脈波センサ
【課題】従来の脈波センサでは、短期間の脈波測定を行うことはできても、長期間に亘る継続的な脈波測定を行うことは困難であった。
【解決手段】脈波センサ１００は、手首２００に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部１０１−１〜１０１−ｎと、複数の光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ毎のオン／オフ制御を行う制御部１０２と、複数の光センサ部１０１−１〜１０１−ｎと制御部１０２を収納する腕輪型筐体１０７と、を有する。
【解決手段】脈波センサ１００は、手首２００に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部１０１−１〜１０１−ｎと、複数の光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ毎のオン／オフ制御を行う制御部１０２と、複数の光センサ部１０１−１〜１０１−ｎと制御部１０２を収納する腕輪型筐体１０７と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来構成の脈波センサは、図１５で示したように、被験者の指先で脈波の測定を行う構造（例えば指袋型）とされていた。また、従来の脈波センサは、測定データをメインＣＰＵ［Central Processing Unit］にリアルタイムで送信し、メインＣＰＵ側で測定データの解析や格納を行う構成とされていた。また、従来の脈波センサは、メインＣＰＵとの接続を有線で行う構成とされていた。
【０００３】
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１や特許文献２を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１２０１６号公報
【特許文献２】国際公開第２００２／０６２２２２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、被験者の指先で脈波の測定を行う従来構造では、脈波の測定中に脈波センサが指先から脱落しないように、被験者の行動を制約する必要があった。そのため、従来の脈波センサでは、短期間（数分〜数時間）の脈波測定を行うことはできても、長期間（数日〜数ヶ月）に亘る継続的な脈波測定を行うことは困難であった。
【０００６】
本発明は、本願の発明者らによって見い出された上記の問題点に鑑み、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能な脈波センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る脈波センサは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う制御部と、前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第１の構成）とされている。
【０００８】
なお、上記第１の構成から成る脈波センサにて、前記複数の光センサ部は、前記腕輪型筐体を等間隔で周回するように並べて配置されている構成（第２の構成）にするとよい。
【０００９】
また、上記第１または第２の構成から成る脈波センサにおいて、前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、出力不足が生じているものをオフする構成（第３の構成）にするとよい。
【００１０】
また、上記第１〜第３いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、周波数異常が生じているものをオフする構成（第４の構成）にするとよい。
【００１１】
また、上記第１〜第４いずれかの構成から成る脈波センサは、加速度センサ部をさらに有し、前記制御部は、前記加速度センサ部の出力に応じて前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う構成（第５の構成）にするとよい。
【００１２】
また、本発明に係る脈波センサは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、前記複数の光センサ部の出力同士を加算または減算する制御部と、前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第６の構成）とされている。
【００１３】
また、上記第１〜第６いずれかの構成から成る脈波センサは、前記複数の光センサ部や前記制御部への電力供給を行う電源部をさらに有する構成（第７の構成）にするとよい。
【００１４】
また、上記第１〜第７いずれかの構成から成る脈波センサは、前記複数の光センサ部を用いて得られた測定データを外部に転送する通信部をさらに有する構成（第８の構成）にするとよい。
【００１５】
また、上記第１〜第８いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記複数の光センサ部から出力される光の波長は、およそ６００ｎｍ以下の可視光領域に属する構成（第９の構成）にするとよい。
【００１６】
また、上記第１〜第９いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は防水構造とされている構成（第１０の構成）にするとよい。
【００１７】
また、上記第１〜第１０いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は、可撓性素材で形成されている構成（第１１の構成）にするとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る脈波センサであれば、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】脈波測定の原理を説明するための模式図
【図２】生体内における光の減衰量（吸光度）が時間的に変化する様子を示す波形図
【図３】本発明に係る脈波センサの第１実施形態を模式的に示す断面図
【図４】測定ユニット１０の一構成例を模式的に示す断面図
【図５】電源ユニット２０の一構成例を模式的に示す断面図
【図６】通信ユニット３０の一構成例を模式的に示す断面図
【図７】本発明に係る脈波センサの第２実施形態を模式的に示す断面図
【図８】本発明に係る脈波センサの第３実施形態を模式的に示す断面図
【図９】脈波センサ１の第１装着状態を説明するための模式図
【図１０】脈波センサ１の第２装着状態を説明するための模式図
【図１１】本発明に係る脈波センサの第４実施形態を模式的に示す断面図
【図１２】本発明に係る脈波センサの第５実施形態を模式的に示す断面図
【図１３】本発明に係る脈波センサの第６実施形態を模式的に示す断面図
【図１４】発光部と受光部のレイアウトパターンＡ〜Ｄを示す模式図
【図１５】脈波センサの一従来例を示す模式図
【図１６】本発明に係る脈波センサの第７実施形態を模式的に示すブロック図
【図１７】脈波測定動作の一例を示すフローチャート
【図１８】ステップＳ１０１での光センサ選別動作を説明するための模式図（水平）
【図１９】ステップＳ１０１での光センサ選別動作を説明するための模式図（鉛直）
【図２０】ステップＳ１０４及びＳ１０５での光センサ選別動作を説明するための図
【図２１】ステップＳ１０８での演算動作を説明するための図（加算）
【図２２】ステップＳ１０８での演算動作を説明するための図（減算）
【図２３】第１状態〜第３状態の一定義例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜脈波測定の原理＞
図１は、脈波測定の原理を説明するための模式図であり、図２は、生体内における光の減衰量（吸光度）が時間的に変化する様子を示す波形図である。
【００２１】
容積脈波法による脈波測定では、例えば、図１に示したように、測定窓に押し当てられた生体の一部（図１では手首）に向けて発光部（ＬＥＤ［Light Emitting Diode］など）から光が照射され、体内を透過して体外に出てくる光の強度が受光部（フォトダイオードやフォトトランジスタなど）で検出される。ここで、図２に示したように、生体組織や静脈血（脱酸素化ヘモグロビンＨｂ）による光の減衰量（吸光度）は一定であるが、動脈血（酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２）による光の減衰量（吸光度）は拍動によって時間的に変動する。従って、可視領域から近赤外領域にある「生体の窓」（光が生体を透過しやすい波長領域）を利用して、末梢動脈の吸光度変化を測定することにより、容積脈波を測定することができる。
【００２２】
＜脈波から分かること＞
なお、心臓及び自立神経の支配を受けている脈波は、常に一定の挙動を示すものではなく、被験者の状態によって様々な変化（揺らぎ）を生じるものである。従って、脈波の変化（揺らぎ）を解析することにより、被験者の様々な身体情報を得ることができる。例えば、心拍数からは、被験者の運動能力や緊張度などを知ることができ、心拍変動からは、被験者の疲労度、快眠度、及び、ストレスの大きさなどを知ることができる。また、脈波を時間軸で２回微分することにより得られる加速度脈波からは、被験者の血管年齢や動脈硬化度などを知ることができる。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図３は、本発明に係る脈波センサの第１実施形態を模式的に示す断面図である。第１実施形態の脈波センサ１は、手首２で脈波を測定するための構造、より具体的には、手首２に装着されて脈波を測定するための腕輪構造（第１実施形態では腕時計構造）を有する。なお、構成要素に着目すると、第１実施形態の脈波センサ１は、測定ユニット１０と、電源ユニット２０と、通信ユニット３０と、ケーブル４０と、腕輪型筐体５０と、表示ユニット６０と、を有する。
【００２４】
測定ユニット１０は、主として脈波の測定を行うユニットであり、表示ユニット６０の裏側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。このような構成とすることにより、被験者が表示ユニット６０に出力された表示情報（脈波の測定結果など）を見るために表示ユニット６０を顔に向けた状態では、表示ユニット６０の重みにより測定ユニット１０が手首２に押し当てられる形となるので、脈波の測定を安定して行うことが可能となり、延いては、脈波の測定精度を高めることが可能となる。また、本願の発明者らは、手首での脈波測定について、指先での脈波測定に比べればやや感度は低いものの、十分に脈波の測定が可能であることを実際に実験で確認済みである。なお、測定ユニット１０の内部構成や動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２５】
電源ユニット２０は、主として測定ユニット１０や通信ユニット３０への電力供給を行うユニットであり、腕輪型筐体５０が手首２に装着されたときに手首２の甲側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。このように、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得る電源ユニット２０を測定ユニット１０から独立した別ユニットとして配置することにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。なお、電源ユニット２０の内部構成や動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２６】
通信ユニット３０は、主として測定ユニット１０で得られた測定データを外部に転送するユニットであり、腕輪型筐体５０が手首２に装着されたときに手首２の甲側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。このように、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得る通信ユニット３０を測定ユニット１０から独立した別ユニットとして配置することにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。なお、通信ユニット３０の内部構成や動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２７】
ケーブル４０は、測定ユニット１０、電源ユニット２０、及び、通信ユニット３０の相互間を電気的に接続するように腕輪型筐体５０に収納されている。なお、ケーブル４０としては、一般的な被覆電線のほか、ＦＰＣ［Flexible Printed Circuits］などを好適に用いることができる。
【００２８】
腕輪型筐体５０は、測定ユニット１０、電源ユニット２０、通信ユニット３０、及び、ケーブル４０を収納しており、手首に装着される。
【００２９】
表示ユニット６０は、腕輪型筐体５０に設けられて表示情報（日付や時間に関する情報のほか、脈波の測定結果なども含まれる）を出力するユニットであり、本体部６１と表示部６２を含む。本体部６１は、表示部６２を制御するためのマイコンや電池などを備えており、表示部６２は、液晶表示パネルなどを備えている。すなわち、表示ユニット６０は腕時計の文字盤面に相当する。
【００３０】
上記のように、腕輪構造を有する脈波センサ１であれば、被験者が意図的に脈波センサ１を手首２から外さない限り、脈波の測定中に脈波センサ１が手首２から脱落してしまうおそれは殆どないので、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。
【００３１】
また、腕輪構造を有する脈波センサ１であれば、被験者に対して脈波センサ１を装着していることをあまり意識させずに済むので、長期間（数日〜数ヶ月）に亘る継続的な脈波測定を行う場合であっても、被験者に過度のストレスを与えずに済む。
【００３２】
特に、腕輪型筐体５０に表示ユニット６０を設けた第１実施形態であれば、脈波センサ１を腕時計として日常的に装着することができるので、脈波センサ１の装着に対する抵抗感をさらに払拭することが可能となり、延いては、新規ユーザ層の開拓に寄与することが可能となる。
【００３３】
なお、腕輪型筐体５０を可撓性素材（シリコンゴムなど）で形成すれば、脈波センサ１の装着可能サイズに大きな自由度を持たせることが可能となる。
【００３４】
また、腕輪型筐体５０及び表示ユニット６０は、防水構造としておくことが望ましい。このような構成とすることにより、水（雨）や汗などに濡れても故障せずに脈波を測定することが可能となる。また、脈波センサ１を多人数で共用する場合（例えばスポーツジムでの貸し出し用として使用する場合）には、腕輪型筐体５０を丸ごと水洗いすることにより、脈波センサ１を清潔に保つことが可能となる。
【００３５】
また、第１実施形態では、測定ユニット１０、電源ユニット２０、通信ユニット３０、及び、表示ユニット６０をそれぞれ独立したユニットとした構成を例に挙げたが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、複数のユニットを一つにまとめても構わない。
【００３６】
＜測定ユニット＞
図４は、測定ユニット１０の一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の測定ユニット１０は、基板１１と、光センサ１２と、測定窓１３と、増幅回路１４と、演算回路１５と、を含む。
【００３７】
基板１１には、その表面に光センサ１２が直接実装されており、その裏面に増幅回路１４と演算回路１５が直接実装されている。また、基板１１には、電源ユニット２０や通信ユニット３０との電気的接続を確立するためのケーブル４０も接続されている。なお、基板１１の表面と裏面との間には、スルーホールやビアを介して電気的な接続が確立されている。このように、光センサ１２、増幅回路１４、及び、演算回路１５をいずれも基板１１に直接実装する構成であれば、測定ユニット１０を薄型化することができるので、脈波センサ１の装着感を高めることが可能となる。また、基板１１の表面に光センサ１２のみを直接実装する構成であれば、光センサ１２をできるだけ手首２に近接させることができるので、脈波の測定精度を高めることが可能となる。
【００３８】
光センサ１２は、発光部から手首２に光を照射して、生体内を透過した光の強度を受光部で検出することにより、脈波データを取得する。なお、本構成例の光センサ１２は、発光部と受光部が手首２を挟んで互いに反対側に設けられた構成（いわゆる透過型、図１の破線矢印を参照）ではなく、発光部と受光部が手首２に対していずれも同じ側に設けられた構成（いわゆる反射型、図１の実線矢印を参照）とされている。
【００３９】
測定窓１３は、光センサ１２の発光／受光面上に設けられた透光部材（ガラス板やアクリル板など）であり、光センサ１２は、この測定窓１３を介して脈波の測定（手首２への光照射、及び、手首２から戻ってくる反射光の検出）を行う。なお、測定窓１３の厚さについては、光センサ１２の焦点深度を鑑みて適切に設計することが望ましい。
【００４０】
増幅回路１４は、光センサ１２の出力信号（受光部の検出信号）を増幅して演算回路１５に出力する。このように、光センサ１２の直近に増幅回路１４を設けた構成であれば、ノイズが重畳する前に光センサ１２の出力信号を増幅することができるので、信号のＳ／Ｎ［Signal/Noise Ratio］を高めることが可能となり、延いては、脈波の測定精度を高めることが可能となる。
【００４１】
演算回路１５は、脈波センサ１全体の動作を統括的に制御するほか、増幅回路１４の出力信号に各種の信号処理を施すことにより、脈波に関する種々の情報（脈波の揺らぎ、心拍数、心拍変動、及び、加速度脈波など）を取得する。なお、演算回路１５としては、ＣＰＵ［Central Processing Unit］などを好適に用いることができる。このように、光センサ１２及び増幅回路１４の直近に演算回路１５を設けた構成であれば、ノイズが重畳する前に増幅回路１４の出力信号を処理することができるので、脈波の解析精度を高めることが可能となる。
【００４２】
＜電源ユニット＞
図５は、電源ユニット２０の一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の電源ユニット２０は、基板２１と、バッテリ２２と、電源回路２３と、充電回路２４を含む。
【００４３】
基板２１には、その表面にバッテリ２２が直接実装されており、その裏面に電源回路２３と充電回路２４が直接実装されている。また、基板２１には、測定ユニット１０との電気的接続を確立するためのケーブル４０も接続されている。なお、基板２１の表面と裏面との間には、スルーホールやビアを介して電気的な接続が確立されている。このように、基板２１の両面を有効に活用することにより、基板２１の面積を縮小することができるので、電源ユニット２０を小型化することが可能となり、延いては、被験者に脈波センサ１の装着を意識させずに済む。
【００４４】
バッテリ２２は、脈波センサ１の駆動に必要な電力供給源であり、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどを好適に用いることができる。このように、バッテリ駆動方式の脈波センサ１であれば、脈波の測定時に外部からの給電ケーブルを接続する必要がないので、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。なお、本構成例では、平坦性の高いバッテリ２２が手首２の直上に配置されているので、脈波センサ１を手首２に装着した際の親和性を高めることが可能となり、延いては、被験者に脈波センサ１の装着を意識させずに済む。
【００４５】
電源回路２３は、バッテリ２２からの入力電圧を所望の出力電圧に変換して、脈波センサ１の各部に供給する。このように、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得る電源回路２３を測定ユニット１０から独立した電源ユニット２０に組み込むことにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。
【００４６】
充電回路２４は、外部からの電力供給を受けてバッテリ２２の充電制御を行う。なお、外部からの電力供給方式としては、ＵＳＢ［Universal Serial Bus］ケーブルなどを用いる接触方式であってもよいし、或いは、電磁誘導方式、電界結合方式、及び、磁界共鳴方式などの非接触方式であってもよい。このようなバッテリ２２の充電手段を有する構成であれば、電池交換作業が不要となるので、脈波センサ１の利便性を高めることができる。なお、腕輪型筐体５０を防水構造とする際には、外部端子を完全に排除するという観点から、充電回路２４への電力供給方式として非接触方式を採用することが望ましい。
【００４７】
＜通信ユニット＞
図６は、通信ユニット３０の一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の通信ユニット３０は、基板３１と、メモリ３２と、無線通信回路３３と、を含む。
【００４８】
基板３１には、その表面にメモリ３２と無線通信回路３３が直接的に実装されている。また、基板３１には、測定ユニット１０との電気的接続を確立するためのケーブル４０も接続されている。
【００４９】
メモリ３２は、測定ユニット１０で得られた測定データ（増幅回路１４から出力される生データであってもよいし、演算回路１５で種々の処理が施された後の処理済みデータであってもよい）を揮発的ないしは不揮発的に格納する。なお、メモリ３２としては、揮発性のＲＡＭ［Random Access Memory］や不揮発性のフラッシュメモリなどを好適に用いることができる。このような測定データの格納手段を有する構成であれば、所定期間毎にメモリ３２の蓄積データを一括外部送信することができるので、無線通信回路３３を間欠的に待機状態とすることが可能となり、延いては、脈波センサ１のバッテリ駆動時間を延ばすことが可能となる。
【００５０】
無線通信回路３３は、測定ユニット１０で得られた測定データ（増幅回路１４から出力される生データ、演算回路１５から出力される処理済みデータ、及び、メモリ３２から出力される格納データのいずれであってもよい）を外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に無線で送信する。無線通信回路３３は、電源回路２３と同様、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得るため、測定ユニット１０から独立した通信ユニット３０に組み込むことが望ましい。なお、無線通信回路３３としては、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュールＩＣを好適に用いることができる。このような無線通信回路３３を有する構成であれば、外部機器に測定データを送信する際に有線での接続を必要としないので、例えば、被験者の行動を制約せずに測定データのリアルタイム送信を行うことが可能となる。なお、腕輪型筐体５０を防水構造とする際には、外部端子を完全に排除するという観点から、測定データの外部送信方式として無線送信方式を採用することが望ましい。
【００５１】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明に係る脈波センサの第２実施形態を模式的に示す断面図である。第２実施形態の脈波センサ１において、電源ユニット２０と通信ユニット３０は、いずれも、腕輪型筐体５０が手首２に装着されたときに手首２の腹側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。このように、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得る電源ユニット２０と通信ユニット３０を測定ユニット１０からできるだけ離して配置することにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。
【００５２】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明に係る脈波センサの第３実施形態を模式的に示す断面図である。第３実施形態の脈波センサ１では、３つの測定ユニット１０ａ〜１０ｃが表示ユニット６０と向き合うように腕輪型筐体５０の周方向に並べて配置されている。具体的に述べると、測定ユニット列の中央部に位置する測定ユニット１０ｂは、腕輪型筐体５０を軸心方向から見たときに、軸心Ｐに対して表示ユニット６０と点対称となるように配置されており、測定ユニット列の両端部に位置する測定ユニット１０ａ及び１０ｃは、各々と腕輪型筐体５０の軸心Ｐとを結ぶ２本の線分の成す角度が６０度〜９０度となるように配置されている。また、電源ユニット２０と通信ユニット３０はいずれも、表示ユニット６０の裏側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。
【００５３】
このような構成とすることにより、脈波センサ１の装着状態に依らず、測定ユニット１０ａ〜１０ｃの少なくとも一つで適切に脈波の測定を行うことが可能となる。その理由について、図９及び図１０を参照しながら具体的に説明する。
【００５４】
図９は、脈波センサ１の第１装着状態（表示ユニット６０が手首２の甲側となるように脈波センサ１が装着された状態）を説明するための模式図であり、図１０は、脈波センサ１の第２装着状態（表示ユニット６０が手首２の腹側となるように脈波センサ１が装着された状態）を説明するための模式図である。
【００５５】
手首２の腹側について見ると、中央部は皮膚の直下に腱があって脈波センサ１のフィット感に乏しいものの、両端部は肉厚で脈波センサ１のフィット感に優れている。従って、脈波センサ１の第１装着状態では、測定ユニット列の両端部に位置する測定ユニット１０ａ及び１０ｃで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００５６】
一方、手首２の甲側について見ると、両端部は皮膚の直下に骨があって脈波センサ１のフィット感に乏しいものの、中央部は肉厚で脈波センサ１のフィット感に優れている。従って、脈波センサ１の第２装着状態では、測定ユニット列の中央部に位置する測定ユニット１０ｂで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００５７】
上記したように、脈波センサ１の第１装着状態では、測定ユニット列の中央部に位置する測定ユニット１０ｂよりも、測定ユニット列の両端部に位置する測定ユニット１０ａ及び１０ｃの方が脈波を高精度に測定することができ、脈波センサ１の第２装着状態では、測定ユニット列の両端部に位置する測定ユニット１０ａ及び１０ｃよりも、測定ユニット列の中央部に位置する測定ユニット１０ｂの方が脈波を高精度に測定することができる。
【００５８】
逆に言えば、脈波センサ１の第１装着状態では、測定ユニット１０ｂの動作必要性が乏しく、脈波センサ１の第２装着状態では、測定ユニット１０ａ及び１０ｃの動作必要性が乏しいと言える。
【００５９】
そこで、第３実施形態の脈波センサ１は、測定ユニット１０ａ〜１０ｃ毎にオン／オフ制御を行う制御部を有する構成とされている。より具体的に述べると、制御部は、被験者の動作モード切替操作に応じて、測定ユニット１０ｂをオフとして測定ユニット１０ａ及び１０ｃをオンとする第１の動作モードと、測定ユニット１０ｂをオンとして測定ユニット１０ａ及び１０ｃをオフとする第２の動作モードと、を切り替える構成とされている。
【００６０】
なお、上記の制御部は、測定ユニット１０ａ〜１０ｃに各々組み込まれている演算回路の一機能として実現してもよいし、電源ユニット２０や通信ユニット３０、或いは、表示ユニット６０にマイコンなどを組み込んでもよい。或いは、測定ユニット１０ａ〜１０ｃの統括制御を行うための独立ユニットとして腕輪型筐体５０に別途収納しても構わない。
【００６１】
このような構成であれば、測定ユニット１０ａ〜１０ｃを必要に応じてオン／オフすることができるので、電力の浪費を抑えてバッテリ駆動時間を延ばすことが可能となる。
【００６２】
また、第３実施形態の脈波センサ１において、上記の制御部は、測定ユニット１０ａ〜１０ｃ毎のオン／オフ制御と連動して、表示ユニット６０の表示方向制御を行う構成とされている。より具体的に述べると、第１の動作モードでは、腕輪型筐体５０の周回方向が表示部６２に出力される表示情報の上下方向と一致するように、また、第２の動作モードでは、腕輪型筐体５０の周回方向が表示部６２に出力される表示情報の左右方向と一致するように、表示ユニット６０の表示方向制御が行われる。このような構成とすることにより、脈波センサ１の装着状態に依らず、被験者による表示情報の読み取りが容易となる。
【００６３】
＜第４実施形態＞
図１１は、本発明に係る脈波センサの第４実施形態を模式的に示す断面図である。第４実施形態の脈波センサ１では、先出の表示ユニット６０が除かれており、さらに、８つの測定ユニット１０ａ〜１０ｈが腕輪型筐体５０を等間隔で周回するように並べて配置されている。このような構成であれば、腕輪型筐体５０が手首２の周りを回転しても、測定ユニット１０ａ〜１０ｈの少なくとも一つで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００６４】
また、第４実施形態の脈波センサ１では、８つの測定ユニット１０ａ〜１０ｈに対して２つの電源ユニット２０ｘ及び２０ｙが設けられており、一つの電源ユニットから複数の測定ユニットに電力供給が行われる。より具体的に述べると、電源ユニット２０ｘは、ケーブル４０ｘを介して測定ユニット１０ａ〜１０ｄと通信ユニット３０に電力を供給し、電源ユニット２０ｙは、ケーブル４０ｙを介して測定ユニット１０ｅ〜１０ｈに電力を供する。このような構成とすることにより、一つの電源ユニットに掛かる負荷を軽減することが可能となる。また、ケーブルを複数に分割することができるので、腕輪型筐体５０の伸縮にも柔軟に対応することが可能となる。
【００６５】
なお、第４実施形態の脈波センサ１では、電源ユニット２０ｘ及び２０ｙと通信ユニット３０が腕輪型筐体５０内の一箇所に集約して収納されている。
【００６６】
＜第５実施形態＞
図１２は、本発明に係る脈波センサの第５実施形態を模式的に示す断面図である。第５実施形態の脈波センサ１では、測定ユニット１０ａ〜１０ｈよりも薄く小型に形成された電源ユニット２０ｘ及び２０ｙが、それぞれ、測定ユニット１０ａと測定ユニット１０ｅとの間、及び、測定ユニット１０ｄと測定ユニット１０ｈとの間に配置されている。このような構成とすることにより、先出の第４実施形態と同様、腕輪型筐体５０が手首２の周りを回転しても、測定ユニット１０ａ〜１０ｈの少なくとも一つで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００６７】
＜第６実施形態＞
図１３は、本発明に係る脈波センサの第６実施形態を模式的に示す断面図である。第６実施形態の脈波センサ１では、８つの測定ユニット１０ａ〜１０ｈに対して、８つの電源ユニット２０ａ〜２０ｈ、８つの通信ユニット３０ａ〜３０ｈ、及び、８本のケーブル４０ａ〜４０ｈが設けられており、一つの電源ユニットから一本のケーブルを介して一つの測定ユニットと一つの通信ユニットに各々電力供給が行われる。すなわち、第６実施形態の脈波センサ１は、各々独立に脈波を測定して測定データの外部送信を行うことが可能な自立ブロックが腕輪型筐体５０の内部に８つ収納された構成であると言える。このような構成とすることにより、先出の第４実施形態や第５実施形態と同様、腕輪型筐体５０が手首２の周りを回転しても、測定ユニット１０ａ〜１０ｈの少なくとも一つで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００６８】
＜光センサ＞
図１４は、測定ユニット１０の光センサ１２を形成する発光部と受光部のレイアウトパターンＡ〜Ｄを示す模式図である。図１４に示したように、発光部ＬＥＤと受光部ＰＤとは、１対１（レイアウトパターンＡ）、２対１（レイアウトパターンＢ）、３対１（レイアウトパターンＣ）、及び、４対１（レイアウトパターンＤ）など、いずれのレイアウトパターンを採用しても構わない。なお、レイアウトパターンＢ〜Ｄを採用する場合には、複数の発光部ＬＥＤを正多角形の頂点位置に各々配置し、受光部を前記正多角形の重心位置に配置することが望ましい。
【００６９】
＜出力波長についての考察＞
実験では、いわゆる反射型の脈波センサ１において、発光部の出力波長をλ１（赤外：９４０ｎｍ）、λ２（緑：６３０ｎｍ）、及び、λ３（青：４６８ｎｍ）とし、発光部の出力強度（駆動電流値）を１ｍＡ、５ｍＡ、１０ｍＡに変化させたときの挙動を各々調査した。その結果、およそ波長６００ｎｍ以下の可視光領域において、酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２の吸収係数が大きくなり、測定される脈波のピーク強度が大きくなるため、脈波の波形を比較的取得しやすいことが分かった。
【００７０】
なお、動脈血の酸素飽和度を検出するパルスオキシメータでは、酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２の吸収係数（実線）と脱酸素化ヘモグロビンＨｂの吸収係数（破線）との差違が最大となる近赤外領域の波長（７００ｎｍ前後）が発光部の出力波長として広く一般的に用いられているが、脈波センサ（特に、いわゆる反射型の脈波センサ）としての利用を考えた場合には、上記の実験結果で示したように、波長６００ｎｍ以下の可視光領域を発光部の出力波長として用いることが望ましいと言える。
【００７１】
＜第７実施形態＞
図１６は、本発明に係る脈波センサの第７実施形態を模式的に示すブロック図である。第７実施形態の脈波センサ１００は、ｎ個（ただしｎ≧２）の光センサ部１０１−１〜１０１−ｎと、制御部１０２と、加速度センサ部１０３と、記憶部１０４と、無線通信部１０５と、電源部１０６と、腕輪型筐体１０７と、を有する。
【００７２】
光センサ部１０１−１〜１０１−ｎは、それぞれ、手首２００に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する。光センサ部１０１−１〜１０１−ｎは、第４〜第６実施形態の測定ユニット１０ａ〜１０ｈと同様、腕輪型筐体１０７を等間隔で周回するように並べて配置されている。なお、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎの構造や出力波長については、先述の光センサ１２と同様であるため、重複した説明は割愛する。
【００７３】
制御部１０２は、先述の演算回路１５に相当し、脈波センサ１００全体の動作を統括的に制御する。
【００７４】
加速度センサ部１０３は、３軸の加速度を個別に検出して制御部１０２に伝達する。このような構成とすることにより、制御部１０２では、脈波センサ１００の姿勢を認識することが可能となる。
【００７５】
記憶部１０４は、先述のメモリ３２に相当し、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎで得られた測定データ（光センサ部１０１−１〜１０１−ｎから出力される生データであってもよいし、制御部１０２で種々の処理が施された後の処理済みデータであってもよい）を揮発的ないしは不揮発的に格納する。
【００７６】
無線通信部１０５は、先述の無線通信回路３３に相当し、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを用いて得られた測定データ（光センサ部１０１−１〜１０１−ｎから出力される生データ、制御部１０２から出力される処理済みデータ、及び、記憶部１０４から出力される格納データのいずれであってもよい）を外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に無線で送信する。
【００７７】
電源部１０６は、先述の電源ユニット２０に相当し、脈波センサ１００各部への電力供給を行う。
【００７８】
腕輪型筐体１０７は、先述の腕輪型筐体５０に相当し、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ、制御部１０２、加速度センサ部１０３、記憶部１０４、及び、無線通信部１０５を収納する。
【００７９】
図１７は、脈波センサ１００による脈波測定動作の一例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートの実行主体は、基本的に制御部１０２である。
【００８０】
ステップＳ１０１では、加速度センサ部１０３の出力に応じて脈波センサ１００の姿勢が認識され、その認識結果に基づいて光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ毎のオン／オフ制御が行われる。
【００８１】
例えば、図１８で示したように、腕輪型筐体１０７の軸心が水平方向または略水平方向に向いている場合、腕輪型筐体１０７の自重により、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、軸心を通る水平線よりも上側の光センサ部は手首２００と密着し、下側の光センサ部は手首２００と離間する。そこで、正常な脈波の測定が期待できる上側の光センサ部をオンとし、正常な脈波の測定が期待できない下側の光センサ部を予めオフしておくことにより、脈波の測定精度を悪化させることなく、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせた場合と比べて、消費電力を１／２に削減することが可能となる。
【００８２】
また、図１９で示したように、腕輪型筐体１０７の軸心が鉛直方向または略鉛直方向を向いている場合、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのいずれと手首２００が密着しているかは定かでない。そこで、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを腕輪型筐体１０７の周回方向に沿って交互にオン／オフさせることにより、脈波の測定精度を悪化させることなく、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせた場合と比べて、消費電力を１／２に削減することが可能となる。
【００８３】
ステップＳ１０２では、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、ステップＳ１０１でオンとされた光センサ部を用いて、出力ピークの強度と周波数を検出するための測定が行われる。本ステップでの脈波測定は、さらなる光センサ部の選別処理に必要な情報を取得するためだけに行われるものであって、測定データの外部送信は行われない。
【００８４】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で脈波の測定が開始されてから所定時間Ｔが経過したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１０４に進められ、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１０２に戻される。なお、上記の所定時間Ｔについては、出力ピークの強度と周波数を検出することが可能な長さに設定しておけばよい（図２０を参照）。
【００８５】
ステップＳ１０４では、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、ステップＳ１０１でオンとされた光センサ部毎の測定データについて、各出力ピークの強度と所定の閾値とが比較され、その比較結果に基づいて光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ毎のオン／オフ制御が行われる。より具体的に述べると、出力ピークの強度が所定の閾値を下回っているものについては、出力不足が生じているものとしてオフされる。
【００８６】
例えば、図２０で示した光センサ部Ｘ〜Ｚのうち、光センサ部Ｘ及びＺの測定データについては、出力ピークの強度ＰＸ及びＰＺが閾値Ｐｔｈを上回っているが、光センサ部Ｙの測定データについては、出力ピークの強度ＰＹが閾値Ｐｔｈを下回っている。そこで、正常な脈波の測定が期待できない光センサ部Ｙを予めオフしておくことにより、脈波の測定精度を悪化させることなく、さらなる消費電力の削減を達成することが可能となる。
【００８７】
ステップＳ１０５では、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、ステップＳ１０１でオンとされた光センサ部毎の測定データについて、各出力ピークの周波数が所定の範囲内に収まっているか否かの判定が行われ、その判定結果に基づいて光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ毎のオン／オフ制御が行われる。より具体的に述べると、出力ピークの周波数が６０〜２００ｂｐｍ［beats per minutes］の範囲内に収まっていないものについては、周波数異常（ノイズの重畳など）が生じているものとしてオフされる。
【００８８】
例えば、図２０で示した光センサ部Ｘ〜Ｚのうち、光センサ部Ｘ及びＹの測定データについては、出力ピークの周波数ＦＸ及びＦＹが所定の範囲内に収まっているが、光センサ部Ｚの測定データについては、ノイズの重畳に起因して出力ピークの周波数ＦＺが所定の範囲内に収まっていない。そこで、正常な脈波の測定が期待できない光センサ部Ｚを予めオフしておくことにより、脈波の測定精度を悪化させることなく、さらなる消費電力の削減を達成することが可能となる。
【００８９】
なお、図２０の例では、光センサ部Ｘ〜Ｚのうち、ステップＳ１０４で光センサ部Ｙがオフとされ、ステップＳ１０５で光センサ部Ｚがオフとされるので、最終的にオンされた状態で残るのは光センサ部Ｘのみとなる。
【００９０】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５における光センサ部の選別処理により、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎが全てオフとされたか否かの判定が行われる。ここで、ノー判定が下された場合（すなわち光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち少なくとも一つが最終的にオンされた状態で残っている場合）にはフローがステップＳ１０７に進められる。一方、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１４に進められる。
【００９１】
ステップＳ１０７では、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５における光センサ部の選別処理を経て、最終的にオンされた状態で残っている光センサ部を用いて、脈波の測定が行われる。
【００９２】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で得られた測定データに所定の演算処理が施される。例えば、図２１で示したように、光センサ部Ａの出力Ａと光センサ部Ｂの出力Ｂとを足し合わせて加算出力（Ａ＋Ｂ）を生成することが考えられる。このような演算処理を行うことにより、出力ピークの強度を高めてＳ／Ｎを向上させることが可能となる。
【００９３】
また、図２２で示したように、ノイズ成分が重畳した光センサ部Ａの出力Ａからノイズ成分のみを含む出力Ｂ（例えば、暗電流検出専用に別途用意された光センサ部Ｂの出力）を差し引いて減算出力（Ａ−Ｂ）を生成することも考えられる。このような演算処理を行うことにより、ノイズ成分を除去してＳ／Ｎを向上させることが可能となる。
【００９４】
なお、ステップＳ１０８での演算処理には、上記のような加算処理や減算処理のほか、複数の測定データのうち、出力ピークの強度が最大であるものを選んで出力するといった測定データの選択処理も含まれる。
【００９５】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８の演算処理を経て生成された測定データが外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に転送される。なお、本フローチャートでは、一回の脈波測定毎に測定データを外部に転送する構成を例示したが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、ステップＳ１０９で測定データの一時格納処理を行い、所定期間毎（または脈波測定を終了する際）に、一時格納された測定データを一括して外部に転送する構成としても構わない。
【００９６】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０７で脈波の測定が開始されてから所定時間Ｔが経過したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１１に進められ、ノー判定が下された場合には所定時間Ｔのカウント結果がリセットされてフローがステップＳ１０７に戻される。なお、上記の所定時間Ｔについては、先述と同様、出力ピークの強度と周波数を検出することが可能な長さに設定しておけばよい（図２０を参照）。
【００９７】
ステップＳ１１１では、脈波センサ１００が第１状態であるか否かの判定が行われる。上記の第１状態とは、正常に脈波が測定されている状態を言い、より具体的には、図２３で示したように、出力ピークの強度（複数の光センサ部がオンされている場合には各々の合算値）が第１下側閾値ＴＨ１Ｌよりも大きく、第１上側閾値ＴＨ１Ｈよりも小さい状態を言う（ただしＴＨ１Ｌ＜ＴＨ１Ｈ）。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１２に進められ、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１１３に進められる。
【００９８】
ステップＳ１１２では、脈波測定終了が指示されたか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合には上記一連のフローが終了され、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１０７に戻される。
【００９９】
ステップＳ１１２では、脈波センサ１００が第２状態であるか否かの判定が行われる。上記の第２状態とは、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせなければ、正常に脈波を測定することができない状態を言い、より具体的には、図２３で示したように、出力ピークの強度（複数の光センサ部がオンされている場合には各々の合算値）が第２閾値ＴＨ２よりも小さい状態を言う（ただしＴＨ２＜ＴＨ１Ｌ）。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１４に進められる。一方、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１０１に進められて、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎの選別処理が一からやり直される。
【０１００】
ステップＳ１０６またはステップＳ１１３でイエス判定が下された場合、ステップＳ１１４では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５における光センサ部１０１−１〜１０１−ｎの選別処理結果に依らず、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎが全てオンされる。このような構成とすることにより、消費電力の削減よりも脈波測定の高精度化（安定化）を優先することが可能となる。
【０１０１】
ステップＳ１１５では、全ての光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを用いて、脈波の測定が行われる。
【０１０２】
ステップＳ１１６では、ステップＳ１１５で得られた測定データに所定の演算処理が施される。この演算処理については、先述のステップＳ１０８と同様であるため、重複した説明を割愛する。
【０１０３】
ステップＳ１１７では、ステップＳ１１６の演算処理を経て生成された測定データが外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に転送される。
【０１０４】
ステップＳ１１８では、ステップＳ１１５で脈波の測定が開始されてから所定時間Ｔが経過したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１１に進められ、ノー判定が下された場合には所定時間Ｔのカウント結果がリセットされてフローがステップＳ１１５に戻される。
【０１０５】
ステップＳ１１９では、脈波センサ１００が第３状態であるか否かの判定が行われる。上記の第３状態とは、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせなくても、正常に脈波を測定することができる状態を言い、より具体的には、図２３で示したように、出力ピークの強度（複数の光センサ部がオンされている場合には各々の合算値）が第３閾値ＴＨ３よりも大きい状態を言う（ただしＴＨ３＞ＴＨ１Ｈ）。ここで、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１２０に進められる。一方、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１０１に進められて、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎの選別処理が一からやり直される。
【０１０６】
ステップＳ１２０では、脈波センサ１００が第２状態であるか否かの判定が行われる。上記の第２状態とは、先にも述べた通り、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせなければ、正常に脈波を測定することができない状態を言い、より具体的には、図２３で示したように、出力ピークの強度（複数の光センサ部がオンされている場合には各々の合算値）が第２閾値ＴＨ２よりも小さい状態を言う（ただしＴＨ２＜ＴＨ１Ｌ）。ここで、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１２１に進められる。一方、イエス判定が下された場合には、もはや脈波を正常に測定することは不可能であるという判断の下、一連のフローが終了される。
【０１０７】
ステップＳ１２１では、脈波測定終了が指示されたか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合には上記一連のフローが終了され、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１１５に戻される。
【０１０８】
＜本明細書中に開示されている技術的特徴＞
以下では、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴について総括する。
【０１０９】
本明細書中に開示されている脈波センサは、手首で脈波を測定するための構造を有する構成（第１−１の構成）とされている。
【０１１０】
なお、上記第１−１の構成から成る脈波センサは、手首に装着されて脈波を測定するための腕輪構造を有する構成（第１−２の構成）にするとよい。
【０１１１】
また、上記第１−２の構成から成る脈波センサは、脈波の測定を行う測定ユニットと、前記測定ユニットへの電力供給を行う電源ユニットと、前記測定ユニットと前記電源ユニットとの間を電気的に接続するケーブルと、前記測定ユニット、前記電源ユニット、及び前記ケーブルを収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第１−３の構成）にするとよい。
【０１１２】
また、上記第１−３の構成から成る脈波センサにて、前記測定ユニットは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する光センサを含む構成（第１−４の構成）にするとよい。
【０１１３】
また、上記第１−４の構成から成る脈波センサにおいて、前記光センサの出力波長は、およそ６００ｎｍ以下の可視光領域に属する構成（第１−５の構成）にするとよい。
【０１１４】
また、上記第１−４または第１−５の構成から成る脈波センサは、前記腕輪型筐体に設けられて表示情報を出力する表示ユニットをさらに有する構成（第１−６の構成）にするとよい。
【０１１５】
また、上記第１−６の構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、前記表示ユニットの裏側に設けられている構成（第１−７の構成）にするとよい。
【０１１６】
また、上記第１−６の構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、前記表示ユニットに向き合って前記腕輪型筐体の周方向に複数並べて配置されている構成（第１−８の構成）にするとよい。
【０１１７】
また、上記第１−８の構成から成る脈波センサにおいて、前記複数の測定ユニットは、測定ユニット列の両端部に位置する２つの測定ユニットと前記腕輪型筐体の軸心とを各々結ぶ２本の線分の成す角度が６０度〜９０度となるように配置されている構成（第１−９の構成）にするとよい。
【０１１８】
また、上記第１−９の構成から成る脈波センサは、前記複数の測定ユニット毎にオン／オフ制御を行う制御部を有する構成（第１−１０の構成）にするとよい。
【０１１９】
また、上記第１−１０の構成から成る脈波センサにて、前記制御部は、前記測定ユニット列の中央部付近に位置する測定ユニットをオフとして前記測定ユニット列の両端部付近に位置する測定ユニットをオンとする第１の動作モードと、前記測定ユニット列の中央部付近に位置する測定ユニットをオンとして前記測定ユニット列の両端部付近に位置する測定ユニットをオフとする第２の動作モードと、を切り替える構成（第１−１１の構成）にするとよい。
【０１２０】
また、上記第１−１１の構成から成る脈波センサにおいて、前記制御部は、前記測定ユニット毎のオン／オフ制御と連動して前記表示ユニットの表示方向制御を行う構成（第１−１２の構成）にするとよい。
【０１２１】
また、上記第１−４または第１−５の構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、前記腕輪型筐体を等間隔で周回するように、複数並べて配置されている構成（第１−１３の構成）にするとよい。
【０１２２】
また、上記第１−１３の構成から成る脈波センサにおいて、前記電源ユニットは、前記複数の測定ユニットよりも少数であり、一つの電源ユニットから複数の測定ユニットに電力供給が行われる構成（第１−１４の構成）にするとよい。
【０１２３】
また、上記第１−１３の構成から成る脈波センサにおいて、前記電源ユニットは、前記複数の測定ユニットと同数だけ設けられており、一つの電源ユニットから一つの測定ユニットに電力供給が行われる構成（第１−１５の構成）にするとよい。
【０１２４】
また、上記第１−４〜第１−１５いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、前記光センサの出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信号に基づいて脈波に関する情報を取得する演算回路と、を含む構成（第１−１６の構成）にするとよい。
【０１２５】
また、上記第１−１６の構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、表面に前記光センサが実装されて裏面に前記増幅回路と前記演算回路が実装される基板を含む構成（第１−１７の構成）にするとよい。
【０１２６】
また、上記第１−３〜第１−１７いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記電源ユニットは、バッテリと、前記バッテリからの入力電圧を所望の出力電圧に変換する電源回路とを含む構成（第１−１８の構成）にするとよい。
【０１２７】
また、上記第１−１８の構成から成る脈波センサにおいて、前記電源ユニットは、前記バッテリの充電制御を行う充電回路を含む構成（第１−１９の構成）にするとよい。
【０１２８】
また、上記第１−１９の構成から成る脈波センサにおいて、前記充電回路は、接触方式で外部からの電力供給を受ける構成（第１−２０の構成）にするとよい。
【０１２９】
また、上記第１−１９の構成から成る脈波センサにおいて、前記充電回路は、非接触方式で外部からの電力供給を受ける構成（第１−２１の構成）にするとよい。
【０１３０】
また、上記第１−３〜第１−２１いずれかの構成から成る脈波センサは、前記測定ユニットで得られた測定データを外部に転送する通信ユニットをさらに有する構成（第１−２２の構成）にするとよい。
【０１３１】
また、上記第１−２２の構成から成る脈波センサにおいて、前記通信ユニットは、前記測定データを格納するメモリと、前記測定データを外部に無線送信する無線通信回路と、を含む構成（第１−２３の構成）にするとよい。
【０１３２】
また、上記第１−３〜第１−２３いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は、防水構造とされている構成（第１−２４の構成）にするとよい。
【０１３３】
また、上記第１−３〜第１−２４いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は、可撓性素材で形成されている構成（第１−２５の構成）にするとよい。
【０１３４】
また、本明細書中に開示されている脈波センサは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う制御部と、前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第２−１の構成）とされている。
【０１３５】
なお、上記第２−１の構成から成る脈波センサにて、前記複数の光センサ部は、前記腕輪型筐体を等間隔で周回するように並べて配置されている構成（第２−２の構成）にするとよい。
【０１３６】
また、上記第２−１または第２−２の構成から成る脈波センサにて、前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、出力不足が生じているものをオフとする構成（第２−３の構成）にするとよい。
【０１３７】
また、上記第２−１〜第２−３いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、周波数異常が生じているものをオフする構成（第２−４の構成）にするとよい。
【０１３８】
また、上記第２−１〜第２−４いずれかの構成から成る脈波センサは、加速度センサ部をさらに有し、前記制御部は、前記加速度センサ部の出力に応じて前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う構成（第２−５の構成）にするとよい。
【０１３９】
また、本明細書中に開示されている脈波センサは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、前記複数の光センサ部の出力同士を加算または減算する制御部と、前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第２−６の構成）とされている。
【０１４０】
また、上記第２−１〜第２−６いずれかの構成から成る脈波センサは、前記複数の光センサ部や前記制御部への電力供給を行う電源部をさらに有する構成（第２−７の構成）にするとよい。
【０１４１】
また、上記第２−１〜第２−７いずれかの構成から成る脈波センサは、前記複数の光センサ部を用いて得られた測定データを外部に転送する通信部をさらに有する構成（第２−８の構成）にするとよい。
【０１４２】
また、上記第２−１〜第２−８いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記複数の光センサ部から出力される光の波長は、およそ６００ｎｍ以下の可視光領域に属する構成（第２−９の構成）にするとよい。
【０１４３】
また、上記第２−１〜第２−９いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は防水構造とされている構成（第２−１０の構成）にするとよい。
【０１４４】
また、上記第２−１〜第２−１０いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は、可撓性素材で形成されている構成（第２−１１の構成）にするとよい。
【０１４５】
＜その他の変形例＞
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明は、脈波センサの利便性を高めるための技術として利用することが可能であり、ヘルスケアサポート機器、ゲーム機器、音楽機器、ペットコミュニケーションツール、車両の運転手の居眠り防止機器など、様々な分野への応用が可能であると考えられる。
【符号の説明】
【０１４７】
１ 脈波センサ
２ 手首
１０、１０ａ〜１０ｈ 測定ユニット
１１ 基板
１２ 光センサ
１３ 測定窓（透光部材）
１４ 増幅回路
１５ 演算回路（ＣＰＵ）
２０、２０ｘ、２０ｙ、２０ａ〜２０ｈ 電源ユニット
２１ 基板
２２ バッテリ
２３ 電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
２４ 充電回路
３０、３０ａ〜３０ｈ 通信ユニット
３１ 基板
２２ メモリ
３３ 無線通信回路
４０、４０ｘ、４０ｙ、４０ａ〜４０ｈ ケーブル
５０ 腕輪型筐体
６０ 表示ユニット
６１ 本体部
６２ 表示部
１００ 脈波センサ
１０１−１〜１０１−ｎ 光センサ部
１０２ 制御部
１０３ 加速度センサ部
１０４ 記憶部
１０５ 無線通信部
１０６ 電源部
１０７ 腕輪型筐体
２００ 手首
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来構成の脈波センサは、図１５で示したように、被験者の指先で脈波の測定を行う構造（例えば指袋型）とされていた。また、従来の脈波センサは、測定データをメインＣＰＵ［Central Processing Unit］にリアルタイムで送信し、メインＣＰＵ側で測定データの解析や格納を行う構成とされていた。また、従来の脈波センサは、メインＣＰＵとの接続を有線で行う構成とされていた。
【０００３】
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１や特許文献２を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１２０１６号公報
【特許文献２】国際公開第２００２／０６２２２２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、被験者の指先で脈波の測定を行う従来構造では、脈波の測定中に脈波センサが指先から脱落しないように、被験者の行動を制約する必要があった。そのため、従来の脈波センサでは、短期間（数分〜数時間）の脈波測定を行うことはできても、長期間（数日〜数ヶ月）に亘る継続的な脈波測定を行うことは困難であった。
【０００６】
本発明は、本願の発明者らによって見い出された上記の問題点に鑑み、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能な脈波センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る脈波センサは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う制御部と、前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第１の構成）とされている。
【０００８】
なお、上記第１の構成から成る脈波センサにて、前記複数の光センサ部は、前記腕輪型筐体を等間隔で周回するように並べて配置されている構成（第２の構成）にするとよい。
【０００９】
また、上記第１または第２の構成から成る脈波センサにおいて、前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、出力不足が生じているものをオフする構成（第３の構成）にするとよい。
【００１０】
また、上記第１〜第３いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、周波数異常が生じているものをオフする構成（第４の構成）にするとよい。
【００１１】
また、上記第１〜第４いずれかの構成から成る脈波センサは、加速度センサ部をさらに有し、前記制御部は、前記加速度センサ部の出力に応じて前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う構成（第５の構成）にするとよい。
【００１２】
また、本発明に係る脈波センサは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、前記複数の光センサ部の出力同士を加算または減算する制御部と、前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第６の構成）とされている。
【００１３】
また、上記第１〜第６いずれかの構成から成る脈波センサは、前記複数の光センサ部や前記制御部への電力供給を行う電源部をさらに有する構成（第７の構成）にするとよい。
【００１４】
また、上記第１〜第７いずれかの構成から成る脈波センサは、前記複数の光センサ部を用いて得られた測定データを外部に転送する通信部をさらに有する構成（第８の構成）にするとよい。
【００１５】
また、上記第１〜第８いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記複数の光センサ部から出力される光の波長は、およそ６００ｎｍ以下の可視光領域に属する構成（第９の構成）にするとよい。
【００１６】
また、上記第１〜第９いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は防水構造とされている構成（第１０の構成）にするとよい。
【００１７】
また、上記第１〜第１０いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は、可撓性素材で形成されている構成（第１１の構成）にするとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る脈波センサであれば、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】脈波測定の原理を説明するための模式図
【図２】生体内における光の減衰量（吸光度）が時間的に変化する様子を示す波形図
【図３】本発明に係る脈波センサの第１実施形態を模式的に示す断面図
【図４】測定ユニット１０の一構成例を模式的に示す断面図
【図５】電源ユニット２０の一構成例を模式的に示す断面図
【図６】通信ユニット３０の一構成例を模式的に示す断面図
【図７】本発明に係る脈波センサの第２実施形態を模式的に示す断面図
【図８】本発明に係る脈波センサの第３実施形態を模式的に示す断面図
【図９】脈波センサ１の第１装着状態を説明するための模式図
【図１０】脈波センサ１の第２装着状態を説明するための模式図
【図１１】本発明に係る脈波センサの第４実施形態を模式的に示す断面図
【図１２】本発明に係る脈波センサの第５実施形態を模式的に示す断面図
【図１３】本発明に係る脈波センサの第６実施形態を模式的に示す断面図
【図１４】発光部と受光部のレイアウトパターンＡ〜Ｄを示す模式図
【図１５】脈波センサの一従来例を示す模式図
【図１６】本発明に係る脈波センサの第７実施形態を模式的に示すブロック図
【図１７】脈波測定動作の一例を示すフローチャート
【図１８】ステップＳ１０１での光センサ選別動作を説明するための模式図（水平）
【図１９】ステップＳ１０１での光センサ選別動作を説明するための模式図（鉛直）
【図２０】ステップＳ１０４及びＳ１０５での光センサ選別動作を説明するための図
【図２１】ステップＳ１０８での演算動作を説明するための図（加算）
【図２２】ステップＳ１０８での演算動作を説明するための図（減算）
【図２３】第１状態〜第３状態の一定義例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜脈波測定の原理＞
図１は、脈波測定の原理を説明するための模式図であり、図２は、生体内における光の減衰量（吸光度）が時間的に変化する様子を示す波形図である。
【００２１】
容積脈波法による脈波測定では、例えば、図１に示したように、測定窓に押し当てられた生体の一部（図１では手首）に向けて発光部（ＬＥＤ［Light Emitting Diode］など）から光が照射され、体内を透過して体外に出てくる光の強度が受光部（フォトダイオードやフォトトランジスタなど）で検出される。ここで、図２に示したように、生体組織や静脈血（脱酸素化ヘモグロビンＨｂ）による光の減衰量（吸光度）は一定であるが、動脈血（酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２）による光の減衰量（吸光度）は拍動によって時間的に変動する。従って、可視領域から近赤外領域にある「生体の窓」（光が生体を透過しやすい波長領域）を利用して、末梢動脈の吸光度変化を測定することにより、容積脈波を測定することができる。
【００２２】
＜脈波から分かること＞
なお、心臓及び自立神経の支配を受けている脈波は、常に一定の挙動を示すものではなく、被験者の状態によって様々な変化（揺らぎ）を生じるものである。従って、脈波の変化（揺らぎ）を解析することにより、被験者の様々な身体情報を得ることができる。例えば、心拍数からは、被験者の運動能力や緊張度などを知ることができ、心拍変動からは、被験者の疲労度、快眠度、及び、ストレスの大きさなどを知ることができる。また、脈波を時間軸で２回微分することにより得られる加速度脈波からは、被験者の血管年齢や動脈硬化度などを知ることができる。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図３は、本発明に係る脈波センサの第１実施形態を模式的に示す断面図である。第１実施形態の脈波センサ１は、手首２で脈波を測定するための構造、より具体的には、手首２に装着されて脈波を測定するための腕輪構造（第１実施形態では腕時計構造）を有する。なお、構成要素に着目すると、第１実施形態の脈波センサ１は、測定ユニット１０と、電源ユニット２０と、通信ユニット３０と、ケーブル４０と、腕輪型筐体５０と、表示ユニット６０と、を有する。
【００２４】
測定ユニット１０は、主として脈波の測定を行うユニットであり、表示ユニット６０の裏側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。このような構成とすることにより、被験者が表示ユニット６０に出力された表示情報（脈波の測定結果など）を見るために表示ユニット６０を顔に向けた状態では、表示ユニット６０の重みにより測定ユニット１０が手首２に押し当てられる形となるので、脈波の測定を安定して行うことが可能となり、延いては、脈波の測定精度を高めることが可能となる。また、本願の発明者らは、手首での脈波測定について、指先での脈波測定に比べればやや感度は低いものの、十分に脈波の測定が可能であることを実際に実験で確認済みである。なお、測定ユニット１０の内部構成や動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２５】
電源ユニット２０は、主として測定ユニット１０や通信ユニット３０への電力供給を行うユニットであり、腕輪型筐体５０が手首２に装着されたときに手首２の甲側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。このように、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得る電源ユニット２０を測定ユニット１０から独立した別ユニットとして配置することにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。なお、電源ユニット２０の内部構成や動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２６】
通信ユニット３０は、主として測定ユニット１０で得られた測定データを外部に転送するユニットであり、腕輪型筐体５０が手首２に装着されたときに手首２の甲側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。このように、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得る通信ユニット３０を測定ユニット１０から独立した別ユニットとして配置することにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。なお、通信ユニット３０の内部構成や動作については、後ほど詳細に説明する。
【００２７】
ケーブル４０は、測定ユニット１０、電源ユニット２０、及び、通信ユニット３０の相互間を電気的に接続するように腕輪型筐体５０に収納されている。なお、ケーブル４０としては、一般的な被覆電線のほか、ＦＰＣ［Flexible Printed Circuits］などを好適に用いることができる。
【００２８】
腕輪型筐体５０は、測定ユニット１０、電源ユニット２０、通信ユニット３０、及び、ケーブル４０を収納しており、手首に装着される。
【００２９】
表示ユニット６０は、腕輪型筐体５０に設けられて表示情報（日付や時間に関する情報のほか、脈波の測定結果なども含まれる）を出力するユニットであり、本体部６１と表示部６２を含む。本体部６１は、表示部６２を制御するためのマイコンや電池などを備えており、表示部６２は、液晶表示パネルなどを備えている。すなわち、表示ユニット６０は腕時計の文字盤面に相当する。
【００３０】
上記のように、腕輪構造を有する脈波センサ１であれば、被験者が意図的に脈波センサ１を手首２から外さない限り、脈波の測定中に脈波センサ１が手首２から脱落してしまうおそれは殆どないので、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。
【００３１】
また、腕輪構造を有する脈波センサ１であれば、被験者に対して脈波センサ１を装着していることをあまり意識させずに済むので、長期間（数日〜数ヶ月）に亘る継続的な脈波測定を行う場合であっても、被験者に過度のストレスを与えずに済む。
【００３２】
特に、腕輪型筐体５０に表示ユニット６０を設けた第１実施形態であれば、脈波センサ１を腕時計として日常的に装着することができるので、脈波センサ１の装着に対する抵抗感をさらに払拭することが可能となり、延いては、新規ユーザ層の開拓に寄与することが可能となる。
【００３３】
なお、腕輪型筐体５０を可撓性素材（シリコンゴムなど）で形成すれば、脈波センサ１の装着可能サイズに大きな自由度を持たせることが可能となる。
【００３４】
また、腕輪型筐体５０及び表示ユニット６０は、防水構造としておくことが望ましい。このような構成とすることにより、水（雨）や汗などに濡れても故障せずに脈波を測定することが可能となる。また、脈波センサ１を多人数で共用する場合（例えばスポーツジムでの貸し出し用として使用する場合）には、腕輪型筐体５０を丸ごと水洗いすることにより、脈波センサ１を清潔に保つことが可能となる。
【００３５】
また、第１実施形態では、測定ユニット１０、電源ユニット２０、通信ユニット３０、及び、表示ユニット６０をそれぞれ独立したユニットとした構成を例に挙げたが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、複数のユニットを一つにまとめても構わない。
【００３６】
＜測定ユニット＞
図４は、測定ユニット１０の一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の測定ユニット１０は、基板１１と、光センサ１２と、測定窓１３と、増幅回路１４と、演算回路１５と、を含む。
【００３７】
基板１１には、その表面に光センサ１２が直接実装されており、その裏面に増幅回路１４と演算回路１５が直接実装されている。また、基板１１には、電源ユニット２０や通信ユニット３０との電気的接続を確立するためのケーブル４０も接続されている。なお、基板１１の表面と裏面との間には、スルーホールやビアを介して電気的な接続が確立されている。このように、光センサ１２、増幅回路１４、及び、演算回路１５をいずれも基板１１に直接実装する構成であれば、測定ユニット１０を薄型化することができるので、脈波センサ１の装着感を高めることが可能となる。また、基板１１の表面に光センサ１２のみを直接実装する構成であれば、光センサ１２をできるだけ手首２に近接させることができるので、脈波の測定精度を高めることが可能となる。
【００３８】
光センサ１２は、発光部から手首２に光を照射して、生体内を透過した光の強度を受光部で検出することにより、脈波データを取得する。なお、本構成例の光センサ１２は、発光部と受光部が手首２を挟んで互いに反対側に設けられた構成（いわゆる透過型、図１の破線矢印を参照）ではなく、発光部と受光部が手首２に対していずれも同じ側に設けられた構成（いわゆる反射型、図１の実線矢印を参照）とされている。
【００３９】
測定窓１３は、光センサ１２の発光／受光面上に設けられた透光部材（ガラス板やアクリル板など）であり、光センサ１２は、この測定窓１３を介して脈波の測定（手首２への光照射、及び、手首２から戻ってくる反射光の検出）を行う。なお、測定窓１３の厚さについては、光センサ１２の焦点深度を鑑みて適切に設計することが望ましい。
【００４０】
増幅回路１４は、光センサ１２の出力信号（受光部の検出信号）を増幅して演算回路１５に出力する。このように、光センサ１２の直近に増幅回路１４を設けた構成であれば、ノイズが重畳する前に光センサ１２の出力信号を増幅することができるので、信号のＳ／Ｎ［Signal/Noise Ratio］を高めることが可能となり、延いては、脈波の測定精度を高めることが可能となる。
【００４１】
演算回路１５は、脈波センサ１全体の動作を統括的に制御するほか、増幅回路１４の出力信号に各種の信号処理を施すことにより、脈波に関する種々の情報（脈波の揺らぎ、心拍数、心拍変動、及び、加速度脈波など）を取得する。なお、演算回路１５としては、ＣＰＵ［Central Processing Unit］などを好適に用いることができる。このように、光センサ１２及び増幅回路１４の直近に演算回路１５を設けた構成であれば、ノイズが重畳する前に増幅回路１４の出力信号を処理することができるので、脈波の解析精度を高めることが可能となる。
【００４２】
＜電源ユニット＞
図５は、電源ユニット２０の一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の電源ユニット２０は、基板２１と、バッテリ２２と、電源回路２３と、充電回路２４を含む。
【００４３】
基板２１には、その表面にバッテリ２２が直接実装されており、その裏面に電源回路２３と充電回路２４が直接実装されている。また、基板２１には、測定ユニット１０との電気的接続を確立するためのケーブル４０も接続されている。なお、基板２１の表面と裏面との間には、スルーホールやビアを介して電気的な接続が確立されている。このように、基板２１の両面を有効に活用することにより、基板２１の面積を縮小することができるので、電源ユニット２０を小型化することが可能となり、延いては、被験者に脈波センサ１の装着を意識させずに済む。
【００４４】
バッテリ２２は、脈波センサ１の駆動に必要な電力供給源であり、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどを好適に用いることができる。このように、バッテリ駆動方式の脈波センサ１であれば、脈波の測定時に外部からの給電ケーブルを接続する必要がないので、被験者の行動を制約せずに脈波の測定を行うことが可能となる。なお、本構成例では、平坦性の高いバッテリ２２が手首２の直上に配置されているので、脈波センサ１を手首２に装着した際の親和性を高めることが可能となり、延いては、被験者に脈波センサ１の装着を意識させずに済む。
【００４５】
電源回路２３は、バッテリ２２からの入力電圧を所望の出力電圧に変換して、脈波センサ１の各部に供給する。このように、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得る電源回路２３を測定ユニット１０から独立した電源ユニット２０に組み込むことにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。
【００４６】
充電回路２４は、外部からの電力供給を受けてバッテリ２２の充電制御を行う。なお、外部からの電力供給方式としては、ＵＳＢ［Universal Serial Bus］ケーブルなどを用いる接触方式であってもよいし、或いは、電磁誘導方式、電界結合方式、及び、磁界共鳴方式などの非接触方式であってもよい。このようなバッテリ２２の充電手段を有する構成であれば、電池交換作業が不要となるので、脈波センサ１の利便性を高めることができる。なお、腕輪型筐体５０を防水構造とする際には、外部端子を完全に排除するという観点から、充電回路２４への電力供給方式として非接触方式を採用することが望ましい。
【００４７】
＜通信ユニット＞
図６は、通信ユニット３０の一構成例を模式的に示す断面図である。本構成例の通信ユニット３０は、基板３１と、メモリ３２と、無線通信回路３３と、を含む。
【００４８】
基板３１には、その表面にメモリ３２と無線通信回路３３が直接的に実装されている。また、基板３１には、測定ユニット１０との電気的接続を確立するためのケーブル４０も接続されている。
【００４９】
メモリ３２は、測定ユニット１０で得られた測定データ（増幅回路１４から出力される生データであってもよいし、演算回路１５で種々の処理が施された後の処理済みデータであってもよい）を揮発的ないしは不揮発的に格納する。なお、メモリ３２としては、揮発性のＲＡＭ［Random Access Memory］や不揮発性のフラッシュメモリなどを好適に用いることができる。このような測定データの格納手段を有する構成であれば、所定期間毎にメモリ３２の蓄積データを一括外部送信することができるので、無線通信回路３３を間欠的に待機状態とすることが可能となり、延いては、脈波センサ１のバッテリ駆動時間を延ばすことが可能となる。
【００５０】
無線通信回路３３は、測定ユニット１０で得られた測定データ（増幅回路１４から出力される生データ、演算回路１５から出力される処理済みデータ、及び、メモリ３２から出力される格納データのいずれであってもよい）を外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に無線で送信する。無線通信回路３３は、電源回路２３と同様、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得るため、測定ユニット１０から独立した通信ユニット３０に組み込むことが望ましい。なお、無線通信回路３３としては、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュールＩＣを好適に用いることができる。このような無線通信回路３３を有する構成であれば、外部機器に測定データを送信する際に有線での接続を必要としないので、例えば、被験者の行動を制約せずに測定データのリアルタイム送信を行うことが可能となる。なお、腕輪型筐体５０を防水構造とする際には、外部端子を完全に排除するという観点から、測定データの外部送信方式として無線送信方式を採用することが望ましい。
【００５１】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明に係る脈波センサの第２実施形態を模式的に示す断面図である。第２実施形態の脈波センサ１において、電源ユニット２０と通信ユニット３０は、いずれも、腕輪型筐体５０が手首２に装着されたときに手首２の腹側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。このように、測定ユニット１０にとってノイズ源となり得る電源ユニット２０と通信ユニット３０を測定ユニット１０からできるだけ離して配置することにより、脈波の測定精度を高めることが可能となる。
【００５２】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明に係る脈波センサの第３実施形態を模式的に示す断面図である。第３実施形態の脈波センサ１では、３つの測定ユニット１０ａ〜１０ｃが表示ユニット６０と向き合うように腕輪型筐体５０の周方向に並べて配置されている。具体的に述べると、測定ユニット列の中央部に位置する測定ユニット１０ｂは、腕輪型筐体５０を軸心方向から見たときに、軸心Ｐに対して表示ユニット６０と点対称となるように配置されており、測定ユニット列の両端部に位置する測定ユニット１０ａ及び１０ｃは、各々と腕輪型筐体５０の軸心Ｐとを結ぶ２本の線分の成す角度が６０度〜９０度となるように配置されている。また、電源ユニット２０と通信ユニット３０はいずれも、表示ユニット６０の裏側となるように腕輪型筐体５０に収納されている。
【００５３】
このような構成とすることにより、脈波センサ１の装着状態に依らず、測定ユニット１０ａ〜１０ｃの少なくとも一つで適切に脈波の測定を行うことが可能となる。その理由について、図９及び図１０を参照しながら具体的に説明する。
【００５４】
図９は、脈波センサ１の第１装着状態（表示ユニット６０が手首２の甲側となるように脈波センサ１が装着された状態）を説明するための模式図であり、図１０は、脈波センサ１の第２装着状態（表示ユニット６０が手首２の腹側となるように脈波センサ１が装着された状態）を説明するための模式図である。
【００５５】
手首２の腹側について見ると、中央部は皮膚の直下に腱があって脈波センサ１のフィット感に乏しいものの、両端部は肉厚で脈波センサ１のフィット感に優れている。従って、脈波センサ１の第１装着状態では、測定ユニット列の両端部に位置する測定ユニット１０ａ及び１０ｃで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００５６】
一方、手首２の甲側について見ると、両端部は皮膚の直下に骨があって脈波センサ１のフィット感に乏しいものの、中央部は肉厚で脈波センサ１のフィット感に優れている。従って、脈波センサ１の第２装着状態では、測定ユニット列の中央部に位置する測定ユニット１０ｂで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００５７】
上記したように、脈波センサ１の第１装着状態では、測定ユニット列の中央部に位置する測定ユニット１０ｂよりも、測定ユニット列の両端部に位置する測定ユニット１０ａ及び１０ｃの方が脈波を高精度に測定することができ、脈波センサ１の第２装着状態では、測定ユニット列の両端部に位置する測定ユニット１０ａ及び１０ｃよりも、測定ユニット列の中央部に位置する測定ユニット１０ｂの方が脈波を高精度に測定することができる。
【００５８】
逆に言えば、脈波センサ１の第１装着状態では、測定ユニット１０ｂの動作必要性が乏しく、脈波センサ１の第２装着状態では、測定ユニット１０ａ及び１０ｃの動作必要性が乏しいと言える。
【００５９】
そこで、第３実施形態の脈波センサ１は、測定ユニット１０ａ〜１０ｃ毎にオン／オフ制御を行う制御部を有する構成とされている。より具体的に述べると、制御部は、被験者の動作モード切替操作に応じて、測定ユニット１０ｂをオフとして測定ユニット１０ａ及び１０ｃをオンとする第１の動作モードと、測定ユニット１０ｂをオンとして測定ユニット１０ａ及び１０ｃをオフとする第２の動作モードと、を切り替える構成とされている。
【００６０】
なお、上記の制御部は、測定ユニット１０ａ〜１０ｃに各々組み込まれている演算回路の一機能として実現してもよいし、電源ユニット２０や通信ユニット３０、或いは、表示ユニット６０にマイコンなどを組み込んでもよい。或いは、測定ユニット１０ａ〜１０ｃの統括制御を行うための独立ユニットとして腕輪型筐体５０に別途収納しても構わない。
【００６１】
このような構成であれば、測定ユニット１０ａ〜１０ｃを必要に応じてオン／オフすることができるので、電力の浪費を抑えてバッテリ駆動時間を延ばすことが可能となる。
【００６２】
また、第３実施形態の脈波センサ１において、上記の制御部は、測定ユニット１０ａ〜１０ｃ毎のオン／オフ制御と連動して、表示ユニット６０の表示方向制御を行う構成とされている。より具体的に述べると、第１の動作モードでは、腕輪型筐体５０の周回方向が表示部６２に出力される表示情報の上下方向と一致するように、また、第２の動作モードでは、腕輪型筐体５０の周回方向が表示部６２に出力される表示情報の左右方向と一致するように、表示ユニット６０の表示方向制御が行われる。このような構成とすることにより、脈波センサ１の装着状態に依らず、被験者による表示情報の読み取りが容易となる。
【００６３】
＜第４実施形態＞
図１１は、本発明に係る脈波センサの第４実施形態を模式的に示す断面図である。第４実施形態の脈波センサ１では、先出の表示ユニット６０が除かれており、さらに、８つの測定ユニット１０ａ〜１０ｈが腕輪型筐体５０を等間隔で周回するように並べて配置されている。このような構成であれば、腕輪型筐体５０が手首２の周りを回転しても、測定ユニット１０ａ〜１０ｈの少なくとも一つで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００６４】
また、第４実施形態の脈波センサ１では、８つの測定ユニット１０ａ〜１０ｈに対して２つの電源ユニット２０ｘ及び２０ｙが設けられており、一つの電源ユニットから複数の測定ユニットに電力供給が行われる。より具体的に述べると、電源ユニット２０ｘは、ケーブル４０ｘを介して測定ユニット１０ａ〜１０ｄと通信ユニット３０に電力を供給し、電源ユニット２０ｙは、ケーブル４０ｙを介して測定ユニット１０ｅ〜１０ｈに電力を供する。このような構成とすることにより、一つの電源ユニットに掛かる負荷を軽減することが可能となる。また、ケーブルを複数に分割することができるので、腕輪型筐体５０の伸縮にも柔軟に対応することが可能となる。
【００６５】
なお、第４実施形態の脈波センサ１では、電源ユニット２０ｘ及び２０ｙと通信ユニット３０が腕輪型筐体５０内の一箇所に集約して収納されている。
【００６６】
＜第５実施形態＞
図１２は、本発明に係る脈波センサの第５実施形態を模式的に示す断面図である。第５実施形態の脈波センサ１では、測定ユニット１０ａ〜１０ｈよりも薄く小型に形成された電源ユニット２０ｘ及び２０ｙが、それぞれ、測定ユニット１０ａと測定ユニット１０ｅとの間、及び、測定ユニット１０ｄと測定ユニット１０ｈとの間に配置されている。このような構成とすることにより、先出の第４実施形態と同様、腕輪型筐体５０が手首２の周りを回転しても、測定ユニット１０ａ〜１０ｈの少なくとも一つで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００６７】
＜第６実施形態＞
図１３は、本発明に係る脈波センサの第６実施形態を模式的に示す断面図である。第６実施形態の脈波センサ１では、８つの測定ユニット１０ａ〜１０ｈに対して、８つの電源ユニット２０ａ〜２０ｈ、８つの通信ユニット３０ａ〜３０ｈ、及び、８本のケーブル４０ａ〜４０ｈが設けられており、一つの電源ユニットから一本のケーブルを介して一つの測定ユニットと一つの通信ユニットに各々電力供給が行われる。すなわち、第６実施形態の脈波センサ１は、各々独立に脈波を測定して測定データの外部送信を行うことが可能な自立ブロックが腕輪型筐体５０の内部に８つ収納された構成であると言える。このような構成とすることにより、先出の第４実施形態や第５実施形態と同様、腕輪型筐体５０が手首２の周りを回転しても、測定ユニット１０ａ〜１０ｈの少なくとも一つで適切に脈波の測定を行うことが可能である。
【００６８】
＜光センサ＞
図１４は、測定ユニット１０の光センサ１２を形成する発光部と受光部のレイアウトパターンＡ〜Ｄを示す模式図である。図１４に示したように、発光部ＬＥＤと受光部ＰＤとは、１対１（レイアウトパターンＡ）、２対１（レイアウトパターンＢ）、３対１（レイアウトパターンＣ）、及び、４対１（レイアウトパターンＤ）など、いずれのレイアウトパターンを採用しても構わない。なお、レイアウトパターンＢ〜Ｄを採用する場合には、複数の発光部ＬＥＤを正多角形の頂点位置に各々配置し、受光部を前記正多角形の重心位置に配置することが望ましい。
【００６９】
＜出力波長についての考察＞
実験では、いわゆる反射型の脈波センサ１において、発光部の出力波長をλ１（赤外：９４０ｎｍ）、λ２（緑：６３０ｎｍ）、及び、λ３（青：４６８ｎｍ）とし、発光部の出力強度（駆動電流値）を１ｍＡ、５ｍＡ、１０ｍＡに変化させたときの挙動を各々調査した。その結果、およそ波長６００ｎｍ以下の可視光領域において、酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２の吸収係数が大きくなり、測定される脈波のピーク強度が大きくなるため、脈波の波形を比較的取得しやすいことが分かった。
【００７０】
なお、動脈血の酸素飽和度を検出するパルスオキシメータでは、酸素化ヘモグロビンＨｂＯ２の吸収係数（実線）と脱酸素化ヘモグロビンＨｂの吸収係数（破線）との差違が最大となる近赤外領域の波長（７００ｎｍ前後）が発光部の出力波長として広く一般的に用いられているが、脈波センサ（特に、いわゆる反射型の脈波センサ）としての利用を考えた場合には、上記の実験結果で示したように、波長６００ｎｍ以下の可視光領域を発光部の出力波長として用いることが望ましいと言える。
【００７１】
＜第７実施形態＞
図１６は、本発明に係る脈波センサの第７実施形態を模式的に示すブロック図である。第７実施形態の脈波センサ１００は、ｎ個（ただしｎ≧２）の光センサ部１０１−１〜１０１−ｎと、制御部１０２と、加速度センサ部１０３と、記憶部１０４と、無線通信部１０５と、電源部１０６と、腕輪型筐体１０７と、を有する。
【００７２】
光センサ部１０１−１〜１０１−ｎは、それぞれ、手首２００に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する。光センサ部１０１−１〜１０１−ｎは、第４〜第６実施形態の測定ユニット１０ａ〜１０ｈと同様、腕輪型筐体１０７を等間隔で周回するように並べて配置されている。なお、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎの構造や出力波長については、先述の光センサ１２と同様であるため、重複した説明は割愛する。
【００７３】
制御部１０２は、先述の演算回路１５に相当し、脈波センサ１００全体の動作を統括的に制御する。
【００７４】
加速度センサ部１０３は、３軸の加速度を個別に検出して制御部１０２に伝達する。このような構成とすることにより、制御部１０２では、脈波センサ１００の姿勢を認識することが可能となる。
【００７５】
記憶部１０４は、先述のメモリ３２に相当し、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎで得られた測定データ（光センサ部１０１−１〜１０１−ｎから出力される生データであってもよいし、制御部１０２で種々の処理が施された後の処理済みデータであってもよい）を揮発的ないしは不揮発的に格納する。
【００７６】
無線通信部１０５は、先述の無線通信回路３３に相当し、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを用いて得られた測定データ（光センサ部１０１−１〜１０１−ｎから出力される生データ、制御部１０２から出力される処理済みデータ、及び、記憶部１０４から出力される格納データのいずれであってもよい）を外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に無線で送信する。
【００７７】
電源部１０６は、先述の電源ユニット２０に相当し、脈波センサ１００各部への電力供給を行う。
【００７８】
腕輪型筐体１０７は、先述の腕輪型筐体５０に相当し、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ、制御部１０２、加速度センサ部１０３、記憶部１０４、及び、無線通信部１０５を収納する。
【００７９】
図１７は、脈波センサ１００による脈波測定動作の一例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートの実行主体は、基本的に制御部１０２である。
【００８０】
ステップＳ１０１では、加速度センサ部１０３の出力に応じて脈波センサ１００の姿勢が認識され、その認識結果に基づいて光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ毎のオン／オフ制御が行われる。
【００８１】
例えば、図１８で示したように、腕輪型筐体１０７の軸心が水平方向または略水平方向に向いている場合、腕輪型筐体１０７の自重により、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、軸心を通る水平線よりも上側の光センサ部は手首２００と密着し、下側の光センサ部は手首２００と離間する。そこで、正常な脈波の測定が期待できる上側の光センサ部をオンとし、正常な脈波の測定が期待できない下側の光センサ部を予めオフしておくことにより、脈波の測定精度を悪化させることなく、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせた場合と比べて、消費電力を１／２に削減することが可能となる。
【００８２】
また、図１９で示したように、腕輪型筐体１０７の軸心が鉛直方向または略鉛直方向を向いている場合、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのいずれと手首２００が密着しているかは定かでない。そこで、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを腕輪型筐体１０７の周回方向に沿って交互にオン／オフさせることにより、脈波の測定精度を悪化させることなく、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせた場合と比べて、消費電力を１／２に削減することが可能となる。
【００８３】
ステップＳ１０２では、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、ステップＳ１０１でオンとされた光センサ部を用いて、出力ピークの強度と周波数を検出するための測定が行われる。本ステップでの脈波測定は、さらなる光センサ部の選別処理に必要な情報を取得するためだけに行われるものであって、測定データの外部送信は行われない。
【００８４】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で脈波の測定が開始されてから所定時間Ｔが経過したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１０４に進められ、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１０２に戻される。なお、上記の所定時間Ｔについては、出力ピークの強度と周波数を検出することが可能な長さに設定しておけばよい（図２０を参照）。
【００８５】
ステップＳ１０４では、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、ステップＳ１０１でオンとされた光センサ部毎の測定データについて、各出力ピークの強度と所定の閾値とが比較され、その比較結果に基づいて光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ毎のオン／オフ制御が行われる。より具体的に述べると、出力ピークの強度が所定の閾値を下回っているものについては、出力不足が生じているものとしてオフされる。
【００８６】
例えば、図２０で示した光センサ部Ｘ〜Ｚのうち、光センサ部Ｘ及びＺの測定データについては、出力ピークの強度ＰＸ及びＰＺが閾値Ｐｔｈを上回っているが、光センサ部Ｙの測定データについては、出力ピークの強度ＰＹが閾値Ｐｔｈを下回っている。そこで、正常な脈波の測定が期待できない光センサ部Ｙを予めオフしておくことにより、脈波の測定精度を悪化させることなく、さらなる消費電力の削減を達成することが可能となる。
【００８７】
ステップＳ１０５では、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、ステップＳ１０１でオンとされた光センサ部毎の測定データについて、各出力ピークの周波数が所定の範囲内に収まっているか否かの判定が行われ、その判定結果に基づいて光センサ部１０１−１〜１０１−ｎ毎のオン／オフ制御が行われる。より具体的に述べると、出力ピークの周波数が６０〜２００ｂｐｍ［beats per minutes］の範囲内に収まっていないものについては、周波数異常（ノイズの重畳など）が生じているものとしてオフされる。
【００８８】
例えば、図２０で示した光センサ部Ｘ〜Ｚのうち、光センサ部Ｘ及びＹの測定データについては、出力ピークの周波数ＦＸ及びＦＹが所定の範囲内に収まっているが、光センサ部Ｚの測定データについては、ノイズの重畳に起因して出力ピークの周波数ＦＺが所定の範囲内に収まっていない。そこで、正常な脈波の測定が期待できない光センサ部Ｚを予めオフしておくことにより、脈波の測定精度を悪化させることなく、さらなる消費電力の削減を達成することが可能となる。
【００８９】
なお、図２０の例では、光センサ部Ｘ〜Ｚのうち、ステップＳ１０４で光センサ部Ｙがオフとされ、ステップＳ１０５で光センサ部Ｚがオフとされるので、最終的にオンされた状態で残るのは光センサ部Ｘのみとなる。
【００９０】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５における光センサ部の選別処理により、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎが全てオフとされたか否かの判定が行われる。ここで、ノー判定が下された場合（すなわち光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち少なくとも一つが最終的にオンされた状態で残っている場合）にはフローがステップＳ１０７に進められる。一方、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１４に進められる。
【００９１】
ステップＳ１０７では、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎのうち、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５における光センサ部の選別処理を経て、最終的にオンされた状態で残っている光センサ部を用いて、脈波の測定が行われる。
【００９２】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で得られた測定データに所定の演算処理が施される。例えば、図２１で示したように、光センサ部Ａの出力Ａと光センサ部Ｂの出力Ｂとを足し合わせて加算出力（Ａ＋Ｂ）を生成することが考えられる。このような演算処理を行うことにより、出力ピークの強度を高めてＳ／Ｎを向上させることが可能となる。
【００９３】
また、図２２で示したように、ノイズ成分が重畳した光センサ部Ａの出力Ａからノイズ成分のみを含む出力Ｂ（例えば、暗電流検出専用に別途用意された光センサ部Ｂの出力）を差し引いて減算出力（Ａ−Ｂ）を生成することも考えられる。このような演算処理を行うことにより、ノイズ成分を除去してＳ／Ｎを向上させることが可能となる。
【００９４】
なお、ステップＳ１０８での演算処理には、上記のような加算処理や減算処理のほか、複数の測定データのうち、出力ピークの強度が最大であるものを選んで出力するといった測定データの選択処理も含まれる。
【００９５】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８の演算処理を経て生成された測定データが外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に転送される。なお、本フローチャートでは、一回の脈波測定毎に測定データを外部に転送する構成を例示したが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、ステップＳ１０９で測定データの一時格納処理を行い、所定期間毎（または脈波測定を終了する際）に、一時格納された測定データを一括して外部に転送する構成としても構わない。
【００９６】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０７で脈波の測定が開始されてから所定時間Ｔが経過したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１１に進められ、ノー判定が下された場合には所定時間Ｔのカウント結果がリセットされてフローがステップＳ１０７に戻される。なお、上記の所定時間Ｔについては、先述と同様、出力ピークの強度と周波数を検出することが可能な長さに設定しておけばよい（図２０を参照）。
【００９７】
ステップＳ１１１では、脈波センサ１００が第１状態であるか否かの判定が行われる。上記の第１状態とは、正常に脈波が測定されている状態を言い、より具体的には、図２３で示したように、出力ピークの強度（複数の光センサ部がオンされている場合には各々の合算値）が第１下側閾値ＴＨ１Ｌよりも大きく、第１上側閾値ＴＨ１Ｈよりも小さい状態を言う（ただしＴＨ１Ｌ＜ＴＨ１Ｈ）。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１２に進められ、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１１３に進められる。
【００９８】
ステップＳ１１２では、脈波測定終了が指示されたか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合には上記一連のフローが終了され、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１０７に戻される。
【００９９】
ステップＳ１１２では、脈波センサ１００が第２状態であるか否かの判定が行われる。上記の第２状態とは、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせなければ、正常に脈波を測定することができない状態を言い、より具体的には、図２３で示したように、出力ピークの強度（複数の光センサ部がオンされている場合には各々の合算値）が第２閾値ＴＨ２よりも小さい状態を言う（ただしＴＨ２＜ＴＨ１Ｌ）。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１４に進められる。一方、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１０１に進められて、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎの選別処理が一からやり直される。
【０１００】
ステップＳ１０６またはステップＳ１１３でイエス判定が下された場合、ステップＳ１１４では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５における光センサ部１０１−１〜１０１−ｎの選別処理結果に依らず、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎが全てオンされる。このような構成とすることにより、消費電力の削減よりも脈波測定の高精度化（安定化）を優先することが可能となる。
【０１０１】
ステップＳ１１５では、全ての光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを用いて、脈波の測定が行われる。
【０１０２】
ステップＳ１１６では、ステップＳ１１５で得られた測定データに所定の演算処理が施される。この演算処理については、先述のステップＳ１０８と同様であるため、重複した説明を割愛する。
【０１０３】
ステップＳ１１７では、ステップＳ１１６の演算処理を経て生成された測定データが外部のパーソナルコンピュータや携帯電話機に転送される。
【０１０４】
ステップＳ１１８では、ステップＳ１１５で脈波の測定が開始されてから所定時間Ｔが経過したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１１１に進められ、ノー判定が下された場合には所定時間Ｔのカウント結果がリセットされてフローがステップＳ１１５に戻される。
【０１０５】
ステップＳ１１９では、脈波センサ１００が第３状態であるか否かの判定が行われる。上記の第３状態とは、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせなくても、正常に脈波を測定することができる状態を言い、より具体的には、図２３で示したように、出力ピークの強度（複数の光センサ部がオンされている場合には各々の合算値）が第３閾値ＴＨ３よりも大きい状態を言う（ただしＴＨ３＞ＴＨ１Ｈ）。ここで、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１２０に進められる。一方、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ１０１に進められて、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎの選別処理が一からやり直される。
【０１０６】
ステップＳ１２０では、脈波センサ１００が第２状態であるか否かの判定が行われる。上記の第２状態とは、先にも述べた通り、光センサ部１０１−１〜１０１−ｎを全てオンさせなければ、正常に脈波を測定することができない状態を言い、より具体的には、図２３で示したように、出力ピークの強度（複数の光センサ部がオンされている場合には各々の合算値）が第２閾値ＴＨ２よりも小さい状態を言う（ただしＴＨ２＜ＴＨ１Ｌ）。ここで、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１２１に進められる。一方、イエス判定が下された場合には、もはや脈波を正常に測定することは不可能であるという判断の下、一連のフローが終了される。
【０１０７】
ステップＳ１２１では、脈波測定終了が指示されたか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合には上記一連のフローが終了され、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ１１５に戻される。
【０１０８】
＜本明細書中に開示されている技術的特徴＞
以下では、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴について総括する。
【０１０９】
本明細書中に開示されている脈波センサは、手首で脈波を測定するための構造を有する構成（第１−１の構成）とされている。
【０１１０】
なお、上記第１−１の構成から成る脈波センサは、手首に装着されて脈波を測定するための腕輪構造を有する構成（第１−２の構成）にするとよい。
【０１１１】
また、上記第１−２の構成から成る脈波センサは、脈波の測定を行う測定ユニットと、前記測定ユニットへの電力供給を行う電源ユニットと、前記測定ユニットと前記電源ユニットとの間を電気的に接続するケーブルと、前記測定ユニット、前記電源ユニット、及び前記ケーブルを収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第１−３の構成）にするとよい。
【０１１２】
また、上記第１−３の構成から成る脈波センサにて、前記測定ユニットは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する光センサを含む構成（第１−４の構成）にするとよい。
【０１１３】
また、上記第１−４の構成から成る脈波センサにおいて、前記光センサの出力波長は、およそ６００ｎｍ以下の可視光領域に属する構成（第１−５の構成）にするとよい。
【０１１４】
また、上記第１−４または第１−５の構成から成る脈波センサは、前記腕輪型筐体に設けられて表示情報を出力する表示ユニットをさらに有する構成（第１−６の構成）にするとよい。
【０１１５】
また、上記第１−６の構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、前記表示ユニットの裏側に設けられている構成（第１−７の構成）にするとよい。
【０１１６】
また、上記第１−６の構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、前記表示ユニットに向き合って前記腕輪型筐体の周方向に複数並べて配置されている構成（第１−８の構成）にするとよい。
【０１１７】
また、上記第１−８の構成から成る脈波センサにおいて、前記複数の測定ユニットは、測定ユニット列の両端部に位置する２つの測定ユニットと前記腕輪型筐体の軸心とを各々結ぶ２本の線分の成す角度が６０度〜９０度となるように配置されている構成（第１−９の構成）にするとよい。
【０１１８】
また、上記第１−９の構成から成る脈波センサは、前記複数の測定ユニット毎にオン／オフ制御を行う制御部を有する構成（第１−１０の構成）にするとよい。
【０１１９】
また、上記第１−１０の構成から成る脈波センサにて、前記制御部は、前記測定ユニット列の中央部付近に位置する測定ユニットをオフとして前記測定ユニット列の両端部付近に位置する測定ユニットをオンとする第１の動作モードと、前記測定ユニット列の中央部付近に位置する測定ユニットをオンとして前記測定ユニット列の両端部付近に位置する測定ユニットをオフとする第２の動作モードと、を切り替える構成（第１−１１の構成）にするとよい。
【０１２０】
また、上記第１−１１の構成から成る脈波センサにおいて、前記制御部は、前記測定ユニット毎のオン／オフ制御と連動して前記表示ユニットの表示方向制御を行う構成（第１−１２の構成）にするとよい。
【０１２１】
また、上記第１−４または第１−５の構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、前記腕輪型筐体を等間隔で周回するように、複数並べて配置されている構成（第１−１３の構成）にするとよい。
【０１２２】
また、上記第１−１３の構成から成る脈波センサにおいて、前記電源ユニットは、前記複数の測定ユニットよりも少数であり、一つの電源ユニットから複数の測定ユニットに電力供給が行われる構成（第１−１４の構成）にするとよい。
【０１２３】
また、上記第１−１３の構成から成る脈波センサにおいて、前記電源ユニットは、前記複数の測定ユニットと同数だけ設けられており、一つの電源ユニットから一つの測定ユニットに電力供給が行われる構成（第１−１５の構成）にするとよい。
【０１２４】
また、上記第１−４〜第１−１５いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、前記光センサの出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信号に基づいて脈波に関する情報を取得する演算回路と、を含む構成（第１−１６の構成）にするとよい。
【０１２５】
また、上記第１−１６の構成から成る脈波センサにおいて、前記測定ユニットは、表面に前記光センサが実装されて裏面に前記増幅回路と前記演算回路が実装される基板を含む構成（第１−１７の構成）にするとよい。
【０１２６】
また、上記第１−３〜第１−１７いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記電源ユニットは、バッテリと、前記バッテリからの入力電圧を所望の出力電圧に変換する電源回路とを含む構成（第１−１８の構成）にするとよい。
【０１２７】
また、上記第１−１８の構成から成る脈波センサにおいて、前記電源ユニットは、前記バッテリの充電制御を行う充電回路を含む構成（第１−１９の構成）にするとよい。
【０１２８】
また、上記第１−１９の構成から成る脈波センサにおいて、前記充電回路は、接触方式で外部からの電力供給を受ける構成（第１−２０の構成）にするとよい。
【０１２９】
また、上記第１−１９の構成から成る脈波センサにおいて、前記充電回路は、非接触方式で外部からの電力供給を受ける構成（第１−２１の構成）にするとよい。
【０１３０】
また、上記第１−３〜第１−２１いずれかの構成から成る脈波センサは、前記測定ユニットで得られた測定データを外部に転送する通信ユニットをさらに有する構成（第１−２２の構成）にするとよい。
【０１３１】
また、上記第１−２２の構成から成る脈波センサにおいて、前記通信ユニットは、前記測定データを格納するメモリと、前記測定データを外部に無線送信する無線通信回路と、を含む構成（第１−２３の構成）にするとよい。
【０１３２】
また、上記第１−３〜第１−２３いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は、防水構造とされている構成（第１−２４の構成）にするとよい。
【０１３３】
また、上記第１−３〜第１−２４いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は、可撓性素材で形成されている構成（第１−２５の構成）にするとよい。
【０１３４】
また、本明細書中に開示されている脈波センサは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う制御部と、前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第２−１の構成）とされている。
【０１３５】
なお、上記第２−１の構成から成る脈波センサにて、前記複数の光センサ部は、前記腕輪型筐体を等間隔で周回するように並べて配置されている構成（第２−２の構成）にするとよい。
【０１３６】
また、上記第２−１または第２−２の構成から成る脈波センサにて、前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、出力不足が生じているものをオフとする構成（第２−３の構成）にするとよい。
【０１３７】
また、上記第２−１〜第２−３いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、周波数異常が生じているものをオフする構成（第２−４の構成）にするとよい。
【０１３８】
また、上記第２−１〜第２−４いずれかの構成から成る脈波センサは、加速度センサ部をさらに有し、前記制御部は、前記加速度センサ部の出力に応じて前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う構成（第２−５の構成）にするとよい。
【０１３９】
また、本明細書中に開示されている脈波センサは、手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、前記複数の光センサ部の出力同士を加算または減算する制御部と、前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、を有する構成（第２−６の構成）とされている。
【０１４０】
また、上記第２−１〜第２−６いずれかの構成から成る脈波センサは、前記複数の光センサ部や前記制御部への電力供給を行う電源部をさらに有する構成（第２−７の構成）にするとよい。
【０１４１】
また、上記第２−１〜第２−７いずれかの構成から成る脈波センサは、前記複数の光センサ部を用いて得られた測定データを外部に転送する通信部をさらに有する構成（第２−８の構成）にするとよい。
【０１４２】
また、上記第２−１〜第２−８いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記複数の光センサ部から出力される光の波長は、およそ６００ｎｍ以下の可視光領域に属する構成（第２−９の構成）にするとよい。
【０１４３】
また、上記第２−１〜第２−９いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は防水構造とされている構成（第２−１０の構成）にするとよい。
【０１４４】
また、上記第２−１〜第２−１０いずれかの構成から成る脈波センサにおいて、前記腕輪型筐体は、可撓性素材で形成されている構成（第２−１１の構成）にするとよい。
【０１４５】
＜その他の変形例＞
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明は、脈波センサの利便性を高めるための技術として利用することが可能であり、ヘルスケアサポート機器、ゲーム機器、音楽機器、ペットコミュニケーションツール、車両の運転手の居眠り防止機器など、様々な分野への応用が可能であると考えられる。
【符号の説明】
【０１４７】
１ 脈波センサ
２ 手首
１０、１０ａ〜１０ｈ 測定ユニット
１１ 基板
１２ 光センサ
１３ 測定窓（透光部材）
１４ 増幅回路
１５ 演算回路（ＣＰＵ）
２０、２０ｘ、２０ｙ、２０ａ〜２０ｈ 電源ユニット
２１ 基板
２２ バッテリ
２３ 電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
２４ 充電回路
３０、３０ａ〜３０ｈ 通信ユニット
３１ 基板
２２ メモリ
３３ 無線通信回路
４０、４０ｘ、４０ｙ、４０ａ〜４０ｈ ケーブル
５０ 腕輪型筐体
６０ 表示ユニット
６１ 本体部
６２ 表示部
１００ 脈波センサ
１０１−１〜１０１−ｎ 光センサ部
１０２ 制御部
１０３ 加速度センサ部
１０４ 記憶部
１０５ 無線通信部
１０６ 電源部
１０７ 腕輪型筐体
２００ 手首
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、
前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う制御部と、
前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、
を有することを特徴とする脈波センサ。
【請求項２】
前記複数の光センサ部は、前記腕輪型筐体を等間隔で周回するように並べて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の脈波センサ。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、出力不足が生じているものをオフすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脈波センサ。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、周波数異常が生じているものをオフすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項５】
加速度センサ部をさらに有し、
前記制御部は、前記加速度センサ部の出力に応じて前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項６】
手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、
前記複数の光センサ部の出力同士を加算または減算する制御部と、
前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、
を有することを特徴とする脈波センサ。
【請求項７】
前記複数の光センサ部や前記制御部への電力供給を行う電源部をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項８】
前記複数の光センサ部を用いて得られた測定データを外部に転送する通信部をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項９】
前記複数の光センサ部から出力される光の波長は、およそ６００ｎｍ以下の可視光領域に属することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項１０】
前記腕輪型筐体は、防水構造とされていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項１１】
前記腕輪型筐体は、可撓性素材で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項１】
手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、
前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行う制御部と、
前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、
を有することを特徴とする脈波センサ。
【請求項２】
前記複数の光センサ部は、前記腕輪型筐体を等間隔で周回するように並べて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の脈波センサ。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、出力不足が生じているものをオフすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脈波センサ。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の光センサ部のうち、周波数異常が生じているものをオフすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項５】
加速度センサ部をさらに有し、
前記制御部は、前記加速度センサ部の出力に応じて前記複数の光センサ部毎のオン／オフ制御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項６】
手首に光を照射して生体内を透過した光の強度を検出する複数の光センサ部と、
前記複数の光センサ部の出力同士を加算または減算する制御部と、
前記複数の光センサ部と前記制御部を収納する腕輪型筐体と、
を有することを特徴とする脈波センサ。
【請求項７】
前記複数の光センサ部や前記制御部への電力供給を行う電源部をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項８】
前記複数の光センサ部を用いて得られた測定データを外部に転送する通信部をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項９】
前記複数の光センサ部から出力される光の波長は、およそ６００ｎｍ以下の可視光領域に属することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項１０】
前記腕輪型筐体は、防水構造とされていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【請求項１１】
前記腕輪型筐体は、可撓性素材で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の脈波センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１２０７７２（Ｐ２０１２−１２０７７２Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５５７４（Ｐ２０１０−２７５５７４）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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