特許 5883961 脈波センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5883961

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】脈波センサ

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/02 20060101AFI20160301BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/02 310B

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-33820(P2015-33820)

(22)【出願日】2015年2月24日

(62)【分割の表示】特願2010-214022(P2010-214022)の分割

【原出願日】2010年9月24日

(65)【公開番号】特開2015-134177(P2015-134177A)

(43)【公開日】2015年7月27日

【審査請求日】2015年2月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】特許業務法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】照元 幸次

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 大介

(72)【発明者】

【氏名】小口 和博

【審査官】 湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０７９６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８８６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３００３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１０３２６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−０７０２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６６０８５６２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００１−２５２２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２９８６７７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

指の中手指節間関節と近位指節間関節との間に位置する装着箇所に装着されて脈波を測定するための指輪構造を有する脈波センサであって、
脈波信号の測定を行う第１ユニットと、
前記第１ユニットにて測定した前記脈波信号を外部に無線で送信する無線通信回路と、前記無線通信回路よりも前記指側に形成されて前記第１ユニットへの電力供給を行うバッテリと、を備えた第２ユニットと、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間を電気的に接続するケーブルと、
前記第１ユニット、前記第２ユニット、及び、前記ケーブルを収納する指輪型筐体と、
を有し、
前記第２ユニットは第１基板を備え、
前記第１基板の前記指側に前記バッテリが形成され、
前記第１基板の前記指側とは反対側に前記無線通信回路が形成されることを特徴とする脈波センサ。

【請求項2】

指の中手指節間関節と近位指節間関節との間に位置する装着箇所に装着されて脈波を測定するための指輪構造を有する脈波センサであって、
脈波信号の測定を行う第１ユニットと、
前記第１ユニットにて測定した前記脈波信号を外部に無線で送信する無線通信回路と、前記無線通信回路よりも前記指側に形成されて前記第１ユニットへの電力供給を行うバッテリと、を備えた第２ユニットと、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間を電気的に接続するケーブルと、
前記第１ユニット、前記第２ユニット、及び、前記ケーブルを収納する指輪型筐体と、
を有し、
前記第１ユニットの表面と前記第２ユニットの表面とは、前記指輪型筐体が前記装着箇所に装着されたときに前記指を介して対向し且つ平行に設けられており、
前記指輪型筐体は、周方向の一部が開放された開口部を有することを特徴とする脈波センサ。

【請求項3】

前記指輪型筐体は、可撓性素材で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の脈波センサ。

【請求項4】

前記第１ユニットは、前記指輪型筐体が前記装着箇所に装着されたときに指の腹側となるよう前記指輪型筐体に収納されており、
前記第２ユニットは、前記指輪型筐体が前記装着箇所に装着されたときに指の甲側となるよう前記指輪型筐体に収納されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脈波センサ。

【請求項5】

前記第１ユニットは、指に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する光センサを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の脈波センサ。

【請求項6】

前記指輪型筐体は、防水構造とされていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の脈波センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脈波センサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来構成の脈波センサは、図１１で示したように、被験者の指先で脈波の測定を行う構造（例えば指袋型）とされていた。また、従来の脈波センサは、測定データをメインＣＰＵ［Central Processing Unit］にリアルタイムで送信し、メインＣＰＵ側で測定データの解析や格納を行う構成とされていた。また、従来の脈波センサは、メインＣＰＵとの接続を有線で行う構成とされていた。

【0003】

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１や特許文献２を挙げることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−２１２０１６号公報

【特許文献2】国際公開第２００２／０６２２２２号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、被験者の指先で脈波の測定を行う従来構造では、脈波の測定中に脈波センサが指先から脱落しないように、被験者の行動を制約する必要があった。そのため、従来の脈波センサでは、短期間（数分〜数時間）の脈波測定を行うことはできても、長期間（数日〜数ヶ月）に亘る継続的な脈波測定を行うことは困難であった。

【0006】

本発明は、本願の発明者らによって見い出された上記の問題点に鑑み、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能な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】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明に係る脈波センサは、指の第３関節で脈波を測定するための構造を有する構成（第１の構成）とされている。

【0008】

なお、上記第１の構成から成る脈波センサは、指の第３関節に装着されて脈波を測定するための指輪構造を有する構成（第２の構成）にするとよい。

【0009】

また、上記第２の構成から成る脈波センサは、脈波の測定を行う第１ユニットと、前記第１ユニットへの電力供給を行う第２ユニットと、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間を電気的に接続するケーブルと、前記第１ユニット、前記第２ユニット、及び、前記ケーブルを収納する指輪型筐体と、を有する構成（第３の構成）にするとよい。

【0010】

また、上記第３の構成から成る脈波センサにおいて、前記第１ユニットは、前記指輪型筐体が指の第３関節に装着されたときに指の腹側となるよう前記指輪型筐体に収納されており、前記第２ユニットは、前記指輪型筐体が指の第３関節に装着されたときに指の甲側となるよう前記指輪型筐体に収納されている構成（第４の構成）にするとよい。

【0011】

また、上記第４の構成から成る脈波センサにおいて、前記第１ユニットは、指の第３関節に光を照射して、生体内を透過した光の強度を検出する光センサを含む構成（第５の構成）にするとよい。

【0012】

また、上記第５の構成から成る脈波センサにおいて、前記第１ユニットは、前記光センサの発光／受光面上に設けられた測定窓を含む構成（第６の構成）にするとよい。

【0013】

また、上記第６の構成から成る脈波センサにおいて、前記第１ユニットは、前記光センサの出力信号を増幅する増幅回路を含む構成（第７の構成）にするとよい。

【0014】

また、上記第７の構成から成る脈波センサにおいて、前記第１ユニットは、前記増幅回路の出力信号に基づいて脈波に関する情報を取得する演算回路を含む構成（第８の構成）にするとよい。

【0015】

また、上記第８の構成から成る脈波センサにおいて、前記第１ユニットは、表面に前記光センサが実装される基板を含む構成（第９の構成）にするとよい。

【0016】

また、上記第９の構成から成る脈波センサにおいて、前記増幅回路と前記演算回路は、前記基板の裏面に実装される構成（第１０の構成）にするとよい。

【0017】

また、上記第３〜第１０いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記第２ユニットは、バッテリを含む構成（第１１の構成）にするとよい。

【0018】

また、上記第１１の構成から成る脈波センサにおいて、前記第２ユニットは、前記バッテリからの入力電圧を所望の出力電圧に変換する電源回路を含む構成（第１２の構成）にするとよい。

【0019】

また、上記第１１または第１２の構成から成る脈波センサにおいて、前記第２ユニットは、前記バッテリの充電制御を行う充電回路を含む構成（第１３の構成）にするとよい。

【0020】

また、上記第１３の構成から成る脈波センサにおいて、前記充電回路は、接触方式で外部からの電力供給を受ける構成（第１４の構成）にするとよい。

【0021】

また、上記第１３の構成から成る脈波センサにおいて、前記充電回路は、非接触方式で外部からの電力供給を受ける構成（第１５の構成）にするとよい。

【0022】

また、上記第３〜第１５いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記第２ユニットは、前記第１ユニットで得られた測定データを格納するメモリを含む構成（第１６の構成）にするとよい。

【0023】

また、上記第３〜第１６いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記第２ユニットは、前記第１ユニットで得られた測定データを無線で送信する無線通信回路を含む構成（第１７の構成）にするとよい。

【0024】

また、上記第３〜第１７いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記第２ユニットは、コネクタを介して縦に積み重ねられた複数の基板を含む構成（第１８の構成）にするとよい。

【0025】

また、上記第３〜第１８いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記指輪型筐体は、防水構造とされている構成（第１９の構成）にするとよい。

【0026】

また、上記第３〜第１９いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記指輪型筐体は、周方向の一部が開放された開口部を有する構成（第２０の構成）にするとよい。

【0027】

また、上記第２０の構成から成る脈波センサにおいて、前記指輪型筐体は、可撓性素材で形成されている構成（第２１の構成）にするとよい。

【0028】

また、上記第４の構成から成る脈波センサにおいて、前記第２ユニットの厚みは、前記第１ユニットの厚みよりも大きい構成（第２２の構成）にするとよい。

【0029】

また、上記第２２の構成から成る脈波センサにおいて、前記第２ユニットの厚みは、前記第１ユニットの厚みの２倍よりも大きい構成（第２３の構成）にするとよい。

【発明の効果】

【0030】

本発明に係る脈波センサであれば、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】脈波測定の原理を説明するための模式図

【図2】生体内における光の減衰量（吸光度）が時間的に変化する様子を示す波形図

【図3】本発明に係る脈波センサの一構成例を模式的に示す断面図

【図4】本発明に係る脈波センサの一変形例を模式的に示す断面図

【図5】脈波センサ１が指の第３関節に装着されている様子を示す第１の透視図

【図6】脈波センサ１が指の第３関節に装着されている様子を示す第２の透視図

【図7】脈波センサ１が指の第３関節に装着されている様子を示す第３の透視図

【図8】第１ユニット１０の一構成例を模式的に示す断面図

【図9】第２ユニット２０の一構成例を模式的に示す断面図

【図10】第２ユニット２０の一変形例を模式的に示す断面図

【図11】脈波センサの第１従来例を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0032】

＜脈波測定の原理＞
図１は、脈波測定の原理を説明するための模式図であり、図２は、生体内における光の減衰量（吸光度）が時間的に変化する様子を示す波形図である。

【0033】

容積脈波法による脈波測定では、例えば、図１に示すように、測定窓に押し当てられた生体の一部（図１では指の第３関節（本明細書では、中手指節間関節と近位指節間関節との間に位置する装着箇所（基節骨に対応する部分）のことを「第３関節」と称する））に向けて発光部（ＬＥＤ［Light Emitting Diode］など）から光が照射され、体内を透過して体外に出てくる光の強度が受光部（フォトダイオードやフォトトランジスタなど）で検出される。ここで、図２に示すように、生体組織や静脈血（脱酸素化ヘモグロビンＨｂ）による光の減衰量（吸光度）は一定であるが、動脈血（酸素化ヘモグロビンＨｂＯ₂）による光の減衰量（吸光度）は拍動によって時間的に変動する。従って、可視領域から近赤外領域にある「生体の窓」（光が生体を透過しやすい波長領域）を利用して、末梢動脈の吸光度変化を測定することにより、容積脈波を測定することができる。

【0034】

＜脈波から分かること＞
なお、心臓及び自立神経の支配を受けている脈波は、常に一定の挙動を示すものではなく、被験者の状態によって様々な変化（揺らぎ）を生じるものである。従って、脈波の変化（揺らぎ）を解析することにより、被験者の様々な身体情報を得ることができる。例えば、心拍数からは、被験者の運動能力や緊張度などを知ることができ、心拍変動からは、被験者の疲労度、快眠度、及び、ストレスの大きさなどを知ることができる。また、脈波を時間軸で２回微分することにより得られる加速度脈波からは、被験者の血管年齢や動脈硬化度などを知ることができる。

【0035】

＜脈波センサの概略構成＞
図３は、本発明に係る脈波センサの一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の脈波センサ１は、指２の第３関節で脈波を測定するための構造、より具体的には、指２の第３関節に装着されて脈波を測定するための指輪構造を有する。なお、構成要素に着目すると、本構成例の脈波センサ１は、第１ユニット１０と、第２ユニット２０と、ケーブル３０と、指輪型筐体４０と、を有する。

【0036】

第１ユニット１０は、主として脈波の測定を行うユニットであり、指輪型筐体４０が指２の第３関節に装着されたときに指２の腹側（手の平側）となるように、指輪型筐体４０に収納されている。このように、皮膚の直下に骨があって脈波センサ１のフィット感に乏しい指２の甲側（手の甲側）よりも、肉厚で脈波センサ１のフィット感に優れた指２の腹側（手の平側）に第１ユニット１０を配置することにより、脈波の測定を安定して行うことができるので、脈波の測定精度を高めることが可能となる。また、本願の発明者らは、第３関節での脈波測定について、指先での脈波測定に比べればやや感度は低いものの、十分に脈波の測定が可能であることを実際に実験で確認済みである。なお、第１ユニット１０の内部構成や動作については、後ほど詳細に説明する。

【0037】

第２ユニット２０は、主として第１ユニット１０への電力供給を行うユニットであり、指輪型筐体４０が指２の第３関節に装着されたときに指２の甲側（手の甲側）となるように、指輪型筐体４０に収納されている。このように、第１ユニット１０にとってノイズ源となり得る第２ユニット２０を第１ユニット１０からできるだけ離して配置することにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。なお、第２ユニット２０の内部構成や動作については、後ほど詳細に説明する。

【0038】

ケーブル３０は、第１ユニット１０と第２ユニット２０との間を電気的に接続するように、指輪型筐体４０に収納されている。なお、ケーブル３０としては、一般的な被覆電線のほか、ＦＰＣ［Flexible Printed Circuits］などを好適に用いることができる。

【0039】

指輪型筐体４０は、第１ユニット１０、第２ユニット２０、及び、ケーブル３０を収納しており、脈波の測定時には指２の第３関節に装着される。

【0040】

上記したように、指輪構造を有する脈波センサ１であれば、被験者が意図的に脈波センサ１を指２から外さない限り、脈波の測定中に脈波センサ１が指２から脱落してしまうおそれは殆どないので、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。

【0041】

また、指輪構造を有する脈波センサ１であれば、被験者に対して脈波センサ１を装着していることをあまり意識させずに済むので、長期間（数日〜数ヶ月）に亘る継続的な脈波測定を行う場合であっても、被験者に過度のストレスを与えずに済む。

【0042】

特に、指輪型筐体４０に宝石などをあしらえば、脈波センサ１を装飾品として装着することができるので、脈波センサ１の装着に対する抵抗感をさらに払拭することが可能となり、延いては、新規ユーザ層の開拓に寄与することが可能となる。

【0043】

なお、第２ユニット２０の厚みは、第１ユニット１０の厚みよりも大きく構成すればよく、より好ましくは、第２ユニット２０の厚みを第１ユニット１０の厚みの２倍よりも大きく構成することが望ましい。より具体的に述べると、第１ユニット１０の厚みを１〜５ｍｍ程度とし、第２ユニット２０の厚みを４〜２０ｍｍ程度とすればよい。

【0044】

なお、第１ユニット１０の厚みには、後述する基板１１、光センサ１２、増幅回路１４や演算回路１５などのほか、測定窓１３を形成する透光部材の厚み（０．７ｍｍ程度）や第１ユニット１０を被覆している指輪型筐体４０の厚みが含まれている。

【0045】

また、第２ユニット２０の厚みの内訳については、後述するバッテリ２４の厚み（２〜５ｍｍ）、第１基板２１や電源回路２２などの厚み（１〜３ｍｍ（コネクタ２ｍｍ））、第２基板２７や無線通信回路２８の厚み（３〜６ｍｍ（コネクタ２ｍｍ））のほか、第２ユニット２０を被覆している指輪型筐体４０の厚みが含まれている。

【0046】

このように、指２の腹側となる第１ユニット１０を薄く、指２の甲側となる第２ユニット２０を厚く設計することにより、脈波センサ１の指２への装着感を高めることができる上、脈波センサ１を一般的な指輪のように見せて、外観上の違和感をなくすことも可能となる。また、指２への装着を鑑みた場合、指２の腹側となる第１ユニット１０は、あまり厚くすることができないが、指２の甲側となる第２ユニット２０は、第１ユニット２０よりも厚く設計することができるので、回路実装の自由度を高めることが可能となる。

【0047】

また、第１ユニット１０に比べて第２ユニット２０を十分に厚く設計することにより、脈波センサ１が指２の周りを回転しにくくなるので、第１ユニット１０を確実に指２の腹側（脈波測定に適した側）とすることができ、延いては、脈波の測定精度を高めることが可能となる。また、第１ユニット１０の厚みと第２ユニット２０の厚みが一見して異なれば、脈波センサ１を逆向き（すなわち、第１ユニット１０が指２の甲側となり、第２ユニット２０が指２の腹側となる状態）に誤装着される心配も低減することができる。

【0048】

また、図３では、指輪型筐体４０を完全な環状とした構成を例示したが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、図４のように、指輪型筐体４０は、周方向の一部が開放された開口部４１を有する構成としてもよい。このような構成とすることにより、脈波センサ１の装着可能サイズ（指輪の号数に相当）にある程度の自由度を持たせることが可能となる。特に、指輪型筐体４０に開口部４１を設けた上で、さらに、指輪型筐体４０を可撓性素材（シリコンゴムなど）で形成すれば、脈波センサ１の装着可能サイズにかなり大きな自由度を持たせることが可能となる。

【0049】

また、指輪型筐体４０は、防水構造としておくことが望ましい。このような構成とすることにより、水（雨）や汗などに濡れても故障せずに脈波を測定することが可能となる。また、脈波センサ１を多人数で共用する場合（例えばスポーツジムでの貸し出し用として使用する場合）には、指輪型筐体４０を丸ごと水洗いすることにより、脈波センサ１を清潔に保つことが可能となる。

【0050】

図５〜図７は、それぞれ、脈波センサ１が指の第３関節に装着されている様子を示す第透視図である。なお、図５は指２を手の甲側から透視した様子、図６は指２を手の平側から透視した様子、図７は指２を側面から透視した様子を示している。これらの図面に示したように、被験者に脈波センサ１の装着を意識させない（違和感を与えない）ためには、第１ユニット１０と第２ユニット２０を指２の第３関節からはみ出さない程度の大きさに収めることが望ましい。

【0051】

＜第１ユニット＞
図８は、第１ユニット１０の一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の第１ユニット１０は、基板１１と、光センサ１２と、測定窓１３と、増幅回路１４と、演算回路１５と、を含む。

【0052】

基板１１には、その表面に光センサ１２が直接実装されており、その裏面に増幅回路１４と演算回路１５が直接実装されている。また、基板１１には、第２ユニット２０との電気的接続を確立するためのケーブル３０も接続されている。なお、基板１１の表面と裏面との間には、スルーホールやビアを介して電気的な接続が確立されている。このように、光センサ１２、増幅回路１４、及び、演算回路１５をいずれも基板１１に直接実装する構成であれば、第１ユニット１０を薄型化することができるので、脈波センサ１の装着感を高めることが可能となる。また、基板１１の表面に光センサ１２のみを直接実装する構成であれば、光センサ１２をできるだけ指２に近接させることができるので、脈波の測定精度を高めることが可能となる。

【0053】

光センサ１２は、発光部から指２の第３関節に光を照射して、生体内を透過した光の強度を受光部で検出することにより、脈波データを取得する。なお、本構成例の光センサ１２は、発光部と受光部が指２を挟んで互いに反対側に設けられた構成（いわゆる透過型、図１の破線矢印を参照）ではなく、発光部と受光部が指２に対していずれも同じ側に設けられた構成（いわゆる反射型、図１の実線矢印を参照）とされている。

【0054】

測定窓１３は、光センサ１２の発光／受光面上に設けられた透光部材（ガラス板やアクリル板など）であり、光センサ１２は、この測定窓１３を介して脈波の測定（指２への光照射、及び、指２から戻ってくる反射光の検出）を行う。なお、測定窓１３の厚さについては、光センサ１２の焦点深度を鑑みて適切に設計することが望ましい。

【0055】

増幅回路１４は、光センサ１２の出力信号（受光部の検出信号）を増幅して演算回路１５に出力する。このように、光センサ１２の直近に増幅回路１４を設けた構成であれば、ノイズが重畳する前に光センサ１２の出力信号を増幅することができるので、信号のＳ／Ｎ［Signal/Noise Ratio］を高めることが可能となり、延いては、脈波の測定精度を高めることが可能となる。

【0056】

演算回路１５は、脈波センサ１全体の動作を統括的に制御するほか、増幅回路１４の出力信号に各種の信号処理を施すことにより、脈波に関する種々の情報（脈波の揺らぎ、心拍数、心拍変動、及び、加速度脈波など）を取得する。なお、演算回路１５としては、ＣＰＵ［Central Processing Unit］などを好適に用いることができる。このように、光センサ１２及び増幅回路１４の直近に演算回路１５を設けた構成であれば、ノイズが重畳する前に増幅回路１４の出力信号を処理することができるので、脈波の解析精度を高めることが可能となる。

【0057】

＜第２ユニット＞
図９は、第２ユニット２０の一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の第２ユニット２０は、第１基板２１と、電源回路２２と、メモリ２３と、バッテリ２４と、充電回路２５と、コネクタ２６と、第２基板２７と、無線通信回路２８と、を含む。

【0058】

第１基板２１には、その表面に電源回路２２とメモリ２３が直接実装されており、その裏面にバッテリ２４と充電回路２５が直接実装されている。また、第１基板２１には、第１ユニット１０との電気的接続を確立するためのケーブル３０も接続されている。なお、第１基板２１の表面と裏面との間には、スルーホールやビアを介して電気的な接続が確立されている。このように、第１基板２１の両面を有効に活用することにより、第１基板２１の面積を縮小することができるので、第２ユニット２０を指２の第３関節からはみ出さない程度の大きさに収めることが可能となり、延いては、被験者に脈波センサ１の装着を意識させずに済む。

【0059】

電源回路２２は、バッテリ２４からの入力電圧を所望の出力電圧に変換して、脈波センサ１の各部に供給する。このように、第１ユニット１０にとってノイズ源となり得る電源回路２２を第１ユニット１０からできるだけ離して配置することにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。

【0060】

メモリ２３は、第１ユニット１０で得られた測定データ（増幅回路１４から出力される生データであってもよいし、演算回路１５で種々の処理が施された後の処理済みデータであってもよい）を揮発的ないしは不揮発的に格納する。なお、メモリ２３としては、揮発性のＲＡＭ［Random Access Memory］や不揮発性のフラッシュメモリなどを好適に用いることができる。このような測定データの格納手段を有する構成であれば、所定期間毎にメモリ２３の蓄積データを一括外部送信することができるので、無線通信回路２８を間欠的に待機状態とすることが可能となり、延いては、脈波センサ１のバッテリ駆動時間を延ばすことが可能となる。

【0061】

バッテリ２４は、脈波センサ１の駆動に必要な電力供給源であり、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどを好適に用いることができる。このように、バッテリ駆動方式の脈波センサ１であれば、脈波の測定時に外部からの給電ケーブルを接続する必要がないので、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。なお、本構成例では、平坦性の高いバッテリ２４が指２の直上に配置されているので、脈波センサ１を指２に装着した際の親和性を高めることが可能となり、延いては、被験者に脈波センサ１の装着を意識させずに済む。

【0062】

充電回路２５は、外部からの電力供給を受けてバッテリ２４の充電制御を行う。なお、外部からの電力供給方式としては、ＵＳＢ［Universal Serial Bus］ケーブルなどを用いる接触方式であってもよいし、或いは、電磁誘導方式、電界結合方式、及び、磁界共鳴方式などの非接触方式であってもよい。このようなバッテリ２４の充電手段を有する構成であれば、電池交換作業が不要となるので、脈波センサ１の利便性を高めることができる。

【0063】

コネクタ２６は、第１基板２１と第２基板２２とを縦に積み重ねるための導電部材である。第２基板２７には、その表面に無線通信回路２８が直接実装されており、その裏面にコネクタ２６が接続されている。なお、第２基板２７の表面と裏面との間には、スルーホールやビアを介して電気的な接続が確立されている。このように、複数基板の積層構造を採用することにより、１枚の基板に全ての回路要素を実装した構成に比べて、第１基板２１の面積と第２基板２２の面積をそれぞれ縮小することができるので、第２ユニット２０を指２の第３関節からはみ出さない程度の大きさに収めることが可能となり、延いては、被験者に脈波センサ１の装着を意識させずに済む。なお、指２の甲側となる第２ユニット２０は、指２の腹側となる第１ユニット１０よりも厚く設計することができるので、複数基板の積層構造を何ら問題なく採用することが可能である。

【0064】

無線通信回路２８は、第１ユニット１０で得られた測定データ（増幅回路１４から出力される生データ、演算回路１５から出力される処理済みデータ、及び、メモリ２３から出力される格納データのいずれであってもよい）を外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に無線で送信する。無線通信回路２８は、電源回路２２と同様、第１ユニット１０にとってノイズ源となり得るため、第１ユニット１０からできるだけ離して配置することが望ましい。なお、無線通信回路２８としては、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュールＩＣを好適に用いることができる。このような無線通信回路２８を有する構成であれば、外部機器に測定データを送信する際に、有線での接続を必要としないので、例えば、被験者の行動を制約せずに測定データのリアルタイム送信を行うことが可能となる。

【0065】

なお、指輪型筐体４０を防水構造とする際には、外部端子を完全に排除するという観点から、充電回路２５への電力供給方式として非接触方式を採用し、さらに、測定データの外部送信方式として無線送信方式を採用することが望ましい。

【0066】

また、上記構成例では、バッテリ２４を指２の直上に配置する構成を例に挙げたが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、図１０のように、第１基板２１を指２の直上に配置するとともに、バッテリ２４を無線通信回路２８の上方に貼付する構成としても構わない。その際、第１基板２１には、その表面に電源回路２２、メモリ２３、及び、充電回路２５が直接実装される一方、その裏面に何ら回路要素が実装されない状態（平坦な状態）とすることが望ましい。このような構成とすることにより、図９の構成例と同様、脈波センサ１を指２に装着した際の親和性を高めることが可能となり、延いては、被験者に脈波センサ１の装着を意識させずに済む。

【0067】

＜その他の変形例＞
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は、脈波センサの利便性を高めるための技術として利用することが可能であり、ヘルスケアサポート機器、ゲーム機器、音楽機器、ペットコミュニケーションツール、車両の運転手の居眠り防止機器など、様々な分野への応用が可能であると考えられる。

【符号の説明】

【0069】

１ 脈波センサ
１０ 第１ユニット
１１ 基板
１２ 光センサ
１３ 測定窓（透光部材）
１４ 増幅回路
１５ 演算回路（ＣＰＵ）
２０ 第２ユニット
２１ 第１基板
２２ 電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
２３ メモリ
２４ バッテリ
２５ 充電回路
２６ コネクタ
２７ 第２基板
２８ 無線通信回路
３０ ケーブル
４０ 指輪型筐体
４１ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】