JPH09108191A

JPH09108191A - 脈波計測装置

Info

Publication number: JPH09108191A
Application number: JP27324095A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Honda; 克行本田; Yutaka Kondo; 豊近藤; Takeshi Ono; 健大野
Original assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】センサユニットを指などの表面に、脈波信号
の検出感度が高い状態に装着できる脈波計測装置を提供
すること。【解決手段】腕装着型の脈波計測装置において、セン
サユニット固定用バンド４０は、サポーター方式であ
り、指周りのサイズに合わせて適正なサイズのものを選
択する。その結果、センサユニット３０を生体表面に固
定したときにセンサユニット３０から生体表面にかかる
加重が透光板の単位面積当たり１．０ｇｆ／ｍｍ² から
２．８ｇｆ／ｍｍ² であり、センサユニット３０は、生
体表面に２．０ｍｍから３．０ｍｍまでの範囲で沈み込
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脈波信号を光学的
に計測して脈拍数などを求める脈波計測装置に関するも
のである。更に詳しくは、脈波信号を光学的に計測する
ためのセンサユニットの指表面などへの装着構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】脈拍数などの脈波情報を計測、表示可能
な脈波計測装置のうち、光学式のものでは、ＬＥＤから
指表面に向けて光を照射する一方、指（血管）から反射
してきた光をフォトトランジスタで受光することによ
り、血量変化を受光量の変化として検出し、その検出結
果に基づいて脈拍数などを計測するようになっている。
このような脈波計測装置では、ＬＥＤとフォトトランジ
スタとを備えるセンサユニットを、従来からある血圧計
と同様な面ファスナーを備えるベルトによって指表面な
どに固定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、センサユニットを指に押し当て、それを覆うよ
うにベルトを巻いた後、面ファスナーで固定する方法で
は、どれ位の締めつけ状態で脈波信号を検出すればよい
のか分からないので、脈波信号を実際に検出しながら検
出感度が最も良好な状態になるまで押しつけ状態を調整
している。従って、脈拍数の計測準備から実際に計測を
開始するまで手間がかかるという問題点がある。

【０００４】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
センサユニットを指などの表面に、脈波信号の検出感度
が高い状態に手間をかけずに装着できる脈波計測装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、指表面、手首表面、足首表面、腕表
面などの生体表面に向けて光を発する発光素子、該発光
素子が発した光のうち生体の側から反射してくる光を受
光可能な受光素子、及び該受光素子及び前記発光素子の
表面側に配置され、外側表面に生体表面が密着した状態
とされる透光板を備えるセンサユニットと、該センサユ
ニットによる脈波信号の検出結果に基づいて脈拍数など
の脈波情報を求めるデータ処理手段を備える装置本体
と、前記透光板が生体表面に密着するように前記センサ
ユニットを生体表面に固定するセンサユニット固定手段
とを有する脈波計測装置において、前記センサユニット
固定手段および前記センサユニットは、該センサユニッ
トが生体表面に固定されたときに、前記センサユニット
から生体表面にかかる加重が前記透光板の単位面積当た
り１．０ｇｆ／ｍｍ² から２．８ｇｆ／ｍｍ² となるよ
うに構成されていることを特徴とする。

【０００６】また、本発明では、指表面、手首表面、足
首表面、腕表面などの生体表面に向けて光を発する発光
素子、該発光素子が発した光のうち生体の側から反射し
てくる光を受光可能な受光素子、及び該受光素子及び前
記発光素子の表面側に配置され、外側表面に生体表面が
密着した状態とされる透光板を備えるセンサユニット
と、該センサユニットによる脈波信号の検出結果に基づ
いて脈拍数などの脈波情報を求めるデータ処理手段を備
える装置本体と、前記透光板が生体表面に密着するよう
に前記センサユニットを生体表面に固定するセンサユニ
ット固定手段とを有する脈波計測装置において、前記セ
ンサユニット固定手段および前記センサユニットは、該
センサユニットを生体表面に加重をかけずに配置した位
置から前記透光板が生体表面に密着するように前記セン
サユニット固定手段によって生体表面に固定した位置ま
で２．０ｍｍから３．０ｍｍまでの範囲で変位するよう
に構成されていることを特徴とする。

【０００７】本発明において、前記センサユニット固定
手段は、少なくとも周方向への伸縮性を備えたサポータ
ー状のセンサユニット固定用バンドから構成され、前記
センサユニットは、前記センサユニット固定用バンドに
よって指表面や手首表面などの生体表面に固定されるこ
とが好ましい。

【０００８】この場合に、前記センサユニット固定用バ
ンドは、発泡ゴム層を備える素材、またはポリウレタン
ゴム層を備える素材から構成されていることが好まし
い。

【０００９】本発明では、前記センサユニットにおける
前記透光板と反対側には、前記センサユニット固定用バ
ンドが前記センサユニットを生体表面に向けて押す力を
前記透光板に集中させるための突起を有することが好ま
しい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図面に基づいて、本発明の一実施
例を説明する。

【００１１】（全体構成）図１は、本例の腕装着型脈波
計測装置の使用状態を示す説明図である。

【００１２】図１において、本例の腕装着型脈波計測装
置１（脈波計測装置）は、腕時計構造を有する装置本体
１０と、この装置本体１０に接続されるケーブル２０
と、このケーブル２０の先端側に設けられたセンサユニ
ット３０（脈波信号検出部）とから大略構成されてい
る。装置本体１０には、腕時計における１２時方向から
腕に巻きついてその６時方向で固定されるリストバンド
１２が設けられ、このリストバンド１２によって、装置
本体１０は、腕に着脱自在である。センサユニット３０
は、伸縮可能な素材からなるサポータ状のセンサユニッ
ト固定用バンド４０（センサユニット固定手段）によっ
て人差し指（生体）の根元に装着されている。

【００１３】（装置本体の構成）図２は、本例の腕装着
型脈波計測装置の装置本体を、リストバンドやケーブル
などを外した状態で示す平面図、図３は、腕装着型脈波
計測装置を３時の方向からみた側面図である。

【００１４】図２において、装置本体１０は、樹脂製の
時計ケース１１（本体ケース）を備えており、この時計
ケース１１の表面側には、現在時刻や日付に加えて、脈
拍数などの脈波情報などをデジタル表示する液晶表示装
置１３（表示部）が構成されている。時計ケース１１の
内部には、センサユニット３０による検出結果（脈波信
号）に基づいて脈拍数の変化などを液晶表示装置１３で
表示するために、検出信号に対する信号処理を行なうデ
ータ処理回路５０が構成されている。データ処理回路５
０には、計時回路も構成されているため、通常時刻、ラ
ップタイム、スプリットタイムなども液晶表示装置１３
に表示可能である。

【００１５】時計ケース１１の外周部には、時刻合わせ
や表示モードの切り換えなどを行なうためのボタンスイ
ッチ１１１〜１１５が構成され、時計ケース１１の表面
には、ボタンスイッチ１１６、１１７が構成されてい
る。腕装着型脈波計測装置１の電源は、時計ケース１１
に内蔵されているボタン形の電池５９であり、ケーブル
２０は、電池５９からセンサユニット３０に電力を供給
するとともに、センサユニット３０の検出結果を時計ケ
ース１１内のデータ処理回路５０に入力している。

【００１６】腕装着型脈波計測装置１では、その機能を
増やすにともなって、装置本体１０を大型化する必要が
あるが、装置本体１０には、腕に装着されるという制約
があるため、装置本体１０を腕時計における６時及び１
２時の方向に向けては拡大できない。そこで、本例で
は、装置本体１０には、３時及び９時の方向における長
さ寸法が６時及び１２時の方向における長さ寸法よりも
長い横長の時計ケース１１を用いてある。但し、リスト
バンド１２は、３時の方向側に偏った位置で接続してい
るため、リストバンド１２からみると、腕時計における
９時の方向に大きな張出部分１０１を有するが、かかる
大きな張出部分は、３時の方向にはない。従って、横長
の時計ケース１１を用いたわりには、手首を自由に曲げ
ることができ、かつ、転んでも手の甲を時計ケース１１
にぶつけることがない。

【００１７】時計ケース１１の内部において、電池５９
に対して９時の方向には、ブザー用の偏平な圧電素子５
８が配置されている。電池５９は、圧電素子５８に比較
して重いため、装置本体１０の重心位置は、３時の方向
に偏った位置にある。この重心が偏っている側にリスト
バンド１２が接続しているので、装置本体１０を腕に安
定した状態で装着できる。また、電池５９と圧電素子５
８とを面方向に配置してあるため、装置本体１０を薄型
化できるとともに、図３に示すように、裏面部１１９に
電池蓋１１８を設けることによって、ユーザーは、電池
５９を簡単に交換できる。

【００１８】（装置本体の回り止め防止構造）図３にお
いて、時計ケース１１の１２時の方向には、リストバン
ド１２の端部に取り付けられた止め軸１２１を保持する
ための連結部１０５が形成されている。時計ケース１１
の６時の方向には、腕に巻かれたリストバンド１２が長
さ方向の途中位置で折り返されるとともに、この途中位
置を保持するための留め具１２２が取り付けられる受け
部１０６が形成されている。

【００１９】装置本体１０の６時の方向において、裏面
部１１９から受け部１０６に至る部分は、時計ケース１
１と一体に成形されて裏面部１１９に対して約１１５°
の角度をなす回転止め部１０８になっている。すなわ
ち、リストバンド１２によって装置本体１０を右の手首
Ｌ（腕）の上面部Ｌ１（手の甲の側）に位置するように
装着したとき、時計ケース１１の裏面部１１９は、手首
Ｌの上面部Ｌ１に密着する一方、回転止め部１０８は、
橈骨Ｒのある側面部Ｌ２に当接する。この状態で、装置
本体１０の裏面部１１９は、橈骨Ｒと尺骨Ｕを跨ぐ感じ
にある一方、回転止め部１０８と裏面部１１９との屈曲
部分１０９から回転止め部１０８にかけては、橈骨Ｒに
当接する感じになる。このように、回転止め部１０８と
裏面部１１９とは、約１１５°という解剖学的に理想的
な角度をなしているため、装置本体１０を矢印Ａの方向
に、また、装置本体１０を矢印Ｂの方向に回そうとして
も、装置本体１０は、それ以上不必要にずれない。ま
た、裏面部１１９及び回転止め部１０８によって腕の回
りの片側２ヵ所で装置本体１０の回転を規制するだけで
ある。このため、腕が細くても、裏面部１１９及び回転
止め部１０８は確実に腕に接するので、回転止め効果が
確実に得られる一方、腕が太くても窮屈な感じがない。

【００２０】（ケーブルと装置本体との接続構造）図３
からわかるように、本例の腕装着型脈波計測装置１で
は、装置本体１０の６時の方向において、回転止め部１
０８として延設されている部分の表面側には、コネクタ
部７０が構成され、そこには、ケーブル２０の端部に構
成されたコネクタピース８０を着脱できるようになって
いる。従って、腕装着型脈波計測装置１は、コネクタピ
ース８０をコネクタ部７０から外せば、ケーブル２０か
ら先の部分を装置本体１０から外せるので、通常の腕時
計と同様に扱え、便利である。しかも、装置本体１０の
６時の側、すなわち、利用者からみると手前側でコネク
タピース８０とコネクタ部７０とを着脱できるので、着
脱操作が簡単である。また、コネクタ部７０は、装置本
体１０から３時の方向に張り出さないので、利用者は、
ランニング中に手首を自由に動かすことができるととも
に、ランニング中に転んでも手の甲がコネクタ部７０に
ぶつからない。

【００２１】（センサユニットの構成）図４は、本例の
腕装着型脈波計測装置に用いたセンサユニットの平面
図、図５は、図４のＩ−Ｉ′線における断面図、図６
は、図４のII−II′線における断面図、図７は、図４の
III−III ′線における断面図である。

【００２２】図４において、センサユニット３０は、そ
のケース体としてのセンサ枠３６の内側に部品収納空間
３００が構成され、この部品収納空間３００の内部に
は、回路基板３５が配置されている。回路基板３５に
は、ＬＥＤ３１、フォトトランジスタ３２、ダイオード
３９１、及びトランジスタ３９２などの電子部品が実装
されている。また、センサユニット３０には、ブッシュ
３９３によってケーブル２０の端部が固定され、ケーブ
ル２０の各配線は、回路基板３５のパターン上にはんだ
付けされている。ここで、センサユニット３０は、ケー
ブル２０が指の根元側から装置本体１０の側に引き出さ
れるようにして指に取り付けられる。従って、ＬＥＤ３
１及びフォトトランジスタ３２は、指の長さ方向に沿っ
て配列されることになり、そのうち、ＬＥＤ３１は指の
先端側に位置し、フォトトランジスタ３２は指の根元の
方に位置する。

【００２３】図５からわかるように、部品収納空間３０
０は、センサ枠３６の裏側に裏蓋３０２が被されること
によって構成されている。センサ枠３６の上面部分（実
質的な脈波信号検出部）には、ガラス板からなる透光板
３４によって光透過窓が形成され、この透光板３４に対
向するように回路基板３５が部品収納空間３００内で固
定されている。従って、ＬＥＤ３１及びフォトトランジ
スタ３２は、それぞれ発光面及び受光面を透光板３４の
方に向けている。このため、透光板３４の外側表面３４
１（指表面との接触面／センサ面）に指表面を密着させ
た状態で、ＬＥＤ３１が指表面に向けて光を発すると、
フォトトランジスタ３２は、ＬＥＤ３１が発した光のう
ち指の側から反射してくる光を受光可能である。

【００２４】本例では、裏蓋３０２の背面側には、セン
サユニット固定用バンド４０内部でのセンサユニット３
０の位置ずれを防止するための突起３０３が構成されて
おり、この突起３０３は、センサユニット３０における
透光板３４と丁度反対側に形成されている。また、突起
３０３は、先端が尖っている。このため、センサユニッ
ト３０をセンサユニット固定用バンド４０によって指に
装着したとき、センサユニット固定用バンド４０がセン
サユニット３０を指に向けて押す力は、透光板３４に集
中するようになっている。

【００２５】図５、図６及び図７に示すように、透光板
３４の周囲を取り巻くセンサ枠３６の外側表面３６１を
基準面とすると、透光板３４の外側表面３４１は、基準
面（センサ枠３６の外側表面３６１）よりも突出した位
置にある。

【００２６】また、図６に示すように、透光板３４の周
囲には、透光板３４と指とを密着させたときに指表面に
接触する２本の人体アース用端子３８がねじ３０６によ
ってセンサ枠３０１に固定されている。２本の人体アー
ス用端子３８は、透光板３４を挟むようにその両側に配
置されている。なお、人体アース用端子３８の周りに
は、パッキン３９４が嵌められている。

【００２７】人体アース用端子３８も、図６からわかる
ように、基準面（センサ枠３６の外側表面３６１）から
突出している。但し、人体アース用端子３８の外側表面
３８１（指表面との接触面）は、基準面（センサ枠３６
の外側表面３６１）からみれば、透光板３４の外側表面
３４１よりも低い位置にある。

【００２８】本例では、ＬＥＤ３１として、ＩｎＧａＮ
系（インジウム−ガリウム−窒素系）の青色ＬＥＤを用
いてあり、その発光スペクトルは、図８に示すように、
４５０ｎｍに発光ピークを有し、その発光波長領域は、
３５０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にある。かかる発
光特性を有するＬＥＤ３１に対応させて、本例では、フ
ォトトランジスタ３２として、ＧａＡｓＰ系（ガリウム
−砒素−リン系）のフォトトランジスタを用いてあり、
その素子自身の受光波長領域は、図９に示すように、主
要感度領域が３００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にあ
って、３００ｎｍ以下にも感度領域がある。ここで、フ
ォトトランジスタ３２として、素子にフィルタを付加し
たセンサユニットを用いることもあり、このようなセン
サユニットの受光波長領域の一例は、図１０に示すよう
に、主要感度領域が４００ｎｍから５５０ｎｍまでの範
囲にある。

【００２９】このように構成したセンサユニット３０
を、図１１に示すように、センサユニット固定用バンド
４０（図示せず。）によって指の根元に装着すると、Ｌ
ＥＤ３１及びフォトトランジスタ３２は、それぞれの発
光面及び受光面を指表面に向いた状態になる。この状態
で、ＬＥＤ３１が指に向けて光を照射すると、生体（血
管）から反射してきた光をフォトトランジスタ３２が受
光し、その受光結果（脈波信号）を、ケーブル２０を介
して装置本体１０に入力すると、装置本体１０では、脈
波信号から脈拍数が求められる。

【００３０】（データ処理回路の構成）すなわち、図１
２に、時計ケースの内部に構成されたデータ処理回路の
機能の一部をブロック図で示すように、データ処理回路
５０において、脈波信号変換部５１は、センサユニット
３０からケーブル２０を介して入力された信号をデジタ
ル信号に変換して脈波信号記憶部５２に出力するように
なっている。脈波信号記憶部５２は、デジタル信号に変
換された脈波データを記憶しておくＲＡＭである。脈波
信号演算部５３は、脈波信号記憶部５２に記憶されてい
る信号を読み出してそれに周波数分析を行ない、その結
果を脈波成分抽出部５４に入力するようになっている。
脈波成分抽出部５４は、脈波信号演算部５３からの入力
信号から脈波成分を抽出して脈拍数演算部５５に出力
し、この脈拍数演算部５５は、入力された脈波の周波数
成分により脈拍数を演算し、その結果を液晶表示装置１
３に出力するようになっている。

【００３１】（センサユニット固定用バンド）図１３
（ａ）は、センサユニット３０を図１１に示すように指
に固定するためのセンサユニット固定用バンド４０の斜
視図であり、図１３（ｂ）は、このセンサユニット固定
用バンド４０を上下逆にしたときの斜視図である。

【００３２】図１４（ａ）は、センサユニット固定用バ
ンド４０を図１３（ａ）に示す状態から裏返したときの
斜視図であり、図１４（ｂ）は、センサユニット固定用
バンド４０を図１３（ｂ）に示す状態から裏返したとき
の斜視図である。

【００３３】これらの図において、センサユニット固定
用バンド４０は、サポータ状を呈しており、その端部か
ら長手方向に向けては、センサユニット固定用バンド４
０を指に嵌めるときにそれを指の根元に向けて引っ張る
ためのつまみ部分４２１、４１３が構成されている。

【００３４】図１３（ａ）および図１４（ｂ）に示すよ
うに、センサユニット固定用バンド４０の内周面のう
ち、指の腹に接する部分には、周方向に向けられた帯状
のゴム４３０（弾性体）の両端を縫い付けたセンサユニ
ット位置ずれ防止部４３（センサユニット位置ずれ防止
手段）が構成されている。すなわち、ゴム４３０を引っ
張ってそれを引き延ばした状態で、その内側にセンサユ
ニット３０を潜らせた後、ゴム４３０を放すとともに、
ケーブル２０を引き戻せば、ケーブル２０の根元付近
（ケーブル２０のうちセンサユニット３０との接続部分
付近）をゴム４３０で固定した状態になる。従って、こ
の状態でセンサユニット固定用バンド４０を指に嵌めれ
ば、図１１に示したように、センサユニット３０の透光
板３４を指表面に密着した状態に固定でき、脈波を計測
しているときに、センサユニット固定用バンド４０内で
センサユニット３０がずれたり、センサユニット固定用
バンド４０内からセンサユニット３０が抜けたりするこ
とを防止できる。

【００３５】ここで、センサユニット固定用バンド４０
には、少なくも、センサユニット３０を指表面に密着し
た状態に固定できるだけの押圧力を発揮することと、外
光を遮断できることとが求められる。そこで、本例で
は、センサユニット固定用バンド４０は、ウエットスー
ツに用いられている素材を裁断したシート片を縫製した
もので構成してある。すなわち、センサユニット固定用
バンド４０を構成する各シート片を、図１５（ａ）ない
し図１５（ｄ）にそれぞれ示すように、センサユニット
固定用バンド４０は、主布部となる第１のシート片４１
と、背布部となる第２のシート片４２と、これらを縫い
合わせたときにセンサユニット固定用バンド４０の内面
に縫い目が露出しないように縫製部分（接合部分）に張
られる目止めテープ４４、４５とから構成されている。

【００３６】これらのシート片のうち、第１のシート片
４１には、ゴム４３０の両端を縫い付けたセンサユニッ
ト位置ずれ防止部４３が構成されている。また、第１の
シート片４１の底辺部分には、直線的に切断された部分
４１１、４１２と、つまみ部分４１３となる張り出し部
分を曲線的に構成するための凹部４１７、４１８とが構
成されている。一方、第２のシート片４２にも、つまみ
部分４２１を構成するための張り出し部分が構成されて
いる。

【００３７】センサユニット固定用バンド４０を形成す
るには、第１のシート片４１と第２のシート片４２と
を、図１６（ａ）〜図１６（ｄ）に示すように、側端縁
４１５、４２５同士を突き合わしたように縫製し、ま
た、側端縁４１５、４２５同士も突き合わしたように縫
製する。このため、縫製した後でも、２重部分がないの
で、センサユニット固定用バンド４０を指に嵌めたとき
に隙間ができにくい。

【００３８】次に、センサユニット固定用バンド４０の
内周面に縫い目が出ないように、縫製部分に目止めテー
プ４４、４５を張る。このため、縫製部分が完全に平坦
に仕上げられているので、センサユニット固定用バンド
４０を指に嵌めたときに違和感がないともに、指とセン
サユニット固定用バンド４０との間に隙間がない。

【００３９】このように構成したセンサユニット固定用
バンド４０には、ウエットスーツに用いられている厚手
の生地が用いられ、この生地は、発泡ゴム層（ポリウレ
タンゴム層）の表裏の両側に、ジャージなどに用いられ
ている合成繊維生地が張り合わされた複合素材からな
る。このため、センサユニット固定用バンド４０は、適
度な伸縮性を有し、特に、周方向（矢印Ｑの方向）への
伸縮性が大きい。従って、このセンサユニット固定用バ
ンド４０を用いてセンサユニット３０を指表面に固定し
たとき、センサユニット固定用バンド４０は、そのサイ
ズと指周りのサイズとによって規定される安定した押圧
力を発揮するので、脈波信号の検出感度が安定してい
る。すなわち、詳しくは後に説明するが、センサユニッ
ト３０を指表面に向けて押す力が適正な範囲にあると
き、脈波信号の検出感度が高く、所定の範囲より押圧力
が大きすぎても、小さすぎても、脈波信号の検出感度が
低下する傾向にあるが、本例のセンサユニット固定用バ
ンド４０は、安定した押圧力を発揮するので、脈波信号
の検出感度が安定している。

【００４０】また、センサユニット固定用バンド４０を
指に嵌めたときに、センサユニット固定用バンド４０
は、周方向に伸びた状態になるが、この状態でも、セン
サユニット固定用バンド４０は、中間層に発泡ゴム層を
有しているため、外光は、センサユニット固定用バンド
４０を透過することがない。これに対して、水着などに
使用されている素材によってセンサユニット固定用バン
ド４０を構成したときには、伸縮性や初期的な遮光性の
面で問題がなくても、伸びた状態での遮光性が不十分で
ある。また、水着などに使用されている素材を用いた場
合には、マラソン中に水を補給しようとしてセンサユニ
ット固定用バンド４０が濡れると、素材が伸びて緩んで
しまうとともに、乾いた後に寸法が戻らない。かかる素
材面の寸法的な問題は、水着ほど大きなものであれば支
障がなくても、センサ固定用バンド４０のように小さな
もので、しかも、わずかな隙間も避けたいものでは大き
な問題になってしまうが、本例のような素材でセンサ固
定用バンド４０を構成した場合には、かかる問題が発生
しない。

【００４１】さらに、本例のセンサユニット固定用バン
ド４０に用いた素材は、発泡ゴム層に合成繊維生地を張
り合わせた複合素材を用いているため、肌触りがよく、
また、シート片に裁断しても裁断箇所にほつれが発生し
ない。従って、シート片は、切りっぱなしでよく、裁断
部分のほつれを防止するためのくくり縫いや折り返し加
工などが施されていない。このため、センサユニット固
定用バンド４０の製造に手間がかからないとともに、図
１６（ａ）、（ｄ）に示すように、センサユニット固定
用バンド４０の内周面に不要な凹凸がない。また、裁断
部分のほつれを防止するために折り返し加工などを行う
と、センサユニット固定用バンド４０の径がばらつきや
すく、このような径のばらつきは、そのままセンサユニ
ット３０を指表面に向けて押す力のばらつきを招き、脈
波信号の検出感度に影響を及ぼしてしまうが、本例のセ
ンサユニット固定用バンド４０は、シート片の略裁断寸
法どおりに仕上がり、寸法精度が高いので、センサユニ
ット３０を指表面に向けて押す力がばらつきにくく、脈
波信号の検出感度が安定している。

【００４２】センサユニット固定用バンド４０に用いた
素材は、発泡ゴム層に合成繊維生地を張り合わせた厚手
の複合素材を用いているため、指から外した状態でも、
図１３（ａ）、（ｂ）に示したように筒状の形状を保持
する。このため、センサユニット固定用バンド４０を摘
み上げるだけでそのまま指を差し込むこともできる。ま
た、センサユニット固定用バンド４０は、強度が大きい
ので、運動中の脈拍数などを計測するのに用いても、十
分な耐久性を発揮する。

【００４３】さらに、センサユニット固定用バンド４０
には、発泡ゴム層の表側および裏側に異なる色合いの合
成繊維生地を張り合わせてある。従って、センサユニッ
ト固定用バンド４０の表裏の判別が簡単である。また、
センサユニット固定用バンド４０については、複数のサ
イズを準備しておくので、サイズ毎に表側の生地の色を
変えておくことにより、サイズの判別を簡単に行える。

【００４４】（センサユニットの指表面への押圧力と脈
波信号の検出感度）本例では、センサユニット固定用バ
ンド４０として、３つのサイズを準備し、指周りのサイ
ズが異なるいずれのユーザーが本例の腕装着型脈波計測
装置１を利用するときでも、センサユニット３０を指表
面に向けて押す力を常に適正化し、脈波信号の検出感度
を高いものとしてある。

【００４５】本例のセンサユニット固定用バンド４０
は、それを指に嵌めたとき、指周りのサイズと、センサ
ユニット３０から指表面にかかる加重とは、図１７に示
すような関係にある。図１７には、表１に示す各サイズ
のセンサユニット固定用バンド４０を用いた場合のそれ
ぞれについて、指周りのサイズと、センサユニット３０
から指表面にかかる加重との関係を示してある。なお、
表１に記載の各寸法（Ａ寸法、Ｂ寸法、Ｌ寸法、Ｄ寸
法、Ｅ寸法）は、図１５および図１６に示す各寸法に対
応する。

【００４６】

【表１】

【００４７】図１７に示すように、センサユニット固定
用バンド４０のサイズが定まれば、指周りのサイズと、
センサユニット３０から指表面にかかる加重とは直線的
な関係を有することがわかる。すなわち、本例のように
サポータータイプのセンサ固定方法によれば、ユーザー
が自分にあったサイズのセンサユニット固定用バンド４
０を選択すれば、それを用いてセンサユニット３０を指
に固定する限り、常に、センサユニット３０の指表面に
向けての加重が略一定である。それ故、腰ベルトのよう
にベルトの長手方向に複数のピン孔を形成しておき、い
ずれのピン孔にピンを差し込むかによって締め付け状態
を調整する方法や面ファスナーなどによって締め付け状
態を調整する方法に比較して、センサユニット３０から
指表面にかかる加重が安定する。

【００４８】ここで、図１８に示すように、全表面積が
約１４４ｍｍ² で、図５〜図７に示したように、周辺領
域から１段突き出た構造の透光板３４の面積が約４０ｍ
ｍ²のセンサユニット３０を用いて、センサユニット３
０から指表面にかかる加重と、脈波信号の検出感度との
関係を、図１９および図２０に示す。このとき、指表面
は、透光板３４に強く接するとともに、その周辺領域に
は軽く接する状態にある。

【００４９】図１９および図２０に示す各データは、指
サイズが異なる２名の実験協力者に対し、その指表面に
センサユニット３０を押しつけたときの計測結果であ
る。これらの図において、交流成分（ＡＣ）は、血管中
の血液の流れに基づく信号であり、脈波信号に相当す
る。これに対して、直流成分（ＤＣ）は、外乱その他の
原因に基づく信号である。従って、交流成分が大である
程、脈波信号の検出感度が高いといえる。

【００５０】図１９および図２０から明らかなように、
センサユニット３０を指表面に向けて押す力が適正な範
囲にあるとき、脈波信号の検出感度が高く、所定の範囲
より押圧力が大きすぎても、小さすぎても、脈波信号の
検出感度が低下する傾向にある。たとえば、図１９に示
す計測結果によれば、加重が透光板３４の面積当たり約
４０ｇｆ／４０ｍｍ² 〜約１８０ｇｆ／４０ｍｍ² の範
囲にあるとき、交流成分（ＡＣ）は、比較的高いレベル
で安定している。また、図２０に示す計測結果によれ
ば、加重が透光板３４の面積当たり約４０ｇｆ／４０ｍ
ｍ² 〜約１１０ｇｆ／４０ｍｍ² の範囲にあるとき、交
流成分（ＡＣ）は、比較的高いレベルで安定している。
従って、センサユニット３０を押しつけたときの加重が
透光板３４の面積当たり約４０ｇｆ／４０ｍｍ² 〜約１
１０ｇｆ／４０ｍｍ² の範囲にあるとき、概ね、脈波信
号の検出感度が高いレベルで安定するといえる。一般的
な表現で表せば、センサユニット３０を押しつけたとき
の加重が透光板３４の単位面積当たり約１．０ｇｆ／ｍ
ｍ² 〜約２．８ｇｆ／ｍｍ² の範囲にあるとき、概ね、
脈波信号の検出感度が高いレベルで安定しているといえ
る。

【００５１】（センサユニットの指への沈み込み量と脈
波信号の検出感度）図１９に示す検討を行ったときのセ
ンサユニット３０の指への沈み込み量と、脈波信号の検
出感度との関係を図２１に示す。この図では、図１９に
示す検討においてセンサユニット３０が検出した交流成
分（ＡＣ）および直流成分（ＤＣ）を、指表面にセンサ
ユニット３０を載せた状態からセンサユニット３０を指
に向けて押しつけたときのセンサユニット３０の変位量
との関係としてプロットしてある。同様に、図２２に
は、図２０に示す検討を行ったときのセンサユニット３
０の指への沈み込み量と、脈波信号の検出感度との関係
を示してある。これらの図でも、交流成分が大である
程、脈波信号の検出感度が高いといえる。

【００５２】図２１および図２２から明らかなように、
センサユニット３０を指表面に向けて押す力が適正な範
囲にあるため、センサユニット３０の変位量（指への沈
み込み量）が適正な範囲にあるとき、脈波信号の検出感
度が高く、センサユニット３０の変位量（指への沈み込
み量）大きすぎても、小さすぎても、脈波信号の検出感
度が低下する傾向にある。たとえば、図２１に示す計測
結果によれば、変位量が約２．０ｍｍ〜約４．０ｍｍの
範囲にあるとき、交流成分（ＡＣ）は、比較的高いレベ
ルで安定している。また、図２２に示す計測結果によれ
ば、変位量が約２．０ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲にある
とき、交流成分（ＡＣ）は、比較的高いレベルで安定し
ている。従って、センサユニット３０を押しつけたとき
の変位量が約２．０ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲にあると
き、概ね、脈波信号の検出感度が高いレベルで安定して
いるといえる。

【００５３】さらに、同様な検討を繰り返し行ったとこ
ろ、センサユニット３０を押しつけたときの変位量が約
２．２ｍｍ〜約２．７ｍｍの範囲にあるとき、脈波信号
の検出感度が特に安定している傾向にあった。すなわ
ち、図１８に示すセンサユニット３０の場合では、セン
サユニット３０への加重が透光板３４の面積当たり約４
０ｇｆ／４０ｍｍ² 〜約１００ｇｆ／４０ｍｍ² の範囲
にあるとき、脈波信号の検出感度が高いレベルで安定し
ているといえる。一般的な表現で表せば、センサユニッ
ト３０を押しつけたときの加重が透光板３４の単位面積
当たり約１．０ｇｆ／ｍｍ² 〜約２．５ｇｆ／ｍｍ² の
範囲にあるとき、脈波信号の検出感度が高いレベルで安
定しているといえる。

【００５４】従って、図１７および表１に示した３つの
サイズのセンサユニット固定用バンド４０を準備してお
けば、指周りのサイズが５５ｍｍ〜７０ｍｍの範囲にあ
るユーザーは、いずれかのサイズのセンサユニット固定
用バンド４０を選択するだけで、センサユニット３０を
適正な状態で指に装着できるといえる。すなわち、図１
７において、特殊な例を除いて、指がいくら細い人で
も、人差し指の根元のサイズは約５５ｍｍ以上あり、指
がいくら太い人でも、人差し指の根元のサイズは約７０
ｍｍ以下であり、全てのユーザーは、図１７の斜線領域
を通るような適正なサイズのセンサユニット固定用バン
ド４０を選択すれば、かならず、センサユニット３０へ
の加重が透光板３４の面積当たり約４０ｇｆ／４０ｍｍ
² 〜約１００ｇｆ／４０ｍｍ² の状態（一般的な表現で
表せば、センサユニット３０を押しつけたときの加重が
透光板３４の単位面積当たり約１．０ｇｆ／ｍｍ² 〜約
２．５ｇｆ／ｍｍ² の状態）を実現できる。また、セン
サユニット３０を押しつけたときの変位量でいえば、約
２．２ｍｍ〜約２．７ｍｍの状態を実現できる。

【００５５】センサユニット３０への押圧力や沈み込み
量と、脈波信号の検出感度とが上記の関係を示すのは、
以下の理由によるものと考えられる。まず、適度な押圧
力および沈み込み量の場合には、図２３に示すように、
血管中で滞留している血液（図２３において白丸で示
す。）を側方に退けるため、押圧力がない場合や小さす
ぎる場合に比較して、滞留している血液の影響が小さい
ともいえる。すなわち、フォトトランジスタ３２で検出
した信号には、滞留する血液による信号成分と、流れて
いる血液による信号成分とが含まれており、脈拍数は、
流れている血液による信号成分から求まる。これに対し
て、滞留する血液による信号成分は、検出した信号のバ
ックグランド（雑音）であるため、本例のように、滞留
している血液を程度に押し退けた状態で計測した方が感
度が高いといえる。但し、あまり強く押しすぎると、感
度が低下するのは、血流自身が妨げられるからと考えら
れる。

【００５６】（動作）このように構成した腕装着型脈波
計測装置１の動作を、図１、図１１などを参照して簡単
に説明する。

【００５７】まず、図１において、腕装着型脈波計測装
置１を通常の腕時計として用いる場合には、ケーブル２
０及びセンサユニット３０を装置本体１０のコネクタ部
７０で外し、コネクタ部７０には、所定のコネクタカバ
ーを装着する。このコネクタカバーは、コネクタピース
８０と同じ構成のものを用いることができる。但し、コ
ネクタカバーには、電極部などが不要である。腕装着型脈波計測装置１を用いてランニング中の脈拍数
を計測する場合には、コネクタピース８０をコネクタ部
７０に装着して、ケーブル２０を装置本体１０に接続し
た後、装置本体１０をリストバンド１２で腕に装着す
る。また、センサユニット３０をセンサユニット固定用
バンド４０によって指の根元に密着させた状態でランニ
ングを行なう。

【００５８】このとき、図１３（ａ）に示したように、
センサユニット固定用バンド４０のゴム４３０を延ばし
た状態でその内側にセンサユニット３０を通し、ケーブ
ル２０の根元付近をゴム４３０で固定する。

【００５９】次に、センサユニット固定用バンド４０に
は、つまみ部分４１３、４２１となる張り出し部分が形
成されているので、このつまみ部分４１３、４２１を摘
んで、センサユニット固定用バンド４０を指の根元まで
嵌める。このように、センサユニット３０を指の根元に
装着すると、ケーブル２０が短くて済むので、ケーブル
２０は、ランニング中に邪魔にならない。また、掌から
指先までの体温の分布を計測すると、寒いときには、指
先の温度が著しく低下するのに対し、指の根元の温度は
比較的低下しない。従って、指の根元にセンサユニット
３０を装着すれば、寒い日に屋外でランニングしたとき
でも脈拍数などを正確に計測できる。

【００６０】ここで、センサユニット固定用バンド４０
としては、図１７の斜線領域を通るような適正なサイズ
のセンサユニット固定用バンド４０を選択すれば、かな
らず、センサユニット３０への加重が透光板３４の面積
当たり約４０ｇｆ／４０ｍｍ² 〜約１００ｇｆ／４０ｍ
ｍ² の状態、センサユニット３０を押しつけたときの変
位量でいえば、約２．２ｍｍ〜約２．７ｍｍの範囲にな
るので、脈波信号の検出感度が高くて、しかも、運動し
ても安定である。

【００６１】この状態で、図１１に示したように、ＬＥ
Ｄ３１から指に向けて光を照射すると、この光が血管に
届いて血液中のヘモグロビンによって一部が吸収され、
一部が反射する。指（血管）から反射してきた光は、フ
ォトトランジスタ３２によって受光され、その受光量変
化が血量変化（血液の脈波）に対応する。すなわち、血
量が多いときには、反射光が弱くなる一方、血量が少な
くなると、反射光が強くなるので、反射光強度の変化を
検出すれば、脈拍数などを計測できる。なお、ＬＥＤ３
１から発せられた光は、その一部が矢印Ｃで示すように
指を通って血管にまで到達し、血液中のヘモグロビンか
らの反射光が矢印Ｄで示すようにフォトトランジスタ３
２に届く。但し、ＬＥＤ３１から発せられた光は、その
一部が矢印Ｅで示すように指表面で反射してフォトトラ
ンジスタ３２に届く。また、ＬＥＤ３１から発せられた
光、及び血管から反射した光の一部は、矢印Ｆ、Ｇで示
すように、指内で吸収、又は分散してフォトトランジス
タ３２に届かない。

【００６２】本例では、発光波長領域が３５０ｎｍから
６００ｎｍまでの範囲にあるＬＥＤ３１と、受光波長領
域が３００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲のフォトトラ
ンジスタ３２とを用いてあり、その重なり領域である約
３００ｎｍから約６００ｎｍまでの波長領域における検
出結果に基づいて生体情報を表示する。かかるセンサユ
ニット３０を用いれば、外光が指の露出部分にあたって
も、外光に含まれる光のうち、波長領域が７００ｎｍ以
下の光は、指を導光体としてフォトトランジスタ３２
（受光部）にまで到達しない。

【００６３】その理由を、図２４（ａ）を参照して説明
する。図２４（ａ）は、光の波長と、皮膚の光透過度と
の関係を示すグラフであり、折れ線ａは、波長が２００
ｎｍの光における透過特性、折れ線ｂは、波長が３００
ｎｍの光における透過特性、折れ線ｃは、波長が５００
ｎｍの光における透過特性、折れ線ｄは、波長が７００
ｎｍの光における透過特性、折れ線ｅは、波長が１μｍ
の光における透過特性を示す。この図から明らかなよう
に、外光に含まれる光のうち、波長領域が７００ｎｍ以
下の光は、指を透過しにくい傾向にあるため、外光がセ
ンサユニット固定用バンド４０で覆われていない指の部
分に照射されても、図１１に点線Ｘで示すように、指を
通ってフォトトランジスタ３２まで届かない。これに対
し、８８０ｎｍ付近に発光ピークを有するＬＥＤと、シ
リコン系のフォトトランジスタとを用いると、その受光
波長範囲は、３５０ｎｍから１２００ｎｍまでの範囲に
及ぶ。すなわち、図１１に矢印Ｙで示すように、指を導
光体として受光部にまで容易に届いてしまうような１μ
ｍの波長の光（図２４（ａ）の折れ線ｅで示す光）によ
る検出結果に基づいて脈波を検出すると、外光の変動に
起因する誤検出が起こりやすい。なお、外光の影響を受
けることなく、脈波情報を得るという観点からすれば、
たとえば、５４０ｎｍから５７０ｎｍまでの範囲に主要
発光領域を有するＧａＰ系のＬＥＤと、２００ｎｍから
７００ｎｍ近くまでの範囲に感度領域を有するＧａＰ系
のフォトトランジスタを用いてもよい。

【００６４】さらに、約３００ｎｍから約７００ｎｍま
での波長領域の光を利用して、脈波情報を得ているの
で、血量変化に基づく脈波信号のＳ／Ｎ比が高い。すな
わち、図２４（ｂ）には、酸素と未結合のヘモグロビン
の吸光特性を曲線Ｈｂで示し、酸素と結合しているヘモ
グロビンの吸光特性を曲線ＨｂＯ2 で示してあるよう
に、血液中のヘモグロビンは、波長が３００ｎｍから７
００ｎｍまでの光に対する吸光係数が大きく、従来の検
出光である波長が８８０ｎｍの光に対する吸光係数に比
して数倍〜約１００倍以上大きい。従って、本例のよう
に、ヘモグロビンの吸光特性に合わせて、吸光係数が大
きい波長領域（３００ｎｍから７００ｎｍ）の光を検出
光として用いると、その検出値は、血量変化に感度よく
変化するので、血量変化に基づく脈波の検出率（Ｓ／Ｎ
比）が高い。

【００６５】（実施例の主な効果）以上説明したよう
に、本例の腕装着型脈波計測装置１に用いたセンサユニ
ット固定用バンド４０は、面ファスナーなどによって締
め付け状態を調整する方法と違って、サポーター方式で
あるため、指周りのサイズに合わせて適正なサイズのセ
ンサユニット固定用バンド４０を選択すれば、センサユ
ニット固定用バンド４０を指に嵌め込むだけで、センサ
ユニット３０から指表面にかかる加重を透光板３４の単
位面積当たり１．０ｇｆ／ｍｍ² から２．８ｇｆ／ｍｍ
² （２．５ｇｆ／ｍｍ² ）までの範囲といった最適な加
重になる。それ故、センサユニット３０を指に固定する
際に、脈波信号の検出感度が高くなるように手間をかけ
て調整する必要がない。

【００６６】また、センサユニット固定用バンド４０に
は、ウエットスーツに用いられている厚手の生地が用い
られ、中間層に発泡ゴム層を有しているため、指に嵌め
たときに伸びた状態になっても、外光はセンサユニット
固定用バンド４０を透過することがない。しかも、濡れ
た状態になっても、センサユニット固定用バンド４０の
寸法的な安定性がよいので、隙間が発生しない。それ
故、脈波信号を、外光の影響を受けることなく安定した
状態で検出できる。

【００６７】さらに、本例のセンサユニット固定用バン
ド４０に用いた素材は、発泡ゴム層に合成繊維生地を張
り合わせた複合素材を用いているため、シート片に裁断
しても、裁断箇所にほつれが発生しないので、裁断部分
のほつれを防止するための折り返しなどといった手間の
かかる加工が不要であり、それに加えて、折り返しが不
要な分だけ、外光の侵入の原因となる凹凸や検出感度の
ばらつきの原因となるセンサユニット固定用バンド４０
のサイズばらつきが発生しにくい。

【００６８】また、センサユニット３０における透光板
３４と丁度反対側に突起３０３が形成されているため、
センサユニット３０をセンサユニット固定用バンド４０
によって指に装着したとき、センサユニット固定用バン
ド４０がセンサユニット３０を指に向けて押す力は、透
光板３４に集中するようになっている。それ故、センサ
ユニット３０から指表面にかかる加重を規定しやすいの
で、センサユニット３０から生体表面にかかる加重が最
適となるように、センサユニット固定用バンド４０やセ
ンサユニット３０を設計しやすい。

【００６９】しかも、本例のセンサユニット３０におい
て、透光板３４の外側表面３４１は、基準面（センサ枠
３６の外側表面３６１）よりも突出した位置にあるた
め、指表面は、透光板３４の外側表面３４１の全体に均
等に密着した状態となる。また、この状態は、指の位置
がややずれても、透光板３４の外側表面３４１の全体に
均等に密着した状態のままである。また、透光板３４の
外側表面３４１を基準面（センサ枠３６の外側表面３６
１）よりも突出した状態にしておくと、指表面とセンサ
ユニット３０との接触面積を把握しやすいので、センサ
ユニット３０への加重と、センサユニット３０を押しつ
けたときの変位量との関係を規定しやすいという利点も
ある。

【００７０】さらに、本例のセンサユニット３０では、
人体アース用端子３８の外側表面３８１が基準面（セン
サ枠３６の外側表面３６１）から突出しているので、指
表面は、人体アース用端子３８に確実に接触する。この
場合でも、人体アース用端子３８の外側表面３８１は、
透光板３４の外側表面３４１よりも低い位置にあるの
で、指表面が透光板３４の外側表面３４１に密着するの
を妨げることがない。

【００７１】また、人体アース用端子３８は、透光板３
４を挟むようにその両側に配置されているため、透光板
３４から指が多少ずれても、指と人体アース用端子３８
とは確実に接触したままである。

【００７２】（その他の実施例）さらに、本例では、指
表面において脈波を計測したが、生体のその他の表面部
位、たとえば手首などの皮膚表面などにおいて脈波を計
測しても、本例と同様な効果を奏する。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る脈波
計測装置において、センサユニット、およびこのセンサ
ユニットを生体表面に取り付けるためのセンサユニット
固定手段は、センサユニットを生体表面に固定したとき
にセンサユニットから生体表面にかかる加重が透光板の
単位面積当たり１．０ｇｆ／ｍｍ² から２．８ｇｆ／ｍ
ｍ² となるように構成されていることを特徴とする。従
って、本発明では、センサユニットが生体表面を押す力
が適正な範囲にあるので、脈波信号の検出感度が高い。

【００７４】また、本発明に係る脈波計測装置におい
て、センサユニット、およびこのセンサユニットを生体
表面に取り付けるためのセンサユニット固定手段は、セ
ンサユニットを生体表面に固定したときにセンサユニッ
トが生体表面を２．０ｍｍから３．０ｍｍ沈み込むよう
に構成されていることに特徴を有する。従って、本発明
では、センサユニットが生体表面を押す力が適正な範囲
にあるので、脈波信号の検出感度が高い。

【００７５】本発明において、センサユニット固定手段
がサポーター状のセンサユニット固定用バンドによって
構成されている場合には、面ファスナーによって締め付
け状態をその都度調整するのと違って、指周りのサイズ
に合わせて適正なサイズのものを選択すれば、センサユ
ニット固定用バンドを指などに嵌め込むだけで、センサ
ユニットを指に適正な力で押しつけるので、脈波信号の
検出感度は、高くて、安定した状態となる。

【００７６】また、センサユニット固定用バンドには、
ウエットスーツに用いられている厚手の生地などのよう
に、発泡ゴム層またはポリウレタンゴム層を有している
場合には、指に嵌めたときに伸びた状態になっても、外
光はセンサユニット固定用バンドを透過することがな
い。しかも、濡れた状態になっても、センサユニット固
定用バンドの寸法的な安定性がよいので、隙間が発生し
ない。それ故、脈波信号を、外光の影響を受けることな
く安定した状態で検出できる。

【００７７】センサユニットにおける透光板と反対側に
突起を形成した場合には、センサユニットをセンサユニ
ット固定用バンドによって指に装着したとき、センサユ
ニット固定用バンドがセンサユニットを指に向けて押す
力は、透光板に集中するので、センサユニットから生体
表面にかかる加重を規定しやすい。それ故、センサユニ
ットから生体表面にかかる加重が最適となるように、セ
ンサユニット固定用バンドやセンサユニットを設計しや
すいという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る腕装着型脈波計測装置
の全体構成、及び使用状態を示す説明図である。

【図２】図１に示す腕装着型脈波計測装置の装置本体の
平面図である。

【図３】図１に示す腕装着型脈波計測装置の装置本体を
腕時計の３時の方向からみたときの説明図である。

【図４】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたセン
サユニットの平面図である。

【図５】図４のＩ−Ｉ′線における断面図である。

【図６】図４のII−II′線における断面図である。

【図７】図４の III−III ′線における断面図である。

【図８】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたＩｎ
ＧａＮ系青色ＬＥＤの発光スペクトルを示す説明図であ
る。

【図９】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたＧａ
ＡｓＰ系のフォトトランジスタの受光特性を示す説明図
である。

【図１０】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたフ
ィルタ付きのフォトトランジスタユニットの受光特性を
示す説明図である。

【図１１】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたセ
ンサユニットをバンドによって指に装着した状態を示す
説明図である。

【図１２】図１に示す腕装着型脈波計測装置のデータ処
理回路の機能を示すブロック図である。

【図１３】（ａ）は、図１に示す腕装着型脈波計測装置
において、図１１に示すようにセンサユニットを指に固
定するためのセンサユニット固定用バンドの斜視図、
（ｂ）は、このセンサユニット固定用バンドを上下逆に
したときの斜視図である。

【図１４】（ａ）は、センサユニット固定用バンドを図
１３（ａ）に示す状態から裏返したときの斜視図、
（ｂ）は、センサユニット固定用バンドを図１３（ｂ）
に示す状態から裏返したときの斜視図である。

【図１５】（ａ）ないし（ｄ）は、図１４および図１５
に示すセンサユニット固定用バンドを構成するシート片
の分解図である。

【図１６】（ａ）は、図１４および図１５に示すセンサ
ユニット固定用バンドの背面図、（ｂ）はその左側面
図、（ｃ）はその平面図、（ｄ）はその正面図である。

【図１７】図１４および図１５に示すセンサユニット固
定用バンドを指に嵌めたとき、指周りのサイズと、セン
サユニットから指表面にかかる加重との関係を示すグラ
フである。

【図１８】図４に示すセンサユニットにおいて、指表面
が接触する領域、およびその面積を示す説明図である。

【図１９】図４に示すセンサユニットを用いて、センサ
ユニットの指表面に向けての加重と、脈波信号の検出感
度との関係を計測した結果を示すグラフである。

【図２０】図１９に示す計測結果と同じ方法で計測した
センサユニットの指表面に向けての加重と、脈波信号の
検出感度との別の関係を示すグラフである。

【図２１】図４に示すセンサユニットを用いて、センサ
ユニットの指表面に向けて押しつけたときのセンサユニ
ットの変位量と、脈波信号の検出感度との関係を計測し
た結果を示すグラフである。

【図２２】図２１に示す計測結果と同じ方法で計測した
センサユニットの指表面に向けて押しつけたときのセン
サユニットの変位量と、脈波信号の検出感度との別の関
係を示すグラフである。

【図２３】図１に示す腕装着型脈波計測装置において、
センサユニットの指表面に向けて押しつけたときに脈波
信号の検出感度が変化することを示す説明図である。

【図２４】（ａ）は、光の波長と皮膚の光透過度との関
係を示すグラフ図、（ｂ）は、光の波長と各種のヘモグ
ロビンの吸光特性との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・腕装着型脈波計測装置（脈波計測装置）１０・・・装置本体１２・・・リストバンド１３・・・液晶表示装置（表示部）２０・・・ケーブル３０・・・センサユニット（脈波信号検出部）３１・・・ＬＥＤ３２・・・フォトトランジスタ３４・・・透光板４０・・・センサユニット固定用バンド（センサユニッ
ト固定手段）４１・・・第１のシート片４２・・・第２のシート片４３・・・センサユニット位置ずれ防止部５０・・・データ処理回路７０・・・コネクタ部８０・・・コネクタピース３０３・・・センサユニットの突起４３０・・・帯状のゴム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大野健千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指表面、手首表面、足首表面、腕表面な
どの生体表面に向けて光を発する発光素子、該発光素子
が発した光のうち生体の側から反射してくる光を受光可
能な受光素子、及び該受光素子及び前記発光素子の表面
側に配置され、外側表面に生体表面が密着した状態とさ
れる透光板を備えるセンサユニットと、該センサユニッ
トによる脈波信号の検出結果に基づいて脈拍数などの脈
波情報を求めるデータ処理手段を備える装置本体と、前
記透光板が生体表面に密着するように前記センサユニッ
トを生体表面に固定するセンサユニット固定手段とを有
する脈波計測装置において、前記センサユニット固定手段および前記センサユニット
は、該センサユニットが生体表面に固定されたときに、
前記センサユニットから生体表面にかかる加重が前記透
光板の単位面積当たり１．０ｇｆ／ｍｍ² から２．８ｇ
ｆ／ｍｍ² となるように構成されていることを特徴とす
る脈波計測装置。
【請求項２】指表面、手首表面、足首表面、腕表面な
どの生体表面に向けて光を発する発光素子、該発光素子
が発した光のうち生体の側から反射してくる光を受光可
能な受光素子、及び該受光素子及び前記発光素子の表面
側に配置され、外側表面に生体表面が密着した状態とさ
れる透光板を備えるセンサユニットと、該センサユニッ
トによる脈波信号の検出結果に基づいて脈拍数などの脈
波情報を求めるデータ処理手段を備える装置本体と、前
記透光板が生体表面に密着するように前記センサユニッ
トを生体表面に固定するセンサユニット固定手段とを有
する脈波計測装置において、前記センサユニット固定手段および前記センサユニット
は、該センサユニットを生体表面に加重をかけずに配置
した位置から前記透光板が生体表面に密着するように前
記センサユニット固定手段によって生体表面に固定した
位置まで２．０ｍｍから３．０ｍｍまでの範囲で変位す
るように構成されていることを特徴とする脈波計測装
置。
【請求項３】請求項１または２において、前記センサ
ユニット固定手段は、少なくとも周方向への伸縮性を備
えたサポーター状のセンサユニット固定用バンドから構
成され、前記センサユニットは、前記センサユニット固
定用バンドによって指表面や手首表面などの生体表面に
固定されることを特徴とする脈波計測装置。
【請求項４】請求項３において、前記センサユニット
固定用バンドは、発泡ゴム層およびポリウレタンゴム層
のうちのいずれかのゴム層を備える素材から構成されて
いることを特徴とする脈波計測装置。
【請求項５】請求項３または４において、前記センサ
ユニットにおける前記透光板と反対側には、前記センサ
ユニット固定用バンドが前記センサユニットを生体表面
に向けて押す力を前記透光板に集中させるための突起を
有することを特徴とする脈波計測装置。