[发明专利]生物传感器

说明书

技术领域

本发明涉及检测生物信息的生物传感器。

背景技术

以往，已知有以下光电脉搏计或脉搏血氧计，该光电脉搏计或脉搏血氧计利用血液中的血红蛋白吸收可见光～红外光的特性，来获取透过手指等生物体、或被生物体所反射的光的强度变化，以作为光电脉搏波信号(例如，参照专利文献1)。

这里，专利文献1的脉搏血氧计包括：第一及第二发光二极管，该第一及第二发光二极管由振荡电路所输出的脉冲信号来交替驱动，以向生物组织照射红色光和红外光；以及光电二极管，该光电二极管对被生物组织所吸收后的光输出进行检测。在利用放大器对光电二极管的受光输出进行放大后，利用多路复用器以与振荡电路输出同步的方式对其进行分配并输入运算器。在运算器中，根据由光电二极管的受光输出所获得的各波长的直流分量和脉动分量，来计算因动脉血流而形成的吸光度的脉动分量之比Φ，根据该吸光度之比Φ来计算动脉血的氧饱和度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3116252号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，有时会有来自发光二极管(发光元件)以外的外来光(例如太阳、荧光灯的光等)进入光电二极管(受光元件)。因此，本来想要检测的光即透过生物体的光或被生物体反射的光有可能会与外来光叠加，从而导致检测信号的S/N比降低。

这里，在专利文献1的脉搏血氧计中，在有外来光叠加并射入受光元件的情况下，若该外来光分量(噪声分量)过大，则放大器的输出会发生饱和，从而无法高精度地提取出脉动分量(信号分量)。另一方面，若为了防止输出发生饱和而减小放大器的放大率，则脉动分量的振幅也会减小，从而有可能导致氧饱和度的检测精度降低。另外，在包含外来噪声分量来进行编码的情况下，由于需要使A/D转换器等相对于脉动分量具有足够的分辨率，因此，会导致成本上升。因此，希望获得能改善被受光元件所接收并由放大器进行放大的检测信号的S/N比的技术。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能改善被受光元件所接收并由放大器进行放大的检测信号的S/N比的生物传感器。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的生物传感器的特征在于，包括：驱动信号生成单元，该驱动信号生成单元生成驱动信号；发光元件，该发光元件根据由驱动信号生成单元所生成的驱动信号来进行发光；受光元件，该受光元件输出与所接收到的光的强度相对应的检测信号；放大单元，该放大单元包含放大器，所述放大器对从受光元件输出的检测信号进行放大；偏移单元，该偏移单元根据作为直流分量叠加到检测信号的噪声分量的大小，生成偏移电压并将其施加于放大器，所述偏移电压使放大检测信号时的放大器的基准电位发生偏移，从而去除作为直流分量叠加到检测信号的噪声分量；以及运算单元，该运算单元对经放大单元放大后的检测信号进行处理，以获取生物信息。

根据本发明所涉及的生物传感器，使放大检测信号时的放大器的基准电位发生偏移。这里，由于外来光等噪声分量会作为直流分量与检测信号叠加，因此，通过使放大器的基准电位发生偏移，能去除该噪声分量。由此，能改善被受光元件所接收并由放大器(放大单元)进行放大的检测信号的S/N比。

在本发明所涉及的生物传感器中，优选为驱动信号生成单元生成脉冲状的驱动信号，偏移单元生成并施加与由驱动信号生成单元所生成的脉冲状的驱动信号同步的脉冲状的偏移电压。

在这种情况下，由于利用脉冲状的驱动信号来对发光元件进行闪烁驱动，因此，与始终点亮的情况相比，能降低功耗。另外，由于对运算放大器施加与脉冲状的驱动信号同步的脉冲状的偏移电压，因此，在点亮发光元件时能从受光元件所获取的检测信号中去除噪声分量。

在本发明所涉及的生物传感器中，优选为偏移单元包括：偏移信号生成单元，该偏移信号生成单元生成偏移信号；以及分压单元，该分压单元包含多个电阻器，对由偏移信号生成单元所生成的偏移信号进行分压以生成偏移电压。

在这种情况下，通过将偏移信号生成单元与分压单元进行组合来使用，能提高施加于放大器的偏移电压的精度。由此，能高精度地去除噪声分量。

优选为本发明所涉及的生物传感器还包括可变单元，该可变单元基于经放大单元放大后的检测信号的交流分量的振幅，使放大单元的放大率可变。