專利名稱：脈搏波傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈搏波傳感器。
背景技術(shù)：
通常，脈搏波傳感器是通過光發(fā)射部和光接收部測量脈搏波的結(jié)構(gòu)，光發(fā)射部將光發(fā)射至被測者的指尖，光接收部檢測穿過活體的光的強(qiáng)度。例如，對于常規(guī)結(jié)構(gòu)的脈搏波傳感器，如圖15所示，其具有在被測者指尖處測量脈搏波的結(jié)構(gòu)。而且，對于常規(guī)脈搏波傳感器，其具有將測量數(shù)據(jù)及時發(fā)送至主CPU [中央處理單元]并在主CPU側(cè)分析或存儲測量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。而且，常規(guī)脈搏波傳感器具有通過配線與主CPU連接的結(jié)構(gòu)。此外，作為關(guān)于前述技術(shù)的常規(guī)技術(shù)的其它例子，可以列出日本專利公開 No. H05-212016 和國際公開 No. 2002/062222。然而，對于在被測者指尖處檢測脈搏波的常規(guī)結(jié)構(gòu)，要求限制被測者的行動以在測試期間不會使脈搏波傳感器從指尖掉落。因此，雖然可以在短期內(nèi)(如，從數(shù)分鐘到數(shù)小吋)測量脈搏波，但難以長期(如，從數(shù)天到數(shù)月)進(jìn)行連續(xù)的脈搏波測量。而且，對于常規(guī)脈搏波傳感器，存在問題，因為根據(jù)由被測者的運動或振動引起的噪聲分量(下文稱為“運動噪聲”)的影響而不能成功地測量脈搏波。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到由本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的前述問題，本發(fā)明的目的是提供ー種不需要限制被測者的行動就能夠測量脈搏波的脈搏波傳感器，或者提供一種通過降低運動噪聲的影響從而能夠測量脈搏波的脈搏波傳感器。本說明書中公開的脈搏波傳感器包括在手腕處測量脈搏波的結(jié)構(gòu)(即，結(jié)構(gòu) 1-1)。此外，根據(jù)結(jié)構(gòu)1-1的脈搏波傳感器是用于戴在手腕上并測量脈搏波的護(hù)腕結(jié)構(gòu) (即，結(jié)構(gòu)1-2)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)1-2的脈搏波傳感器包括用于測量脈搏波的測量單元、用于向測量単元供電的電源単元、電連接在測量單元和電源單元之間的電纜、以及護(hù)腕型殼體，該護(hù)腕型殼體容納測量単元、電源單元和電纜(即，結(jié)構(gòu)1-3)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-3的脈搏波傳感器，測量單元包括光傳感器，該光傳感器用于檢測向手腕發(fā)射并穿透活體的光的強(qiáng)度(即，結(jié)構(gòu)1-4)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-4的脈搏波傳感器，其中光傳感器的輸出波長屬于可見光區(qū)域，并且小于或等于約600nm( S卩，結(jié)構(gòu)1_5)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)1-4或1-5的脈搏波傳感器包括顯示單元，其設(shè)置在護(hù)腕型殼體處以提供顯示信息(即，結(jié)構(gòu)1-6)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-6的脈搏波傳感器，其中測量單元設(shè)置在顯示單元的背側(cè)處(即，結(jié)構(gòu)1-7)。
而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-6的脈搏波傳感器，其中沿護(hù)腕型殼體的圓周方向設(shè)置多個測量単元，并且多個測量単元中的每ー個都朝向顯示單元(即，結(jié)構(gòu)1-8)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-8的脈搏波傳感器，其中多個測量単元設(shè)置為使得分別連接位于測量単元行兩端處的兩個測量単元與護(hù)腕型殼體的軸中心的兩條連線所成的角度為60至90度(即，結(jié)構(gòu)1-9)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)1-9的脈搏波傳感器包括用于進(jìn)行多個測量単元中的每ー個的開/ 關(guān)控制的控制器(即，結(jié)構(gòu)1-10)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-10的脈搏波傳感器，其中控制器切換第一操作模式和第二操作模式，第一操作模式用于關(guān)閉位于測量単元行中間附近的測量單元并打開位于測量單元行兩端附近的測量單元，第二操作模式用于打開位于測量単元行中間附近的測量單元并關(guān)閉位于測量単元行兩端附近的測量單元測量單元(即，結(jié)構(gòu)1-11)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-11的脈搏波傳感器，其中與多個測量単元中的每ー個的開/ 關(guān)控制相結(jié)合，控制器進(jìn)行顯示単元的顯示方向控制(即，結(jié)構(gòu)1-12)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-4或1-5的脈搏波傳感器，其中多個測量単元繞護(hù)腕型殼體彼此等間距地設(shè)置(即，結(jié)構(gòu)1-13)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-13的脈搏波傳感器，其中電源單元的數(shù)量小于多個測量單元的數(shù)量，并且從單個電源単元向多個測量単元供電(即，結(jié)構(gòu)1-14)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-13的脈搏波傳感器，其中設(shè)置與多個測量単元相同數(shù)量的電源單元，并且從單個電源単元向單個測量単元供電(即，結(jié)構(gòu)1-15)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-4至1-15的脈搏波傳感器，測量單元包括用于放大光傳感器的輸出信號的放大器電路和用于基于放大器電路的輸出信號獲取與脈搏波相關(guān)的信息的處理電路(即，結(jié)構(gòu)1-16)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-16的脈搏波傳感器，其中測量單元包括基板，該基板包括其上安裝光傳感器的表面和其上安裝放大器電路和處理電路的背面(即，結(jié)構(gòu)1-17)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-3至1-17的脈搏波傳感器，其中電源單元包括電池和用于將來自電池的輸入電壓轉(zhuǎn)換成目標(biāo)輸出電壓的電源電路(即，結(jié)構(gòu)1-18)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-18的脈搏波傳感器，其中電源單元包括進(jìn)行電池的充電控制的充電電路(即，結(jié)構(gòu)1-19)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-19的脈搏波傳感器，其中充電電路通過接觸式方法從外部接收供電(即，結(jié)構(gòu)1-20)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-19的脈搏波傳感器，其中充電電路通過非接觸式方法從外部接收供電(即，結(jié)構(gòu)1-21)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)1-3至1-21的脈搏波傳感器包括用于將由測量單元獲得的測量數(shù)據(jù)傳送到外部的通信単元(即，結(jié)構(gòu)1-22)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-22的脈搏波傳感器，其中通信単元包括用于存儲測量數(shù)據(jù)的存儲器和用于將測量數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)酵獠康臒o線通信電路(即，結(jié)構(gòu)1-23)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-3至1-23的脈搏波傳感器，其中護(hù)腕型殼體為防水結(jié)構(gòu) (即，結(jié)構(gòu)1-24) 0而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)1-3至I-M的脈搏波傳感器，其中護(hù)腕型殼體為弾性元件制成(即，結(jié)構(gòu)1-25)。而且，本說明書中公開的脈搏波傳感器包括多個光傳感器部，用于檢測向手腕發(fā)射并穿透活體的光的強(qiáng)度；控制器，用于進(jìn)行多個光傳感器部中的每ー個的開/關(guān)控制；和護(hù)腕型殼體，用于容納多個光傳感器部和控制器(即，結(jié)構(gòu)2-1)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1的脈搏波傳感器，其中多個光傳感器部彼此等間距地設(shè)置并圍繞護(hù)腕型殼體(即，結(jié)構(gòu)2-2)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1或2-2的脈搏波傳感器，其中控制器關(guān)閉輸出不足的多個光傳感器部(即，結(jié)構(gòu)2-3)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1至2-3的脈搏波傳感器，其中控制器關(guān)閉頻率異常的多個光傳感器部(即，結(jié)構(gòu)2-4)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1至2-4的脈搏波傳感器包括加速度傳感器部，其中控制器根據(jù)加速度傳感器部的輸出進(jìn)行多個光傳感器部中的每ー個的開/關(guān)控制(即，結(jié)構(gòu)2-5)。而且，本說明書中公開的脈搏波傳感器包括多個光傳感器部，用于檢測向手腕發(fā)射并穿透活體的光的強(qiáng)度；控制器，用于對多個光傳感器部的每ー個輸出進(jìn)行相加或相減； 和護(hù)腕型殼體，用于容納多個光傳感器部和控制器(即，結(jié)構(gòu)2-6)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1至2-6的脈搏波傳感器，還包括用于向多個光傳感器部和控制器供電的電源部(即，結(jié)構(gòu)2-7)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1至2-7的脈搏波傳感器包括用于將由多個光傳感器部獲得的測量數(shù)據(jù)傳送到外部的通信部(即，結(jié)構(gòu)2-8)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1至2-8的脈搏波傳感器，其中多個光傳感器部的輸出波長屬于可見光區(qū)域，并且小于或等于約600nm( S卩，結(jié)構(gòu)2_9)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1至2-9的脈搏波傳感器，其中護(hù)腕型殼體為防水結(jié)構(gòu) (即，結(jié)構(gòu)2-10)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)2-1至2-10的脈搏波傳感器，其中護(hù)腕型殼體由弾性元件制成(即，結(jié)構(gòu)2-11)。而且，本說明書中公開的脈搏波傳感器包括第一光發(fā)射部，用于向活體發(fā)射第一發(fā)射強(qiáng)度的光；和第一光接收部，用于接收從第一光發(fā)射部發(fā)射并穿透活體的返回光，并產(chǎn)生第一光接收信號。該脈搏波傳感器還包括第二光傳感器和處理電路，第二光傳感器包括 第二光發(fā)射部，用于向活體發(fā)射比第一發(fā)射強(qiáng)度弱的第二發(fā)射強(qiáng)度的光；和第二光接收部， 用于接收從第二光發(fā)射部發(fā)射并穿透活體的返回光，并產(chǎn)生第二光接收信號，處理電路用于基于從第一光接收信號中減去第二光接收信號而獲得脈搏波數(shù)據(jù)(即，結(jié)構(gòu)3-1)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-1的脈搏波傳感器，其中第一光傳感器和第二光傳感器彼此鄰近設(shè)置(即，結(jié)構(gòu)3-2)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-2的脈搏波傳感器，其中第一光發(fā)射部和第二光接收部設(shè)置為彼此保持一定距離，并且第二光發(fā)射部和第一光接收部設(shè)置為彼此保持一定距離 (即，結(jié)構(gòu)3-3)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-1至3-3的脈搏波傳感器，其中處理電路包括差分放大器，該差分放大器用于輸出第一光接收信號和第二光接收信號之間的差分信號(即，結(jié)構(gòu) 3-4)。
而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-4的脈搏波傳感器，其中處理電路包括高通濾波器，該高通濾波器用于濾掉疊加在差分信號上的低頻分量(即，結(jié)構(gòu)3-5)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-4至3-5的脈搏波傳感器，其中處理電路包括低通濾波器， 該低通濾波器用于濾掉疊加在差分信號上的高頻分量(即，結(jié)構(gòu)3-6)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-4至3-6的脈搏波傳感器，其中處理電路包括用于放大差分信號的放大器(即，結(jié)構(gòu)3-7)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-4至3-7的脈搏波傳感器，其中處理電路包括前級放大器，該前級放大器用于放大第二光接收信號并將放大的信號提供給差分放大器(即，結(jié)構(gòu) 3-8)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)3-1至3-8的脈搏波傳感器包括用于覆蓋第一光傳感器和第二光傳感器的遮光構(gòu)件(即，結(jié)構(gòu)3-9)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-9的脈搏波傳感器，其中遮光構(gòu)件為指套型殼體(即，結(jié)構(gòu) 3-10)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-9的脈搏波傳感器，其中遮光構(gòu)件為指環(huán)型殼體(即，結(jié)構(gòu) 3-11)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-9的脈搏波傳感器，其中遮光構(gòu)件為護(hù)腕型殼體(即，結(jié)構(gòu) 3-12)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-9的脈搏波傳感器，其中遮光構(gòu)件為罩型殼體(即，結(jié)構(gòu) 3-13)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)3-1至3-13的脈搏波傳感器包括用于向脈搏波傳感器的每個部件供電的電源部(即，結(jié)構(gòu)3-14)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-14的脈搏波傳感器，其中電源部包括電池(即，結(jié)構(gòu)3-15)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-15的脈搏波傳感器，其中電源部包括電壓轉(zhuǎn)換電路，該電壓轉(zhuǎn)換電路用于將來自電池的輸入電壓轉(zhuǎn)換成目標(biāo)輸出電壓(即，結(jié)構(gòu)3-16)。而且，對于根據(jù)結(jié)構(gòu)3-15至3-16的脈搏波傳感器，其中電源部包括用于進(jìn)行電池的充電控制的充電電路(S卩，結(jié)構(gòu)3-17)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)3-1至3-17的脈搏波傳感器包括用于存儲脈搏波數(shù)據(jù)的存儲器 (艮P，結(jié)構(gòu)3-18)。而且，根據(jù)結(jié)構(gòu)3-1至3-18的脈搏波傳感器包括用于將脈搏波數(shù)據(jù)傳輸?shù)矫}搏波傳感器外部的通信部(即，結(jié)構(gòu)3-19)。根據(jù)接下來對具體實施方式
的描述以及與該描述相關(guān)的附圖和權(quán)利要求，本發(fā)明的其他特征、元件、步驟、優(yōu)點和特性將清楚。


圖1為說明根據(jù)本發(fā)明的實施例1的脈搏波測量原理的示意圖。圖2為波形圖，圖示了在圖1所示的脈搏波測量中活體內(nèi)的光衰減量(即，光吸收水平)根據(jù)時間流逝而改變的情況。圖3為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第一實施方案的橫截面圖。圖4為示意性地圖示測量単元10的結(jié)構(gòu)示例的橫截面圖。
圖5為示意性地圖示電源単元20的結(jié)構(gòu)示例的橫截面圖。圖6為示意性地圖示通信単元30的結(jié)構(gòu)示例的橫截面圖。圖7為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第二實施方案的橫截面圖。圖8為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第三實施方案的橫截面圖。圖9為說明脈搏傳感器1的第一佩戴狀態(tài)的示意圖。圖10為說明脈搏傳感器1的第二佩戴狀態(tài)的示意圖。圖11為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第四實施方案的橫截面圖。圖12為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第五實施方案的橫截面圖。圖13為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第六實施方案的橫截面圖。圖14為圖示光發(fā)射部和光接收部的布局圖案A至D的橫截面圖。圖15為圖示脈搏波傳感器的常規(guī)例子的示意圖。圖16為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第七實施方案的框圖。圖17位圖示脈搏波傳感器100的脈搏波測量操作示例的流程圖。圖18為說明步驟SlOl處的光傳感器選擇操作(水平)的示意圖。圖19為說明步驟SlOl處的光傳感器選擇操作(豎直)的示意圖。圖20為說明步驟S104和S105處的光傳感器選擇操作的圖。圖21為說明步驟S108處的處理操作(相加)的圖。圖22為說明步驟S108處的處理操作(相減)的圖。圖23為圖示第一至第三狀態(tài)的定義示例的圖。圖M為說明根據(jù)本發(fā)明的實施例2的脈搏波測量的原理的示意圖。圖25為圖示根據(jù)實施例2的脈搏波傳感器的結(jié)構(gòu)示例的框圖。圖沈為圖示控制器A30的第一結(jié)構(gòu)示例(即，處理電路)的框圖。圖27為圖示光發(fā)射強(qiáng)度和輸出強(qiáng)度之間的關(guān)系的相關(guān)圖。圖觀為圖示噪聲消除處理的作用的波形圖。圖四為圖示控制器A30的第二結(jié)構(gòu)示例(即，處理電路)的框圖。圖30為圖示脈搏波傳感器Al的第一應(yīng)用(即，指套型)的示意圖。圖31為圖示脈搏波傳感器Al的第二應(yīng)用(即，指環(huán)型)的示意圖。圖32為圖示脈搏波傳感器Al的第三應(yīng)用(即，護(hù)腕型)的示意圖。圖33為圖示脈搏波傳感器Al的第四應(yīng)用(即，眼罩型)的示意圖。圖34為圖示眼罩內(nèi)的脈搏波傳感器Al的定位示例的示意圖。
具體實施例方式<脈搏波測量的原理>圖1為說明根據(jù)本發(fā)明的實施例1的脈搏波測量原理的示意圖。圖2為波形圖， 圖示了在圖1所示脈搏波測量中活體內(nèi)的光衰減量(即，光吸收水平)根據(jù)時間流逝而改變的情況。例如，對于借助于體積描記法(plethysmography)的脈搏測量，如圖1所示，光從光發(fā)射部(如，LED[發(fā)光二極管]等)發(fā)射至活體的被壓向測量窗ロ的部位(即，其它部位正常工作，例如，圖1中示出的手腕或圖M中圖示的指尖)。隨后穿過活體并從活體出來的光的強(qiáng)度在光接收部(如，光電ニ極管或光電晶體管)處被檢測。在這里，如圖2所示， 雖然在生物組織或靜脈血(即，脫氧血紅蛋白Hb)中吸收的光衰減量(即，光吸收水平)恒定，但由動脈血(即，氧合血紅蛋白HbO2)吸收的光衰減量(即，光吸收水平)基于人的心跳(即脈搏)隨時間流逝而波動。因此，通過采用活體窗ロ(即，光容易穿過活體的波長區(qū)域)，可以測量外圍動脈的吸收水平的轉(zhuǎn)換并可以測量體積描記圖?！磸拿}搏波得到的信息〉此外，由心臟或自主神經(jīng)控制的脈搏波不總是表現(xiàn)出恒定行為，脈搏波基于被測量人的狀態(tài)而不同地產(chǎn)生變化(即，波動)。因此，基于變化(即，波動)的脈搏波的分析， 可以獲得被測量人的各種身體信息。例如，從心率可以得到被測量人的運動能力或緊張度。 從心率的波動可以得到被測量人的疲勞程度、舒適睡眠程度和壓カ程度。而且，基于通過按時間軸對脈搏波求兩次微分獲得的加速脈搏波，可以得到被測量人的血管老化程度或動脈硬化程度?！吹谝粚嵤┓桨浮祱D3為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第一實施方案的橫截面圖。 第一實施方案的脈搏波傳感器1具有在手腕2處測量脈搏波的結(jié)構(gòu)，更具體地，其具有要佩戴在手腕2上用以測量脈搏波的護(hù)腕結(jié)構(gòu)(即，在第一實施方案中為腕表結(jié)構(gòu))。此外，關(guān)于構(gòu)成元件，第一實施方案的脈搏波傳感器1包括測量單元10、電源單元20、通信単元30、 電纜40、護(hù)腕型殼體50和顯示單元60。測量單元10為主要測量脈搏波的単元，其容納于護(hù)腕型殼體50中，位于顯示単元 60背側(cè)處。由于這種結(jié)構(gòu)，在被測者將臉轉(zhuǎn)向顯示單元60觀看顯示単元60處顯示的信息 (如，脈搏波測量結(jié)果)的情況下，根據(jù)顯示単元60的重量，測量單元10被壓向手腕2，可以穩(wěn)定地測量脈搏波，而且，可以改善測量脈搏波的精度。而且，對于手腕處的脈搏波測量，本申請的發(fā)明人確定能夠充分地測量脈搏波，雖然與指尖處的脈搏波測量相比靈敏度降低。 此外，稍后詳細(xì)說明測量單元10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作。電源單元20是主要向測量單元10和通信単元30供電的單元，電源單元20容納于護(hù)腕型殼體50內(nèi)，當(dāng)護(hù)腕型殼體50佩戴在手腕2上吋，電源單元20位于手腕2背側(cè)。以這種方式，通過將可能成為第一単元10噪聲源的第二単元20作為另ー単元與第一単元10 分開設(shè)置，可以改善脈搏波的測量精度。此外，稍后詳細(xì)說明電源單元20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作。通信単元30是主要將測量単元10處獲得的測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠康膮g元，通信單元30容納于護(hù)腕型殼體50內(nèi)，當(dāng)護(hù)腕型殼體50佩戴在手腕2上吋，通信単元30位于手腕 2的背側(cè)。以這種方式，通過將可能成為第一単元10噪聲源的通信単元30作為另ー単元與第一単元10分開設(shè)置，可以改善脈搏波的測量精度。此外，稍后詳細(xì)說明通信単元30的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作。電纜40容納于護(hù)腕型殼體50內(nèi)，以將測量単元10、電源單元20和通信単元30彼此電連接。此外，作為電纜40，可以適當(dāng)使用常用的包覆導(dǎo)體、FPC[柔性印刷電路]等等。護(hù)腕型殼體50容納測量単元10、電源單元20、通信単元30和電纜40。護(hù)腕型殼體50佩戴在手腕上。顯示單元60為提供顯示信息(如，與日期或時間相關(guān)的信息，包括脈搏波的測量結(jié)果，等等)、設(shè)置在護(hù)腕型殼體50處的單元，包括主體部61和顯示部62。主體部61包括控制顯示部62的微計算機(jī)或電池，顯示部62包括液晶顯示面板等。換句話說，顯示単元60 等同于腕表的時鐘字盤。如上所述，對于護(hù)腕結(jié)構(gòu)脈搏波傳感器1，只要被測者不故意將脈搏波傳感器1從手腕2上取下，因為在測量脈搏波時幾乎不存在脈搏波傳感器1從手腕2上脫落的可能性， 因此可以實現(xiàn)在不限制被測者行動的情況下測量脈搏波。而且，對于護(hù)腕結(jié)構(gòu)脈搏波傳感器1，可以降低被測者佩戴脈搏波傳感器1的知覺，即使在長期(即，數(shù)天至數(shù)月)的連續(xù)脈搏波測量情況下，可以避免被測者受到過度的壓力。特別地，對于顯示単元60設(shè)置在護(hù)腕型殼體50處的第一實施方案，由于脈搏波傳感器1日常生活中可以作為腕表佩戴，因此可以消除對佩戴脈搏波傳感器1的抵觸情緒，而且，可以實現(xiàn)開發(fā)新用戶的作用。此外，利用弾性元件(如，硅橡膠)形成護(hù)腕型殼體50使得能夠為佩戴脈搏波傳感器1的可能尺寸提供靈活性。而且，希望將護(hù)腕型殼體50和顯示單元60設(shè)計成防水結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得即使在其浸泡到水(如，雨水)或汗水時也能夠測量脈搏波而不出現(xiàn)故障。而且，如果脈搏波傳感器1由多人共用(如，當(dāng)在體育館處租用吋)，因為恰好可以清洗護(hù)腕型殼體50，可以保持脈搏波傳感器1清潔。而且，對于第一實施方案，雖然參考測量単元10、電源單元20、通信単元30和顯示単元60都彼此獨立的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不限于此，多個單元可以集成為ー 個單元?！礈y量単元〉圖4為示意性地圖示測量単元10的結(jié)構(gòu)示例的橫截面圖。這種結(jié)構(gòu)示例的測量単元10包括基板11、光傳感器12、測量窗ロ 13、放大器電路14和處理電路15。光傳感器12直接安裝至基板11的表面，放大器電路14和處理電路15直接安裝至基板11的背側(cè)。而且，用干與電源單元20和通信単元30建立電連接的電纜40連接至基板11。此外，通過穿透孔(through hole)和通道孔(via hole)在基板11的表面和背側(cè)建立電連接。以這種方式，對于直接安裝光傳感器12、放大器電路14和處理電路15的結(jié)構(gòu)，則可以盡可能薄地設(shè)計測量単元10，可以改善脈搏波傳感器1的佩戴感覺。而且，對于僅將光傳感器12安裝至基板11的表面的結(jié)構(gòu)，光傳感器12可以盡可能位于手腕2附近， 則可以改善脈搏波的測量精度。通過從光發(fā)射部向手腕2發(fā)射光井由光接收部檢測穿過活體的光的強(qiáng)度，光傳感器12獲得脈搏波數(shù)據(jù)。此外，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)示例的光傳感器12不是光發(fā)射部和光接收部彼此相對地設(shè)置在手腕2的相對側(cè)的結(jié)構(gòu)(即，所謂的穿透型，參考圖1中的虛線箭頭)。 光傳感器12為光發(fā)射部和光接收部均設(shè)置在手腕2的同一側(cè)的結(jié)構(gòu)(即，所謂的反射型， 參考圖1中的實線箭頭)。測量窗ロ 13用半透明構(gòu)件(S卩，玻璃板或丙烯酸板，等等)構(gòu)造，半透明構(gòu)件設(shè)置在光傳感器12的光發(fā)射/接收表面處。光傳感器12經(jīng)由該測量窗ロ 13進(jìn)行脈搏波測量 (即，檢測至手腕2的發(fā)射光和從手腕2返回的反射光)。此外，對于測量窗ロ 13的厚度，希望根據(jù)光傳感器12的焦深恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計。放大器電路14放大光傳感器12的輸出信號(即，光接收部的檢測信號)，并將其提供至處理電路15。以這種方式，對于將放大器電路14配置在光傳感器12附近的結(jié)構(gòu)， 可以在疊加噪聲之前放大光傳感器12的輸出信號，則能夠改善該信號的S/N[信噪比]，而且，可以改善脈搏波的測量精度。處理電路15基本上控制脈搏波傳感器1的整個操作，并且還通過對放大器電路14 的輸出信號進(jìn)行多種信號處理，獲得關(guān)于脈搏波的多種信息(即，脈搏波的波動、心率、心率的波動和加速脈搏波)。此外，作為處理電路15，可以適當(dāng)?shù)厥褂肅PU[中央處理單元]。 以這種方式，對于光傳感器12和放大器電路14都位于處理電路15附近的結(jié)構(gòu)，可以在噪聲疊加之前處理放大器電路14的輸出信號，因此，能夠改善脈搏波的分析精度?！措娫磫卧祱D5為示意性地圖示電源単元20的結(jié)構(gòu)示例的橫截面圖。這種結(jié)構(gòu)示例的電源單元20包括基板21、電池22、電源電路23和充電電路M。電池22直接安裝在基板21的表面，電源電路23和充電電路M直接安裝在基板 21的背側(cè)。而且，用干與測量單元10建立電連接的電纜40連接至基板21。此外，通過穿透孔和通道孔在基板21的表面和背側(cè)之間建立電連接。以這種方式，通過有效地利用基板 21的兩側(cè)，可以減小基板21的面積。因此，可以小型化電源單元20。而且，可以降低被測者佩戴脈搏波傳感器1的知覺。電池22是驅(qū)動脈搏波傳感器1所需要的電源，恰當(dāng)?shù)?，可以采用鋰離子二次電池或雙電層電容器。以這種方式，對于電池驅(qū)動類型的脈搏波傳感器1，不需要在脈搏波測量期間從外部連接電源電纜?？梢栽诓幌拗票粶y者行動的情況下實現(xiàn)脈搏波的測量。此外， 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，形成為高度平坦的電池22位于手腕2的正上方，在脈搏傳感器1佩戴在手腕 2上時能夠改善脈搏波傳感器1的親和性，而且，可以降低被測者佩戴脈搏波傳感器1的知
jMLo電源電路23將來自電池22的輸入電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)期輸出電壓并將其供給至脈搏波傳感器1的每個部件。以這種方式，通過將可能成為測量単元10噪聲源的電源電路23嵌入獨立于測量単元10的電源單元20，可以改善脈搏波的測量精度。充電電路M基于來自外部的電源供給進(jìn)行電池22的充電控制。此外，作為從外部供電的方法，可以使用如采用USB[通用串行總線]電纜的接觸式方法，或者非接觸式方法如電磁感應(yīng)方法、電場連接方法或電場諧振方法。由于對電池22具有充電方法的結(jié)構(gòu)， 因此不需要電池更換操作，可以改善脈搏波傳感器1的實用性。此外，為了將護(hù)腕型殼體50 設(shè)計成防水結(jié)構(gòu)，考慮到完全消除外部端子，希望采用非接觸式方法作為向充電電路M供電的方法?！赐ㄐ艆g元〉圖6為示意性地圖示通信単元30的結(jié)構(gòu)示例的橫截面圖。這種結(jié)構(gòu)的通信単元 30包括基板31、存儲器32和無線通信電路33。存儲器32和無線通信電路33都直接安裝至基板31的表面。而且，用干與測量單元10之間建立電連接的電纜40連接至基板31。作為易失或非易失方法，存儲器32存儲測量単元10處獲取的測量數(shù)據(jù)(S卩，從放大器電路14提供的原始數(shù)據(jù)或在處理電路15處進(jìn)行多種處理的處理后數(shù)據(jù))。此外，作為存儲器32，恰當(dāng)?shù)?，可以使用易失性RAM[隨機(jī)存取存儲器]或非易失性閃存。對于對測量數(shù)據(jù)具有存儲方法的結(jié)構(gòu)，由于可以通過每隔預(yù)定周期進(jìn)行批量傳輸，將存儲器32中的積累數(shù)據(jù)發(fā)送到外部，因此能夠使無線通信電路33間歇式地處于待機(jī)狀態(tài)，而且，可以延長脈搏波傳感器1的電池驅(qū)動時間。無線通信電路33將測量単元10處獲取的測量數(shù)據(jù)(即，從放大器電路14提供的原始數(shù)據(jù)，從處理電路15提供的進(jìn)行過多種處理的處理后數(shù)據(jù)，或從存儲器32提供的存儲數(shù)據(jù))傳輸至外部個人計算機(jī)或手機(jī)。由于無線通信電路33與電源電路23 —祥可能成為測量單元10的噪聲源，因此希望將無線通信電路33嵌入獨立于測量単元10的通信単元 30。此外，對于無線通信電路33，恰當(dāng)?shù)兀缈梢允褂盟{(lán)牙(注冊商標(biāo))模塊IC。對于具有這種無線通信電路33的結(jié)構(gòu)，不需要將測量數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備的有線連接，使得能夠進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的實時傳輸而不限制被測者的行動。此外，為了將護(hù)腕型殼體50設(shè)計為防水結(jié)構(gòu)，考慮到完全消除外部端子，希望采用非接觸式方法作為將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠康姆椒??！吹诙嵤┓桨浮祱D7為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第二實施方案的橫截面圖。 對于根據(jù)第二實施方案的脈搏波傳感器1，電源單元20和通信単元30都容納于護(hù)腕型殼體 50內(nèi)，使得在護(hù)腕型殼體50佩戴在手腕2上時位于手腕2的內(nèi)側(cè)。以這種方式，通過將可能成為測量単元10噪聲源的電源單元20和通信単元30盡可能遠(yuǎn)離測量単元10定位，可以改善脈搏波的測量精度?！吹谌龑嵤┓桨浮祱D8為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第三實施方案的橫截面圖。 對于根據(jù)第三實施方案的脈搏波傳感器1，三個測量単元IOa-IOc位于護(hù)腕型殼體50外周，并且每個測量単元面向顯示單元60。更具體地，對于位于測量単元行中間處的測量單元10b，當(dāng)從軸中心方向(即，剖視圖)看護(hù)腕型殼體50吋，測量單元IOb設(shè)置為與顯示單元60關(guān)于軸中心P對稱。對于位于測量単元行兩端的測量單元IOa和10c，它們設(shè)置為使得分別連接這兩個単元與軸中心P的兩條連線所成的角度變?yōu)?0至90度。而且，電源單元20和通信単元30都容納于護(hù)腕型殼體50內(nèi)，位于顯示単元60的背側(cè)。由于這種結(jié)構(gòu)，不管脈搏波傳感器1的佩戴狀態(tài)，都可以由測量単元IOa-IOc中的至少ー個恰當(dāng)?shù)販y量脈搏波。稍后參照圖9和圖10具體地說明原因。圖9為說明脈搏傳感器1的第一佩戴狀態(tài)(即，脈搏波傳感器1被佩戴為使得顯示単元60位于手腕2背側(cè)的狀態(tài))的示意圖。圖10為說明脈搏傳感器1的第二佩戴狀態(tài) (即，脈搏波傳感器1被佩戴為使得顯示單元60位于手腕2內(nèi)側(cè)的狀態(tài))的示意圖。對于手腕2的內(nèi)側(cè)，雖然由于位于皮膚正下方的肌腱，脈搏波傳感器1在中間部位周圍的佩戴感覺較松，但由于厚的肉質(zhì)，脈搏波傳感器1在兩端周圍的佩戴感覺良好。因此，對于脈搏波傳感器1的第一佩戴狀態(tài)，可以由位于測量単元行兩端處的測量單元IOa和 IOc恰當(dāng)?shù)販y量脈搏波。另ー方面，對于手腕2的背側(cè)，雖然由于位于皮膚正下方的骨骼，脈搏波傳感器1 在兩端周圍的佩戴感覺較松，但由于厚的肉質(zhì)，脈搏波傳感器1在中間部位周圍的佩戴感覺良好。因此，對于脈搏波傳感器1的第二佩戴狀態(tài)，可以由位于測量単元行中間處的測量単元IOb恰當(dāng)?shù)販y量脈搏波。如上所述，對于脈搏波傳感器1的第一佩戴狀態(tài)，位于測量単元行兩端處的測量単元IOa和IOc能夠比位于測量単元行中間處的測量單元IOb更精確地測量脈搏波。對于脈搏波傳感器2的第二佩戴狀態(tài)，位于測量単元行中間處的測量單元IOb能夠比位于測量単元行兩端處的測量單元IOa和IOc更精確地測量脈搏波。換言之，對于脈搏波傳感器1的第一佩戴狀態(tài)，沒有必要操作測量單元IOb ；對于脈搏波傳感器2的第二佩戴狀態(tài)，沒有必要操作測量單元IOa和10c。因此，對于根據(jù)第三實施方案的脈搏波傳感器1，采用為每個測量単元IOa-IOc進(jìn)行開/關(guān)控制的結(jié)構(gòu)。更具體地，控制器根據(jù)由被測者進(jìn)行的操作模式的切換控制，來切換第一操作模式和第二操作模式，在第一操作模式中測量單元IOb關(guān)閉且測量單元IOb和IOa 打開，在第二操作模式中測量單元IOb打開且測量単元IOa和IOc關(guān)閉。此外，控制器可以實施為嵌入測量單元IOa-IOc的處理電路的ー種功能，或者微控制器可以嵌入電源單元20、通信単元30或顯示單元60?；蛘?，控制器可以作為獨立単元容納于護(hù)腕型殼體50以進(jìn)行測量單元IOa-IOc的一般控制。由于這種結(jié)構(gòu)，測量單元IOa-IOc可以根據(jù)需要打開/關(guān)閉，可以降低功耗，并且可以延長電池驅(qū)動時間。而且，對于根據(jù)第三實施方案的脈搏波傳感器1，結(jié)合測量単元IOa-IOc的開/關(guān)控制，控制器進(jìn)行顯示単元60的顯示方向控制。更具體地，在第一操作模式中進(jìn)行顯示方向控制，以使護(hù)腕型殼體50的圓周方向與提供至顯示部62的顯示信息的垂直方向相一致。 在第二操作模式中進(jìn)行顯示方向控制，以使護(hù)腕型殼體50的圓周方向與提供至顯示部62 的顯示信息的水平方向相一致。由于這種結(jié)構(gòu)，不管脈搏波傳感器1的佩戴狀態(tài)，被測者都可以容易地讀取顯示信息?！吹谒膶嵤┓桨浮祱D11為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第四實施方案的橫截面圖。 對于第四實施方案的脈搏波傳感器1，去除了顯示單元60，并且8個測量単元IOa-IOh彼此等間距圍繞護(hù)腕型殼體50設(shè)置。對于這種結(jié)構(gòu)，即使護(hù)腕型殼體50繞手腕2轉(zhuǎn)動，也可以由測量單元IOa-IOh中的至少ー個恰當(dāng)?shù)販y量脈搏波。而且，對于根據(jù)第四實施方案的脈搏波傳感器1，為8個測量単元IOa-IOh設(shè)置兩個電源単元20x和20y，從ー個電源單元向多個測量単元供電。更具體地，電源單元20x經(jīng)由電纜40x向測量單元IOa-IOd和通信単元30供電，電源單元20y經(jīng)由電纜40y向測量單元IOe-IO供電h。由于這種結(jié)構(gòu)，可以降低電源單元的負(fù)擔(dān)。而且，電纜可以分成多段，能夠靈活地響應(yīng)于護(hù)腕型殼體50的延展。此外，對于根據(jù)第四實施方案的脈搏波傳感器1，電源單元20x和20y以及通信單元30 —起放在且容納于護(hù)腕型殼體50的ー個位置處。く第五實施方案〉圖12為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第五實施方案的橫截面圖。 對于根據(jù)第五實施方案的脈搏波傳感器1，電源單元20x和20y形成得比測量單元IOa-IOh 薄且更加小型化。分別地，電源單元20x位于測量単元IOa和測量單元IOe之間，電源單元20y位于測量単元IOd和測量單元IOh之間。由于這種結(jié)構(gòu)，與前述第四實施方案相同，即使護(hù)腕型殼體50繞手腕2轉(zhuǎn)動，也可以由測量単元IOa-IOh中的至少ー個恰當(dāng)?shù)販y量脈搏波。〈第六實施方案〉圖13為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第六實施方案的橫截面圖。對于根據(jù)第六實施方案的脈搏波傳感器1，為8個測量単元IOa-IOh提供8個電源単元 20a-20h、8個通信単元30a-30h、以及8條電纜40a_40h，經(jīng)由1條電纜從ー個電源單元向 ー個測量單和ー個通信単元供電。換句話說，根據(jù)第六實施方案的脈搏波傳感器1是8個獨立模塊容納于護(hù)腕型殼體50的結(jié)構(gòu)，每個獨立模塊能夠獨立地測量脈搏波并將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠俊Ｓ捎谶@種結(jié)構(gòu)，與前述第四實施方案或第五實施方案相同，即使護(hù)腕型殼體 50繞手腕2轉(zhuǎn)動，也可以由測量単元IOa-IOh中的至少ー個恰當(dāng)?shù)販y量脈搏波。〈光傳感器〉圖14為圖示形成測量單元10的光傳感器12的光發(fā)射部和光接收部的布局圖案 A至D的橫截面圖。如圖14所示，對于光發(fā)射部LED和光接收部PD，可以采用1X1(8卩，布局圖案A)、2X1( S卩，布局圖案B)、3X1( S卩，布局圖案C)和4X 1 ( S卩，布局圖案D)中任一布局圖案等。此外，在采用布局圖案B至D的情況中，希望將多個光發(fā)射部(即，LED)設(shè)置在正多邊形的頂點，將光接收部設(shè)置在正多邊形的重心?！搓P(guān)于輸出波長的考慮〉在實驗中，通過所謂的反射型脈搏波傳感器1，光發(fā)射部的每個輸出波長設(shè)為 λ 1 (紅外940mm)，λ 2 (綠630nm)和λ 3 (藍(lán)468nm)，并且當(dāng)光發(fā)射部的輸出強(qiáng)度(艮ロ， 驅(qū)動電流值)變?yōu)?mA、5mA和IOmA時檢查每個行為。結(jié)果，對于波長小于或等于600nm的可見光區(qū)域，檢查發(fā)現(xiàn)可以相對容易地獲得脈搏波的波形，因為氧合血紅蛋白HbO2的吸收系數(shù)變大，并且測量的脈搏波的峰值強(qiáng)度變大。此外，對于檢測動脈血的氧飽和度的脈搏測氧計，雖然其中氧合血紅蛋白HbO2的吸收系數(shù)(以實線示出)和脫氧血紅蛋白Hb的吸收系數(shù)之間的差異變?yōu)樽畲蟮慕t外區(qū)域的波長(約700nm)普遍用作光發(fā)射部的輸出波長，但考慮到作為脈搏波傳感器的用途， 如前述實驗結(jié)果所示，可以確定希望采用波長小于或等于600nm的可見光區(qū)域作為光發(fā)射部的輸出波長?！吹谄邔嵤┓桨浮祱D16為示意性地圖示根據(jù)實施例1的脈搏波傳感器的第七實施方案的框圖。根據(jù)第七實施方案的脈搏波傳感器100包括η個(η大于或等于2)光傳感器部101-1至101-η、 控制器102、加速度傳感器部103、存儲器104、無線通信部105、電源部106和護(hù)腕型殼體 107。每個光傳感器部101-1至101-η檢測向手腕200發(fā)射并穿過活體的光的強(qiáng)度。與第四至第六實施方案相同，光傳感器部101-1至101-η彼此等間距圍繞護(hù)腕型殼體107設(shè)置。此外，由于光傳感器部101-1至101-η的結(jié)構(gòu)和輸出波長與前述光傳感器12相同，在此省略多余的說明?？刂破?02與前述處理電路15等效并一般地控制脈搏波傳感器100的整個操作。加速度傳感器部103単獨地檢測三軸加速度并將檢測到的三軸加速發(fā)送至控制器102。由于這種結(jié)構(gòu)，能夠識別脈搏波傳感器100的姿態(tài)。存儲器104與前述存儲器32等效，通過易失或非易失方法存儲光傳感器部101_1 至101-n處獲得的數(shù)據(jù)(即，從光傳感器部101-1至101-n提供的原始數(shù)據(jù)，或者在控制器 102處進(jìn)行過多種處理的處理后數(shù)據(jù))。無線通信部105與前述無線通信電路33等效，采用光傳感器部101_1至101_n獲得的測量數(shù)據(jù)(即，從光傳感器部101-1至101-n提供的原始數(shù)據(jù)，從控制器102提供的處理后數(shù)據(jù)，或者從存儲器104提供的存儲數(shù)據(jù))被無線傳輸至外部的個人計算機(jī)或手機(jī)。電源部106與前述電源單元20等效，并向脈搏波傳感器100的各個部件供電。護(hù)腕型殼體107與前述護(hù)腕型殼體50等效，并容納光傳感器部101-1至101_n、控制器102、加速度傳感器部103、存儲器104和無線通信部105。圖17為圖示脈搏波傳感器100的脈搏波測量操作的示例的流程圖。此外，該流程圖的執(zhí)行主體基本上是控制器102。在步驟SlOl中，根據(jù)加速度傳感器部103的輸出，識別脈搏波傳感器100的姿態(tài)， 并基于識別結(jié)果進(jìn)行光傳感器部101-1至101-n的開/關(guān)控制。例如，如圖18所示，在護(hù)腕型殼體107的軸中心朝向水平方向或近似朝向水平方向的情況下，根據(jù)護(hù)腕型殼體107自身的重量，在光傳感器部101-1至101-n中，位于穿過中心軸的水平線上方的光傳感器部緊密地接觸手腕200，位于該水平線下方的光傳感器遠(yuǎn)離手腕200。因此，通過提前打開希望進(jìn)行正常脈搏波測量的位于上方的光傳感器部，并關(guān)閉不希望進(jìn)行正常脈搏波測量的位于下方的光傳感器部，與所有的光傳感器部101-1至 101-n都打開相比，能耗可以降低至1/2，而不會使脈搏波傳感器100的測量精度惡化。如圖19所示，在護(hù)腕型殼體107的軸中心朝向垂直方向或近似朝向垂直方向的情況下，不清楚哪個光傳感器部101-1至101-n緊密接觸手腕200。因此，通過沿著護(hù)腕型殼體107的圓周方向交替打開和關(guān)閉光傳感器部101-1至101-n，與所有的光傳感器部101-1 至101-n都打開相比，能耗可以降低至1/2，而不會使脈搏波傳感器100的測量精度惡化。在步驟S102中，在光傳感器部101-1至101_n中，通過使用在步驟SlOl中打開的光傳感器，進(jìn)行測量以檢測輸出峰值的強(qiáng)度和頻率。關(guān)于該步驟中的脈搏波測量，如此進(jìn)行以獲取選擇光傳感器部所需的信息，而且，不進(jìn)行測量數(shù)據(jù)向外部的傳輸。在步驟S103中，判斷從脈搏波在步驟S102中開始之后是否已經(jīng)過去預(yù)定時間段 T。如是判斷為“是”，則流程前進(jìn)到步驟S104，如果判斷為“否”，則流程返回步驟S102。此外，關(guān)于前述預(yù)定時間段T，應(yīng)當(dāng)被設(shè)置得足夠長，以檢測輸出峰值的強(qiáng)度和頻率(參考圖 20)。在步驟S104中，對于由光傳感器部101-1至101_n中在步驟SlOl中打開的每個光傳感器部測量的測量數(shù)據(jù)，比較每個輸出強(qiáng)度和預(yù)定閾值，基于比較結(jié)果，進(jìn)行每個光傳感器部101-1至101-n的開/關(guān)控制。更具體地，對于輸出強(qiáng)度低于預(yù)定閾值的數(shù)據(jù)，關(guān)閉該光傳感器部，因為其輸出不足。例如，在圖20中圖示的光傳感器部X至Z中，對于光傳感器部X和Z的測量數(shù)據(jù)， 輸出峰值的強(qiáng)度PX和PZ高于閾值Pth，但對于光傳感器部Y的測量數(shù)據(jù)，輸出峰值的強(qiáng)度 PY低于閾值Pth。因此，通過關(guān)閉預(yù)計不能正常測量脈搏波的光傳感器部Y，可以實現(xiàn)能耗的進(jìn)ー步降低，而不使脈搏波的測量精度惡化。
在步驟S105中，對于由光傳感器部101-1至101_n中在步驟SlOl中打開的每個光傳感器部測量的測量數(shù)據(jù)，判斷每個輸出峰值的頻率是否在預(yù)定范圍內(nèi)，基于判斷結(jié)果，進(jìn)行每個光傳感器部101-1至101-n的開/關(guān)控制。更具體地，對于不在60bpm 200bpm[每分鐘跳數(shù)]范圍內(nèi)的輸出峰值頻率，關(guān)閉該光傳感器部，因為其頻率異常(如，噪聲疊加
寸ノ ο例如，在圖20中的光傳感器部X至Z中，對于光傳感器部X和Y的測量數(shù)據(jù)，輸出峰值的頻率FX和FY在預(yù)定范圍內(nèi)，但對于光傳感器部Z的測量數(shù)據(jù)，由于存在噪聲，輸出峰值的頻率FZ不在預(yù)定范圍內(nèi)。因此，通過提前關(guān)閉預(yù)計不能正常測量脈搏波的光傳感器部Z，可以實現(xiàn)能耗的進(jìn)一歩降低，而不使脈搏波的測量精度惡化。此外，對于圖20中的示例，在光傳感器部X至Z中，光傳感器部Y在步驟S104中關(guān)閉，光傳感器部ζ在步驟S105中關(guān)閉，僅光傳感器部X最終保持打開。在步驟S106中，通過步驟S101-S105中對光傳感器部的選擇過程，判斷是否所有的光傳感器部101-1至101-n都關(guān)閉。如果在此判斷為“否”(即，在光傳感器部101-1至 101-n中至少ー個最終保持打開的情況下)，流程前進(jìn)至步驟S107。另ー方面，如果判斷為 “是”，則流程前進(jìn)至步驟S114。在步驟S107中，在光傳感器部101-1至101_n中，在步驟S101-S105中對光傳感器部的選擇過程之后，通過采用最終保持打開的光傳感器部，測量脈搏波。在步驟S108中，對步驟S107獲得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定操作處理。例如，如圖21所示，可以考慮通過將光傳感器部A的輸出A和光傳感器部B的輸出B相加而產(chǎn)生加和輸出 (即，A+B)的方法。由于進(jìn)行這種操作處理，通過增強(qiáng)輸出峰值的強(qiáng)度，可以改善S/N比。而且，如圖22所示，可以考慮從光傳感器部A的疊加有噪聲分量的輸出A中減去僅包括噪聲分量的輸出B( S卩，另外設(shè)置的用以僅檢測暗電流的光傳感器B的輸出)而產(chǎn)生相減輸出(即，A-B)的方法。由于進(jìn)行這種操作處理，可以去除噪聲分量并可以改善S/N 比。此外，關(guān)于步驟S108中的操作處理，除了前述加法處理和減法處理，還包括對測量數(shù)據(jù)的選擇處理，在多個測量數(shù)據(jù)中選擇輸出峰值的最大強(qiáng)度，并提供選擇的數(shù)據(jù)。在步驟S109，將在步驟S108中的操作處理之后產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)傳送至外部的個人計算機(jī)或手機(jī)。此外，關(guān)于該流程圖，雖然圖示了在毎次測量脈搏波時傳送測量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不限于此，可以采用這樣的結(jié)構(gòu)在步驟S109中，基于對測量數(shù)據(jù)的臨時存儲處理，對每預(yù)定時間段(或終止脈搏波測量吋)存儲的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行批量傳輸。在步驟SllO中，判斷從脈搏波在步驟S107中開始之后是否已經(jīng)過去預(yù)定時間段 T。如果判斷為“是”，則流程前進(jìn)至步驟S111，如果判斷為“否”，則重設(shè)預(yù)定時間段T的計數(shù)結(jié)果，并且流程返回步驟S107此外，對于前述預(yù)定時間段T，應(yīng)當(dāng)被設(shè)置得足夠長，以檢測輸出峰值的強(qiáng)度和頻率(參考圖20)。在步驟Slll中，判斷脈搏波傳感器100是否處于第一狀態(tài)。前述第一狀態(tài)為正常測量脈搏波的狀態(tài)，更具體地，如圖23所示，其被表示為輸出峰值的強(qiáng)度(即，如果多個光傳感器部打開，則該強(qiáng)度為加和值)大于第一下限閾值THlL并小于第一上限閾值 THlH(TH1L < TH1H)。如果判斷為“是”，則流程前進(jìn)至步驟S112，如果判斷為“否”，則流程前進(jìn)至步驟Sl 13。在步驟S112中，判斷是否指示脈搏波測量終止。如果判斷為“是”，則前述系列流程終止，如果判斷為“否”，流程返回至步驟S107。在步驟S113中，判斷脈搏波傳感器100是否處于第二狀態(tài)。第二狀態(tài)為在不打開全部光傳感器部101-1至101-n的情況下不能正常測量脈搏波的狀態(tài)，更具體地，如圖23 所示，其被表示為輸出峰值的強(qiáng)度(即，如果多個光傳感器部打開，則該強(qiáng)度為加和值)小于第二閾值TH2(TH2<TH1L)。如果判斷為“是”，則流程前進(jìn)至步驟S114。另ー方面，如果判斷為“否”，則流程前進(jìn)至步驟S101，并再次從頭開始進(jìn)行光傳感器部101-1至101-n的選擇處理。如果在步驟S106或步驟Sl 13判斷為“是”，不管步驟SlOl至S105中對光傳感器部101-1至101-n的選擇處理結(jié)果如何，所有的光傳感器部101-1至101_n在步驟S114中都打開。由于這種結(jié)構(gòu)，能夠比能耗降低優(yōu)先地增強(qiáng)脈搏波的精度(即，穩(wěn)定性)。在步驟S115中，通過使用所有的光傳感器部101-1至101_n，測量脈搏波。在步驟S116中，對步驟S115中的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定處理。對于該操作處理，與前述步驟S108相同，在此省略多余的說明。在步驟S117中，在步驟116中的操作處理之后產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)傳輸至外部的個人計算機(jī)或手機(jī)。在步驟S118中，判斷自從在步驟S115中開始脈搏波測量之后是否已經(jīng)過去預(yù)定時間段T。如果判斷為“是”，則流程前進(jìn)至步驟S111，如果判斷為“否”，則重設(shè)預(yù)定時間段 T的計數(shù)結(jié)果，并且流程返回步驟S115。在步驟S119中，判斷脈搏波傳感器100是否處于第三狀態(tài)。前述第三狀態(tài)為在不打開全部光傳感器部101-1至101-n的情況下正常測量脈搏波的狀態(tài)，更具體地，如圖23 所示，其被表示為輸出峰值的強(qiáng)度(即，如果多個光傳感器部打開，則該強(qiáng)度為加和值)大于第三閾值TH3(TH3>TH1H)。如果判斷為“否”，則流程前進(jìn)至步驟S120。另ー方面，如果判斷為“是”，則流程前進(jìn)至步驟S101，并再次從頭開始進(jìn)行光傳感器部101-1至101-n的選擇處理。在步驟S120中，判斷脈搏波傳感器100是否處于第二狀態(tài)。前述第二狀態(tài)為只有在打開全部光傳感器部101-1至101-n的情況下才能正常測量脈搏波的狀態(tài)，更具體地，如圖23所示，其被表示為輸出峰值的強(qiáng)度(即，如果多個光傳感器部打開，則該強(qiáng)度為加和值)小于第二閾值TH2(TH2<TH1L)。如果判斷為“否”，則流程前進(jìn)至步驟S121。另一方面，如果判斷為“是”，則基于不再能正常測量脈搏波的判斷終止后續(xù)流程。在步驟S121中，判斷是否指示脈搏波測量終止。如果判斷為“是”，則終止前述系列流程，如果判斷為“否”，流程返回步驟S115。圖M圖示了根據(jù)實施例2的用于在指尖處測量脈搏波的脈搏波傳感器。即使在指尖處檢測脈搏波的情況，基于圖1和圖2的說明，可以理解脈搏波測量的基本原理以及活體內(nèi)的光衰減量(即，光吸收水平)隨著時間的流逝而改變的情況中的每ー種。然而，圖1 中的“⑵手腕”應(yīng)當(dāng)替換為圖M中的“⑵指尖”并應(yīng)當(dāng)如此理解。〈框圖〉圖25為圖示根據(jù)實施例2的脈搏波傳感器的結(jié)構(gòu)示例的框圖。這種結(jié)構(gòu)示例的脈搏波傳感器Al包括第一光傳感器A10、第二光傳感器A20、控制器A30、電源部A40、存儲器部A50和通信部A60。第一光傳感器AlO為主要檢測脈搏波分量的光傳感器，并包括第一光發(fā)射部All、 第一光接收部A12和測量窗ロ A13。第一光發(fā)射部All向活體A2發(fā)射第一發(fā)射強(qiáng)度Pl的光。作為第一光發(fā)射部All，可以使用可見光LED或近紅外LED。第一光接收部A12接收從第一光發(fā)射部All發(fā)射并穿過活體A2的返回光，并產(chǎn)生第一光接收信號Si。作為第一光接收部A12，可以使用光電ニ極管或光電晶體管。測量窗ロ A13為設(shè)置在第一光傳感器AlO 的光發(fā)射/接收表面上的半透明構(gòu)件(即，玻璃板或丙烯酸板)。第一光傳感器AlO經(jīng)由測量窗ロ A13進(jìn)行脈搏波測量(即，向活體A2發(fā)射光并檢測來自活體A2的返回光)。此外， 關(guān)于測量窗ロ A13的厚度，希望根據(jù)第一光傳感器AlO的焦深恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計。第二光傳感器A20為主要檢測運動噪聲分量的光傳感器，并包括第二光發(fā)射部 A21、第二光接收部A22和測量窗ロ A23。第二光發(fā)射部A21向活體A2發(fā)射比第一發(fā)射強(qiáng)度Pl弱的第二發(fā)射強(qiáng)度P2的光。作為第二光發(fā)射部A21，與第一光發(fā)射部All —祥，可以使用可見光LED或近紅外LED。第二光接收部A22接收從第二光發(fā)射部A21發(fā)射并穿透活體A2的返回光，并產(chǎn)生第二光接收信號S2。作為第二光接收部A22，與第一光接收部A12 一祥，可以使用光電ニ極管或光電晶體管。測量窗ロ A23為設(shè)置在第二光傳感器A20的光發(fā)射/接收表面上的半透明構(gòu)件(即，玻璃板或丙烯酸板)。第二光傳感器A20經(jīng)由測量窗 ロ A23進(jìn)行脈搏波測量(即，向活體A2發(fā)射光并檢測來自活體A2的返回光)。此外，關(guān)于測量窗ロ A23的厚度。希望根據(jù)第二光傳感器A20的焦深恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計。此外，對于第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20，它們都不是光發(fā)射部和光接收部設(shè)置在活體A2上的相對側(cè)處的結(jié)構(gòu)(即，所謂的穿透型，參考圖M的虛線箭頭)，脈搏波傳感器具有光發(fā)射部和光接收部都設(shè)置活體A2的同一側(cè)的結(jié)構(gòu)(即，所謂的反射型，參考圖M中的實線箭頭)。為了由第一光接收部A12無誤地檢測從第一光發(fā)射部All發(fā)射的光，為了由第二光接收部A22無誤地檢測從第二光發(fā)射部A21發(fā)射的光，希望采用對活體 A2中散射的光不敏感的反射型，而不是對活體A2中散射的光敏感的穿透型。而且，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20彼此鄰近設(shè)置。由于這種結(jié)構(gòu)，可以在近似同一位置測量第一光接收信號Sl和第二光接收信號S2，可以改善由稍后提及的差分操作處理進(jìn)行運動噪聲消除處理的效果。而且，對于第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20，第一光發(fā)射部Al 1和第二光接收部A22設(shè)置為彼此保持一定距離，并且第二光發(fā)射部A21和第一光接收部A12設(shè)置為彼此保持一定距離。這種結(jié)構(gòu)使得能夠確保由第一光接收部A12檢測從第一光發(fā)射部All發(fā)射的光，并確保由第二光接收部A22檢測從第二光發(fā)射部A21發(fā)射的光?？刂破鰽30包括差分處理電路，其通過從第一光接收信號Sl中減去第二光接收信號S2而獲得脈搏波數(shù)據(jù)S3。稍后說明這種差分處理的影響和效果。而且，控制器A30還包括CPU[中央處理單元]，其一般地控制脈搏波傳感器Al的整個操作，并通過對脈搏波數(shù)據(jù)S3進(jìn)行多種信號處理而獲得關(guān)于脈搏波的多種信息(S卩，脈搏波的波動、心率、心率的波動、加速脈搏波)。電源部A40是向脈搏波傳感器Al的每個部件供電的電路塊，包括電池(如，鋰離子二次電池或雙電層電容器)、將來自電池的輸入電壓轉(zhuǎn)換成目標(biāo)輸出電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路、以及進(jìn)行電池的充電控制的充電電路。以這種方式，對于電池驅(qū)動類型的脈搏波傳感器 Al，不需要在脈搏波測量期間從外部連接電源電纜，可以在不限制被測者行動的情況下實現(xiàn)脈搏波測量。此外，作為電池的充電方法，可以使用采用USB[通用串行總線]電纜的接觸式方法，或者非接觸式方法如電磁感應(yīng)方法、電場連接方法或電場諧振方法。作為易失或非易失方法，存儲器部A50存儲控制器A30處獲取的脈搏波數(shù)據(jù) S3 (即，原始數(shù)據(jù)，或進(jìn)行過多種處理的處理后數(shù)據(jù))。此外，作為存儲器部A50，恰當(dāng)?shù)?，可以使用易失性RAM[隨機(jī)存取存儲器]非易失性閃存。對于對脈搏波數(shù)據(jù)S3具有存儲方法的結(jié)構(gòu)，由于可以通過每隔預(yù)定時間段進(jìn)行批量傳輸，將存儲器部A50中的積累數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠?，因此能夠使無線通信部A60間歇地處于待機(jī)狀態(tài)，而且，可以延長脈搏波傳感器Al 的電池驅(qū)動時間。無線通信部A60將控制器A30處獲取的脈搏波數(shù)據(jù)S3 ( S卩，原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行過多種處理的處理后數(shù)據(jù)，或存儲器部A50處的存儲數(shù)據(jù))傳輸至外部個人計算機(jī)或手機(jī)。此外， 對于無線通信部A60，恰當(dāng)?shù)?，例如可以使用藍(lán)牙(注冊商標(biāo))模塊IC。由于這種結(jié)構(gòu)，不需要將脈搏波數(shù)據(jù)S3傳輸至外部設(shè)備的有線連接，使得能夠進(jìn)行脈搏波數(shù)據(jù)S3的實時傳輸而不限制被測者的行動?！床罘痔幚黼娐贰祱D沈為圖示控制器A30(差分處理電路)的第一結(jié)構(gòu)示例的框圖。第一結(jié)構(gòu)示例的控制器A30(差分處理電路)包括差分放大器A31、高通濾波器(HPF) A32、中間級放大器 A33、低通濾波器(LPF)A34和后級放大器A35。差分放大器A31提供第一光接收信號Sl與第二光接收信號S2之間的差分信號，其中第一光接收信號Sl要提供至非反相輸入端(+)， 第二光接收信號S2要提供至反相輸入端(-)。高通濾波器A32濾掉疊加在差分放大器A31 的輸出信號上的低頻分量(即，DC分量)，并提供結(jié)果。中間級放大器A33放大高通濾波器 A32的輸出信號，并提供結(jié)果。低通濾波器A34濾掉疊加在中間級放大器A33的輸出信號上的高頻分量(即，高頻噪聲分量)，并提供結(jié)果。后級放大器A33放大低通濾波器A34的輸出信號，并提供結(jié)果。后級放大器A35的輸出信號成為脈搏波數(shù)據(jù)S3。圖27為圖示光發(fā)射強(qiáng)度和輸出強(qiáng)度之間的關(guān)系的相關(guān)圖。如圖27所示，第一光接收信號Sl和第二光接收信號S2中的每ー個都包括脈搏波分量和運動噪聲分量。在這里， 本申請的發(fā)明人基于專門的查驗而得到如下新發(fā)現(xiàn)脈搏波分量和運動噪聲分量之間對光發(fā)射變化的靈敏度存在差異。更具體地，脈搏波分量對光發(fā)射強(qiáng)度變化的靈敏度高，光發(fā)射強(qiáng)度越高，光發(fā)射信號中包含的脈搏波分量越大(參考圖27中的al和U)。另ー方面，由于運動噪聲分量對光發(fā)射強(qiáng)度變化的靈敏度低，即使光發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)，光發(fā)射信號中包含的運動噪聲分量也不會變得如此大(參考圖27中的bl和b2)。因此，通過從具有第一光發(fā)射強(qiáng)度Pl的第一光傳感器AlO處獲得的第一光接收信號Sl中減去具有相對弱的第二光發(fā)射強(qiáng)度P2的第二光傳感器A20處獲得的第二光接收信號S2，可以抵消各個信號中包含的運動噪聲，于是可以獲得純的脈搏波分量(參考圖28)。 因此，對于根據(jù)該結(jié)構(gòu)示例的脈搏波傳感器Al，不管被測者的運動或振動如何，都可以以高精度測量脈搏波，并且在日常生活中可以整天測量脈搏波。圖四為圖示控制器30(8卩，差分處理電路)的第二結(jié)構(gòu)示例的框圖。除第一結(jié)構(gòu)示例的電路元件A31至A35之外，第二結(jié)構(gòu)示例的控制器A30 ( S卩，差分處理電路)還包括前級放大器A36。前級放大器A36放大第二光接收信號并將其提供至差分放大器A31。由于這種結(jié)構(gòu)，通過恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整前級放大器A36的増益，第一光接收信號Sl中包含的運動噪聲分量(參考圖27中的bl)和第二光接收信號S2中包含的運動噪聲分量(參考圖27中的b2)可以匹配，則可以最大程度地發(fā)揮運動噪聲消除效果?！炊喾N應(yīng)用〉[指套型]圖30為圖示脈搏波傳感器Al的第一應(yīng)用(即，指套型)的示意圖。對于第一應(yīng)用，脈搏波傳感器Al包括在手指A2的指尖處測量脈搏波的結(jié)構(gòu)。更具體地，脈搏波傳感器 Al包括用以佩戴在手指A2的指尖上并測量脈搏波的指套結(jié)構(gòu)。此外，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20都容納于殼體A3內(nèi)，在指套型殼體 A3佩戴在手指A2指尖上時位于手指A2的指腹側(cè)(即，手掌側(cè))。以這種方式，通過將第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20設(shè)置在手指A2的為肉質(zhì)且佩戴感覺好的指腹側(cè)(即，手掌側(cè))處，可以進(jìn)行脈搏波的穩(wěn)定測量。以這種方式，實現(xiàn)測量精度的改善。而且，對于第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20，它們可以設(shè)置為對準(zhǔn)手指A2的伸展方向。然而，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20的位置不限于前述位置。而且，指套型的殼體A3充當(dāng)遮光構(gòu)件，覆蓋第一光傳感器AlO和第二光傳感器 A20。由于這種結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定地測量脈搏波，而不受外來光影響。[指環(huán)型]圖31為圖示脈搏波傳感器Al的第二應(yīng)用(即，指環(huán)型)的示意圖。對于第二應(yīng)用，脈搏波傳感器Al包括在手指A2的第三關(guān)節(jié)處測量脈搏波的結(jié)構(gòu)。更具體地，脈搏波傳感器Al包括佩戴在手指A2的第三關(guān)節(jié)上用以測量脈搏波的指環(huán)結(jié)構(gòu)。此外，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20都容納于殼體A3內(nèi)，在指套型殼體 A3佩戴在手指A2的第三關(guān)節(jié)上時位于手指A2的指腹側(cè)(即，手掌側(cè))。以這種方式，通過將第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20設(shè)置在手指A2的為肉質(zhì)且佩戴感覺好的指腹側(cè) (即，手掌側(cè))處，可以進(jìn)行脈搏波的穩(wěn)定測量。以這種方式，實現(xiàn)測量精度的改善。而且， 對于第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20，例如它們可以設(shè)置為對準(zhǔn)手指A2的伸展方向。 然而，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20的位置不限于前述位置。而且，指環(huán)型殼體A3充當(dāng)遮光構(gòu)件，覆蓋第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20。 由于這種結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定地測量脈搏波，而不受外來光影響。而且，對于包括指環(huán)結(jié)構(gòu)的脈搏波傳感器Al，只要被測者不故意從手指A2上取掉脈搏波傳感器Al，由于在測量脈搏波時幾乎不存在脈搏波傳感器Al從手指A2上脫落的可能性，因此可以實現(xiàn)在不限制被測者行動的情況下測量脈搏波。而且，對于具有指環(huán)結(jié)構(gòu)的脈搏波傳感器Al，即使在長期(即，數(shù)天或數(shù)月)的連續(xù)脈搏波測量的情況下，也可以降低被測者佩戴脈搏波傳感器Al的知覺，避免被測者承受過大的壓力。[護(hù)腕型]圖32為圖示脈搏波傳感器Al的第三應(yīng)用(即，護(hù)腕型)的示意圖。對于第三應(yīng)用，脈搏波傳感器Al包括在手腕A2處測量脈搏波的結(jié)構(gòu)。更具體地，脈搏波傳感器Al包括佩戴在手腕A2上用以測量脈搏波的護(hù)腕結(jié)構(gòu)。
此外，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20都容納于殼體A3，在護(hù)腕型殼體A3 佩戴在手腕A2上時位于手腕A2的背側(cè)(即，手背側(cè))。以這種方式，通過將第一光傳感器 AlO和第二光傳感器A20設(shè)置在手腕A2的為肉質(zhì)且佩戴感覺好的背側(cè)(即，手背側(cè))處， 可以進(jìn)行脈搏波的穩(wěn)定測量。以這種方式，可以改善測量脈搏波的精度。而且，對于第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20，它們可以設(shè)置為對準(zhǔn)手臂伸展方向。然而，第一光傳感器 AlO和第二光傳感器A20的位置不限于前述位置，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20的位置都可以位于手腕A2內(nèi)側(cè)(手掌側(cè))的兩端。 而且，護(hù)腕型殼體A3充當(dāng)遮光構(gòu)件，覆蓋第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20。 由于這種結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定地測量脈搏波，而不受外來光影響。而且，對于包括護(hù)腕結(jié)構(gòu)的脈搏波傳感器Al，只要被測者不故意從手腕A2上取掉脈搏波傳感器Al，由于在測量脈搏波時幾乎不存在脈搏波傳感器Al從手腕A2上脫落的可能性，因此可以實現(xiàn)在不限制被測者行動的情況下測量脈搏波。而且，對于具有護(hù)腕結(jié)構(gòu)的脈搏波傳感器Al，即使在長期(即，數(shù)天或數(shù)月)的連續(xù)脈搏波測量的情況下，也可以降低被測者佩戴脈搏波傳感器Al的知覺，避免被測者承受過大的壓力。[眼罩型]圖33為圖示脈搏波傳感器Al的第四應(yīng)用(S卩，眼罩型)的示意圖。對于第四應(yīng)用，脈搏波傳感器Al包括在頭部A2處測量脈搏波的結(jié)構(gòu)。更具體地，脈搏波傳感器Al包括戴在頭部A2上用以測量脈搏波的眼罩結(jié)構(gòu)。此外，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20都容納于殼體A3，在眼罩型殼體A3 戴在頭部A2上時位于眉脊位置。以這種方式，通過將第一光傳感器AlO和第二光傳感器 A20設(shè)置在毛細(xì)血管聚集的眉脊處，可以穩(wěn)定地測量脈搏波，可以改善脈搏波的測量精度。 而且，對于第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20，它們例如可以設(shè)置為對準(zhǔn)頭部A2的水平方向。然而，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20的位置不限于前述位置，第一光傳感器 AlO和第二光傳感器A20的位置可以位于前額、鼻尖、臉頰、眼下、太陽穴或耳垂處。而且，眼罩型殼體A3充當(dāng)遮光構(gòu)件，覆蓋第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20。 由于這種結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定地測量脈搏波，而不受外來光影響。而且，對于具有眼罩結(jié)構(gòu)的脈搏波傳感器Al，由于眼罩基于其自身的原本功能可以使被測者放松，因此在脈搏波測量測量期間避免被測者承受過大的壓力。由于這種特性， 具有眼罩結(jié)構(gòu)的脈搏波傳感器Al可以恰當(dāng)?shù)赜米魇孢m睡眠傳感器(S卩，從脈搏波信息獲取關(guān)于被測者睡眠狀態(tài)的信息的傳感器)。圖34為圖示眼罩內(nèi)側(cè)的脈搏波傳感器Al的定位示例的示意圖。如圖34所示，第一光傳感器AlO和第二光傳感器A20都由諸如PDMS [聚ニ甲基硅氧烷]樹脂之類的佩戴材料覆蓋。而且，諸如合成海綿之類的襯墊元件Y設(shè)置在第一光傳感器AlO和殼體A3之間， 并設(shè)置在第二光傳感器A20和殼體A3之間。由于這種結(jié)構(gòu)，因為可以改善脈搏波傳感器Al 和活體A2(即，頭部)之間的緊密接觸特性，所以可以穩(wěn)定地進(jìn)行脈搏波測量。此外，關(guān)于光發(fā)射部的輸出波長，對于第二實施例同樣希望采用短于或等于600nm 波長的可見光區(qū)域。原因如在第一實施例中給出的那樣。<第二實施例的其它實施方案>
此外，對于前述實施方案，雖然給出了前提即第一光發(fā)射部All和第二光發(fā)射部 A21的輸出波長相等，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不限于此，在為第一光發(fā)射部All和第二光發(fā)射部 A21設(shè)置彼此不同的輸出波長之后，相應(yīng)地，可以單獨地設(shè)置各自的光發(fā)射強(qiáng)度。而且，對于前述實施方案，雖然已經(jīng)基于設(shè)置有主要檢測脈搏波分量的ー個第一光傳感器AlO和主要檢測運動噪聲分量的ー個第二光傳感器A20的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行了說明， 但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不限于此，可以設(shè)置m個(m大于或等于2)第一光傳感器AlO和η個(η大于或等于2)第二光傳感器Α20?！垂I(yè)應(yīng)用的可能性〉本說明書中公開的技術(shù)特征可以作為改善脈搏波傳感器的便利性的技木。多種領(lǐng)域的應(yīng)用可被認(rèn)為是可能的，如健康護(hù)理支持機(jī)器、游戲機(jī)、音樂設(shè)備、寵物交流工具、在開車時防止瞌睡的機(jī)器。<其它變體>對于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除了前述實施方案，在不偏離本公開的精神和范圍的條件下， 可以進(jìn)行多種修改。換句話說，前述實施方案僅僅是示例，并且不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。本公開的技術(shù)范圍應(yīng)當(dāng)基于權(quán)利要求的范圍而不是基于對前述實施方案的說明來確定。應(yīng)當(dāng)理解，落入權(quán)利要求及其等同物的范圍之內(nèi)的任何變體都應(yīng)當(dāng)包括在本公開的技術(shù)范圍之內(nèi)，其它實施方案也落入權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。附圖標(biāo)記列表
1脈搏波傳感器
2手腕
10，IOa-IOh測量單元
11基板
12光傳感器
13測量窗ロ(半透明構(gòu)件)
14放大器電路
15處理電路(CPU)
20，20x，20y，20a-20h 電源單元
21基板
22電池
23電源電路(DC/DC轉(zhuǎn)換器)
24充電電路
30，30a-30h通信單元
31基板
22存儲器
33無線通信電路
40，40x，40y，40a-40h 電纜
50護(hù)腕型殼體
60顯示單元
61主體部
62顯示部100脈搏波傳感器IOlto 101-n 光傳感器102控制器103加速度傳感器部104存儲器105無線通信部106電源部107護(hù)腕型殼體200手腕Al脈搏波傳感器A2活體(手指(指尖、第三關(guān)節(jié))，手腕，頭部(眉脊))A3遮光構(gòu)件(殼體)AlO第一光傳感器(用于脈搏波檢測)All光發(fā)射部(LED)A12光接收部(PD)A13測量窗ロ(半透明構(gòu)件)A20第二光傳感器(用于運動噪聲檢測)A21光發(fā)射部(LED)A22光接收部(PD)A23測量窗ロ(半透明構(gòu)件)A30控制器(包括差分處理電路)A31差分放大器A32高通濾波器(HPF)A33中間級放大器A34低通濾波器(LPF)A35后級放大器A36前級放大器A40電源部A50存儲器部A60通信部X佩戴材料，如PDMS [聚ニ甲基硅氧烷]等Y襯墊元件(合成海綿，等)
2權(quán)利要求
1.一種脈搏波傳感器，包括用于在手腕處測量脈搏波的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈搏波傳感器，其中所述結(jié)構(gòu)為用以佩戴在手腕上并測量脈搏波的護(hù)腕結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈搏波傳感器，其中所述護(hù)腕結(jié)構(gòu)包括用于測量脈搏波的測量單元，用于向測量単元供電的電源単元，電纜，電連接在測量單元和電源單元之間，和護(hù)腕型殼體，容納所述測量単元、電源單元和電纜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈搏波傳感器，其中所述測量単元包括光傳感器，該光傳感器用于檢測向手腕發(fā)射并穿透活體的光的強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈搏波傳感器，其中所述光傳感器的輸出波長屬于可見光區(qū)域，并且小于或等于約600nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈搏波傳感器，還包括顯示單元，設(shè)置在護(hù)腕型殼體處以提供顯示信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈搏波傳感器，其中所述測量單元設(shè)置在所述顯示単元的背側(cè)處。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈搏波傳感器，其中設(shè)置多個測量単元，所述多個測量單元位于護(hù)腕型殼體的圓周方向，并且所述多個測量單元中的每ー個都朝向顯示單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脈搏波傳感器，其中所述多個測量單元設(shè)置為使得分別連接測量單元行兩端處的兩個測量単元與護(hù)腕型殼體的軸中心的兩條連線所成的角度為60至 90度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈搏波傳感器，還包括控制器，用于進(jìn)行所述多個測量單元中的每ー個的開/關(guān)控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的脈搏波傳感器，其中所述控制器切換第一操作模式和第二操作模式，第一操作模式用于關(guān)閉位于測量単元行中間附近的測量單元并打開位于測量單元行兩端附近的測量單元，第二操作模式用于打開位于測量単元行中間附近的測量單元并關(guān)閉位于測量単元行兩端附近的測量單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的脈搏波傳感器，其中與所述多個測量單元中的每ー個的開 /關(guān)控制相結(jié)合，所述控制器進(jìn)行顯示単元的顯示方向控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈搏波傳感器，其中所述多個測量單元繞護(hù)腕型殼體彼此等間距地設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的脈搏波傳感器，其中所述電源単元的數(shù)量小于所述多個測量単元的數(shù)量，并且從單個電源単元向多個測量単元供電。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的脈搏波傳感器，其中設(shè)置與所述多個測量單元相同數(shù)量的電源單元，并且從單個電源単元向單個測量単元供電。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈搏波傳感器，其中所述測量単元包括放大器電路，用于放大光傳感器的輸出信號，和處理電路，用于基于放大器電路的輸出信號獲取與脈搏波相關(guān)的信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的脈搏波傳感器，其中所述測量単元包括基板，該基板包括其上安裝光傳感器的表面和其上安裝放大器電路和處理電路的背面。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈搏波傳感器，其中所述電源単元包括 電池，和電源電路，用于將來自電池的輸入電壓轉(zhuǎn)換成目標(biāo)輸出電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的脈搏波傳感器，其中所述電源単元包括進(jìn)行電池的充電控制的充電電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的脈搏波傳感器，其中所述充電電路通過接觸式方法從外部接收供電。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的脈搏波傳感器，其中所述充電電路通過非接觸式方法從外部接收供電。
22.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈搏波傳感器，還包括通信単元，用于將由測量單元獲得的測量數(shù)據(jù)傳送到外部。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的脈搏波傳感器，其中所述通信単元包括 存儲器，用于存儲測量數(shù)據(jù)，和無線通信電路，用于將測量數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)酵獠俊?br> 24.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈搏波傳感器，其中所述護(hù)腕型殼體為防水結(jié)構(gòu)。
25.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈搏波傳感器，其中所述護(hù)腕型殼體為弾性元件制成。
26.一種脈搏波傳感器，包括多個光傳感器部，用于檢測向手腕發(fā)射并穿透活體的光的強(qiáng)度， 控制器，用于進(jìn)行所述多個光傳感器部中的每ー個的開/關(guān)控制，和護(hù)腕型殼體，用于容納所述多個光傳感器部和所述控制器。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，其中所述多個光傳感器部彼此等間距地設(shè)置并圍繞護(hù)腕型殼體。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，其中所述控制器關(guān)閉輸出不足的所述多個光傳感器部。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，其中所述控制器關(guān)閉頻率異常的所述多個光傳感器部。
30.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，還包括加速度傳感器部，其中控制器根據(jù)加速度傳感器部的輸出進(jìn)行所述多個光傳感器部中的每ー個的開/關(guān)控制。
31.一種脈搏波傳感器，包括多個光傳感器部，用于檢測向手腕發(fā)射并穿透活體的光的強(qiáng)度， 控制器，用于對所述多個光傳感器部的每ー個輸出進(jìn)行相加或相減，和護(hù)腕型殼體，用于容納所述多個光傳感器部和所述控制器。
32.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，還包括 電源部，用于向所述多個光傳感器部和所述控制器供電。
33.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，還包括通信部，用于將由所述多個光傳感器部獲得的測量數(shù)據(jù)傳送到外部。
34.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，其中所述多個光傳感器部的輸出波長屬于可見光區(qū)域，并且小于或等于約600nm。
35.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，其中所述護(hù)腕型殼體為防水結(jié)構(gòu)。
36.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的脈搏波傳感器，其中所述護(hù)腕型殼體由弾性元件制成。
37.一種脈搏波傳感器，包括第一光傳感器，包括第一光發(fā)射部，用于向活體發(fā)射第一發(fā)射強(qiáng)度的光，和第一光接收部，用于接收從第一光發(fā)射部發(fā)射并穿透活體的返回光，并產(chǎn)生第一光接收信號，第二光傳感器，包括第二光發(fā)射部，用于向活體發(fā)射比第一發(fā)射強(qiáng)度弱的第二發(fā)射強(qiáng)度的光，和第二光接收部，用于接收從第二光發(fā)射部發(fā)射并穿透活體的返回光，并產(chǎn)生第二光接收信號，和處理電路，用于基于從第一光接收信號中減去第二光接收信號而獲得脈搏波數(shù)據(jù)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的脈搏波傳感器，其中第一光傳感器和第二光傳感器彼此相鄰設(shè)置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的脈搏波傳感器，對于第一光傳感器和第二光傳感器，其中第一光發(fā)射部和第二光接收部設(shè)置為彼此保持一定距離，并且第二光發(fā)射部和第一光接收部設(shè)置為彼此保持一定距離。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的脈搏波傳感器，其中所述處理電路包括差分放大器，該差分放大器用于輸出第一光接收信號和第二光接收信號之間的差分信號。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的脈搏波傳感器，其中所述處理電路包括高通濾波器，該高通濾波器用于濾掉疊加在所述差分信號上的低頻分量。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的脈搏波傳感器，其中所述處理電路包括低通濾波器，該低通濾波器用于濾掉疊加在所述差分信號上的高頻分量。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的脈搏波傳感器，其中所述處理電路包括用于放大所述差分信號的放大器。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的脈搏波傳感器，其中所述處理電路包括前級放大器，該前級放大器用于放大第二光接收信號并將放大的信號提供給差分放大器。
45.根據(jù)權(quán)利要求37所述的脈搏波傳感器，還包括遮光構(gòu)件，用于覆蓋第一光傳感器和第二光傳感器。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的脈搏波傳感器，其中遮光構(gòu)件為指套型殼體。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的脈搏波傳感器，其中遮光構(gòu)件為指環(huán)型殼體。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的脈搏波傳感器，其中遮光構(gòu)件為護(hù)腕型殼體。
49.根據(jù)權(quán)利要求45所述的脈搏波傳感器，其中遮光構(gòu)件為罩型殼體。
50.根據(jù)權(quán)利要求37所述的脈搏波傳感器，還包括電源部，用于向脈搏波傳感器的每個部件供電。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的脈搏波傳感器，其中電源部包括電池。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的脈搏波傳感器，其中電源部包括電壓轉(zhuǎn)換電路，該電壓轉(zhuǎn)換電路用于將來自電池的輸入電壓轉(zhuǎn)換成目標(biāo)輸出電壓。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的脈搏波傳感器，其中電源部包括用于進(jìn)行電池的充電控制的充電電路。
54.根據(jù)權(quán)利要求37所述的脈搏波傳感器，還包括 用于存儲脈搏波數(shù)據(jù)的存儲器。
55.根據(jù)權(quán)利要求37所述的脈搏波傳感器，還包括 通信部，用于將脈搏波數(shù)據(jù)傳輸?shù)矫}搏波傳感器的外部。
全文摘要
在本說明書中公開的技術(shù)特征中，具有所述技術(shù)特征之一的脈搏波傳感器包括在手腕處檢測脈搏波的結(jié)構(gòu)(即，佩戴在手腕處用于測量脈搏波的結(jié)構(gòu))。更具體地，脈搏波傳感器包括用于測量脈搏波的測量單元、用于向測量單元供電的電源單元、電連接在測量單元和電源單元之間的電纜、以及護(hù)腕型殼體，護(hù)腕型殼體容納所述測量單元、電源單元和電纜。
文檔編號A61B5/02GK102551686SQ201110408460
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者丹羽大介, 小口和博, 照元幸次, 里見剛 申請人:羅姆股份有限公司