JP2007330638A - 生体信号測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装着状態を調整する操作に伴って、センサと検査対象との位置がずれない生体信号測定装置を提供する。
【解決手段】脈波センサ１は、筒形状を有し、指に装着する装着部２と、筒形状によって形成される穴９の内部を向き、生体信号を検出する測定部７とを備えている。装着部２は、測定部７と指との位置関係を一定に維持しつつ装着状態を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体からの信号を測定する生体信号測定装置の、生体に対する装着状態を調整するための機構に関するものである。

生体信号を測定する生体信号測定装置を人体に装着するための装着装置においては、様々な構成のものが提案されている。これは、どのようにして人体の適切な位置に、生体信号測定装置のセンサ部分を保持させるかが、大きな問題となるからである。

例えば、特許文献１には、脈波を測定するための脈波センサをバンドによって指に装着する構成が記載されている。

特許文献２には、生体情報観測装置を、弾性バンド状部を有するバンド本体によって首状部に装着するバンド構造体が記載されている。

特許文献３には、手の甲を覆うようにホルダーを装着することにより、手首の自由度を阻害しない生体情報測定装置用ホルダーが記載されている。

特許文献４には、弾性を有する帯状のバンドにより脈波センサを手首に取り付ける構成が記載されている。

特許文献５には、測定部（発光素子および受光素子）の配置を工夫し、指輪形状とすることにより常時指に付けていても違和感のない血中濃度飽和度測定装置が記載されている。

特許文献６には、装着部の口径をバネを用いて縮小し、指を締め付けることにより、装着部が回転することを防止する指輪型の生体信号検出装置が記載されている。
特開２００１−７０２６４号公報（２００１年３月２１日公開） 特開２００３−２２００４１（２００３年８月５日公開） 特開２００５−３０４５６３（２００５年１１月４日公開） 特開２００５−３２４００４（２００５年１１月２４日公開） 特開２００２−２２４０８８（２００２年８月１３日公開） 特開平１１−３３２８４０（１９９９年１２月７日公開）

ところで、生体信号を測定するセンサを生体（例えば、腕や指）に装着し、その装着状態を調整する場合、一旦取り付けたセンサの位置がずれないようにすることが重要である。なぜなら、装着状態を調整することにより、センサの位置がずれると、適切な測定が行えない可能性があるからである。

ところが、上記従来の構成では、装着状態を調整する場合に、取り付けたセンサの位置がずれてしまうという問題が生じる。

具体的には、特許文献１・２・４に記載の発明では、指または手首に巻きつけられるバンドの長さを調整することにより、装着状態を調整している。しかし、この方法では、バンドの長さを調整する時に、バンドを引っ張り出すための力により、装置全体が指または腕の外周上で回転するため、バンドに配置されたセンサの位置が、人体の最適な測定部位からずれるという問題が生じる。

特許文献３に記載の発明では、センサが取り付けられた帯状の指装着部を指に巻きつけているため、指装着部の巻きつけ具合を調整すれば、センサの位置がずれるという問題が生じる。

特許文献５に記載の発明では、そもそも使用者の指のサイズに合わせて装着状態を調整することができないため、指と測定部との間に隙間があると、外乱光の影響や測定光の乱れにより正確な測定ができなくなったり、指輪が回転して、測定部位と測定部との位置がずれて測定に支障をきたすという問題が生じる。

特許文献６に記載の発明では、装着部の端部が口径の内側に入り込んで内径が縮小する時、この内径の変化に伴ってセンサが円周方向に移動する。そのため、測定部位とセンサとの位置がずれるという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、装着状態を調整した場合に、センサの位置がずれる可能性の少ない生体信号測定装置を提供することにある。

本発明に係る生体信号測定装置は、上記の課題を解決するために、生体の測定部位に装着し、当該生体の生体信号を測定する生体信号測定装置であって、環状、筒状またはそれらの部分形状を有し、上記測定部位に装着する装着手段と、上記環状、筒状またはそれらの部分形状によって形成される空間の内部を向き、上記生体信号を検出する検出手段とを備え、上記装着手段は、上記検出手段と上記測定部位との位置関係を一定に維持しつつ装着状態を調整することを特徴としている。

上記の構成によれば、環状、筒状またはそれらの部分形状によって形成される、装着手段の空間に生体の測定部位を挿入することにより、装着手段を測定部位に装着でき、上記内部を向く検出手段を当該測定部位に接触させることができる。そして、装着手段は、検出手段と測定部位との位置関係を一定に維持しつつ装着状態を調整する。

それゆえ、測定部位に対する装着手段の装着状態を調整しても、検出手段が生体信号を検出する環境を一定に保つことができる。

また、上記装着手段は、上記測定部位を対称の中心として対称的に、移動または変形することが好ましい。

上記の構成により、検出手段と測定部位との位置関係をより一層一定に維持することが可能となる。なお、上記装着手段は、上記測定部位を対称の中心として面対称的または軸対称的に、移動または変形することが好ましい。

本発明に係る生体信号測定装置は、上記の課題を解決するために、生体の測定部位に装着し、当該生体の生体信号を測定する生体信号測定装置であって、環状、筒状またはそれらの部分形状を有し、上記測定部位に装着する装着手段と、上記装着手段に配され、上記環状、筒状またはそれらの部分形状によって形成される空間の内部に移動する固定手段と、上記内部を向き、上記生体信号を検出する検出手段とを備え、上記固定手段は、上記検出手段と上記測定部位との位置関係を一定に維持しつつ移動することを特徴としている。

上記の構成によれば、環状、筒状またはそれらの部分形状によって形成される、装着手段の空間に生体の測定部位を挿入することにより、装着手段を測定部位に装着でき、上記内部を向く検出手段を当該測定部位に接触させることができる。そして、固定手段を装着手段の上記空間の内部に移動させることによって装着手段を測定部位に対して固定することができる。このとき、固定手段は、上記検出手段と上記測定部位との位置関係を一定に維持しつつ移動する。

それゆえ、測定部位に対する装着手段の装着状態を調整しても、検出手段が生体信号を検出する環境を一定に保つことができる。

また、上記固定手段は、上記空間の中心またはその近傍に向かう方向に移動する中心方向移動手段を備え、上記検出手段は、上記中心方向移動手段の、上記中心またはその近傍を向く面に配されていることが好ましい。

上記の構成によれば、検出手段は、装着手段の空間の中心またはその近傍と自身とを結ぶ直線上を移動する。それゆえ、装着手段の空間に挿入された生体の測定部位に対する検出手段の角度を一定に維持した状態で装着状態を調整できるとともに、検出手段を測定部位に密着させることができる。したがって、検出手段が生体信号を検出する環境を一定に保つことができるとともに、より好ましい検出状環境を実現できる。

また、上記生体信号測定装置は、複数の上記中心方向移動手段を備え、上記検出手段は、複数の機能素子で形成されており、上記複数の機能素子は、当該複数の機能素子間の相対的な所定の位置関係を有するように、それぞれ異なる上記中心方向移動手段に配されており、上記複数の中心方向移動手段は、上記所定の位置関係を維持しつつ移動することが好ましい。

上記の構成によれば、複数の中心方向移動手段は、複数の機能素子間の相対的な所定の位置関係を維持しつつ移動する。それゆえ、装着手段の空間に挿入された生体に対する複数の機能素子の密着状態を互いに同じ状態に維持することができ、複数の機能素子の検出環境を互いに一定に保つことができる。

なお、上記所定の位置関係とは、例えば、測定部位と複数の機能素子とを結ぶ各直線（光軸）のなす角度や光軸間の相対的な位置関係を意味している。

また、上記生体信号測定装置は、複数の上記中心方向移動手段を備え、上記複数の中心方向移動手段の移動は、互いに同期していることが好ましい。

上記の構成によれば、複数の中心方向移動手段の移動は、互いに同期している。ここで、移動が互いに同期するとは、同じタイミングで移動することを意味している。

それゆえ、複数の中心方向移動手段の相対的な位置関係を一定に維持することが可能となり、上記検出手段と上記測定部位との位置関係をより一層一定に維持することが可能となる。

また、上記生体信号測定装置は、上記生体に対する上記装着手段の装着状態を調整する装着状態調整手段をさらに備え、上記固定手段は、上記空間を挟んで線対称に対峙する、第１挟持手段と第２挟持手段とを備え、上記装着状態調整手段は、上記第１挟持手段と上記第２挟持手段との間隔を調整することが好ましい。

上記の構成によれば、第１挟持手段と第２挟持手段との間隔を装着状態調整手段が調整することにより、生体に対する装着手段の装着状態を調整することができる。このとき、第１挟持手段と第２挟持手段とは、上記空間を挟んで線対称に対峙しているため、当該空間に挿入された生体に対する検出手段の位置を変化させないように、その間隔を狭めることができる。それゆえ、検出手段の検出環境を一定に保ちつつ、装着状態を調整できる。

また、上記固定手段は、上記空間の中心またはその近傍に向かう方向に移動する中心方向移動手段をさらに備え、上記検出手段は、上記中心方向移動手段の、上記中心を向く面に配されており、上記中心方向移動手段の移動は、上記第１および第２挟持手段の動作に連動していることが好ましい。

上記の構成によれば、検出手段は、装着手段の空間の中心と自身とを結ぶ直線上を移動する。それゆえ、装着手段の空間に挿入された生体に対する検出手段の角度を一定に維持した状態で装着状態を調整できるとともに、検出手段を生体に密着させることができる。さらに、中心方向移動手段の移動は、第１および第２挟持手段の動作に連動しているため、検出手段の生体に対する角度がずれないように、より一層厳密に装着状態の調整を行うことができる。

また、上記装着状態調整手段は、線対称に配置された、互いに平行ではない複数の溝を有し、当該複数の溝をガイドとして上記第１挟持手段と上記第２挟持手段とを移動させることが好ましい。

上記の構成によれば、装着状態調整手段に形成された、互いに平行ではない、線対称の複数の溝に沿って第１挟持手段と第２挟持手段とを移動させることにより、当該第１挟持手段と第２挟持手段との間隔を容易に調整することができる。

また、上記装着状態調整手段は、点対称に配置された、渦巻き形状またはその部分形状を有する複数の溝を有し、当該複数の溝をガイドとして上記第１挟持手段と上記第２挟持手段とを移動させることが好ましい。

上記の構成によれば、装着状態調整手段に形成された、渦巻き形状またはその部分形状を有する点対称の複数の溝に沿って第１挟持手段と第２挟持手段とを移動させることにより、当該第１挟持手段と第２挟持手段との間隔を容易に調整することができる。

また、上記生体信号測定装置は、上記中心方向移動手段を移動させる駆動手段と、上記検出手段によって検出された生体信号の強度を検出し、当該強度に応じて、上記中心方向移動手段の位置を制御するための信号を上記駆動手段に出力する制御手段とを備えることが好ましい。

上記の構成によれば、制御手段は、駆動手段を介して、検出手段によって検出された生体信号の強度に応じて、中心方向移動手段の位置を制御する。それゆえ、例えば、生体信号の強度が低い場合には、検出手段が配された中心方向移動手段を生体に近づけることにより生体信号の強度を高めることができる。逆に、生体信号の強度が高い場合には、中心方向移動手段を生体から遠ざけることにより、生体に対する負荷を軽減することができる。

また、上記装着手段は、上記空間を形成する、第１装着手段と第２装着手段とを含み、上記検出手段は、上記第２装着手段に配されており、上記第１装着手段と上記第２装着手段とはベルトによって接続されており、上記第１装着手段に対する上記第２装着手段の傾きを一定に維持しつつ上記ベルトの長さを調節する調節手段をさらに備えることが好ましい。

上記の構成によれば、調節手段が、第１装着手段に対する第２装着手段の傾きを一定に維持しつつベルトの長さを調節することにより、装着手段の装着状態が調整される。

それゆえ、第２装着手段に配された検出手段と測定部位との位置関係を一定に維持しつつ装着状態を調整することが容易となる。

本発明に係る生体信号測定装置は、以上のように、環状、筒状またはそれらの部分形状を有し、上記測定部位に装着する装着手段と、上記環状、筒状またはそれらの部分形状によって形成される空間の内部を向き、上記生体信号を検出する検出手段とを備え、上記装着手段は、上記検出手段と上記測定部位との位置関係を一定に維持しつつ装着状態を調整する構成である。

本発明に係る生体信号測定装置は、以上のように、環状、筒状またはそれらの部分形状を有し、測定部位に装着する装着手段と、上記装着手段に配され、上記環状、筒状またはそれらの部分形状によって形成される空間の内部に移動する固定手段と、上記内部を向き、上記生体信号を検出する検出手段とを備え、上記固定手段は、上記検出手段と上記測定部位との位置関係を一定に維持しつつ移動する構成である。

それゆえ、生体の測定部位に対する装着手段の装着状態を調整しても、検出手段が生体信号を検出する環境を一定に保つことができるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。以下では、本発明の装着装置の一例として、脈波センサ１（生体信号測定装置）を挙げて説明する。

（脈波センサ１の構成）
図１（ａ）は、脈波センサ１の正面図であり、図１（ｂ）は、脈波センサ１の側面図である。図２は、脈波センサ１を指に装着した状態を示す図である。

図２に示すように、脈波センサ１は、指に取り付けられる測定装置である。この脈波センサ１は、図１に示すように、装着部２（装着手段）、測定部７（検出手段）、センサ本体８を備えている。

（装着部２の構成）
装着部２は、脈波センサ１を指５０（生体の測定部位）に取り付けるための装着装置である。この装着部２は、装着部本体３（装着手段）、可動部４（固定手段）、機構部５（固定手段）、装着状態調整部６（装着状態調整手段）を備えている。なお、機構部５は、装着部本体３の内部に配されているため、図１には示されていない。

（装着部本体３）
装着部本体３は、指５０を通すための穴９を形成する円環状の開口部３ａを有する、略円筒形状（または環形状）である。図１に示すように、この開口部３ａには、４つの可動部４ａ〜４ｄが設けられている。より正確には、装着部本体３は、可動部４ａ〜４ｄを収納可能な筐体である。

（可動部４）
図３は、可動部４の配置および移動方向を示す正面図である。なお、同図では、簡略化のため、装着状態調整部６、測定部７、センサ本体８は省略している。可動部４ａ〜４ｄは、装着部２を指５０に安定的に固定するために、当該指５０に圧接される部材である。これら可動部４ａ〜４ｄは、穴９の中心９ａを囲むように４箇所（上下左右）に配置されており、穴９の中心９ａに向かって移動することができる。可動部４ａ〜４ｄが、穴９の中心９ａに向かって移動することにより、開口部３ａの実質的な口径が小さくなり、装着部２が指５０に安定的に取り付けられることになる。

なお、穴９の中心９ａは、正確な意味での中心である必要はなく、穴９の中央付近または内部であればよい。換言すれば、可動部４ａ〜４ｄは、穴９の中心またはその近傍に向かって移動すればよい。

可動部４ａ（固定手段、第１挟持手段）と可動部４ｂ（固定手段、第１挟持手段）とは対向しており、センサ本体８を上側として穴９を正面から見た場合に、穴９の左右にそれぞれ配されている。また、可動部４ｃ（固定手段、中心方向移動手段）と可動部４ｄ（固定手段、中心方向移動手段）とは対向しており、センサ本体８を上側として穴９を正面から見た場合に、穴９の上下にそれぞれ配されている。

可動部４ａおよび可動部４ｂは、機構部５と連動しており、可動部４ａ・４ｂの位置（移動距離）は、機構部５を介して、装着状態調整部６によって調節される。また、可動部４ｃおよび可動部４ｄは、装着状態調整部６によって、その上下方向の位置が調節される。すなわち、可動部４ａ〜４ｄの移動は、互いに同期している。これら可動部４の位置調節の仕組みについては後述する。

可動部４ａ〜４ｄの位置をそれぞれ調整することで、可動部４ａ〜４ｄの、穴９の中心９ａを向く面（内接面と称する）によって形成される円１３の直径を変更できる。その結果、装着部２の指５０に対する装着状態を調整することができる。

（機構部５）
図４は、機構部５の構成の一部を示す正面図である。機構部５は、可動部４を穴９の中心方向に押し出すための機構である。図４に示すように、機構部５は、一対の円弧形状の部材である湾曲部５１（第１挟持手段）および湾曲部５２（第２挟持手段）を備えている。これら湾曲部５１・５２は、互いに外側に湾曲するように、一方の端部５１ａおよび５２ａを対峙させた状態で、これら端部５１ａおよび５２ａを装着部本体３に回転可能に固定している。この構成により、湾曲部５１・５２の他方の端部である端部５１ｂと端部５２ｂとの間の幅は可変となる。この幅を調整幅と称する。この調整幅は、後述する調整幅６４と調整幅６５との間で変化する。

湾曲部５１・５２の他方の端部５１ｂ・５２ｂには、ガイドピン５３・５４がそれぞれ設けられている。これらガイドピン５３・５４は、湾曲部５１・５２によって形成される円弧の外側に向かう方向に突出しており、後述する装着状態調整部６が有する調整溝６１・６２に挿入される。この構成により、上記調整幅は装着状態調整部６によって調節される。

この湾曲部５１の動作に可動部４ａが、湾曲部５２の動作に可動部４ｂが連動しており、上記調整幅が小さくなれば、可動部４ａと可動部４ｂとの間の距離も小さくなる。すなわち、調整幅が小さくなれば、可動部４ａおよび可動部４ｂは、穴９の中心９ａに向かう方向へ移動する。

（装着状態調整部６およびその作用機構）
図５（ａ）は、装着状態調整部６の構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は、その側面図である。図５に示すように、装着状態調整部６は板状の部材であり、その長手方向、換言すれば、指の伸長方向（図１および図２において矢印１１の方向、または図５において矢印１２の方向）にスライドすることにより、可動部４の位置を調節する。

この装着状態調整部６は、その表面に調整溝６１・６２・６３（複数の溝）を有している。調整溝６１と調整溝６２とは、装着状態調整部６の長手方向に平行な軸を対称軸として線対称に配置しており、互いに平行ではない溝である。すなわち、調整溝６１と調整溝６２とは、装着状態調整部６の長手方向に平行な軸を中心軸としたハの字を形成している。

調整溝６１および調整溝６２は、装着状態調整部６を貫通した溝穴であってもよいし、貫通していない溝であってもよい。

この調整溝６１には、湾曲部５１のガイドピン５３が挿入され、調整溝６２には、湾曲部５２のガイドピン５４が挿入される。装着状態調整部６をその長手方向にスライドさせると、調整溝６１と調整溝６２との間の幅が変化することにより、ガイドピン５３とガイドピン５４との間の幅が変化し、その結果、湾曲部５１と湾曲部５２との位置関係が変化する。そして、これに伴い、可動部４ａと可動部４ｂとの間の距離が変化する。

すなわち、装着状態調整部６は、互いに平行ではない複数の溝（調整溝６１および調整溝６２）を有し、当該複数の溝をガイドとして湾曲部５１と湾曲部５２とを移動させる。

前述のように、調整溝６１と調整溝６２とは装着状態調整部６の長手方向に平行な軸を対称軸として線対称に配置されているため、装着状態調整部６のスライド量に応じて可動部４ａと可動部４ｂとは、中心９ａを含む平面であって装着部本体３の正面に対して垂直な面に関して面対称に同量ずつ移動することとなる。見方を変えれば、装着部２は、装着状態調整部６のスライド量に応じて面対称に変形する。

より詳細に説明すれば、調整溝６１と調整溝６２との間の幅は、ハの字の上側の端部（書き始めの点）に相当する、調整溝６１の端部６１ａと調整溝６２の端部６２ａとの間の幅（調整幅６４）が最も狭く、ハの字の下側の端部（書き終わりの点）に相当する、調整溝６１の端部６１ｂと調整溝６２の端部６２ｂとの間の幅（調整幅６５）が最も広い。ガイドピン５３とガイドピン５４との間の幅は、この調整幅６４と調整幅６５との間で調整される。

なお、調整溝６１と調整溝６２とは、互いに平行ではない、線対称な溝であればよく、直線の溝である必要はない。すなわち、調整溝６１と調整溝６２とは、湾曲した溝であってもよい。

また、調整溝６３には、可動部４ｃのガイドピン４０が挿入される。
図６は、可動部４ｃの位置調節の仕組みを説明するための図である。なお、同図では、図を簡略化するため、調整溝６１・６２は省略してある。図６に示すように、調整溝６３は、装着状態調整部６の長手方向に沿って傾斜する傾斜面６６を底部とする溝である。すなわち、調整溝６３の深さは、一定ではなく、当該調整溝６３の位置によって異なっている。

具体的には、調整溝６３の深さは、調整溝６１と調整溝６２との幅が最も狭くなる、端部６１ａおよび６２ａの近傍に位置する端部６３ａにおいて最も浅く、調整溝６１と調整溝６２との幅が最も広くなる、端部６１ｂおよび６２ｂの近傍に位置する端部６３ｂにおいて最も深い。

また、可動部４ｃは、調整溝６３に挿入可能なガイドピン４０を備えている。このガイドピン４０を調整溝６３に挿入し、装着状態調整部６をスライドさせると、可動部４ｃは、装着状態調整部６に対して上下運動する。すなわち、調整溝６３の溝が浅くなればガイドピン４０は押し出され、溝が深くなればガイドピン４０は引き込まれる。この機構により、装着状態調整部６をスライドさせれば、その移動量に応じて調整溝６３の深さが変化し、可動部４ｃを上下に移動させることが可能となる。そして、この上下運動により、可動部４ｃの指５０に対する圧接状態が調整される。

可動部４ｄの上下移動は、可動部４ｄの近傍に設けられたカム（不図示）によって制御される。このカムは、湾曲部５１の動作と連動して回転し、この回転運動に連動して可動部４ｄが上下移動する。

さらに、可動部４ｃと可動部４ｄとが、装着状態調整部６のスライド量に応じて同量ずつ移動するように調整溝６３の深さとカム（不図示）を形成することにより、装着状態調整部６のスライド量に応じて可動部４ａ〜ｄは、中心９ａを通る軸であって装着部本体３の正面に対して垂直な軸に関して軸対称に同量ずつ移動することとなる。見方を変えれば、装着部２は、装着状態調整部６のスライド量に応じて軸対称に変形する。

なお、装着状態調整部６を指５０の伸長方向に対して全く平行にスライドさせる必要は必ずしもなく、装着状態調整部６のスライド方向が数度程度、指５０の伸長方向に対して傾いていても問題はない。これは、可動部４と指５０との摩擦にて位置の保持が可能となるからである。

（測定部７の構成）
測定部７は、発光素子７ａ（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））と、受光素子７ｂ（例えば、フォトダイオード（ＰＤ））との複数の機能素子を備える光学式透過型センサであり、脈波（生体信号）を検出するものである。図１に示すように、これら発光素子７ａおよび受光素子７ｂは、可動部４ｄの内接面（穴９の内部を向く面）に配されている。可動部４ｄが穴９の中心９ａに向かって移動することにより、発光素子７ａおよび受光素子７ｂは、穴９に挿入された指５０の表面に密着する。

図７は、測定部７における測定方法を説明するための図である。発光素子７ａから穴９の中心９ａに向かって検出光が照射されると、図７に示すように、検出光の一部が穴９に挿入された指５０の動脈（固有掌側指動脈）５０ａに当たって、動脈を流れる血液中のヘモグロビンに吸収され、残りの検出光が動脈で散乱し、その一部が受光素子７ｂに入射する。

この時、血液の脈動により動脈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検出光の量も波動的に変化する。その結果、動脈で散乱して受光素子７ｂで検出される受光量が変化する。受光素子７ｂは、その受光量の変化を脈波情報（例えば電流信号）としてセンサ本体８に出力する。

なお、図７には、２つの動脈５０ａのうちの一方に対して測定を行う構成が示されているが、両方の動脈５０ａに対して測定を行う構成としてもよい。

また、測定部７が有する発光素子７ａおよび受光素子７ｂの数は、上述したものに限定されない。例えば、測定部７は、１つの発光素子７ａと２つの受光素子７ｂとで構成されていてもよい。この構成の場合には、中央に位置する発光素子７ａから出射された光を同じパス長で受光素子７ｂによって受光出来るようにすればよい。また、発光素子７ａおよび受光素子７ｂの数に応じて、各素子の位置関係も調節すればよい。

（センサ本体８の構成）
センサ本体８は、受光素子７ｂから出力された脈波情報を受け取り、測定結果を出力する。図８は、センサ本体８の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、センサ本体８は、駆動部８１、検出回路８２、制御部８４と信号処理部８５とを備えるマイクロコンピュータ８３（制御手段）、入力部８６、表示部８７を備えている。

駆動部８１は、制御部８４の命令に従い、発光素子７ａから検出光を照射させる。

検出回路８２は、受光素子７ｂから出力された脈波情報である電流信号を受け取り、その電流信号をアナログの電圧信号に変換した後、信号処理部８５へ出力する。

制御部８４は、脈波センサ１の各部を制御するものであり、特に、所定のタイミングで駆動部８１を介して発光素子７ａの発光を制御する。

信号処理部８５は、受光素子７ｂから出力され、検出回路８２でアナログ電圧信号に変換された脈波情報を、内蔵するＡＤＣ（ＡＤコンバータ）でデジタルデータに変換して演算を行うことにより、脈波の検出を行う。信号処理部８５は、この検出結果を表示部８７へ出力する。

入力部８６は、脈波センサ１のオン・オフや各種の動作モード設定等の操作を行うためのものであり、ユーザからの指示（操作内容）を制御部８４へ伝達する。

図９は、センサ本体８の外観を示すものであり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）はケーブル引出部８８を備える構成を示す平面図であり、（ｄ）は無線通信部９０を備える構成を示す平面図である。なお、同図では、図を簡略化するために、装着状態調整部６は省略してある。図９（ａ）および（ｂ）に示すように、入力部８６は、センサ本体８の表面に設けられており、指５０を穴９に通したときに、指５０が挿入される側の側面およびその反対側の側面にそれぞれ設けられている。なお、入力部８６を設ける位置は上記のものに限定されない。

表示部８７は、測定結果等を表示するものであり、図９（ａ）に示すように、センサ本体８の表面に設けられている。

なお、図９（ｃ）に示すように、表示部８７を設けずに、測定部７からの配線をまとめてケーブル８９を引き出すケーブル引出部８８を設け、測定結果をケーブル８９によって外部の装置へ出力してもよい。

また、図９（ｄ）に示すように、表示部８７を設けずに、無線通信部９０を設け、測定結果を無線通信部９０によって外部の装置へ出力してもよい。この構成により、脈波センサ１を装着している装着者（例えば、自宅治療中の患者）から離れた場所にいる人間（例えば、医師）が、装着者の測定結果を取得することができる。

（脈波センサ１の取り付け方法）
次に、脈波センサ１を指５０へ取り付ける方法について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、脈波センサ１の装着方法を説明するための図である。

まず、装着状態調整部６をスライドさせ、円１３（図３参照）の大きさが最大になる状態に調整する。この状態で、図１０に示すように装着部２に指５０を通し、測定部７が指の動脈に接するように配置する。

次に、装着状態調整部６を逆方向にスライドさせ、可動部４を穴９の中心方向に移動させて、円１３の大きさを小さくすることにより、締め付け具合（押圧状態や密着状態）を調節しながら脈波センサ１を指の測定部位に取り付ける。

このようにして、可動部４の内接面と指５０の表面との間に隙間が生じないように密着することにより、脈波センサ１をずれないように固定することができる。

なお、脈波センサ１を取り外す場合には、装着状態調整部６を再度スライドさせ、円１３を大きくすることにより、容易に取り外すことができる。

（脈波センサ１の作用効果）
次に、脈波センサ１の作用効果について、図１１を参照しつつ説明する。図１１は、装着状態調整部６をスライドさせる時に生じる力の方向を示す図である。

従来の生体信号測定装置のように、装着状態を調整するときに、図１１に示すように、指５０の外周に沿う方向（矢印１５または矢印１６の方向）に当該生体信号測定装置が回転してしまい、測定部が測定部位からずれるという問題が発生する。

このような生体信号測定装置の回転は、装着状態を調整するための力が、指５０の外周において、指５０の伸長方向に対して垂直な方向かつ外周の接線方向（矢印１７の方向）に加わることにより起こる。

上述したように、脈波センサ１では、装着状態調整部６をスライドさせることにより、装着部２の装着状態を調整する。このとき、装着状態調整部６を指５０の伸長方向と平行な方向（矢印１８の方向）にスライドさせる。換言すれば、指５０の伸長方向に対して垂直な面１９に対して垂直な方向に装着状態調整部６をスライドさせる。そのため、脈波センサ１を回転させる方向の力は生じないため、脈波センサ１が指５０の外周に沿う方向に回転する可能性を低減できる。したがって、測定部７の位置を初期設定位置からずらすことなく装着状態の調整を行うことができる。

そのため、測定部７の位置がずれることにより、測定に悪影響を及ぼす可能性および測定が不可能となる可能性を低減できる。

なお、上記指の伸長方向とは、指を伸ばした状態において、指の付根から指の先端に向かう方向、または、その逆の方向を意味する。

次に、脈波センサ１の効果について、図１２および図１３を参照しつつ、別の観点から説明する。図１２および図１３は、測定部と指の測定箇所との位置関係を示す図である。

脈波センサ１は、装着状態調整部６を操作して装着状態を調節する際に、装着部２の内周面である可動部４ａ〜ｄを、内周面の中心方向（穴９の中心９ａの方向）に押し出して調節する。それゆえ、測定部７と指５０の測定部位との、位置関係を保ったまま装着状態を調節することができる。

つまりは、測定部７（発光素子７ａおよび受光素子７ｂ）と指５０との相対的な位置関係が、物理的に理想的な状態を維持したまま調節できることから、精度の良い測定が可能となる。

なお、前述の物理的に理想的な状態とは、指表面付近の測定を考えた場合には、図１２に示すように、測定部７の位置と、指５０の所定箇所（図１２では指の表層付近の測定部位５０ｂ）との、装着部２の内周面の円周上における相対位置が一致している状態である。また、生体内部（例えば動脈）の測定を考えた場合には、図１３に示すように、測定部７と生体の所定箇所（図１３では指内部の動脈５０ａ）との、穴９の略中心からの角度が一致している状態である。

また、可動部４を移動する機構には、移動位置を再現することができるという長所があるため、装着用ベルトとして弾性素材を使用した場合のように、素材の伸縮率の不均一性による測定部７の位置ずれを低減することができる。

なお、移動位置の再現性を高めるために、例えば、装着状態調整部６に目盛りなどの目印が設けられていることが好ましい。この構成によれば、上記目印を基準として装着状態調整部６の装着部本体３に対する位置を決定することができ、その結果、装着状態の調整を定量的に行えるとともに、装着状態の再現性を高めることができる。

そのため、調整が緩み、可動部４によって形成される円１３が大きくなることによる、指５０の外周方向への測定部７の位置ずれを防止すること、および、脈波センサ１が指５０から抜け落ちることを防止できる。

なお、装着状態調整部６を指５０の伸長方向にスライドさせるときに、脈波センサ１が指５０の伸長方向にずれる可能性がある。しかし、測定対象が指５０の伸長方向に沿って延びるもの（例えば、固有掌側指動脈）であれば、装着状態調整部６の操作により脈波センサ１が移動してしまった場合でも、測定に大きな影響を及ぼす可能性は少ない。

（変更例）
上述の構成では、可動部４を４つ設けたが、可動部４の数は、２つであってもよいし、３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。

また、測定部７は、可動部４に設けられていてもよいし、装着部本体３の開口部３ａに固定されていてもよい。すなわち、測定部７を移動させる構成にしてもよいし、しなくてもよい。

また、装着状態調整部６にロック機構を設け、装着状態調整部６をロックすることで調整位置を固定する構成としてもよい。例えば、装着状態調整部６の上部にプレートを設け、そこにパッドを配置して、装着状態調整部６との摩擦により当該装着状態調整部６の位置を固定してもよい。また、装着状態調整部６を完全にロックせず、指の曲げによる指形の変化でロックが解除される構成としてもよい。ロックの機構は、どのようなものであってもよい。

上記の構成により、調整が緩み、可動部４によって形成される円１３が大きくなることによる、指５０の外周方向への測定部７の位置ずれを防止すること、および、脈波センサ１が指５０から抜け落ちることを防止できる。

また、装着部本体３は、上述したように円筒形状であってもよいし、円弧の一部が欠損したＣ型の形状を断面として有する筒形状であってもよいし、断面多角形の筒形状であってもよい。換言すれば、装着部本体３は、筒形状またはその一部であってもよい。

また、可動部４を移動するための機構は、上述のものに限定されない。図１４は、可動部４ａを左右に移動させる機構を示す図である。図１５は、可動部４ｃを上下に移動させる機構を示す図である。図１６は、螺旋状のギア９１を回転させるつまみ９３を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。

図１４（ａ）に示すように、ギア９１が有する螺旋状の溝に、可動部４ａ（または可動部４ｂ）が有するガイドピン９２がはまるように配置し、図１４（ｂ）に示すように、ギア９１を回転させることにより、可動部４ａをギア９１の伸長方向に移動させてもよい。

また、図１５に示すように、ギア９１を穴９の中心方向（矢印９４の方向）に向けることにより、可動部４ｃ（または可動部４ｄ）を上下に移動させてもよい。

なお、ギア９１を回転させるための機構としては、図１６に示すように、ギア９１と連結したつまみ９３を装着部２に設ければよい。このつまみ９３を回転させることで、可動部４を左右または上下に移動させることが可能となる。

上記の構成においても、装着部２を指５０の外周において回転させる力が発生しないように装着部２の装着状態を調整することができる。つまみ９３を回転させることによって生じる力は、後述する脈波センサ１０の装着状態調整部２０を回転させるときに生じる力とほぼ同様である。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図１７〜図２２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１７は、本実施形態の脈波センサ１０（生体信号測定装置）の外観を示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。脈波センサ１０は、脈波センサ１と同様に可動部４ａ〜４ｄ、測定部７、センサ本体８を備えているが、同図では、図の簡略化のため、これらの部材は省略している。図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、脈波センサ１と異なり、脈波センサ１０は、装着状態調整部２０（装着状態調整手段）を備えている。この装着状態調整部２０は、つまみ状の形状を有しており、このつまみを回すことで装着部２の装着状態の調整を行うことができる。

図１８は、装着状態調整部２０の形状を示すものであり、（ａ）は底面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。同図（ａ）に示すように、装着状態調整部２０の底面には、調整溝２１、調整溝２２、調整溝２６が形成されている。これら調整溝２１および調整溝２２は、互いに対向する略半円形の溝であり、装着状態調整部２０の回転の中心２３を対称の中心として点対称に形成されている。換言すれば、調整溝２１および調整溝２２は、中心２３を渦の中心とする渦巻き形状の一部である。

調整溝２１には、湾曲部５１のガイドピン５３（図４参照）が挿入され、調整溝２２には、湾曲部５２のガイドピン５４が挿入される。中心２３を回転軸として装着状態調整部２０を回転させると、調整溝２１と調整溝２２との幅が変化するのに伴い、ガイドピン５３とガイドピン５４との間の調整幅が変化する。

すなわち、装着状態調整部２０は、渦巻き形状またはその一部の形状を有する複数の溝（調整溝２１および調整溝２２）を有し、当該複数の溝をガイドとして湾曲部５１と湾曲部５２とを移動させる。

前述のように調整溝２１および調整溝２２は、中心２３を対称の中心として点対称に形成されているため、装着状態調整部２０の回転量に応じて可動部４ａと可動部４ｂとは、中心９ａを含む平面であって装着部本体３の正面に対して垂直な面に関して面対称に同量ずつ移動することとなる。見方を変えれば、装着部２は、装着状態調整部２０の回転量に応じて面対称に変形する。

調整溝２１と調整溝２２との幅は、中心２３に近い方の、調整溝の端部である、端部２１ａと端部２２ａとの間の幅である調整幅２４が最も狭く、中心２３に遠い方の、調整溝の端部である、端部２１ｂと端部２２ｂとの間の幅である調整幅２５が最も広い。

すなわち、調整溝２１と調整溝２２との幅は、装着状態調整部２０の回転角により調整幅２４から調整幅２５の間で増減する。そのため、装着状態調整部２０の回転角に応じて湾曲部５１・５２の調整幅を一意的に決めることができ、可動部４ａと可動部４ｂとの間の距離を調整することができる。

また、調整溝２６は、中心２３を中心とする円形の溝である。この調整溝２６は、その深さが溝の各位置で異なるものであり、円周方向に沿って傾斜する傾斜面を底部とする溝である。

調整溝２６には、可動部４ｃのガイドピン４０が挿入され、ガイドピン４０は、調整溝２６の底部に当接する。この状態で装着状態調整部２０を回転させると、調整溝２６の深さが変化し、調整溝２６が浅くなればガイドピン４０は押し出され、調整溝２６が深くなればガイドピン４０は引き込まれる。つまり、可動部４ｃを回転させず、装着状態調整部６を回転させれば、回転角に応じて調整溝２６の深さが変化し、可動部４ｃを上下に移動させることが可能となる。

すなわち、可動部４ａ〜４ｄの移動は、互いに同期しており、その移動は装着状態調整部２０の回転に伴っている。

（脈波センサ１０の作用効果）
次に、脈波センサ１０の作用効果について、図１９を参照しつつ説明する。図１９は、装着状態調整部２０を回転させる時に生じる力の方向を示す図である。

上述したように、装着状態を調整するための力が、生体信号測定装置の外周において、指の伸長方向に対して垂直な方向かつ外周の接線方向（矢印１７の方向）に加わることにより当該生体信号測定装置が指の周囲で回転する可能性が高い。

これに対し、脈波センサ１０では、装着状態調整部２０を回転させることにより、装着部２の装着状態を調整する。図１９に示すように、装着状態調整部２０の回転は、穴９の中心９ａを通る直線（矢印２７を含む直線）を回転軸とするものであるため、脈波センサ１０を指の周囲で回転させる方向の力は働かない。

したがって、装着状態の調整時に脈波センサ１が指の外周に沿う方向に回転する可能性を低減でき、測定部７の位置を初期設定位置からずらすことなく装着状態の調整を行うことができる。

（変更例）
図２０は、装着状態調整部２０の変形例を示す斜視図である。図２１は、装着状態調整部２０の別の変形例を示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。図２２は、装着状態調整部２０のさらに別の変形例を示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。

装着状態調整部２０の形状は、つまみ形状に限定されず、図２０および図２１に示すように、扁平な円筒形状である、装着状態調整部２０ａ（装着状態調整手段）または装着状態調整部２０ｂ（装着状態調整手段）であってもよい。装着状態調整部の形状を円筒形にすることにより、装着状態調整部の外周部分から中心軸までの距離が一定となるため、外周部分で均一な力を加えれば中心軸部分での回転によるずれがなくなるという効果を奏する。

さらに、装着状態調整部２０ｂは、装着状態調整部２０ａよりもその直径が大きい。そのため、装着状態調整部２０ｂは、大きな径をとることができる外周部において操作可能な構成であるため、容易に大きなモーメントが得られ、少ない操作力で装着状態の調整が可能となる。また、操作量が大きくなるため微調節が容易となる。

また、図２１に示すように、装着状態調整部２０ｂは、センサ本体８と一体化されていてもよいし、図２２に示すように、センサ本体８と一体化されていなくてもよい。しかし、装着状態調整部２０ｂをセンサ本体８と一体化する方が好ましい。この構成により、脈波センサ１０の厚みを薄くすることが可能となり、穴９の中心から装着状態調整部２０ｂまでの距離を小さくし、測定部７の位置がずれる可能性をより小さくすることができる。また、装着部２において最も大きな径をとることができる、装着部２の外周において操作可能な構成であるため、装着状態調整部２０ｂの内側や下側の空間を有効活用することができる。

〔実施の形態３〕
本発明の他の実施形態について図２３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、上述の実施の形態と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図２３は、本実施形態の脈波センサ３０（生体信号測定装置）の構成を示す断面図であり、（ａ）はガイドピン３３ｂとガイドピン３４ｂとの間の距離が最大になっている状態を示す断面図であり、（ｂ）はガイドピン３３ｂとガイドピン３４ｂとの間の距離が最小になっている状態を示す断面図である。同図に示すように、脈波センサ３０は、脈波センサ１および脈波センサ１０とは異なり、可動部３１・３２・３５・３６、湾曲部３３・３４を備えている。すなわち、可動部の配置および可動部の位置調整のための機構が上述した実施形態とは異なっている。

（可動部３１・３２の駆動機構）
可動部３１（固定手段、第１挟持手段）は、湾曲部３３（固定手段、第１挟持手段）と一体形成されており、湾曲部３３の一方の端部３３ａは、装着部本体３に回転可能に固定されている。湾曲部３３の他方の端部には、ガイドピン３３ｂが配されており、このガイドピン３３ｂは、装着状態調整部２０の調整溝２１に挿入されている。

また、穴９を挟んで可動部３１および湾曲部３３と対向する側に、可動部３２（固定手段、第２挟持手段）および湾曲部３４（固定手段、第２挟持手段）が配されている。可動部３２は、湾曲部３４と一体形成されており、湾曲部３４の一方の端部３４ａは、装着部本体３に回転可能に固定されている。湾曲部３４の他方の端部には、ガイドピン３４ｂが配されており、このガイドピン３４ｂは、装着状態調整部２０の調整溝２２に挿入されている。

上述したように、ガイドピン３３ｂとガイドピン３４ｂとの間の幅は、装着状態調整部２０を回転させることにより変えることができ、ガイドピン３３ｂとガイドピン３４ｂとの間の幅が狭くなれば、可動部３１および可動部３２が穴９の中心方向に押し出され、可動部３１と可動部３２との間の距離が小さくなる。つまり、指を締め付ける方向に可動部３１および可動部３２が移動する。

（可動部３５・３６の駆動機構）
可動部３５・３６（固定手段、中心方向移動手段）は、湾曲部３３・３４の端部３３ａ・３４ａよりも下側（装着状態調整部２０から遠ざかる側）において、脈波センサ３０の中心軸を対称軸として互いに線対称になるように配されている。これら可動部３５・３６は、バネ３９によって装着部２の外周方向に作用する荷重をかけられている。すなわち、可動部３５・３６は、バネ３９によって穴９の中心９ａから遠ざかる方向の付加をバネ３９によってかけられている。

可動部３５・３６と接する位置かつ可動部３５・３６よりも中心９ａから遠ざかる位置には、楕円形状のカム３７・３８がそれぞれ配されている。カム３７・３８の長軸が中心９ａの方向を向けば、可動部３５・３６は中心９ａに向かう方向に押し出され、そうでない場合には、可動部３５・３６は中心９ａから遠ざかる方向に引き込まれる。

カム３７・３８は、装着部本体３に回転可能に配されており、カム３７・３８の回転は、湾曲部３３・３４の回動と連動している。

具体的には、湾曲部３３は、連結部材４１を介してカム３７と連結しており、湾曲部３３が回動することに伴いカム３７が回転する。連結部材４１は、装着部本体３に配されたガイド４３に沿って変位可能である。

同様に、湾曲部３４は、連結部材４２を介してカム３８と連結しており、湾曲部３４が回動することに伴いカム３８が回転する。

可動部３５・３６の駆動機構をまとめると、以下のようになる。すなわち、可動部３５・３６は、バネ３９によってカム３７・３８に常に押し付けられた状態となっている。装着状態調整部２０が回転することによって湾曲部３３・３４が有するガイドピン３３ｂとガイドピン３４ｂとの間の幅が狭くなれば、この湾曲部３３・３４の回動に連動してカム３７・３８が回転し、カム３７・３８の長軸が中心９ａの方向を向く。その結果、可動部３５・３６は、中心９ａに向かう方向に押し出される。

換言すれば、湾曲部３３・３４および可動部３５・３６の移動は、同期しており、その移動は装着状態調整部２０の回転に伴っている。

なお、カム３７・３８は、対称同形の形状を有し、また、装着状態調整部２０の回転量に応じて同量ずつ回転するため、装着状態調整部２０の回転量に応じて可動部３５と可動部３６とは、中心９ａを含む平面であって装着部本体３の正面に対して垂直な面に関して面対称に同量ずつ移動することとなる。見方を変えれば、装着部２は、装着状態調整部２０の回転量に応じて面対称に変形する。

可動部３５の内接面には、発光素子７ａが配されており、可動部３６の内接面には、受光素子７ｂが配されている。そのため、可動部３５・３６が穴９の中心９ａに向かって押し出されると、発光素子７ａおよび受光素子７ｂは、穴９に挿入された指の表面に押し付けられる。なお、発光素子７ａと受光素子７ｂとは、可動部３５または可動部３６のどちら側に備えられていてもよい。

また、発光素子７ａの発光方向および受光素子７ｂの受光方向は、それぞれ穴９の中心９ａを向いており、上記発光方向と上記受光方向とは角度θをなして交差している。

すなわち、複数の機能素子である、発光素子７ａおよび受光素子７ｂは、互いの相対的な所定の位置関係を有するように、それぞれ異なる可動部（可動部３５または３６）に配されている。

（脈波センサ３０の効果）
以上のように脈波センサ３０では、装着部２の装着状態を調節するときに、可動部３５または可動部３６に各々備えられている、発光素子７ａと受光素子７ｂとが、上記角度θを維持したまま、穴９の中心９ａに向かう方向または中心９ａから遠ざかる方向に移動する。換言すれば、発光素子７ａまたは受光素子７ｂが配された可動部３５および３６は、所定の位置関係（角度θ）を維持しつつ移動する。

つまり、測定部７（発光素子７ａおよび受光素子７ｂ）と測定対象（指５０）との相対的な位置関係に加えて、発光素子７ａと受光素子７ｂとの相対的な位置関係（角度または光軸）を物理的に理想的な状態に維持したまま装着状態を調整できる。それゆえ、さらに精度の良い測定が可能となる。

（変更例）
上述の構成では、脈波センサ３０は、装着状態調整部２０を備えていたが、装着状態調整部６を備えていてもよく、装着状態調整部２０ａまたは２０ｂを備えていてもよい。

〔実施の形態４〕
本発明の他の実施形態について図２４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、上述の実施の形態と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。

（脈波センサ７０の構成）
図２４は、本実施形態の脈波センサ７０（生体信号測定装置）の構成を示す断面図であり、（ａ）はアクチュエータが収縮している状態を示す断面図であり、（ｂ）はアクチュエータが伸長している状態を示す断面図である。

同図に示すように、脈波センサ７０は、アクチュエータ７２（駆動手段）によって移動する可動部７１ａ〜ｄ（固定手段、中心方向移動手段）を備えている。これら可動部７１ａ〜ｄの位置関係は、可動部４ａ〜ｄと同様である。

アクチュエータ７２は、伸縮動作を行うものであり、例えばＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金を原料にした繊維状のアクチュエータである“バイオメタル”（BioMetal：トキ・コーポレーション株式会社の登録商標）などの人工筋肉系のアクチュエータを用いることができる。このような人工筋肉系のアクチュエータは、現時点では小型化の面で好ましいと考えられるが、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いたマイクロ・アクチュエータ等の機械式のものを用いてもよい。

可動部７１ａ〜ｄと装着部本体３との間には、バネ７３が設けられている。このバネ７３によって可動部７１ａ〜ｄは、装着部本体３の内周方向に作用する荷重をかけられており、可動部７１ａ〜ｄの外周側にあるアクチュエータ７２の伸縮動作に伴って、装着部本体３の内周方向または外周方向に往復運動するように構成されている。アクチュエータ７２が伸長する（より正確には、収縮しない）ことによって、可動部７１ａ〜ｄは、バネ７３によって穴９の中心方向（装着部本体３の内周面の内側）に押し出される。より詳細には、可動部７１ａ〜ｄは、穴９の中心９ａと自身とを結ぶ直線上を移動する。

また、可動部７１ａ〜ｄの移動量を同量ずつとなるようにすることで、装着部２は、中心９ａを通る軸であって装着部本体３の正面に対して垂直な軸に関して軸対称に変形することとなる。

アクチュエータ７２の伸縮動作を操作するための装着状態調整部７４（装着状態調整手段）は、アクチュエータ７２への通電をオン・オフするためのスイッチである。前述の実施形態に関して説明したように、装着部２の円周方向の回転力を生じにくい方向に操作できるように、本実施の形態では回転式の装着状態調整部７４を用いている。

装着状態調整部７４を時計回り方向に回転（オン）することにより、アクチュエータ７２が通電されて最短状態に収縮し、装着部本体３の内周面側に設けられている可動部７１ａ〜ｄは最も外周側の位置にセットされる。換言すれば、穴９の内周径が最大の状態となる。

装着状態調整部７４を反時計回り方向に回転（オフ）することにより、アクチュエータ７２が断電されて収縮状態から開放される。その結果、アクチュエータ７２が伸長可能な柔軟な状態となることから、可動部７１ａ〜ｄは、バネ７３の作用により内周側に押し出されて、指５０に密着するように押し付けられる。換言すれば、穴９の内周径が最小の状態となる。

すなわち、可動部７１ａ〜ｄの移動は同期しており、その移動は装着状態調整部７４の回転に伴っている。

可動部７１ａおよび７１ｂの、穴９の中心９ａを向く面（装着部本体３の内周面の内側を向く面）には、受光素子７ｂが配されている。また、可動部７１ｄの、穴９の中心９ａを向く面には、発光素子７ａが配されている。

発光素子７ａから出射された検出光は、穴９に挿入された指の表面で拡散し、２つの受光素子７ｂにそれぞれ入射する。

可動部７１ａ（または受光素子７ｂ）と中心９ａとを結ぶ直線（光軸）および可動部７１ｂ（または受光素子７ｂ）と中心９ａとを結ぶ直線（光軸）は、可動部７１ｄ（または発光素子７ａ）と中心９ａとを結ぶ直線（光軸）とそれぞれ角度θ´をなしている。可動部７１ａ〜ｄは、穴９の中心９ａと自身とを結ぶ直線上を移動するため、可動部７１ａ〜ｄが移動しても角度θ´は維持される。本実施形態において角度θ´は９０°である。

（脈波センサ７０の効果）
脈波センサ７０においては、可動部７１ａ・７１ｂまたは可動部７１ｃに各々備えられている、一対で測定部７としての機能を有する発光素子７ａと受光素子７ｂとが、上記角θ´を維持したまま、装着部本体３が有する穴９の内周方向または外周方向に移動する。

換言すれば、複数の機能素子である、発光素子７ａと受光素子７ｂとは、互いの相対的な所定の位置関係を有するように、それぞれ異なる可動部（可動部７１ａ、７１ｂまたは７１ｄ）に配されており、可動部７１ａ、７１ｂおよび７１ｄは、所定の位置関係（角度θ）を維持しつつ移動する。

それゆえ、装着部２の装着状態を調節した場合でも、指５０に対する発光素子７ａおよび受光素子７ｂの角度を一定に維持することができ、脈波の検出環境を一定に維持することができる。

つまりは、発光素子７ａおよび受光素子７ｂと測定対象（指５０）との相対的な位置関係に加えて、発光素子７ａと受光素子７ｂとの相対的な位置関係（角度または光軸）をも、物理的に理想的な状態を維持したまま装着状態を調節できることから、さらに精度の良い測定が可能となる。

（変更例）
なお、本実施の形態では、装着部本体３を正面から見た場合に、下側に発光素子、左右両側に受光素子を配置しているが、例えば、発光素子７ａと受光素子７ｂとを、左右または上下に互いに対抗するように配置してもよい。この場合には、発光素子７ａと受光素子７ｂとを結ぶ直線は穴９の中心９ａを通り、発光素子７ａまたは受光素子７ｂを配した可動部７１は、当該直線上を移動する。そのため、角度θ´は１８０°であり、この角度θ´を維持した状態で装着部２の装着状態を調節することができる。

角度θ´は、９０°および１８０°に限定されず、何度であってもよい。

可動部７１を移動させる機構として、通電により収縮するアクチュエータの例を示したが、伸長および収縮の両方向の駆動が可能なアクチュエータ（例えば、導電性高分子アクチュエータなどの人工筋肉系アクチュエータ）を用いてもよい。

この場合には、センサ本体８のマイクロコンピュータ８３が、測定した脈波の振幅が小さいと判断した時に、マイクロコンピュータ８３が装着部２の装着状態を制御することにより、測定部７を測定対象の指にさらに強く押し付けて、脈波の振幅が大きくなるよう自動的に制御してもよい。

逆に、脈波の振幅が十分に大きい場合には、脈波の振幅が必要以上に低下しない範囲で、測定部７の指の押し付けを緩める（測定部７を外周方向に移動させる）ように制御することにより、測定部７の押し付けによる指への装着負担を軽減してもよい。すなわち、上述のような、フィードバック制御も可能である。

また、前述のようなフィードバック制御を自動的に行う以外にも、マイクロコンピュータ８３が測定した脈波の振幅が小さいと判断した際に、センサ本体８の表示部８７にメッセージやマーク等を表示して、脈波センサ７０を装着している使用者へ通知するようにすれば、使用者が装着状態を調節することにより正しい測定を行うことができる。

〔実施の形態５〕
本発明の他の実施形態について図２５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、上述の実施の形態と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図２５は、本実施形態の脈波センサ１００（生体信号測定装置）の構成を示す断面図である。

上述した実施の形態は、いずれも上下方向や左右方向など少なくとも２方向以上から指を締め付ける機構であったが、脈波センサ１００は、図２５に示すように、装着状態調整部９５（装着状態調整手段）を回転操作して、ネジ９６を回転駆動し、可動部９７（装着手段）を移動させることによって片方向から締め付けるものである。

発光素子７ａおよび受光素子７ｂは、湾曲部９８（装着手段）の内側（可動部９７と対向する面の側）に配されている。装着状態調整部９５を回転させることにより、可動部９７が湾曲部９８に近づく方向に移動し、可動部９７と湾曲部９８との間の距離が短くなることにより、可動部９７と湾曲部９８との間に挿入された指に発光素子７ａおよび受光素子７ｂが密着される。

脈波センサ１００においても、装着状態を調節する場合に、湾曲部９８の内周面に配置された発光素子７ａおよび受光素子７ｂは、内周面の中心方向（穴９の中心方向）に向かって、測定対象である指に押し付けられる構造である。それゆえ、発光素子７ａおよび受光素子７ｂと指との、位置関係（角度）を保ったまま装着状態を調節することが可能である。

すなわち、可動部９７は、測定部７と指５０との位置関係を一定に維持しつつ装着状態を調整するものである。

〔実施の形態６〕
本発明の他の実施形態について図２６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、上述の実施の形態と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図２６は、本実施形態の脈波センサ１１０（生体信号測定装置）の構成を示す斜視図である。脈波センサ１１０は、帯状のベルト１１４の両端を同量ずつ巻き取る機構を備えている。具体的には、図２６に示すように、脈波センサ１１０は、装着状態調整部１１１（装着状態調整手段）、巻取り機構部１１２（調節手段）、可動部１１３（第２装着手段）、装着部本体１１５（第１装着手段）を備えている。

装着状態調整部１１１は、巻取り機構部１１２の回転を制御するものである。この装着状態調整部１１１を回転させることにより、巻取り機構部１１２の回転がオン・オフされる。なお、装着状態調整部１１１は、巻取り機構部１１２を制御するためのスイッチであればよく、装着状態調整部１１１の形状および操作方向は上述のものに限定されない。

巻取り機構部１１２は、装着部本体１１５の内部に２つ配されており、ベルト１１４の各端部をそれぞれ巻き取るものである。各巻取り機構部１１２の回転は同調しているため、各巻取り機構部１１２はベルト１１４を同時に同量ずつ巻き取る。

装着部本体１１５は、円弧の一部を形成する側面１１６を有しており、この側面１１６に指を当接させることができる。装着部本体１１５の上方には、装着状態調整部１１１が、下方には可動部１１３が配されている。

可動部１１３は、円弧の一部を形成する側面１１７を有しており、この側面１１７と装着部本体１１５が有する側面１１６とを組み合わせることにより、指を挿入するための環状（または筒状）の構造体が形成される。

この可動部１１３は、装着部本体１１５に対して変位可能に設けられており、装着部本体１１５に対する相対位置は、ベルト１１４によって調節することができる。すなわち、可動部１１３の内部にはベルト１１４が通っており、巻取り機構部１１２がベルト１１４を巻き取れば、可動部１１３は、装着部本体１１５に近づく方向に移動する。その結果、装着部本体１１５と可動部１１３とによって形成される穴９の大きさは小さくなる。これにより、脈波センサ１１０の装着状態が調整される。

なお、ベルト１１４は、可動部１１３の一方の端部から他方の端部まで貫通する１本のベルトであってもよいし、可動部１１３の一方の端部および他方の端部にそれぞれ接続される２本のベルトであってもよい。

また、可動部１１３の側面１１７には、発光素子７ａおよび受光素子７ｂが設けられており、可動部１１３が装着部本体１１５に近づく方向に移動することにより、発光素子７ａおよび受光素子７ｂは、穴９に挿入された指に押し付けられる。

以上のように、脈波センサ１１０は、装着部本体１１５と可動部１１３とを含み、装着部本体１１５と可動部１１３とによって穴９が形成される。また、測定部７（発光素子７ａおよび受光素子７ｂ）は、可動部１１３に配されている。装着部本体１１５と可動部１１３とはベルトによって接続されており、各巻取り機構部１１２は、ベルト１１４を同時に同量ずつ巻き取る。換言すれば、巻取り機構部１１２は、装着部本体１１５に対する可動部１１３の傾きを一定に維持しつつ、ベルト１１４の長さを調節する。

それゆえ、測定部７と指との位置関係（角度）を一定に維持しつつ脈波センサ１１０の装着状態を調整することができる。

なお、可動部１１３は、装着部本体１１５に対して平行な状態を維持しつつ、当該装着部本体１１５に近づくことが好ましい。

また、上記の説明では、巻取り機構部１１２は、ベルト１１４を巻き取るものとして説明したが、巻取り機構部１１２を、ベルト１１４を巻き取る方向とは反対の方向に回転させることにより、ベルト１１４の長さを長くする構成を設けてもよい。この場合には、２つの巻取り機構部１１２は、ベルト１１４を同時に同量ずつ送り出す。

また、ベルト１１４の２つの端部をひとつの巻取り機構部１１２に接続し、この巻取り機構部１１２を回転させることによって、ベルト１１４の両端を同時に巻き取る構成としてもよい。

（変更例）
上述した締め付け機構以外にも、カフのような袋状の容器に液体や気体を注入して全体的に締め付け調節を行う機構などの構成を本発明に適用することができる。

上記の機構は、測定部と指との位置関係を一定に維持しつつ装着状態を調整するものであり、指を対称の中心として対称的にカフを変形させるものである。

なお、前述の可動部４ａ〜ｄ、３５、３６の移動量については、それぞれの移動が同量ずつであれば全体的に指に対する測定部７の相対位置が保たれる効果を有するが、より厳密には、例えば動脈部位などの測定対象を中心に前記可動部が対称に動作する、または、前記可動部が所定の比率で変位するようにしても効果的である。

つまりは、本発明の脈波センサは、測定対象である指への脈波センサの装着状態を調節する際に、発光素子７ａおよび受光素子７ｂが装着部本体３の穴９の中心方向に向かって当該指に密着するように装着状態を調節できる、装着状態調整調節機構を有するものであればよい。

上述の構成では、測定部７として光学式センサを示したが、測定部７は、例えば、心電や筋電もしくは皮膚抵抗などを測定するための電極や、超音波式センサ、温度や水分を検出するセンサ、動脈音などの音を検出するセンサ等、生体情報を測定するための各種方式のセンサであってもよい。

上述の構成は、測定対象の位置によって測定環境が変化する場合に効果的であるが、測定対象が、上記実施の形態での固有動脈のように一定方向（指の方向）に沿ったものである場合には、特に効果的である。

上述の構成では、脈波センサの測定対象は指としたが、脈波センサの測定対象は、手首であってもよいし、腕、足、首、または胴体であってもよい。また、上記測定対象は人体に限定されず、ヒト以外の生物であってもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、本発明は、以下のようにも表現できる。

本発明の生体信号測定装置は、生体に装着し生体信号を測定する生体信号測定装置であって、四肢あるいは指などの円筒状の部位に円環状あるいは円弧状に装着する装着部と、前記装着部に設けられ生体の所定箇所に密着して生体信号を測定する測定部と、前記装着部の装着状態を調節する装着状態調節機構部と、を備え、前記装着状態調節機構部は、前記測定部と前記生体の所定箇所との所定の位置関係をほぼ一定に保って調節するものである。

上記生体信号測定装置において、前記所定の位置関係は、前記測定部の位置と、前記生体の所定箇所との、前記装着部の内周面の円周上における相対位置関係であることが好ましい。

上記生体信号測定装置において、前記所定の位置関係は、前記装着部の略中心からの、前記測定部と前記生体の所定箇所との角度関係であることが好ましい。

上記生体信号測定装置において、前記測定部は少なくとも２つ以上の機能素子で構成され、前記機能素子は、互いに所定の相対的な位置関係を有して前記装着部に配置されており、前記装着状態調節機構部は、前記機能素子の前記所定の相対的な位置関係をほぼ一定に保って調節することが好ましい。

センサをずらすことなく装着状態を調整できるため、センサの位置を維持することが重要となる生体信号測定装置として利用できる。

一実施形態の脈波センサの構成を示すものであり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。 一実施形態の脈波センサを指に装着した状態を示す図である。 一実施形態の脈波センサが備える可動部の配置および移動方向を示す正面図である。 一実施形態の脈波センサが備える機構部の構成を示す正面図である。 一実施形態の脈波センサが備える装着状態調整部の構成を示すものであり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 上記可動部の位置調節の仕組みを説明するための図である。 一実施形態の脈波センサが備える測定部における測定方法を説明するための図である。 一実施形態の脈波センサが備えるセンサ本体の構成を示す機能ブロック図である。 上記センサ本体の外観を示すものであり、（ａ）は表示部を備える構成を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はケーブル引出部を備える構成を示す平面図であり、（ｄ）は無線通信部を備える構成を示す平面図である。 一実施形態の脈波センサの装着方法を説明するための図である。 上記装着状態調整部をスライドさせる時に生じる力の方向を示す図である。 上記測定部と指の測定箇所との位置関係を示す図である。 上記測定部と指の測定箇所との位置関係を示す図である。 上記可動部を左右に移動させる機構を示す図である。 上記可動部を上下に移動させる機構を示す図である。 螺旋状のギアを回転させるつまみを示すものであり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。 別の実施形態の脈波センサの外観を示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 別の実施形態の脈波センサが備える装着状態調整部の形状を示すものであり、（ａ）は底面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。 上記装着状態調整部を回転させる時に生じる力の方向を示す図である。 上記装着状態調整部の変形例を示す斜視図である。 上記装着状態調整部の別の変形例を示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 上記装着状態調整部のさらに別の変形例を示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 さらに別の実施形態の脈波センサの構成を示すものであり、（ａ）はガイドピンの間の距離が最大になっている状態を示す断面図であり、（ｂ）はガイドピンの間の距離が最小になっている状態を示す断面図である。 さらに別の実施形態の脈波センサの構成を示すものであり、（ａ）はアクチュエータが収縮している状態を示す断面図であり、（ｂ）はアクチュエータが伸長している状態を示す断面図である。 さらに別の実施形態の脈波センサの構成を示す断面図である。 さらに別の実施形態の脈波センサの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 脈波センサ（生体信号測定装置）
２ 装着部（装着手段）
３ 装着部本体（装着手段）
４ａ 可動部（固定手段、第１挟持手段）
４ｂ 可動部（固定手段、第２挟持手段）
４ｃ 可動部（固定手段、中心方向移動手段）
４ｄ 可動部（固定手段、中心方向移動手段）
５ 機構部（固定手段）
６ 装着状態調整部（装着状態調整手段）
７ 測定部（検出手段）
７ａ 発光素子（検出手段）
７ｂ 受光素子（検出手段）
１０ 脈波センサ（生体信号測定装置）
２０ 装着状態調整部（装着状態調整手段）
２０ａ 装着状態調整部（装着状態調整手段）
２０ｂ 装着状態調整部（装着状態調整手段）
３０ 脈波センサ（生体信号測定装置）
３１ 可動部（固定手段、第１挟持手段）
３２ 可動部（固定手段、第２挟持手段）
３３ 湾曲部（固定手段、第１挟持手段）
３４ 湾曲部（固定手段、第２挟持手段）
３５ 可動部（固定手段、中心方向移動手段）
３６ 可動部（固定手段、中心方向移動手段）
５０ 指（生体の測定部位）
５１ 湾曲部（固定手段、第１挟持手段）
５２ 湾曲部（固定手段、第２挟持手段）
６１ 調整溝６２（複数の溝）
６２ 調整溝６２（複数の溝）
７０ 脈波センサ（（生体信号測定装置）
７１ａ 可動部（固定手段、中心方向移動手段）
７１ｂ 可動部（固定手段、中心方向移動手段）
７１ｃ 可動部（固定手段、中心方向移動手段）
７１ｄ 可動部（固定手段、中心方向移動手段）
７２ アクチュエータ（駆動手段）
８３ マイクロコンピュータ（制御手段）
９３ つまみ（装着状態調整手段）
９５ 装着状態調整部（装着状態調整手段）
９７ 可動部（装着手段）
９８ 湾曲部（装着手段）
１００ 脈波センサ（（生体信号測定装置）
１１０ 脈波センサ（（生体信号測定装置）
１１１ 装着状態調整部（装着状態調整手段）
１１２ 巻取り機構部（調節手段）
１１３ 可動部（第２装着手段）
１１４ ベルト
１１５ 装着部本体（第１装着手段）

Claims (12)

1. 生体の測定部位に装着し、当該生体の生体信号を測定する生体信号測定装置であって、
   環状、筒状またはそれらの部分形状を有し、上記測定部位に装着する装着手段と、
   上記環状、筒状またはそれらの部分形状によって形成される空間の内部を向き、上記生体信号を検出する検出手段とを備え、
   上記装着手段は、上記検出手段と上記測定部位との位置関係を一定に維持しつつ装着状態を調整することを特徴とする生体信号測定装置。
2. 上記装着手段は、上記測定部位を対称の中心として対称的に、移動または変形することを特徴とする請求項１に記載の生体信号測定装置。
3. 生体の測定部位に装着し、当該生体の生体信号を測定する生体信号測定装置であって、
   環状、筒状またはそれらの部分形状を有し、上記測定部位に装着する装着手段と、
   上記装着手段に配され、上記環状、筒状またはそれらの部分形状によって形成される空間の内部に移動する固定手段と、
   上記内部を向き、上記生体信号を検出する検出手段とを備え、
   上記固定手段は、上記検出手段と上記測定部位との位置関係を一定に維持しつつ移動することを特徴とする生体信号測定装置。
4. 上記固定手段は、上記空間の中心またはその近傍に向かう方向に移動する中心方向移動手段を備え、
   上記検出手段は、上記中心方向移動手段の、上記中心またはその近傍を向く面に配されていることを特徴とする請求項３に記載の生体信号測定装置。
5. 複数の上記中心方向移動手段を備え、
   上記検出手段は、複数の機能素子で形成されており、
   上記複数の機能素子は、当該複数の機能素子間の相対的な所定の位置関係を有するように、それぞれ異なる上記中心方向移動手段に配されており、
   上記複数の中心方向移動手段は、上記所定の位置関係を維持しつつ移動することを特徴とする請求項４に記載の生体信号測定装置。
6. 複数の上記中心方向移動手段を備え、
   上記複数の中心方向移動手段の移動は、互いに同期していることを特徴とする請求項４に記載の生体信号測定装置。
7. 上記生体に対する上記装着手段の装着状態を調整する装着状態調整手段をさらに備え、
   上記固定手段は、上記空間を挟んで線対称に対峙する、第１挟持手段と第２挟持手段とを備え、
   上記装着状態調整手段は、上記第１挟持手段と上記第２挟持手段との間隔を調整することを特徴とする請求項３に記載の生体信号測定装置。
8. 上記固定手段は、上記空間の中心またはその近傍に向かう方向に移動する中心方向移動手段をさらに備え、
   上記検出手段は、上記中心方向移動手段の、上記中心を向く面に配されており、
   上記中心方向移動手段の移動は、上記第１および第２挟持手段の動作に連動していることを特徴とする請求項７に記載の生体信号測定装置。
9. 上記装着状態調整手段は、線対称に配置された、互いに平行ではない複数の溝を有し、当該複数の溝をガイドとして上記第１挟持手段と上記第２挟持手段とを移動させることを特徴とする請求項７に記載の生体信号測定装置。
10. 上記装着状態調整手段は、点対称に配置された、渦巻き形状またはその部分形状を有する複数の溝を有し、当該複数の溝をガイドとして上記第１挟持手段と上記第２挟持手段とを移動させることを特徴とする請求項７に記載の生体信号測定装置。
11. 上記中心方向移動手段を移動させる駆動手段と、
    上記検出手段によって検出された生体信号の強度を検出し、当該強度に応じて、上記中心方向移動手段の位置を制御するための信号を上記駆動手段に出力する制御手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載の生体信号測定装置。
12. 上記装着手段は、上記空間を形成する、第１装着手段と第２装着手段とを含み、
    上記検出手段は、上記第２装着手段に配されており、
    上記第１装着手段と上記第２装着手段とはベルトによって接続されており、
    上記第１装着手段に対する上記第２装着手段の傾きを一定に維持しつつ上記ベルトの長さを調節する調節手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の生体信号測定装置。

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