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公開番号2025151779
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053369
出願日2024-03-28
発明の名称生体流体情報取得装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類A61B 5/026 20060101AFI20251002BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】小型化を図ることができ、検出精度の高い生体流体情報取得装置を提供する。
【解決手段】光源と、プリズムと、第1受光素子と、第2受光素子と、差動回路と、信号処理部と、を備える生体流体情報取得装置であって、前記プリズムは、前記光源から出射したレーザー光を第1光束と第2光束とに分岐する第1の境界面と、前記第2光束を全反射する第2の境界面と、前記第2の境界面で反射した前記第2光束を全反射する第3の境界面と、前記第3の境界面で反射した前記第2光束が出射する第4の境界面と、を有し、前記生体流体情報取得装置の幅方向をX方向とし、前記生体流体情報取得装置の厚さ方向であり、前記X方向と直交する方向をY方向としたとき、前記Y方向における前記第2の境界面と前記第3の境界面との間隔は、前記X方向における前記第1の境界面と前記第4の境界面との間隔よりも短いことを特徴とする生体流体情報取得装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
レーザー光を出射する光源と、
前記光源から出射した前記レーザー光を第１光束と第２光束とに分岐するプリズムと、
前記第１光束を受光する第１受光素子と、
前記第２光束が生体の検査部位に入射することにより前記生体から得られる散乱光を受光する第２受光素子と、
前記第１受光素子および前記第２受光素子の出力に基づいて光検出信号を生成する差動回路と、
前記光検出信号を処理することにより生体流体情報を生成する信号処理部と、を備える生体流体情報取得装置であって、
前記プリズムは、板状または柱状をなし、
前記プリズムは、前記光源から出射した前記レーザー光を前記第１光束と前記第２光束とに分岐する第１の境界面と、
前記第２光束を全反射する第２の境界面と、
前記第２の境界面で反射した前記第２光束を全反射する第３の境界面と、
前記第３の境界面で反射した前記第２光束が出射する第４の境界面と、を有し、
前記生体流体情報取得装置の幅方向をＸ方向とし、前記生体流体情報取得装置の厚さ方向であり、前記Ｘ方向と直交する方向をＹ方向としたとき、前記Ｙ方向における前記第２の境界面と前記第３の境界面との間隔は、前記Ｘ方向における前記第１の境界面と前記第４の境界面との間隔よりも短いことを特徴とする生体流体情報取得装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記光源から出射した前記レーザー光のビーム直径をＤ
０
、
前記第２の境界面における前記第２光束のビーム直径をＤ
２
、
前記第３の境界面における前記第２光束のビーム直径をＤ
３
、
前記第１の境界面における前記レーザー光の入射角度をθ
１
、
前記第２の境界面における前記第２光束の入射角度をθ
２
、
前記第１の境界面と前記第４の境界面との距離をｔ
１＿４
としたとき、前記距離ｔ
１＿４
は、下記式（１）を満たしている請求項１に記載の生体流体情報取得装置。
TIFF
2025151779000010.tif
14
135
【請求項３】
前記光源から出射した前記レーザー光のビーム直径をＤ
０
、
前記第２の境界面における前記第２光束のビーム直径をＤ
２
、
前記第１の境界面における前記レーザー光の入射角度をθ
１
、
前記第２の境界面における前記第２光束の入射角度をθ
２
、
前記第２の境界面と前記第３の境界面との距離をｔ
２＿３
としたとき、前記距離ｔ
２＿３
は、下記式（２）を満たしている請求項１に記載の生体流体情報取得装置。
TIFF
2025151779000011.tif
12
117
【請求項４】
前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に直交する方向をＺ方向としたとき、
前記Ｚ方向から見て、前記第２の境界面における前記第２光束の中心と、前記第３の境界面における前記第２光束の中心とを結ぶ線分の前記Ｙ方向の成分は、前記線分の前記Ｘ方向の成分よりも短い請求項１に記載の生体流体情報取得装置。
【請求項５】
前記プリズムを収容する筐体と、
前記筐体に配置され、前記第４の境界面から出射した前記第２光束が透過するカバー板と、を有し、
前記第２の境界面の前記カバー板に対する角度は、－１０°以上３０°以下である請求項１に記載の生体流体情報取得装置。
【請求項６】
前記プリズムの屈折率をｎ
ｔ
、
空気の屈折率をｎ
ｉ
、
前記光源から出射した前記レーザー光のビーム直径をＤ
０
、
前記第２の境界面における前記第２光束のビーム直径をＤ
２
、
前記第１の境界面における前記レーザー光の入射角度をθ
１
、
前記第２の境界面における前記第２光束の入射角度をθ
２
、
前記第３の境界面における前記第２光束の入射角度をθ
３
としたとき、
前記入射角度θ
２
は、下記式（３）を満たし、前記入射角度θ
３
は、下記式（４）を満たし、かつ、θ
２
≦θ
３
である請求項１に記載の生体流体情報取得装置。
TIFF
2025151779000012.tif
17
114
TIFF
2025151779000013.tif
16
116
【請求項７】
前記プリズムを収容する筐体と、
前記筐体に配置され、前記散乱光を前記第２受光素子に集光する集光レンズと、
前記筐体に配置され、前記第４の境界面から出射した前記第２光束が透過するカバー板と、を有し、
前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に直交する方向をＺ方向としたとき、
前記Ｚ方向から見て、
前記カバー板に入射する前記第２光束の前記カバー板における中心の位置は、前記集光レンズの光軸よりも前記プリズム側に位置し、
前記中心と、前記光軸の前記カバー板における位置との距離は、０よりも大きく、２ｍｍ以下である請求項１に記載の生体流体情報取得装置。
【請求項８】
前記光源と前記第１の境界面との間に配置され、前記光源から出射した前記レーザー光が透過するコリメートレンズを有し、
前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に直交する方向をＺ方向としたとき、
前記Ｚ方向から見て、
前記光源から出射した前記レーザー光の前記第１の境界面における入射範囲のうち、最も前記コリメートレンズ側に位置している点と、前記コリメートレンズの前記第１の境界面側の頂点との、前記コリメートレンズの光軸方向の距離は、０よりも大きい請求項１に記載の生体流体情報取得装置。
【請求項９】
前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に直交する方向をＺ方向としたとき、
前記Ｚ方向から見て、
前記プリズムは、前記第２の境界面と前記第４の境界面との間に、第５の境界面を有している請求項１に記載の生体流体情報取得装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体流体情報取得装置に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織からの散乱光を利用して生体組織における血流量、血液量、血流速度、脈拍等の生体流体情報を取得する生体情報取得装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された生体情報取得装置は、レーザー光を出射する光源と、前記レーザー光を第１光束と第２光束に分岐する光分岐素子と、前記第１光束を受光する第１受光素子と、前記第２光束が生体の検査部位に入射して散乱された散乱光を受光する第２受光素子と、前記第１受光素子および前記第２受光素子が接続される差動回路と、前記差動回路を経て出力される光検出信号を処理することにより生体流体情報を得る信号処理部と、前記散乱光が前記第１受光素子に入射することを低減する第１遮光部とを備えている。
【０００４】
この生体情報取得装置では、差動増幅のための光分岐、ノイズ低減のための戻り光防止、斜め照射等をそれぞれ独立の素子で行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１４４５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の生体情報取得装置では、各機能を独立の複数の素子で達成しているので、装置が大型化し、ウェアラブル機器とすることが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の生体流体情報取得装置は、レーザー光を出射する光源と、
前記光源から出射した前記レーザー光を第１光束と第２光束とに分岐するプリズムと、
前記第１光束を受光する第１受光素子と、
前記第２光束が生体の検査部位に入射することにより前記生体から得られる散乱光を受光する第２受光素子と、
前記第１受光素子および前記第２受光素子の出力に基づいて光検出信号を生成する差動回路と、
前記光検出信号を処理することにより生体流体情報を生成する信号処理部と、を備える生体流体情報取得装置であって、
前記プリズムは、板状または柱状をなし、
前記プリズムは、前記光源から出射した前記レーザー光を前記第１光束と前記第２光束とに分岐する第１の境界面と、
前記第２光束を全反射する第２の境界面と、
前記第２の境界面で反射した前記第２光束を全反射する第３の境界面と、
前記第３の境界面で反射した前記第２光束が出射する第４の境界面と、を有し、
前記生体流体情報取得装置の幅方向をＸ方向とし、前記生体流体情報取得装置の厚さ方向であり、前記Ｘ方向と直交する方向をＹ方向としたとき、前記Ｙ方向における前記第２の境界面と前記第３の境界面との間隔は、前記Ｘ方向における前記第１の境界面と前記第４の境界面との間隔よりも短いことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の生体流体情報取得装置の実施形態における主要部を示す図である。
図１に示す生体流体情報取得装置のブロック図である。
図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図である。
図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図である。
図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図であり、角度θａが３０°の場合である。
図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図であり、角度θａが－１０°の場合である。
図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図である。
図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の生体流体情報取得装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
＜実施形態＞
図１は、本発明の生体流体情報取得装置の実施形態における主要部を示す図である。図２は、図１に示す生体流体情報取得装置のブロック図である。図３は、図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図である。図４は、図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図である。図５は、図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図であり、角度θａが３０°の場合である。図６は、図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図であり、角度θａが－１０°の場合である。図７は、図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図である。図８は、図１に示す生体流体情報取得装置のプリズムをＺ方向から見た側面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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