生物体计测装置以及生物体计测系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够高精度地计测生物体信息的生物体计测装置。根据实施方式，生物体计测装置具备驱动部、电气信号取得部、电压信号生成部和放大部。驱动部对发光元件进行驱动，使得从1个以上的发光元件发出光强度周期性变化的光信号。电气信号取得部取得与光信号在生物体内反射而得到的反射光信号的光量或光信号透射过生物体而得到的透射光信号的光量相对应的电气信号。电压信号生成部输出将取得的电气信号中包含的规定频率以下的成分去除而得到的电压信号。放大部将电压信号放大而输出放大信号。

【技术实现步骤摘要】
关于本申请的交叉引用本申请基于2015年9月30日提出的日本专利申请第2015-194441号并主张其优先权，在此引用其全部内容。
本专利技术的实施方式涉及生物体计测装置以及生物体计测系统。
技术介绍
作为生物体计测装置的一例，公知有脉搏波计测装置。脉搏波计测装置例如使用朝向血管照射光的LED(LightEmittingDiode：发光二极管)和用于接收透射过血管或反射的光的光电二极管对脉搏波进行计测。该光电二极管的输出信号中含有脉搏波作为生物体信息。例如通过将输出信号放大来检测该脉搏波。但是，在上述输出信号中，不仅是脉搏波成分，还含有环境光成分等低频噪声成分。并且，由于输出信号中含有的脉搏波成分的信号电平非常小，所以当将输出信号放大时，有可能脉搏波成分被埋没在低频噪声成分中而无法计测。本实施方式要解决的课题在于，提供一种能够高精度地计测生物体信息的生物体计测装置以及生物体计测系统。
技术实现思路
实施方式要解决的课题涉及能够高精度地计测生物体信息的生物体计测装置以及生物体计测系统。实施方式提供一种生物体计测装置，具备：驱动部，驱动发光元件，使得从1个以上的上述发光元件发出光强度周期性变化的光信号；电气信号取得部，取得与上述光信号在生物体内反射而得到的反射光信号的光量或上述光信号透射过生物体而得到的透射光信号的光量相对应的电气信号；电压信号生成部，输出将取得的上述电气信号中包含的规定频率以下的成分去除而得到的电压信号；以及放大部，将上述电压信号放大而输出放大信号。此外，实施方式提供一种生物体计测系统，具备：1个以上的发光元件，向生物体照射光强度周期性变化的光信号；受光元件，接收上述光信号在上述生物体内反射而得到的反射光信号或上述光信号透射过生物体而得到的透射光信号，并输出电流信号；驱动部，驱动上述发光元件；电流电压变换部，输出将上述电流信号中包含的规定频率以下的频率成分去除而得到的电压信号；以及放大部，将上述电压信号进行放大而输出放大信号。附图说明图1是表示第一实施方式的生物体计测系统的概略结构的框图。图2A是表示没有电容器时的电压信号的电平和放大信号的电平的图。图2B是表示有电容器时的电压信号的电平和放大信号的电平的图。图3是表示第一实施方式的变形例的生物体计测装置的结构的框图。图4是表示第二实施方式的生物体计测系统的概略结构的框图。图5是用于说明图4所示的解调部的解调处理的信号波形图。图6是表示第二实施方式的变形例的生物体计测装置的结构的框图。具体实施方式下面参照附图对实施方式进行说明。本专利技术不限于下述实施方式。(第一实施方式)图1是表示第一实施方式的生物体计测系统的概略结构的框图。如图1所示，本实施方式的生物体计测系统1具备发光元件2、受光元件3和生物体计测装置4。发光元件2朝向生物体内(本实施方式中是血管)照射光信号S1。光信号S1的光强度如图1所示那样周期性变化。光信号S1的频率是以脉搏波信号为代表的生物体信号的频率或环境光变化的频率，具体而言是与几～几十Hz相比足够高的频率，例如是几kHz左右。本实施方式中，发光元件2例如由发出绿色光的LED构成。但是，发光元件2也可以是LED以外的其他种类的发光元件。此外，发光元件2的发光色(光的波长)也可以是红色、红外等其他色(波长)。此外，本实施方式中，从1个发光元件发出光信号S1，但也可以使用多个发光元件生成光信号S1。更具体而言，也可以通过使光强度较高的第一发光元件和光强度比第一发光元件低的第二发光元件交替地发光而生成光信号S1。受光元件3接收从发光元件2照射的光信号S1在生物体内反射而得到的反射光信号。但是，在发光元件2的光为红色的情况下，受光元件3接收透射过生物体的透射光信号。这样，从发光元件2照射的光信号S1通过被生物体反射或透射过生物体而被振幅调制，该被振幅调制后的光信号被受光元件3接收。此外，受光元件3输出与接收到的反射光信号的光量或透射光信号的光量对应的电流信号。该电流信号包含由光信号S1振幅调制后的脉搏波成分和环境光等的低频噪声成分(DC成分)。本实施方式中，受光元件3由光电二极管构成。但是，受光元件3也可以是光电二极管以外的其他种类的受光元件。生物体计测装置4具有驱动部41、电流电压变换部42、放大部43、A/D变换部44、解调部45和定时控制部46。以下，对各部进行说明。驱动部41生成发光元件2的驱动信号使得从发光元件2发出光信号S1。电流电压变换部42具有运算放大器OA1、OA2、电阻元件Rf以及电容器Cf。运算放大器OA1的同相输入端子和运算放大器OA2的同相输入端子与恒压源连接。另外，本实施方式中，电流电压变换部42具有2个单端型运算放大器OA1、OA2，但也可以取而代之而具有具备一对输出端子的1个完全差动型运算放大器。运算放大器OA1的反相输入端子经由电容器C1而与受光元件3的阳极连接。另一方面，运算放大器OA2的反相输入端子经由电容器C2而与受光元件3的阴极连接。电阻元件Rf在运算放大器OA1、OA2的各自中设在反相输入端子与输出端子之间。电容器Cf是使信号平滑化并且用于运算放大器OA1、OA2的稳定动作的电子部件，与电阻元件Rf并联连接。在如上述那样构成的电流电压变换部42中，从受光元件3经由电容器C1、C2输入电流信号。该电流信号被变换为电压信号并从OA1、OA2的输出端子输出。此时，通过利用电容器C1、C2和电阻元件Rf构成的第1滤波器5，电流信号中包含的规定频率以下的成分被去除。本实施方式中，第1滤波器5作为从电流信号中将比光信号S1的频率低的成分、换言之环境光等低频噪声成分去除的高通滤波器发挥功能。另外，构成第1滤波器5的电容器C1、C2虽然设在生物体计测装置4的外部，但也可以设在生物体计测装置4的内部。放大部43将从电流电压变换部42输出的电压信号放大而输出放大信号。本实施方式中，放大部43由PGA(ProgrammableGainAmplifier：可编程增益放大器)构成，但也可以由其他种类的放大器构成。这里，参照图2，对输入到放大部43的电压信号和从放大部43输出的放大信号进行说明。图2(a)是表示没有电容器C1、C2时的电压信号的电平和放大信号的电平的图。图2(b)是表示有电容器C1、C2时的电压信号的电平和放大信号的电平的图。图2(a)以及图2(b)中，斜线部分表示低频噪声成分的电平。在没有设置电容器C1、C2的情况下，电流电压变换部42将从受光元件3输出的电流信号直接变换为电压信号。因此，如图2(a)所示，电压信号中包含的低频噪声成分的电平较大。结果，当放大部43的增益较大时，信号电平超过电源电压VDD，发生信号修剪(clip)。由此，不能忠实地检测电压信号中包含的高频的脉搏波成分。另一方面，在如本实施方式那样设有电容器C1、C2的情况下，当电流电压变换部42将电流信号向电压信号变换时，通过电容器C1、C2和电阻元件Rf将低频噪声成分大致去除。因此，如图2(b)所示那样，电压信号中包含的低频噪声成分的电平变得非常小。因此，放大部43能够在不发生信号修剪的范围内将电压信号放大，能够以较大的增益将电压信号中包含的高频的脉搏波成分放大并检测。再回到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物体计测装置，其中，具备：驱动部，驱动发光元件，使得从1个以上的上述发光元件发出光强度周期性变化的光信号；电气信号取得部，取得与上述光信号在生物体内反射而得到的反射光信号的光量或上述光信号透射过生物体而得到的透射光信号的光量相对应的电气信号；电压信号生成部，输出将取得的上述电气信号中包含的规定频率以下的成分去除而得到的电压信号；以及放大部，将上述电压信号放大而输出放大信号。

【技术特征摘要】
2015.09.30 JP 2015-1944411.一种生物体计测装置，其中，具备：驱动部，驱动发光元件，使得从1个以上的上述发光元件发出光强度周期性变化的光信号；电气信号取得部，取得与上述光信号在生物体内反射而得到的反射光信号的光量或上述光信号透射过生物体而得到的透射光信号的光量相对应的电气信号；电压信号生成部，输出将取得的上述电气信号中包含的规定频率以下的成分去除而得到的电压信号；以及放大部，将上述电压信号放大而输出放大信号。2.如权利要求1所述的生物体计测装置，其中，上述电气信号取得部所取得的上述电气信号是电流信号，上述电压信号生成部具有电阻元件，上述电压信号生成部通过第1滤波器，将上述电流信号中包含的上述规定频率以下的成分去除，并输出上述电压信号，上述第1滤波器是利用连接于上述电气信号取得部的电容器和上述电阻元件而构成的。3.如权利要求1所述的生物体计测装置，其中，还具备基于上述放大信号来检测上述生物体内的生物体信息的解调部。4.如权利要求3所述的生物体计测装置，其中，还具备将上述放大信号进行数字变换而输出数字信号的A/D变换部，上述解调部从上述数字信号检测上述生物体信息。5.如权利要求3所述的生物体计测装置，其中，上述解调部具有低频变换部，上述低频变换部从上述放大信号中提取
\t峰值成分，并输出频率比上述放大信号低的低频信号，上述生物体计测装置还具有将上述低频信号变换为上述数字信号的A/D变换部。6.如权利要求5所述的生物体计测装置，其中，上述低频变换部具有：混频器，将上述放大信号和频率与上述发光元件发出的上述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井茂夫，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP