血流测量设备的制作方法

1.本技术涉及一种血流测量设备。


背景技术：

2.传统上，已经采用了以接近相干光的激光束等照射生物体的皮肤以便以非侵入性方式测量皮肤表面附近的血管的血流的技术。这种技术利用多普勒效应，其中反射光信号的频率根据物体的移动速度而改变。已知可以通过根据这个反射光信号的频率分布计算平均频率来计算与平均频率相关的血流速度。
3.但是，由于用于计算平均频率的采样间隔短，因此这个反射光信号数据包含很多噪声。因此，为了获得低噪声信号，专利文献1和2公开了对从多个光接收单元获得的多个反射光信号执行平均化处理的技术。
4.引文列表
5.专利文件
6.专利文献1：日本专利申请特许公开no.8
‑
182658
7.专利文献2：美国专利no.4109647


技术实现要素：

8.本发明要解决的问题
9.为了对多个反射光信号执行平均化处理，每个光接收单元都需要将作为模拟信号的反射光信号转换成数字信号的ad转换单元。
10.但是，在为每个光接收单元安装ad转换单元的情况下，存在血流测量设备变成大且昂贵的设备的问题。
11.因此，本技术的主要目的是提供一种血流测量设备，其设有至少一个ad转换单元并处理多个反射光信号。
12.问题解决方案
13.本技术提供了一种血流测量设备，其设有至少一个光源单元、多个光接收单元、多个信号处理单元、至少一个多路复用单元和至少一个ad转换单元，其中光源单元用相干光照射生物体，多个光接收单元中的每一个接收相干光的反射光并将反射光的强度转换成电流信号，多个信号处理单元中的每一个将电流信号转换成电压信号，多路复用单元将多个电压信号多路复用为至少一个多路复用的电压信号，并且ad转换单元对多路复用的电压信号进行采样以获得多路复用的数字信号。
14.信号处理单元可以包括平滑单元。
15.平滑单元包括充电开关和电容器，充电开关交替地重复接通和断开，并且电容器交替地重复用关于电压信号的电荷进行充电的状态和将电荷放电的状态，因此可以对电荷进行采样。
16.血流测量设备还设有平均化处理单元，并且平均化处理单元可以对多路复用的数
字信号执行平均化处理以获得低噪声信号。
17.血流测量设备还设有定时控制单元，并且定时控制单元可以使电容器的放电定时与ad转换单元的采样定时同步。
18.定时控制单元可以使多个电容器的放电定时同步。
19.多个采样定时的相位可以彼此不同。
20.多个采样定时的周期可以彼此不同。
21.平滑单元设有多个充电开关、多个采样开关和多个电容器，并且通过在接通或断开多个充电开关中的每一个的定时，对多个电容器中的每一个进行充电的关于电压信号的电荷被放电，并且多个采样开关中的每一个被接通或断开，从而可以对电荷进行采样。
附图说明
22.图1是根据本技术的血流测量设备的一个实施例的配置图。
23.图2是根据本技术的血流测量设备的一个实施例的配置图。
24.图3是根据本技术的血流测量设备的一个实施例的配置图。
25.图4是根据本技术的血流测量设备的一个实施例的电路图。
26.图5是根据本技术的多路复用单元的一个实施例的配置图。
27.图6是根据本技术的血流测量设备的一个实施例的电路图。
28.图7是图示时间常数和噪声变化系数的仿真结果的说明性视图。
29.图8是根据本技术的血流测量设备的一个实施例的配置图。
30.图9是根据本技术的充电开关和ad转换单元的时序图。
31.图10是根据本技术的血流测量设备的一个实施例的配置图。
32.图11是图示根据本技术的电压信号的波形的说明性视图。
33.图12是示出根据本技术的电压信号的波形的说明性视图。
34.图13是根据本技术的血流测量设备的一个实施例的配置图。
35.图14是根据本技术的充电开关和采样开关的时序图。
具体实施方式
36.在下文中，参考附图描述用于执行本技术的优选模式。注意的是，以下描述的实施例是本技术的代表性实施例，并且本技术的范围不限于此。注意的是，按照以下次序描述本技术。
37.1.根据本技术的第一实施例(基本配置)
38.2.根据本技术的第二实施例(多个组的配置)
39.3.本技术的第三实施例(二维方向上的配置)
40.1.根据本技术的第一实施例(基本配置)
41.(1)概述
42.图1是根据本技术的第一实施例的血流测量设备的配置图。如图1中所示，血流测量设备100设有至少一个光源单元10、多个光接收单元(20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3)、多个信号处理单元(20
‑
1、20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3、30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)、至少一个多路复用单元40和至少一个ad转换单元50。光接收单元(20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3)、信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)、多路复用单元40
和ad转换单元50彼此电连接。
43.注意的是，图1中的血流测量设备100的一个实施例的配置图包括例如三个光接收单元(20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3)和三个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)，但多个光接收单元(20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3)的数量和多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)的数量不限于三个。期望的是，考虑到血流测量设备100的制造成本、血流测量设备100的设计尺寸等来适当地设置光接收单元和信号处理单元的数量。
44.光源单元10用相干光照射生物体(未示出)。注意的是，由光源单元10施加的光不必是完全相干光，并且可以是接近于相干光的照射光，例如，激光等。
45.多个光接收单元(20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3)中的每一个接收相干光的反射光，并将反射光的强度转换成电流信号。例如，光电二极管可以被用作光接收单元(20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3)。
46.在通过相干光的照射而生成的反射光中，由静止的生物组织散射的散射光的频率与所施加的相干光的频率相同。相反，由在皮肤的血管中移动的散射物质(主要是红细胞)散射的散射光的频率稍微经受多普勒频移。由这两个散射光的干涉生成的干涉光被多个光接收单元(20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3)中的每一个检测。然后，多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个对干涉光的光学拍执行频率分析处理，从而计算出血流速度。
47.(2)信号处理单元
48.多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个信号处理单元将电流信号转换成电压信号。多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个信号处理单元可以包括平滑单元。图2是包括平滑单元的血流测量设备的一个实施例的配置图。如图2中所示，多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)可以至少分别包括平滑单元(34
‑
1、34
‑
2、34
‑
3)。稍后将详细描述平滑单元(34
‑
1、34
‑
2、34
‑
3)。
49.多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个信号处理单元的配置没有特别限制，但是例如，这可以采用如图3中的配置图中所示的实施例。如图3中所示，信号处理单元30
‑
1还可以包括iv转换单元31
‑
1、噪声去除/微分单元32
‑
1、整流单元33
‑
1和缓冲器35
‑
1。信号处理单元30
‑
2和信号处理单元30
‑
3也可以采用类似于信号处理单元30
‑
1的配置。
50.iv转换单元31
‑
1将从光接收单元20
‑
1输出的电流信号转换成电压信号。例如，运算放大器等可以被用作iv转换单元31
‑
1。
51.噪声去除/微分单元32
‑
1首先去除高频噪声。例如，低通滤波器等可以被用作噪声去除/微分单元32
‑
1。而且，噪声去除/微分单元32
‑
1对从中去除了噪声的电压信号进行微分。
52.整流单元33
‑
1对由噪声去除/微分单元32
‑
1获得的电压信号的频率特点进行整流。整流可以是全波整流或半波整流。在全波整流中，输入到整流单元33
‑
1的电压信号的负电压被转换/整流成正电压。在半波整流中，输入到整流单元33
‑
1的电压信号的负电压被擦除。
53.平滑单元34
‑
1平滑由整流单元33
‑
1整流的电压信号的电压的变化。
54.缓冲器35
‑
1转换阻抗。为了使多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个信号处理单元尽可能准确地输出电压信号，期望输入阻抗尽可能大并且输出阻抗尽可能小。缓冲器35
‑
1可以减小输出阻抗。例如，可以将源跟随器等用作缓冲器35
‑
1。
55.注意的是，图4是图示信号处理单元30
‑
1的一个实施例以供参考的电路图。如图4
中所示，信号处理单元30
‑
1可以包括iv转换单元31、噪声去除/微分单元32、整流单元33、平滑单元34和缓冲器35。注意的是，用于实现信号处理单元30
‑
1的配置不限于图4中的电路图。此外，虽然图4中的电路图是单端系统，但它也可以是差分传输系统。
56.(3)多路复用单元
57.再次参考图3进行描述。多路复用单元40将多个电压信号多路复用为至少一个多路复用的电压信号。例如，模拟开关、多路复用器等可以被用作多路复用单元40。图5是多路复用单元40的一个实施例的配置图。
58.如图5中所示，多路复用单元40包括多个输入端子(41
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)、多个开关(42
‑
1、42
‑
2、42
‑
3)和至少一个输出端子43。多个输入端子(41
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)分别连接到多个开关(42
‑
1、42
‑
2、42
‑
3)。多个开关(42
‑
1、42
‑
2、42
‑
3)中的每一个开关连接到输出端子43。
59.多路复用单元40通过接通/断开多个开关(42
‑
1、42
‑
2、42
‑
3)顺序地切换要输入的电压信号。因此，多路复用单元40可以将多个电压信号多路复用为至少一个多路复用的电压信号。
60.再次参考图3进行描述。ad转换单元50以预定的采样定时周期对由多路复用单元40多路复用的多路复用的电压信号进行采样，以获得多路复用的数字信号。例如，ad转换器可以被用作ad转换单元50。
61.(4)平均化处理单元
62.可能由于采样定时的短周期等而产生噪声。为了减少多路复用的数字信号中包含的噪声，血流测量设备100还可以设有平均化处理单元70。图6是血流测量设备100的一个实施例的配置图。如图6中所示，血流测量设备100还可以设有平均化处理单元70。
63.平均化处理单元70对多路复用的数字信号执行平均化处理。因此，平均化处理单元70可以获得低噪声信号。例如，微型计算机等可以被用作平均化处理单元70。
64.平均化处理是指例如将多个电压信号的值之和除以电压信号的数量。
65.以这种方式，多路复用单元40将多个电压信号多路复用为至少一个多路复用的电压信号，使得至少一个后续的ad转换单元50就足够了。利用这种配置，一个ad转换单元50可以处理多个电压信号。
66.但是，由于多路复用单元40顺序地切换要输入的电压信号，因此ad转换单元50的采样定时针对每个电压信号而偏移。当参考图5进行描述时，例如，当具有相同波形的电压信号分别被同时输入到输入端子(41
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)时，多路复用单元40顺序地切换要输入的电压信号，使得第一开关42
‑
1接通的定时与第二开关42
‑
2接通的定时彼此不同。因此，同时获得多个电压信号变得困难。因此，平均化处理单元70同时进行平均化处理变得困难。
67.(5)平滑单元
68.因此，如图4中所示，平滑单元34可以包括充电开关341和电容器342。因此，可以控制由信号处理单元30输出的电压信号的输出定时。
69.由于充电开关341交替地重复接通/断开，因此电容器342交替地重复用关于电压信号的电荷进行充电的状态和对电荷进行放电的状态。因此，平滑单元34对电荷进行采样。
70.更具体地描述，在不是这个电压信号的输出定时的情况下，充电开关341被接通并且电容器342用关于这个电压信号的电荷充电。在这个电压信号的输出定时的情况下，充电
开关341断开并且对利用其对电容器342进行充电的电荷进行放电。因此，平滑单元34可以在适当的定时输出电压信号。
71.此外，电容器342交替地重复电荷的充电和放电，从而电压信号被转换成平坦且平滑的电压信号。因此，平滑单元34可以获得与血流速度相关的有效值。
72.顺便提及，在用电荷对电容器342进行充电的时间短的情况下，电压信号的值不恒定并且变为噪声。因此，期望用电荷对电容器342进行充电的时间尽可能长。
73.在此，图7图示了平滑单元34的时间常数和电压信号的噪声变化系数的仿真结果。当ad转换单元50的采样定时的周期为20毫秒时，通过改变时间常数来模拟电压信号的噪声变化系数来获得图7中所示的仿真结果。注意的是，噪声变化系数指示电压信号中包含的噪声量。可以通过将噪声信号的幅度除以电压信号的平均值来计算噪声变化系数。
74.如图7中所示，时间常数越长，电压信号的噪声变化系数越小。一般而言，当用电荷对电容器充电的时间短时，电压信号的值不恒定，并且电压信号中包含的噪声的量趋于增加。可以通过延长时间常数来降低噪声量。但是，一般而言，随着时间常数变得更长，由平滑单元34输出的电压信号的波形趋于钝化。
75.因此，如图7中所示，期望地将时间常数设置为约10至40毫秒。而且，期望地将时间常数设置为约20毫秒。
76.注意的是，期望将时间常数设置为约20毫秒的时间是当ad转换单元50的采样定时的周期是20毫秒时。例如，当ad转换单元50的采样定时的周期是50毫秒时，期望将时间常数设置为约50毫秒。
77.(6)定时控制单元
78.由于要求对电压信号同时执行平均化处理，因此期望使多个平滑单元(34
‑
1、34
‑
2、34
‑
3)对电荷进行放电的定时同步。因此，血流测量设备100可以设有使放电定时同步的定时控制单元。图8是设有定时控制单元的血流测量设备100的一个实施例的配置图。
79.如图8中所示，血流测量设备100还可以设有定时控制单元60。定时控制单元60连接到ad转换单元50。更具体而言，ad转换单元50包括多个采样开关(未示出)。采样开关连接到定时控制单元60。
80.此外，定时控制单元60连接到多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个信号处理单元。更具体而言，多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个信号处理单元包括平滑单元(未示出)。平滑单元包括充电开关(未示出)和电容器(未示出)。充电开关连接到定时控制单元60。
81.定时控制单元60可以使放电定时与ad转换单元50的采样定时同步。更具体地描述，定时控制单元60可以控制ad转换单元50的采样开关的接通/断开。
82.而且，定时控制单元60可以使多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)的放电定时同步。更具体地描述，定时控制单元60可以控制多个信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个信号处理单元的充电开关的接通/断开。例如，可以将继电器等用作定时控制单元60。
83.随后，描述采样定时。平滑单元34
‑
1设有充电开关341
‑
1，平滑单元34
‑
2设有充电开关341
‑
2，并且平滑单元34
‑
3设有充电开关341
‑
3。图9是多个充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)接通或断开的定时以及ad转换单元50的采样定时的时序图。
84.在图9中，341
‑
1、41
‑
2和41
‑
3分别表示充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)打开或关闭的
定时。当值低时，它处于接通状态，即，充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)中的每一个充电开关闭合。当值高时，它处于断开状态，即，充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)中的每一个充电开关打开。
85.50
‑
1、50
‑
2和50
‑
3分别表示接通或断开ad转换单元50的多个采样开关(50
‑
1、50
‑
2、50
‑
3)的定时。当值低时，它处于接通状态，即，采样开关(50
‑
1、50
‑
2、50
‑
3)中的每一个采样开关闭合。当值高时，它处于断开状态，即，采样开关(50
‑
1、50
‑
2、50
‑
3)中的每一个采样开关打开。
86.当第一充电开关341
‑
1处于接通状态时，用电荷对连接到第一充电开关341
‑
1的第一电容器(未示出)充电。当第一充电开关341
‑
1处于断开状态时，利用其对连接到第一充电开关341
‑
1的电容器充电的电荷被放电。
87.当第二充电开关341
‑
2处于接通状态时，用电荷对连接到第二充电开关341
‑
2的第二电容器(未示出)充电。当第二充电开关341
‑
2处于断开状态时，利用其对连接到第二充电开关341
‑
2的电容器充电的电荷被放电。
88.当第三充电开关341
‑
3处于接通状态时，用电荷对连接到第三充电开关341
‑
3的第三电容器(未示出)充电。当第三充电开关341
‑
3处于断开状态时，利用其对连接到第三充电开关341
‑
3的电容器充电的电荷被放电。
89.多路复用单元40对关于放电的电荷的电压信号进行多路复用以获得多路复用的电压信号。ad转换单元50对多路复用的电压信号进行采样以获得多路复用的数字信号。
90.当第一采样开关50
‑
1处于接通状态时，ad转换单元50对连接到第一充电开关341
‑
1的第一电容器的电荷进行采样。当第二采样开关50
‑
2处于接通状态时，ad转换单元50对连接到第二充电开关341
‑
2的第二电容器的电荷进行采样。当第三采样开关50
‑
3处于接通状态时，ad转换单元50对连接到第三充电开关341
‑
3的第三电容器的电荷进行采样。
91.充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)中的每一个充电开关的周期t是从时间t1到时间t3。
92.在时间t1之前，用电荷对电容器充电。在时间t1，每个充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)从接通状态变为断开状态。此时，利用其对连接到每个充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)的电容器充电的电荷的量是固定的。即，电压信号的值是固定的。
93.接下来，在时间t1，ad转换单元50对连接到充电开关341
‑
1的第一电容器的电荷进行采样(50
‑
1)。随后，ad转换单元50对连接到充电开关341
‑
2的第二电容器的电荷进行采样(50
‑
2)。随后，ad转换单元50对连接到充电开关341
‑
3的第三电容器的电荷进行采样(50
‑
3)。
94.在时间t2，每个充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)从断开状态变为接通状态。那时，开始用电荷对电容器充电。
95.虽然50
‑
1、50
‑
2和50
‑
3的采样定时彼此不同，但是对利用其对电容器充电的电荷进行采样，从而可以同时对电压信号进行采样。
96.注意的是，在平均化处理中，期望在由信号处理单元(30
‑
1、30
‑
2、30
‑
3)中的每一个信号处理单元处理的电压信号中包含几乎完全相同的噪声。因此，期望将相应光接收单元(20
‑
1、20
‑
2、20
‑
3)布置在与光源单元完全相同的位置。
97.2.根据本技术的第二实施例(多个组的配置)
98.图10是根据本技术的第二实施例的血流测量设备的配置图。如图10中所示，血流
测量设备100包括第一组110
‑
1和第二组110
‑
2。注意的是，组的数量不限于两个。
99.第一组110
‑
1包括第一光接收单元20
‑
11、第二光接收单元20
‑
12、第一信号处理单元30
‑
11、第二信号处理单元30
‑
12、至少一个第一多路复用单元40
‑
1和至少一个第一ad转换单元50
‑
1。注意的是，光接收单元的数量和信号处理单元的数量不限于两个。
100.类似地，第二组110
‑
2包括第三光接收单元20
‑
21、第四光接收单元20
‑
22、第三信号处理单元30
‑
21、第四信号处理单元30
‑
22、第二多路复用单元40
‑
2和第二ad转换单元50
‑
2。
101.光源单元10用相干光照射生物体(未示出)。多个光接收单元(20
‑
11、20
‑
12、20
‑
21、20
‑
22)中的每一个光接收单元接收相干光的反射光并将反射光的强度转换成电流信号。多个信号处理单元(30
‑
11、30
‑
12、30
‑
21、30
‑
22)中的每一个信号处理单元将电流信号转换成电压信号。
102.第一组110
‑
1通过第一多路复用单元40
‑
1将由第一光接收单元20
‑
11和第一信号处理单元30
‑
11处理的电压信号与由第二光接收单元20
‑
12和第二信号处理单元30
‑
12处理的电压信号进行多路复用，以获得第一多路复用的电压信号v1。第一ad转换单元50
‑
1对第一多路复用的电压信号v1进行采样以获得第一多路复用的数字信号。而且，第一平均化处理单元(未示出)可以对第一多路复用的数字信号执行平均化处理。
103.类似地，第二组110
‑
2通过第二多路复用单元40
‑
2将由第三光接收单元20
‑
21和第三信号处理单元30
‑
21处理的电压信号与由第四光接收单元20
‑
22和第四信号处理单元30
‑
22处理的电压信号进行多路复用，以获得第二多路复用的电压信号v2。第二ad转换单元50
‑
2对第二多路复用的电压信号v2进行采样以获得第二多路复用的数字信号。而且，第二平均化处理单元(未示出)可以对第二多路复用的数字信号执行平均化处理。
104.注意的是，第一组110
‑
1和第二组110
‑
2可以共享一个ad转换单元。例如，在ad转换单元功能强大、组数少等的情况下，多个组可以共享一个ad转换单元。
105.此外，在将由一个组获得的电压信号用作特定参考信号的情况下，这个组可以包括一个光接收单元和一个信号处理单元。
106.第一ad转换单元50
‑
1的采样定时的相位和第二ad转换单元50
‑
2的采样定时的相位可以彼此相同或不同。
107.图11是图示第一多路复用电压信号v1和第二多路复用电压信号v2的波形的说明性视图。在图11中，图示了第一多路复用电压信号v1的波形和第二多路复用电压信号v2的波形。注意的是，波形被简化以简化描述。
108.第一多路复用的电压信号v1的波形与第二多路复用的电压信号v2的波形相同。因此，第一多路复用的电压信号v1中包括的信息与第二多路复用的电压信号v2中包括的信息相同。
109.时间t4
‑
1、t5
‑
1和t6
‑
1是第一ad转换单元50
‑
1的采样定时。时间t4
‑
2、t5
‑
2和t6
‑
2是第二ad转换单元50
‑
2的采样定时。
110.首先，注意力集中在第一多路复用的电压信号v1上。在时间t4
‑
1处，第一ad转换单元50
‑
1在点a处对电压信号进行采样。在时间t5
‑
1处，第一ad转换单元50
‑
1在点c处对电压信号进行采样。在时间t6
‑
1处，第一ad转换单元50
‑
1在点e处对电压信号进行采样。
111.接下来，注意力集中在第二多路复用的电压信号v2上。在时间t4
‑
2处，第二ad转换
单元50
‑
2在点b处对电压信号进行采样。在时间t5
‑
2处，第二ad转换单元50
‑
2在点d处对电压信号进行采样。在时间t6
‑
2处，第二ad转换单元50
‑
2在点f处对电压信号进行采样。
112.在第一ad转换单元50
‑
1的采样定时的相位与第二ad转换单元50
‑
2的采样定时的相位相同的情况下，当参考图11进行描述时，第一ad转换单元50
‑
1和第二ad转换单元50
‑
2可以仅在a、c和e点这三个点或b、d和f点这三个点处对电压信号进行采样。但是，在如图11中所示的采样定时的相位彼此不同的情况下，第一ad转换单元50
‑
1和第二ad转换单元50
‑
2可以在a、b、c、d、e和f点这六个点处对电压信号进行采样。
113.因此，当将第一ad转换单元50
‑
1的采样定时的相位与第二ad转换单元50
‑
2的采样定时的相位相同的情况与如图11中所示相位彼此不同的情况进行比较时，第一ad转换单元50
‑
1和第二ad转换单元50
‑
2可以在图11中所示的情况下对电压信号数据进行两次采样，尽管ad转换单元的采样定时的周期是相同的。
114.因此，第一ad转换单元50
‑
1和第二ad转换单元50
‑
2可以更可靠地对电压信号的波形进行采样。因此，根据本技术的血流测量设备可以更可靠地对这些电压信号执行平均化处理。
115.可替代地，第一ad转换单元50
‑
1的采样定时的周期可以与第二ad转换单元50
‑
2的采样定时的周期不同。图12是图示在采样定时的周期彼此不同的情况下第一多路复用的电压信号v1和第二多路复用电压信号v2的波形的说明性视图。在图12中，图示了第一多路复用的电压信号v1的波形和第二多路复用的电压信号v2的波形。第一多路复用的电压信号v1的相位与第二多路复用的电压信号v2的相位相同。
116.时间t7、t9和t11是第一ad转换单元50
‑
1的采样定时。时间t7、t8、t10和t11是第二ad转换单元50
‑
2的采样定时。
117.首先，注意力集中在第一多路复用的电压信号v1上。在时间t7处，第一ad转换单元50
‑
1在点g处对电压信号进行采样。在时间t9处，第一ad转换单元50
‑
1在点i处对电压信号进行采样。在时间t11处，第一ad转换单元50
‑
1在点k处对电压信号进行采样。与第二多路复用的电压信号v2相比，第一ad转换单元50
‑
1的采样定时的周期长于第二ad转换单元50
‑
2的采样定时的周期。
118.接下来，注意力集中在第二多路复用的电压信号v2上。在时间t7处，第二ad转换单元50
‑
2在点g处对电压信号进行采样。在时间t8处，第二ad转换单元50
‑
2在点h对电压信号进行采样。在时间t10处，第二ad转换单元50
‑
2在点j处对电压信号进行采样。在时间t11处，第二ad转换单元50
‑
2在点k处对电压信号进行采样。与第二多路复用的电压信号v2相比，第二ad转换单元50
‑
2的采样定时的周期短于第一ad转换单元50
‑
1的采样定时的周期。
119.在采样定时的周期长的第一多路复用的电压信号v1中，可以在三个点(点g、i和k)处对电压信号进行采样。在采样定时的周期短的第二多路复用的电压信号v2中，可以在四个点(点g、h、i和k)处对电压信号进行采样。
120.采样定时的周期越长，低血流速度的影响越大。通过在采样定时的不同周期的多个采样定时对电压信号进行采样，有可能获得高血流速度的分量和低血流速度的分量。
121.已知可以通过使用高血流速度的分量与低血流速度的分量之间的比率来获得血管的硬度，即，血管刚度。当血管柔软时，阻力高并且血流速度低。当血管硬时，阻力低并且血流速度高。
122.作为获得血管刚度的效果的示例，可以预防动脉硬化。动脉硬化是由于动脉壁的物理柔韧性下降所致。由于动脉硬化被认为是导致中风和心血管疾病的原因，诸如导致高死亡率的心肌梗塞，因此可以说获得血管刚度具有重要意义。
123.3.本技术的第三实施例(二维方向上的配置)
124.图13是根据本技术的第三实施例的血流测量设备的配置图。如图13中所示，平滑单元设有多个充电开关(第一充电开关341
‑
1、第二充电开关341
‑
2、第三充电开关341
‑
3)、多个采样开关(第一采样开关343
‑
1、第二采样开关343
‑
2、第三采样开关343
‑
3)和多个电容器(第一电容器342
‑
11、第二电容器342
‑
12、第三电容器342
‑
13、第四电容器342
‑
21、第五电容器342
‑
22、第六电容器342
‑
23、第七电容器342
‑
31、第八电容器342
‑
32、第九电容器342
‑
33)。
125.注意的是，多个充电开关(341
‑
1、41
‑
2、41
‑
3)的数量和多个采样开关(343
‑
1至3)的数量不限于三个。此外，多个电容器(342
‑
11至33)的数量不限于九个。
126.第一充电开关341
‑
1连接到第一电容器342
‑
11、第二电容器342
‑
12和第三电容器342
‑
13。第二充电开关341
‑
2连接到第四电容器342
‑
21、第五电容器342
‑
22和第六电容器342
‑
23。第三充电开关341
‑
3连接到第七电容器342
‑
31、第八电容器342
‑
32和第九电容器342
‑
33。
127.第一采样开关343
‑
1连接到第一电容器342
‑
11、第四电容器342
‑
21和第七电容器342
‑
31。第二采样开关343
‑
2连接到第二电容器342
‑
12、第五电容器342
‑
22和第八电容器342
‑
32。第三采样开关343
‑
3连接到第三电容器342
‑
13、第六电容器342
‑
23和第九电容器342
‑
33。
128.多个充电开关(341
‑
1、341
‑
2、341
‑
3)中的每一个充电开关交替地重复接通/断开，以便多个电容器(342
‑
11、342
‑
12、342
‑
13、342
‑
21、342
‑
22、342
‑
23、342
‑
31、342
‑
32、342
‑
33)中的每一个电容器交替地重复用关于电压信号的电荷充电的状态和对电荷进行放电的状态。多个采样开关(343
‑
1、343
‑
2、343
‑
3)中的每一个采样开关交替地重复接通/断开，从而平滑单元对电荷进行采样。
129.更具体地描述，在不是关于第一充电开关341
‑
1的电压信号的采样定时的情况下，第一充电开关341被接通并且第一电容器342
‑
11、第二电容器342
‑
12、第三电容器342
‑
13用关于这个电压信号的电荷充电。在这个电压信号的采样定时的情况下，第一充电开关341被断开并且利用其对第一电容器342
‑
11、第二电容器342
‑
12和第三电容器342
‑
13进行充电的电荷被放电。然后，在第一采样开关343
‑
1、第二采样开关343
‑
2和第三采样开关343
‑
3被接通的定时，平滑单元对每个电荷进行采样。
130.与第一电容器342
‑
11、第二电容器342
‑
12和第三电容器342
‑
13的充电或放电并行，其它电容器可以被充电或放电。
131.图14是接通或断开多个充电开关(341
‑
1、341
‑
2、341
‑
3)的定时以及接通或断开多个采样开关(343
‑
1、343
‑
2)的定时的时序图(343
‑
3)。
132.在图14中，341
‑
1、341
‑
2和341
‑
3分别表示多个充电开关(341
‑
1、341
‑
2、341
‑
3)被接通或断开的定时。当值低时，它处于接通状态，即，多个充电开关(341
‑
1、341
‑
2、341
‑
3)中的每一个充电开关都闭合。当值高时，它处于断开状态，即，多个充电开关(341
‑
1、341
‑
2、341
‑
3)中的每一个充电开关都打开。
133.多个采样开关(343
‑
1、343
‑
2、343
‑
3)接通或断开的定时分别由343
‑
1、343
‑
2和343
‑
3表示。当值低时，它处于接通状态，即，多个充电开关(343
‑
1、343
‑
2、343
‑
3)中的每一个充电开关都闭合。当值高时，它处于断开状态，即，多个充电开关(343
‑
1、343
‑
2、343
‑
3)中的每一个充电开关都打开。
134.充电开关341
‑
1的周期t是从时间t12到时间t18。
135.紧接在时间t12之前，电容器(342
‑
11、342
‑
12、342
‑
13、342
‑
21、342
‑
22、342
‑
23、342
‑
31、342
‑
32、342
‑
33)中的每一个电容器都用电荷进行充电。在时间t12处，第一充电开关341
‑
1从接通状态变为断开状态。此时，利用其对连接到第一充电开关341
‑
1的第一电容器342
‑
11、第二电容器342
‑
12和第三电容器342
‑
13中的每一个进行充电的电荷的量是固定的。即，电压信号的值是固定的。
136.接下来，在时间t12处，第一采样开关343
‑
1被接通，并且利用其对第一电容器342
‑
11进行充电的电荷被采样。随后，第二采样开关343
‑
2被接通，并且利用其对第二电容器342
‑
12进行充电的电荷被采样。随后，第三采样开关343
‑
3被接通，并且对利用其对第三电容器342
‑
13进行充电的电荷被采样。
137.即使在利用其对第一电容器342
‑
11、第二电容器342
‑
12和第三电容器342
‑
13进行充电的电荷被采样的同时，其它电容器也继续用电荷进行充电。
138.在时间t13处，第一充电开关341
‑
1从断开状态变为接通状态。此时，开始用电荷对第一电容器342
‑
11、第二电容器342
‑
12和第三电容器342
‑
13进行充电。
139.随后，类似地，在时间t14处，第二充电开关341
‑
2从接通状态变为断开状态。此时，利用其对连接到第二充电开关341
‑
2的第四电容器342
‑
21、第五电容器342
‑
22和第六电容器342
‑
23中的每一个电容器进行充电的电荷的量是固定的。即，电压信号的值是固定的。
140.随后，类似地，在时间t14处，第一采样开关343
‑
1被接通，并且利用其对第四电容器342
‑
21进行充电的电荷被采样。随后，第二采样开关343
‑
2被接通，并且利用其对第五电容器342
‑
22进行充电的电荷被采样。随后，第三采样开关343
‑
3被接通，并且利用其对第六电容器342
‑
23进行充电的电荷被采样。
141.在时间t15处，第二充电开关341
‑
2从断开状态变为接通状态。此时，开始用电荷对第四电容器342
‑
21、第五电容器342
‑
22和第六电容器342
‑
23进行充电。
142.随后，类似地，在时间t16处，第三充电开关341
‑
3从接通状态变为断开状态。此时，利用其对连接到第三充电开关341
‑
3的第七电容器342
‑
31、第八电容器342
‑
32和第九电容器342
‑
333中的每一个电容器进行充电的电荷的量是固定的。即，电压信号的值是固定的。
143.随后，类似地，在时间t16处，第一采样开关343
‑
1被接通，并且利用其对第七电容器342
‑
31进行充电的电荷被采样。随后，第二采样开关343
‑
2被接通，并且利用其对第八电容器342
‑
32进行充电的电荷被采样。随后，第三采样开关343
‑
3被接通，并且利用其对第九电容器342
‑
33进行充电的电荷被采样。
144.在时间t17处，第三充电开关341
‑
3从断开状态变为接通状态。此时，开始用电荷对第七电容器342
‑
31、第八电容器342
‑
32和第九电容器342
‑
33进行充电。
145.以这种方式，通过尽可能长地延长对多个电容器(342
‑
11至33)中的每一个电容器用电荷进行充电的时间可以减少电压信号中包含的噪声。
146.多路复用单元40将与电荷对应的多个电压信号多路复用为一个多路复用的电压
信号。ad转换单元50对这个多路复用的电压信号进行采样以获得多路复用的数字信号。该数字信号包含多路复用的多个电压信息。
147.为了减少电压信号中包含的噪声，血流测量设备100还可以设有平均化处理单元(未示出)。平均化处理单元对多路复用的数字信号执行平均化处理。因此，血流测量设备100可以获得低噪声信号。
148.注意的是，有可能相应充电开关(341
‑
1、341
‑
2、341
‑
3)被接通或断开的定时如图14中所示彼此不一致或者彼此一致。如上所述，在定时彼此不一致的情况下，利用其对连接到相应充电开关(341
‑
1、341
‑
2、341
‑
3)的三个电容器进行充电的电荷经历平均化处理。另一方面，在定时彼此一致的情况下，利用其对九个电容器进行充电的电荷经历平均化处理。由于在后一种情况下比在前一种情况下有更多的电容器，因此可以获得更准确的血流速度信息。
149.注意的是，光接收单元、信号处理单元等的布置没有特别限制。例如，通过像在图像传感器中那样以二维阵列方式布置光接收单元，可以在二维方向上获得血流速度分布。通过在二维方向上获得相同的值，例如，可以测量每个血管的血流速度。
150.而且，由于血流测量设备100设有透镜，因此可以获得宽范围的血流速度分布。
151.按照惯例，已经存在被称为激光多普勒成像方法的技术。在这种激光多普勒成像方法中，单个光接收单元获得二维区域中的血流图。
152.与这种方法相比，根据第三实施例的技术可以在短时间内获得二维区域中的血流信息，从而可以以高帧速率获得生物体的血流分布。因此，例如，按摩效果可以被量化。这是因为在按摩效果高的部位的血流变快。
153.注意的是，本说明书中描述的效果仅仅是说明性的；效果不限于此，并且还可以有其它效果。
154.注意的是，本技术还可以具有以下配置。
155.[1]一种血流测量设备，其设有：
[0156]
至少一个光源单元；
[0157]
多个光接收单元；
[0158]
多个信号处理单元；
[0159]
至少一个多路复用单元；以及
[0160]
至少一个ad转换单元，其中
[0161]
光源单元用相干光照射生物体，
[0162]
该多个光接收单元中的每个光接收单元接收相干光的反射光并将反射光的强度转换成电流信号，
[0163]
该多个信号处理单元中的每个信号处理单元将电流信号转换成电压信号，
[0164]
该多路复用单元将多个电压信号多路复用为至少一个多路复用的电压信号，
[0165]
该ad转换单元对多路复用的电压信号进行采样以获得多路复用的数字信号。
[0166]
[2]根据[1]所述的血流测量设备，其中信号处理单元包括平滑单元。
[0167]
[3]根据[2]所述的血流测量设备，其中
[0168]
平滑单元包括
[0169]
充电开关，以及
[0170]
电容器，
[0171]
充电开关交替地重复接通和断开，以及
[0172]
电容器交替地重复用关于电压信号的电荷进行充电的状态和将电荷放电的状态，从而对该电荷进行采样。
[0173]
[4]根据[1]至[3]中的任一项所述的血流测量设备，还包括：
[0174]
平均化处理单元，其中
[0175]
平均化处理单元对多路复用的数字信号执行平均化处理以获得低噪声信号。
[0176]
[5]根据[3]所述的血流测量设备，还包括：
[0177]
定时控制单元，其中
[0178]
该定时控制单元使该电容器的放电定时与该ad转换单元的采样定时同步。
[0179]
[6]根据[5]所述的血流测量设备，其中该定时控制单元使多个电容器的放电定时同步。
[0180]
[7]根据[5]或[6]所述的血流测量设备，其中多个采样定时的相位彼此不同。
[0181]
[8]根据[5]至[7]中的任一项所述的血流测量设备，其中多个采样定时的周期彼此不同。
[0182]
[9]根据[2]至[8]中的任一项所述的血流测量设备，其中
[0183]
平滑单元设有
[0184]
多个充电开关，
[0185]
多个采样开关，以及
[0186]
多个电容器，以及
[0187]
通过在接通或断开该多个充电开关中的每个充电开关的定时，对该多个电容器中的每个电容器进行充电的关于电压信号的电荷被放电，并且该多个采样开关中的每个采样开关被接通或断开，从而对该电荷进行采样。
[0188]
附图标记列表
[0189]
100
ꢀꢀꢀꢀ
血流测量设备
[0190]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光源单元
[0191]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光接收单元
[0192]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理单元
[0193]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀ
iv转换单元
[0194]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀ
噪声去除/微分单元
[0195]
33
ꢀꢀꢀꢀꢀ
整流单元
[0196]
34
ꢀꢀꢀꢀꢀ
平滑单元
[0197]
341
ꢀꢀꢀꢀ
充电开关
[0198]
342
ꢀꢀꢀꢀ
电容器
[0199]
343
ꢀꢀꢀꢀ
采样开关
[0200]
35
ꢀꢀꢀꢀꢀ
缓冲器
[0201]
40
ꢀꢀꢀꢀꢀ
多路复用单元
[0202]
50
ꢀꢀꢀꢀꢀ
ad转换单元
[0203]
60
ꢀꢀꢀꢀꢀ
定时控制单元
[0204]
70
ꢀꢀꢀꢀꢀ
平均化处理单元
[0205]
110
‑1ꢀꢀ
第一组
[0206]
110
‑2ꢀꢀ
第二组
[0207]
v1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一多路复用的电压信号
[0208]
v2
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二多路复用的电压信号