健康管理とフィットネストラッキング

アプリケーション - 健康管理とフィットネストラッキング - Runners in front of Mountain
Application - Fitness Tracking - Couple doing sport
Application - Fitness Tracking - Female runner

まさに探していたもの:高効率と多様性

「自己定量化ムーブメント」の普及に伴って、ウォッチ、スマートフォン、フィットネス・ブレスレットなどのいわゆるウェアラブル機器に統合可能な、医用測定法への関心がますます高まっています。発端は、加速度センサを用いて歩数を測定するフィットネス・トラッカーです。そして現在、心拍数や血中酸素飽和度が直接測定可能な光学式センサが、自己測定の可能性を拡げています。また手首または指先での脈拍数測定は、例えば胸ストラップ装着などに比べると、より手軽です。さらに光学式は、新技術の高効率LEDによるエネルギー効率の高いコンパクトなセンサが可能で、コスト面でも有利です。

オスラム オプトセミコンダクターズは、最新のフィットネストラッキングや健康モニタリング・アプリケーション対象の非常に多様な革新的コンポーネント:緑色と赤色LED、フォトダイオードと赤外発光ダイオードを異なるパッケージ、サイズ、性能クラスで提供しています。当社の全センサ製品のベースにある高効率素子技術は、低消費電力と同時に高い信号品質を確かにし、極めて信頼性の高い測定を実現します。あとは貴社の特定ニーズに合うコンポーネントをお選びいただくだけです。

心拍数と血中酸素飽和度を測定する光学式センサは、血液の、正確には血液中のヘモグロビンの光吸収を利用しています。

心拍数モニタリング

光が生体組織に照射されると、透過、吸収、反射されます(図1)― 照射された血液量が多いほど、反射される光が少なくなります。心拍周期に応じた動脈中の血液量変動に伴う、検出される信号の周期性が、心拍数を算定します(図2)。この血管中の血液量変動の光学測定は、光電容積脈波法(PPG)と呼ばれます。実際には、光源と検出装置を並置したセンサが、手首や指先などの皮膚に直接設置されます。設置の位置によって測定波長は異なり― 緑色光は手首に最適とされ、赤色および赤外光は指先に向きます。

パルスオキシメトリ

血中酸素飽和度は、赤外光と赤色光の同時照射により測定されます(図3)。このいわゆるパルスオキシメトリは、ヘモグロビン(Hb)が酸素と結合すると(オキシヘモグロビン HbO2)、吸光度が変化するという事実に基づいています。この2種のヘモグロビン濃度が、2つの異なる波長により測定可能です、これが血中酸素飽和度の測定となります。この場合、2種のヘモグロビン分子による吸光度が最も異なる赤色光(660 nm)と赤外光 (940 nm) が最適の選択です。吸光度の相対的変動だけを考慮すればよいパルス測定と違い、ここでは動脈血の吸光を絶対的に測定する必要があります。血中酸素飽和度は、実際には各波長で検出した信号の最小値と最大値の比率(Imin/Imax)で表されます。

Optical measurement of biometric data

図1

生体情報の光学測定
SFH 7050センサが緑色、赤色または赤外光を発光、皮膚や組織を照射し、吸収または反射されます。検知器が記録する反射光の量は、動脈の血液量により変化します(光電容積脈波法)。測定は緑色光により手首で、赤色または赤外光により指先で行われます。

Measurement of the heart rate

図2

心拍数測定
検出器が受取る信号Iの周期性は、動脈の血液量による脈動に一致します。この信号の最小値と最大値の比率(Imin/Imax)は、血中酸素飽和度の測定に適切です(パルスオキシメトリ)。

Determination of the oxygen saturation of the blood

図3

血中酸素飽和度測定
血液の― 正式には血色素(ヘモグロビン、Hb)の― 吸光度は、酸素摂取により変化します(オキシヘモグロビン、HbO2)。赤色光と赤外光の吸収度を測定することで、血中酸素飽和度が決定できます。

BIOFY® Sensor SFH 7050

バイオメトリックセンサー SFH 7050

  • 黒色パッケージ
  • パッケージサイズ:4.7 x 2.5 x 0.9 mm³
  • 有効面積:1.3 x 1.3 mm²
  • 発光色:赤 (655 nm)、緑 (530 nm)、赤外光 (940 nm)
SFH 7050
BIOFY® Sensor SFH 7051

バイオメトリックセンサー SFH 7051

  • 黒色パッケージ
  • パッケージサイズ:4.7 x 2.5 x 0.9 mm³
  • 有効面積:1.3 x 1.3 mm²
  • 発光色:緑 (530 nm)
SFH 7051
BIOFY® Sensor SFH 7060

バイオメトリックセンサー SFH 7060

  • 黒色パッケージ
  • パッケージサイズ:7.2 x 2.5 x 0.9 mm³
  • 有効面積:1.7 x 1.7 mm²
  • 発光色:赤(660 nm)、緑 (530 nm)、赤外(940 nm)
SFH 7060

健康モニタリング用赤外発光ダイオード

共通特長

  • 最新Thinfilm技術採用の高効率940nm LED
  • 狭指向角
  • 高速スイッチング時間
  • 民生機器向け適したパッケージサイズ
  • 低背型パッケージ
MINI MIDLED SFH 4441

Mini MIDLED SFH 4441

  • 放射強度、最大DC 電流時:65 mW/sr
  • 全放射束、最大DC電流時:50mW
  • 最大DC順電流 :100 mA
  • 最大パルス電流:1 A
  • 指向角:+/-17°
  • パッケージ高さ(mm):0.9
  • XY 寸法 (mm):2.3 x 1.95
CHIPLED with lens SFH 4046

Chipled with lens SFH 4046

  • 放射強度、最大DC 電流時:30 mW/sr
  • 全放射束、最大DC電流時:40mW
  • 最大DC順電流 :70 mA
  • 最大パルス電流:700 mA
  • 指向角:+/-22°
  • パッケージ高さ(mm):1.0
  • XY 寸法 (mm):3.2 x 1.6

健康モニタリング用緑色LED

CHIPLED 0402 • LT QH9G

ChipLED LT QH9G

  • パッケージ:SMTパッケージ、無色拡散樹脂
  • パッケージサイズ:1.0 x 0.5 x 0.4 mm3
  • 技術:InGaN
  • 指向角:170° (ランバート配光)
  • 発光色:純緑 (525 nm)
  • ESD - withstand voltage: ESD sensitive device acc. JESD22-A114-F ESD class 0
PointLED • LT P4SG

PointLED LT P4SG

  • パッケージ:白色SMT パッケージ、無色透明シリコン樹脂
  • パッケージサイズ:3.4 x 1.3 x 0.8 mm3
  • 技術:InGaN
  • Viewing angle at 50 % IV: 120° (horizontal); 120° (vertical)
  • 発光色:純緑 (528 nm)
  • Available in Top Mount or Reverse Mount options for through hole applications

健康モニタリング用フォトダイオード

SFH 2430

SFH 2430

  • 人間の目に適応する分光感度
  • ピーク感度波長、570 nm
  • 大きな受光面、7.02 mm²
  • 分光感度の低温度係数
  • 高直線性
SFH 2440

SFH 2440

  • Spectral sensitivity 400-600 nm
  • ピーク感度波長、620 nm
  • 大きな受光面、7.02 mm²
  • 分光感度の低温度係数
  • 高直線性
BPW 34 S

BPW 34 S

  • 広い分光感度波長範囲400 nm ~ 1100 nm
  • ピーク感度波長 850nm
  • 大きな受光面、7.02 mm²
  • 分光感度の低温度係数
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健康管理とフィットネストラッキング

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