FIG. 5A is given by equation (11).

【0045】[0045]

【数11】 Hpp−K*Hps =Spp(m) +SDpp(s) +SDpp(m) +IDpp(s) +IDpp(m) −K*(SDps(s) +SDps(m) +IDps(s) +IDps(m) ) =Spp(m) +SDpp(m) +IDpp(m) −K*SDps(m) −K*IDps(m) +SDpp(s) +IDpp(s) −K*SDps(s) −K*IDps(s) ・・・(11) 前述したように、P偏光成分の動き成分とS偏光成分の
動き成分とを等しくするためにS偏光成分HpsをK倍し
ているので((10)式参照)、 Spp(m) +SDpp(m) +IDpp(m) −K*SDps(m)
K*IDps(m) =0 となる。よって、(11)式は、(12)式に変形でき
る。
H pp −K * H ps = S pp (m) + SD pp (s) + SD pp (m) + ID pp (s) + ID pp (m) −K * (SD ps (s) + SD ps (m ) + ID ps (s) + ID ps (m) ) = S pp (m) + SD pp (m) + ID pp (m) -K * SD ps (m) -K * ID ps (m) + SD pp (s) + ID pp (s) -K * SD ps (s) -K * ID ps (s) (11) As described above, in order to make the motion component of the P-polarized component equal to the motion component of the S-polarized component. Since the S-polarized component H ps is multiplied by K (see equation (10)), S pp (m) + SD pp (m) + ID pp (m) −K * SD ps (m)
K * ID ps (m) = 0. Therefore, equation (11) can be transformed into equation (12).

【0046】[0046]

【数12】 Hpp−K*Hps =SDpp(s) +IDpp(s) −K*SDps(s) −K*IDps(s) ・・・(12) 以上のことから、P偏光成分の動き成分とS偏光成分の
動き成分とを等しくして、差分処理を行えば、図5
(C)に示すように、心拍情報Dのみを取り出すことが
できる。
H pp −K * H ps = SD pp (s) + ID pp (s) −K * SD ps (s) −K * ID ps (s) (12) By making the motion component of the polarization component equal to the motion component of the S polarization component and performing the difference processing, FIG.
As shown in (C), only the heart rate information D can be extracted.

【0047】そして、ステップ48で、心拍情報Dをデ
ータ解析システム30に、所定倍(例えば、1万倍)し
て出力する。
In step 48, the heart rate information D is output to the data analysis system 30 by multiplying it by a predetermined number (for example, 10,000 times).

【0048】データ解析システム30は、心拍情報Dに
基づいて、図6に示すように、心拍グラフを作成して、
ディスプレイに表示する。
The data analysis system 30 creates a heart rate graph based on the heart rate information D as shown in FIG.
Display on the display.

【0049】なお、図6の心拍グラフは、被験者Aの場
合であるが、被験者B、Cについても同様に心拍を検出
できた。なお心拍は市販の心拍計にて確認した。
The heart rate graph shown in FIG. 6 is for the subject A, but the heart rate was similarly detected for the subjects B and C. The heart rate was confirmed with a commercially available heart rate monitor.

【0050】以上説明したように、P偏光を被測定対象
に照射し、被測定対象から反射した反射光をP偏光とS
偏光とに分離し、P偏光成分の動き成分とS偏光成分の
動き成分とを等しくして差分処理して心拍情報のみを検
出している。
As described above, the object to be measured is irradiated with the P-polarized light, and the light reflected from the object to be measured is reflected by the P-polarized light and the S-polarized light.
The light is separated into polarized light, the motion component of the P-polarized component is made equal to the motion component of the S-polarized component, and the difference processing is performed to detect only the heartbeat information.

【0051】よって、被測定対象が動いても、図5
(A)〜図5(C)に示すように、動き成分58は相殺
されるので、心拍情報を精度よく検出することができ
る。
Therefore, even if the object to be measured moves, FIG.
As shown in FIGS. 5A to 5C, the motion component 58 is canceled, so that the heartbeat information can be detected with high accuracy.

【0052】以上説明した実施の形態では、P偏光成分
の動き成分とS偏光成分の動き成分とを等しくするた
め、S偏光成分をK倍しているが、本発明はこれに限定
されず、P偏光成分を1/K倍してもよく、P偏光成分
の動き成分とS偏光成分の動き成分とを等しくなるよう
にS偏光成分及びP偏光成分を処理するようにしてもよ
い。なお、P偏光成分の動き成分とS偏光成分の動き成
分とを等しくすることに限定されず、P偏光成分の動き
成分とS偏光成分の動き成分との差が小さくなる、即
ち、P偏光成分の心拍成分とS偏光成分の心拍成分との
差が大きくなるように、P偏光成分とS偏光成分とを処
理してもよい。
In the embodiment described above, the S-polarized component is multiplied by K in order to make the motion component of the P-polarized component equal to the motion component of the S-polarized component. However, the present invention is not limited to this. The P-polarized component may be multiplied by 1 / K, and the S-polarized component and the P-polarized component may be processed so that the motion component of the P-polarized component and the motion component of the S-polarized component become equal. Note that the motion component of the P-polarized component and the motion component of the S-polarized component are not limited to being equal, and the difference between the motion component of the P-polarized component and the motion component of the S-polarized component is reduced. The P-polarized component and the S-polarized component may be processed such that the difference between the heartbeat component of S and the heartbeat component of the S-polarized component increases.

【0053】前述した実施の形態では、P偏光成分及び
S偏光成分の少なくとも一方を上記のように処理して差
を演算しているが、本発明はこれに限定されず、P偏光
成分及びS偏光成分の少なくとも一方を上記のように処
理して商を演算してもよい。
In the above-described embodiment, at least one of the P-polarized light component and the S-polarized light component is processed as described above to calculate the difference. However, the present invention is not limited to this. The quotient may be calculated by processing at least one of the polarization components as described above.

【0054】前述した実施の形態では、心拍を求めてい
るが、本発明はこれに限定されず、心拍情報に基づいて
血圧を求めるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the heart rate is obtained. However, the present invention is not limited to this, and the blood pressure may be obtained based on the heart rate information.

【0055】前述した実施の形態では、偏光ビームスプ
リッタ、第1の受光部、及び第2の受光部を備えている
が、本発明はこれに限定されず、偏光ビームスプリッ
タ、第1の受光部、及び第2の受光部を省略すると共に
偏光フィルタ、及び受光部を備えるようにしてもよい。
そして、P偏光成分を検出する場合には、偏光フィルタ
を、光源側の偏光フィルタ16と同じ方向とする。即
ち、偏光フィルタによりP偏光のみを透過させる。S偏
光成分を検出する場合には、偏光フィルタを、光源側の
偏光フィルタ16と90°回線させる。即ち、偏光フィ
ルタによりS偏光のみを透過させる。
In the above-described embodiment, the polarization beam splitter, the first light receiving unit, and the second light receiving unit are provided. However, the present invention is not limited to this, and the polarization beam splitter, the first light receiving unit, and the like are not limited thereto. , And the second light receiving unit may be omitted, and a polarizing filter and a light receiving unit may be provided.
When detecting the P-polarized light component, the polarization filter is set to have the same direction as the polarization filter 16 on the light source side. That is, only the P-polarized light is transmitted by the polarizing filter. When detecting the S-polarized component, the polarization filter is connected to the polarization filter 16 on the light source side by 90 °. That is, only the S-polarized light is transmitted by the polarizing filter.

【0056】前述した実施の形態では、P偏光を被測定
対象に照射しているが、本発明はこれに限定されず、S
偏光を被測定対象に照射してもよい。
In the above embodiment, the object to be measured is irradiated with P-polarized light. However, the present invention is not limited to this.
The object to be measured may be irradiated with polarized light.

【0057】前述した実施の形態では、発光部としてL
EDを使用しているが、本発明はこれに限定されず、タ
ングステンランプやハロゲンランプ等の電球でもよく、
これらにフィルタを付加して波長を選択してもよい。
In the above-described embodiment, the light emitting portion is L
Although the ED is used, the present invention is not limited to this, and a light bulb such as a tungsten lamp or a halogen lamp may be used.
A wavelength may be selected by adding a filter to these.

【0058】前述した実施の形態では、フィルム偏光板
を使用しているが、本発明はこれに限定されず、ガラス
製のものなどでもよい。
In the above-described embodiment, a film polarizing plate is used, but the present invention is not limited to this, and a glass polarizing plate may be used.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、生体から
の反射光を第1の直線偏光と第2の直線偏光とに分離
し、第1の直線偏光及び第2の直線偏光各々における生
体の移動成分の差が小さくなるように、第1の直線偏光
及び第2の直線偏光の少なくとも一方の検出データを処
理するので、第1の直線偏光及び第2の直線偏光各々の
検出データにおける生体の情報成分の差を大きくするこ
とができ、生体が移動しても生体の情報を精度よく演算
することができる、という効果を有する。
As described above, according to the present invention, the reflected light from the living body is separated into the first linearly polarized light and the second linearly polarized light, and the living body in each of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light is separated. The detection data of at least one of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light is processed so that the difference between the moving components of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light becomes smaller. Has the effect that the information of the living body can be accurately calculated even if the living body moves.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態に係る生体情報検出装置のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a biological information detection device according to the present embodiment.

【図2】(A)は、発光部の発光面の様子を示した図で
あり、(B)は、受光部の一部断面図である。
FIG. 2A is a diagram illustrating a state of a light emitting surface of a light emitting unit, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view of a light receiving unit.

【図3】被測定対象にP偏光を照射した場合の反射光の
種類を示した図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating types of reflected light when a measurement target is irradiated with P-polarized light.

【図4】処理回路の制御ルーチンを示したフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a control routine of a processing circuit.

【図5】(A)は、S偏光成分を示したグラフであり、
(B)は、P偏光成分を示したグラフであり、(C)
は、心拍情報を示したグラフである。
FIG. 5A is a graph showing S-polarized light components,
(B) is a graph showing the P-polarized light component, and (C)
Is a graph showing heart rate information.

【図6】心拍グラフである。FIG. 6 is a heart rate graph.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 発光部(照射手段) 14 駆動回路(照射手段) 16 偏光フィルタ(照射手段) 18 レンズ(照射手段) 22 偏光ビームスプリッタ(分離手段) 24 第1の受光部(検出手段) 26 第2の受光部(検出手段) 28 処理回路(演算手段) 30 データ解析システム Reference Signs List 12 light emitting unit (irradiating unit) 14 drive circuit (irradiating unit) 16 polarizing filter (irradiating unit) 18 lens (irradiating unit) 22 polarizing beam splitter (separating unit) 24 first light receiving unit (detecting unit) 26 second light receiving Section (detection means) 28 processing circuit (arithmetic means) 30 data analysis system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 重雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 前田 光俊 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 伊藤 博 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 松田 守弘 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 水野 哲哉 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 山田 道治 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeo Terada 41-Cho Chu-Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory, Inc. 41, Yokomichi, Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Ito 41, Toyota-Chuo Research Laboratory, Nagakute-machi, Aichi-gun, Aichi, Japan (72) Inventor Morihiro Matsuda Aichi Prefecture 41 Toyota Chuo R & D Co., Ltd., No. 41, Nagachute-cho, Nagakute-cho, Aichi-gun (72) Inside the inventor Tetsuya Mizuno 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. 14 Iwatani, Shimohazu-machi, Nishio-shi, Japan Inside the Japan Automotive Parts Research Laboratory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 生体に向かって直線偏光を照射する照射
手段と、 前記生体から反射した反射光を、電気ベクトルの振動方
向が前記直線偏光の電気ベクトルと同じ方向の第1の直
線偏光と電気ベクトルの振動方向が前記直線偏光の電気
ベクトルと垂直な方向の第2の直線偏光とに分離する分
離手段と、 前記分離手段により分離された前記第1の直線偏光及び
前記第2の直線偏光を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された前記第1の直線偏光及び
前記第2の直線偏光各々の検出データにおける前記生体
の移動成分の差が小さくなるように第1の直線偏光及び
第2の直線偏光の少なくとも一方の検出データを処理し
て、前記第1の直線偏光及び前記第2の直線偏光各々の
検出データに対応するデータを演算し、演算したデータ
の差又は商を演算して生体情報を求める演算手段と、 を備えた生体情報検出装置。
An irradiating means for irradiating a living body with linearly polarized light; and a reflected light reflected from the living body, the first linearly polarized light having an electric vector oscillating in the same direction as the linearly polarized electric vector. Separating means for separating the vector vibration direction into second linearly polarized light having a direction perpendicular to the electric vector of the linearly polarized light; and separating the first linearly polarized light and the second linearly polarized light separated by the separating means. Detecting means for detecting, the first linearly polarized light and the second linearly polarized light so that the difference between the moving component of the living body in the detection data of each of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light detected by the detecting means is reduced. Processing the detection data of at least one of the two linearly polarized lights to calculate data corresponding to the detection data of each of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light, and calculating the difference or A biological information detecting device comprising: a calculating means for calculating a quotient to obtain biological information.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009172176A (en) * 2008-01-25 2009-08-06 Tokyo Metropolitan Univ Device and system for detecting sick body
WO2009142360A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Telecommunication & Electronics Inc A detection method of sleepiness
JP2019076178A (en) * 2017-10-20 2019-05-23 株式会社デンソー Biological signal detector
JPWO2021009851A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21
JP2022058818A (en) * 2015-09-30 2022-04-12 チ シン Apparatus and method for measuring biological signal

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009172176A (en) * 2008-01-25 2009-08-06 Tokyo Metropolitan Univ Device and system for detecting sick body
WO2009142360A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Telecommunication & Electronics Inc A detection method of sleepiness
KR100975590B1 (en) 2008-05-22 2010-08-13 (주) 텔트론 A detection method of sleepiness
US7887489B2 (en) 2008-05-22 2011-02-15 Telecommunication & Electronics Inc. System and method for detecting sleepiness
JP2022058818A (en) * 2015-09-30 2022-04-12 チ シン Apparatus and method for measuring biological signal
JP2019076178A (en) * 2017-10-20 2019-05-23 株式会社デンソー Biological signal detector
JPWO2021009851A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21
WO2021009851A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 日本電気株式会社 Biological signal estimation device, biological signal estimation method, and recording medium storing biological signal estimation program

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