JP2001070264A

JP2001070264A - 脈波センサ

Info

Publication number: JP2001070264A
Application number: JP24731699A
Authority: JP
Inventors: Rie Oosaki; 理江大崎; Sadasuke Kimura; 禎祐木村; Shinji Nanba; 晋治難波; Satoshi Takeuchi; 聡竹内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】指のサイズに係わらず検出部４を指に密着さ
せて使用することができ、且つ検出部４のずれを防止で
きる指輪型の脈波センサ１を提供すること。【解決手段】脈波センサ１は、指輪型に設けられて、
回路部２を内蔵するセンサ本体３と、人体の脈波情報を
検出する検出部４と、センサ本体３を指に固定するため
のベルト５等から構成され、センサ本体３と検出部４と
が可撓性を有するプリント基板８によってフレキシブル
に連結されている。これにより、センサ本体３の動きが
検出部４に伝わり難くなり、身体の動きに伴う検出部４
のずれを抑えることができるので、動きに強い脈波セン
サ１を実現できる。また、ベルト５の長さを調節するこ
とで、検出部４を指の表面に押し当てた状態でセンサ本
体３を指に固定することができるため、指のサイズに係
わらず、常に検出部４を指に密着させた状態で使用でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体の指に装着し
て脈波を測定する指輪型の脈波センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば特開平８−２６
６４９３号公報に開示された腕時計型の脈波計測装置が
ある。この脈波計測装置は、人体の指に取り付ける検出
部と、人体の腕に装着する装置本体とから成り、検出部
と装置本体とがリード線によって接続されている。検出
部は、発光素子と受光素子を有する反射型の光学式セン
サで、受光量の変化を脈波信号（例えば電圧）として装
置本体に出力する。装置本体は、検出部から送られた脈
波信号をデータ処理して脈拍数を演算し、その演算結果
を表示装置に出力することができる。

【０００３】しかし、上記の構成では、装置本体にデー
タ処理回路を内蔵しているため、装置本体を検出部と一
体化して指に装着できる程度までに小型化することが困
難である。従って、検出部と装置本体とをリード線で接
続する必要があるため、そのリード線の取り扱いが煩雑
であり、且つリード線で身体の動きが拘束されるという
問題があった。これに対し、検出部と回路部とを一体化
して人体の指に装着する脈波センサが公知である（電子
情報通信学会信学技報 TECHNICAL REPORT／1995-06
）。この脈波センサは、検出部の検出結果を回路部か
ら無線で外部の受信機へ送信するシステムで、前記の装
置本体に対し回路部を小型化できるため、検出部と回路
部とを一体化して指輪型に構成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の指輪
型の脈波センサは、指に嵌める部分がリング状の金属部
材で構成されているため、指のサイズ（太さ）に合致し
た脈波センサを使用する必要があった。言い換えれば、
脈波センサのリング部が少しでも指のサイズ（太さ）に
合わないと、検出部を指の表面に密着させて使用するこ
とが困難であるため、外乱光（太陽光や螢光燈の光等）
の影響を受けて正常な脈波を測定できなくなる。また、
検出部と回路部とが一体に設けられていることから、身
体の動き等に伴って検出部がずれ易くなり、検出精度が
低下するという問題があった。本発明は、上記事情に基
づいて成されたもので、その目的は、指のサイズに係わ
らず検出部を指に密着させて使用することができ、且つ
検出部のずれを防止することにより、検出精度の高い指
輪型の脈波センサを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）人体
の脈波情報を検出する検出部と、この検出部と信号線を
介して接続された回路部を内蔵するセンサ本体とを備
え、検出部を人体の指に当てて脈波を測定する指輪型の
脈波センサであって、検出部を指に押し当てた状態でセ
ンサ本体を指に固定するための固定部材を有し、且つセ
ンサ本体と検出部とが可撓性を有する連結部材でフレキ
シブルに連結されている。

【０００６】この構成によれば、検出部を指の表面に押
し当てた状態でセンサ本体を指に固定することができ
る。従って、指のサイズに係わらず、常に検出部を指に
密着させた状態で使用できるので、外乱光の影響を低減
でき、精度の良い脈波を検出できる。また、センサ本体
と検出部とを連結部材でフレキシブルに連結しているた
め、センサ本体の動きが検出部に伝わり難い。これによ
り、身体の動きに伴う検出部のずれを抑えることがで
き、動きに強い脈波センサを提供できる。

【０００７】（請求項２の手段）請求項１に記載した連
結部材は、信号線が配線パターンとして形成されたプリ
ント基板により構成され、そのプリント基板の端部に検
出部が搭載されている。この場合、信号線としてリード
線を使用する必要がないので、指への装着時にリード線
が邪魔になることもなく装着性が良い。

【０００８】（請求項３の手段）請求項２に記載したプ
リント基板は、信号線へのノイズの混入を防止するシー
ルド構造に設けられている。これにより、信号線から回
路部へノイズが混入することを防止できるので、精度の
高い脈波を測定できる。

【０００９】（請求項４の手段）請求項２及び３に記載
したプリント基板は、固定部材の内側面に沿って配さ
れ、プリント基板の端部に搭載された検出部が指の腹側
に配置される。この構成では、検出部を指の腹に押し当
てて使用できるので、検出部がずれ難くなり、検出精度
を向上できる。

【００１０】（請求項５の手段）請求項２〜４に記載し
た検出部は、指の腹に当たるプリント基板の表面から突
出して設けられている。この構成では、検出部を指の腹
に押し込んだ状態で使用できるので、外乱光等の影響を
受け難くなり、検出精度を向上できる。

【００１１】（請求項６の手段）請求項１〜５に記載し
た固定部材は、指に巻き付けて使用するベルトで構成さ
れている。この場合、指の太さに応じてベルトの締付け
力を調節することにより、安定的に検出部を指に密着さ
せた状態で使用できる。

【００１２】（請求項７の手段）請求項６に記載したベ
ルトは、センサ本体に対し移動可能に取り付けられてい
る。この場合、ベルトに対してセンサ本体がずれても、
そのセンサ本体の動きがベルトを介して検出部に伝わら
ないので、検出部のずれを防止できる。

【００１３】（請求項８の手段）請求項１〜５に記載し
た固定部材は、弾力を有するクリップ状に設けられ、指
を挟み込んで使用される。この構成では、固定部材をベ
ルト等で設けた場合と比較して、指への脈波センサの装
着が容易である。

【００１４】（請求項９の手段）請求項１〜８に記載し
た回路部は、検出部から送られた脈波情報をアンテナを
通じて外部の受信機に送信する送信回路を有し、アンテ
ナは、固定部材の内部に挿入されている。この構成で
は、指への装着時にアンテナが邪魔になることもなく装
着性が良い。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。（第１実施例）図１は脈波センサ１の断面図である。本
実施例の脈波センサ１は、人体の脈波を測定して医療診
断や健康診断等に用いるもので、図１に示すように人体
の指に装着する指輪型に設けられ、回路部２を内蔵する
センサ本体３と、人体の脈波情報を検出する検出部４
と、センサ本体３を指に固定するためのベルト５等から
構成される。

【００１６】センサ本体３は、回路部２と電池６を備
え、ハウジング７の内部に収容されている。回路部２に
は、検出部４より信号線を通じて送られた脈波情報（例
えば電圧信号）をアンテナ（図示しない）を介して外部
の受信機に送信する送信回路が形成されている。回路部
２と検出部４とを接続する信号線は、プリント基板８
（図３参照）に配線パターンとして印刷形成されてい
る。そのプリント基板８は、一端がハウジング７の内部
で回路部２に接続され、ベルト５を通すためにハウジン
グ７に開けられた孔７ａを通ってハウジング７の外部に
取り出されている。

【００１７】検出部４は、発光素子４ａと受光素子４ｂ
とを並べて配置した周知の反射型センサであり、ハウジ
ング７の外部に取り出されたプリント基板８の端部に搭
載され、図３に示すように、プリント基板８の表面より
数mm（例えば２〜５mm）突出して設けられている。この
検出部４は、図２に示すように、発光素子４ａから指９
に向かって光が照射されると、光の一部が指９の内部を
通る毛細動脈９ａに当たって毛細動脈９ａを流れる血液
中のヘモグロビンに吸収され、残りの光が毛細動脈９ａ
で反射して散乱し、一部が受光素子４ｂに入射する。こ
の時、血液の脈動により、毛細動脈９ａにあるヘモグロ
ビンの量が波動的に変化するので、ヘモグロビンに吸収
される光も波動的に変化する。その結果、毛細動脈９ａ
で反射して受光素子４ｂで受ける光の量が変化するた
め、その受光量の変化を脈波情報として検出する。

【００１８】上記のプリント基板８は、例えば可撓性を
有するポリイミド系の熱可塑性樹脂を基板材料として構
成され、センサ本体３と検出部４とをフレキシブルに連
結し、予め指の周りに沿って湾曲した形状に設けられて
いる。また、プリント基板８は、図３に示すように、全
体を銅箔１０等の導体で覆い、回路部２のグランドに電
気的に接続して、銅箔１０の表面を絶縁テープ１１等で
絶縁処理したシールド構造としている。なお、検出部４
の検出面は露出していることは言うまでもない。

【００１９】ベルト５は、プリント基板８の外側を覆っ
てセンサ本体３のハウジング７に取り付けられ、センサ
本体３に対して長さ調節できるように、マジックテープ
（登録商標）等によって着脱自在に止めることができ
る。ベルト５の材質としては、布、皮、ニット等の伸縮
性素材、ゴム、軟質樹脂（例えばウレタン、エラストマ
ー、ポリエステルエラストマー）等、指に馴染む素材が
良い。また、ベルト５の材質として布、皮、ニット等を
使用する場合は、手洗いや水仕事等におけるベルト５の
吸水を防止するために、はっ水加工を施しても良い。

【００２０】この脈波センサ１を使用する際は、検出部
４が指の腹側に当たるようにセンサ本体３を指の背側に
配置し、センサ本体３をベルト５によって固定する。こ
の時、検出部４が指の腹に密着できる程度（検出部４を
指の腹に押し当てた状態）にベルト５の長さを調節す
る。

【００２１】（第１実施例の効果）本実施例の脈波セン
サ１は、センサ本体３と検出部４とを可撓性を有するプ
リント基板８によってフレキシブルに連結しているの
で、センサ本体３の動きが検出部４に伝わり難くなり、
身体の動きに伴う検出部４のずれを抑えることができる
ので、動きに強い脈波センサ１を実現できる。また、セ
ンサ本体３をベルト５によって指に固定する構成である
ため、ベルト５の長さを調節することにより、検出部４
を指の表面に押し当てた状態でセンサ本体３を指に固定
することができる。従って、指のサイズに係わらず、常
に検出部４を指に密着させた状態で使用できるので、外
乱光の影響を低減でき、精度の良い脈波を検出できる。

【００２２】更に、センサ本体３と検出部４とをプリン
ト基板８で連結しているが、そのプリント基板８をシー
ルド構造としたことにより、信号線から回路部２へノイ
ズ（例えば商用電力）が混入することを防止できるの
で、精度の高い脈波を測定できる。なお、上記の実施例
では、回路部２から外部の受信機に脈波情報を送信する
ためにアンテナを具備しているが、このアンテナをベル
ト５の内部に挿入しても良い。また、ベルト５を止める
方法としては、マジックテープに限らず、種々の止め金
具を使用しても良い。

【００２３】（第２実施例）図４は脈波センサ１の側面
図である。本実施例の脈波センサ１は、センサ本体３に
対するベルト５の取付け構造が第１実施例と異なるもの
で、図４に示すように、センサ本体３の上部（図４の上
側）でマジックテープ等により着脱自在に止めることが
できる。また、ベルト５は、指の腹側に当たる部分５ａ
には指に馴染む素材を使用し、センサ本体３に取付ける
部分５ｂには伸縮性を有する素材を使用しても良い。

【００２４】（第３実施例）図５（ａ）は脈波センサ１
の上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ視図、（ｃ）は（ａ）の
Ｂ視図である。本実施例の脈波センサ１は、センサ本体
３に固定されるベルト５の両側部分５ｃを肉厚にする
か、または硬目に構成したものである。この場合、指へ
のホールド力を向上できるため、身体の動きに強い脈波
センサ１を実現できる。また、センサ本体３の上面に
は、図５（ａ）に示すように、脈波情報を表示できる表
示部３ａを設けても良い。

【００２５】（第４実施例）図６は脈波センサ１の側面
図である。本実施例の脈波センサ１は、センサ本体３の
ハウジング７に設けた孔にベルト５を通し、そのベルト
５をリング状にして、ハウジング７に対しベルト５が自
由に移動できる構成である。この場合、ハウジング７の
動きがベルト５を介して検出部４に伝わることが殆どな
いため、動きに強い脈波センサ１を実現できる。

【００２６】（第５実施例）図７は脈波センサ１の側面
図である。本実施例の脈波センサ１は、センサ本体３を
指に固定する部分をクリップ状に設け、そのクリップ状
の固定部分１２で指を挟み込んで使用することができ
る。この場合、クリップ状の固定部分１２に弾力を持た
せることで、指のサイズ（太さ）に係わらず、センサ本
体３を安定して指に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】脈波センサの断面図である（第１実施例）。

【図２】検出部と指の断面図である。

【図３】プリント基板の斜視図である。

【図４】脈波センサの側面図である（第２実施例）。

【図５】脈波センサの三面図である（第３実施例）。

【図６】脈波センサの側面図である（第４実施例）。

【図７】脈波センサの側面図である（第５実施例）。

【符号の説明】

１脈波センサ２回路部３センサ本体４検出部５ベルト（固定部材）８プリント基板（連結部材）１２クリップ状の固定部分（固定部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者難波晋治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)発明者竹内聡愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 4C017 AA09 AB03 AC26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の脈波情報を検出する検出部と、この
検出部と信号線を介して接続された回路部を内蔵するセ
ンサ本体とを備え、前記検出部を人体の指に当てて脈波
を測定する指輪型の脈波センサであって、前記検出部を指に押し当てた状態で前記センサ本体を指
に固定するための固定部材を有し、且つ前記センサ本体
と前記検出部とが可撓性を有する連結部材によってフレ
キシブルに連結されていることを特徴とする脈波セン
サ。
【請求項２】前記連結部材は、前記信号線が配線パター
ンとして形成されたプリント基板により構成され、その
プリント基板の端部に前記検出部が搭載されていること
を特徴とする請求項１に記載した脈波センサ。
【請求項３】前記プリント基板は、前記信号線へのノイ
ズの混入を防止するシールド構造に設けられていること
を特徴とする請求項２に記載した脈波センサ。
【請求項４】前記プリント基板は、前記固定部材の内側
面に沿って配され、前記プリント基板の端部に搭載され
た前記検出部が指の腹側に配置されることを特徴とする
請求項２及び３に記載した脈波センサ。
【請求項５】前記検出部は、指の腹に当たる前記プリン
ト基板の表面から突出して設けられていることを特徴と
する請求項２〜４に記載した脈波センサ。
【請求項６】前記固定部材は、指に巻き付けて使用する
ベルトで構成されていることを特徴とする請求項１〜５
に記載した脈波センサ。
【請求項７】前記ベルトは、前記センサ本体に対し移動
可能に取り付けられていることを特徴とする請求項６に
記載した脈波センサ。
【請求項８】前記固定部材は、弾力を有するクリップ状
に設けられ、指を挟み込んで使用されることを特徴とす
る請求項１〜５に記載した脈波センサ。
【請求項９】前記回路部は、前記検出部から送られた脈
波情報をアンテナを通じて外部の受信機に送信する送信
回路を有し、前記アンテナは、前記固定部材の内部に挿入されている
ことを特徴とする請求項１〜８に記載した脈波センサ。