DE69629143T2

DE69629143T2 - Am Handgelenk tragbare elektronische Vorrichtung

Info

Publication number: DE69629143T2
Application number: DE69629143T
Authority: DE
Inventors: Naoaki Suwa-shi Yasukawa; Akira Suwa-shi Shinbo; Masayuki Mihama-ku Kawata; Kazumi Mihama-ku Sakumoto
Original assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2016-03-09
Also published as: EP0732076A3; DE69629143D1; FI961095A; EP0732076A2; EP0732076B1; US5781511A; FI961095A0

Description

Diese Erfindung betrifft eine am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung mit einem Verbindermechanismus, um eine Sensoreinheit oder eine andere externe Vorrichtung mit der Haupteinheit zu verbinden. Sie betrifft insbesondere eine Verbinderstruktur, um eine Zuverlässigkeit bei einer am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung sicherzustellen, welche mit einem Verbindermechanismus ausgestattet ist.
Vorrichtungen, welche die Pulswellenzahl oder eine andere Pulswelleninformation messen, umfassen Vorrichtungen, welche optisch die Änderung der Blutmenge erfassen und Pulswelleninformation auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses (Pulswellensignal) anzeigen. Diese optischen Pulswellen-Messvorrichtungen sind derart konfiguriert, dass eine mit einer LED (lichtemittierende Diode) oder einem anderen lichtemittierenden Element und einer Fotodiode, einem Fototransistor oder einem anderen Fotorezeptor-Element ausgestattete Sensoreinheit am Finger befestigt ist, und dass ein Teil des von der LED ausgesandten Lichts, welches von dem Finger (Blutgefäß) zurückreflektiert wird, durch den Fototransistor empfangen wird, wodurch die Änderung der Blutmenge durch die Änderung der Lichtmenge erfasst wird und der Puls usw. auf Grundlage dieses Erfassungsergebnisses gesucht wird. Eine Erfassung des Pulssignals ist nicht auf den Finger begrenzt und kann durch Aussenden von Licht von der LED am Handgelenk oder einem anderen Körperteil und durch Erfassen des gestreuten Lichts mit der Fotodiode durchgeführt werden, jedoch wird in jedem Falle in einer optischen Pulswellen-Messvorrichtung ein fotoelektrischer Pulswellen-Erfassungssensor verwendet, welcher Licht auf Körpergewebe ausstrahlt und das resultierende gestreute Licht erfasst.
In den letzten Jahren wurden Pulswellen-Messvorrichtungen nachgefragt, welche in der Lage sind, den Puls während des Joggens oder des Laufens zu messsen. Hierfür wird eine am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung vorgeschlagen, welche eine am Handgelenk getragene, tragbare Pulswellen-Messvorrichtung darstellt, deren Haupteinheit mittels eines Gelenkbands am Handgelenk angebracht ist. Ferner wird vorgeschlagen, der Haupteinheit eine Uhr-Funktion hinzuzufügen und die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung zu einem Multifunktionstyp zu machen, indem man es ermöglicht, während des Joggens oder Laufens Rundenzeiten zu messen.
Bei derartigen am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtungen, obwohl sie eine Uhr-Funktion aufweisen können, sind jedoch Vorrichtungen, bei welchen ein Kabel von der Haupteinheit weg verläuft oder eine Sensoreinheit oder eine andere externe Vorrichtung in die Haupteinheit integriert ist, schwierig als Armbanduhren im täglichen Gebrauch zu verwenden.
Am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtungen mit einem Verbindermechanismus an der 3-Uhr-Position der Haupteinheit der Armbanduhr zum Anschließen an ein Kabel oder an eine Sensoreinheit können erwogen werden, jedoch weist eine am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung mit dieser Art von Struktur eine von der Haupteinheit zu der Hand hin (3-Uhr-Position an der Armbanduhr) vorstehende Struktur auf, um den Verbindermechanismus unterzubringen. Dies lässt den Verbindermechanismus mit dem Arm immer dann zusammenstoßen, wenn das Handgelenk abgewinkelt wird. Dies macht die Vorrichtung unkomfortabel zu tragen, und der Verbindermechanismus kann sich leicht lösen. Daher kann die Einfachheit einer Verwendung dann, wenn ein Verbinder-System verwendet wird, verbessert sein, jedoch ist die Zuverlässigkeit der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung schlecht.
Wenn ferner in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung eine Struktur verwendet wird, welche die Haupteinheit über einen Verbindermechanismus mit einer gesonderten Sensoreinheit verbindet, liegen die Anschlüsse, welche die LED, die Fotodiode oder andere Halbleiterelemente unter den in die Sensoreinheit eingebauten Sensorschaltungen verbinden, in dem Verbinder frei, wenn die Sensoreinheit von der Haupteinheit abgenommen ist. Wenn an diesen freiliegenden Anschlüssen dieser Strukturart statische Dektrizität entladen wird, werden die Halbleiterelemente unter Umständen durch die statische Dektrizität beschädigt. Daher kann die Verwendungsfreundlichkeit verbessert werden, wenn ein Verbindersystem verwendet wird, jedoch ist die Zuverlässigkeit der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung schlecht.
Wenn ferner ein Verbinderstück angebracht ist, welches den Verbinder an der Haupteinheit abdeckt, tritt ein enger Spalt zwischen der oberen Fläche des Verbinders und der unteren Fläche des Verbinderstücks auf. Wenn daher Wasser in Kontakt mit diesem Teil gelangt, bewirkt eine Kapillarwirkung, dass das Wasser geradewegs hineinströmt, was zu einem Kurzschluss zwischen Anschlüssen führt. Da darüber hinaus Wasser, welches derart eintritt, nicht einfach durch bloßes Schütteln des Verbinders austritt, muss das Verbinderstück jedes Mal entfernt werden und das Wasser sorgfältig entfernt werden, oder die Einheit wird ansonsten sich nicht von dem Kurzschlusszustand erholen.
Die US 4 407 295 offenbart eine physiologische Miniatur-Überwachungsvorrichtung mit austauschbaren Sensoren, welche in eine am Handgelenk getragenen Vorrichtung eingebaut sind, die den allgemeinen Aufbau einer Armbanduhr aufweist. Diese Vorrichtung umfasst eine Steckdose zur Aufnahme des Steckers eines abnehmbaren Sensors.
Im Hinblick auf diese Probleme ist es ein Vorschlag der Erfindung, eine am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung anzubieten, welche ein hohes Niveau an Zuverlässigkeit erhält, und zwar selbst dann, wenn die Verwendungsfreundlichkeit verbessert ist, indem eine Struktur verwendet wird, welche eine Sensoreinheit oder eine andere externe Vorrichtung über einen Verbindermechanismus mit der Haupteinheit verbindet.
Die Erfindung bietet ferner eine am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung an, welche die in die Sensoreinheit eingebauten Halbleiterelemente beispielsweise vor statischer Dektrizität schützt, wodurch ein hohes Niveau an Zuverlässigkeit selbst dann erhalten wird, wenn die Verwendungsfreundlichkeit durch Bereitstellen eines Verbindermechanismus verbessert ist.
Die Erfindung bietet ferner eine am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung an, welche das Auftreten eines Kurzschlusses zwischen Anschlüssen in dem Verbinder aufgrund des Eindringens von Wasser verhindert, wodurch ein hohes Niveau an Zuverlässigkeit selbst dann erhalten wird, wenn die Verwendungsfreundlichkeit durch Bereitstellen eines Verbindermechanismus verbessert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung für ein Handgelenk vorgesehen, umfassend:
eine Haupteinheit mit einem Anzeigeelement zur Anzeige von Zeitinformation;
ein Armband zum Anschnallen der Haupteinheit an ein Handgelenk; sowie
einen Verbinder-Mechanismus für die Eingabe von Signalen an die Haupteinheit;
wobei:
der Verbinder-Mechanismus ein Verbinderelement umfasst, mit einer ersten Anschlussgruppe und einem Verbinderstück mit einer zweiten Anschlussgruppe, welche derart angeordnet ist, dass sie eine elektrische Verbindung mit der ersten Anschlussgruppe erzeugt, wenn das Verbinderelement und das Verbinderstück einen Verbindung bilden; und
der Verbinder-Mechanismus einen Verriegelungs-Mechanismus umfasst, welcher das Verbinderelement und das Verbinderstück verriegelt, wenn eines von ihnen eine bestimmte Distanz über die Fläche des anderen verschoben wird, und welcher die Verriegelung unter Zurückschieben löst, dadurch gekennzeichnet, dass:
das Verbinderelement an der Sechs-Uhr- oder Zwölf-Uhr-Stellung an einer Randfläche der Haupteinheit angeordnet ist, an welcher das Armband angebracht ist, sodass das Verbinderelement eine Bewegung des Handgelenks nicht behindert.
In dieser Erfindung bezeichnet das Erwähnen einer Position bei einer bestimmten Uhrzeit auf der Uhr lediglich eine Position an der Haupteinheit und bedeutet nicht, dass die Anzeige der Haupteinheit eine Zeigeranzeige ist.
Eine am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung, welche derart aufgebaut ist, verwendet einen Verbindermechanismus, welcher ein freies Anbringen und Lösen eines Kabels usw. an die Haupteinheit gestattet. Daher kann die am Handgelenk getragene, tragbare Vorrichtung in ihrer täglichen Verwendung als herkömmliche Armbanduhr verwendet werden, indem lediglich das Kabel usw. von der Haupteinheit mittels des Verbindermechanismus entfernt wird. Weiterhin ist der Verbindermechanismus von den Rändern der Haupteinheit am Rand an der 6-Uhr- oder der 12-Uhr-Position an der Armbanduhr angeordnet. Das heißt, er ist an der Fläche des Randes angeordnet, bei welchem das Armband an der Haupteinheit anlangt. Da der Verbindermechanismus nicht von der Haupteinheit in der 3-Uhr-Rchtung vorsteht, kann das Handgelenk somit frei bewegt werden. Da der Verbindermechanismus nicht von der Haupteinheit in der 3-Uhr- oder 9-Uhr-Richtung vorsteht, wird die Hand des Benutzers ferner nicht in Kontakt mit dem Verbindermechanismus gelangen, selbst falls der Benutzer stolpern sollte. Da der Verbindermechanismus nicht beschädigt werden wird, während er für den Benutzer sicher ist, wird aus diesem Grunde eine hohe Zuverlässigkeit erhalten, selbst wenn die Verwendungsfreundlichkeit durch Verwendung einer Struktur verbessert ist, welche eine Sensoreinheit oder eine andere externe Vorrichtung über einen Verbindermechanismus mit der Haupteinheit verbindet.
In dieser Erfindung ist es wünschenswert, dass der Verbindermechanismus mit einem Verriegelungsmechanismus ausgestattet ist, welcher das Verbinderstück mit dem Verbinderelement verriegelt, wenn das Verbinderstück auf das Verbinderelement geschoben wird und sie in einem verriegelten Zustand hält, und welche den verriegelten Zustand löst, wenn das Verbinderstück von diesem Zustand aus in die entgegengesetzte Richtung geschoben wird.
Durch Verwendung dieser Konfiguration werden das Verbinderelement und das Verbinderstück sicher verriegelt und das Kabel wird während des Laufens nicht unabsichtlich gelöst. Daher kann die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung dieser Erfindung in praktischer Weise als ein Pulsmessgerät verwendet werden, um beispielsweise während des Laufens ohne Sorge den Puls zu messen, und kann ebenso als eine Uhr verwendet werden.
Bei dieser Erfindung ist es wünschenswert, dass von den Rändern der Haupteinheit das Verbinderelement an der Randfläche ausgebildet ist, welches an der 6-Uhr-Position an der Armbanduhr angeordnet ist, und dass der Verriegelungsmechanismus verriegelt wird, wenn das Verbinderstück auf das Verbinderelement in der Richtung von 6 Uhr nach 12 Uhr an der Armbanduhr verschoben und mit dem Verbinderelement verbunden wird. Unter Verwendung dieser Konfiguration ist der Verbindermechanismus vorne positioniert, wenn die Haupteinheit an dem Handgelenk angeordnet ist, was somit ein Anbringen und ein Lösen erleichtert.
Wenn diese Art von Verriegelungsmechanismus verwendet wird, ist es wünschenswert, dass die erste Anschlussgruppe in einer Mehrzahl von Reihen entlang der Verschiebungsrichtung des Verbinderstücks angeordnet ist und in Positionen ausgebildet ist, welche zwischen Anschlüssen in einer die Verschiebungsrichtung kreuzenden Richtung verschoben sind, und dass die zweite Anschlussgruppe in Positionen ausgebildet ist, welche zwischen Anschlüssen in einer Richtung verschoben sind, die die Verschiebungsrichtung des Verbinderstücks derart kreuzt, dass es den Positionen entspricht, bei welchen die erste Anschlussgruppe ausgebildet ist.
Unter Verwendung dieser Konfiguration sind die erste Anschlussgruppe und die zweite Anschlussgruppe in einer Mehrzahl von Reihen entlang der Verschiebungsrichtung des Verbinderstücks angeordnet, und die Positionen sind zwischen den Anschlüssen in einer Richtung verschoben, welche die Verschiebungsrichtung kreuzt, und somit werden nicht-entsprechende Anschlüsse nicht miteinander in Kontakt gelangen, wenn das Verbinderstück an dem Verbinderelement verschoben wird. Selbst dann, wenn der das Verbinderelement bildende Flächenbereich klein ist, können weiterhin Anschlüsse voneinander getrennt sein, was somit den Anschlüssen einen Kurzschluss selbst dann erschwert, wenn Wasser zwischen dem Verbinderstück und dem Verbinderelement eintreten sollte.
Bei dieser Erfindung kann der Verriegelungsmechanismus derart konfiguriert sein, dass er beispielsweise eine erste Vorsprungsgruppe zum Verriegeln derart angeordnet aufweist, dass wenigstens zwei Elemente davon jeweils in die Richtungen nach 3 Uhr und nach 9 Uhr an der Armbanduhr von dem Verbinderelement abstehen. Dass es ein Paar von vorstehenden Elementen aufweist, welche von beiden Seiten des Verbinderstücks derart nach unten vorstehen, dass sie an der Außenseite der ersten Vorsprungsgruppe zur Verriegelung angeordnet sind, wenn das Verbinderstück an dem Verbinderelement angebracht ist, und dass er eine zweite Vorsprungsgruppe zur Verriegelung aufweist, welche von den vorstehenden Zementen nach innen vorsteht, die zwischen der ersten Vorsprungsgruppe zur Verriegelung durch die erste Aktion vorbeitritt, welche das Verbinderstück an dem Verbinderelement anbringt, das zu den jeweiligen Positionen unter der ersten Vorsprungsgruppe zur Verriegelung durch die zweite Aktion gleitet, welche das Verbinderstück auf dem Verbinderelement in der Anbringungsrichtung verschiebt und das die erste Vorsprungsgruppe zwischen sich und der unteren Fläche des Verbinderelements hält. Durch Verwendung dieser Konfiguration kann eine Verriegelung zuverlässig und einfach durchgeführt werden.
In diesem Fall ist es wünschenswert, dass der Verbindermechanismus einen ersten Anschlagmechanismus aufweist, welcher das Verbinderstück an der Anbringungsposition an dem Verbinderelement stoppt, wenn der zweite Vorgang durchgeführt wird, indem bewirkt wird, dass das Verbinderstück und das Verbinderelement in Eingriff gelangen, sowie einen zweiten Anschlagmechanismus aufweist, welcher das Verbinderstück an der Position stoppt, bei welcher es über dem Verbinderelement angeordnet ist, indem man bewirkt, dass das Verbinderstück und das Verbinderelement in Eingriff kommen, wenn sie in die Richtung geschoben werden, welche dem zweiten Vorgang entgegengesetzt ist, welcher durchgeführt wird, wenn das Verbinderstück von dem Verbinderelement entfernt wird, und welcher der zweiten Vorsprungsgruppe zur Verbindung gestattet, zwischen der ersten Vorsprungsgruppe zur Verbindung vorbeizutreten, wenn der Vorgang durchgeführt wird, welcher dem ersten Vorgang entgegengesetzt ist. Durch Verwendung dieser Konfiguration kann der Benutzer das Verbinderstück ohne hinzusehen an dem Verbinderelement anbringen und von diesem lösen.
Bei dieser Erfindung ist es wünschenswert, dass der Verbindermechanismus offene Löcher an entweder der unteren Fläche des Verbinderstücks oder an der oberen Fläche des Verbinderelements aufweist, dass er bewegbare Zapfen aufweist, die in der Lage sind, sich in die Löcher derart hineinzubewegen, dass ihre Enden aus den Löchern vorstehen, und dass er Federn aufweist, welche die bewegbaren Zapfen in die Richtung drücken, die sie aus den Löchern vorstehen lässt, sowie den Anschluss derart konfiguriert aufweist, dass die bewegbaren Zapfen in entweder der ersten oder der zweiten Anschlussgruppe enthalten sind. Durch Verwendung dieser Konfiguration wird eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlussgruppe und der zweiten Anschlussgruppe erreicht.
In diesem Falle ist es wünschenswert, dass die Anschlüsse der ersten oder der zweiten Anschlussgruppe, welche elektrisch an die beweglichen Zapfen angeschlossen sind, runde Vorsprungselemente um die Positionen herum aufweisen, an welchen die Zapfen angeordnet sind, und dass der Verbindermechanismus einen Klick-Mechanismus aufweist, welcher bewirkt, dass die bewegbaren Zapfen an den Vorsprungselementen hochlaufen, wenn das Verbinderstück an dem Verbinderelement angebracht ist.
Bei dieser Erfindung existieren vom Standpunkt eines Schutzes des Verbinderelements bei entferntem Verbinderstück Fälle, bei welchen zusätzlich zu dem Verbinderstück eine Verbinder-Abdeckvorrichtung von im Wesentlichen dem gleichen Mechanismus wie das Verbinderstück vorhanden ist, welches an dem Verbinderelement derart anlangt, dass es die Verbinderelementfläche abdeckt.
Bei dieser Erfindung ist es wünschenswert, dass ein Schaltmechanismus vorgesehen ist, welcher einen Kontakt in Verbindung mit dem Anbringungs- und dem Lösevorgang des Verbinderstücks an dem Verbinderelement öffnet und schließt.
Dieser Schaltmechanismus kann derart konfiguriert sein, dass, durch Bereitstellen von offenen Löchern an der unteren Fläche des Verbinderstücks, von beweglichen Zapfen, welche in der Lage sind, sich in den Löchern derart zu bewegen, dass ihre Enden aus den Löchern vorstehen, sowie durch Bereitstellen von Federn, welche die Zapfen in eine Richtung drücken, die sie von der Kontaktfläche vorstehen lässt, z. B. er automatisch einen Kontakt auf Grundlage der Bewegung der beweglichen Zapfen in den Löchern schließt und öffnet. Durch Verwendung dieser Konfiguration kann der Schaltmechanismus, welcher mit dem Anbringungsvorgang des Verbinderstücks an dem Verbinderelement verbunden ist, in einfacher Weise konfiguriert sein, und sein Betrieb ist zuverlässig.
Durch Vorsehen eines magnetischen Reed-Schalters in dem Verbinderstück, welcher das Anbringen und Lösen des Verbinderstücks an dem Verbinderelement magnetisch erfasst, kann der Schaltmechanismus derart konfiguriert sein, dass er automatisch einen Kontakt in Verbindung mit dem Anbringen und dem Lösen des Verbinderstücks an dem Verbinderelement öffnet und schließt.
Diese Art einer am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung kann als eine Vorrichtung konfiguriert sein, welche ein Kabel aufweist, das eine Verbindung zu dem Verbinderstück herstellt, und welche eine Sensoreinheit aufweist, welche die Erfassungsergebnisse eines Sensors über das Kabel und das Verbinderstück der Haupteinheit eingibt.
Beispielsweise kann dadurch, dass die Sensoreinheit mit einem lichtaussendenden Zement versehen wird, welches Licht zu dem Körper hin ausstrahlt, und mit einem Fotorezeptor-Element versehen wird, welches Licht erfasst, das von dem Körper zurückkehrt, die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung dieser Erfindung eine tragbare Pulswellen-Messvorrichtung sein. Diese tragbare Pulswellen-Messvorrichtung ist derart konfiguriert, dass die Sensoreinheit die Erfassungsergebnisse des Fotorezeptor-Elements der Haupteinheit über das Kabel eingibt und die Haupteinheit Pulswellen-Messergebnisse in dem Anzeigeelement anzeigt.
Die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung mit dem Schaltmechanismus ist derart konfiguriert, dass sie beispielsweise ausgestattet ist mit einem Kabel, welches mit dem Verbinderstück verbunden ist, mit einer Sensoreinheit, welche Sensorerfassungsergebnisse über das Kabel und das Verbinderstück der Haupteinheit eingibt, sowie mit einem Kondensatorelement entweder in dem Verbinderstück oder der Sensoreinheit, um die Halbleiterelemente vor statischer Elektrizität zu schützen, welche den Sensor bilden, wenn sie den Halbleiterelementen elektrisch parallel geschaltet werden, und dass der Schaltmechanismus zu einem Zustand wechselt, bei welchem das Kondensatorelement elektrisch zu den Halbleiterelementen parallel geschaltet ist, wenn das Verbinderstück von dem Verbinderelement entfernt ist, und der Zustand, bei welchem das Kondensatorelement elektrisch zu den Halbleiterelementen parallel geschaltet ist, aufgehoben wird, wenn das Verbinderstück an dem Verbinderelement angebracht ist.
Durch Verwendung dieser Konfiguration kann der angeschlossene Zustand des Kondensatorelements zwischen dem Standby-Modus und einem Normalmodus (Pulswellen-Messmodus) geschaltet werden. Das heißt, in dem Zustand, bei welchem das Verbinderstück von dem Verbinderelement gelöst ist, ist das Kondensatorelement zu den Halbleiterelementen, d. h. zu dem lichtaussendenden Element und zu dem Fotorezeptor-Element, elektrisch parallel geschaltet und somit können die Halbleiterelement vor statischer Elektrizität geschützt werden. Da jedoch der Zustand, bei welchem das Kondensatorelement elektrisch mit den Halbleiterelementen parallel geschaltet ist, in dem Zustand gelöst werden kann, bei welchem das Verbinderstück von dem Verbinderelement abgenommen ist, kann die Vorrichtung normal verwendet werden. Da die Ladung, welche in dem Kondensatorelement gespeichert wird, bis das Verbinderstück an dem Verbinderelement angebracht ist, nicht von dem Kondensatorelement zur Haupteinheit entladen wird, kann die Schaltung in der Haupteinheit geschützt werden. Daher wird ein hohes Niveau an Zuverlässigkeit erhalten, selbst dann, wenn eine Verwendungsfreundlichkeit verbessert ist, indem eine Struktur verwendet wird, welche eine Sensoreinheit oder eine andere externe Vorrichtung über einen Verbindermechanismus mit der Haupteinheit verbindet. Da der Verbindungszustand des Kondensatorelements automatisch zwischen einem Standby-Modus und einem Normalmodus (Pulswellen-Messmodus) geschaltet werden kann, ist es praktisch, während das lichtaussendende Zement oder das Fotorezeptor-Dement in zuverlässiger Weise geschützt sind.
Dabei ist es wünschenswert, dass das Verbinderstück oder der Sensor eine Diode aufweisen, um zu verhindern, dass ein übermäßiger Rückkehrstrom an den Halbleiterelementen angelegt wird, wenn zu den Halbleiterelementen elektrisch parallel geschaltet wird.
Indem die Sensoreinheit als Halbleiterelemente in einer am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung, die mit dieser Sensoreinheit ausgestattet ist, mit einem lichtaussendenden Element versehen ist, welches Licht zum Körper hin ausstrahlt, und mit einem Fotorezeptor-Element versehen ist, welches Licht erfasst, das von dem Körper zurückkehrt, kann die Vorrichtung als eine Pulswellen-Messvorrichtung konfiguriert sein. Bei dieser Pulswellen-Messvorrichtung gibt die Sensoreinheit das durch das Fotorezeptor-Element erhaltene Ergebnis über das Kabel in die Haupteinheit ein, wobei die Haupteinheit das Pulswellen-Messergebnis in dem Anzeigeelement anzeigt.
Bei dieser Erfindung ist es wünschenswert, dass die Fläche selbst des Verbinderelements oder des Verbinderstücks eine Struktur aufweist, welche Kurzschlüsse zwischen Anschlüssen verhindert. Beispielsweise ist es wünschenswert, dass der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum, welcher die Position umgibt, bei der die Anschlussgruppe gebildet ist, größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich, welcher den Bereich um die Anschlüsse herum umgibt, und zwar an wenigstens einer Fläche der aufeinander zu weisenden Flächen an dem Verbinderelement und dem Verbinderstück.
Wenn das Verbinderstück derart angebracht ist, dass es das Verbinderelement abdeckt, werden die Anschlussgruppen elektrisch verbunden, und die obere Fläche des Verbinderelements und die untere Fläche des Verbinderstücks weisen aufeinander zu, wobei ein kleiner Spalt zwischen ihnen vorhanden ist. Wenn der Verbinder in Kontakt mit Wasser gelangen sollte, wird die Kapillannrwirkung bewirken, dass Wasser in den Spalt hineingelangt. Hier ist der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum, welcher die Position umgibt, bei der die Anschlussgruppen gebildet sind, größer als der Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich.
Das bedeutet, der Kontaktwinkel θ, welcher erhalten wird durch die Gleichung θ = 2tan–1·(h/r)θ: Kontaktwinkel
h: Höhe eines Wassertropfens
r: Radius eines Wassertropfens
auf der Grundlage, dass der Durchmesser und die Höhe des Wassertropfens, wenn ein Wassertropfen sich auf dem bloßen Material befindet, dem Winkel äquivalent ist, welcher durch die Flüssigkeit auf dem bloßen Material und dem bloßen Material gebildet wird. Daher wird er ein Indikator der Benetzbarkeit der Flüssigkeit (hydrophile Eigenschaft) und der Wasserabstoßung (hydrophobe Eigenschaft) der Flüssigkeit. Bei einem Vergleich des Bereichs um die Anschlüsse herum und des diesen Bereich umgebenden Bereichs in dieser Erfindung ist der Bereich um die Anschlüsse herum hydrophob, während der diesen Bereich umgebende Bereich hydrophil ist. Selbst dann, wenn Wasser in den Spalt zwischen dem Verbinderelement und dem Verbinderstück eintreten sollte, wird daher verhindert, dass Wasser nahe den Anschlüssen in den Bereich um die Anschlüsse herum eintritt und wird zu dem umgebenden Bereich hingezogen. Daher treten zwischen Anschlüssen keine Kurzschlüsse auf. Selbst dann, wenn vorübergehend ein Kurzschlusszustand auftreten sollte, kann der Kurzschlusszustand durch Schütteln des Verbinderstücks beseitigt werden. Selbst dann, wenn Regenwasser auf die Vorrichtung gerät, wird daher nicht einfach ein Kurzschluss zwischen den Anschlüssen auftreten, und selbst dann, wenn ein Kurzschlusszustand vorübergehend auftreten sollte, kann der Kurzschlusszustand in einfacher Weise durch bloßes Schütteln des Handgelenks beseitigt werden. Daher ist diese Vorrichtung zu einer Pulswellen-Messung während eines Laufens draußen geeignet.
Bei dieser Erfindung ist es wünschenswert, dass der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich an beiden gegenüberliegenden Flächen des Verbinderelements und des Verbinderstücks. Indem man den Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum größer als den Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich an beiden gegenüberliegenden Flächen des Verbinderelements und des Verbinderstücks macht, ist es möglich, Kurzschlüsse zuverlässiger zu verhindern und einfacher von einem Kurzschlusszustand ausgehend zurückzukehren.
Bei dieser Erfindung ist es wünschenswert, dass der Unterschied zwischen dem Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum und dem Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich, welcher den Bereich um die Anschlüsse herum umgibt, größer als 50 Grad ist.
Bei dieser Verbinderstruktur ist es wünschenswert, dass der Bereich um die Anschlüsse herum eine hydrophobe Behandlung erfährt und dass der umgebende Bereich eine hydrophile Behandlung erfährt. Eher als den Materialtyp, welcher das Verbinderelement oder das Verbinderstück bildet, in lediglich dem Bereich um die Anschlüsse oder in dem umgebenden Bereich zu ändern, ermöglicht es eine hydrophobe Behandlung des Bereichs um die Anschlüsse herum und eine hydrophobe Behandlung des umgebenden Bereichs, den Unterschied zwischen den Kontaktwinkeln von Wasser in diesen Bereichen zu erhöhen.
Weiterhin kann die Struktur der gegenüberliegenden Flächen selbst des Verbinderelements und des Verbinderstücks zur Verhinderung von Kurzschlüssen zwischen Anschlüssen derart konfiguriert sein, dass der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum, welcher die Positionen umgibt, bei welchen die Anschlussgruppen gebildet sind, größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich, welcher diesen Bereich um die Anschlüsse herum umgibt, und zwar an wenigstens einer Fläche der zueinander hinweisenden Flächen an dem Verbinderelement und dem Verbinderstück bei Bewertung mit aufgebrachtem fettem Öl.
Durch Verwendung dieser Konfiguration, wenn der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich, wenn das Verbinderelement und das Verbinderstück von Hand gehandhabt werden und die Hand in Kontakt mit diesem gelangt und fettes Öl (Fingerabdrücke) daran anhaften lässt, kann das Auftreten von Kurzschlüssen zuverlässig verhindert werden und es ist einfach, von einem Kurzschlusszustand zurückzukehren. Selbst dann, wenn vorübergehend ein Kurzschlusszustand auftreten sollte, kann daher in einfacher Weise durch bloßes Schütteln des Handgelenks der Normalzustand wieder hergestellt werden, was diese Vorrichtung somit zu einer Pulswellen-Messung während eines Laufens draußen geeignet macht.
Dabei ist es wünschenswert, dass der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich, welcher den Bereich um die Anschlüsse herum umgibt, und zwar an beiden aufeinander zu weisenden Flächen an dem Verbinderelement und an dem Verbinderstück bei Bewertung mit aufgetragenem fettem Öl.
Um diesen Unterschied in dem Kontaktwinkel von Wasser in einem Zustand zu erhalten, bei welchem fettes Öl aufgetragen ist, kann der Bereich um die Anschlüsse herum glatt und der Bereich, welcher den Bereich um die Anschlüsse herum umgibt, rau ausgeführt sein. Wenn das Vorhandensein und das Fehlen von Rauheit ausgenutzt wird, um einen Unterschied im Kontaktwinkel zu erhalten, brauchen lediglich die Formen behandelt zu werden, welche zur Bildung des Verbinderelements und des Verbinderstücks verwendet werden.
Indem ferner eine am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung bereitgestellt wird, welche in dieser Art und Weise konfiguriert ist, mit einem Kabel, welches eine Verbindung mit dem Verbinderstück herstellt, und einer Sensoreinheit, welche die Erfassungsergebnisse eines Sensors der Haupteinheit über das Kabel und das Verbinderstück eingibt, indem die Sensoreinheit mit einem lichtaussendenden Element versehen wird, welches Licht zu dem Körper hin ausstrahlt, und mit einem Fotorezeptor-Element versehen wird, welches von dem Körper rückkehrendes Licht erfasst, und indem man die Sensoreinheit die von dem Fotorezeptor-Element erhaltenen Ergebnisse der Haupteinheit eingeben lässt, kann die Vorrichtung als eine Pulswellen-Messvorrichtung konfiguriert sein. In diesem Falle ist die Haupteinheit dann, wenn die Sensoreinheit das von dem Fotorezeptor-Element erhaltene Erfassungsergebnis der Haupteinheit über das Kabel eingibt, derart konfiguriert, dass sie Pulswellen-Messergebnisse in dem Anzeigeelement anzeigt.
In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Haupteinheit ein Kurzschlusserfassungsmittel aufweist, welches das elektrische Potential wenigstens der Anschlüsse der ersten Anschlussgruppe misst, welcher Signale von der Sensoreinheit eingegeben werden, wenn das Verbinderstück an dem Verbinderelement angebracht ist, welcher erfasst, ob ein Kurzschlusszustand zwischen den Anschlüssen und den Anschlüssen zur Zufuhr der Betriebsspannung zu der Sensoreinheit vorliegt oder nicht, und welche das Erfassungsergebnis an dem Anzeigeelement anzeigt.
Durch Verwendung dieser Konfiguration kann unmittelbar beurteilt werden, ob ein Kurzschluss die Ursache eines Problems ist, und daher kann der Benutzer sein Handgelenk rasch schütteln usw., um das Problem zu beheben und die Vorrichtung schnell in einen normalen Zustand zurückzuführen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, von welchen:
1 ein erläuterndes Diagramm ist, welches zeigt, wie die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
2 eine Draufsicht der Haupteinheit der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung ist.
3 eine Unteransicht der Haupteinheit der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung ist.
4 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Haupteinheit der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung bei Betrachtung aus der 6-Uhr-Richtung auf der Uhr zeigt.
5 ein Seitenaufriss ist, welcher die Haupteinheit der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung bei Betrachtung aus der 3-Uhr-Richtung auf der Uhr zeigt.
6(a) eine Draufsicht der optischen Einheit der Sensoreinheit ist, welche in der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet wird, (b) eine Draufsicht ist, welche das Sensoranbringungsband der Sensoreinheit, welche bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet wird, in der offenen Stellung zeigt und (c) ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Struktur einer weiteren Sensoreinheit zeigt.
7 ein erläuterndes Diagramm ist, welches zeigt, wie ein weiteres Sensoranbringungsband bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
8 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Sensoreinheit in der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung am Finger angebracht zeigt.
9 ein erläuterndes Diagramm ist, welches das Lichtaussendespektrum einer blauen InGaN-LED zeigt, welche in der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet wird.
10 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Fotorezeptor-Charakteristik eines InGaP-Fototransistors zeigt, welcher bei der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet wird.
11 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Fotorezeptor-Charakteristik eines mit einem Filter ausgestatteten Fototransistors zeigt, welcher bei der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet wird.
12 ein Blockdiagramm ist, welches die Funktionen der Datenverarbeitungsschaltung bei der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung zeigt.
13 eine vergrößerte Ansicht des Verbinderelements der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung bei Betrachtung aus der 3-Uhr-Richtung auf der Uhr ist.
14 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die elektrische Verbindung in dem Verbinderelement bei der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung zeigt.
15 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Struktur des Verbinderstücks (Verbinderstück auf Seiten der Sensoreinheit) zeigt, welches in dem in 13 gezeigten Verbindermechanismus verwendet wird.
16 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Struktur des Verbinderelements (Verbinderelement auf Seiten der Haupteinheit) zeigt, welches in dem in 13 gezeigten Verbindermechanismus verwendet wird.
17 ein Querschnitt ist, welcher das in 15 gezeigte Verbinderstück zeigt, welches mit dem in 16 gezeigten Verbinderelement verbunden ist.
18 eine Draufsicht ist, welche die Anordnung der Elektroden an dem in 15 gezeigten Verbinderstück zeigt.
19 ein erläuterndes Diagramm ist, das die Konfiguration der Verbinderabdeckung zeigt, welche das Verbinderelement anstelle des Verbinderstücks bei der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung abdeckt.
20(a) ein Graph ist, welcher die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Lichtes und der Licht-Transmittanz der Haut zeigt, und (b) ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Lichtes und der Absorptionscharakteristik einer jeden Art von Hämoglobin zeigt.
21 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Fotorezeptor-Charakteristik des Silicium-Fototransistors zeigt, welcher bei einer am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung des Standes der Technik verwendet wird.
22 ein erläuterndes Diagramm ist, welches das Lichtaussendespektrum einer GaP-LED zeigt, welche bei der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet wird.
23 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Fotorezeptor-Charakteristik eines GaAsP-Fototransistors zeigt, welcher bei der in 1 gezeigten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet wird.
24 ein Schaltungsdiagramm der Sensoreinheit ist, welche gesondert von der Haupteinheit konfiguriert ist, sowie des Verbinderstücks, welches diese Sensoreinheit mit der Haupteinheit bei den am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtungen der zweiten und der dritten Ausführungsform der Erfindung verbindet.
25 ein Querschnitt ist, welcher die Struktur des Verbinderelements auf der Seite der Sensoreinheit des Verbinderstücks bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
26 ein Querschnitt ist, welcher die Struktur des Verbinderelements auf der Seite der Sensoreinheit des Verbinderstücks bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
27 ein Schaltdiagramm der Sensoreinheit ist, welche gesondert von der Haupteinheit konfiguriert ist, und des Verbinderstücks, welcher diese Sensoreinheit mit der Haupteinheit in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung der vierten Ausführungsform der Erfindung verbindet.
28 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Struktur des Verbinderstücks zeigt, welches den Verbindermechanismus bei den am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtungen der fünften und der sechsten Ausführungsform der Erfindung bildet.
29 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Struktur des Verbinderelements zeigt, welches den Verbindermechanismus bei den am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtungen der fünften und der sechsten Ausführungsform der Erfindung bildet.
30 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Beziehung der elektrischen Verbindungen in dem Verbinderelement sowie die Schaltung zur Erfassung von Kurzschlüssen in dem Verbinderelement bei den am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtungen der fünften und der sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
31(a) bis (d) erläuternde Diagramme sind, welche das Verfahren zum Testen des Widerstandes gegen ein Kurzschließen und die Wiederherstellbarkeit ausgehend von Kurzschlüssen zeigt, wenn das in 28 gezeigte Verbinderstück mit dem in 29 gezeigten Verbinderelement verbunden ist.
Die Ausführungsformen werden auf Grundlage der Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Gesamtkonfiguration
1 ist eine erläuternde Skizze, welche zeigt, wie die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung (am Handgelenk getragene Pulswellen-Messvorrichtung) dieser Ausführungsform verwendet wird. Bei der Erläuterung dieser Ausführungsform bezeichnet eine Erwähnung einer Position bei einer bestimmten Uhrzeit auf der Uhr lediglich eine Position an der Haupteinheit und bedeutet nicht, dass die Anzeige an der Haupteinheit eine Zeiger-Anzeige ist.
In 1 umfasst die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform eine Haupteinheit 10 (Haupteinheit) mit einer Armbanduhr-Struktur, ein mit dieser Haupteinheit 10 verbundenes Kabel 20 sowie eine am Ende des Kabels 20 angeordnete Sensoreinheit 30. Die Haupteinheit 10 weist ein Armband 12 auf, welches um das Handgelenk von der 12-Uhr-Position auf der Uhr ausgehend herumläuft und an der 6-Uhr-Position befestigt ist. Weiterhin kann die Haupteinheit 10 mittels dieses Armbandes 12 frei an dem Handgelenk befestigt und von diesem entfernt werden. Die Sensoreinheit 30 ist an der Basis des Fingers durch ein Sensoranbringungsband 40 angebracht, welches etwa 10 mm breit ist.
Konfiguration der Haupteinheit
2 ist eine Draufsicht, welche die Haupteinheit der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Ausführungsform zeigt, wobei das Armband, das Kabel, usw. entfernt sind. 3 ist eine Unteransicht dieser Haupteinheit, 4 ist ein erläuterndes Diagramm, welches diese Haupteinheit aus der 6-Uhr-Richtung zeigt, und 5 ist eine Seitenansicht der Haupteinheit aus der 3-Uhr-Richtung.
In 2 weist die Haupteinheit 10 ein Kunststoffuhrgehäuse 11 auf, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 (Anzeigeelement), welche den Puls und andere Pulswelleninformation zusätzlich zu der augenblicklichen Zeit und dem augenblicklichen Datum anzeigt, ist an der Vorderseite dieses Uhrgehäuses 11 angeordnet. Eine Datenverarbeitungsschaltung 50, welche eine Signalverarbeitung der Erfassungssignale durchführt, um Änderungen usw. des Pulses auf Grundlage der Erfassungsergebnisse (Pulswellensignal) von der Sensoreinheit 30 anzuzeigen, ist in das Uhrgehäuse 11 eingebaut. Weiterhin ist das Informationsanzeigemittel 60 von dieser Datenverarbeitungsschaltung 50 und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 aus konfiguriert. Da eine Uhrschaltung ebenso in der Datenverarbeitungsschaltung 50 enthalten ist, kann das Informationsanzeigemittel 60 ebenso die reguläre Zeit, Rundenzeiten, getrennte Zeiten, usw. an der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 anzeigen. Knopfschalter 111–115 zum Einstellen der Zeit, Umschalten des Anzeigemodus, usw. sind um die Außenseite des Uhrgehäuses 11 herum angeordnet. Weiterhin sind Knopfschalter 116, 117 an der vorderen Fläche des Uhrgehäuses 11 angeordnet.
Die Energiequelle der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 ist eine Batterie 59, welche im Inneren des Uhrgehäuses 11 angeordnet ist, und das Kabel 20 liefert Energie von der Batterie 59 zur Sensoreinheit 30 und gibt ebenso Erfassungsergebnisse von der Sensoreinheit 30 der Datenverarbeitungsschaltung 50 im Inneren des Uhrgehäuses 11 ein. Das Objekt, welches von der Batterie 59 ausgehend in Richtung 9 Uhr auf der Uhr angeordnet ist, ist ein piezoelektrisches Element 58 zur Erzeugung von Benachrichtigungsgeräuschen.
Wie aus 2 und 3 zu ersehen ist, wird die Länge in Breitenrichtung des Uhrgehäuses 11 verwendet, um eine als die Energiequelle verwendete Flachbatterie 59 und ein als ein Summer verwendetes flaches piezoelektrisches Element 58 Seite an Seite im Inneren des Uhrgehäuses 11 anzuordnen. Daher kann die Haupteinheit 10 dünn ausgeführt sein. Wie in 4 gezeigt ist, kann die Struktur ebenso derart konfiguriert sein, dass die Batterieabdeckung 118 durch den Benutzer selbst entfernt und die Batterie 59 ausgetauscht werden kann. Von den elektronischen Komponenten ist die vergleichsweise schwere Batterie 59 in einer Position angeordnet, welche bezüglich der Mittenposition C der Haupteinheit 10 in Richtung von 3 Uhr verlagert ist. Im Gegensatz dazu ist das verhältnismäßig leichte piezoelektrische Element 58 bezüglich der Mittenposition C in einer Position in der 9-Uhr-Richtung verlagert. Daher ist die Position G des Schwerpunkts in der 3-Uhr- und 9-Uhr-Richtung der Haupteinheit 10 in einer Position in der 3-Uhr-Richtung bezüglich der Mittenposition C verlagert. Da das Armband 12 zu der Seite hin angebracht ist, zu der dieser Schwerpunkt verschoben ist, kann die Haupteinheit 10 am Handgelenk in einem stabilen Zustand getragen werden. Eine Analogschaltungsplatine 501 und eine Digitalschaltungsplatine 502, welche die Datenverarbeitungsschaltung 50 bilden, sind an der vorderen Fläche des piezoelektrischen Elements 58 und der Batterie 59 angeordnet. Weiterhin ist die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 an dieser vorderen Fläche angeordnet. Ferner bedeckt ein Abdeckglas 131 die vordere Fläche der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13.
In 5 ist ein Verbindungselement 105 zum Halten eines Schafts 121, an welchen das Ende des Armbands 12 angebracht ist, bei der 12-Uhr-Position auf der Uhr am äußeren Rand des Uhrgehäuses 11 der Haupteinheit 10 gebildet. Ein Halter 106, an welchen ein Befestigungsmittel 122 zum Halten eines um das Handgelenk geführten und bei einer Zwischenposition in Längsrichtung bei der Zwischenposition zurückgeklappten Armbands 12 angebracht ist, ist an der 6-Uhr-Position an der Uhr angeordnet.
Der vom Rand der flachen hinteren Fläche 119 abstehende Teil, an welchem die Batterieabdeckung 118 usw. bis herunter zum Halter 106 in der 6-Uhr-Richtung auf der Uhr an der Haupteinheit 10 angebracht ist, ist ein Drehanschlagselement 108, welches bei einem Winkel von etwa 115 Grad abgewinkelt ist. Das heißt, wenn die Haupteinheit 10 am Handgelenk mittels des Armbandes 12 befestigt ist, passt die hintere Fläche 119 der Haupteinheit 10 angenehm gegen die Oberseite des Handgelenks, während das Drehanschlagselement 108 der Haupteinheit 10 in Kontakt mit der Vorderseite des Handgelenks gelangt. Daher wird die Haupteinheit 10 nicht in der Richtung von entweder Pfeil A oder Pfeil B um das Handgelenk herumrutschen.
Struktur zur Verhinderung einer Drehung der Haupteinheit
Das Verbindungselement 171 zum Halten des Schafts 17, an welchen das Ende des Armbandes 12 angebracht ist, ist bei der 12-Uhr-Position am äußeren Rand des Uhrgehäuses 11 ausgebildet. Der Halter 18, an welchem das Befestigungsmittel 62 angebracht ist, ist an der 6-Uhr-Position an dem äußeren Rand des Uhrgehäuses 11 angeordnet. Weiterhin hält das Befestigungsmittel 62 das um das Handgelenk herumgeführte Armband 12 bei einer Zwischenposition.
Der Teil, welcher vom Rand der ebenen hinteren Fläche 119 absteht, an welchen die Batterieabdeckung 118 usw. bis herunter zum Halter 18 in der 6-Uhr-Richtung an der Haupteinheit 10 angebracht ist, ist das Drehanschlagselement 108, welches als eine einzelne Einheit mit dem Uhrgehäuse 11 ausgebildet und bei einem Winkel von etwa 115 Grad bezüglich der hinteren Fläche 119 abgewinkelt ist. Wenn die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform mittels des Armbandes 12 derart getragen wird, dass die Haupteinheit 10 an der oberen Fläche L1 (die Seite zum Handrücken hin) des Handgelenks L (Arm) positioniert ist, ist daher die hintere Fläche 110 des Uhrgehäuses 11 in engem Kontakt mit der oberen Fläche L1 des Handgelenks L, während das Drehanschlagselement 108 sich in Kontakt mit der Seitenfläche L2 auf Seiten des Radius R des Arms befindet. In diesem Zustand fühlt sich die hintere Fläche 119 der Haupteinheit 10 an, als ob sie den Radius R und die Elle U des Arms überspannt, wobei sich die Haut zwischen ihnen befindet, während der gekrümmte Teil des Drehanschlagselements 108 und der hinteren Fläche 119 dem Radius R des Arms gegenüberliegend angeordnet ist.
Da das Drehanschlagselement 108 und die hintere Fläche 119 einen anatomischen idealen Winkel von etwa 115 Grad bilden, verbleibt das Drehanschlagselement 108 selbst dann in Kontakt mit der Seitenfläche L2 des Handgelenks L und bewegt sich nicht weiter, wenn die Haupteinheit 10 in der Richtung von Pfeil A gedreht wird, d. h. die Haupteinheit 10 wird um das Handgelenk L von vorne nach hinten gedreht. Wenn die Haupteinheit 10 in der entgegengesetzten Richtung in der Richtung von Pfeil B bewegt wird, d. h. die Haupteinheit 10 wird um das Handgelenk L herum nach vorne gedreht, wird die hintere Fläche 119 der Haupteinheit 10 in Kontakt mit der oberen Fläche L1 des Handgelenks L bleiben und wird sich nicht weiter bewegen. Da sich die Haupteinheit 10 nicht vollständig in Kontakt um das Handgelenk L herum befindet und ein geeigneter Spalt zwischen ihm und der Oberfläche des Handgelenks L vorhanden ist, wird selbst mit dem Drehanschlagselement 108 kein Komfort aufgegeben. Ferner ist die Drehung lediglich an zwei Stellen auf einer Seite um das Handgelenk herum durch die hintere Fläche 119 und das Drehanschlagselement 108 begrenzt. Daher befinden sich selbst dann, wenn das Handgelenk dünn ist, die hintere Fläche 119 und das Drehanschlagselement 108 sicher in Kontakt mit dem Handgelenk und es wird eine Verhinderung einer Drehung erreicht, während kein Gefühl der Enge auftritt, selbst wenn das Handgelenk dick ist.
Es wurde bestätigt, dass eine Drehung der Haupteinheit 10 um das Handgelenk herum verhindert werden kann, indem der durch die hintere Fläche 119 und das Drehanschlagselement 108 gebildete Winkel auf zwischen etwa 105 Grad und etwa 125 Grad eingestellt wird. Weiterhin kann auch die am Handgelenk getragene Pulswellen-Erfassungsvorrichtung 1 derart getragen werden, dass die Haupteinheit 10 an der unteren Fläche L3 (der Seite zur Handfläche hin) des Handgelenks L positioniert ist, in welchem Falle das Drehanschlagselement 108 der Haupteinheit 10 in Kontakt mit der Seitenfläche L4 zu der Seite der Elle des Arms hin in Kontakt gelangen wird. Selbst in diesem Zustand wird die Haupteinheit 10 nicht unnötig drehen, wenn eine Kraft in der Richtung von entweder Pfeil A oder Pfeil B ausgeübt wird.
Struktur zur Befestigung des Sensors
6(a) ist eine Draufsicht der optischen Einheit der Sensoreinheit, welche bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Ausführungsform verwendet wird. 6(b) ist eine Draufsicht, welche das Band zur Befestigung des Sensors der Sensoreinheit, welche bei dieser am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung verwendet wird, in der offenen Stellung zeigt und 6(c) ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Struktur einer anderen Sensoreinheit zeigt.
Wiederum in 1 umfasst die Sensoreinheit 30 ein Sensoranbringungsband 40 und eine optische Einheit 300. Das Sensoranbringungsband 40 umfasst ein geformtes Kunststoffteil mit einer flexiblen Dicke, und wenn es von einem eingerollten Zustand ausgebreitet und um die Basis des Fingers herumgewickelt wird, hält seine Fähigkeit, zu seiner ursprünglichen Gestalt zurückzukehren, es um die Basis des Fingers herum, wenn man es loslässt.
In etwa der Mitte des Sensoranbringungsbands 40 ist es dicker und weist ein Loch 41 auf, welches in der Lage ist, die optische Einheit 300 aufzunehmen.
In 6(a) weist eine optische Einheit 300 ein äußeres Gehäuse auf, welches aus Kunststoff in einer viereckigen Gestalt mit einem Paar von Vorsprüngen 311, 312 an beiden Seiten ausgebildet ist, und ein Kabel ist vom Inneren der optischen Einheit 300 herausgeführt.
In 6(b) weist das Loch 41 des Sensoranbringungsbandes 40 eine Gestalt und eine Größe auf, in welcher eine optische Einheit 300 eingefügt werden kann. Ferner hat es Kerben 411, 412, in welche Vorsprünge 311, 312 passen, wenn die optische Einheit 300 eingefügt ist. Daher wird die optische Einheit 300 nicht aus dem Sensoranbringungsband 40 herausfallen. Das Sensoranbringungsband 40 weist vier begrenzte Stellen 410 auf, um eine Anbringung am Finger zu erleichtern.
Da die Hand selbst dann leicht greifen kann, wenn die Sensoreinheit 30 an der Basis des Fingers angebracht ist, kann die Breite des Sensoranbringungsbandes 40 problemlos etwa 20 mm betragen. Wie in 6(c) gezeigt ist, kann die Breite jenes Teils des Sensoranbringungsbands 40, an welchem die optische Einheit 300 angebracht ist, geringfügig breiter sein.
Weitere Struktur zur Befestigung des Sensors
7 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Verwendung eines anderen Sensoranbringungsbandes in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Ausführungsform zeigt.
In 7 umfasst die Sensoreinheit 30 eine optische Einheit 300 und das Sensoranbringungsband 40A, welches von dieser Einheit gesondert ist. Das Sensoranbringungsband 40A ist elastisch und kann gedehnt werden, da es jedoch eine innere Lage aus Schaumgummi aufweist, blockt es Licht selbst dann, wenn es sich dehnt, wenn es am Finger angeordnet ist. Da das Sensoranbringungsband 40A elastisch ist, wird die optische Einheit 300 mit der angemessenen Kraft gegen den Finger gedrückt, indem lediglich eine Einheit der geeigneten Größe an dem Finger angeordnet wird.
Konfiguration der Sensoreinheit
In 8 umfasst eine optische Einheit 300 eine Klappe 302, welche an dem Sensorrahmen 301 angeordnet ist, die als das Gehäuse dient, und weist einen Raum im Inneren zur Aufnahme von Teilen auf. An der oberen Fläche des Sensorrahmens 301 ist aus einer Glasplatte 304 (Filter) ein lichtdurchlässiges Fenster gebildet. Eine Schaltungsplatine 305 ist im Inneren des Sensorrahmens 301 derart angeordnet, dass sie zur Glasplatte 304 hinweist. Die LED 31 (lichtaussendende Diode/lichtaussendendes Element/Halbleiterelement), der Fototransistor 32 (Fotorezeptor-Element/Halbleiterelement), Transistoren und anderen elektronische Komponenten sind auf die Schaltungsplatine 305 montiert und die lichtaussendende Fläche und die Fotorezeptorfläche der LED 31 bzw. des Fototransistors 32 weisen zur Glasplatte 304 hin.
In dieser Ausführungsform ist eine blaue InGaN-LED (Indium-Gallium-Stickstoff) als LED 31 verwendet. Wie in 9 gezeigt ist, weist ihr lichtaussendendes Spektrum einen Lichtaussende-Peak bei 450 nm auf und ihr Lichtaussende-Wellenlängenband reicht von 350 nm bis 600 nm. Um mit der LED 31 mit dieser Lichtaussendecharakteristik zusammenzupassen, verwendet diese Ausführungsform einen GaAsP-Fototransistor (Gallium-Arsen-Phosphor) als Fototransistor 32 und der Hauptbereich der Empfindlichkeit des Fotorezeptor-Wellenlängenbereichs des Elements selbst reicht von 300 nm bis 600 nm, wie in 10 gezeigt ist. Der Empfindlichkeitsbereich von GaAsP-Fototransistoren reicht weiterhin unter 300 nm. Ein Sensor kann ebenso als Fototransistor 32 verwendet werden, wobei ein Filter an dem Element befestigt ist und der Hauptempfindlichkeitsbereich des Fotorezeptor-Wellenlängenbereichs dieser Sensoreinheit läge beispielsweise in dem Bereich von 400 nm bis 550 nm, wie in 11 gezeigt ist. Da der Energieverbrauch der LED 31 und des Fototransistors 32 vergleichsweise gering ist, ist die zusammenhängende Betriebszeit selbst dann lang, wenn die Uhrfunktion und die Pulswellen-Messungsfunktion mit einer kleinen Batterie wie in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform betrieben werden.
Wiederum ist in 8 die optische Einheit 300 an einem solchen Ort festgelegt, dass die Glasplatte 304 zur Fingerfläche hinweist. Daher weisen die lichtemittierende Fläche und die Fotorezeptorfläche der LED 31 bzw. des Fototransistors 32 zur Fläche des Fingers hin. Wenn Licht von der LED 31 zum Finger hin ausgestrahlt wird, empfängt daher der Fototransistor 32 das vom Körper (Blutgefäßen) zurückreflektierte Licht, und wenn die optische Einheit 300 das empfangene Ergebnis (Pulswellensignal) über ein Kabel 20 der Haupteinheit 10 eingibt, wird der Puls von dem Pulswellensignal in der Haupteinheit 10 erhalten.
Konfiguration der Datenverarbeitungsschaltung
Wie im Blockdiagramm in 12 von einigen der Funktionen der im Inneren des Uhrgehäuses konfigurierten Datenverarbeitungsschaltung gezeigt ist, wandelt in der Datenverarbeitungsschaltung 50 der Pulswellensignalwandler 51 das von der Sensoreinheit 30 über das Kabel 20 eingegebene Signal um und gibt ein Pulswellensignal an den Speicher 52 aus. Der Pulswellensignalspeicher 52 ist ein RAM, welcher zu einem digitalen Signal umgewandelte Pulswellendaten speichert. Die Pulswellensignal-Operatoreinheit 53 liest das in dem Pulswellensignalspeicher 52 gespeicherte Signal und führt eine Frequenzanalyse (schnelle Fourier-Transformation) durch, deren Ergebnis der Pulswellenkomponenten-Extraktionseinheit 54 eingegeben wird. Die Pulswellenkomponenten-Extraktionseinheit 54 diskriminiert die Pulswellenkomponente von dem ausgegebenen Signal (Spektrum) der Pulswellensignal-Operatoreinheit 53, extrahiert sie und gibt sie an die Pulszählungs-Operatoreinheit 55 aus. Diese Pulszählungs-Operatoreinheit 55 berechnet die Pulszählung aus der Frequenzkomponente der eingegebenen Pulswelle und das Ergebnis wird zu der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 ausgegeben.
Konfiguration des Verbindermechanismus
13 ist eine Vergrößerung des an dem Verbinderelement angebrachten Verbinderstücks bei Betrachtung aus der Richtung von 3 Uhr.
Um zu ermöglichen, die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform als eine gewöhnliche Uhr für den täglichen Gebrauch zu verwenden, sind das Kabel 20 und die Sensoreinheit 30 derart konfiguriert, dass sie an der Fläche am Rand bei der 6-Uhr-Position an der Uhr der Haupteinheit 10 angeschlossen und getrennt werden können. Dies bedeutet, in 13, von den Rändern an der Haupteinheit 10 ist das Verbinderelement 70 an der Fläche des Teils angeordnet, welches als Drehanschlagselement 108 in der 6-Uhr-Richtung an der Uhr absteht, und das an dem Ende des Kabels 20 angeordnete Verbinderstück 80 (Verbinderstück) ist derart konfiguriert, dass es daran angebracht und davon gelöst werden kann.
Der Verbindermechanismus, welcher dieses Verbinderelement 70 und Verbinderstück 80 verwendet, die elektrische Verbindung zwischen dem Verbinderelement 70 und dem Verbinderstück 80 ist so, wie sie in 14 gezeigt ist.
In 14 sind Anschlüsse 751 bis 756 (erste Anschlussgruppe) im Verbinderelement 70 angeordnet, welches an der Seite der Haupteinheit 10 angeordnet ist. Dektroden 831 bis 836 (zweite Anschlussgruppe) sind derart in dem Verbinderstück 80 angeordnet, dass sie diesen Anschlüssen 751 bis 756 entsprechen. Von diesen ist Anschluss 752 ein Plus-Anschluss zur Zuführung der zweiten Treiberspannung VDD an die LED 31 über die Dektrode 832. Anschluss 753 ist ein Anschluss, welcher zum Minuspotential der LED 31 über die Elektrode 833 gemacht ist. Anschluss 754 ist ein Anschluss zur Zuführung der konstanten Spannung VREG zum Antrieb des Kollektoranschlusses des Fototransistors 32 über die Dektrode 834. Anschluss 751 ist ein Anschluss zur Eingabe des Signals von dem Emitter des Fototransistors 32 über die Elektrode 831. Anschluss 755 ist ein Anschluss zur Eingabe des Signals zur Erfassung, ob das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 verbunden ist oder nicht, über die Dektrode 835. Dektrode 836 ist derart konfiguriert, dass sie die Dektroden 831 bis 836 abschirmt, indem sie VDD als eine Erdung verwendet, wenn die Sensoreinheit 30 am Körper geerdet ist und Anschluss 756 und Dektrode 836 elektrisch verbunden sind.
Im Verbinderstück 80 sind ein erster Kondensator C1 (Kondensatorelement) und ein erster Schalter SW1 zwischen den Anschlüssen (zwischen den Dektroden 832, 833) der LED 31 eingefügt. Dieser Schalter SW1 geht zu einem geschlossenen Zustand über, wenn das Verbinderstück 80 vom Verbinderelement 70 gelöst wird, und der erste Kondensator C1 wird mit der LED 31 parallel geschaltet. Dann, wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 verbunden wird, geht der Schalter SW1 zu einem offenen Zustand über. In ähnlicher Weise sind ein zweiter Kondensator C2 (Kondensatorelement) und ein zweiter Schalter SW2 zwischen den Anschlüssen (den Dektroden 831, 834) des Fototransistors 32 eingefügt. Dieser Schalter SW2 geht zu einem geschlossenen Zustand über, wenn das Verbinderstück 80 vom Verbinderelement 70 gelöst wird, und der zweite Kondensator C2 wird mit dem Fototransistor 32 parallel geschaltet. Der Schalter SW2 geht dann zu einem offenen Zustand über, wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 verbunden wird.
Die Konfiguration des Verbindermechanismus, welcher das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 auf diese Art und Weise verbindet und von diesem trennt, wird unter Bezugnahme auf 15 bis 18 erläutert.
15 ist eine Vergrößerung, welche die Konfiguration des Verbinderstücks zeigt, welches am Ende des Kabels angeordnet ist. 16 ist eine Vergrößerung des Verbinderelements an der Haupteinheit. 17 ist ein Querschnitt, welcher das Verbinderstück zeigt, welches an dem Verbinderelement angebracht ist. 18 ist ein erläuterndes Diagramm, welches das Layout jeder Dektrode und des Schaltungsmusters an dem Verbinderstück zeigt.
In 15 ist ein Paar von Vorsprüngen 81, 82 an beiden Seiten der Unterseite 801 des Verbinderstücks 80 derart ausgebildet, dass sie nach unten verlaufen. Vier Verriegelungselemente 811, 812, 821, 822 (zweite Vorsprünge zur Verriegelung) ragen am Ende dieser Vorsprünge 81, 82 zur Innenseite vor.
Sechs Elektroden 831, 832, 833, 834, 835, 836 (zweite Anschlussgruppe) sind an einer unteren Fläche 801 des Verbinderstücks 80 gebildet. Um diese herum sind kreisförmige Vorsprünge 841, 842, 843, 844, 845, 846 gebildet. Dabei wird dann, wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 verbunden wird, das Verbinderstück 80 in die Richtung des Pfeils Q geschoben, nachdem das Verbinderstück 80, wie unten beschrieben, über dem Verbinderelement 70 platziert worden ist. Die Elektroden 831 bis 836 sind in zwei Reihen ausgebildet, welche die Elektroden 831, 832, 833 bzw. die Elektroden 834, 835, 836 in der Verschieberichtung (Richtung des Pfeils Q) umfassen. In beiden Reihen sind alle Elektroden 831 bis 836 derart diagonal angeordnet, dass sie in einer die Verschieberichtung (Richtung des Pfeils Q) des Verbinderstücks 80 kreuzenden Richtung versetzt sind.
Ferner sind zwei bewegbare Zapfen 837, 838, welche die Schaltung zur Verhinderung der Wirkung einer statischen Elektrizität schalten, wenn das Kabel 20 mit der Haupteinheit 10 verbunden wird, an der unteren Fläche des Verbinderstücks 80 angeordnet. Wie in der unten folgenden Beschreibung der Verbindungsstruktur unter Bezugnahme auf 17 befinden sich diese bewegbaren Zapfen 837, 838 in einem Zustand, in welchem ihre Enden von der unteren Fläche 801 vorstehen, wenn das Verbinderstück 80 von dem Verbinderelement 70 entfernt ist.
Wie in 16 gezeigt ist, sind Verriegelungselemente 71, 72, 73, 74 (eine erste Vorsprungsgruppe zur Verriegelung), welche zur Außenseite vorstehen, an den Seiten des Verbinderelements 70 der Haupteinheit 10 ausgebildet. Daher kann das Verbinderstück 80, wie unten beschrieben, mit dem Verbinderelement 70 verbunden werden. Zuerst werden Vorsprünge 81, 82 des Verbinderstücks 80 an der Außenseite der Verriegelungselemente 71, 72, 73, 74 des Verbinderelements 70 positioniert und weiterhin wird der Verbinder 80 über dem Verbinderelement 70 derart platziert, dass die Verriegelungselemente 811, 821 des Verbinderstücks 80 zwischen dem Verriegelungselement 71 und dem Verriegelungselement 72 sowie zwischen dem Verriegelungselement 73 und dem Verriegelungselement 74 positioniert sind. Als Nächstes wird das Verbinderstück 80 zum Verbinderelement 70 derart hingedrückt, dass die Verriegelungselemente 811, 821 zwischen dem Verriegelungselement 71 und dem Verriegelungselement 72 bzw. zwischen dem Verriegelungselement 73 und dem Verriegelungselement 74 hindurchgehen (erste Betätigung zur Anbringung des Verbinderstücks 80 an dem Verbinderelement 70). Darauf folgend wird das Verbinderstück 80 (zweite Betätigung zur Anbringung des Verbinderstücks 80 an dem Verbinderelement 70) in der Richtung des Pfeils Q (Anbringungsrichtung des Verbinderstücks 80; Richtung von 6 Uhr nach 12 Uhr an der Haupteinheit 10) verschoben. Als Folge gleiten die Verriegelungselemente 811, 821 unter die Verriegelungselemente 71, 73. Ebenso gleiten die Verriegelungselemente 812, 822 unter die Verriegelungselemente 72, 74. Da die Verriegelungselemente 811, 821, 812, 822 die Verriegelungselemente 71, 72, 73, 74 jeweils zwischen sich und der Bodenfläche 801 des Verbinderstücks 80 halten, kann daher das Verbinderstück 80 in einfacher und zuverlässiger Weise mit dem Verbinderelement 70 verbunden werden.
Im vorliegenden Fall sind wie bei den Elektroden 831 bis 836 die Anschlüsse 751 bis 756 in zwei Reihen ausgebildet, welche die Anschlüsse 751 , 752, 753 und die Anschlüsse 754, 755, 756 entlang der Verschieberichtung (Richtung des Pfeils Q) des Verbinderstücks 80 umfassen. Ebenso sind wie bei den Elektroden 831 bis 836 alle Anschlüsse 751 bis 756 derart diagonal in beiden Reihen angeordnet, dass sie in einer die Verschieberichtung (Richtung des Pfeils Q) des Verbinderstücks 80 kreuzenden Richtung versetzt sind. Wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderstück 70 verbunden wird, schaffen die sechs Anschlüsse 751 bis 756 daher eine elektrische Verbindung mit den sechs Elektroden 831 bis 836, wodurch es möglich wird, die in der Sensoreinheit 30 erhaltenen Messergebnisse der Haupteinheit 10 über das Kabel 20 einzugeben.
Wenn das Verbinderstück 80 jedoch vom Verbinderelement 70 entfernt wird, wird das Verbinderstück 80 in der Richtung des Pfeils R zurückgeschoben. Als Folge kehren die Verriegelungselemente 811, 821 dorthin zurück, wo sie zwischen dem Verriegelungselement 71 und dem Verriegelungselement 72 sowie zwischen dem Verriegelungselement 73 und dem Verriegelungselement 74 positioniert sind. Daher kann das Verbinderstück 80 lediglich durch Anheben des Verbinderstücks 80 in einfacher und zuverlässiger Weise vom Verbinder 70 entfernt werden.
Auf diese Art und Weise ist ein Verriegelungsmechanismus 700 derart konfiguriert, dass dann, wenn das Verbinderstück 80 an dem Verbinderelement 70 verschoben wird, diese verriegelt werden und das Verbinderstück 80 in einem Anbringungszustand am Verbinderelement 70 gehalten wird und ebenso dass dann, wenn das Verbinderstück 80 von diesem Zustand aus in die entgegengesetzten Richtung (Richtung des Pfeils R) verschoben wird, der verriegelte Zustand gelöst wird. Der Verriegelungsmechanismus dieser Konfiguration gewährleistet ein zuverlässiges Verriegeln mit wenigen Teilen.
Konfiguration des Anschlagmechanismus
Wie aus 16 zu sehen ist, sind vertikale Wände 711, 721, 731, 741 an der Seite der Verriegelungseiemente 71 bis 74 in der Richtung des Pfeils Q bei Betrachtung von der Seite aus gebildet. Wenn das Verbinderstück 80 am Verbinderelement 70 angebracht wird, kommen daher Verriegelungselemente 811, 812, 821, 822 in Kontakt mit den vertikalen Wänden 711, 721, 731, 741, während das Verbinderstück 80 in der Richtung des Pfeils R (zweite Betätigung) verschoben wird. Weiterhin stoppt das Verbinderstück 80 bei der Anbringungsposition am Verriegelungselement 70. Daher wirken die vertikalen Wände 711, 721, 731, 741 als die ersten Anschläge für das Verbinderstück 80.
Wenn das Verbinderstück 80 in der Richtung des Pfeils R verschoben wird, um es vom Verbinderelement 70 zu entfernen, kommen die Verriegelungselemente 811, 821 in Kontakt mit den Rückseiten der vertikalen Wände 721, 741 der Verriegelungselemente 72, 74, und das Verbinderstück 80 wird bei der ursprünglichen Position am Verbinderelement 70 gestoppt. Daher wirken die Rückseiten der vertikalen Wände 721, 741 als die zweiten Anschläge für das Verbinderstück 80.
Aus diesem Grunde kann der Benutzer das Verbinderstück 80 in einfacher Weise ohne Hinsehen an dem Verbinderelement 70 anbringen und von diesem lösen. Da der Benutzer nicht ungewollt übermäßige Kraft einsetzen wird, wird weiterhin der Verbinder 70 usw. nicht beschädigt werden.
Struktur von Anschlüssen und Elektroden
Im Verbinderelement 70 sind die Anschlüsse 751 bis 756 allesamt in Löchern 761, 762, 763, 764, 765, 766 positioniert, welche in dem Verbinderelement 70 ausgebildet sind. 17 zeigt einen Querschnitt, geschnitten entlang der Position, wo die Anschlüsse 753, 756 von diesen, der bewegliche Zapfen 838 und die Dektroden 833, 836 ausgebildet sind.
In 17 weist das Verbinderstück 80 eine Struktur auf, bei welcher eine Abdeckung 806 das Außengehäuse 805 abdeckt, das in der Lage ist, die Schaltungsplatine 85 im Inneren desselben aufzunehmen. Die Löcher 863, 866 sind in der Abdeckung 806 ausgebildet und kreisförmige Vorsprünge 843, 846 sind entlang des Randes der Öffnung an der unteren Seite ausgebildet. Die Dektroden 833, 836 sind an der Innenseite von Löchern 863, 866 positioniert. Die Dektrode 833 ist durch eine Schraube 881 an ihrem Anbringungsort festgelegt. Die Elektrode 836 ist durch Anordnung zwischen der Schaltungsplatine 85 und der Abdeckung 806 an ihrem Anbringungsort festgelegt. Eine wasserdichte Abdichtung ist um die Elektroden 833, 836 herum befestigt. Die Dektroden 833, 836 sind elektrisch mit dem Schaltungsmuster auf der Schaltungsplatine 85 verbunden, welche im Inneren des Verbinderstücks 80 angeordnet ist. Diese Elektrodenstruktur ist ebenso auf die Dektroden 831, 832, 834, 835 wie auf die Dektroden 833, 836 anwendbar. Die Drähte im Kabel 20 sind elektrisch mit dem Schaltungsmuster auf der Schaltungsplatine 85 durch Löten verbunden.
Konfiguration des Klickmechanismus
Das Verbinderelement 70 ist derart konfiguriert, dass die Abdeckung 706 den ausgenommenen Bereich abdeckt. In der Abdeckung 706 sind Löcher 763, 766 ausgebildet. Die Anschlüsse 753, 756 sind als bewegliche Zapfen in diesen Löchern 763, 766 angeordnet und können sich derart nach innen und nach außen bewegen, dass ihre Enden von den Löchern 763, 766 vorstehen. Da Schraubenfedern 773, 776 an Bundelementen 783, 786 angeordnet sind, welche an dem Basis-Ende der Anschlüsse 753, 756 ausgebildet sind, werden die Anschlüsse 753, 756 durch diese Schraubenfedern 773, 776 derart in eine Richtung gedrückt, dass sie von den Löchern 763, 766 vorstehen. Da die Außendurchmesser der Bünde 783, 786 größer sind als die Innendurchmesser der Löcher 763, 766, werden die Anschlüsse 753, 756 nicht aus den Löchern 763, 766 herausfallen. Diese Anschlussstruktur ist ebenso auf die Anschlüsse 751, 752, 754, 755 wie auf die Anschlüsse 753, 756 anwendbar.
Wenn das Verbinderstück 80 an dem Verbinderelement 70 in einer derart konfigurierten Anschlussstruktur angebracht ist, gleitet das Verbinderstück 80 am Verbinderelement 70 und daher bewegen sich die Anschlüsse 753, 756 an den kreisförmigen Vorsprüngen 843, 846 nach oben, während sie durch die Schraubenfedern 773, 776 gedrückt werden, was somit einen Kontakt mit den Elektroden 833, 836 sichert. Da die Vorsprünge 843, 846, die Anschlüsse 753, 756 und die Schraubenfedern 773, 776 verwendet werden, wie sie sind, um den Klickmechanismus zu bilden, kann das Verbinderstück 80 in zuverlässiger Art und Weise an dem Verbinderelement 70 angebracht werden. Im Gegensatz zu dieser Ausführungsform kann dieser Klickmechanismus Anschlüsse umfassen, welche bewegliche Zapfen verwenden, die am Verbinderstück 80 angeordnet sind, sowie Vorsprünge verwenden, welche am Verbinderstück 70 angeordnet sind.
Konfiguration des Schaltmechanismus
In der Abdeckung 806 des Verbinderstücks 80 ist ein Loch 868 ausgebildet. Ein beweglicher Zapfen 838 ist in diesem Loch 838 angeordnet. Dieser bewegliche Zapfen 838 ist in dem Loch 868 derart beweglich angeordnet, dass sein Ende aus dem Loch 868 vorsteht. Eine Schalterfeder 88, welche eine flache Feder ist, ist an dem Bundelement 898 angeordnet, welches an der Basis des beweglichen Zapfens 838 ausgebildet ist. ein Endelement 885 der Schalterfeder 88 drückt auf den beweglichen Zapfen 838 in der Richtung, welche ihn aus dem Loch 868 vorstehen lässt. Da der Außendurchmesser des Bunds 898 größer ist als der Innendurchmesser des Lochs 868, wird der bewegliche Zapfen 838 nicht aus dem Loch 868 herausfallen. Die Basis der Schalterfeder 88 ist an der oberen Fläche der Elektrode 833 durch eine Feder 881 befestigt und verbindet sie somit elektrisch mit der Elektrode 833.
In 18 ist ein Kontaktelement 886, welches in Kontakt mit der Basis des beweglichen Zapfens 838 gelangt, am Ende der Schalterfeder 88 ausgebildet und ein Kontakt 887 ist an dem von der Seite abstehenden Teil ausgebildet Dieser Kontakt 887 ist elektrisch mit dem Schaltungsmuster 852 auf der Schaltungsplatine 85 verbunden. Dieses Schaltungsmuster 852 ist nicht in der Figur enthalten, ist jedoch zwischen dem ersten Kondensator C1 und der Elektrode 833 eingefügt.
Daher wird der bewegliche Zapfen 838 durch die Schalterfeder 88 gedrückt und sein Ende ragt, wie in 17 gezeigt ist, aus dem Loch 868 hervor, wenn das Verbinderstück 80 von dem Verbinderelement 70 entfernt ist. In diesem Zustand wird überdies der Kontakt 887 der Schalterfeder 88 elektrisch mit dem Schaltungsmuster 852 der Schaltungsplatine 85 verbunden. Dies bedeutet, in 14 schließt in Zusammenhang mit der durch den Pfeil bezeichneten Bewegung des beweglichen Zapfens 838 der erste Schalter SW1 und der erste Kondensator C1 wird der LED 31 parallel geschaltet. Selbst wenn etwas mit einem hohen Potential aufgrund statischer Elektrizität in Kontakt mit den Elektroden 832, 833 gelangen sollte, wird daher diese Ladung im ersten Kondensator C1 gespeichert und die LED 31 wird nicht beschädigt.
Im Gegensatz dazu bewegt sich der bewegliche Zapfen 838 dann, wenn das Verbinderstück 80 an dem Verbinderelement 70 angebracht wird, in der Richtung, in welche er in das Loch 868 hinuntergezogen wird, wie durch die strichpunktpunktierte Linie in 17 angezeigt ist. Dadurch verändert sich die Gestalt der Schalterfeder 88, wie durch die strichpunktierte Linie angezeigt ist. Wenn sich die Schalterfeder 88 derart ändert, bewegt sich der Kontakt 887 von dem Schaltungsmuster 852 auf der Schaltungsplatine 85 nach oben und unterbricht somit die elektrische Verbindung. Daher wird in 14 dann, wenn das Verbinderstück 80 an dem Verbinderelement 70 angebracht wird, der erste Schalter SW1 geöffnet, was somit zu einer Schaltungskonfiguration führt, welche eine Messung der Pulswelle erleichtert. Selbst wenn eine Ladung in dem ersten Kondensator C1 gespeichert ist, werden darüber hinaus keine der in dem Verbinderelement 70 und der Haupteinheit 10 untergebrachten Schaltungen beschädigt, da diese Ladung nicht über die Elektroden 832, 833 entladen wird.
Während er eine einfache Konfiguration aufweist, ist der Schaltmechanismus zuverlässig mit der Anbringung des Verbinderstücks 80 am Verbinderelement 70 verbunden.
Ein Schaltmechanismus mit dieser Konfiguration wird ebenso für den Fototransistor verwendet, wie in 14 gezeigt ist, jedoch verwendet diese Konfiguration, wie in 18 gezeigt ist, den beweglichen Zapfen 837 und die Schalterfeder 89 in der gleichen Art und Weise wie der Schaltmechanismus für die LED 31. Daher wird seine Erläuterung hier weggelassen.
Konfiguration der Verbinderabdeckung
19 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Konfiguration der Verbinderabdeckung 90 zeigt, welche anstelle des Verbinderstücks 80 an dem Verbinderelement 70 angebracht ist, wenn das Kabel 20 und die Sensoreinheit 30 von der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 entfernt sind und sie als eine herkömmliche Armbanduhr verwendet wird. Diese Verbinderabdeckung 90 unterscheidet sich von dem Verbinderstück 80 dadurch, dass es, da es keine Elektroden, keine Sensorschaltung oder kein Kabel erfordert, insgesamt dünn ist und derart gestaltet ist, dass sie das Erscheinungsbild nicht verschlechtert, wenn sie am Verbinderelement 70 angebracht ist. Ihre Anbringungsstruktur für das Verbinderelement 70 ist allerdings genauso konfiguriert wie das Verbinderstück 80. Dies bedeutet, ein Paar von Vorsprüngen 91, 92 ist an beiden Seiten einer Unterseite 901 der Verbinderabdeckung 90 derart ausgebildet, dass sie nach unten vorstehen. Vier Verriegelungselemente 911, 912, 921, 922 (zweite Vorsprünge zur Verriegelung) stehen am Ende dieser Vorsprünge 91, 92 zur Innenseite hin vor. Weiterhin sind Vorsprünge 941 bis 946 an der unteren Fläche 901 der Verbinderabdeckung 90 ausgebildet, welche den Positionen entsprechen, an denen die Anschlüsse 751 bis 756 des Verbinderelements angeordnet sind. Daher bilden die Vorsprünge 941 bis 946 und die Anschlüsse 751 bis 756 einen Klickmechanismus wie den oben beschriebenen.
Wenn die Verbinderabdeckung 90 am Verbinderelement 70 angebracht wird, wird die Verbinderabdeckung 90 am Verbinderelement 70 derart angeordnet, dass die Verriegelungselemente 911, 921 der Verbinderabdeckung 90 zwischen dem Verriegelungselement 71 und dem Verriegelungselement 72 sowie zwischen dem Verriegelungselement 73 und dem Verriegelungselement 74 angeordnet sind, wie beim Anbringen des Verbinderstücks 80, wonach die Verbinderabdeckung 90 am Verbinderelement 70 nach unten gedrückt wird, so dass die Verriegelungselemente 911, 921 durch das Verriegelungselement 71 und das Verriegelungselement 72 sowie zwischen dem Verriegelungselement 73 und dem Verriegelungselement 74 hindurchgehen. Wenn die Verbinderabdeckung 90 daraufhin in die Richtung des Pfeils Q (Richtung von 6 Uhr nach 12 Uhr an der Haupteinheit 10) verschoben wird, gleiten die Verriegelungselemente 911, 921 unter die Verriegelungselemente 71, 73. Weiterhin gleiten die Verriegelungselemente 912, 922 unter die Verriegelungselemente 72, 74. Als Folge halten die Verriegelungselemente 911, 921, 912, 922 die Verriegelungselemente 71, 72, 73, 74 zwischen sich und der unteren Fläche 901 der Verbinderabdeckung 901 [90]. Weiterhin bewegen sich die Anschlüsse 751 bis 756 des Verbinderelements 70 an den Vorsprüngen 941 bis 946 nach oben und führen eine Klickwirkung aus. Auf diese Art und Weise wird die Verbinderabdeckung 90 an dem Verbinderelement 70 angebracht.
Betrieb
Der Betrieb der derart konfigurierten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 wird einfach unter Bezugnahme auf 1 und 8 erläutert.
Als Erstes wird, in 1, wenn die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 als eine herkömmliche Armbanduhr verwendet wird, die Haupteinheit 10 unter Verwendung des Armbands 12 an dem Handgelenk befestigt, wobei das Kabel 20 und die Sensoreinheit 30 von dem Verbinderelement 70 der Haupteinheit 10 gelöst sind. Zu diesem Zeitpunkt wird die in 19 gezeigte Verbinderabdeckung 90 an dem Verbinderelement 70 angebracht, wodurch das Erscheinungsbild verbessert und das Verbinderelement 70 geschützt ist.
Wenn die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 verwendet wird, um während des Laufens den Puls des Benutzers zu messen, wird nach einem Verbinden des Verbinderstücks 80 mit dem Verbinderelement 70 und einem Verbinden des Kabels 20 mit der Haupteinheit 10 die Haupteinheit 10 unter Verwendung des Armbands 12 am Handgelenk befestigt. Nach einem Anordnen der Glasplatte 304 der optischen Einheit 300 am Finger unter Verwendung des Sensoranbringungsbandes 40 beginnt der Benutzer mit dem Laufen.
In diesem Zustand wird dann, wenn die LED 31 Licht zum Finger hin ausstrahlt und dieses Licht bei den Blutgefäßen angelangt, einiges durch Hämoglobin in dem Blut absorbiert und einiges reflektiert. Das vom Finger (den Blutgefäßen) reflektierte Licht wird durch den Fototransistor 32 empfangen. Die Änderung in der empfangenen Lichtmenge entspricht der Änderung der Blutmenge, welche durch die Pulswelle des Bluts verursacht wird. Dies bedeutet, wenn viel Blut vorhanden ist, schwächt sich das reflektierte Licht ab, und wenn wenig Blut vorhanden ist, verstärkt sich das reflektierte Licht. Durch Überwachen der Änderung der Intensität des reflektierten Lichts unter Verwendung des Fototransistors 32 kann daher der Puls usw. erfasst werden. Um diese Erfassung durchzuführen, wird die Signaleingabe vom Fototransistor 32 (Sensoreinheit 30) in der in 12 gezeigten Datenverarbeitungsschaltung 50 in ein digitales Signal umgewandelt. Weiterhin erfährt dieses digitale Signal eine Frequenzanalyse usw., um den Puls zu berechnen. Der durch Berechnung gesuchte Puls wird in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 angezeigt. Mit anderen Worten funktioniert die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 als ein Pulsmessgerät.
In 8 tritt wiederum ein Teil des von der LED 31 ausgesandten Lichts durch den Finger hindurch, wie durch Pfeil C angezeigt ist, und gelangt zu den Blutgefäßen, und das von dem Hämoglobin im Blut zurückreflektierte Licht gelangt zu einem Fototransistor 32, wie durch Pfeil D angezeigt ist. Die über diesen Weg empfangene Lichtmenge ist die körperreflektierte Menge. Etwas von dem von der LED 31 ausgesandten Licht wird durch die Oberfläche des Fingers reflektiert, wie durch Pfeil E angezeigt ist, und gelangt zurück zum Fototransistor 32. Die über diesen Weg empfangene Lichtmenge ist die hautreflektierte Menge. Weiterhin wird etwas von dem von der LED 31 ausgesendeten und von den Blutgefäßen reflektierte Licht im Inneren des Fingers entweder absorbiert oder gestreut und kehrt nicht zum Fototransistor 32 zurück.
Da die LED 31 mit einem Lichtemissionswellenlängenbereich von 350 nm bis 600 nm und der Fototransistor 32 mit einem Fotorezeptor-Wellenlängenbereich von 300 nm bis 600 nm in der Sensoreinheit 30 verwendet werden, wird eine Körperinformation auf Grundlage von Erfassungsergebnissen angezeigt, welche in dem überlappenden Wellenlängenbereich von etwa 300 nm bis etwa 600 nm erhalten werden. Unter Verwendung der Sensoreinheit 30 gelangt von dem in dem externen Licht enthaltenen Licht Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 700 nm nicht zum Fototransistor 32 (Fotorezeptor-Element), da der Finger als ein Lichtleiter wirkt, während Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 300 nm nahezu vollständig an der Hautoberfläche absorbiert wird. Daher werden die Erfassungsergebnisse nicht durch äußeres Licht beeinflusst und somit kann Körperinformation aus Erfassungsergebnissen in dem Wellenlängenbereich von etwa 300 nm bis 600 nm lediglich auf Grundlage von Licht von dem lichtaussendenden Element gemessen werden. Da Pulswelleninformation ohne jeglichen Einfluss von äußerem Licht erhalten werden kann, kann die LED 31 einen Lichtaussende-Wellenlängenbereich von 300 nm bis 700 nm aufweisen und der Fototransistor 32 kann einen Fotorezeptor-Wellenlängenbereich von weniger als 700 nm aufweisen.
Grundsätzliche Effektivität der Ausführungsform
Wie oben beschrieben wurde, ist in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform ein Verbindermechanismus (Verbinderelement 70 und Verbinderstück 80) vorgesehen, welcher ein Schalten des Kabels 20, welches von der Sensoreinheit 30 ausgeht, zwischen einem Zustand, bei welchem es mit der Haupteinheit 10 verbunden ist, und einem Zustand, bei welchem es von der Haupteinheit 10 getrennt ist, erleichtert. Da die Sensoreinheit 30 und das Kabel 20 von der Haupteinheit 10 entfernt werden können, kann sie somit bequem als eine herkömmliche Armbanduhr verwendet werden. Dabei ist das Verbinderelement 70 an der Fläche des Randes bei der 6-Uhr-Position der Uhr konfiguriert. Dies bedeutet, es ist an der Fläche des Randes auf der Seite angeordnet, bei welcher das Armband 12 mit der Haupteinheit 10 verbunden ist. Da das Verbinderelement 70 nicht von der Haupteinheit 10 aus in der 3-Uhr-Richtung auf der Uhr vorsteht, kann das Handgelenk frei bewegt werden. Da das Verbinderelement 70 von der Haupteinheit 10 aus weder in der 3-Uhr- noch in der 9-Uhr-Richtung auf der Uhr vorsteht, wird die Hand des Benutzers nicht mit dem Verbinderelement 70 zusammenstoßen, selbst wenn er hinfallen sollte. Daher wird das Verbinderelement 70 nicht beschädigt werden, während für Sicherheit für den Benutzer gesorgt ist. Aus diesem Grunde kann eine hohe Zuverlässigkeit beibehalten werden, selbst wenn die Bedienungsfreundlichkeit durch Verwendung einer Struktur verbessert wird, welche die Sensoreinheit 30 oder eine andere externe Vorrichtung mit der Haupteinheit 10 über einen Verbindermechanismus verbindet.
Da das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 zuverlässig durch einen Verriegelungsmechanismus verbunden sind, welcher die Verriegelungselemente 71, 72, 73, 74 sowie die Verriegelungselemente 811, 812, 821, 822 verwendet, wird sich das Kabel ferner selbst beim Laufen nicht lösen. Daher kann die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform die Pulswelle während des Laufens problemlos messen und kann überdies praktischerweise als eine herkömmliche Uhr verwendet werden.
Diese Wirkung wird erhalten, selbst wenn das Verbinderelement 70 in der 12-Uhr-Richtung auf der Uhr angeordnet ist. Da jedoch das Verbinderelement 70 in dieser Ausführungsform in der 6-Uhr-Richtung auf der Uhr angeordnet ist, ist das Verbinderelement 70 an der Vorderseite angeordnet, was somit ein Verbinden und ein Trennen des Kabels 20 erleichtert.
Ferner ist der Schaltmechanismus derart konfiguriert, dass bewegliche Zapfen 837, 838 verwendet werden, um den ersten und den zweiten Kondensator C1, C2 mit der LED 31 und dem Fototransistor 32 elektrisch parallel zu schalten, wenn das Verbinderstück 80 von dem Verbinderelement 70 entfernt wird, und ist derart konfiguriert, dass die obige elektrische Parallelschaltung gelöst wird, wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 verbunden wird und eine Messung der Pulswelle möglich wird. Selbst wenn die Elektroden 831, 832, 833, 834 in dem Verbinderelement [Verbinderstück] 80 freiliegen, werden die LED 31 und der Fototransistor 32 nicht durch statische Elektrizität beschädigt werden. Aus diesem Grunde wird eine hohe Zuverlässigkeit selbst dann beibehalten, wenn die Bedienerfreundlichkeit durch Verwendung einer Struktur verbessert wird, welche die Sensoreinheit 30 oder eine andere externe Vorrichtung über einen Verbindermechanismus mit der Haupteinheit 10 verbindet.
Weiterhin sind die Anschlüsse 751 bis 756 und die Dektroden 831 bis 836 in zwei Reihen entlang der Richtung angeordnet, in welche das Verbinderstück 80 gleitet. Da ihre Positionen zwischen jedem der Anschlüsse und jeder der Dektroden in einer Richtung verschoben sind, welche die Verschiebungsrichtung kreuzt, gelangen nicht einander entsprechende Anschlüsse 751 bis 756 und Dektroden 831 bis 836 selbst dann nicht in Kontakt, wenn das Verbinderstück 80 an dem Verbinderelement 70 verschoben wird. Selbst wenn der Flächenbereich, auf welchem das Verbinderelement 70 ausgebildet ist, klein ist, werden darüber hinaus die Anschlüsse oder Dektroden nicht einfach kurzschließen, selbst wenn Wasser zwischen dem Verbinderstück 80 und dem Verbinderelement 70 eintreten sollte, da die Anschlüsse und Dektroden in voneinander gesonderten Positionen angeordnet sind. Da die Anschlüsse 752, 754, 756 und die Dektroden 832, 834, 836, an welchen die Betriebsspannung angelegt ist, besonders voneinander entfernt angeordnet sind, wird eine Kriechwegbildung ("tracking") zwischen den Anschlüssen oder Dektroden unterschiedlicher Potentiale selbst dann nicht auftreten, wenn Wasser zwischen dem Verbinderstück 80 und dem Verbinderelement 70 eintreten sollte. Daher wird weder an die LED 31 noch an den Fototransistor 32 eine übermäßige Spannung angelegt werden.
Ferner reicht bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform der Lichtaussendungs-Wellenlängenbereich der LED 31 von 350 nm bis 600 nm, und der grundsätzliche Empfindlichkeitsbereich des Fotorezeptor-Wellenlängenbereichs des Fototransistors 32 reicht von 300 nm bis 600 nm. Der Fotorezeptor-Wellenlängenbereich reicht dann von 400 nm bis 550 nm, wenn eine Einheit als Fototransistor 32 verwendet wird, welche einen Filter mit dem Element verbindet. Wie in 1 und 8 gezeigt ist, gelangt selbst dann, wenn der Wellenpuls unter einem einfachen abgeschirmten Zustand gemessen wird, da der Finger als ein Lichtleiter wirkt, das in dem äußeren Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 700 nm enthaltene Licht nicht zum Fototransistor 32 (Fotorezeptor-Element), wie unten beschrieben wird, und lediglich jenes Licht mit einer Wellenlänge, welche eine Erfassung nicht beeinflusst, tritt durch den als einen Lichtleiter wirkenden Finger hindurch. Obwohl Licht auf den freiliegenden Teil des Fingers auftrifft, beeinflusst somit das äußere Licht nicht die Erfassungsergebnisse der Pulswelle in dieser Ausführungsform und daher kann eine Sensoreinheit 30 verwendet werden, welche das Erfassungselement mit einem schmalen Sensoranbringungsband 40 abschirmt. Aus diesem Grunde ist es immer noch möglich, mit der Hand zu greifen, selbst dann, wenn eine kompakte Sensoreinheit 30 dieser Ausführungsform an der Basis des Fingers angebracht ist, und stört somit nicht beim Laufen. Wenn die Sensoreinheit 30 an der Basis des Fingers angebracht ist, kann weiterhin das Kabel 20 kurz sein, und somit wird das Kabel 20 nicht beim Laufen stören. Dies macht die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform für ein Messen des Pulses usw. während des Laufens geeignet. Bei Messungen der Körperwärme von der Handfläche bis zum Ende der Finger fällt die Temperatur an der Basis des Fingers verhältnismäßig wenig, verglichen mit dem deutlichen Temperaturabfall am Ende des Fingers. Dies bedeutet, selbst dann, wenn es kalt ist, wird der Blutfluss an der Basis des Fingers nicht nennenswert abfallen. Daher kann der Puls mit einer an der Basis des Fingers angebrachten Sensoreinheit 30 selbst dann genau gemessen werden, wenn man an einem kalten Tag draußen läuft.
Da Licht mit Wellenlängen von etwa 300 nm bis etwa 700 nm verwendet wird, um eine Pulswelleninformation zu erhalten, ist das S/N-Verhältnis des Pulswellensignals auf Grundlage der Änderung der Blutmenge hoch.
Diese Gründe werden unten erläutert.
Als Erstes wird der Grund, warum wenig Einfluss von äußerem Licht vorhanden ist, mit Bezug auf 20(a) erläutert. 20(a) zeigt die Beziehung zwischen der Wellenlänge von Licht und der Lichtransmittanz der Haut. In dieser Figur zeigt Linie a die Lichttransmittanz für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm. Linie b zeigt die Lichttransmittanz für Licht mit einer Wellenlänge von 300 nm. Linie c zeigt die Lichttransmittanz für Licht mit einer Wellenlänge von 500 nm. Linie d zeigt die Lichttransmittanz für Licht mit einer Wellenlänge von 700 nm. Linie e zeigt die Lichttransmittanz für Licht mit einer Wellenlänge von 1 μm.
Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, tritt von dem im äußeren Licht enthaltenen Licht jenes Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 700 nm üblicherweise nicht durch den Finger hindurch und daher tritt selbst dann, wenn der nicht durch das Sensoranbringungsband 40 abgedeckte Teil des Fingers mit äußerem Licht bestrahlt wird, dieses nicht durch den Finger hindurch und gelangt nicht zum Fototransistor 32, wie durch die punktierte Linie X in 8 angezeigt ist. Aus diesem Grunde kann durch Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 700 nm wie in dieser Ausführungsform die Wirkung von äußerem Licht unterdrückt werden, indem man lediglich einen minimal notwendigen Bereich abdeckt und man nicht viel von dem Finger abdecken muss. Somit wird es ermöglicht, die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform draußen zu verwenden. Da Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 300 nm nahezu vollständig an der Hautoberfläche absorbiert wird, obwohl der Wellenlängenbereich von empfangenem Licht kleiner als 700 nm ist, reicht der Wellenlängenbereich von empfangenem Licht im Wesentlichen von 300 nm bis 700 nm.
Wenn eine LED mit einer Lichtemissionsspitze nahe 880 nm und ein Silicium-Fototransistor verwendet werden, reicht der Wellenlängenbereich von empfangenem Licht jedoch von 350 nm bis 1200 nm, wie in 21 gezeigt ist. Da die Pulswelle in optischen Systemen (Erfassungsvorrichtungen) des Standes der Technik auf Grundlage von Erfassungsergebnissen erfasst wird, welche unter Verwendung von äußerem Licht mit einer Wellenlänge von 1 μm erhalten werden, welches einfach zu dem Fotorezeptor-Element über dem Finger als ein Lichtleiter gelangt, wie durch Pfeil Y in 8 angezeigt ist, d. h. durch Linie e in 20(a) bezeichnetes Licht, werden daher Fehler einfach aufgrund von Schwankungen in dem äußeren Licht auftreten.
Unten wird der Grund, warum das S/N-Verhältnis des Pulswellensignals bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform hoch ist, mit Bezug auf 20(b) erläutert. 20(b) ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Lichtwellenlänge und der Absorption durch die verschiedenen Arten von Hämoglobin zeigt.
In 20(b) ist die Absorption von nicht mit Sauerstoff kombiniertem Hämoglobin durch die Kurve Hb angezeigt und die Absorption von Hämoglobin, welches mit Sauerstoff kombiniert hat, ist durch Kurve HbO₂ angezeigt. Wie durch diese Kurven angezeigt ist, weist Hämoglobin in dem Blut einen hohen Absorptionskoeffizienten für Licht mit Wellenlängen von 300 nm bis 700 nm auf, welcher einige Male bis einige Hundert Mal größer als der Absorptionskoeffizient für Licht mit einer Wellenlänge von 880 nm ist, welches als Erfassungslicht im Stand der Technik verwendet wurde. Durch Verwendung von Licht mit Wellenlängen (300 nm bis 700 nm), welche einen hohen Absorptionskoeffizienten aufweisen, um an die Absorption von Hämoglobin angepasst zu sein, ändert sich der Erfassungswert mit ausreichender Empfindlichkeit für die Veränderung des Blutes, und daher ist das Erfassungsverhältnis (S/N-Verhältnis) der Pulswelle auf Grundlage der Veränderung der Blutmenge hoch.
Wie in 22 gezeigt ist, können als die optischen Einheiten eine GaP-LED, deren Hauptlichtaussendewellenlängen von 540 nm bis 570 nm reichen, und wie in 23 gezeigt ist, ein GaAsP-Fototransistor, dessen Empfindlichkeit von 200 nm bis nahezu 700 nm reicht, verwendet werden.
Zweite Ausführungsform
24 ist ein Schaltplan der gesondert von der Haupteinheit konfigurierten Sensoreinheit und des Verbinderelements, welches diese Sensoreinheit mit der Haupteinheit in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung (am Handgelenk getragene Pulswellen-Messvorrichtung) dieser Ausführungsform verbindet. Diese Ausführungsform sowie die dritte und die vierte Ausführungsform sind im Wesentlichen die gleiche wie die erste Ausführungsform, weshalb eine Erläuterung der Haupteinheit, des Kabels, usw. an dieser Stelle weggelassen wird.
In 24 ist Sensoreinheit 30B, wie in der ersten Ausführungsform, derart konfiguriert, dass sie über Anschlüsse 801B, 802B, 803B (Verbinderanschlüsse an der Sensoreinheit 30B) des Verbindermechanismus 100B und über die Anschlüsse 111B, 112B, 113B (Verbinderanschlüsse an der Haupteinheit 10B) elektrisch mit der Datenverarbeitungsschaltung 50B der Haupteinheit 10B (Haupteinheit) verbunden ist. Die Sensoreinheit 30B ist ein Pulssensor mit fotoelektrischer Erfassung. In der Sensorschaltung 300B bestrahlt von der LED 31 (lichtaussendende Diode/lichtaussendendes Element/Halbleiterelement) ausgesendetes Licht Gewebe im Inneren des Fingers oder einen anderen Teil des Körpers und das gestreute Licht wird durch den Fototransistor 32 empfangen (Fotorezeptor-Element/Halbleiterelement).
Die LED 31 ist in Reihe mit einem Widerstand 316B zur Strombegrenzung verbunden und ist durch eine in die Haupteinheit 10 eingebaute (nicht dargestellte) Energiequelle über den Verbindermechanismus 10 mit einer Vorspannung versorgt. Die LED 31 und der Fototransistor 32 sind einige Millimeter voneinander entfernt angeordnet, und indem man sie leicht in Kontakt mit der Oberfläche des Fingers oder einem anderen Teil des Körpers bringt, wie in 8 gezeigt ist, wird der von der LED 31 ausgesandte Lichtstrahl durch Kapillargefäße usw. im Gewebe gestreut und tritt in den Fototransistor 32 ein. Dadurch werden Änderungen in der Menge an einfallendem Licht, welche mit der durch vom Herzen kommenden Blut verursachten Expansion und Kontraktion der Kapillargefäße einhergehen, als Änderungen in dem dem Fototransistor 32 zufließenden fotoelektrischen Strom erfasst.
Diese Änderung im fotoelektrischen Strom wird durch einen Lastwiderstand 317B in eine Spannungsänderung umgewandelt und wird dann zu der Datenverarbeitungsschaltung 50B in der Haupteinheit 10 gesandt. Die Datenverarbeitungsschaltung 50B umfasst einen Niederfrequenzfilter, welcher das Pulswellensignal diskriminiert, einen Verstärker, eine eine Wellenform erzeugende Schaltung, usw. und gibt ein Pulssignal aus. Die Pulszahl dieses Signals wird durch eine in der Figur nicht dargestellte Zählerschaltung gezählt und nachdem von diesem Zahlwert die Periode oder die Frequenz gemessen ist, wird dieser Wert zum Puls umgewandelt. Der Puls wird dann in dem in der Haupteinheit 10 angeordneten (nicht dargestellten) Anzeigeelement angezeigt.
Weiterhin umfasst die Haupteinheit 10B eine Uhrfunktion und einen Speicher für das Pulsmessergebnis. Wenn die Sensoreinheit 30 nicht angeschlossen ist, kann sie als eine herkömmliche Uhr verwendet werden. Wenn die Sensoreinheit 30B mit der Haupteinheit 10B von einem getrennten Zustand zwischen der Sensoreinheit 30B und der Haupteinheit 10B (nicht pulsmessender Zustand) ausgehend verbunden wird, oder wenn in der Sensoreinheit 30B eine durch ein Anziehen oder Ablegen von Kleidung verursachte Entladung von statischer Elektrizität auftritt, besteht dabei die Gefahr, dass der Fototransistor 32 und die LED 31 durch die statische Elektrizität aufgrund ihrer besonderen Empfindlichkeit gegenüber statischer Elektrizität beschädigt werden könnten.
Wie unten beschrieben wird, wird dabei in dieser Ausführungsform eine Beschädigung der in der Sensoreinheit 30B angeordneten Sensorschaltung 300B aufgrund von statischer Elektrizität verhindert. Dies bedeutet, in jeder Schaltung (Schaltung, welche in der LED 31 enthalten ist, sowie Schaltung, welche im Fototransistor 32 enthalten ist) in der Sensoreinheit 30B sind Kondensatoren C3, C4 (Kapazitätselemente) angeordnet. Da Schaltmechanismen 131B, 132B für diese Kondensatoren C3, C4 konfiguriert sind, werden jedoch die Kondensatoren C3, C4 elektrisch mit der LED 31 und dem Fototransistor 32 parallel geschaltet, wenn die Schaltmechanismen 131B, 132B geschlossen werden. Dieser Zustand wird aufgehoben, wenn die Schaltmechanismen 131B, 132B offen sind.
Dabei öffnen und schließen die Schaltmechanismen 131B, 132B automatisch im Zusammenhang mit der Betätigung, welche die Sensoreinheit 30B über den Verbindermechanismus 100B mit der Haupteinheit 10B verbindet, und der Betätigung, welche die Sensoreinheit 30B von der Haupteinheit 10B trennt. Es ist ebenso möglich, die Schaltmechanismen 131B, 132B manuell zu öffnen und zu schließen. Wenn die Sensoreinheit 30B nicht mit der Haupteinheit 10B verbunden ist (wenn kein Puls gemessen wird), sind daher die Schaltmechanismen 131B, 132B geschlossen. Daher sind die Kondensatoren C3, C4 elektrisch den Schaltungen der Sensoreinheit 30B parallel geschaltet. In diesem Zustand wird die Gesamtkapazität der Schaltungen in der Sensoreinheit 30B durch die Kondensatoren C3, C4 erhöht und dadurch kann die plötzliche Übertragung einer übermäßigen Ladung verhindert werden, selbst wenn sich eine statische Elektrizität in die Anschlüsse 801B, 802B, 803B der Sensoreinheit 30B entladen sollte. Es ist daher möglich, die Sensorschaltung 300B der Sensoreinheit 30B vor einer elektrostatischen Beschädigung zu schützen. Insbesondere der Fototransistor 32 und die LED 31 sind aufgrund ihrer Struktur verglichen mit anderen Schaltelementen verhältnismäßig empfindlich gegenüber statischer Elektrizität. Daher hat diese Gegenmaßnahme gegen statische Elektrizität eine bedeutende Wirkung.
Wenn die Sensoreinheit 30B von diesem Zustand ausgehend mit der Haupteinheit 10B verbunden wird, befinden sich die Schaltmechanismen 131B, 132B noch in einem geschlossenen Zustand und daher sind die Kondensatoren C3, C4 elektrisch zum Fototransistor 32 und der LED 31 parallel geschaltet, wie dann, wenn die Sensoreinheit 30B nicht mit der Haupteinheit 10B verbunden ist, selbst dann, wenn die Anschlüsse 801B, 802B, 803B an der Sensoreinheit 30B und die Anschlüsse 111B, 112B, 113B an der Haupteinheit 10B miteinander verbunden sind. Aus diesem Grunde kann statische Elektrizität zur Seite der Haupteinheit 10B hin geleitet werden.
Daraufhin, wenn die Anschlüsse 801B, 802B, 803B und die Anschlüsse 111B, 112B, 113B miteinander in dem Verbindermechanismus 100B verbunden sind und die Schaltmechanismen 131B, 132B sich in einem offenen Zustand befinden, werden die Kondensatoren C3, C4 elektrisch unterbrochen, was somit eine Erfassung des Pulswellensignals erleichtert. Da die Kondensatoren C3, C4 elektrisch unterbrochen sind, besteht darüber hinaus kein Problem im Zusammenhang mit einem Abfall der Fähigkeit, das Pulswellensignal zu erfassen oder einem Abfall in der Betriebsspannung. Daher kann die Sensoreinheit 30B Änderungen der Blutströmung im Körpergewebe mit hoher Empfindlichkeit erfassen.
Auf diese Art und Weise, wenn die Verbindung zwischen der Sensoreinheit 30B und der Haupteinheit 10B im Verbindermechanismus 100B gelöst wird, werden die Schaltmechanismen 131B, 132B dazu verwendet, die Kondensatoren C3, C4 elektrisch mit der LED 31 und dem Fototransistor 32 parallel zu schalten, und dann, wenn die Sensoreinheit 30B und die Haupteinheit 10B in dem Verbindermechanismus 100B verbunden sind, wird die obige elektrische Parallelschaltung gelöst, was somit eine Messung der Pulswelle erleichtert, wodurch die LED 31 und der Fototransistor 32 nicht durch statische Elektrizität beschädigt werden, selbst wenn die Anschlüsse 801B, 802B, 803B der Sensoreinheit 30B im Verbindermechanismus 100B freiliegen. Aus diesem Grunde wird eine hohe Zuverlässigkeit selbst dann erhalten, wenn die Bedienerfreundlichkeit durch Verwendung einer Struktur verbessert ist, welche die Sensoreinheit 30B oder eine andere externe Vorrichtung über den Verbindermechanismus 100B mit der Haupteinheit 10B verbindet.
Eine genauere Konfiguration zur Verwirklichung eines Verfahrens zur Verhinderung eines Schadens aufgrund statischer Elektrizität wird unter Bezugnahme auf 25 erläutert.
25 ist ein Querschnitt, welcher die Struktur des Verbinderelements auf Seiten der Sensoreinheit des Verbindermechanismus der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Ausführungsform zeigt.
In der Figur sind die Anschlüsse 831B, 832B, 833B auf der Sensoreinheit 30B bewegliche Zapfen (einfahrende Zapfen), welche in den Löchern gelagert sind, die im Gehäuse 170B ausgebildet sind. Sie werden in der Richtung, in welche ihre Enden vorragen, durch leitfähige Federn 814B, 815B, 816B gedrückt. Das Gehäuse 170B umfasst einen oberen Deckel und einen Hauptkörper. Da das Gehäuse 170B aus Kunststoff oder einem anderen isolierenden Material hergestellt ist, sind der Schaltungsblock 180B und die hohlringförmigen, leitfähigen Platten 190B, 200B isoliert.
Die leitfähigen Federn 814B, 815B, 816B sind elektrisch mit dem im Schaltungsblock 180B ausgebildeten Muster verbunden. Daher sind die im Schaltungsblock 180B angeordnete Sensorschaltung und die Anschlüsse 831B, 832B, 833B elektrisch verbunden.
Dabei sind Magnete 211B, 212B am Rand des Gehäuses 170B befestigt, und die Magnete 211B, 212B haften an der nicht dargestellten Magnetplatte, welche an dem Verbinderelement an der Haupteinheit 10B befestigt ist, und verbinden so die Sensoreinheit 30B und die Haupteinheit 10B. So ist der Verbindermechanismus 100B konfiguriert.
Die leitfähige Feder 814B ist mit der leitfähigen Platte 190B über das Muster auf dem Schaltungsblock 180B, den Kondensator C3 und dem Zuleitungsanschluss 240B verbunden. In ähnlicher Weise ist die leitfähige Feder 815B mit der leitfähigen Platte 200B über den Kondensator C4 sowie über den Zuleitungsanschluss 250B verbunden. In einem Leitungszustand in dem derart konfigurierten Verbinderelement werden die Anschlüsse 832B, 833B durch die leitfähigen Federn 815B, 816B hochgedrückt und sind mit den jeweiligen leitfähigen Platten 190B, 200B verbunden. Daher sind in diesem Zustand der Anschluss 831B und der Anschluss 832B über die leitfähige Feder 814B, dem Muster auf dem Schaltungsblock 180B, dem Kondensator C3, dem Zuleitungsanschluss 240B und die leitfähige Platte 190B elektrisch verbunden. In ähnlicher Weise ist der Anschluss 832B in einem verbundenen Zustand mit dem Anschluss 833B mit dem Kondensator C4 verbunden. Dies entspricht dem geschlossenen Zustand der Schaltmechanismen 131B, 132B in 24. Aus diesem Grunde wird selbst dann, wenn in diesem Zustand eine elektrostatische Entladung in der Sensoreinheit 30B auftreten sollte, eine elektrostatische Beschädigung, wie oben beschrieben, verhindert, da die Kondensatoren C3, C4 mit der Sensorschaltung 300B parallel geschaltet sind.
Wenn die Sensoreinheit 30B mit der Haupteinheit 10B verbunden ist, um den Puls zu messen, wobei die Anschlüsse 831B, 832B, 833B durch die leitfähigen Federn 814B, 815B, 816B (die Kondensatoren C3, C4 sind parallel geschaltet, da die Schaltmechanismen 131B, 132B sich in einem geschlossenen Zustand befinden) hochgedrückt werden, werden zuerst die Anschlüsse 831B, 832B, 833B mit den Anschlüssen an der Haupteinheit 10B verbunden und jede statische Elektrizität wird entladen. Daher wird eine elektrostatische Beschädigung in der Sensoreinheit 30B verhindert.
Als Nächstes wird die Sensoreinheit 30B durch die Magnete 211B, 212B, welche an der Magnetplatte an der Haupteinheit 10B anhaften, mit der Haupteinheit 10B verbunden. Als Folge werden die Anschlüsse 831B, 832B, 833B durch die Anschlüsse 111B, 112B, 113B an der Haupteinheit 10B nach unten gedrückt und drücken somit die leitfähigen Federn 814B, 815B, 816B nieder. Dadurch werden die elektrischen Verbindungen zwischen den leitfähigen Platten 190B, 200 und den Anschlüssen 832b, 833B gelöst, was somit die Kondensatoren C3, C4 von der Schaltung trennt. In diesem Zustand wird eine Pulsmessung ermöglicht, welcher somit dem offenen Zustand der Schaltmechanismen 131B, 132B in 24 entspricht.
Dann, wenn die Pulsmessung abgeschlossen ist und die Sensoreinheit 30B entfernt wird, werden die Anschlüsse 831B, 832B, 833B durch die leitfähigen Federn 814B, 815B, 816B erneut nach oben gedrückt, bis sie in Kontakt mit den leitfähigen Platten 190B, 200B gelangen. Dies bedeutet, in 24, dass die Schaltmechanismen 131B, 132B zu einem EIN-Zustand übergehen; d. h., die Kondensatoren C3, C4 werden verbunden und bilden einen Zustand, bei welchem die Funktion, welche einen Schaden aufgrund von statischer Elektrizität verhindert, eingerichtet wird.
Dritte Ausführungsform
Die dritte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 26 erläutert. 26 ist ein Querschnitt, welcher die Struktur des Verbinderelements an der Sensoreinheit des Verbindermechanismus der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung (am Handgelenk getragene Pulswellen-Messvorrichtung) dieser Ausführungsform zeigt.
Da die Basiskonfiguration der Sensoreinheit der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Ausführungsform im Allgemeinen die gleiche ist wie die Konfiguration der Sensoreinheit in der zweiten Ausführungsform, sind Teile mit gleichen Funktionen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibungen sind weggelassen.
In dieser Ausführungsform weist das Verbinderelement an der Sensoreinheit 30 magnetische Reed-Schalter 271B, 272B auf. Von diesen magnetischen Reed-Schaltern ist ein Anschluss des magnetischen Reed-Schalters 271B mit der leitfähigen Feder 814B über einen Leitungsdraht 291B und dem Muster auf dem Schaltungsblock 180b verbunden. Der andere Anschluss ist mit dem Kondensator C3 über den Leitungsdraht 291B und dem Muster an dem Schaltungsblock 180B verbunden und über das Muster auf dem Schaltungsblock 180B ebenso mit der leitfähigen Feder 815B. Daher sind der Anschluss 831B und der Anschluss 832B über den magnetischen Reed-Schalter 271B und den Kondensator C3 elektrisch verbunden. In ähnlicher Weise sind der Anschluss 832B und der Anschluss 833B über den magnetischen Reed-Schalter 272B und den Kondensator C4 elektrisch verbunden.
Wenn die Sensoreinheit 30B von der Haupteinheit 10B in dem derart konfigurierten Verbinderelement entfernt wird, werden die mangetischen Reed-Schalter 271B, 272B aufgrund des Streuflusses von den Magneten 211B, 212B geschlossen. Daher werden die Kondensatoren C3, C4 elektrisch mit der Schaltung verbunden. Dieser Zustand entspricht dem geschlossenen Zustand der Schaltmechanismen 131B, 132B in 24 und stellt einen Zustand dar, welcher eine Beschädigung aufgrund von statischer Dektrizität verhindert.
Wenn die Sensoreinheit 30B mit der Haupteinheit 10B verbunden ist, wird auch in dieser Ausführungsform das Anhaften der Magnetplatte (nicht dargestellt) an der Haupteinheit 10B und den Magneten 211B, 212 genutzt. Wenn die Sensoreinheit 30B mit der Haupteinheit 10B verbunden wird, hört daher der Streufluss der Magnete 211B, 212B auf und die magnetischen Reed-Schalter 271B, 727B gehen zu einem offenen Zustand über. Daher werden die Kondensatoren C3, C4 von der Schaltung getrennt, was somit eine Pulsmessung erleichtert.
Vierte Ausführungsform
Die vierte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 27 erläutert.
27 ist ein Schaltplan der gesondert von der Haupteinheit ausgeführten Sensoreinheit und des Verbinderelements, welches diese Sensoreinheit mit der Haupteinheit verbindet.
Die Basiskonfiguration der Sensoreinheit 30B in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Ausführungsform ist im Allgemeinen die gleiche wie die Konfiguration der Sensoreinheit 30B in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung der zweiten Ausführungsform oder der dritten Ausführungsform. Daher sind entsprechende Teile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibungen sind weggelassen.
In dieser Ausführungsform ist die Diode 261B mit der LED 31 parallel und in umgekehrter Polarität verbunden. In ähnlicher Weise ist die Diode 262B mit dem Fotorezeptor-Element Fototransistor 32 parallel geschaltet. Mittels dieser elektrischen Verbindungen verhindern die Dioden 261B, 262B, dass eine übermäßige Umkehrspannung zu der LED 31 und dem Fototransistor 32 fließt. Die Strukturen der anderen Schaltungen und der Verbinderelemente sind die gleichen wie die oben beschriebenen Ausführungsformen.
Wenn die Sensoreinheit 30B nicht mit der Haupteinheit 10B verbunden ist, werden die Schaltmechanismen 131B, 132B geschlossen und die Kondensatoren C3, C4 werden elektrisch mit jeder Schaltung parallel geschaltet wie in der zweiten und der dritten Ausführungsform.
Wenn in diesem Zustand eine Entladung statischer Dektrizität aufgrund des An- oder Ausziehens von Kleidung auftreten sollte, wird die statische Dektrizität vorübergehend in den Kondensatoren C3, C4 gespeichert. Da die Gesamtkapazität der Schaltung der Sensoreinheit 30B durch die Kondensatoren C3, C4 zu diesem Zeitpunkt erhöht ist, wird die plötzliche Übertragung einer übermäßigen Ladung verhindert, was somit eine Beschädigung der LED 31 und des Fototransistors 32 aufgrund von statischer Dektrizität verhindert.
Da die Dioden 261B, 262B in dieser Ausführungsform zu der LED 31 und dem Fototransistor 32 parallel geschaltet sind, wird ferner der Fluss eines übermäßigen Umkehrstroms von der LED 31 und dem Fototransistor 32, welche besonders empfindlich gegenüber statischer Elektrizität sind, aufgrund einer Gleichrichtung durch die Dioden 261B, 262B verhindert. Indem dieser übermäßige Umkehrstrom verhindert wird, ist es möglich, eine Beschädigung der LED 31 und des Fototransistors 32 aufgrund von statischer Elektrizität mit größerer Zuverlässigkeit zu verhindern.
Wenn der Puls gemessen wird, sind die Schaltmechanismen 131B, 132B geöffnet und die Kondensatoren C3, C4 sind von der Sensorschaltung 300B wie in der zweiten und der dritten Ausführungsform getrennt. Daher kann das Pulswellensignal gemessen werden. Da die Kondensatoren C3, C4 elektrisch abgetrennt sind, besteht darüber hinaus kein Problem eines Abfalls in der Fähigkeit, das Pulswellensignal zu erfassen, oder eines Abfalls der Betriebsspannung. Daher kann die Sensoreinheit 30B Änderungen im Blutfluss im Körpergewebe mit hoher Empfindlichkeit erfassen.
Wenn die Verbindung zwischen der Sensoreinheit 30B und der Haupteinheit 10B im Verbindermechanismus 100B gelöst wird, werden auf diese Art und Weise die Schaltmechanismen 131B, 132B dazu verwendet, die Kondensatoren C3, C4 elektrisch mit der LED 31 und dem Fototransistor 32 parallel zu schalten. Wenn die Sensoreinheit 30B und die Haupteinheit 10B verbunden werden, wird die obige elektrische Parallelschaltung gelöst, was somit eine Messung der Pulswelle erleichtert. Selbst dann, wenn die Anschlüsse 801B, 802B, 803B auf der Seite der Sensoreinheit 30B des Verbindermechanismus 100B freiliegen, werden daher die LED 31 und der Fototransistor 32 nicht durch statische Elektrizität beschädigt. Aus diesem Grunde wird eine hohe Zuverlässigkeit selbst dann erhalten, wenn die Bedienerfreundlichkeit durch Verwendung einer Struktur verbessert ist, welche die Sensoreinheit 30B oder eine andere externe Vorrichtung mit der Haupteinheit 10 über den Verbindermechanismus 100B verbindet.
Modifikationen der zweiten bis vierten Ausführungsformen
In der zweiten bis der vierten Ausführungsform wurde eine lichtaussendende Diode in der Sensoreinheit 30B verwendet. Es ist jedoch möglich, die Pulswelle ohne eine lichtaussendende Diode zu messen. Dies bedeutet, es wird Sonnenlicht, Glühlich oder ein anderes externes Licht verwendet und dieses gestreute Licht wird durch den Fototransistor erfasst. In diesem Falle ist der Fototransistor 32, welcher ein Fotorezeptor-Element ist, das einzige Halbleiterelement, welches eines Schutzes vor statischer Elektrizität bedarf, was somit die Konfiguration der Sensoreinheit 30B vereinfacht.
Weiterhin enthält die Sensoreinheit 30B in der zweiten bis vierten Ausführungsform lediglich eine LED und einen Fototransistor, jedoch können verschiedene Schaltungen zusätzlich zu diesen hinzugefügt werden. Beispiele dafür umfassen eine Temperaturmessschaltung, welche einen Thermistor verwendet, eine Feuchtigkeitsmessschaltung, welche einen Tausensor verwendet, eine Druckmessschaltung, welche den Druck zwischen dem Sensor und dem Körper misst, eine Energiezufuhrschaltung, welche dem Sensor Energie zuführt, usw. sowie eine Anzeigeschaltung, welche den Sensorzustand usw. anzeigt.
Ferner beschrieben die zweite bis vierte Ausführungsform eine tragbare elektronische Vorrichtung, welche die Pulswelle erfasst, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist diese Erfindung auf Thermometer usw. anwendbar, welche die Temperaturempfindlichkeit eines Halbleiters nutzen, wenn sie am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtungen sind, welche ein Halbleiterelement verwenden, das gegenüber statischer Elektrizität empfindlich ist, wie die Sensoreinheit 30B.
Ferner können die Schaltmechanismen, die Halbleiterschutzschaltung, welche Dioden verwendet, und andere Konfigurationen in der zweiten bis vierten Ausführungsform ebenso an der ersten Ausführungsform angewendet werden.
Fünfte Ausführungsform
Die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung (am Handgelenk getragene Pulswellen-Messvorrichtung) dieser Ausführungsform und die unten beschriebene sechste Ausführungsform weisen grundsätzlich die gleiche Konfiguration wie die erste Ausführungsform auf. Lediglich das Verbinderelement ist unterschiedlich. Daher sind Komponenten mit gemeinsamen Funktionen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Erläuterungen sind weggelassen, während hier lediglich das Verbinderelement beschrieben wird.
Struktur von Elektrodenflächen von Verbinderstücken
28 ist ein erläuterndes Diagramm der Verbinderstücke, welche den Verbindermechanismus in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Ausführungsform bilden.
In 28 sind sechs Dektroden 831, 832, 833, 834, 835, 836 (zweite Anschlussgruppe) an einer unteren Fläche 801 des Verbinderstücks 80 in dieser Ausführungsform ausgebildet. Ebenso sind um diese herum kreisförmige Vorsprünge 841, 842, 843, 844, 845, 846 ausgebildet. Wie oben beschrieben, wird dabei dann, wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 verbunden wird, das Verbinderstück 80 in der Richtung des Pfeils Q verschoben, nachdem das Verbinderstück 80 an dem Verbinderelement 70 platziert wurde. Weiterhin sind die Dektroden 831 bis 836 in zwei Reihen von Dektroden 831, 832, 833 und Elektroden 834, 835, 836 in dieser Verschiebungsrichtung (Richtung des Pfeils Q) ausgebildet. Weiterhin sind in beiden Reihen die Dektroden 831 bis 836 jeweils diagonal derart angeordnet, dass sie in einer Richtung verschoben sind, welche die Verschiebungsrichtung des Verbinderstücks 80 (Richtung des Pfeils Q) kreuzt.
Der Bereich 802 um die Positionen herum, bei welchen die Elektroden 831, 832, 833 ausgebildet sind, sowie der Bereich 802 um Positionen herum, bei welchen die Dektroden 834, 835, 836 an der unteren Fläche 801 des Verbinderstücks 80 ausgebildet sind, haben eine hydrophobe Behandlung erfahren, so dass der Kontaktes inkel von Wasser größer als 85 Grad ist. Im Gegensatz dazu hat der Bereich 803, welcher den Bereich 802 um die Anschlüsse herum umgibt, eine hydrophile Behandlung erfahren, so dass der Kontaktwinkel von Wasser weniger als etwa 75 Grad oder wünschenswertenrweise weniger als etwa 35 Grad beträgt.
Die Arten hydrophiler Behandlungen, welche um die Elektroden 831 bis 836 herum verwendet werden können, umfassen das Anbringen einer hydrophilen, einen grenzflächenaktiven Stoff enthaltenden Lage, sowie eine Plasmabehandlung der Oberfläche des Kunststoffs, aus welchem das Verbinderstück 80 selbst konfiguriert ist. Mögliche hydrophobe Behandlungen umfassen das Aufbringen eines fluorbasierten Beschichtungsmaterials, das Aufbringen eines Lacks und das Aufbringen eines hydrophoben Bandes. Da der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich 802 um die Anschlüsse herum lediglich größer als der Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich 803 sein braucht, wenn dann das Verbinderstück 80 selbst aus Kunststoff mit einer relativ hohen hydrophoben Eigenschaft konfiguriert ist, braucht dann lediglich der umgebende Bereich 803 eine hydrophile Behandlung erfahren. Wenn andererseits das Verbinderstück 80 aus einem ABS-Kunststoff konfiguriert ist, welches bereits eine hydrophile Behandlung durch Graftpolymerisation eines Acrylmonomers oder eines anderen Monomers mit einer hydrophilen Charakteristik auf der Oberfläche des ABS-Kunststoffs erfahren hat, braucht dann lediglich der Bereich 802 um die Anschlüsse herum eine hydrophobe Behandlung zu erfahren.
Dabei zeigt Tabelle 1 die Ergebnisse von Vergleichen des Kontakt winkels an Polycarbonat-Kunststoffen, welche verrwendet werden, um das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 herzustellen, nachdem jedes der Verfahren zur hydrophoben und hydrophilen Behandlung durchgeführt wurde (gemessene Werte und ihre Mittelwerte), sowie nach einem Aufbringen von Fingerabdrücken, um Haltbarkeit zu zeigen (gemessene Werte und ihre Mittelwerte). Das Aufbringen von Fingerabdrücken wurde durch Auftragen eines fetten Öls (des Fettsäure-Glycerolesters) angenähert.
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, ändern sich die Kontaktwinkel mit jeder Art der Behandlung. Wenn sie jedoch mit dem von der Asahi Glass hergestellten Erzeugnis Saitop nach einer hydrophoben Behandlung beschichtet wurde, zeigte die Oberfläche besonders hervorragende Haltbarkeit unter Schlagen. Weiterhin zeigt von jeder der hydrophilen Behandlungen ABS-Kunststoff, welches eine hydrophile Behandlung durch Graftpolymerisation der ABS-Kunststoffoberfläche mit einem Acrylmonomer oder einer anderen Art von Monomer mit einer hydrophilen Charakteristik erfahren hat, überragende Abriebsfestigkeit.
Struktur der Anschlussfläche der Verbinderelemente
In dieser Ausführungsform ist das Verbinderelement 70, wie in 29 gezeigt, an der 6-Uhr-Position an der Haupteinheit 10 angeordnet, und wie die Anschlüsse 831 bis 836 sind die hier angeordneten Anschlüsse 751 bis 756 jeweils in zwei Reihen entlang der Verschiebungsrichtung (Richtung des Pfeils Q) des Verbinderstücks 80 ausgebildet, welche die Anschlüsse 751, 752, 753 und die Anschlüsse 754, 755, 756 umfassen. Ebenso sind wie bei den Anschlüssen 831 bis 836 in beiden Reihen die Anschlüsse 751 bis 756 jeweils diagonal in beiden Reihen derart angeordnet, dass sie in einer Richtung verschoben sind, welche die Verschiebungsrichtung (Richtung des Pfeils Q) des Verbinderstücks kreuzt. Daher schaffen die sechs Anschlüsse 751 bis 756 eine elektrische Verbindung mit den sechs Anschlüssen 831 bis 836, wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 verbunden wird, was es somit ermöglicht, die gemessenen Ergebnisse der Sensoreinheit 30 über das Kabel 20 der Haupteinheit 10 einzugeben.
Wenn das Verbinderstück 80 vom Verbinderelement 70 entfernt wird, wird das Verbinderstück 80 in der Richtung des Pfeils R zurückgeschoben. Als Folge kehren die Verriegelungselemente 811, 821 dorthin zurück, wo sie zwischen dem Verriegelungselement 71 und dem Verriegelungselement 72 sowie zwischen dem Verriegelungselement 73 und dem Verriegelungselement 74 angeordnet sind. Daher kann das Verbinderstück 80 durch bloßes Anheben des Verbinderstücks 80 in einfacher und zuverlässiger Weise vom Verbinderelement 70 entfernt werden.
Auf diese Art und Weise ist der Verriegelungsmechanismus 700 derart konfiguriert, dass das Verbinderstück 80 und das Verbinderelement 70 verriegelt werden, wenn das Verbinderstück 80 am Verbinderelement 70 in der Richtung des Peils Q verschoben wird, und dass sie entriegelt werden, wenn das Verbinderstück 80 von diesem Zustand ausgehend in der entgegengesetzten Richtung (Richtung des Pfeils R) verschoben wird. Der Verriegelungsmechanismus mit dieser Konfiguration verriegelt zuverlässig mit wenigen Teilen.
Wenn das Verbinderstück 80 an dem Verbinderelement 70 in der Richtung von 6 Uhr nach 12 Uhr verschoben wird, verläuft weiterhin die auf die Haupteinheit 10 ausgeübte Kraft in einer Richtung, so dass die Haupteinheit 10 aufgrund des Drehanschlagselements 108 nicht einfach drehen wird. Daher wird die Haupteinheit 10 nicht um das Handgelenk herum rutschen, wenn das Verbinderstück 80 angeschlossen wird, was den Anschluss vereinfacht.
Der Bereich 702 um die Positionen herum, bei welchen die Anschlüsse 751 bis 756 an einer oberen Fläche 701 des Verbinderelements 70 ausgebildet sind, hat eine hydrophobe Behandlung erfahren, so dass der Kontaktwinkel von Wasser größer als 85 Grad ist. Im Gegensatz dazu hat der Bereich 703, welcher den Bereich 702 um die Anschlüsse herum umgibt, eine hydrophile Behandlung erfahren, so dass der Kontaktwinkel von Wasser weniger als etwa 75 Grad oder wünschenswerterweise weniger als etwa 35 Grad beträgt.
Die Arten von hydrophilen Behandlungen, welche um die Dektroden 751 bis 756 herum verwendet werden können, umfassen wie im Falle des Verbinderstücks 80 das Auftragen einer hydrophilen, einen grenzflächenaktiven Stoff enthaltenden Lage und eine Plasmabehandlung der Oberfläche des Kunststoffes, aus welchem das Verbinderelement 70 selbst konfiguriert ist. Mögliche hydrophobe Behandlungen umfassen den Auftrag eines fluorbasierten Beschichtungsmaterials, den Auftrag eines Lacks und das Anbringen eines hydrophoben Bandes. Da der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich 702 um die Anschlüsse herum lediglich größer als der Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich 703 zu sein braucht, braucht dann, wenn das Verbinderelement 70 selbst aus Kunststoff mit einer verhältnismäßig hohen hydrophoben Eigenschaft konfiguriert ist, lediglich der umgebende Bereich 703 eine hydrophile Behandlung erfahren. Wenn andererseits das Verbinderelement 70 aus einem ABS-Kunststoff konfiguriert ist, welches bereits eine hydrophile Behandlung durch Kraftpolymerisation eines Acrylmonomers oder eines anderen Monomers mit einer hydrophilen Charakteristik an der ABS-Kunststoffoberfläche erfahren hat, braucht dann lediglich der Bereich 702 um die Anschlüsse herum eine hydrophobe Behandlung erfahren.
Konfiguration von Kurzschluss-Erfassungsmitteln
Selbst in dem Verbindermechanismus, welcher das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 aufweist, die derart aufgebaut sind, wird die elektrische Verbindung zwischen dem Verbinderelement 70 und dem Verbinderstück 80, wie in 30 gezeigt ist, in der gleichen Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt. Allerdings ist in der Haupteinheit 10 der Kurzschluss-Erfassungsmechanismus zur Erfassung, ob ein Kurzschluss zwischen den Anschlüssen oder zwischen den Elektroden aufgrund von zwischen dem Verbinderstück 80 und dem Verbinderelement 70 eintretendem Wasser, wenn diese verbunden sind, aufgetreten ist oder nicht, in der Datenverarbeitungsschaltung 50 angeordnet. Dies bedeutet, in 30, dass dann, wenn das Sensorbetriebssignal ein Schalten zu dem Pulswellen-Messungsmodus durch die LED 31 und den Fototransistor 32 bewirkt, das Potential der Anschlüsse 753, 751 auf Grundlage der Signale erfasst wird, welche infolge von den Anschlüssen 753, 751 (Signaleingabeanschlüsse von der LED 31 und dem Fototransistor 32) dem Multiplexer 56 über den A/D-Wandler 57 (Pulswellesignalwandler 51) eingegeben werden, und es wird von diesem Potentialniveau ausgehend bestimmt, ob ein Kurzschluss aufgetreten ist zwischen Anschluss 753 (Dektrode 833) und dem Anschluss 752 (Dektrode 832) zum Anlegen der zweiten Betriebsspannung VDD an der LED 31 oder nicht, und ob ein Kurzschluss zwischen dem Anschluss 751 (Dektrode 831) und dem Anschluss 754 (Dektrode 834) zum Anlegen der konstanten Spannung VREG am Fototransistor 32 aufgetreten ist oder nicht. Dieses Erfassungsergebnis wird weiterhin an der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 angezeigt.
Grundlegende Wirksamkeit der Ausführungsform Wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinderelement 70 derart verbunden ist, dass es diesen in der derart aufgebauten, am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 abdeckt, liegen die obere Fläche 701 des Verbinderelements 70 und die untere Fläche 801 des Verbinderstücks 80 einander mit einem engen Spalt zwischen sich gegenüber. Wenn Wasser in Kontakt mit den Verbindern gelangt, bewirkt daher die Kapillarwirkung, dass Wasser tief in den Spalt eindringt. Bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform sind dabei die Anschlüsse 751 bis 756 und die Dektroden 831 bis 836 in zwei Reihen entlang der Verschiebungsrichtung des Verbinderstücks 80 angeordnet. Da jeder der Anschlüsse und jede der Dektroden diagonal in einer Richtung verschoben sind, welche die Verschiebungsrichtung kreuzt, sind die Anschlüsse und die Dektroden voneinander getrennt. Selbst wenn Wasser zwischen dem Verbinderstück 80 und dem Verbinderelement 70 eindringen sollte, ist es daher für die Anschlüsse oder die Dektroden schwierig, einen Kurzschluss zu erzeugen.
Falls ein Kurzschluss auftreten sollte, wird er darüber hinaus in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 der Haupteinheit 10 angezeigt, und so kann beurteilt werden, ob ein Problem aufgrund eines Kurzschlusses vorliegt. Daher kann durch schnelles Schütteln des Handgelenks oder durch Durchführen einer anderen Handlung, welche einen normalen Zustand wiederherstellt, ein normaler Zustand wiederhergestellt werden.
Ferner ist der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich 702 um die Positionen herum, bei welchen die Anschlüsse 751 bis 756 gebildet sind, größer als der Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich 703 an der oberen Fläche 701 des Verbinderelements 70. Weiterhin ist der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich 802 um die Positionen herum, bei welchen die Dektroden 831 bis 836 ausgebildet sind, größer als der Kontaktes inkel von Wasser in dem umgebenden Bereich 803 an der unteren Fläche 801 des Verbinderstücks 80. Das heißt, beim Vergleich von Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum mit den umgebenden Bereichen 703, 803, sind die Bereiche 702, 802 um die Anschlüsse herum hydrophob, während die umgebenden Bereiche 703, 803 hydrophil sind. Selbst wenn Wasser in den Spalt zwischen dem Verbinderelement 70 und dem Verbinderstück 80 eintreten sollte, und zwar in der Nähe der Anschlüsse 751 bis 756 und der Dektroden 831 bis 836, wird daher Wasser von den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum weg zu den umgebenden Bereichen 703, 803 hingezogen. Aus diesem Grunde treten Kurzschlüsse nicht einfach zwischen den Anschlüssen 751 bis 756 und zwischen den Dektroden 831 bis 836 auf. Selbst wenn ein Kurzschluss auftreten sollte, kann Wasser in einfacher Weise aus dem Bereich um die Anschlüsse 751 bis 756 und die Dektroden 831 bis 836 herum durch simples Schütteln des Handgelenks entfernt werden, was somit eine einfache Wiederherstellung aus einem Kurzschlusszustand erleichtert.
Selbst wenn etwas Regenwasser auf die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform gelangen sollte, treten daher Kurzschlüsse nicht einfach zwischen den Anschlüssen auf, und selbst wenn ein vorübergehender Kurzschluss auftreten sollte, kann er einfach und schnell beseitigt werden, was diese Vorrichtung zur Messung des Pulses während des Laufens geeignet macht.
Bei der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Ausführungsform ist darüber hinaus der Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum an der oberen Fläche 701 und der unteren Fläche 801, welche sich gegenüberliegen, des Verbinderelements 70 und des Verbinderstücks 80 größer als der Kontaktwinkel von Wasser in den umgebenden Bereichen 703, 803, und daher ist es zusätzlich zu einer zuverlässigeren Verhinderung von Kurzschlüssen einfacher, von einem Kurzschlusszustand zurückzukehren.
Um beispielsweise den Widerstand gegen Kurzschließen und die Erholungsfähigkeit zu vergleichen, wurden die folgenden Tests am Verbinderelement 70 und am Verbinderstück 80, die in 28 und 29 gezeigt sind, unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unter Verwendung der Probe 1 (Hauptverbindereinheit) durchgeführt, wobei der Bereich 702 um die Anschlüsse am Verbinderelement 70 eine hydrophobe Behandlung durch Beschichten mit dem Erzeugnis Saitop der Asahi Glass erfuhren, während der umgebende Bereich 703 eine Plasmabehandlung als eine hydrophile Behandlung erfuhr. Der Bereich 802 um die Anschlüsse am Verbinderstück 80 herum erfuhr eine hydrophobe Behandlung durch Beschichten mit dem Produkt Modipa F200der Nihon Yushi K. K., während der umgebende Bereich 803 den Kontaktwinkel des Materials (Erzeugnis Yupiron: Polycarbonat-Kunststoff der Mitsubishi Gasu Kagaku K. K.) behielt, welcher selbst verwendet w urde, um das Verbinderstück 80 herzustellen. Weiterhin wurde Probe 2 (Hauptverbindereinheit) verwendet, wobei der Bereich 702 um die Anschlüsse an dem Verbinderelement 70 herum eine hydrophobe Behandlung durch Beschichtung mit dem Produkt Modipa F200 der Nihon Yushi K. K. erfuhr, während auf den umgebenden Bereich 703 eine hydrophile Lage aufgetragen wurde. Weiterhin erfuhr der Bereich 802 um die Anschlüsse am Verbinderstück 80 herum eine hydrdophobe Behandlung durch Beschichten mit dem Erzeugnis Saitop der Asahi Glass, während auf den umgebenden Bereich 803 eine hydrophile Lage aufgetragen wurde.
Bei Probe 1 betrug der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich 702 um die Anschlüsse herum 96,0 Grad, der Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich 703 betrug 75,1 Grad, der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich 802 um die Anschlüsse herum betrug 101,5 Grad und der Kontaktwinkel von Wasser im umgebenden Bereich 803 betrug 83,3 Grad. Daher war bei Probe 1 der Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum 10 bis 25 Grad größer als in den umgebenden Beteichen 703, 803.
Bei Probe 2 betrug jedoch der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich 702 um die Anschlüsse herum 101,5 Grad und der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich 802 um die Anschlüsse herum betrug 96,0 Grad, während der Kontaktwinkel von Wasser in den umgebenden Bereichen 703, 803 14,1 Grad betrug. Daher war der Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum bei Probe 2 80 bis 85 Grad größer als in den umgebenden Bereichen 703, 803.
Die Teilung zwischen den Anschlüssen und den Elektroden in den Proben 1 und 2 betrug 0,56 mm.
Bei dieser Bewertung wurden zuerst die Hauptverbindereinheiten der Proben 1 und 2 mit der gleichen Struktur wie das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 mit dem unteren Rand voraus (Rand auf Seiten der Anschlüsse 751, 754) in eine 5%ige Salzwasserlösung getaucht und wurden dann herausgezogen. Der Widerstand zwischen Anschluss 751 und Anschluss 754 und der Widerstand zwischen Anschluss 751 und 752 wurden unmittelbar gemessen. Die Ergebnisse zeigten einen unendlichen Widerstand zwischen beliebigen der Anschlüsse, was bestätigte, dass kein Kurzschluss aufgetreten war.
Ebenso wurden sie nach einem vollständigen Entauchen der Hauptverbindereinheiten der Proben 1 und 2 mit der gleichen Struktur wie das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 in einer 5%igen Salzwasserlösung herausgenommen und der Widerstand zwischen Anschluss 751 und Anschluss 754 und der Widerstand zwischen Anschluss 751 und Anschluss 752 wurden unmittelbar sowie nach drei Minuten gemessen. Die Ergebnisse, wie in Tabelle 2 dargestellt, zeigten einen Abfall in dem Widerstand bis herunter zu einigen Hundert Kiloohm, was einen Kurzschlusszustand anzeigt. Es wurde jedoch bestätigt, dass der Kurzschlusszustand durch lediglich Aufdrücken von Seidenpapier gegen die Unterseite des Verbinderelements in beiden Proben 1 und 2 beseitigt werden konnte.
Durch Durchführen einer hydrophoben Behandlung der Bereiche 702, 802 um die Anschlüsse herum und einer hydrophilen Behandlung der umgebenden Bereiche 703, 803 in dieser Ausführungsform wird weiter der Unterschied zwischen dem Kontaktwinkel von Wasser in diesen Bereichen im Verbinderelement 70 und im Verbinderstück 80 groß gemacht. Aus diesem Grunde treten Kurzschlüsse nicht zwischen den Anschlüssen 751 bis 756 und zwischen den Elektroden 831 bis 836 auf. Selbst wenn ein Kurzschluss auftreten sollte, kann Wasser in einfacher Weise aus einem Bereich nahe den Anschlüssen 751 bis 756 und der Elektroden 831 bis 836 entfernt werden, indem einfach die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung 1 geschüttelt wird, was somit eine Erholung von einem Kurzschlusszustand ausgehend erleichtert.
Um beispielsweise einen Widerstand gegenüber Kurzschließen sowie eine Erholungsfähigkeit zu vergleichen, wurden die folgenden Tests an dem Verbinderelement 70 und an dem Verbinderstück 80, welche in 28 und 29 gezeigt sind, unter den in Tabelle 3 gezeigten Bedingungen unter Verwendung der Probe 3 (Hauptverbindereinheit) durchgeführt, wobei Bereich 702 um die Anschlüsse am Verbinderelement 70 herum eine hydrophobe Behandlung durch Beschichten mit dem Produkt Modipa F200 der Nihon Yushi K. K. erfuhr und Bereich 802 um die Anschlüsse am Verbinderstück 80 herum eine hyddrophobe Behandlung durch Beschichten mit dem Produkt Saitop von Asahi Glass erfuhr, während die umgebenden Bereiche 703, 803 den Kontaktwinkel des Materials (Produkt Yupiron: Polycarbonat-Kunststoff der Mitsubishi Gasu Kagaku K. K.) behielten, welches selbst verwendet wurde, um das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 zu erzeugen. Weiterhin wurde Probe 4 (Hauptverbindereinheit) verwendet, wobei der Bereich 702 um die Anschlüsse an dem Verbinderelement 70 herum eine hydrophobe Behandlung durch Beschichten mit dem Produkt Modipa F200 der Nihon Yushi K. K. erfuhr und Bereich 802 um die Anschlüsse am Verbinderstück 80 herum eine hydrophobe Behandlung durch Beschichtung mit dem Produkt Saitop der Asahi Glass erfuhr, während eine hydrophile Lage an den umgebenden Bereichen 703, 803 aufgetragen wurde.
In Probe 3 betrug der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich 702 um die Anschlüsse herum 101,5 Grad, der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich 802 um die Anschlüsse herum betrug 96,0 Grad und der Kontaktwinkel von Wasser in den umgebenden Bereichen 703, 803 betrug 83,3 Grad. Daher war in Probe 3 der Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum 10 bis 20 Grad größer als in den umgebenden Bereichen 703, 803.
In Probe 4 betrug der Kontaktwinkel von Wasser im Bereich 702 um die Anschlüsse herum jedoch 101,5 Grad und der Kontaktes inkel von Wasser im Bereich 802 um die Anschlüsse herum betrug 96,0 Grad, während der Kontaktwinkel von Wasser in den umgebenden Bereichen 703, 803 14,1 Grad betrug. Daher war der Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum in Probe 4 80 bis 85 Grad größer als in den umgebenden Bereichen 703, 803.
In Probe 3 betrug die Teilung zwischen Anschlüssen und zwischen Dektroden 0,6 mm. In Probe 4 jedoch wurden Proben mit Teilungen von 0,6 mm und 0,3 mm zwischen Anschlüssen und zwischen Elektroden bewertet.
Bei dieser Bewertung wurde eine Hauptverbindereinheit mit der gleichen Struktur wie das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 zuerst vollständig in eine 5%ige Salzwasserlösung getaucht, wie in 31(a) gezeigt ist, herausgenommen, wie in 31(b) gezeigt ist, und dann wiederholt von einer freien Höhe von 6 cm, wie in 31(c) und 31(d) gezeigt ist, fallen gelassen. Die Anzahl der Male, die die Haupteinheit fallen gelassen werden musste, bis der Widerstand zwischen der Dektrode 834 und der Dektrode 835 (zwischen dem Anschluss 754 und dem Anschluss 755) unendlich groß wurde, wurde gezählt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, wurde der obige Test jeweils 20-mal wiederholt, und wenn die Mittelwerte verglichen wurden, erforderte Probe 4, bei welcher die Bereiche 702, 802 um die Anschlüsse herum eine hydrophobe Behandlung erfahren hatten und die umgebenden Bereiche 703, 803 eine hydrophile Behandlung erfahren hatten, 1,8 Fallvorgänge, um sich von dem Kurzschlusszustand zu erholen, und zwar bei der Probe mit einer 0,6 mm-Teilung zwischen den Anschlüssen und zwischen den Dektroden, und erforderte 2,5 Fallvorgänge, um sich von dem Kurzschlusszustand bei der Probe mit einer 0,3 mm-Teilung zwischen den Anschlüssen und zwischen den Dektroden zu erholen. Probe 3 jedoch, bei welcher das Material, das das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 bildete, für die Bereiche 702, 802 um die Anschlüsse herum verbessert worden war, erforderte 9,8 Fallvorgänge, um sich von einem Kurzschlusszustand zu erholen, und erforderte somit einen größeren Aufwand zur Erholung als Probe 4.
Wenn die Proben mit der gleichen 0,6 mm-Teilung zwischen den Anschlüssen und zwischen den Dektroden verglichen wurden, zeigte Probe 4 einen größeren Widerstand als Probe 3 unmittelbar nach einem Eintauchen in der 5%igen Salzwasserlösung; d. h. es zeigte an, dass ein Kurzschlusszustand nicht einfach auftritt.
Als eine Folge der Wiederholung des Bewertungstests wurde bestätigt, dass dann, wenn wenigstens ein 50-Grad-Unterschied zwischen dem Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum und dem Kontaktes inkel von Wasser in den umgebenden Bereichen 703, 803 vorhanden war, ein Kurzschluss zwischen den Anschlüssen merklich schwierig auftrat, und dass selbst dann, wenn ein vorübergehender Kurzschluss auftrat, dieser einfach behoben werden konnte.
Sechste Ausführungsform
Die fünfte Ausführungsform war derart konfiguriert, dass der Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum und in den umgebenden Bereichen 702, 803 im Anfangszustand unterschiedlich war, jedoch ist diese Ausführungsform derart konfiguriert, dass ein Kurzschluss zwischen den Anschlüssen oder zwischen den Elektroden selbst dann schwierig auftritt, nachdem das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 von Hand wiederholt gehandhabt wurden.
Da diese Ausführungsform im Grunde die gleiche Konfiguration wie die erste und die fünfte Ausführungsform aufweist, sind entsprechende Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erläuterung ihrer Struktur usw. ist weggelassen. in dieser Ausführungsform jedoch sind die untere Fläche 801 des in 28 gezeigten Verbinderstücks 80 und die obere Fläche 701 des in 29 gezeigten Verbinderelements 70 aus dem gleichen Material hergestellt, während die Bereiche 702, 802 um die Anschlüsse herum eine glatte Oberfläche aufweisen und die umgebenden Bereiche 703, 803 eine leicht raue Oberfläche aufweisen.
Bei der Verbinderstruktur der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1, die derart aufgebaut ist, ist kein Unterschied im Kontaktwinkel von Wasser zwischen den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum und den umgebenden Bereichen 703, 803 im Anfangszustand vorhanden bzw. im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform kann der Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum geringfügig kleiner sein als in den umgebenden Bereichen 703, 803. Wenn jedoch der Oberfläche Fingerabdrücke anhaften, wird der Kontaktwinkel von Wasser in den glatten Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum größer werden als in den umgebenden Bereichen 703, 803, welche eine raue Oberfläche haben. Das heißt, wenn fettes Öl (z. B. der Fettsäureglycerolester) aufgetragen ist, um einen Zustand anzunähern, bei welchen Fingerabdrücke auf jeden Bereich aufgetragen sind, ist der Kontaktwinkel von Wasser in den umgebenden Bereichen 703, 803, welche eine raue Oberfläche haben, kleiner als in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum, welche eine glatte Oberfläche aufweisen.
Es gibt dabei verschiedene Arten rauer Oberflächen, jedoch maßen wir in dieser Ausführungsform den Kontaktwinkel von Wasser an der rauen Oberfläche, welcher die umgebenden Bereiche 703, 803 bildet, nachdem eine sogenannte Grobkornoberfläche gebildet war, eine Feinkornoberfläche gebildet war, und eine mit Linien versehene Oberfläche gebildet war (Anfangszustand), sowie nachdem ein fettes Öl aufgetragen war. Bezüglich der glatten Oberfläche, welche die Bereiche 702, 802 um die Anschlüsse herum bildet, maßen wir den Kontaktwinkel von Wasser, nachdem eine glatte Fläche mit nahezu einem Spiegelfinish gebildet war (Anfangszustand) sowie nachdem fettes Öl aufgetragen war. Die Messergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. Ein herkömmlicher Polycarbonat-Kunststoff und ein fluorhaltiger Polycarbonat-Kunststoff wurden als das Substrat verwendet.
Wie in Tabelle 4 zu sehen ist, zeigten die Ergebnisse, dass der Kontaktwinkel von Wasser an den rauen Flächen anfänglich nicht notwendigerweise an einem Kunststoff kleiner war. Jedoch bei einem Vergleich nach einem Auftragen des fetten Öls war der Kontaktwinkel von Wasser an den rauen Flächen 10 bis 20 Grad kleiner als an der Spiegelfläche. Von den rauen Flächen zeigte die Fläche, an welcher ein feines Korn ausgebildet war, eine besonders gute Benetzbarkeit.
Es kann daher gesagt werden, dass dann, wenn wie beim Gebrauch der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung 1 Öl von der Hand dem Verbinderelement 70 und dem Verbinderstück 80 anhaftet, die hydrophobe Charakteristik in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum verbessert ist, während die hydrophile Charakteristik in den umgebenden Bereichen 703, 803 verbessert ist. Selbst dann, wenn Wasser in diesem Zustand zwischen dem Verbinderelement 70 und dem Verbinderstück 80 eintreten sollte, wird das Wasser in der Nähe der Anschlüsse 751 bis 756 und der Elektroden 831 bis 836 von den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum zu den umgebenden Bereichen 703, 803 gezogen werden. Aus diesem Grunde werden Kurzschlüsse zwischen den Anschlüssen 751 bis 756 und zwischen den Elektroden 831 bis 836 nicht einfach auftreten. Selbst dann, wenn ein vorübergehender Kurzschluss auftreten sollte, kann weiterhin Wasser in der Nähe der Anschlüsse 751 bis 756 und der Elektroden 831 bis 836 in einfacher Weise entfernt werden, indem man lediglich das Handgelenk schüttelt, was somit eine Erholung ausgehend von einem Kurzschlusszustand erleichtert.
Durch Ausnutzen des Vorhandenseins oder des Fehlens von Rauheit, um einen Unterschied im Kontaktw inkel zu erreichen, wie es in dieser Verbinderstruktur der Fall ist, muss darüber hinaus lediglich die Form behandelt werden, welche verwendet wird, um das Verbinderelement 70 und das Verbinderstück 80 auszubilden.
An der Oberfläche, an welcher Linien gebildet waren, wurden Tropfen in der Richtung entlang der Linien um etwa 10 Prozent mehr als in der Richtung quer zu den Linien in die Länge gezogen. Dadurch kann durch Ausbilden von kreisförmigen Linien konzentrisch zu den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum, beispielsweise in den umgebenden Bereichen 703, 803, als eine Struktur, welche diese Benetzbarkeits-Anisotropie ausnutzt, das Eindringen von Wasser zu den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum verhindert werden. Zusätzlich zu einer Kornoberfläche oder einer Linienoberfläche kann ein Satin-Finish als die raue Oberfläche verwendet werden.
Modifikationen der fünften und der sechsten Ausführungsform
Durch Kombinieren der Behandlungen in der fünften Ausführungsform und der Oberflächentypen in der sechsten Ausführungsform derart, dass der Kontaktwinkel von Wasser in den Bereichen 702, 802 um die Anschlüsse herum sowohl im Anfangszustand als auch nach einer Zeit (nachdem eine Fettsäure (Fingerabdrücke) aufgebracht wurde) größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in den umgebenden Bereichen 703, 803, kann eine Verbinderstruktur verwirklicht werden, bei welcher Kurzschlüsse weder anfänglich noch, nachdem eine Zeit verstrichen ist, auftreten, oder selbst dann, wenn ein Kurzschluss auftritt, kann dieser einfach beseitigt werden.
Wirksamkeit der Erfindung
Wie oben beschrieben, ist der Verbindermechanismus in der am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung dieser Erfindung entweder in der 6-Uhr- oder der 12-Uhr-Richtung an der Uhr vorgesehen. Daher kann mittels dieser Erfindung die am Handgelenk getragene, tragbare elektronische Vorrichtung im täglichen Gebrauch als einer herkömmliche Armbanduhr verwendet werden, indem lediglich das Kabel usw. mittels des Verbindermechanismus von der Haupteinheit getrennt wird. Weiterhin ist dieser Verbindermechanismus an der Fläche des Randes der Haupteinheit in entweder der 6-Uhr- oder der 12-Uhr-Richtung an der Uhr angeordnet. Das heißt, er ist an der Fläche des Randes vorgesehen, bei welchem das Armband an der Haupteinheit angebracht ist. Da der Verbindermechanismus nicht von der Haupteinheit in der 3-Uhr-Richtung an der Uhr vorsteht, kann das Handgelenk frei bewegt werden. Da der Verbindermechanismus weiterhin nicht von der Haupteinheit in weder der 3-Uhr- noch der 9-Uhr-Richtung an der Uhr vorsteht, wird die Hand des Benutzers nicht gegen den Verbindermechanismus stoßen, falls er hinfallen sollte. Aus diesem Grunde wird, da der Verbindermechanismus nicht beschädigt werden wird und für den Benutzer sicher ist, eine hohe Zuverlässigkeit beibehalten, selbst wenn die Bedienungsfreundlichkeit durch Verwendung einer Struktur verbessert ist, welche eine Sensoreinheit oder eine andere externe Vorrichtung mit der Haupteinheit über einen Verbindermechanismus verbindet.
Da das Verbinderelement und das Verbinderstück durch einen Verriegelungsmechanismus sicher verriegelt sind, wird ferner das Kabel beim Laufen nicht unabsichtlich abgehen. Angenommen, die am Handgelenk getragene, tragbare Vorrichtung dieser Erfindung wird beispielsweise als ein Pulsmessgerät verwendet, kann sie daher bequem und sorglos benutzt werden, die Pulswelle während des Laufens zu messen. Sie kann ebenso als eine herkömmliche Uhr benutzt werden.
Falls das Verbinderelement in der 6-Uhr-Richtung an der Uhr angeordnet ist, kann es besonders einfach verbunden und getrennt werden, da der Verbindermechanismus an der Vorderseite angeordnet ist, wenn die Haupteinheit am Handgelenk getragen wird.
Wenn die erste Anschlussgruppe und die zweite Anschlussgruppe in einer Mehrzahl von Reihen entlang der Verschiebungsrichtung des Verbinderstücks angeordnet ist und die Position eines jeden Anschlusses in einer Richtung verschoben ist, welche diese Verschiebungsrichtung kreuzt, werden Anschlüsse, welche einander nicht entsprechen, nicht in Kontakt kommen, wenn das Verbinderstück am Verbinderelement verschoben wird. Da die Anschlüsse voneinander selbst dann getrennt werden können, wenn der Flächenbereich des Verbinderelements klein ist, werden weiterhin Kurzschlüsse zwischen Anschlüssen selbst dann nicht auftreten, falls Wasser zwischen das Verbinderstück und das Verbinderelement eindringen sollte.
Wenn der Verbindermechanismus derart konfiguriert ist; dass die zweite Vorsprungsgruppe zur Verriegelung des Verbinderstücks unter die erste Vorsprungsgruppe zur Verriegelung des Verbinderelements gleitet und an Ort und Stelle gehalten wird, ist die Verriegelung zuverlässig und eine Anbringung und ein Lösen sind einfach, mit lediglich ein paar Bauteilen. Durch Konfigurieren eines ersten Anschlagsmechanismus, welcher die Anbringungsposition des Verbinderstücks vorschreibt, sowie eines zweiten Anschlagsmechanismus, welcher die Verschiebeposition vorgibt, wenn es entfernt wird, kann dabei der Benutzer das Verbinderstück in einfacher Weise ohne hinzusehen an dem Verbinderelement anbringen oder von diesem lösen.
Wenn ferner eine Verbinderabdeckung mit dem gleichen Mechanismus wie der Verriegelungsmechanismus bereitgestellt ist, welcher anstelle des Verbinderstücks die Verbinderelementfläche abdeckt, ist die erste Anschlussgruppe geschützt, während das Erscheinungsbild verbessert ist, wenn das Verbinderstück entfernt ist und die Haupteinheit als eine herkömmliche Uhr in der täglichen Benutzung verwendet wird. Wenn die erste oder die zweite Anschlussgruppe als bewegliche Zapfen konfiguriert ist und diese beweglichen Zapfen durch Federn in eine Richtung gedrückt werden, in welcher sie aus Löchern vorstehen, ist die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlussgruppe- und der zweiten Anschlussgruppe zuverlässig. Wenn weiterhin die Vorsprünge derart um die Zapfen herum ausgebildet sind, welche einen elektrischen Anschluss mit den beweglichen Zapfen bilden, bewegen sich die beweglichen Zapfen an den Vorsprüngen nach oben, wenn das Verbinderstück an dem Verbinderelement angebracht wird, was somit einen einfachen Klickmechanismus umfasst.
Wenn die durch Federn gedrückten, beweglichen Zapfen in Löchern in dem Verbinderstück angeordnet sind, kann ein Schaltmechanismus, welcher mit der Anbringung des Verbinderstücks am Verbinderelement verbunden ist, in einfacher Weise konfiguriert werden, und der Betrieb ist zuverlässig.
Durch Verwendung dieses Schaltmechanismus, um Kondensatorelemente mit dem lichtaussendenden Element und dem Fotorezeptor-Element parallel zu schalten, wenn das Verbinderstück von dem Verbinderelement getrennt wird, und um die elektrische Verbindung der Kondensatorelemente zwischen den Anschlüssen zu lösen, wenn das Verbinderstück mit dem Verbinderelement verbunden wird, ist es möglich, den Verbindungszustand der Kondensatorelemente zwischen einem Standby-Modus und einem Pulswellen-Messmodus zu schalten. Dies bedeutet, da die Kondensatorelemente elektrisch zu dem lichtaussendenden Element und dem Fotorezeptor-Element parallel geschaltet sind, wenn das Verbinderstück vom Verbinderelement entfernt ist, kann das lichtaussendende Element und das Fotorezeptor-Element vor statischer Elektrizität geschützt werden. Aus diesem Grunde wird eine hohe Zuverlässigkeit selbst dann erhalten, wenn die Bedienertreundlichkeit durch Verwendung einer Struktur verbessert ist, welche eine Sensoreinheit oder eine andere externe Vorrichtung über einen Verbindermechanismus mit der Haupteinheit verbindet.
Wenn der Schaltmechanismus derart konfiguriert ist, dass er automatisch in Verbindung mit dem Anschlussvorgang des Verbinderstücks und dem Vorgang, welcher die Verbindung löst, öffnet und schließt, kann der Verbindungszustand der Kondensatorelemente automatisch zwischen einem Standby-Modus und einem Pulswellen-Messmodus geschaltet werden, was somit eine Bequemlichkeit liefert, während das lichtaussendende Element oder das Fotorezeptor-Element zuverlässig geschützt werden.
Wenn der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum, welcher die Positionen umgibt, an denen die Anschlussgruppen gebildet sind, größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich, welcher den Bereich um die Anschlüsse herum umgibt, in einem Vergleich des Bereichs um die Anschlüsse herum mit dem umgebenden Bereich, kann gesagt werden, dass der Bereich um die Anschlüsse herum eine hydrophobe Charakteristik hat, während der umgebende Bereich eine hydropile Charakteristik aufweist. Selbst wenn Wasser in den Spalt zwischen dem Verbinderelement und dem Verbinderstück eintreten sollte, wird daher Wasser in der Nähe der Anschlüsse von dem Bereich um die Anschlüsse herum weg zu dem umgebenden Bereich hingezogen, was ein Auftreten von Kurzschlüssen zwischen Anschlüssen erschwert. Selbst wenn ein Kurzschluss auftreten sollte, ist eine Wiederherstellung vom Kurzschlusszustand ausgehend durch bloßes Schütteln des Verbinderstücks einfach.
Wenn der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem umgebenden Bereich an beiden gegenüberliegenden Flächen des Verbinderelements und des Verbinderstücks, kann das Auftreten von Kurzschlüssen in zuverlässigerer Weise verhindert werden und eine Wiederherstellung ausgehend von einem Kurzschlusszustand ist leichter.
Eher noch als ein Verändern des Materials, aus welchem das Verbinderelement oder das Verbinderstück konfiguriert ist, für entweder den Bereich um die Anschlüsse herum oder den umgebenden Bereich, kann der Unterschied zwischen den Kontaktwinkeln von Wasser in diesen Bereichen durch eine hydrophobe Behandlung des Bereichs um die Anschlüsse herum und eine hydrophile Behandlung des umgebenden Bereichs vergrößert werden, was somit in zuverlässigerer Weise das Auftreten von Kurzschlüssen verhindert und eine Wiederherstellung ausgehend von einem Kurzschlusszustand erleichtert.
Wenn der Kontaktwinkel von Wasser in einem Zustand, in welchem fettes Öl anhaftet, unterschiedlich ist, ist der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um die Anschlüsse herum größer als in dem umgebenden Bereich, und zwar selbst dann, wenn fettes Öl (Fingerabdrücke) dem Verbinderelement und dem Verbinderstück anhaften, kann das Auftreten von Kurzschlüssen zuverlässiger verhindert werden und eine Wiederherstellung, ausgehend von einem Kurzschlusszustand, ist einfacher.
Wenn das Vorhandensein und das Fehlen von Rauheit verwendet wird, um einen Unterschied im Kontaktwinkel einzurichten, brauchen lediglich die Formen behandelt zu werden, welche zur Ausbildung des Verbinderelements und des Verbinderstücks verwendet werden.
Wenn dieser Verbindermechanismus an einer am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung bereitgestellt ist, treten Kurzschlüsse zwischen Anschlüssen nicht einfach auf, selbst dann, wenn Regenwasser auf den Verbindermechanismus gelangen sollte, und selbst dann, wenn ein vorübergehender Kurzschluss auftreten sollte, kann er in einfacher Weise beseitigt werden, indem lediglich das Handgelenk geschüttelt wird. Daher ist diese Vorrichtung zur Messung der Pulswelle während eines Laufens draußen geeignet.
Wenn ein Kurzschluss-Erfassungsmittel an dieser am Handgelenk getragenen, tragbaren elektronischen Vorrichtung vorgesehen ist, kann sofort beurteilt werden, ob das momentane Problem an einem Kurzschluss liegt oder nicht, was es somit ermöglicht, einen normalen Zustand schnell wiederherzustellen, indem das Handgelenk geschüttelt wird oder eine andere Erholungshandlung durchgeführt wird.

Claims

Elektronische Vorrichtung für ein Handgelenk, umfassend: eine Haupteinheit (10; 10B) mit einem Anzeigeelement (13) zur Anzeige von Zeitinformation; ein Armband (12) zum Anschnallen der Haupteinheit (10; 10B) an ein Handgelenk (L); sowie einen Verbinder-Mechanismus (70, 80; 100B) für die Eingabe von Signalen an die Haupteinheit (10; 10B); wobei: der Verbinder-Mechanismus (70, 80; 100B) ein Verbinderelement (70) umfasst, mit einer ersten Anschlussgruppe (751–756) und einem Verbinderstück (80) mit einer zweiten Anschlussgruppe (831–836), welche derart angeordnet ist, dass sie eine elektrische Verbindung mit der ersten Anschlussgruppe (751–756) erzeugt, wenn das Verbinderelement (70) und das Verbinderstück (80) kontaktieren; und der Verbinder-Mechanismus (70, 80; 100B) einen Verriegelungs-Mechanismus (700) umfasst, welcher das Verbinderelement (70) und das Verbinderstück (80) verriegelt, wenn eines von ihnen eine bestimmte Distanz über die Fläche des anderen verschoben wird, und welcher die Verriegelung unter Zurückschieben löst, dadurch gekennzeichnet, dass: das Verbinderelement (70) an der Sechs-Uhr- oder Zwölf-Uhr-Stellung an einer Randfläche der Haupteinheit angeordnet ist, an welcher das Armband (12) angebracht ist, sodass das Verbinderelement eine Bewegung des Handgelenks (L) nicht behindert.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch i , dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinderelement (70) an dem Rand der Haupteinheit angeordnet ist, an welchem das Armband (12) angebracht ist, und welcher im Gebrauch dem Körper des Benutzers am nächsten liegt, sowie dadurch, dass ein Verriegeln stattfindet, wenn das Verbinderstück (80) bezüglich des Verbinderelements (70) zu dem gegenüberliegenden Rand der Haupteinheit (10; 10B) hin verschoben wird.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anschlussgruppe (751–756) als ein Feld angeordnet ist, welches die Schieberichtung quert, und die Position der zweiten Anschlussgruppe (831–836) derart angeordnet ist, dass sie der Position der ersten Anschlussgruppe (751–756) entspricht.
Elektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (700) umfasst: eine erste Vorsprungsgruppe (71, 74), welche derart angeordnet ist, dass wenigstens zwei Elemente der Gruppe von den Seiten des Verbinderelements (70) oder des Verbinderstücks (80) abstehen, welche im Gebrauch zur Hand nächstliegend und fernstliegend sind; ein Paar von Vorsprungselementen (81, 82), welche derart angeordnet sind, dass sie von dem anderen aus dem Verbinderelement (70) und dem Verbinderstück (80) derart abstehen, dass dann, wenn das Verbinderelement 170) und das Verbinderstück (80) verbunden sind, die Vorsprungselemente (81, 82) sich an der Außenseite der ersten Vorsprungsgruppe (71–74) befinden; und eine zweite Vorsprungsgruppe (811, 812, 821, 822), welche derart angeordnet ist, dass sie von den Vorsprungselementen (81, 82) zu der ersten Vorsprungsgruppe (71–74) hin absteht und mit diesen derart in Verbindung steht, dass eine Verriegelung erreicht wird, indem eine Vorsprungsgruppe (811, 812, 821, 822) zwischen der anderen (71– 74) hindurchgeführt wird und indem eine Vorsprungsgruppe (811, 812, 821, 822) die bestimmte Distanz über die andere hinweg geschoben wird.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder-Mechanismus einen ersten Anschlag-Mechanismus (711, 721, 731, 741) aufweist, um ein weiteres Verschieben zu verhindern, wenn die bestimmte Distanz erreicht ist, und einen zweiten Anschlagmechanismus (721, 741) aufweist, um ein weiteres Zurückschieben zu verhindern als notwendig ist, um eine der Vorsprungsgruppen (811, 812, 821, 822) zwischen der anderen hindurchzuführen.
Elektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlüsse der ersten oder der zweiten Anschlussgruppe (751–756; 831–836) bewegliche Zapfen (751– 756; 831, 836) umfasst, welche derart vorgespannt sind, dass sie von der Fläche der jeweiligen oberen Fläche des Verbinderelements (70) oder unteren Fläche des Verbinderstücks (80) abstehen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Anschlussgruppe (831–836; 751–756) runde Vorsprungselemente (841–846) umfasst, um die beweglichen Zapfen (751–756; 831–836) elektrisch zu kontaktieren, wenn das Verbinderelement (70) und das Verbinderstück (80) sich in Kontakt befinden, und der Verbinder-Mechanismus (70, 80; 100B) einen Klickmechanismus (843, 846, 753, 756, 773, 776) aufweist, um die Zapfen (751–756; 831–836) in die Lage zu versetzen, an den runden Vorsprungselementen (841–846) hochzurutschen.
Elektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner einen Schaltmechanismus (837, 838; 131B, 132B) umfasst, welcher einen Kontakt in Antwort auf die Verbindung und Trennung des Verbinderstücks (80) und des Verbinderelements (70) schließt und öffnet.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmechanismus (837, 838; 131B, 132B) bewegliche Zapfen umfasst, welche derart vorgespannt sind, dass sie von der oberen Fläche des Verbinderelements (70) oder der unteren Fläche des Verbinderstücks (80) abstehen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmechanismus (837, 838; 131B, 132B) auf einen magnetischen Reed-Schalter (271B, 272B) anspricht, welcher eine Verbindung und eine Trennung des Verbinderstücks (80) und des Verbinderelements (70) magnetisch erfasst.
Elektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Sensoreinheit (30; 30B) und ein Kabel zur Verbindung der Sensoreinheit (30; 30B) mit dem Verbinderstück (80) derart, dass die Ergebnisse des Sensors der Haupteinheit (10; 10B) eingegeben werden.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Kapazitätselement (C1, C2; C3, C4), welches derart angeordnet ist, dass es Halbleiterelemente der Sensoreinheit vor statischer Elektrizität schützt, wenn das Verbinderstück (80) und das Verbinderelement (70) nicht verbunden sind.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, ferner umfassend eine Diode (261B, 262B) zum Schutz der Halbleiterelemente vor einem übermäßigen Rückwärtsstrom.
Elektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich (702; 802; 702, 802) um die Anschlüsse herum, welche die Position umgeben, bei der die Anschlussgruppe gebildet ist, größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich (703; 803; 703, 803), welcher den Bereich um Anschlüsse herum umgibt, an wenigstens einer Fläche (701; 801) der aufeinander zuweisenden Flächen an dem Verbinderelement (70) und dem Verbinderstück (80).
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich (702; 802; 702, 802) um die Anschlüsse herum größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich (703, 803; 703, 803), welcher den Bereich um Anschlüsse herum umgibt, an beiden aufeinander zuweisenden Flächen (701, 801) an dem Verbinderelement (70) und dem Verbinderstück (80).
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen dem Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich (702; 802; 702, 802) um Anschlüsse herum und der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich (703; 803; 703, 803), welcher den Bereich um Anschlüsse herum umgibt, größer ist als etwa 50 Grad.
Elektronische Vorrichtung einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (702; 802; 702, 802) um Anschlüsse herum einer hydrophoben Behandlung unterzogen wurde und der umgebende Bereich (703; 803; 703, 803) einer hydrophilen Behandlung unterzogen wurde, wobei der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich (702; 803; 702, 802) um Anschlüsse herum größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich (702; 802; 702, 802), welcher den Bereich um Anschlüsse herum umgibt.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktwinkel die beanspruchten Beziehungen aufweisen, wenn eine Fettsäure auf die elektronische Vorrichtung aufgetragen wurde.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ausbilden einer glatten Fläche in dem Bereich um Anschlüsse herum sowie einer rauen Fläche in dem Bereich, welcher den Bereich um Anschlüsse herum umgibt, der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich um Anschlüsse herum größer ist als der Kontaktwinkel von Wasser in dem Bereich, welcher den Bereich um Anschlüsse herum umgibt.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 und 14 bis 19, wenn rückbezogen auf einen der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Haupteinheit (10; 10B) ein Kurzschlusserfassungsmittel (50) aufweist, welches das elektrische Potenzial wenigstens der Anschlüsse 751, 753) der ersten Anschlussgruppe (751–756) misst, an die Signale von der Sensoreinheit 130; 30B) eingegeben werden, wenn das Verbinderstück (80) an dem Verbinderelement (70) angebracht ist, welches erfasst, ob ein Kurzschlusszustand zwischen den Anschlüssen (751, 753) und den Anschlüssen (752, 754) zur Zufuhr der Betriebsspannung zu der Sensoreinheit (30; 30B) vorliegt und welches das Erfassungsergebnis an dem Anzeigeelement (13) anzeigt.