特許 7393275 脈波センサ付きバンド及び当該バンドを有する時計

(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】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】脈波センサ付きバンド及び当該バンドを有する時計

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/0245 20060101AFI20231129BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20231129BHJP

   A44C 5/00 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

A61B5/0245 B

A61B5/02 310B

A61B5/02 310F

A44C5/00 D

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020059509

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021154033

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103528

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 一男

(72)【発明者】

【氏名】亀山 愛樹

(72)【発明者】

【氏名】小山 勝弘

【審査官】蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２７８６４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０９９４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１５９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５５８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０６１９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５３８３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０２－５／０３

Ａ４４Ｃ ５／００－５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

脈波センサと、
制御部と、
を有する、ユーザの手首に装着するためのバンドであって、
前記脈波センサは、
前記バンドの内側に、前記バンドの周方向に配置される複数の受光素子を含む受光素子列と、前記バンドの周方向に前記受光素子列と並列に配置される複数の発光素子を含む発光素子列とを含み、
前記発光素子列は複数組設けられており、
前記制御部は、
前記発光素子列の組毎に発光させて、前記複数の受光素子のうち最も高感度に脈波を測定できる受光素子と発光素子列の組とを選択する
バンド。

【請求項2】

前記受光素子列における各受光素子は、前記発光素子列において当該受光素子と近接する発光素子と関連付けられており、
前記制御部は、
選択した前記受光素子以外の受光素子と、選択した前記受光素子に関連付けられた発光素子以外の発光素子とをオフにする
請求項１記載のバンド。

【請求項3】

前記受光素子列が複数列設けられた
請求項１又は２記載のバンド。

【請求項4】

前記複数の発光素子は、特定の方向に指向性を持たせたものである
請求項１乃至３のいずれか１つ記載のバンド。

【請求項5】

前記制御部が、
所定レベル以上の脈波を測定できない場合に、前記複数の受光素子のゲインを高める又は前記複数の発光素子の発光量を増加させる
請求項１乃至４のいずれか１つ記載のバンド。

【請求項6】

前記脈波センサが、撥水性のあるカバーで覆われている
請求項１乃至５のいずれか１つ記載のバンド。

【請求項7】

前記脈波センサが、遮光性を持たせるための突起部で囲われている
請求項１乃至６のいずれか１つ記載のバンド。

【請求項8】

前記制御部が、
所定レベル以上の脈波を測定できない場合に、警告出力を行う
請求項１乃至７のいずれか１つ記載のバンド。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか１つ記載のバンドを有する
時計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ユーザの手首に装着する脈波センサに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、スマートウォッチの開発が盛んに行われている。スマートウォッチには生体信号を読み取るセンサが複数搭載されており、その中の１つに光電脈波センサがある。光電脈波センサは、近赤外から緑色波長帯の光を血管部位に照射し、血中ヘモグロビンの光吸収特性を利用することで反射光から血液の容積変化を測定する手法である。これにより得られる容積脈波から周期を算出してリアルタイムに脈拍数を算出する。スマートウォッチは手首に装着するため、手首で脈波を測定する各種方法が知られている。

【0003】

例えば特許文献１に開示の技術では、一般的なスマートウォッチの文字盤を含むケースの裏側に光電脈波センサが搭載されている。手首で脈波測定を行う場合、手のひら側にある橈骨動脈付近で大きな信号が得られることが知られているが、手の甲側に光電脈波センサが取り付けられていると、大きな信号が得られないという問題がある。

【0004】

これに対し、例えば特許文献２は、橈骨動脈からの信号を得るため、バンドによって橈骨動脈付近にセンサを固定する構造を開示している。しかしながら、この構造は少しセンサがずれるだけで脈波検出が困難になるため、センサが動かないよう手首をバンドで締め付けており、快適な装着感を損なう。

【0005】

さらに、例えば特許文献３は、発光素子と受光素子を手首周囲方向へ交互に且つ一列に複数配置した構造を開示している。これによれば、センサがずれた場合でも、複数の受光素子のいずれかによって大きな脈波信号を検知できるというものである。しかし、発光素子と受光素子とが一列に交互に並んでおり、受光素子と受光素子の間に発光素子が入るため、受光素子間の間隔が広くなってしまう。少しのずれで脈波の波形が変化するため、これでは少しのずれに対応できない場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第５８６２７３１号公報

【文献】特開２００４－２７５３０７号公報

【文献】特開２０１０－５１７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

よって、本発明の目的は、一側面によれば、ユーザの手首において脈波をより測定しやすくするための技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る脈波測定装置である、ユーザの手首に装着するためのバンドは、脈波センサと、制御部とを有する。この脈波センサは、バンドの内側に、当該バンドの周方向に配置される複数の受光素子を含む受光素子列と、当該バンドの周方向に受光素子列と並列に配置される複数の発光素子を含む発光素子列とを含む。そして、上で述べた制御部は、複数の受光素子のうち最も高感度に脈波を測定できる受光素子を選択する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一側面によれば、脈波をより測定しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１の実施の形態に係る脈波測定装置の装着例を示す図である。

【図2】図２は、第１の実施の形態に係る脈波センサの外観を示す図である。

【図3】図３は、第１の実施の形態に係る脈波測定装置の機能構成例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施の形態に係る脈波測定装置の動作内容を示す図である。

【図5】図５は、適切な脈波の一例を示す図である。

【図6】図６は、不適切な脈波の一例を示す図である。

【図7】図７は、第２の実施の形態に係る脈波センサの外観を示す図である。

【図8】図８は、第３の実施の形態に係る脈波センサの外観を示す図である。

【図9】図９は、第４の実施の形態に係る脈波センサの断面を示す図である。

【図10】図１０は、第５の実施の形態に係る脈波センサの断面を示す図である。

【図11】図１１は、第６の実施の形態に係る脈波センサの外観を示す図である。

【図12】図１２は、第６の実施の形態に係る脈波測定装置の機能構成例を示す図である。

【図13】図１３は、第７の実施の形態に係る脈波測定装置の機能構成例を示す図である。

【図14】図１４は、第７の実施の形態に係る脈波測定装置の動作内容を示す図である。

【図15】図１５は、第８の実施の形態に係る脈波測定装置の装着例を示す図である。

【図16】図１６は、第８の実施の形態に係る脈波測定装置の機能構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施の形態１］
図１に、本発明の実施の形態に係るスマートウォッチ型の脈波測定装置１００の概要を示す。脈波測定装置１００は、表示部を有するケース１９０と、バンド１１０とを有している。なお、本発明の実施の形態では、表示部が設けられない場合や、ケース１９０が設けられない場合（ケース１９０に包含される構成要素がバンド１１０に組み入れられる場合）も想定され、その場合にはバンド１１０のみで脈波測定装置１００が構成される。一方で、表示部やケース１９０が設けられる場合でも、ユーザの手首の周りに装着することになり、主要部である脈波センサ部分はバンド１１０に設けられるので、本願では、脈波測定装置１００を単にバンドと呼ぶこともあるものとする。

【0012】

図１（ａ）及び（ｂ）では、脈波測定装置１００を右手手首に装着した場面を示しており、図１（ａ）は手のひらが見える方向からの模式図であり、図１（ｂ）は手首部分の断面図である。

【0013】

図１（ｂ）に模式的に示すように、手首１には、尺骨２と、橈骨３とがあり、橈骨３の付近に橈骨動脈４が通っている。橈骨動脈４は、大きな脈波振動を発しているので、この橈骨動脈４から脈波信号を得ることで高感度なセンシングを行うことができる。そのため、バンド１１０には、橈骨動脈４付近に脈波センサ１１５を設けている。図１では、橈骨動脈４付近にのみにある程度の長さの脈波センサ１１５を設ける例を示しているが、右手だけではなく左手に装着する場合などに対応するため、バンド１１０の周方向全体に渡って脈波センサ１１５を設けるようにしても良い。バンド１１０に占める脈波センサ１１５の周方向の長さが長くなるほど、バンド１１０が周方向に回転したとしても、橈骨動脈４からの脈波信号を高感度で検出できる可能性が高くなる。すなわち、手首１にバンド１１０を締め付けるような装着状態ではなく、緩くはめるような装着状態でも脈波信号を検出できるようになる。

【0014】

なお、バンド１１０は、手首１に装着するため、柔軟性のある素材で形成されている。

【0015】

図２に、脈波センサ１１５の外観について示す。脈波センサ１１５は、バンド１１０に設けられるので、例えばフレキシブルな基板に形成されている。図２（ａ）は、脈波センサ１１５の手首１側の面、すなわちバンド１１０の内側を表している。図２（ａ）に示すように、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である複数の発光素子１１６ａがバンド１１０の周方向に並べられた第１の発光素子列１１５１と、複数の発光素子１１６ｂがバンド１１０の周方向に並べられた第２の発光素子列１１５３と、第１の発光素子列１１５１と第２の発光素子列１１５３とに挟まれて複数の受光素子１１７がバンド１１０の周方向に並べられた受光素子列１１５２とを含む。すなわち、１つの受光素子１１７に対して、バンド１１０の周方向に直交する方向に２つの発光素子１１６ａ及び１１６ｂが配置されている。

【0016】

本実施の形態において、受光素子列１１５２のそれぞれの受光素子間に発光素子を配置する必要が無いので、その分受光素子１１７の間隔を狭くすることができ、バンド１１０が手首１で少し動いても、いずれかの受光素子１１７で脈波を高感度で検出できるようになる。

【0017】

本実施の形態では、隣接する発光素子１１６ａと受光素子１１７と発光素子１１６ｂとで１つのセンサ部１２０が構成される。図２（ａ）の例では、９個のセンサ部１２０が並べられている。なお、１つのセンサ部１２０に含まれる発光素子の数については、２に限られず、１以上の所定数となる。

【0018】

図２（ａ）におけるＡＡ線の断面図を、図２（ｂ）に示す。センサ部１２０には、ユーザの汗などから受光素子及び発光素子を保護するための透明なカバー１２１が手首１側に設けられている。カバー１２１は、撥水性を有することが好ましく、透明な素材（強化ガラス等）のカバーで、素子部を保護するよう、センサの縁からカバーする。また、カバー越しに手首が接着するが、素子と手首の距離を一定に保つものが好ましい。また、３つのくぼみに発光素子１１６ａ、受光素子１１７及び発光素子１１６ｂが設けられている。こうして、素子が直接手首に触れるのを防ぐことができるので、素子を保護することができる。なお、図２（ｂ）において、素子の上部の空間に電池等を内蔵するようにしても良い。

【0019】

このような脈測定装置１００の機能構成図を、図３に示す。

【0020】

図２（ａ）に示したように脈波センサ１１５にはセンサ部１２０は複数含まれており、各センサ部１２０は、発光素子１１６ａと、当該発光素子１１６ａに対して発光信号を出力する発光信号出力部１３１と、受光素子１１７と、受光素子１１７からの信号を増幅させる信号増幅部１３２と、信号増幅部１３２からの信号に対して平滑化などの処理を行うフィルタ部１３３と、フィルタ部１３３から信号を外部に脈波信号として出力する脈波信号出力部１３５と、発光素子１１６ｂと、発光素子１１６ｂに対して発光信号を出力する発光信号出力部１３４とを有する。

【0021】

さらに、脈波測定装置１００は、各センサ部１２０からの脈波信号を受信して最も高感度なセンサ部１２０を選別するなどの処理を実行する制御部１５０と、制御部１５０からの選択信号に応じていずれかのセンサ部１２０をイネーブルするスイッチング部１４０と、制御部１５０で処理された脈波に関する情報を表示する表示部１６０とを有する。

【0022】

このような脈波測定装置１００の動作内容を、図４を用いて説明する。

【0023】

まず、制御部１５０は、スイッチング部１４０に対して全センサ部１２０をオンにする。そうすると、全センサ部１２０で発光素子１１６ａ及び１１６ｂを発光させ且つ受光素子１１７で反射光を受光することで受光信号を信号増幅部１３２及びフィルタ部１３３で処理して脈波信号出力部１３５から出力するので、制御部１５０は、全センサ部１２０から脈波信号を取得する（ステップＳ１）。なお、センサ部１２０を順次動作させて、各センサ部１２０から脈波信号を順次取得しても良い。

【0024】

そして、制御部１５０は、閾値以上の振幅の脈波信号が得られたか否かを判断する（ステップＳ３）。閾値以上の振幅の脈波信号が一つも得られない場合、橈骨動脈４から脈波センサ１１５が大きくずれていることが想定される。閾値以上の振幅の脈波信号が得られなかった場合には、制御部１５０は、表示部１６０に対して、脈波センサ１１５がずれていることなどを示す警告を出力させる（ステップＳ５）。そして処理はステップＳ１３に移行する。警告では、脈波センサの位置を適切な位置に移動させることを求めるような内容を含むようにしても良い。

【0025】

一方、閾値以上の振幅の脈波信号が得られた場合には、制御部１５０は、全センサ部１２０からの脈波信号のうち最適な脈波信号を特定する（ステップＳ７）。橈骨動脈４付近のセンサ部１２０からは、例えば図５に示すような十分な振幅を有した鮮明な脈波が得られるが、そうでないと図６に示すような振幅があまりなくノイズばかりの信号が得られるので、図５に示すような脈波信号を選択する。脈波信号の選択基準については、予め設定しておく。

【0026】

そして、制御部１５０は、最適な脈波信号を出力したセンサ部１２０以外のセンサ部１２０をスイッチング部１４０によってオフにさせる（ステップＳ９）。これによって全体の消費電力を抑制することができるようになる。

【0027】

そして、制御部１５０は、最適な脈波信号を出力したセンサ部１２０からの脈波信号を処理して、当該脈波信号に基づく情報を生成して、表示部１６０に出力させる（ステップＳ１１）。例えば、脈波信号の波形を表示させたり、脈拍数を計算して出力するようにしても良い。

【0028】

そして、制御部１５０は、処理終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１３）。処理終了が指示されれば処理は終了される。なお、例えば所定回数警告を出力しても閾値以上の振幅の脈波信号が得られない場合には、処理終了が指示されたものとみなすようにしても良い。

【0029】

一方、処理終了が指示されていない場合には、制御部１５０は、現在の脈波信号の振幅が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。一旦、脈波信号を得られていても、バンド１１０が手首１を回ってしまって位置がずれる場合もある。このような状況になっていないかを確認するものである。脈波信号の振幅が閾値以上であれば、処理はステップＳ１１に戻る。すなわち、選択されたセンサ部１２０からの脈波信号の処理を継続する。一方、脈波信号の振幅が閾値未満であれば、処理はステップＳ１に戻って、適切なセンサ部１２０の選択からやり直す。なお、ステップＳ１５の閾値はステップＳ３と同一であっても良いし、異なっていても良い。但し、異なっている場合には、ステップＳ５の処理の後に、単純にステップＳ１に戻っても良い。

【0030】

以上のような構成を有し、上で述べた処理を行うことで、適切な脈波を測定できるようになる。また、バンド１１０が手首１に強固に固定されていない場合でも、いずれかのセンサ部１２０から脈波を測定できるようになる。すなわち、脈波測定装置１００を手首１へ締め付け過ぎないような緩やかな取り付けでもセンシングが可能であり、長時間でも快適な装着感を得られる。さらに、安静時に長時間安定した振幅の脈波を検出することができれば、病気の診断目安等となることが期待される。

【0031】

［実施の形態２］
第１の実施の形態における図２（ａ）のような発光素子及び受光素子の配置は一例であって、例えば図７に示すような配置であってもよい。図７では、脈波センサ１１５ｂには、中央に複数の受光素子１１７がバンド１１０の周方向に並べられた受光素子列１１５２が設けられているが、バンド１１０の縁側に第１の実施の形態とは異なる第１の発光素子列１１５１ｂと第２の発光素子列１１５３ｂとが設けられている。具体的には、第１の発光素子列１１５１ｂでは、複数の発光素子１１６ａがバンド１１０の周方向に並べられているが、その並びの間隔は受光素子１１７一つおきである。また、第２の発光素子列１１５３ｂでは、複数の発光素子１１６ｂがバンド１１０の周方向に並べられているが、その並びの間隔は受光素子１１７一つおきであり、且つ第１の発光素子列１１５１ｂとは互い違いになるように並べられている。

【0032】

本実施の形態においても、９つのセンサ部がバンド１１０の周方向に並べられているが、第１のセンサ部１２０ｄは、第１の発光素子列１１５１ｂにおける発光素子１１６ａと受光素子１１７とで構成されるが、第２のセンサ部１２０ｅは、第２の発光素子列１１５３ｂにおける発光素子１１６ｂと受光素子１１７とで構成される。この２つのセンサ部１２０ｄ及び１２０ｅとがバンド１１０の周方向に繰り返して配置される。

【0033】

これによって発光素子の数を削減し、消費電力を削減できるようになる。

【0034】

図３に示した脈測定装置１００の機能構成図は、発光素子の数が１つになるだけで、基本的には同じであり、図４に示した動作内容も同様である。

【0035】

なお、第１のセンサ部１２０ｄと第２のセンサ部１２０ｅとが交互に配置される例を示したが、それぞれ例えば２つずつ並べるようにしても良い。

【0036】

［実施の形態３］
第１及び第２の実施の形態では、発光素子列を複数設ける例を示したが、例えば、図８に示すように、受光素子列を複数にしても良い。

【0037】

図８の例では、脈波センサ１１５ｃには、発光素子列１１５１ｃを中央に配置して、その両脇に第１の受光素子列１１５２ｂと第２の受光素子列１１５２ｃを設ける例を示している。

【0038】

この実施の形態では、センサ部１２０ｆは、受光素子１１７ｂと発光素子１１６ａと受光素子１１７ｃとを含む。そして、複数のセンサ部１２０ｆがバンド１１０の周方向に並んでいる。

【0039】

なお、１つのセンサ部１２０ｆにおいて２つの受光素子１１７ｂ及び１１７ｃが設けられているので、図３に示した脈波測定装置１００の機能構成図においては、受光素子と信号増幅部とフィルタ部とのセットが２つ設けられるが、発光素子と信号出力部とのセットは１つになる。また、脈波信号出力部１３５は、２つの脈波信号を合わせて積算するか、２つの脈波信号のうち振幅が大きい方を選択して出力するといった処理を行う。

【0040】

以上のような構成を採用することで、より好ましい脈波信号を測定できるようになる。

【0041】

［実施の形態４］
第１乃至第３の実施の形態では、基本的に図２（ｂ）に示すようにカバー１２１が手首１に触れるようになる。カバー１２１が設けられない場合、複数のくぼみが設けられた脈波センサ１１５部分が手首１に触れるようになる。これは、ユーザに不快感を与える可能性がある。また、手首１とカバー１２１などとの隙間から光が入るので、受光素子に影響がある場合もある。

【0042】

そこで、図９に示すように、センサ部１２０ｇには、脈波センサ１１５の縁を囲う柔軟な素材で形成された突起部１２２が設けられる。これによって、手首１と脈波センサ１１５部分との密着による不快感を軽減し、周辺からの光を遮光することで、受光素子において血液からの反射光を受光しやすくなる。

【0043】

［実施の形態５］
発光素子１１６ａ及び１１６ｂから放射される光を手首１にあてる角度によって受光素子１１７によって検出される脈波信号が異なる場合もある。このような場合には、図１０に模式的に示すように、発光素子１１６ａに対してレンズ１１８ａ、発光素子１１６ｂに対してレンズ１１９ｂを設けることで、発光素子１１６ａ及び１１６ｂに指向性を持たせて、好ましい角度で発光素子１１６ａ及び１１６ｂからの光を手首１に照射できるようにする。

【0044】

［実施の形態６］
第１及び第２の実施の形態では、発光素子列を２つ設ける例が示されていたが、より多くの発光素子列を設けることで、発光素子から放射される光と橈骨動脈４とその反射光と受光素子との関係から、より好ましい脈波信号が得られる場合がある。

【0045】

図１１に、より多くの発光素子列を設ける例の模式図を示す。本実施の形態に係る脈波センサ１１５ｄは、受光素子列１１５２と、第１の発光素子列１１５１ａと、第２の発光素子列１１５３ａと、第３の発光素子列１１５１ｂと、第４の発光素子列１１５３ｂと、第５の発光素子列１１５１ｃと、第６の発光素子列１１５３ｃとが含まれている。より多くの発光素子列を含めても良い。

【0046】

本実施の形態に係るセンサ部１２０ｈは、受光素子１１７と、発光素子１１６ａと、発光素子１１６ｂと、発光素子１１６ｃと、発光素子１１６ｄと、発光素子１１６ｅと、発光素子１１６ｆとを含む。但し、発光素子１１６ａと発光素子１１６ｂとが組になっており、発光素子１１６ｃと発光素子１１６ｄとが組になっており、発光素子１１６ｅと発光素子１１６ｆとが組になっており、組毎に同時に発光するようになっている。

【0047】

本実施の形態に係る脈波測定装置１００ｂの機能構成例を図１２に示す。脈波測定装置１００ｂは、複数のセンサ部１２０ｈと、スイッチング部１４０と、制御部１５０ｂと、表示部１６０とを有する。

【0048】

各センサ部１２０ｈは、受光素子１１７と、複数の発光素子１１６ａ乃至１１６ｆ（図では１１６ａ乃至１１６ｄで、他は省略。）と、信号増幅部１３２と、フィルタ部１３３と、脈波信号出力部１３５と、複数の発光信号出力部１３１ａ及び１３１ｂ（発光素子の組の数だけ）と、発光制御部１３６とを有する。

【0049】

発光信号出力部１３１ａは、発光素子１１６ａ及び１１６ｂに発光信号を出力する。発光信号出力部１３１ｂは、発光素子１１６ｃ及び１１６ｄに発光信号を出力する。発光制御部１３６は、制御部１５０ｂからの指示に応じて、複数の発光信号出力部のうちいずれかに発光信号を出力させる。

【0050】

例えば、まず、発光信号出力部１３１ａが発光素子１１６ａ及び１１６ｂの組に発光信号を出力して発光させて、そのときに受光素子１１７が手首１からの反射光を受光して脈波信号を生成し、当該脈波信号は、信号増幅部１３２、フィルタ部１３３及び脈波信号出力部１３５を介して制御部１５０ｂに出力される。次に、発光信号出力部１３１ｂが発光素子１１６ｃ及び１１６ｄの組に発光信号を出力して発光させて、そのときに受光素子１１７が手首１からの反射光を受光して脈波信号を生成し、当該脈波信号は、信号増幅部１３２、フィルタ部１３３及び脈波信号出力部１３５を介して制御部１５０ｂに出力される。このような動作を繰り返すことにより、発光素子の組をずらしながら、各組について脈波信号を得ることができるようになる。なお、発光素子の組の発光順は、バンドの周方向に垂直な方向において、受光素子１１７側からでも、受光素子１１７から最も遠い外側からでも、その他の方法であっても良い。

【0051】

制御部１５０ｂは、センサ部１２０ｈにつき、複数の脈波信号を得ることができ、全てのセンサ部１２０ｈが出力する複数の脈波信号のうち、最も好ましい脈波信号を選択する。選択された脈波信号を出力したセンサ部１２０ｈをスイッチング部１４０でオンにすると共に、他のセンサ部１２０ｈについてはオフにする。さらに、選択された脈波信号を生成させる光を放射した発光素子の組も特定して、発光制御部１３６に、その発光素子の組のみ発光させるように指示する。

【0052】

すなわち、図４のステップＳ１において、全てのセンサ部１２０ｈが出力する複数の脈波信号を順次取得する処理を行う。そして、ステップＳ７で、全てのセンサ部１２０ｈが出力する複数の脈波信号のうちで、最も好ましい脈波信号を特定し、ステップＳ９で、最も好ましい脈波信号を出力したセンサ部以外のセンサ部をオフにすると共に、最も好ましい脈波信号を出力したセンサ部１２０ｈの発光制御部１３６に、最も好ましい脈波信号を出力した際に発光していた発光素子の組に発光させるように指示する。

【0053】

このような構成及び動作を採用すれば、更に好ましい脈波信号を取得できることが期待される。

【0054】

［実施の形態７］
これまで述べた実施の形態では発光素子の発光量は一定で、受光素子からの信号の増幅度合い（即ちゲイン）も一定であった。しかしながら、取得された脈波の状況からすれば、発光量を増加させたり、受光素子のゲインを上昇させたりすることが好ましい場合もある。

【0055】

本実施の形態に係る脈波測定装置１００ｃの機能構成例を図１３に示す。脈波測定装置１００ｃと図３に示した脈波測定装置１００との差異は、各センサ部１２０ｊが、発光素子１１６ａ及び１１６ｂの発光量を制御するための発光制御部１３６ｂをさらに有している点と、制御部１５０ｃが、発光制御部１３６ｂに対して発光量の指示を行うことと、受光素子１１７の信号増幅部１３２に対してゲインの指示を行うことをさらに行うようになっている点と、発光信号出力部１３１ｃが発光素子１１６ａ及び１１６ｂの発光量を調整できるようになっている点である。但し、発光素子１１６ａ及び１１６ｂについての制御のみを行うようにしても良いし、受光素子１１７についての制御のみを行うようにしても良い。

【0056】

脈波測定装置１００ｃの動作内容について図１４に示す。脈波測定装置１００の動作内容との差異は、図４におけるステップＳ３のＮｏルートにおける処理が、ステップＳ２１乃至Ｓ２５に置き換わっている点が異なる。

【0057】

すなわち、閾値以上の振幅の脈波信号が得られなかった場合には、制御部１５０ｃは、発光素子１１６ａ及び１１６ｂの発光量と受光素子１１７のゲインとのうち制御対象について調整可能か否かを判断する（ステップＳ２１）。もはや発光量を最大まで上げてしまっていたり、受光素子１１７のゲインを最大まで上げてしまっていると、もはや調整は不可能なので、制御部１５０ｃは、警告を表示部１６０に表示させて（ステップＳ２５）、処理はステップＳ１３に移行する。警告の内容は第１の実施の形態と同様である。

【0058】

一方、発光素子１１６ａ及び１１６ｂの発光量と受光素子１１７のゲインとのうち制御対象について調整可能であれば、制御部１５０ｃは、発光素子１１６ａ及び１１６ｂの発光量を制御対象とする場合には、発光制御部１３６ｂに発光量を所定量増やすように指示し、受光素子１１７のゲインを制御対象とする場合には、信号増幅部１３２に対してゲインを増加するように指示する（ステップＳ２３）。そして処理はステップＳ１に戻る。

【0059】

このような動作を行うことによって、閾値以上の振幅の脈波信号を得られる可能性が高くなる。

【0060】

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と組み合わせることが可能である。

【0061】

［実施の形態８］
上でも述べたが、図１５に模式的に示すように、表示部を含むケース１９０を設けないようなバンド１１０ｄとして実施する場合もある。

【0062】

このバンド１１０ｄは、橈骨動脈４付近をカバーするように脈波センサ１１５を含むのは同様であるが、ケース１９０がないので、脈波センサ１１５部分に、電池を含む回路などを含むものである。

【0063】

また、図３に示した脈波測定装置１００の機能構成とは異なり、図１６に示すように、表示部１６０の代わりに、測定された脈波信号に基づく情報を出力するための出力部１７０を有する。出力部１７０は、例えばBluetooth（登録商標）のような近距離無線通信規格に従った通信部であっても良いし、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）のコネクタのように、ケーブル経由で他の装置に対して脈波信号に基づく情報を出力するものであってもよい。ＵＳＢコネクタが設けられていれば、ＵＳＢコネクタ経由で電力供給して、内蔵電池の充電を行うようにしても良いし、ＵＳＢコネクタが設けられていなくても、無線給電機構を別途設けることで、内蔵電池の充電を行うようにしても良い。

【0064】

以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、機能構成例は一例であって、異なるデバイス構成となっていても全体として同様の機能を実現できれば良い。一部にマイクロプロセッサが実行するプログラムにより上記機能が実現される場合もあれば、全て専用の回路で実装される場合もある。

【0065】

動作フローについても、同様の動作が実現できれば、実行順番を入れ替えたり、複数のステップを同時に実行するようにしても良い。

【0066】

さらに、ケース１９０に時計機能、他の演算機能、通信機能等と、他のセンサを設けるようにしても良い。さらに、ケース１９０に、スイッチング部１４０及び制御部１５０等を設けておき、バンド１１０については取り替え可能にしておいても良い。さらに、右手にバンド１１０を装着する例を示したが、左手にバンド１１０を装着するようにしても良い。この場合、橈骨動脈４の位置が異なるので、その位置付近に脈波センサ１１５を配置することが好ましい。

【0067】

以上述べた実施の形態をまとめると以下のようになる。

【0068】

本実施の形態に係る脈波測定装置である、ユーザの手首に装着するためのバンドは、脈波センサと、制御部とを有する。そして、当該脈波センサは、バンドの内側に、当該バンドの周方向に配置される複数の受光素子を含む受光素子列と、当該バンドの周方向に受光素子列と並列に配置される複数の発光素子を含む発光素子列とを含む。さらに、上で述べた制御部は、複数の受光素子のうち最も高感度に脈波を測定できる受光素子を選択する。

【0069】

このように発光素子列を受光素子列とを別に設けることで、受光素子の間隔を狭めることができ、ユーザの手首でバンドが回転したとしても、好適な脈波を測定しやすくなる。

【0070】

なお、受光素子列における各受光素子は、発光素子列において当該受光素子と近接する発光素子と関連付けられていても良い。この場合、上で述べた制御部は、選択した受光素子以外の受光素子と、選択した受光素子に関連付けられた発光素子以外の発光素子とをオフにする。このようにすれば、消費電力を下げることができる。

【0071】

さらに、上で述べた受光素子列が複数列設けられる場合もある。バンドの周方向だけではなく、それに直交する方向においても受光素子を別途設けることで、より脈波を測定しやすくなる。

【0072】

また、発光素子列が複数組（各組に含まれる発光素子列は１以上）設けられる場合もある。この場合、上で述べた制御部が、発光素子列の組毎に発光させて、最も高感度に脈波を測定できる受光素子と発光素子列の組とを選択するようにしても良い。発光素子で出力される光線と血管との角度が異なると、反射光を受光する受光素子において適切な脈波を測定できる場合があるためである。

【0073】

また、複数の発光素子は、特定の方向に指向性を持たせたものである場合もある。より適切な方向から発光素子からの光線を血管に当てるためである。

【0074】

さらに、上で述べた制御部は、所定レベル以上の脈波を測定できない場合に、複数の受光素子のゲインを高める又は複数の発光素子の発光量を増加させるようにしても良い。このようにすれば、より適切な脈波を測定できるようになることが期待される。

【0075】

さらに、上記脈波センサが、撥水性のあるカバーで覆われているようにしても良い。ユーザの手首における汗などに対応するためである。

【0076】

さらに、上記脈波センサが、遮光性を持たせるための突起部で囲われるようにしても良い。ユーザによるバンドの装着感を改善したり、受光素子において環境光の影響を抑制するためである。

【0077】

また、上で述べた制御部が、所定レベル以上の脈波を測定できない場合に、警告出力を行うようにしても良い。例えば、バンドを回転させて、バンドの装着状態を変えるためである。

【0078】

さらに、脈波測定装置であるバンドは、表示部をさらに有するようにしても良い。この場合、上記制御部が、測定された脈波に基づく情報を表示部に表示させる。なお、脈波測定装置としては表示部がなくても良い。

【0079】

また、上記制御部が、測定された前記脈波に基づく情報を外部に出力するようにしても良い。例えば、無線又はケーブルコネクタ経由で、スマートフォンや他のコンピュータ等に出力するようにする。

【0080】

なお、このような脈波測定装置は、スマートウォッチなどの時計として実装される場合もある。すなわち、脈波測定装置は、ユーザの手首に装着可能なバンドの形態であれば良く、その他の機能を有する装置と一体化しても良い。

【0081】

このような構成は、実施の形態に述べられた事項に限定されるものではなく、実質的に同一の効果を奏する他の構成にて実施される場合もある。

【符号の説明】

【0082】

１ 手首 ２ 尺骨 ３ 橈骨 ４ 橈骨動脈
１００ 脈波測定装置 １１０ バンド
１１５ 脈波センサ
１１６ 発光素子 １１７ 受光素子 １２０ センサ部
１４０ スイッチング部 １５０ 制御部 １６０ 表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】