JP2015029760A - 情報検出器及び情報検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】情報検出器において、装置の異常を予め検出する。【解決手段】情報検出器は、光を照射する照射手段（１１０）と、第１所定値以上の反射率を有する反射手段（４２５）と、照射部から照射された光の戻り光を受光する受光手段（１２０）と、受光手段における反射手段からの戻り光の受光量が、第２所定値以下であるか否かに応じて、照射手段の照射状態又は受光手段の受光状態の少なくとも一方を判別する判別手段（２３０）とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、例えば光を計測対象に照射することで、計測対象に関する各種情報を検出する情報検出器及び情報検出方法の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば生体に対して光を照射すると共に、生体で反射又は透過された光を検出することで、血流や脈波等の生体に関する情報を取得する装置が知られている。例えば特許文献１では、携帯可能なレーザ血流計が提案されている。また特許文献２では、外耳への安定した装着が可能な生体情報計測装置が提案されている。

特開２００７−３０７１５２号公報 特開２００６−１０２１６３号公報

しかしながら、上述した特許文献に記載されているような装置では、例えば光を照射する照射部、或いは光を受光する受光部等に故障等の異常が発生した場合には、正確な計測が行えなくなる。このため、装置に異常が発生していることに使用者が気付かない場合、不適切な計測が実行され続けてしまうという技術的問題点がある。

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、装置の異常を好適に検出することが可能な情報検出器及び情報検出方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための情報検出器は、光を照射する照射手段と、第１所定値以上の反射率を有する反射手段と、前記照射部から照射された光の戻り光を受光する受光手段と、前記受光手段における前記反射手段からの戻り光の受光量が、第２所定値以下であるか否かに応じて、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の受光状態の少なくとも一方を判別する判別手段とを備える。

上記課題を解決するための情報検出方法は、光を照射する照射手段と、第１所定値以上の反射率を有する反射手段と、前記照射部から照射された光の戻り光を受光する受光手段とを備える情報検出器における情報検出方法であって、前記受光手段における前記反射手段からの戻り光の受光量が、第２所定値以下であるか否かに応じて、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の受光状態の少なくとも一方を判別する判別工程を備える。

実施例に係る情報検出器の全体構成を示すブロック図である 実施例に係るプローブ部の構成を示す斜視図である。 クリップ部を装着したプローブ部の構成を示す斜視図（その１）である。 クリップ部を装着したプローブ部の構成を示す斜視図（その２）である。 実施例に係る情報検出器の装着例を示す正面図である。 実施例に係る情報検出器の装着例を示す側面図である。 実施例に係る情報検出器の全体構成を反射部と共に示すブロック図である。 実施例に係る異常検出動作の一連の処理を示すフローチャートである。 変形例に係る本体部の構成を示す斜視図（その１）である。 変形例に係る本体部の構成を示す斜視図（その２）である。

本実施形態に係る情報検出器は、光を照射する照射手段と、第１所定値以上の反射率を有する反射手段と、前記照射部から照射された光の戻り光を受光する受光手段と、前記受光手段における前記反射手段からの戻り光の受光量が、第２所定値以下であるか否かに応じて、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の受光状態の少なくとも一方を判別する判別手段とを備える。

本実施形態の情報検出器によれば、その動作時には、例えば発光ダイオードとして構成される照射手段から計測対象に対して光りが照射されると共に、例えばフォトダイオード等として構成される受光手段により生体からの戻り光が受光される。受光手段で受光された戻り光は、計測対象に関する情報を示す信号として処理され、例えば計測対象である生体の血流速度や脈波等が検出される。

ここで、上述した照射手段や受光手段には、故障等による異常が発生することがある。照射手段や受光手段に異常が発生してしまうと、光の照射或いは受光が正確に行えないため、計測対象に関する情報を正確に検出できなくなってしまう。このため本実施形態の情報検出器は、上述した計測動作に加えて、装置の異常を検出するための異常検出動作を実行可能とされている。

異常検出動作時には、照射手段から反射手段に対して光が照射される。反射手段は、比較的反射率の高い材料を含んで構成され、第１所定値以上の反射率を有するものとされる。なお、ここでの「第１所定値」とは、後述する装置の異常を検出できる程度に高い反射率として予め設定される値であり、理論的、実験的或いは経験的に求めることができる。反射手段は、照射手段から好適に光を照射できるような位置、且つ受光手段に好適に光を反射できるような位置に配置される。

照射手段から反射手段に対して光が照射されると、反射手段において光が反射され、戻り光が受光手段で受光される。すると判別手段では、受光手段における反射手段からの戻り光の受光量が、第２所定値以下であるか否かが判定される。なお、ここでの「第２所定値」とは、第１所定値以上の反射率を有する反射手段からの戻り光として、適切な受光量であるか否かを判定するための閾値である。即ち、第２所定値は、第１所定値に応じて決定される。

判別手段では、反射手段からの戻り光の受光量が第２所定値以下であるか否かに応じて、照射手段の照射状態又は受光手段の受光状態の少なくとも一方が判別される。具体的には、照射手段の照射状態又は受光手段の受光状態が正常な状態であるか、それとも異常が発生しているかが判別される。なお、ここでの「異常」とは、照射手段及び受光手段が、計測対象の情報を正確に検出するために適切な照射量或いは受光感度を実現できていない状態を指す。

ここで、反射手段からの戻り光は、反射手段の反射率が第１所定値以上とされているため、通常であれば比較的高い受光量（即ち、第２所定値以上）となるはずである。しかしながら、例えば照射手段に異常が発生しており光の照射量が小さくなっている場合、受光手段が正常であっても受光量は第２所定値より小さくなる。或いは、受光手段に異常が発生しており受光感度が低下している場合、照射手段が正常であっても受光量は第２所定値より小さくなる。このように、照射手段及び受光手段の異常は、反射手段からの戻り光の受光量に基づいて判別できる。

以上説明したように、本実施形態に係る情報検出器によれば、装置における異常の発生を好適に検出できる。従って、異常が発生した状態で不適切な計測が実行されることを回避でき、計測対象に関する情報をより好適に計測できる。

本実施形態に係る情報検出器の一態様では、一方の挟持用部材及び他方の挟持用部材の間に計測対象を挟持可能な挟持具を備え、前記一方の挟持用部材における前記他方の挟持用部材に対向する面には、前記照射手段及び前記受光手段が配置されており、前記他方の挟持用部材における前記一方の挟持用部材に対向する面には、前記反射手段が配置されている。

この態様によれば、一方の挟持用部材及び他方の挟持用部材からなる挟持具が備えられており、計測対象に関する情報の計測は、一方の挟持用部材と他方の挟持用部材との間に計測対象が挟持された状態で実行される。

ここで、一方の挟持用部材における他方の挟持用部材に対向する面には、照射手段及び受光手段が配置されている。このため、挟持具に計測対象が挟持された状態では、照射手段及び受光手段が計測対象側に配置される。よって、照射手段からは計測対象に光を照射可能となり、受光手段では計測対象からの戻り光を受光可能となる。従って、計測対象に関する情報の計測が好適に実行できる。

また、他方の挟持用部材における一方の挟持用部材に対向する面には、反射手段が配置されている。反射手段は、挟持具に計測対象が挟持された状態では、照射手段及び受光手段とは対向しない。即ち、計測対象が介在するため、照射手段からの光は計測対象に遮られ反射手段には照射されない。

一方で、挟持具に計測対象が挟持されない状態では、反射手段は照射手段及び受光手段と対向する配置となる。よって、反射手段には照射手段からの光が照射されると共に、反射手段において反射された戻り光が受光手段において受光される。従って、異常検出動作を好適に実行することが可能である。

本実施形態に係る情報検出器の他の態様では、前記照射手段及び前記受光手段が含まれる検出部と、前記検出部と接続されており、前記判別手段が含まれる本体部とを備え、前記反射手段は、前記本体部の表面に配置されている。

この態様によれば、情報検出器は、検出部及び該検出部に接続される本体部を備えて構成される。検出部は、照射手段及び受光手段を含んでおり、例えば計測対象に装着して用いられるプローブ等として構成される。一方で、本体部は、例えば演算回路等からなる判別手段を含んでおり、検出部と配線等により接続される比較的大きな筐体として構成される。

ここで本態様では特に、反射手段は本体部の表面に配置されている。このため、異常検出動作を実行する場合には、検出部を本体部の反射手段が配置された部分に近づけて、照射手段からの光が反射手段に照射されると共に、反射手段からの戻り光が受光手段で受光されるようにすればよい。これにより、確実に異常検出動作を実行できる。なお、本体部の反射手段が配置される部分に、検出部を装着するような構造（即ち、適切な異常検出動作を実行できるような位置に検出部を固定する構造）を設けてもよい。

本態様では特に、計測対象に関する情報を計測する際には不必要な反射手段が、照射手段及び受光手段と一体的に設けられない。このため、検出部の構成を簡単化できる。

本実施形態に係る情報検出方法は、光を照射する照射手段と、第１所定値以上の反射率を有する反射手段と、前記照射部から照射された光の戻り光を受光する受光手段とを備える情報検出器における情報検出方法であって、前記受光手段における前記反射手段からの戻り光の受光量が、第２所定値以下であるか否かに応じて、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の受光状態の少なくとも一方を判別する判別工程を備える。

本実施形態に係る情報検出方法によれば、上述した情報検出器と同様に、装置における異常発生を好適に検出できる。従って、異常が発生した状態で不適切な計測が実行されることを回避でき、計測対象に関する情報をより好適に計測できる。

なお、本実施形態に係る情報検出方法においても、上述した本実施形態に係る情報検出器における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

本実施形態に係る情報検出器及び情報検出方法の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。

以下では、図面を参照して情報検出器及び情報検出方法の実施例について詳細に説明する。なお、以下では、情報検出器が生体に関する情報（例えば、血流量や脈波等）を検出する生体情報検出装置として構成される場合を例にとり説明する。

＜装置構成＞
先ず、本実施例の情報検出器の全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、実施例に係る情報検出器の全体構成を示すブロック図である。

図１において、本実施例に係る情報検出器は、プローブ部１００と、本体部２００とを備えて構成されている。

プローブ部１００は、発光ダイオード等を含んで構成される発光部１１０、及びフォトダイオード等を含んで構成される受光部１２０を備えている。発光部１１０は「照射手段」の一具体例であり、計測対象である生体５００に光を照射する。一方、受光部１２０は「受光手段」の一具体例であり、計測対象である生体５００からの戻り光（即ち、発光部１１０から照射された光のうち、生体５００において散乱された光）を受光する。

本体部２００は、コントローラ２１０、照射量制御部２２０及び受光量演算部２３０を備えている。コントローラ２１０は、装置全体の動作を統括して制御する。照射量制御部２２０は、コントローラ２１０からの指示に応じて、発光部１１０から照射する光の量を制御する。受光量演算部２３０は、受光部１２０において受光された光の受光量から、生体に関する情報等の各種情報を演算する。受光量演算部２３０における演算結果は装置外部に出力され、例えばディスプレイ等において表示される。

なお、本実施例に係る情報検出器は、上述した各部材に加えて、「反射手段」の一具体例である反射部を備えるが、ここでは図示を省略している。反射部の構成、及び反射部を利用したプローブ部１００の異常検出動作については、後に詳述する。

次に、上述したプローブ部１００の具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、実施例に係るプローブ部１００の構成を示す斜視図である。

図２において、プローブ部１００は、発光部１１０及び受光部１２０（図１参照）を含んでなる検出素子１５０を表面に露出させて備える部材として形成されており、その端部には接続ケーブル３００が接続されている。接続ケーブル３００におけるプローブ部１００と反対側の端部には、接続端子３１０が設けられている。接続端子３１０は、本体部２００（図１参照）に接続可能とされており、接続端子３１０を本体部２００に接続することで、プローブ部１００及び本体部２００間での信号の伝達が可能とされる。

次に、プローブ部１００に取付けられるクリップ部の構成について、図３及び図４を参照して説明する。ここに図３及び図４は夫々、クリップ部４００を装着したプローブ部１００の構成を示す斜視図である。

図３及び図４において、クリップ部４００は、第１クリップ部材４１０と、第２クリップ部材４２０とが、クリップ接続部４３０において接続されることで構成されている。第１クリップ部材４１０及び第２クリップ部材４２０は、クリップ接続部４３０を支点として開閉動作が可能とされており、その間に計測対象である生体等を挟持することができる。なお、ここでの第１クリップ部材４１０は、「一方の挟持用部材」の一具体例であり、第２クリップ部材４２０は、「他方の挟持用部材」の一具体例である。

プローブ部１００は、上述したクリップ部４００における第１クリップ部材４１０に挿入される。具体的には、プローブ部１００における検出素子１５０が、第１クリップ部材４１０の開口部から、第２クリップ部材４２０側に露出するように配置される（図４参照）。なお、プローブ部１００に接続されている接続ケーブル３００は、第２クリップ部材４２０におけるケーブルクランプ４４０において保持可能とされる。

＜装着方法＞
次に、本実施例に係る情報検出器の計測対象への装着方法について、図５及び図６を参照して説明する。ここに図５は、実施例に係る情報検出器の装着例を示す正面図である。また図５は、実施例に係る情報検出器の装着例を示す側面図である。

図５及び図６において、本実施例に係る情報検出器は、例えば生体の耳又は耳たぶに装着して使用される。具体的には、図に示すように、生体の耳５１０の耳たぶ部分を第１クリップ部材４１０及び第２クリップ部材４２０で挟み込むようにする。このようにすれば、第１クリップ部材４１０に挿入されているプローブ部１００の検出素子１５０が生体の耳５１０に対向するように配置される。よって、発光部１１０から計測対象に対して光を照射すると共に、受光部１２０において戻り光を検出できる。従って、本実施例に係る情報検出器によれば、計測対象の生体情報を好適に検知できる。

なお、生体情報の検出については、既存の検出方法（例えば、レーザードップラーフローメトリー法等）の各種手法を用いることができるため、ここでの詳細な説明は省略する。ちなみに、本実施例に係る情報検出器は、生体情報が検知可能な位置であれば、耳５１０以外の部位（例えば、指先等）を挟持するように装着されても構わない。

＜反射部の構成＞
次に、本実施例に係る情報検出器に備えられる反射部の構成について、既出の図６に加えて、図７を参照して説明する。ここに図７は、実施例に係る情報検出器の全体構成を反射部と共に示すブロック図である。

図６において、本実施例に係る情報検出器では、第２クリップ部材４３０における第１クリップ部材４１０に対向する面に反射部４２５が配置されている。反射部４２５は、「反射手段」の一具体例であり、金属や樹脂等の比較的反射率が高い部材によって構成されている。反射部４２５の反射率は、所定の反射率以上となるように設定されている。なお、発光部１１０から近赤外光を照射する場合、その反射率は、反射する部材の色によって変化する。よって、このような場合には、反射部４２５を微弱な光量でも反射するような色とすることが好ましい。

ここで、図６に示すように、クリップ部４００に計測対象である生体の耳５１０が挟持されている場合には、反射部４２５には、検出素子１５０に含まれる発光部１１０からの光は照射されない。即ち、発光部１１０から照射される光は、生体の耳５１０によって遮蔽され、反射部４２５には照射されない。しかしながら、計測対象が挟持されていない状態では、検出素子１５０と反射部４２５とは、その間に何も介在しない状態で対向配置されることになる。よって、発光部１１０から照射された光は反射部４２５に照射され、反射部４２５で反射された光は受光部１２０で受光される。後述する異常検出動作は、このように、検出素子１５０と反射部４２５が対向するような状態で実行される。

＜異常検出動作＞
次に、本実施例に係る情報検出器による異常検出動作について、図８を参照して説明する。ここに図８は、本実施例に係る異常検出動作の一連の処理を示すフローチャートである。

図８において、本実施例に係る情報検出器の動作時には、点検ボタンがＯＮとされると（ステップＳ１０１）、異常検出動作が開始される。点検ボタンは、例えば装置の使用者によって、装置の使用開始時にＯＮとされる。なお、計測中以外であれば、予め設定された時刻等に自動的に実行されるようにしても構わない。

異常検出動作が開始されると、先ず発光部１１０から反射部４２５に向けて光が照射される（ステップＳ１０２）。照射された光は、反射部４２５において反射され、戻り光として受光部１２０で受光される。受光部１１０では、受光した光が電気に変換され（ステップＳ１０３）、受光量に応じたアナログ電圧値が出力される（ステップＳ１０４）。

アナログ電圧値は、プローブ部１００から本体部２００に伝達され、受光量演算部２３０においてデジタル値へと変換される（ステップＳ１０６）。続いて受光量演算部２３０では、変換後のデジタル値が所定の閾値より大きいか否かが判定される（ステップＳ１０７）。即ち、戻り光として受光された受光量が、反射部４２５からの戻り光として適切であると判断できるまでに大きいか否かが判定される。

ここで、デジタル値（受光量）が所定の閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、受光量演算部２３０では、装置は正常であると判定される（ステップＳ１０８）。一方で、デジタル値（受光量）が所定の閾値以下であると判定された場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、受光量演算部２３０では、装置に異常が発生していると判定される（ステップＳ１０８）。具体的には、発光部１１０からの照射量が故障等により低下している、或いは受光部１２０の受光感度が故障等により低下していると判定される。このような異常判定は、例えば装置に接続されたディスプレイ等において警告として表示される。

以上の結果、本実施例に係る情報検出装置によれば、装置の異常を確実に検出することができ、異常が発生した状態で不適切な計測が行われてしまうことを回避できる。

＜変形例＞
最後に、上述した本実施例に係る情報検出器の変形例について、図９及び図１０を参照して説明する。ここに図９及び図１０は夫々、変形例に係る本体部の構成を示す斜視図である。

図９において、変形例に係る反射部４２５は、本体部２００に設けられている。このようにすれば、プローブ部１００が、図３及び図４に示すようなクリップ部４００に挿入される場合でなくとも（即ち、図２に示すようなプローブ部１００単体でも）、好適に異常検出動作が実行できる。具体的には、異常検出動作を実行させようとする使用者は、プローブ部１００を本体部２００に配置された反射部４２５に近づけた状態で点検ボタンをＯＮとすればよい。

図１０において、本体部２００にプローブ部１００を挿入可能な挿入孔２５０を設けてもよい。このようにすれば、プローブ部１００を反射部４２５に対して適切な位置に固定できるため、より好適に異常検出動作が実行できる。

以上説明したように、本実施例に係る情報検出器によれば、異常検出動作により装置の異常を予め検出することができる。よって、異常に起因する不適切な計測を回避でき、より好適な計測を実現することが可能となる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う情報検出器及び情報検出方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１００ プローブ部
１１０ 発光部
１２０ 受光部
１５０ 検出素子
２００ 本体部
２１０ コントローラ
２２０ 照射量制御部
２３０ 受光量演算部
２５０ 挿入孔
３００ 接続ケーブル
３１０ 接続端子
４００ クリップ部
４１０ 第１クリップ部材
４２０ 第２クリップ部材
４２５ 反射部
４３０ クリップ接続部
４４０ ケーブルクランプ
５００ 生体
５１０ 耳

Claims (4)

1. 光を照射する照射手段と、
   第１所定値以上の反射率を有する反射手段と、
   前記照射部から照射された光の戻り光を受光する受光手段と、
   前記受光手段における前記反射手段からの戻り光の受光量が、第２所定値以下であるか否かに応じて、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の受光状態の少なくとも一方を判別する判別手段と
   を備えることを特徴とする情報検出器。
2. 一方の挟持用部材及び他方の挟持用部材の間に計測対象を挟持可能な挟持具を備え、
   前記一方の挟持用部材における前記他方の挟持用部材に対向する面には、前記照射手段及び前記受光手段が配置されており、
   前記他方の挟持用部材における前記一方の挟持用部材に対向する面には、前記反射手段が配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報検出器。
3. 前記照射手段及び前記受光手段が含まれる検出部と、
   前記検出部と接続されており、前記判別手段が含まれる本体部と
   を備え、
   前記反射手段は、前記本体部の表面に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報検出器。
4. 光を照射する照射手段と、第１所定値以上の反射率を有する反射手段と、前記照射部から照射された光の戻り光を受光する受光手段とを備える情報検出器における情報検出方法であって、
   前記受光手段における前記反射手段からの戻り光の受光量が、第２所定値以下であるか否かに応じて、前記照射手段の照射状態又は前記受光手段の受光状態の少なくとも一方を判別する判別工程を備えることを特徴とする情報検出方法。

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