JP2017148139A - Biological information measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、生体情報測定装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a biological information measurement apparatus.
脈波または動脈血の酸素飽和度(SpO2)を測定するパルスオキシメータなどには、反射型センサが用いられている。反射型センサは、光源であるLEDからの光が生体により反射され、その反射光を検出器(Photo Detector:PD)が受光することにより、測定を行う。 A reflection type sensor is used for a pulse oximeter for measuring the oxygen saturation (SpO2) of a pulse wave or arterial blood. The reflection type sensor performs measurement by reflecting light from an LED as a light source by a living body and receiving the reflected light by a detector (Photo Detector: PD).
LEDとPDが備えられたセンサモジュールは、LEDとPDを覆う窓を付けることにより、デバイスの強度を向上し、また皮膚との接触を回避している。しかし、単にアクリルやシリコーンなどによる窓を付着した場合、当該窓の反射などにより生じた迷光がPDへ到達し、信号雑音比(Signal−Noise ratio:S/N)が低下する原因となっている。 The sensor module equipped with the LED and the PD has a window covering the LED and the PD, thereby improving the strength of the device and avoiding contact with the skin. However, when a window made of acrylic or silicone is simply attached, stray light generated by the reflection of the window reaches the PD, causing a decrease in signal-to-noise ratio (Signal-Noise ratio: S / N). .
本発明の実施形態は、受光すべきでない光が受光部に到達することを防ぎ、信号雑音比の低下を抑えることを目的とする。 An embodiment of the present invention aims to prevent light that should not be received from reaching a light receiving unit and to suppress a decrease in signal to noise ratio.
本発明の一態様としての測定装置は、生体からの光を受光可能な第1受光部を有するセンサと、前記センサの前記第1受光部と異なる箇所から、前記生体からの光の進入方向と反対の方向に突出するように設けられた、光の通過を遮る仕切材と、を備える。 The measuring apparatus as one aspect of the present invention includes a sensor having a first light receiving unit capable of receiving light from a living body, and a direction in which light from the living body enters from a location different from the first light receiving unit of the sensor. And a partition member provided so as to protrude in the opposite direction and blocking passage of light.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る測定装置のセンサ部分の断面の一例を示す図である。図1では、センサ1と、基板2と、接触部3と、仕切材4が示されている。なお、ここでは、図に示すZ軸の正方向を上とし、測定時において、生体がセンサ1の上に存在することを想定する。また、生体内部または表面などの反射による生体からの光(反射光)がセンサ1へ進入することを想定する。この生体からの光の進入方向は、Z軸方向の成分については、正方向から負方向、つまり上から下に向かうものとする。なお光の進入方向は、Z軸以外の方向成分を有していてもよい。すなわち、生体からの光の進入方向は、センサ1の上面に対して垂直でなくともよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a cross section of a sensor portion of the measuring apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the sensor 1, the board | substrate 2, the contact part 3, and the partition material 4 are shown. Here, it is assumed that the positive direction of the Z-axis shown in the figure is on the top, and that a living body exists on the sensor 1 at the time of measurement. Further, it is assumed that light (reflected light) from the living body due to reflection inside the living body or on the surface enters the sensor 1. With respect to the light entering direction from the living body, the component in the Z-axis direction is from the positive direction to the negative direction, that is, from top to bottom. The light entering direction may have a direction component other than the Z axis. That is, the light entering direction from the living body may not be perpendicular to the upper surface of the sensor 1.
センサ1は、生体の脈波、動脈血の酸素飽和度、血圧、血中総ヘモグロビン量、血中一酸化炭素濃度などの生体情報を測定するために、生体からの光を検出する。 The sensor 1 detects light from a living body in order to measure biological information such as a pulse wave of the living body, oxygen saturation of arterial blood, blood pressure, blood total hemoglobin amount, blood carbon monoxide concentration.
センサ1は、光を受取り、その光を電気信号に変化させる受光部11を備える。受光部11は、生体からの光(反射光)を取得するものであるが、それ以外の光も取得する。 The sensor 1 includes a light receiving unit 11 that receives light and changes the light into an electrical signal. The light receiving unit 11 acquires light (reflected light) from a living body, but also acquires other light.
また、センサ1は、LEDなどにより、光を発する発光部12を備えてもよい。なお、発光部12が発する光の波長は、測定対象である生体情報に応じて、適切に変更することができるようにしてもよい。 Moreover, the sensor 1 may be provided with the light emission part 12 which emits light by LED etc. Note that the wavelength of the light emitted from the light emitting unit 12 may be appropriately changed according to the biological information that is the measurement target.
本実施形態の説明においては、センサ1が発光部12と受光部11を1つずつ備えるものとして説明するが、この構成に限られるものではない。例えば、センサ1は受光部11のみを備える構成でもよい。また、センサ1が備える発光部12または受光部11は、1つでも複数でもよい。 In the description of the present embodiment, the sensor 1 is described as including one light emitting unit 12 and one light receiving unit 11, but the configuration is not limited to this. For example, the sensor 1 may include only the light receiving unit 11. Moreover, the light-emitting part 12 or the light-receiving part 11 with which the sensor 1 is provided may be one or more.
受光部11と発光部12は、分離されて配置されているものとする。受光部11または発光部12は、図1のように、センサ1の内部に配置され、光を透過しない非透過素材13により区切られていてもよいし、別の例では、センサ1の上面に配置されてもよい。また、図1では、受光部11または発光部12の上に光を透過させる透過素材14を配置しているが、ここを中空にしてもよい。 It is assumed that the light receiving unit 11 and the light emitting unit 12 are arranged separately. As shown in FIG. 1, the light receiving unit 11 or the light emitting unit 12 may be disposed inside the sensor 1 and may be partitioned by a non-transmissive material 13 that does not transmit light. In another example, the light receiving unit 11 or the light emitting unit 12 may be formed on the upper surface of the sensor 1. It may be arranged. In FIG. 1, the transmission material 14 that transmits light is disposed on the light receiving unit 11 or the light emitting unit 12, but this may be hollow.
また、センサ1は基板2に取り付けられ、基板2から電源の供給を受けるものとする。 The sensor 1 is attached to the substrate 2 and is supplied with power from the substrate 2.
接触部3は、その上面が生体に接触することを想定しており、この上面(接触面)より下に位置するセンサ1が、直接生体に接触しないようにする。接触部3は、例えば、測定装置自体の外壁であってもよいし、指などを固定する台であってもよい。図1では、接触部3と生体が接触した際に、生体がセンサ1に触れることがないように、接触部3の上面がセンサ1の上面よりも高く(上側に)設けられている。なお、図1では、接触部3の断面は矩形であり上面を有するが、矩形以外の多角形でもでもよく、接触部3の上端がセンサ1の上面よりも高く設けられていればよい。なお、接触部3は分離していてもよいし、1つの筐体であってもよい。例えば、接触部3として、上面に開口部を有する1つの筐体を用い、開口部の凹んだ部分にセンサ1を配置してもよい。センサ1の周囲をセンサ1よりも高い壁が取り囲むこととなり、測定時において、生体が、蓋をするように開口部と接触すると、外からの光がセンサ1に進入することを防ぐことができる。 The contact part 3 assumes that the upper surface contacts a living body, and prevents the sensor 1 positioned below the upper surface (contact surface) from directly contacting the living body. The contact part 3 may be, for example, an outer wall of the measuring device itself, or may be a table for fixing a finger or the like. In FIG. 1, the upper surface of the contact part 3 is provided higher (upper side) than the upper surface of the sensor 1 so that the living body does not touch the sensor 1 when the contact part 3 comes into contact with the living body. In FIG. 1, the cross section of the contact portion 3 is rectangular and has an upper surface, but may be a polygon other than a rectangle, and the upper end of the contact portion 3 only needs to be higher than the upper surface of the sensor 1. In addition, the contact part 3 may be isolate | separated and one housing | casing may be sufficient. For example, as the contact portion 3, a single housing having an opening on the upper surface may be used, and the sensor 1 may be disposed in a recessed portion of the opening. A wall higher than the sensor 1 surrounds the periphery of the sensor 1, and when a living body comes into contact with the opening so as to cover it, light from the outside can be prevented from entering the sensor 1 at the time of measurement. .
仕切材4は、センサ1の受光部11が存在する箇所とは異なる箇所から、前記生体からの光の進入方向と反対の方向に突出するように設けられた、光の通過を遮る仕切である。仕切材4は、受光部11が生体内部からの光を受光する際に、生体内部からの光以外の光、例えば、生体表面からの反射光などを受光することを防ぐ。 The partition member 4 is a partition that is provided so as to protrude in a direction opposite to the light entering direction from the living body from a place different from the place where the light receiving unit 11 of the sensor 1 exists, and that blocks passage of light. . When the light receiving unit 11 receives light from inside the living body, the partition member 4 prevents light other than light from inside the living body, for example, reflected light from the surface of the living body.
仕切材4の構造について説明する。図2は、仕切材4の一例を示す斜視図である。仕切材4は、センサ1の上面と接触している領域を有するセンサ接触面411と、測定時に生体と接触する生体接触面412と、光の通過を遮る遮光面413と、を有する。 The structure of the partition member 4 will be described. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the partition member 4. The partition member 4 includes a sensor contact surface 411 having a region in contact with the upper surface of the sensor 1, a biological contact surface 412 that comes into contact with a living body at the time of measurement, and a light shielding surface 413 that blocks passage of light.
なお、図2では、仕切材4は直方体で示されているが、仕切材4はこの構造に限定されるものではない。例えば、仕切材4の各辺は曲線でもよい。また仕切材4は、直方体以外の多面体でもよい。生体接触面412、センサ接触面411、または遮光面413は、矩形ではなく、矩形以外の多角形や円でもでもよい。 In FIG. 2, the partition member 4 is shown as a rectangular parallelepiped, but the partition member 4 is not limited to this structure. For example, each side of the partition member 4 may be a curve. The partition member 4 may be a polyhedron other than a rectangular parallelepiped. The living body contact surface 412, the sensor contact surface 411, or the light shielding surface 413 may not be a rectangle but may be a polygon or a circle other than a rectangle.
図2に示すように、センサ接触面411とセンサ1の上面とが接触している接触領域により、センサ1の上面が、第1平面領域15と第2平面領域16の2つに分離されている。このように、センサ接触面411は、センサ1の上面を2つ以上の領域に分離する。ここでは、分離された領域のうち、受光部11または受光部11上に存在する透過素材14が存在する領域を第1平面領域15とし、それ以外の領域を第2平面領域16と区別する。 As shown in FIG. 2, the upper surface of the sensor 1 is divided into a first planar region 15 and a second planar region 16 by the contact region where the sensor contact surface 411 and the upper surface of the sensor 1 are in contact. Yes. Thus, the sensor contact surface 411 separates the upper surface of the sensor 1 into two or more regions. Here, among the separated regions, the region where the light receiving unit 11 or the transmission material 14 existing on the light receiving unit 11 is present is defined as the first planar region 15, and the other region is distinguished from the second planar region 16.
なお、センサ接触面411は、第1平面領域15と第2平面領域16とを分けられるようにすればよく、位置、大きさなどは任意に定めてよい。例えば、図2に示すようにセンサ接触面411の一部は、センサ1の上面からはみ出していてもよい。また、センサ接触面411はセンサ1の上面からはみ出すことなく、Y軸方向においてセンサ1の長さと同じ長さを有していてもよい。このように、センサ接触面411のY軸方向の長さが、センサ1の上面のY軸方向の長さ以上とすれば、X軸方向の光を遮ることができる。また、センサ接触面411がセンサのX軸方向における中央付近ではなく、X軸方向における端付近に存在してもよい。但し、発光部12があるときは、発光部12または発光部12上に存在する透過素材14は、第2平面領域16に存在するようにする。つまり、発光部12があるときは、センサ接触面411は、受光部11と発光部12との間に位置する。 The sensor contact surface 411 only needs to be able to separate the first planar region 15 and the second planar region 16, and the position, size, etc. may be arbitrarily determined. For example, as shown in FIG. 2, a part of the sensor contact surface 411 may protrude from the upper surface of the sensor 1. The sensor contact surface 411 may have the same length as the sensor 1 in the Y-axis direction without protruding from the upper surface of the sensor 1. Thus, if the length of the sensor contact surface 411 in the Y-axis direction is equal to or longer than the length of the upper surface of the sensor 1 in the Y-axis direction, light in the X-axis direction can be blocked. Further, the sensor contact surface 411 may exist not near the center in the X-axis direction of the sensor but near the end in the X-axis direction. However, when there is the light emitting part 12, the light emitting part 12 or the transmissive material 14 existing on the light emitting part 12 is made to exist in the second plane region 16. That is, when the light emitting unit 12 is present, the sensor contact surface 411 is located between the light receiving unit 11 and the light emitting unit 12.
また、センサ接触面411の一部または全部が、受光部11の上面または上空に配置された場合、受光部11が取得すべき生体からの光が仕切材4に遮られてしまうため、仕切材4は受光部11の上面または上空に配置されないことが望ましい。また、センサ接触面411の一部または全部が、発光部12の上面または上空に配置された場合、発光部12からの光が生体に届かずに仕切材4に遮られてしまうため、仕切材4は発光部11の上面または上空に配置されないことが望ましい。 In addition, when part or all of the sensor contact surface 411 is arranged on the upper surface of the light receiving unit 11 or in the sky, the light from the living body to be acquired by the light receiving unit 11 is blocked by the partition material 4. It is desirable that 4 is not disposed on the upper surface or in the sky of the light receiving unit 11. In addition, when a part or all of the sensor contact surface 411 is disposed on the upper surface of the light emitting unit 12 or in the sky, the light from the light emitting unit 12 does not reach the living body and is blocked by the partition material 4. It is desirable that 4 is not disposed on the upper surface or the sky of the light emitting unit 11.
生体接触面412は、測定時に生体と接触することを想定する。図2では、センサ接触面411と対向する面ではあるが、対向する面とは限らず、仕切材4の構造により変化する。 The living body contact surface 412 is assumed to be in contact with the living body at the time of measurement. In FIG. 2, although it is a surface facing the sensor contact surface 411, it is not limited to the facing surface, and changes depending on the structure of the partition member 4.
遮光面413は、センサ接触面411および生体接触面412と接する面である。これにより、測定時において、生体とセンサ1の間の隙間に遮光面413が介在する。ゆえに、第2平面領域16上の第2空間領域から、第1平面領域15上の第1空間領域への光の進入や漏れを防ぐことができる。 The light shielding surface 413 is a surface in contact with the sensor contact surface 411 and the biological contact surface 412. Thereby, at the time of measurement, the light shielding surface 413 is interposed in the gap between the living body and the sensor 1. Therefore, it is possible to prevent light from entering and leaking from the second spatial region on the second planar region 16 to the first spatial region on the first planar region 15.
例えば、生体の脈波または動脈血の酸素飽和度(SpO2)などを測定する場合は、発光部12からの光を生体内部に進入させて、生体内部からの反射光を受光する必要がある。この場合、生体内部からの反射光以外の、例えば、生体表面での反射光などは受光部11に届かせないようにすることが望ましい。そこで、仕切材4が、発光部12からの直接光または生体の表面からの反射光の進入を防ぐことにより、測定の精度を増すことができる。 For example, when measuring the pulse wave of a living body or the oxygen saturation (SpO2) of arterial blood, it is necessary to allow light from the light emitting unit 12 to enter the living body and receive reflected light from the inside of the living body. In this case, it is desirable that light other than the reflected light from inside the living body, for example, reflected light on the surface of the living body, does not reach the light receiving unit 11. Therefore, the partition material 4 prevents the direct light from the light emitting unit 12 or the reflected light from the surface of the living body from entering, thereby increasing the measurement accuracy.
なお、仕切材4を図2のような直方体とした場合、センサ接触面411および生体接触面412と接する面は2面あるが、両方を遮光面413としてもよいし、第1平面領域15に近い側の面を遮光面413としてもよい。例えば、非透過性部材からなる仕切材4を用いることで第1平面領域15及び第2平面領域16に面する両面が遮光面413となる。または、センサ接触面411および生体接触面412と接する面のうち第1平面領域15に近い方の面に、遮光シートなどを貼ってもよい。 When the partition member 4 is a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 2, there are two surfaces in contact with the sensor contact surface 411 and the biological contact surface 412, but both may be the light shielding surface 413 or the first planar region 15. The surface on the near side may be the light shielding surface 413. For example, by using the partition member 4 made of a non-permeable member, both surfaces facing the first planar region 15 and the second planar region 16 become the light shielding surfaces 413. Or you may affix a light shielding sheet etc. on the surface near the 1st plane area | region 15 among the surfaces which contact the sensor contact surface 411 and the biological body contact surface 412. FIG.
図3は、第1の実施形態に係る測定装置の測定時の一例を示す図である。測定時において、図に示す生体5は、接触部3と仕切材4と接触し、図3に示すようになる。生体5の内部に進入した発光部12からの光と、生体5内部からの反射光が、実線の矢印にて示されている。また、生体5に進入しない発光部12からの光が破線の矢印にて示されている。また、生体5表面からの反射光が点線の矢印にて示されている。仕切材4がセンサ1と生体5との間に介在していることから、仕切材4は生体5に進入しない発光部12からの光と生体5表面からの反射光が受光部11に進入することを防ぐことができる一方、生体5内部からの反射光は、仕切材4を越え、受光部11に届き得る。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of measurement by the measurement apparatus according to the first embodiment. At the time of measurement, the living body 5 shown in the figure comes into contact with the contact portion 3 and the partition member 4, and becomes as shown in FIG. The light from the light emitting unit 12 that has entered the inside of the living body 5 and the reflected light from the inside of the living body 5 are indicated by solid arrows. Further, light from the light emitting unit 12 that does not enter the living body 5 is indicated by a dashed arrow. Further, the reflected light from the surface of the living body 5 is indicated by a dotted arrow. Since the partition member 4 is interposed between the sensor 1 and the living body 5, the partition member 4 receives light from the light emitting unit 12 that does not enter the living body 5 and reflected light from the surface of the living body 5 enters the light receiving unit 11. On the other hand, the reflected light from the inside of the living body 5 can reach the light receiving unit 11 beyond the partition member 4.
また、生体5は、接触部3と仕切材4とに接触している。上述のように、例えば、接触部3を、センサ1を取り囲む開口部を有する筐体などとすれば、測定時には外からの光が入らないようにすることもできる。 In addition, the living body 5 is in contact with the contact portion 3 and the partition member 4. As described above, for example, if the contact portion 3 is a housing having an opening surrounding the sensor 1, it is possible to prevent light from the outside from entering during measurement.
このように、本実施形態の測定装置は、測定に不要な光が受光部11に届くことを排除しつつ、生体内部からの反射光を受光することができる。 As described above, the measuring apparatus according to the present embodiment can receive the reflected light from inside the living body while eliminating the light unnecessary for the measurement from reaching the light receiving unit 11.
なお、図3では、仕切材4の上端が接触部3よりも高い位置にあるため、生体5が仕切材4および接触部3と接触した場合、図のように、仕切材4が生体5に食い込む形となる。これを防ぐために、仕切材4の高さを調整できるようにしてもよい。例えば、仕切材4の内部にバネなどの弾性体を設け、生体5が仕切材4を押し込めるようにし、仕切材4の上端の位置を下げることができるようにしてもよい。 In FIG. 3, since the upper end of the partition member 4 is located higher than the contact portion 3, when the living body 5 comes into contact with the partition member 4 and the contact portion 3, the partition member 4 contacts the living body 5 as shown in the figure. It becomes a form to bite. In order to prevent this, the height of the partition member 4 may be adjusted. For example, an elastic body such as a spring may be provided inside the partition member 4 so that the living body 5 can push in the partition member 4 so that the position of the upper end of the partition member 4 can be lowered.
また、仕切材4の側面のうち発光部12を有する側、つまり第2平面領域16側の遮光面413に、光を反射する塗料を塗布し、塗布前の状態よりも塗布後の状態のほうが、より光を反射させるようにしてもよい。これにより、発光部12からの光がより拡散され、生体に届く光の割合が増加し得る。 In addition, a coating material that reflects light is applied to the side of the partition member 4 that has the light emitting portion 12, that is, the light shielding surface 413 on the second planar region 16 side, and the state after application is more than the state before application. , More light may be reflected. Thereby, the light from the light emission part 12 is spread | diffused more, and the ratio of the light which reaches | attains a biological body may increase.
仕切材4は、センサ1に接着されていてもよいし、基板2または接触部3と接着または接合されていてもよい。図4は、第1の実施形態に係る測定装置のセンサ部分の断面の他の一例を示す図である。図4の断面は、図1の断面方向と直交する方向のものである。図4では、仕切材4は、センサ接触面411の他に、基板2と接触する面414も備えている。この基板2と接触する面414において、仕切材4が基板2と接合されていてもよい。また接触部3に溝を設けて、仕切材4を当該溝に挿入することで仕切材4を支えてもよい。図4のように極力隙間をなくすことで、第2平面領域16側の第2空間領域から第1平面領域15側の第1空間領域へ回り込む光も防ぐことができる。 The partition member 4 may be bonded to the sensor 1, or may be bonded or bonded to the substrate 2 or the contact portion 3. FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the cross section of the sensor portion of the measuring apparatus according to the first embodiment. The cross section of FIG. 4 is a direction orthogonal to the cross sectional direction of FIG. In FIG. 4, the partition member 4 includes a surface 414 that contacts the substrate 2 in addition to the sensor contact surface 411. The partition member 4 may be bonded to the substrate 2 on the surface 414 that contacts the substrate 2. Moreover, a groove | channel may be provided in the contact part 3, and the partition material 4 may be supported by inserting the partition material 4 in the said groove | channel. By eliminating the gap as much as possible as shown in FIG. 4, it is also possible to prevent light that travels from the second spatial region on the second planar region 16 side to the first spatial region on the first planar region 15 side.
以上のように、本実施形態によれば、発光部12からの迷光、生体表面などからの反射光などが直接受光部11に到達することを防ぎ、信号雑音比(S/N)を増加させることができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態に係る測定装置は、センサ1の保護、測定装置の耐久度の向上などのために、センサ1を覆う、上部表面が光を透過させるカバー6を備える。図5は、第2の実施形態に係る測定装置のセンサ部分の断面の一例を示す図である。第1の実施形態と同様な点は、説明を省略する。
As described above, according to the present embodiment, stray light from the light emitting unit 12, reflected light from the surface of the living body, and the like are prevented from directly reaching the light receiving unit 11, and the signal to noise ratio (S / N) is increased. be able to.
(Second Embodiment)
The measuring apparatus according to the second embodiment includes a cover 6 that covers the sensor 1 and whose upper surface transmits light in order to protect the sensor 1 and improve the durability of the measuring apparatus. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a cross section of a sensor portion of the measuring apparatus according to the second embodiment. Description of the same points as in the first embodiment will be omitted.
図5に示すカバー6は、基板2側の底面が開放された直方体形状であり、全体の断面形状は逆凹型(逆U字型)の構造である。ここでは、このカバーを直方体のカバーと称する。直方体のカバー6は、図5のように、開放部を下にしてセンサ1を覆うように取り付けられる。第1の実施形態における仕切材4の生体側は接触面412であったが、第2の実施形態では、仕切材4と生体5の間にはカバー6が介在する。その際に、仕切材4と生体5との間のカバー6の部分領域を光非透過性とすることが望ましい。このようにすることで、このカバー6の部分領域に起因する迷光を防ぐことが期待できる。あるいは、仕切材4と生体5との間にカバー6の一部を介在させず、仕切材4が生体5の接触面に直接露出するように構成することも可能である。この場合は、仕切材4の露出部分に対応するカバー6の一部に開口を設ける必要がある。この構造によっても迷光を防ぐことが期待できる。 The cover 6 shown in FIG. 5 has a rectangular parallelepiped shape in which the bottom surface on the substrate 2 side is opened, and the overall cross-sectional shape is a reverse concave (reverse U-shaped) structure. Here, this cover is referred to as a rectangular parallelepiped cover. As shown in FIG. 5, the rectangular parallelepiped cover 6 is attached so as to cover the sensor 1 with the open part facing down. Although the living body side of the partition member 4 in the first embodiment is the contact surface 412, the cover 6 is interposed between the partition member 4 and the living body 5 in the second embodiment. In that case, it is desirable to make the partial area | region of the cover 6 between the partition material 4 and the biological body 5 light-impermeable. By doing so, it can be expected that stray light due to the partial region of the cover 6 is prevented. Alternatively, it is also possible to configure such that the partition member 4 is directly exposed to the contact surface of the living body 5 without interposing a part of the cover 6 between the partition member 4 and the living body 5. In this case, it is necessary to provide an opening in a part of the cover 6 corresponding to the exposed portion of the partition member 4. This structure can also be expected to prevent stray light.
図5に示すように、仕切材4は、生体5表面またはカバー6内部上面からの反射光が受光部11に進入することを防ぐことができる。一方、生体5内部にまで進入し、生体5内部により反射された光は、仕切材4を越え、受光部11に届き得る。これにより、測定に不要な光が受光部11に届くことを排除することができる。 As shown in FIG. 5, the partition member 4 can prevent light reflected from the surface of the living body 5 or the upper surface inside the cover 6 from entering the light receiving unit 11. On the other hand, the light that enters the living body 5 and is reflected by the inside of the living body 5 can reach the light receiving unit 11 through the partition material 4. Thereby, it is possible to exclude light unnecessary for measurement reaching the light receiving unit 11.
図6は、第2の実施形態に係る測定装置のセンサ部分の断面の他の一例を示す図である。図6は、断面が円弧状のカバー6(凸型レンズ構造)を備えた場合を示す。ここでは、このカバーを半球体のカバーと称する。 FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the cross section of the sensor portion of the measuring apparatus according to the second embodiment. FIG. 6 shows a case where a cover 6 (convex lens structure) having a circular arc cross section is provided. Here, this cover is referred to as a hemispherical cover.
半球体のカバー6を備えた場合も、直方体のカバー6を備えた場合と同様、仕切材4は生体5表面またはカバー6内部上面からの反射光が受光部11に進入することを防ぐことができる。一方、生体5内部にまで進入し、生体5内部により反射された光は、受光部11に届き得る。また、円弧状のカバー6は湾曲しているため、直方体のカバー6よりも生体5と密着しやすくなり、その結果外光の侵入を防ぎやすくなる。これにより、発光部12からの光は生体5内部に進入しやすく、また生体内部からの反射光は受光部11に届き易くなる。ゆえに、半球体のカバー6を備えた場合のほうが、直方体のカバー6を備えた場合よりも信号雑音比(S/N)を増加させることができる。 Even when the hemispherical cover 6 is provided, the partition material 4 prevents the reflected light from the surface of the living body 5 or the upper surface inside the cover 6 from entering the light receiving unit 11, as in the case of providing the cuboid cover 6. it can. On the other hand, the light that enters the living body 5 and is reflected by the inside of the living body 5 can reach the light receiving unit 11. Further, since the arc-shaped cover 6 is curved, it is easier to be in close contact with the living body 5 than the rectangular parallelepiped cover 6, and as a result, it is easier to prevent the intrusion of external light. Thereby, the light from the light emitting unit 12 easily enters the living body 5, and the reflected light from the inside of the living body easily reaches the light receiving unit 11. Therefore, the signal-to-noise ratio (S / N) can be increased when the hemispherical cover 6 is provided than when the hemispherical cover 6 is provided.
カバー6の構造によらず、カバー6の内部は、透過材を満たしてもよいし、中空にしてもよい。また、図6に示すように、カバー6内部における第2平面領域16側の空間に、拡散素材7を含ませてもよい。拡散素材により、発光部12からの光がより拡散され、生体に届く光の割合が増加される。また、第1の実施形態にて述べた通り、第2平面領域16側の遮光面413に、光を反射する塗料を塗布してもよい。 Regardless of the structure of the cover 6, the inside of the cover 6 may be filled with a transmission material or may be hollow. As shown in FIG. 6, the diffusion material 7 may be included in the space inside the cover 6 on the second planar region 16 side. Due to the diffusion material, the light from the light emitting unit 12 is further diffused, and the ratio of the light reaching the living body is increased. Further, as described in the first embodiment, a coating material that reflects light may be applied to the light shielding surface 413 on the second planar region 16 side.
以上のように、本実施形態によれば、カバー6を備えることにより、測定装置の耐久度を向上させることができる。また、断面が円弧状のカバー6を用いることにより、カバー6内部の上面の反射光を抑えることができる。また、カバー6により、センサの発光部12が含まれる空間領域に拡散素材を用いることにより、生体に届く光の割合を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, the durability of the measuring apparatus can be improved by providing the cover 6. Further, by using the cover 6 having a circular section, the reflected light on the upper surface inside the cover 6 can be suppressed. Moreover, the ratio of the light reaching the living body can be increased by using the diffusion material in the spatial region including the light emitting unit 12 of the sensor by the cover 6.
(第3の実施形態)
これまでの実施形態は、センサ1が受光部11を1つ含むことを想定した。第3の実施形態は、センサ1が受光部11および発光部12を複数有する場合を想定する。
(Third embodiment)
In the embodiments so far, it is assumed that the sensor 1 includes one light receiving unit 11. The third embodiment assumes a case where the sensor 1 has a plurality of light receiving units 11 and light emitting units 12.
図7は、第3の実施形態に係る測定装置の測定時の一例を示す図である。本実施形態のセンサ1は、第1受光部111と、第2受光部112と、発光部12を備える。また、第1仕切材41と第2仕切材42を備える。その他は、第1または第2の実施形態と同じである。第1または第2の実施形態と同様な点は、説明を省略する。なお、図7では、第2の実施形態同様、カバー6を設けているが、なくともよい。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of measurement by the measurement apparatus according to the third embodiment. The sensor 1 of the present embodiment includes a first light receiving unit 111, a second light receiving unit 112, and a light emitting unit 12. Moreover, the 1st partition material 41 and the 2nd partition material 42 are provided. Others are the same as those in the first or second embodiment. A description of the same points as in the first or second embodiment will be omitted. In FIG. 7, the cover 6 is provided as in the second embodiment, but may be omitted.
図7に示すように、第1仕切材41と第2仕切材42は、第1の実施形態の仕切材4と同様に、生体からの光の進入方向と反対の方向に突出するように設けられている。また、第1仕切材41とセンサ1との接触領域は、第1受光部111と発光部12の間に位置する。また、第2受光部112は、第1受光部111から第1仕切材41に向かう方向とは逆方向に配置されている。第2仕切材42とセンサ1との接触領域は、第1受光部111と第2受光部112の間に位置する。 As shown in FIG. 7, the first partition member 41 and the second partition member 42 are provided so as to protrude in the direction opposite to the light entering direction from the living body, similarly to the partition member 4 of the first embodiment. It has been. Further, the contact area between the first partition member 41 and the sensor 1 is located between the first light receiving unit 111 and the light emitting unit 12. The second light receiving unit 112 is disposed in a direction opposite to the direction from the first light receiving unit 111 toward the first partition member 41. The contact area between the second partition member 42 and the sensor 1 is located between the first light receiving unit 111 and the second light receiving unit 112.
図7に示すように、生体5に進入した光が、生体5内部の浅い部分と深い部分にて反射される場合を考える。浅い部分にて反射された光を第1受光部111が受光し、深い部分にて反射された光を第2受光部112が受光する。浅い部分にて反射された光は、第1受光部111だけでなく、第2受光部112にも届く可能性があるが、第2仕切材42により遮られる。このように、第2仕切材42は受光不要な光が第2受光部112に進入することを防ぐことができる。 As shown in FIG. 7, consider a case where light that has entered the living body 5 is reflected by a shallow portion and a deep portion inside the living body 5. The first light receiving unit 111 receives light reflected from the shallow portion, and the second light receiving unit 112 receives light reflected from the deep portion. The light reflected by the shallow portion may reach not only the first light receiving unit 111 but also the second light receiving unit 112, but is blocked by the second partition member 42. As described above, the second partition member 42 can prevent light that does not need to be received from entering the second light receiving unit 112.
図8は、第3の実施形態に係る測定装置の測定時の他の一例を示す図である。図7では、発光部12が1つの場合を示したが、図8では、センサ1の発光部12は、第1発光部121と第2発光部122の2つとする。なお、第1発光部121と第2発光部122は、異なる波長の光を発光できるようにしてもよい。例えば、Sp02の算出のため、第1発光部121は赤色光を発光し、第2発光部122は赤外色光を発光するようにしてもよい。 FIG. 8 is a diagram illustrating another example at the time of measurement by the measurement apparatus according to the third embodiment. Although FIG. 7 shows the case where there is one light emitting unit 12, in FIG. 8, the light emitting unit 12 of the sensor 1 is assumed to be the first light emitting unit 121 and the second light emitting unit 122. The first light emitting unit 121 and the second light emitting unit 122 may be configured to emit light having different wavelengths. For example, for the calculation of Sp02, the first light emitting unit 121 may emit red light, and the second light emitting unit 122 may emit infrared light.
第1発光部121が発した光は、生体5に進入後、生体5内部の浅い部分にて反射されるとする。一方、第2発光部122が発した光は、生体5に進入後、生体5内部の深い部分にて反射されるとする。浅い部分にて反射された光は、第1受光部111だけでなく、第2受光部112にも届く可能性があるが、第2仕切材42により遮られる。このように、第2仕切材42は受光不要な光が第2受光部112に進入することを防ぐことができる。なお、第1発光部121と第2発光部122との間にも仕切材を設けてもよい。 It is assumed that the light emitted from the first light emitting unit 121 is reflected by a shallow portion inside the living body 5 after entering the living body 5. On the other hand, it is assumed that the light emitted from the second light emitting unit 122 is reflected by a deep portion inside the living body 5 after entering the living body 5. The light reflected by the shallow portion may reach not only the first light receiving unit 111 but also the second light receiving unit 112, but is blocked by the second partition member 42. As described above, the second partition member 42 can prevent light that does not need to be received from entering the second light receiving unit 112. A partition material may also be provided between the first light emitting unit 121 and the second light emitting unit 122.
以上のように、本実施形態によれば、複数の受光部または発光部を備える場合でも、受光不要な光の到達を防ぎ、Sp02などの測定を容易にすることができる。 As described above, according to the present embodiment, even when a plurality of light receiving units or light emitting units are provided, arrival of light that does not need to be received can be prevented, and Sp02 and the like can be easily measured.
上記に、本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, these embodiment are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 センサ部
11 受光部
111 第1受光部
112 第2受光部
12 発光部
13 非透過素材
14 透過素材
15 第1平面領域
16 第2平面領域
2 基板
3 接触部(筐体)
4 仕切材
41 第1仕切材
411 センサ接触面
412 生体接触面
413 仕切面
414 基板と接触する面
42 第2仕切材
5 生体
6 カバー
7 拡散素材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor part 11 Light-receiving part 111 1st light-receiving part 112 2nd light-receiving part 12 Light-emitting part 13 Non-transmissive material 14 Transparent material 15 1st plane area 16 2nd plane area 2 Board | substrate 3 Contact part (housing | casing)
4 partition material 41 first partition material 411 sensor contact surface 412 biological contact surface 413 partition surface 414 surface in contact with substrate 42 second partition material 5 biological body 6 cover 7 diffusion material
Claims (8)
前記センサの前記第1受光部と異なる箇所から、前記生体からの光の進入方向と反対の方向に突出するように設けられた、光の通過を遮る仕切材と、
を備える生体情報測定装置。 A sensor having a first light receiving portion capable of receiving light from a living body;
A partition material that is provided so as to protrude in a direction opposite to the light entering direction from the living body from a location different from the first light receiving portion of the sensor;
A biological information measuring device comprising:
前記仕切材と前記センサとが接触する領域が、前記発光部と前記第1受光部との間に位置する
請求項1に記載の生体情報測定装置。 The sensor further includes a light emitting unit,
The biological information measuring device according to claim 1, wherein a region where the partition member and the sensor are in contact is located between the light emitting unit and the first light receiving unit.
をさらに備える
請求項1または2に記載の生体情報測定装置。 The biological information measuring device according to claim 1, further comprising a contact portion that surrounds the sensor and has an upper end at a position higher than an upper surface of the sensor irradiated with light from the living body.
をさらに備え、
前記カバーと前記センサとの間に前記仕切材が介在する
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。 A cover that includes the sensor and the partition material on the inner side, and whose upper surface transmits light;
The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the partition member is interposed between the cover and the sensor.
請求項4に記載の生体情報測定装置。 The biological information measuring device according to claim 4, wherein a cross section of the cover has an arc shape.
請求項4または5に記載の生体情報測定装置。 6. The biological information measurement according to claim 4, wherein a diffusion material is included in a three-dimensional region on the side where the first light receiving unit does not exist, among the three-dimensional regions partitioned by the partition material inside the cover. apparatus.
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。 The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein a side surface of the partition member opposite to the first light receiving unit has a light reflectance higher than that of the side surface on the first light receiving unit side. .
前記センサの前記第1受光部と前記第2受光部との間から、前記生体からの光の進入方向と反対の方向に突出するように設けられた、光の通過を遮る第2仕切材
をさらに備える請求項1ないし7のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。 The sensor further includes a second light receiving unit capable of receiving light from a living body in a direction opposite to the direction from the first light receiving unit toward the partition member,
A second partition member that is provided so as to protrude in a direction opposite to the light entering direction from the living body from between the first light receiving unit and the second light receiving unit of the sensor; The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
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