DE69633361T2 - Am Arm getragene Vorrichtung und Vorrichtung zur Messung von Pulswellen - Google Patents

Am Arm getragene Vorrichtung und Vorrichtung zur Messung von Pulswellen Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung, welche in der Lage ist, z. B. die Zeit anzuzeigen, und eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung, welche in der Lage ist, die Pulsrate und andere Pulsinformationen anzuzeigen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung genauer die Struktur des Vorrichtungskörpers derselben.
  • Am Handgelenk tragbare Vorrichtungen, welche in der Lage sind, verschiedene Informationen anzuzeigen, umfassen Armbanduhren, Armbanduhren von Läufern, welche mit einer Stoppuhrfunktion ausgestattet sind, tragbare Handgelenkradios, welche mit einer Uhrfunktion ausgestattet sind und Vorrichtungen, um optisch Änderungen im Blutspiegel zu erfassen, um Pulsinformation, wie z. B. die Pulsrate, auf Grundlage der Erfassungsergebnisse anzuzeigen. Bei optischen Pulswellenmessvorrichtungen wie dieser, wird eine Sensoreinheit, welche ein lichtemittierendes Element, wie z. B. eine LED (lichtemittierende Diode), und einen optischen Rezeptor umfasst, wie z. B. ein Fototransistor, an einem Finger befestigt, usw. Weiterhin wird die Änderung im Blutvolumen als die Änderung in der Blutmenge mittels dem Fototransistor erfasst, welcher das von der LED emittierte und von den Blutgefäßen in dem Finger reflektierte Licht erfasst. Weiterhin wird die Pulsanzahl auf Grundlage des Erfassungsergebnisses angezeigt. Jede dieser am Handgelenk tragbaren Vorrichtungen ist dahingehend ähnlich, dass der Vorrichtungskörper wie bei einer Armbanduhr mit einer ebenen Bodenfläche durch ein Armband am Handgelenk gehalten wird. Das Armband ist an Stellen in der 6-Uhr- und der 12-Uhr-Position des Vorrichtungskörpers verbunden, welcher in der 3-Uhr- und der 9-Uhr-Position zentiert ist.
  • Es wurde jedoch bei der Gestalt des Vorrichtungskörpers in diesen herkömmlichen am Handgelenk tragbaren Vorrichtungen nicht in Betracht gezogen, den Vorrichtungskörper daran zu hindern, um das Handgelenk zu drehen und der Vorrichtungskörper neigt dazu, unnötigerweise um den Arm zu drehen, während die Vorrichtung am Handgelenk getragen wird. Wenn z. B. ein Benutzer laufen geht und eine tragbare Handgelenkvorrichtung am Handgelenk trägt, kann der Vorrichtungskörper leicht wegen seines eigenen Gewichts zur Außenseite des Arms rutschen. Folglich haben am Handgelenk tragbare Vorrichtungen, trotz der Anzahl von Funktionen, die tragbar genutzt werden können, das Problem, schwierig zu gebrauchen zu sein, weil sich die Anzeigefläche verschiebt, was die Betrachtung schwierig macht. Es ist insbesondere wegen des engen Blickwinkels unter Umständen nicht möglich, die Anzeige zu lesen, wenn sich der Vorrichtungskörper bei Verwendung einer Flüssigkristallanzeige verschiebt. Es ist unter Umständen auch nicht möglich, die Anzeige zu sehen, wenn der Ellbogen nicht in unnatürlicher Weise gebeugt ist.
  • Da ferner Armbanduhren für Läufer natürlicherweise während des Joggens oder eines Marathonlaufs getragen werden, und am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtungen auch gerne dazu verwendet werden, den Puls während des Laufens zu messen, ist die Brauchbarkeit sehr schlecht, wenn der Vorrichtungskörper während des Laufens unnötigerweise um das Handgelenk drehen kann.
  • Deshalb wurde eine Struktur erdacht, wie sie in 24 gezeigt ist, welche den Vorrichtungskörper 98 dadurch daran hindert, um das Handgelenk zu drehen, dass eine dünne Platte 99 vorgesehen ist, welche derart gekrümmt ist, dass sie der Form des Handgelenks an dem Boden des Vorrichtungskörpers 98 entspricht, und dadurch, dass die Platte 99 flexibel an das Handgelenk verformt ist, während der Vorrichtungskörper 98 am Handgelenk getragen wird. Bei dieser Struktur ist jedoch eine gesonderte Platte 99 an dem Vorrichtungskörper 98 befestigt, was somit während des Montageprozesses mehr Zeit erfordert. Weil die Platte 99 vollständig um das Handgelenk herum dicht an der Haut anliegt, könnte es unter Schweißbildung heiß werden, was ein Problem mit mangelhaftem Benutzerkomfort verursacht. Dann, wenn das Handgelenk dünn ist, verhindert diese Struktur außerdem die Drehung um das Handgelenk nicht und dann, wenn die Handgelenke stark sind, ist der Sitz eng und der Komfort mangelhaft.
  • Es ist auch nötig, einen Graphikanzeigebereich hinzuzufügen oder sonst die Displaygröße zu vergrößern, um mit am Handgelenk tragbaren Vorrichtungen in einfacher Weise Information zu kommunizieren. Wenn die Funktionen vermehrt werden sollen, ist es auch nötig, die Größe des Vorrichtungskörpers zu vergrößern, aber der Vorrichtungskörper steht zunehmend im Weg, wenn die Dicke desselben vergrößert wird. Der Vorrichtungskörper wird deshalb in der Ebenenrichtung vergrößert, aber wenn die Vorrichtung am Handgelenk getragen werden soll, ist es schwierig, die Größe in die Sechs-Uhr- und die Zwölf-Uhr-Richtung stark zu vergrößern. Notwendigerweise wird die Vorrichtung deshalb in die Drei-Uhr- und die Neun-Uhr-Richtung vergrößert. Weil die Vergrößrung in dieser Richtung dem Arm folgt, ist sie ein geringeres Problem. Folglich wird ein horizontal langes Gehäuse verwendet, in welchem die Länge in der Drei-Uhr- und die Neun-Uhr-Richtung größer als die Länge in der Sechs-Uhr- und der Zwölf-Uhr-Richtung ist.
  • Wenn der Vorrichtungskörper einfach in der horizontalen Richtung vergrößert wird, wird jedoch die Struktur stark in der Drei-Uhr-Richtung vorstehen. Jedesmal, wenn das Handgelenk mit der am Handgelenk tragbaren Vorrichtung am Handgelenk gebeugt wird, berührt somit der Handrücken das Vorrichtungsgehäuse, was Unbehagen verursacht und möglicherweise den Handrücken verletzt, wenn der Benutzer hinfällt, was somit in einer Struktur resultiert, die nicht dazu geeignet ist, am Handgelenk getragen zu werden.
  • Die US 3326429 offenbart eine Armbanduhr, welche mit einem flexiblen Band und einem starren Element versehen ist, das sich in Gebrauch zwischen dem flexiblen Band und dem Handgelenk des Benutzers befindet und sich vom Uhrengehäuse aus herum zu der anderen Seite des Handgelenks des Benutzers hin erstreckt.
  • Die US 4407295 offenbart einen am Handgelenk getragenen physiologischen Monitor mit austauschbaren Sensoren.
  • Unter Berücksichtigung dieser Probleme ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung und eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung, bei welcher der Vorrichtungskörper nicht unnötigerweise um das Handgelenk herum dreht, zu niedrigen Kosten und ohne den Benutzerkomfort zu beeinträchtigen bereitzustellen, indem lediglich die Gestalt des Vorrichtungskörpers verbessert wird.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung und eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung bereitzustellen, welche dazu geeignet sind, sogar dann am Handgelenk getragen zu werden, wenn ein horizontal langes Vorrichtungsgehäuse verwendet wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung, umfassend einen Vorrichtungskörper mit einer Anzeigeeinheit zur Anzeige von Information und ein Armband zur Anbringung dieses Vorrichtungskörpers an dem Arm, bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtungskörper umfasst:
    ein Hauptgehäuse mit einem Bodenelement, welches dicht an der Oberseite des Handgelenks anliegen kann, und einen starren Drehanschlag, welcher integral mit dem Hauptgehäuse ausgebildet ist und von diesem in der Richtung von Sechs-Uhr an einer Armbanduhr weg verläuft und welcher eine Drehung des Vorrichtungskörpers um das Handgelenk steuert, indem er die Seite des Handgelenks berührt, wobei
    der Vorrichtungskörper ein horizontal langes Hauptgehäuse umfasst, dessen Abmessung in der Drei-Uhr- und der Neun-Uhr-Richtung der Armbanduhr länger als die Abmessung in der Sechs-Uhr- und der Zwölf-Uhr-Richtung ist, und
    das Armband mit dem Hauptgehäuse bei einer Position verbunden ist, welche von der Mittelposition des Hauptgehäuses in der Richtung von Drei-Uhr und Neun-Uhr in die Drei-Uhr-Richtung versetzt ist.
  • Um lediglich durch Verbesserung der Gestalt des Vorrichtungskörpers zu einer kostengünstigen am Handgelenk tragbaren Vorrichtung und einer am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung zu gelangen, wobei der Vorrichtungskörper nicht unnötig um den Arm herum dreht, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass bei einer am Handgelenk tragbaren Vorrichtung, welche einen Vorrichtungskörper mit einer Anzeigeeinheit zur Anzeige von Information und ein Armband zur Anbringung dieses Vorrichtungskörpers an dem Arm umfasst, in dem Vorrichtungskörper ein Hauptgehäuse mit einem Bodenelement bereitgestellt wird, welches dicht an der Oberseite des Handgelenks (d. h. an jenem Teil des Handgelenkumfangs auf derselben Seite wie der Handrücken) anliegen kann und ist gekennzeichnet durch einen starren Drehanschlag, welcher von dem Hauptgehäuse aus in der Richtung von sechs Uhr an einer Armbanduhr weg verläuft und welcher eine Drehung des Vorrichtungskörpers um das Handgelenk herum steuert, indem er die Seite des Handgelenks berührt.
  • Es ist dabei ausreichend, wenn das Bodenelement des Hauptgehäuses dicht an der Oberseite des Handgelenks anliegen kann. Weiterhin kann während des Gebrauchs die am Handgelenk tragbare Vorrichtung getragen werden, wobei der Vorrichtungskörper am unteren Ende des Handgelenks (d. h., an demjenigen Teil des Handgelenkumfangs auf derselben Seite wie die Innenfläche der Hand) positioniert ist. Ferner bezieht sich "in der Richtung von so und so viel Uhr" an einer Armbanduhr in der vorliegenden Erfindung natürlich auf die Ausrichtung des Vorrichtungskörpers und bedeutet nicht, dass die Anzeige an dem Vorrichtungskörper eine Ziffernblatt-Analoganzeige ist.
  • Wenn der Vorrichtungskörper einer am Handgelenk tragbaren Vorrichtung, wie z. B. einer am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung, gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Armbands an dem Arm angebracht wird, berührt das Bodenelement des Hauptgehäuses die Oberseite des Arms und der Drehanschlag berührt die Seite des Arms. Sogar dann, wenn der Benutzer versucht, den Vorrichtungskörper in dieser Position um den Arm herum zu drehen, bleibt somit der Drehanschlag in Berührung mit der Seite des Arms und verrutscht nicht weiter. Weiterhin bleibt das Bodenelement des Hauptgehäuses mit der Oberseite des Arms in Kontakt und verrutscht nicht weiter. Folglich wird der Vorrichtungskörper nicht verrutschen, wenn der Benutzer laufen geht, während er die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung am Arm trägt, und die Anzeige kann durch ein leichtes Beugen des Ellbogens immer gelesen werden. Der Benutzerkomfort wird auch nicht beeinträchtigt, weil der Vorrichtungskörper nicht vollständig um den Arm herum dicht anliegt. Da eine Drehung an zwei Stellen um den Arm herum gesteuert wird, kann darüber hinaus die Drehstoppwirkung sogar bei dünnen Armen verlässlich erzielt werden, und bei starken Armen gibt es kein Unbehagen durch dichtes Anliegen. Der Drehanschlag kann bei dem Vorrichtungskörper (Hauptgehäuse) auch in integraler Weise ausgebildet sein. Folglich ist es mittels der vorliegenden Erfindung möglich, lediglich durch Verbesserung der Gestalt des Vorrichtungskörpers eine kostengünstige am Handgelenk getragene Vorrichtung und eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung bereitzustellen, wobei der Vorrichtungskörper nicht unnötigerweise um den Arm herum dreht und der Benutzerkomfort nicht beeinträchtigt wird.
  • In der vorliegenden Erfindung verläuft der Drehanschlag vorzugsweise vom Hauptgehäuse aus bei einem Winkel innerhalb eines Bereichs von ca. 105 Grad bis ca. 125 Grad hin zu dem Bodenelement dieses Gehäuses.
  • Eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung dieses Typs kann als eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung aufgebaut sein, welche in der Lage ist, Pulsinformation, wie z. B. die Pulsanzahl, an der Anzeige anzuzeigen, indem vorgesehen sind:
    eine Sensoreinheit, von welcher aus die lichtemittierende Einheit und ein Lichtrezeptor zu einer Körperfläche hinweisen, ein Kabel, welches von dieser Sen soreinheit weg verläuft, um die Rezeptorergebnisse des Lichtrezeptors dem Vorrichtungskörper einzugeben, und eine Datenverarbeitungsschaltung, welche in dem Vorrichtungskörper eingebaut ist, um die an der Anzeige anzuzeigende Pulsinformation auf Grundlage der Rezeptorergebnisse des Lichtrezeptors zu erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst ferner vorzugsweise ein Verbindungsmittel, welches ermöglicht, dass das Kabel frei mit dem Vorrichtungskörper verbunden und von diesem getrennt werden kann. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, während des Laufens den Puls zu messen, indem die Sensoreinheit an einen Finger oder an ein anderes Körperteil angebracht wird. Weiterhin ist es im Alltagsleben möglich, die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung als eine herkömmliche Armbanduhr zu verwenden, indem einfach das Kabel vom Verbindungsmittel getrennt wird.
  • In diesem Fall ist bevorzugt, in dem Verbindungsmittel einen Verbinder bereitzustellen, welcher umfasst:
    eine erste Anschlussgruppe an der Oberfläche des Vorrichtungskörpers bei einem Teil desselben, das dem Drehanschlag entspricht; ein Verbinderelement, welches an dem Ende des Kabels ausgebildet ist und eine zweite Gruppe von Anschlüssen umfasst, die jeweils eine elektrische Verbindung zu einem der Anschlüsse in der ersten Anschlussgruppe herstellen, wenn sie mit dem Verbinder verbunden sind, wenn sie den Verbinder abdecken; und einen Eingriffsmechanismus, um das Verbinderelement an dem Verbinder zu halten, und zwar durch teilweises Eingreifen des Verbinderelements und des Verbinders. Weil das zur Bereitstellung des Drehanschlags erweiterte Teil bei einem so aufgebauten Verbinder so verwendet werden kann, wie es ist, ist es nicht nötig, unnötige erweiterte Teile an dem Vorrichtungskörper bereitzustellen. Darüber hinaus befindet sich das Verbindungsmittel vom Benutzer aus gesehen an der Vorderseite, weil der Verbinder an der Sechs-Uhr-Position einer Armbanduhr positioniert ist, und die Bedienung ist einfach, wenn der Vorrichtungskörper am Arm getragen wird. Ferner kann der Benutzer das Handgelenk während des Laufens frei bewegen, weil das Verbindungsmittel nicht von dem Vorrichtungs körper in die Drei-Uhr-Richtung einer Armbanduhr vorragt und die Hand wird, falls der Läufer während des Laufens hinfällt, nicht das Verbindungsmittel treffen. Dies ist daher für den Benutzer sicher. Weiterhin wird das Verbindungsmittel nicht kaputt gehen. Da der Verbinder und das Verbinderelement durch den Eingriffsmechanismus gekoppelt sind, wird darüber hinaus das Kabel während des Laufens nicht versehentlich getrennt werden.
  • Der Eingriffsmechanismus nimmt vorzugsweise auch teilweise das Verbinderelement und den Verbinder in Eingriff, wenn das Verbinderelement über den Verbinder in Richtung von sechs Uhr nach zwölf Uhr auf einer Armbanduhr geschoben wird. So aufgebaut, übt der Drehanschlag einfach Kraft in der Richtung aus, was es schwieriger macht, den Vorrichtungskörper zu drehen, und zwar sogar dann, wenn eine derartige Verbindungshandlung ausgeführt wird. Der Verbindungsvorgang kann daher einfach beim Anbringen des Verbinderelements ausgeführt werden, weil der Vorrichtungskörper nicht um das Handgelenk herum drehen wird.
  • Es ist darüber hinaus bevorzugt, anstelle des Verbinderelements eine Verbinderabdeckung bereitzustellen, welche eine Verbindung mit dem Verbinder herstellt. Wenn es derart ausgebildet ist und das Verbinderelement im Alltagsleben entfernt wird, um die am Handgelenk getragene Vorrichtung als eine Armbanduhr zu verwenden, kann die erste Anschlussgruppe geschützt werden und das äußere Erscheinungsbild ist gut.
  • Zu dem Zweck, eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung und eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung zu erhalten, welche geeignet sind, sogar dann am Handgelenk getragen zu werden, wenn ein horizontal langes Hauptgehäuse verwendet wird, stellt die vorliegende Erfindung in dem Vorrichtungskörper ein horizontal langes Hauptgehäuse bereit, dessen Abmessung in der Drei-Uhr- und der Neun-Uhr-Richtung der Armbanduhr länger als die Abmessung in der Sechs-Uhr- und der Zwölf-Uhr-Richtung ist, und vorzugsweise das Armband eine Verbindung mit dem Hauptgehäuse bei einer Position herstellt, welche von der Mitte des Hauptgehäuses in der Richtung von drei Uhr und neun Uhr zu Drei-Uhr hin versetzt ist.
  • Wenn sie derart ausgebildet ist, wird die Struktur des Vorrichtungskörpers stark in der Richtung von neun Uhr auf einer Armbanduhr, vom Armband aus gesehen, vorragen. Jedoch steht sie in der Drei-Uhr-Richtung nicht stark vor. Deshalb kann das Handgelenk, wenn die am Handgelenk tragbare Vorrichtung an der linken Hand getragen wird, frei gebeugt werden, wenn in Betracht gezogen wird, dass ein horizontal langes Hauptgehäuse verwendet wird. Darüber hinaus wird die Unterseite der Hand sogar dann nicht das Hauptgehäuse treffen, wenn der Benutzer hinfällt, weil es in der Drei-Uhr-Richtung nicht stark vorsteht.
  • Wenn eine körperlich dünne oder flache Batterie und ein flaches piezoelektrisches Element im Inneren des Hauptgehäuses des Vorrichtungskörpers in der vorliegenden Erfindung angeordnet sind, sind das piezoelektrische Element und die Batterie vorzugsweise in der Richtung von drei Uhr und neun Uhr auf einer Armbanduhr flach im Inneren des Hauptgehäuses angeordnet. Bei derartiger Ausbildung kann ein dünner Vorrichtungskörper erhalten werden, weil die Batterie und die piezoelektrische Vorrichtung flach angeordnet sind. Darüber hinaus kann eine Struktur geschaffen werden, bei welcher der Benutzer in einfacher Weise die Batterie auswechseln kann, wenn die Batterieabdeckung in dem Bodenelement des Vorrichtungskörpers angeordnet ist.
  • Darüber hinaus ist der Schwerpunkt in der Drei-Uhr- und Neun-Uhr-Richtung auf einer Armbanduhr vorzugsweise von der Mittelposition in dieser Richtung zu der Drei-Uhr-Position hin versetzt. Bei derartiger Ausbildung kann der Vorrichtungskörper sicher an dem Arm angebracht werden, weil das Armband an der Seite angebracht ist, zu welcher hin der Schwerpunkt versetzt ist.
  • Eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung dieses Typs kann als am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung aufgebaut sein, welche in der Lage ist, Pulsinformation, wie etwa die Pulsanzahl, an der Anzeige anzuzeigen, indem bereitgestellt sind: eine Sensoreinheit, von welcher eine lichtemittierende Einheit und ein Lichtrezeptor zu der Fingerfläche hinweisen, ein Kabel, welches von dieser Sensoreinheit weg verläuft, um dem Vorrichtungskörper die Rezeptorergebnisse des Lichtrezeptors einzugeben, sowie eine Datenverarbeitungsschaltung, welche in dem Vorrichtungskörper enthalten ist, um die an der Anzeige anzuzeigende Pulsinformation auf Grundlage der Rezeptorergebnisse des Lichtrezeptors zu erhalten.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich als Beispiel mit Bezugnahme auf die beiliegenden diagrammartigen Figuren beschrieben werden, in welchen:
  • 1 ein beschreibendes Diagramm ist, welches eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung nach Maßgabe einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Gebrauch zeigt.
  • 2 eine Draufsicht des Vorrichtungskörpers der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung ist.
  • 3 eine Unteransicht des Vorrichtungskörpers der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung ist.
  • 4 ein beschreibendes Diagramm des Vorrichtungskörpers der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung ist, und zwar von der Sechs-Uhr-Richtung auf einer Armbanduhr aus.
  • 5 ein beschreibendes Diagramm des Vorrichtungskörpers der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung ist, und zwar von der Drei-Uhr-Richtung auf einer Armbanduhr aus.
  • 6A eine Draufsicht der optischen Einheit der Sensoreinheit ist, welche in der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird;
  • 6B eine Draufsicht ist, welche das Sensorbefestigungsband der Sensoreinheit zeigt, das in dieser am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird, und zwar im geöffneten Zustand;
  • 6C ein beschreibendes Diagramm ist, welches die Struktur einer gesonderten Sensoreinheit zeigt.
  • 7 ein beschreibendes Diagramm ist, welches eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung zeigt, die die vorliegende Erfindung unter Verwendung eines anderen Sensorbefestigungsbands verwendet.
  • 8 die in 1 gezeigte am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung mit der an dem Finger angebrachten Sensoreinheit zeigt.
  • 9 ein Graph ist, welcher das Emissionsspektrum einer blauen InGaN-LED zeigt, welche in der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird.
  • 10 ein Graph der Lichtrezeptionseigenschaften eines InGaP-Phototransistors ist, welcher in der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird.
  • 11 ein Graph der Lichtrezeptionseigenschaften einer gefilterten Phototransistoreinheit ist, welche in der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird.
  • 12 ein Blockdiagramm ist, welches die Funktionen der Datenverarbeitungsschaltung der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung zeigt.
  • 13 eine vergrößerte Ansicht des Verbinders der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung ist, aus der Richtung von drei Uhr auf einer Armbanduhr betrachtet.
  • 14 die elektrischen Verbindungen in dem Verbinder der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung zeigt.
  • 15 die Struktur des Verbinderstücks zeigt, welches in dem in 13 gezeigten Verbindungsmittel verwendet wird.
  • 16 die Struktur des Verbinders zeigt, welcher in dem in 13 gezeigten Verbindungsmittel verwendet wird.
  • 17 ein Querschnittsdiagramm ist, welches das in 15 gezeigte Verbinderstück zeigt, das an den in 16 gezeigten Verbinder angebracht ist.
  • 18 eine Draufsicht ist, welche die Positionen der Elektroden in dem in 15 gezeigten Verbinderstück zeigt.
  • 19 die Struktur einer Verbinderabdeckung zeigt, welche den Verbinder abdeckt und das Verbinderstück in der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung ersetzt.
  • 20A ein Graph ist, welcher die Beziehung zwischen der optischen Wellenlänge und des Lichtübertragungsgrads der Haut zeigt;
  • 20B ein Graph ist, welcher die Beziehung zwischen der optischen Wellenlänge und den Absorptionseigenschaften von Hämoglobin zeigt.
  • 21 ein Graph ist, welcher die Lichtrezeptionseigenschaften eines Silizium-Phototransistors zeigt, welcher in einer herkömmlichen am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird.
  • 22 ein Graph ist, welcher das Emissionsspektrum einer GaP-LED zeigt, die in der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird.
  • 23 ein Graph der Lichtrezeptionseigenschaften eines GaAsP Phototransistors ist, welcher in der in 1 gezeigten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird.
  • 24 den Drehanschlagsaufbau eines Vorrichtungskörpers im Verhältnis zu dem Bezugsbeispiel zeigt.
  • 1 wird verwendet, um eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu beschreiben.
  • In 1 umfasst eine am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1, eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, einen Vorrichtungskörper 10 mit einem Armbanduhr-Aubau, ein mit diesem Vorrichtungskörper 10 verbundenes Kabel 20 und eine an dem Ende dieses Kabels 20 bereitgestellte Sensoreinheit 30. Das Armband 12 ist an dem Vorrichtungskörper 10 angeordnet, wobei es von der Richtung von zwölf Uhr auf der Armbanduhr aus um den Arm gewickelt ist und in der Richtung von sechs Uhr befestigt ist. Dieses Armband 12 ermöglicht, dass der Vorrichtungskörper 10 frei am Arm getragen werden kann. Die Sensoreinheit 30 umfasst ein Sensorsicherungsband 40 mit einer Breite von ca. 10 mm, wobei die Sensoreinheit 30 durch das Sensorsicherungsband 40 an dem Zeigefinger zwischen dem Knöchel und dem ersten Gelenk gehalten wird.
  • In 2 umfasst der Vorrichtungskörper 10 ein Uhrengehäuse 11 aus Kunststoff (Hauptgehäuse) mit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 (Anzeige) auf der Oberflächenseite dieses Uhrengehäuses 11, um die Pulsanzahl und andere Pulsinformationen zusätzlich zur aktuellen Zeit und zum Datum digital anzuzeigen. Die Datenverarbeitungsschaltung 50, welche zur Signalverarbeitung der Erfassungssignale verwendet wird, z. B., um die Veränderung der Pulsanzahl auf Grundlage des Erfassungsergebnisses (Pulssignal) anzuzeigen, das von der Sensoreinheit 30 zurückgegeben wird, ist in das Uhrengehäuse 11 eingebaut. Diese Datenverarbeitungsschaltung 50 und die Flüssigkristall anzeigevorrichtung 13 umfassen zusammen das Informationsanzeigemittel 60. In die Datenverarbeitungsschaltung 50 ist auch eine Stoppuhrschaltung eingebaut, welche dem Informationsanzeigemittel 60 ermöglicht, die normale Zeit, die Rundenzeit, die aufgeteilte Zeit und andere Zeitinformationen an der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 anzuzeigen. Weiterhin sind Knopfschalter 111–115, um die Zeit einzustellen, den Anzeigemodus zu verändern und andere Funktionen, an der Außenseite des Uhrengehäuses 11 vorgesehen. Weiterhin sind die Knopfschalter 116 und 117 an der Vorderseite des Uhrengehäuses 11 vorgesehen. Die Energieversorgung für die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 ist die Batterie 59, welche im Inneren des Uhrengehäuses 11 gehalten wird. Das Kabel 20 führt die Energie von der Batterie 59 zur Sensoreinheit 30 und gibt die Erfassungsergebnisse von der Sensoreinheit 30 der Datenverarbeitungsschaltung 50 im Inneren des Uhrengehäuses 11 ein. Es ist zu beachten, dass die piezoelektrische Vorrichtung 58 zum Ertönenlassen eines Alarms, bezüglich der Batterie 59 zur Neun-Uhr-Seite auf einer Armbanduhr hin angeordnet ist.
  • Da die Funktionen der am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 vermehrt sind, ist es auch nötig, den Vorrichtungskörper 10 zu vergrößern. Aber wegen der Einschränkungen, welche dadurch auferlegt sind, dass der Vorrichtungskörper 10 am Arm getragen wird, kann der Vorrichtungskörper 10 nicht in die Richtung von sechs Uhr und zwölf Uhr vergrößert werden. Deshalb wird für den Vorrichtungskörper 10 in der vorliegenden Ausführungsform ein horizontal langes Uhrengehäuse 11 verwendet, bei welchem die Längenabmessung in der Richtung von drei Uhr und neun Uhr größer als die Länge in der Richtung von sechs Uhr und zwölf Uhr ist.
  • Das Armband 12 ist deshalb mit diesem Uhrengehäuse 11 bei einer Position verbunden, die von der Mittelposition C in der Richtung von drei Uhr und neun Uhr dieses Uhrengehäuses 11 aus zu der Drei-Uhr-Position versetzt ist. Folglich hat der Vorrichtungskörper 10 einen großen Vorsprung 101 in der Richtung von neun Uhr auf der Armbanduhr, bei Betrachtung vom Armband 12 aus. In der Richtung von drei Uhr hat er jedoch keinen ähnlich großen Vor sprung.
  • Wie in 3 und 4 gezeigt ist, sind eine dünne Batterie 59 für die Energieversorgung und eine flache piezoelektrische Vorrichtung 58 für einen Summer Seite an Seite in der Ebenenrichtung (die Richtung von drei Uhr und neun Uhr auf der Armbanduhr) im Inneren des Uhrengehäuses 11 angeordnet, wodurch ein dünner Vorrichtungskörper 10 mit flacher Bauform ermöglicht wird. Weiterhin wird durch ein Vorsehen der Batterieabdeckung 118 an dem Boden 119 eine Struktur ermöglicht, bei welcher der Benutzer in einfacher Weise die Batterie 59 ersetzen kann.
  • Während die Batterie 59 bei einer Position angeordnet ist, welche in Richtung von drei Uhr von der Mittelposition C aus versetzt ist, ist die piezoelektrische Vorrichtung 58 bei einer Position angeordnet, welche in Richtung von neun Uhr von der Mittelposition C aus versetzt ist. Somit ist der Schwerpunkt G in der Richtung von drei Uhr und neun Uhr an dem Vorrichtungskörper 10 von der Mittelposition C aus in die Richtung von drei Uhr versetzt, da die Batterie 59 schwerer als die piezoelektrische Vorrichtung 58 ist. Folglich ist das Armband 12 an der Seite verbunden, zu welcher der Schwerpunkt versetzt ist.
  • Man beachte, dass die Analog-Leiterplatte 501 und die Digital-Leiterplatte 502, welche die Datenverarbeitungsschaltung 50 umfassen, übereinandere auf der Seite der Anzeigefläche der piezoelektrischen Vorrichtung 58 und der Batterie 59 angeordnet sind, und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 über diesen an der Seite der Anzeigenfläche der Datenverarbeitungsschaltung 50 angeordnet ist. Wie auch aus 4 erkannt werden wird, deckt das Abdeckglas 131 die Außenflächenseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 ab.
  • Drehanschlagstruktur für den Vorrichtungskörper
  • Mit Bezugnahme auf 5 ist ein Verbindungselement 105 zum Halten des am Ende des Armbands 12 angebrachten Haltestifts 121 an der Außenseite des Uhrengehäuses 11 des Vorrichtungskörpers 10 in der Richtung von zwölf Uhr auf einer Armbanduhr ausgebildet. Ein Halter 106 ist an der Außenseite des Uhrengehäuses 11 in der Richtung von sechs Uhr auf der Armbanduhr ausgebildet und ein Befestigungsmittel 122 ist an dem Halter 106 befestigt. Das Armband 12 ist um das Handgelenk herum gewickelt und um das Befestigungsmittel 122 bei ungefähr einer Zwischenlängsposition zurückgefaltet und durch das Befestigungsmittel 122 gehalten.
  • Der Teil, welcher integral zum Uhrengehäuse 11 ausgebildet ist und bei der Sechs-Uhr-Richtung auf der Armbanduhr des Vorrichtungskörpers 10 von dem Rand des flachen Bodens 119 weg verläuft, in welchem die Batterieabdeckung 118 zum Halter 106 ausgebildet ist, ist der Drehanschlag 108, welcher einen Winkel von ca. 115° mit dem Boden 119 bildet. Folglich liegt der Boden 119 des Uhrengehäuses 11 dicht an der Oberseite L1 des Handgelenks L an, und der Drehanschlag 108 berührt die Seite L2 an der gleichen Seite des Handgelenks wie der Radius R des Arms, wenn die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 durch das Armband 12 derart gesichert ist, dass der Vorrichtungskörper 10 auf der Oberseite L1 (auf derselben Seite wie der Handrücken) des linken Handgelenks L positioniert ist. In dieser Position überspannt der Boden 119 des Vorrichtungskörpers 10 den Radius R und die Elle U des Arms über die Haut und das gekrümmte Teil 109 des Drehanschlags 108 und des Bodens 119 liegt an dem Radius R des Arms über die Haut an. Weil der Drehanschlag 108 und der Boden 119 einen anatomisch idealen Winkel von ca. 115° bilden, werden Versuche, den Vorrichtungskörper 10 von der Position in 5 in die Richtung des Pfeils A zu drehen, d. h., den Vorrichtungskörper 10 um das Handgelenk L herum von der Vorderseite zu der anderen Seite zudrehen, durch den in Berührung mit der Seite L2 des Handgelenks L befindlichen Drehanschlag 108 gestoppt, und der Vorrichtungskörper 10 verrutscht nicht. Umgekehrt werden Versuche, den Vorrichtungskörper 10 in die Richtung des Pfeils B zu drehen, d. h., Versuche, den Vorrichtungskörper um das Handgelenk L herum zu der Vorderseite zu drehen, durch den in Berührung mit der Oberseite L1 des Handgelenks L befindlichen Boden 119 gestoppt, und der Vorrichtungskörper 10 verrutscht nicht.
  • Darüber hinaus wird der Tragekomfort nicht durch die Bereitstellung des Drehanschlags 108 beeinträchtigt, weil der Vorrichtungskörper 10 nicht vollständig den ganzen Umfang des Handgelenks L berührt und ein teilweiser Spalt zur Oberfläche des Handgelenks L vorhanden ist.
  • Es sollte auch beachtet werden, dass aus anatomischer Sicht bestätigt wurde, dass die Drehung des Vorrichtungskörpers 10 um das Handgelenk herum verlässlich verhindert werden kann, wenn der Winkel, der durch den Boden 119 und den Drehanschlag 108 gebildet ist, in dem Bereich von ca. 105° bis ca. 125° liegt.
  • Es sollte ebenfalls beachtet werden, dass die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 mit dem Vorrichtungskörper 10 an der Unterseite L3 (an derselben Seite wie die Handfläche) des Handgelenks L positioniert getragen werden kann, wobei in diesem Fall der Gehäusedrehanschlag 108 des Vorrichtungskörpers 10 in Berührung mit der Seite L4 an derselben Seite wie die Elle U des Arms positioniert ist. Sogar in dieser Position wird der Vorrichtungskörper 10 nicht unnötig drehen, ganz gleich, ob Kraft in der Richtung des Pfeils A oder des Pfeils B ausgeübt wird.
  • 6A ist eine Draufsicht der optischen Einheit der Sensoreinheit, welche in der am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. 6B ist eine Draufsicht, welche das Band zur Sicherung des Sensors dieser Sensoreinheit zeigt, die in dieser am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung verwendet wird, wenn das Band flach ausgelegt ist. 6C zeigt die Struktur einer alternativen Sensoreinheit.
  • Mit erneuter Bezugnahme auf 1 umfasst die Sensoreinheit 30 das Sensorsicherungsband 40 und die optische Einheit 300. Das Sensorsicherungsband 40 ist aus einem flexiblen, dicken Kunststoffspritzgussteil hergestellt, welches von einer normalerweise kreisförmigen Konfiguration ausgehend ausgebreitet ist, über den Fingeransatz gestülpt und dann losgelassen wird, was der inhärenten Gestaltrückstellung erlaubt, das Band um den Fingeransatz herumzuwickeln.
  • Der Mittelteil des Sensorsicherungsbandes 40 ist noch dicker und genau an dieser Stelle ist ein Loch 41 zum Halten der optischen Einheit 300 ausgebildet.
  • In 6A ist eine optische Einheit 300 in einem rechteckigen Kunststoffspritzgussteil eingeschlossen, welches an der Seite ein Paar von Flanschen 311 und 312 umfasst, mit einem Kabel 20, welches aus dem Inneren dieser optischen Einheit 300 herausführt.
  • In 6B hat das Loch 41 in dem Sensorsicherungsband 40 eine Gestalt und Größe, welche die Enbettung der optischen Einheit 300 in dieser gestattet. Weiterhin umfasst das Loch 41 die Ausnehmungen 411 und 412, in welche die Flansche 311 und 312 hineinpassen, wenn die optische Einheit 300 in das Loch 41 eingepasst ist, um die optische Einheit 300 am Herausfallen zu hindern. Man beachte auch, dass die eingeengten Teile 410 in dem Sensorsicherungsband 40 an vier Stellen ausgebildet sind, um eine leichtere Anbringung an dem Finger zu ermöglichen.
  • Da die Möglichkeit, die Hand leicht zu ballen, wenn die Sensoreinheit 30 am Fingeransatz getragen wird, als ausreichend betrachtet wird, gibt es kein Problem, falls die Breite des Sensorsicherungsbands 40 ca. 20 mm beträgt. Es kann, wie in 6C gezeigt, auch eine Konfiguration verwendet werden, in welcher die Weite des Sensorsicherungsbands 40 ein bisschen weiter ist als an der Stelle, an der die optische Einheit 300 gehalten wird. Außerdem kann, wie in 7 gezeigt ist, auch ein Sensorsicherungsband 400 mit einer Lichtabschirmungs-Tragstruktur verwendet werden, wenn man berücksichtigt, dass die Sensoreinheit 30 an dem Finger befestigt wird.
  • 8 wird zur Beschreibung des Zustands verwendet, in welchem die Sensoreinheit an dem Fingeransatz getragen ist.
  • Mit Bezugnahme auf 8 umfasst die optische Einheit 300 einen Sensorrahmen 301 als Gehäuse, welcher durch die Unterseitenabdeckung 302 geschlossen wird, und somit ein Teilegehäuse im Inneren ausbildet. An der Oberseite des Sensorrahmens 301 bildet die Glasplatte 304 ein transparentes Fenster. Die Leiterplatte 305 ist im Inneren des Sensorrahmens 301 befestigt, welcher dieser Glasplatte 304 gegenübersteht. Die LED 31, der Phototransistor 32, die (nicht dargestellten) Transistoren und andere elektronische Komponenten sind an die Leiterplatte 305 angebracht, wobei die LED 31 und der Phototransistor 32 mit ihrer lichtemittierenden Seite beziehungsweise mit ihrer Rezeptorseite derart ausgerichtet sind, dass sie zur Glasplatte 304 hinweisen.
  • In dieser Ausführungsform wird eine blaue InGaN-LED (Indium-Gallium-Stickstoff) als LED 31 verwendet. Das Emissionsspektrum dieser LED hat, wie in 9 gezeigt ist, eine Emissionspitze bei 450 nm und einen Wellenlängenbereich von 350 nm bis 600 nm.
  • Der LED 31 mit diesen Emissionsmerkmalen entsprechend wird ein GaAsP-Phototransistor (Gallium-Arsenik-Phosphor) als Phototransistor 32 verwendet. Der Erfassungsbereich dieses Elements hat einen Hauptempfindlichkeitsbereich von 300 nm bis 600 nm mit einer Empfindlichkeit, welche auch bis unterb 300 nm reicht. Es ist auch möglich, anstelle der Glasplatte 304 eine Sensoreinheit als Phototransistor 32 zu verwenden, indem z. B. ein Filter zu diesem Element hinzugefügt wird. Der Erfassungsbereich einer solchen Sensoreinheit hat, wie in 11 gezeigt ist, einen Hauptempfindlichkeitsbereich von 400 nm bis 550 nm. Da der Energieverbrauch der LED 31 und des Phototransistors 32 relativ gering ist, ist die ununterbrochene Betriebszeit sogar dann lang, wenn sowohl die Uhrfunktion als auch die Pulswellenmessvorrichtungsfunktion mit einer einzigen Kompaktbatterie betrieben werden, wie in der am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • Da die optische Einheit 300 derart an das Sensorsicherungsband 40 angeordnet ist, dass die Glasplatte 304 zum Inneren weist, falls das Sensorsicherungs band 40 an dem Fingeransatz getragen wird, weisen die lichtemittierende Fläche der LED 31 beziehungsweise die Rezeptorfläche des Phototransistors 32 auch zur Oberfläche der Haut hin. Wenn Licht von der LED 31 zum Finger hin emittiert wird, wird deshalb das vom Körper (Blutgefäße) reflektierte Licht von dem Phototransistor 32 erfasst, die optische Einheit 300 gibt das Erfassungsergebnis (Pulssignal) dem Vorrichtungskörper 10 über das Kabel 20 ein, und die Pulsanzahl kann von dem Pulssignal durch den Vorrichtungskörper 10 erhalten werden.
  • Konfiguration der Datenverarbeitungsschaltung
  • Es wird auf 12 Bezug genommen, einem Blockdiagramm eines Teils der Funktionen der Datenverarbeitungsschaltung in dem Uhrengehäuse. Der Pulssignalkonvertierer 51 der Datenverarbeitungsschaltung 50 konvertiert das von der Sensoreinheit 30 über das Kabel 20 eingegebene Signal zu einem digitalen Signal, das an den Pulssignalspeicher 52 ausgegeben wird. Der Pulssignalspeicher 52 ist ein RAM, welcher die Pulsdaten speichert, die zu digitalen Signalen konvertiert werden. Der Pulssignalberechner 53 liest das in den Pulssignalspeicher 52 gespeicherte Signal und führt eine Frequenzanalyse aus, und gibt das Ergebnis dem Pulskomponentenextrahierer 54 ein. Der Pulskomponentenextrahierer 54 extrahiert die Pulskomponente von dem Eingangssignal von dem Pulssignalberechner 53 und gibt an den Pulsratenberechner 55 aus. Der Pulsratenberechner 55 berechnet die Pulsanzahl auf Grundlage der eingegebenen Pulswellenfrequenzkomponente und gibt das Ergebnis an die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13 aus.
  • Konfiguration des Verbindungsmittels
  • 13 ist eine vergrößerte Ansicht von drei Uhr auf der Armbanduhr, wobei das Verbinderstück an das Verbinderelement angebracht ist. 14 wird verwendet, um die Kombination der Sensorschaltungselektroden auf der Seite des Verbinderstückse und die Verbinderelementanschlüsse für Verbindungssignale mit der Sensorschaltung zu beschreiben.
  • Das Kabel 20 und die Sensoreinheit 30 können auf der Seite des Vorrichtungskörpers 10 in der Nähe von sechs Uhr auf der Armbanduhr positioniert angeschlossen und getrennt werden, sodass die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als übliche Armbanduhr im normalen Alltagsleben verwendet werden kann. Genauer gesagt ist ein Verbinder 70 an der Außenfläche des Teils ausgebildet, welcher als Drehanschlag 108 bei der Sechs-Uhr-Position auf einer Armbanduhr am Rand des Vorrichtungskörpers 10 derart erweitert ist, dass das Verbinderstück 80 (Verbinderelement), welches an dem Ende des Kabels 20 angeordnet ist, daran angebracht werden kann, wie in 13 gezeigt ist.
  • Die elektrischen Verbindungen, welche zwischen dem Verbinder 70 und dem Verbinderstück 80 in einem Verbindermittel unter Verwendung des Verbinders 70 und des Verbinderstücks 80 hergestellt sind, sind in 14 gezeigt.
  • Es wird auf 14 Bezug genommen. Die Anschlüsse 751–756 (erste Anschlussgruppe) sind an dem Verbinder 70 angeordnet, welcher auf der Seite des Vorrichtungskörpers 10 bereitgestellt ist, und die Elektroden 831–836 (zweite Anschlussgruppe), welche diesen Anschlüssen 751–756 entsprechen, sind an dem Verbinderstück 80 angeordnet. Wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinder 70 verbunden wird, werden folglich die Elektroden 831–836 jeweils elektrisch mit den Anschlüssen 751–756 verbunden. Von diesen ist der Anschluss 752 ein positiver Anschluss, um die zweite Betriebsspannung VDD der LED 31 über die Elektrode 832 zuzuführen. Der Anschluss 753 ist ein Anschluss, welcher über die Elektrode 833 an das negative Potenzial der LED 31 gelegt wird. Der Anschluss 754 ist ein Anschluss für die Zufuhr der konstanten Betriebsspannung VREG zu dem Kollektoranschluss des Phototransistors 32 über die Elektrode 834. Der Anschluss 751 ist der Anschluss, dem das Signal von dem Emitteranschluss des Phototransistors 32 über die Elektrode 831 eingegeben wird. Ferner ist der Anschluss 755 der Anschluss, dem über die Elektrode 835 das Signal zur Erfassung, ob das Verbinderstück 80 mit dem Verbinder 70 verbunden ist, eingegeben wird. Die Elektrode 836 legt die Sen soreinheit 30 auf die Körpermasse und schirmt die Elektroden 831–836 ab, inde sie die VDD zur Erde macht, wenn der Anschluss 756 und die Elektrode 836 elektrisch verbunden sind.
  • Ein erster Kondensator C1 und ein erster Schalter SW1 sind zwischen den LED 31-Anschlüssen (zwischen den Elektroden 832 und 833) in das Verbinderstück 80 eingefügt. Dieser Schalter SW1 ist geschlossen, wenn das Verbinderstück 80 vom Verbinder 70 getrennt ist, welcher den ersten Kondensator C1 parallel zur LED 31 schaltet, und ist geöffnet, wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinder 70 verbunden ist. Ein zweiter Kondensator C2 und ein zweiter Schalter SW2 sind in ähnlicher Weise zwischen die Anschlüsse (die Elektroden 831 und 834) des Phototransistors 32 eingefügt. Dieser Schalter SW2 wird geschlossen, wenn das Verbinderstück 80 vom Verbinder 70 getrennt wird, welcher den zweiten Kondensator C2 parallel zu dem Phototransistor 32 schaltet, und wird geöffnet, wenn das Verbinderstück 80 mit dem Verbinder 70 verbunden wird.
  • Die Struktur des Verbindermittels, durch welches das Verbinderstück 80 mit dem Verbinder 70 verbunden und von diesem getrennt wird, ist so ausgebildet weiter unten mit Bezugnahme auf die 15–18 beschrieben.
  • 15 ist eine vergrößerte Ansicht, welche den Aufbau des Verbinderstücks zeigt, das am Ende des Kabels angeordnet ist. 16 ist eine vergrößerte Ansicht des Verbinders an dem Vorrichtungskörper und 17 ist ein vertikaler Querschnitt, welcher das Verbinderstück in Verbindung mit dem Verbinder zeigt. 18 wird verwendet, um das Schaltmuster und die Anordnung der Elektroden in dem Verbinderstück zu beschreiben.
  • Es wird Bezug auf 15 genommen. Ein Paar von nach unten vorragenden Vorsprüngen 81 und 82 ist an beiden Seiten der Unterseite 801 des Verbinderstücks 80 ausgebildet. Vier Eingriffselemente 811, 812, 821 und 822 (zweite Gruppe von Eingriffsklauen) ragen an den Unterseiten dieser Vorsprünge 81 und 82 zur Innenseite hin vor.
  • Sechs Elektroden 831, 832, 833, 834, 835, 836 (zweite Anschlussgruppe) sind an der Unterseite 801 des Verbinderstücks 80 ausgebildet, und um jede Elektrode herum ist ein ringförmiges Rippenelement 841, 842, 843, 844, 845 und 846 ausgebildet. Wenn somit, wie unten beschrieben ist, das Verbinderstück 80 an dem Verbinder 70 angebracht wird, wird das Verbinderstück 80 in der Richtung des Pfeils Q geschoben, nachdem das Verbinderstück 80 nach unten über den Verbinder 70 geschoben wurde. Die Elektroden 831–836 sind jedoch in dieser Schieberichtung (in der Richtung des Pfeils Q) in zwei Reihen von Elektroden 831, 832 und 833 und Elektroden 834, 835 und 836 ausgebildet. Außerdem sind die Elektroden 831–836 in jeder Reihe in einem Winkel angeordnet, in eine Richtung versetzt, die die Schieberichtung (Richtung des Pfeils Q) des Verbinderstücks 80 kreuzt.
  • An der Unterseite des Verbinderstücks 80 sind weiterhin zwei Betätigungsstifte 837 und 838 bereitgestellt, um eine Schaltung zu schalten, welche die Wirkungen von statischer Elektrizität blockiert, wenn das Kabel 20 mit dem Vorrichtungskörper 10 verbunden wird. Wie unten mit Bezugnahme auf 17 beschrieben wird, ragen diese Betätigungsstifte 837 und 838 von der Unterseite 801 des Verbinderstücks vor, wenn das Verbinderstück 80 vom Verbinder 70 entfernt ist.
  • Wie in 16 gezeigt ist, sind die Eingriffsteile 71, 72, 73 und 74 (erste Gruppe von Eingriffsklauen), welche nach außen vorragen, auf den Seiten des Verbinders 70 des Vorrichtungskörpers 10 ausgebildet. Wenn daher, nachdem das Verbinderstück 80 nach unten über den Verbinder 70 derart angebracht wurde, dass die Vorsprünge 81 und 82 des Verbinderstücks 80 außerhalb der Eingriffsteile 71, 72, 73 und 74 des Verbinders 70 positioniert sind, und die Eingriffselemente 821 und 811 des Verbinderstücks 80 zwischen den Eingriffsteilen 71 und 72 beziehungsweise den Eingriffsteilen 73 und 74 positioniert sind, wird das Verbinderstück 80 derart in Richtung des Verbinders 70 geschoben, dass die Eingriffselemente 821 und 811 zwischen den Eingriffsteilen 71 und 72 beziehungsweise den Eingriffsteilen 73 und 74 hindurchgehen. Dies ist die erste Betätigung, um das Verbinderstück 80 mit dem Verbinder 70 zu verbinden. Dann wird das Verbinderstück 80 in Richtung des Pfeils Q (in der Anbringungsrichtung für das Verbinderstück 80, die Richtung von sechs Uhr nach zwölf Uhr des Vorrichtungskörpers 10) geschoben, und die Eingriffselemente 821 und 811 werden unterhalb der Eingriffsteile 71 beziehungsweise 73 gesetzt. Die Eingriffselemente 822 und 812 werden ebenso unterhalb der Eingriffsteile 72 beziehungsweise 74 gesetzt. Dies ist die zweite Betätigung, um das Verbinderstück 80 mit dem Verbinder 70 zu verbinden. Folglich halten die Eingriffselemente 811, 821, 812 und 822 die Eingriffsteile 71, 72, 73 und 74 an der Unterseite 801 des Verbinderstücks 80, und das Verbinderstück 80 kann in leichter und verlässlicher Weise mit dem Verbinder 70 verbunden werden.
  • Es sollte auch beachtet werden, dass die Anschlüsse 751–756, wie die Elektroden 831–836, in zwei Reihen von Anschlüssen 751, 752 und 753 und von Anschlüssen 754, 755 und 756 in der Schieberichtung des Verbinderstücks 80 (der Richtung des Pfeils Q) gebildet werden. Jede dieser Reihen der Anschlüsse 751–756 ist, wie die Elektroden 831–836, in einem Winkel angeordnet, in die Richtung versetzt, die die Schieberichtung (Richtung des Pfeils Q) des Verbinderstücks 80 kreuzt. Wenn das Verbinderstück 80 an den Verbinder 70 angebracht ist, sind deshalb die sechs Anschlüsse 751–756 jeweils mit den sechs Elektroden 831–836 elektrisch verbunden, und das Messergebnis der Sensoreinheit 30 kann dem Vorrichtungskörper 10 über das Kabel 20 eingegeben werden.
  • Es sollte auch beachtet werden, dass sich nicht entsprechende Anschlüsse 751–756 und Elektroden 831–836 sich sogar dann nicht berühren, wenn das Verbinderstück 80 über den Verbinder 70 geschoben wird, da die Anschlüsse 751–756 und die Elektroden 831–836 in zwei Reihen in der Schieberichtung des Verbinderstücks 80 angeordnet sind, und die Positionen zwischen jedem der Anschlüsse und jeder der Elektroden in einer Richtung diagonal versetzt sind, welche diese Schieberichtung kreuzt. Darüber hinaus tritt ein Kurzschluss zwischen Anschlüssen und zwischen Elektroden sogar dann nicht leicht auf, wenn Wasser zwischen das Verbinderstück 80 und den Verbinder 70 dringt, weil die Anschlüsse und Elektroden sogar dann voneinander getrennt werden können, wenn der Bereich des Verbinders 70 begrenzt ist. Darüber hinaus wird sogar dann kein Kriechen zwischen Anschlüssen und Elektroden mit unterschiedlichem Potential auftreten, wenn Wasser zwischen das Verbinderstück 80 und den Verbinder 70 dringt, weil die Anschlüsse 752, 754 und 756 und die Elektroden 832, 834 und 836, an welchen die Betriebsspannung angelegt wird, insbesondere an getrennten Positionen angeordnet sein können. Folglich wird keine Überspannung an die LED 31 oder den Phototransistor 32 angelegt werden.
  • Wenn das Verbinderstück 80 vom Verbinder 70 getrennt wird, wird das Verbinderstück 80 in die entgegengesetzte Richtung in die Richtung des Pfeils R geschoben. Folglich kehren die Eingriffselemente 821, 811 zu den Positionen zwischen den Eingriffsteilen 71 und 72 beziehungsweise den Eingriffsteilen 73 und 74 zurück. Dann kann das Verbinderstück 80 in einfacher und verlässlicher Weise von dem Verbinder 70 entfernt werden, indem einfach das Verbinderstück 80 hochgehoben wird.
  • Der Eingriffsmechanismus 700 ist somit derart gebildet, dass das Verbinderstück 80 in Eingriff mit dem Verbinder 70 ist und an diesem gehalten ist, wenn das Verbinderstück 80 über den Verbinder 70 geschoben wird. Dieser Eingriffszustand wird gelöst, wenn das Verbinderstück 80 von diesem Zustand aus in die entgegengesetzte Richtung (die Richtung des Pfeils R) geschoben wird. Der derart ausgebildete Eingriffsmechanismus ist sogar dann in verlässlicher Weise in Eingriff, wenn wenige Teile verwendet werden.
  • Konfiguration des Anschlagsmechanismus
  • Wie 16 zeigen wird, sind die durchgehenden vertikalen Flächen 711, 721, 731 und 741 bei Betrachtung von der Seite an den Seiten der Eingriffsteile 71–74 in der Richtung des Pfeils Q ausgebildet. Man beachte, dass die vertikale Fläche 741 in 16 nicht sichtbar ist. Dann, wenn das Verbinderstück 80 an dem Verbinder 70 angebracht wird, wird daher das Verbinderstück 80 in die Richtung des Pfeils Q bei der zweiten Betätigung geschoben, die Eingriffselemente 811, 812, 821 und 822 berühren jeweils die vertikalen Flächen 731, 741, 711 und 721, womit sie das Verbinderstück 80 in der an den Verbinder 70 angebrachten Position stoppen. Die vertikalen Flächen 711, 721, 731 und 741 funktionieren deshalb als ein erster Anschlag für das Verbinderstück 80.
  • Wenn umgekehrt das Verbinderstück 80 in die Richtung des Pfeils R zur Entfernung vom Verbinder 70 geschoben wird, berühren die Eingriffselemente 811, 821 die Rückseiten der vertikalen Flächen 741 und 721 der Eingriffsteile 74 und 72, womit sie das Verbinderstück 80 in der ursprünglichen Position an dem Verbinder 70 stoppen. Deshalb funktionieren die Rückseiten der vertikalen Flächen 721 und 741 als zweite Anschläge für das Verbinderstück 80.
  • Außerdem kann der Benutzer in einfacher Weise das Verbinderstück 80 sogar dann mit dem Verbinder 70 verbinden und von diesem trennen, wenn der Benutzer diese nicht sehen kann. Der Verbinder 70 und andere Teile werden auch nicht beschädigt werden, weil der Benutzer nicht versehentlich zuviel Kraft ausüben kann.
  • Aufbau von Anschlüssen und Elektroden
  • In dem Verbinder 70 sind die Anschlüsse 751–756 jeweils im Inneren der Löcher 761, 762, 763, 764, 765 und 766 in dem Verbinder 70 ausgebildet. Ein Querschnitt durch die Stelle, an welcher die Anschlüsse 753 und 756, der Betätigungsstift 838 und die Elektroden 833 und 836 ausgebildet sind, ist in 17 gezeigt.
  • Wie in 17 gezeigt ist, ist das Verbinderstück 80 derart aufgebaut, dass das Abdeckelement 806 das Außengehäuse 805 bedeckt, in welchem die Leiterplatte 85 untergebracht sein kann. Die Löcher 863 und 866 sind in dem Abdeckelement 806 ausgebildet und die ringförmigen Rippenelemente 843 und 846 sind um den offenen Rand an der Unterseite der Löcher ausgebildet. Die Elektroden 833 und 836 sind im Inneren der Löcher 863 und 866 angeordnet. Die Elektrode 833 ist durch die Schraube 881 gesichert und die Elektrode 836 ist zwischen der Leiterplatte 85 und dem Abdeckelement 806 gesichert. Eine wasserdichte Dichtung 873 und 876 ist ebenfalls an die Elektroden 833 und 836 angebracht. Die Elektroden 833 und 836 sind elektrisch mit dem Schaltungsmuster der Leiterplatte 85 verbunden, welche im Inneren des Verbinderstücks 80 angeordnet ist. Diese elektrische Struktur ist auch für die Elektroden, außer den Elektroden 833 und 836, d. h. für die Elektroden 831, 832, 834 und 835 die gleiche. Man beachte, dass der Draht von Kabel 20 auch durch Verlötung mit dem Schaltungsmuster der Leiterplatte 85 elektrisch verbunden ist.
  • Klickmechanismuskonfiguration
  • Der Verbinder 70 ist mit der Ausnehmung aufgebaut, welche darin durch das Abdeckelement 706 abgedeckt ist. Die Löcher 763 und 766 sind in dem Abdeckelement 706 ausgebildet. Im Inneren dieser Löcher 763 und 766 sind die Anschlüsse 753 und 756 als einziehbare Stifte angeordnet, deren Spitze aus den Löchern 763 und 766 vorragen. Eine Schraubenfeder 773 und 776 ist an dem Flansch 783 und 786 angeordnet, welcher an dem Ansatzende jedes Anschlusses 753 und 756 ausgebildet ist. Weiterhin werden die Anschlüsse 753 und 756 durch die Schraubenfedern 773 und 776 in die Austrag-Richtung aus den Löchern 763 und 766 geschoben. Da jedoch der Außendurchmesser von Flansch 783 und 786 größer als der Innendurchmesser der Löcher 763 und 766 ist, werden die Anschlüsse 753 und 756 nicht aus den Löchern 763 und 766 herausrutschen. Diese Anschlussstruktur ist auch für die Anschlüsse, ausgenommen den Anschlüssen 753 und 756, d. h. für die Anschlüsse 751, 752, 754 und 755 die gleiche.
  • Bei einer Anschlussstruktur, die derart ausgebildet ist, bewegen sich die Anschlüsse 753 und 756 über die ringförmigen Wulstelemente 843 und 846 des Verbinderstücks 80, während sie durch die Schraubenfedern 773 und 776 zurückgedrückt werden und berühren sicher die Elektroden 833 und 836, weil das Verbinderstück 80 über den Verbinder 70 geschoben wird, wenn das Verbinderstück 80 an den Verbinder 70 angebracht wird. Da eine Klickkonfiguration durch Verwendung der ringförmigen Wulstelemente 843 und 846, der Anschlüsse 753 und 756 und der Schraubenfedern 773 und 776 erreicht wird, kann das Verbinderstück 80 in verlässlicher Weise mit dem Verbinder 70 verbunden werden. Man beachte, dass es, um eine Klickkonfiguration diesen Typs zu erreichen, auch möglich ist, Anschlüsse unter Verwendung von einziehbaren Stiften auf der Seite des Verbinderstücks 80 vorzusehen, und ringförmige Wulstelemente an dem Verbinder 70 bereitzustellen, was die zur vorliegenden Ausführungsform gegenteilige Anordnung bedeutet.
  • Konfiguration des Schaltmechanismus
  • Ein Loch 868 ist ebenso in dem Abdeckelement 806 des Verbinderstücks 80 ausgebildet und der Betätigungsstift 838 ist in diesem Loch 868 angeordnet. Dieser Betätigungsstift 838 ist derart in das Innere des Lochs einziehbar angeordnet, dass die Spitze desselben aus dem Loch 868 hervorragt. Eine Blattfeder-Schaltfeder 88 ist an dem Flansch 898 angeordnet, welcher an dem Ansatz des Betätigungsstiftes 838 ausgebildet ist. Die Feder 88 schiebt den Betätigungsstift 838 mittels dem Ende 885 desselben in die Ausrag-Richtung aus dem Loch 868. Da jedoch der Außendurchmesser des Flansches 898 größer als der Innendurchmesser des Lochs 868 ist, wird der Betätigungsstift 838 nicht aus dem Loch 868 herausrutschen. Die Schaltfeder 88 ist mit ihrem Ansatz befestigt, welcher durch die Schraube 881 an der Oberseite des Betätigungsstifts 838 gehalten ist, und ist somit elektrisch mit der Elektrode 833 verbunden.
  • In 18 umfasst das Ende 885 der Schaltfeder 88 das Kontaktteil 886, um den Ansatz des Betätigungsstiftes 838 zu berühren, und der Kontakt 887 ist an dem Teil ausgebildet, welches von dort zu der Seite verläuft. Dieser Kontakt 887 ist elektrisch mit dem Schaltungsmuster 852 der Leiterplatte 85 verbunden. Dieses Schaltungsmuster 852 ist zwischen dem ersten Kondensator C1 und der Elektrode 833 eingefügt, was nicht in der Figur gezeigt ist.
  • Wenn das Verbinderstück 80 nicht an dem Verbinder 70 angebracht ist, wird deshalb der Betätigungsstift 838 durch die Schaltfeder 88 gedrückt, und das Ende ragt aus dem Loch 868 hervor, wie in 17 gezeigt ist. Weiterhin ist in diesem Zustand der Kontakt 887 der Feder 88 elektrisch mit dem Schaltungsmuster 852 der Leiterplatte 85 verbunden. Genauer gesagt schließt der erste Schalter SW1 in Verbindung mit der Bewegung des Betätigungsstiftes 838, welche durch den Pfeil in 14 gezeigt ist und der erste Kondensator C1 wird mit der LED 31 elektrisch parallel geschaltet. Sogar dann, wenn eine durch statische Elektrizität verursachte hohe Potenzialladung die Elektroden 832 und 833 berührt, wird die Ladung folglich bei dem ersten Kondensator C1 gespeichert, und die LED 31 wird nicht beschädigt.
  • Wenn das Verbinderstück 80 an den Verbinder 70 angebracht wird, bewegt sich der Betätigungsstift 838 in die Richtung in das Loch 868, wie durch die Punkt-Punkt-Strich-Linie in 17 gezeigt ist, und die Schaltfeder 88 wird verformt, wie durch die Punkt-Punkt-Strich-Linie gezeigt ist. Wenn die Schaltfeder 88 so verformt ist, hebt sich der Kontakt 887 von dem Schaltungsmuster 852 der Leiterplatte 85 ab und die elektrische Verbindung wird getrennt. Genau gesagt ist der erste Schalter SW1 in 14 dann offen, wenn das Verbinderstück 80 an den Verbinder 70 angebracht ist, und eine Schaltungskonfiguration, welche in der Lage ist, den Puls zu messen, wird hergestellt. Außerdem wird dann, wenn eine Ladung bei dem ersten Kondensator C1 gespeichert ist, die Ladung sogar dann nicht durch die Elektroden 832 und 833 und die Anschlüsse 752 und 753 entladen werden und die in dem Verbinder 70 und in dem Vorrichtungskörper 10 enthaltenen Schaltungen werden nicht beschädigt werden.
  • Während diese Schaltkonfiguration einfach ist, führt sie in verlässlicher Weise die Anbringungsbetätigung des Verbinderstücks 80 an den Verbinder 70.
  • Es sollte auch beachtet werden, dass ein Schaltmechanismus dieser Konfiguration auch für den Phototransistor 32 ausgebildet ist, wie er in 14 gezeigt ist. Wie aus 18 verstanden werden wird, umfasst die Konfiguration dieses Schaltmechanismus, ähnlich dem Schaltmechanismus für die LED 31, einen Betätigungsstift 837 und eine Schaltfeder 89, weshalb eine weitere Beschreibung desselben deshalb unten weggelassen ist.
  • Konfiguration der Verbinderabdeckung
  • 19 wird verwendet, um die Konfiguration der Verbinderabdeckung 90 zu beschreiben, welche anstelle des Verbinderstücks 80 an den Verbinder 70 angebracht wird, wenn das Kabel 20 und die Sensoreinheit 30 von der am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 abgenommen sind, und die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 als reguläre Armbanduhr verwendet wird. Da die Verbinderabdeckung 90, anders als das Verbinderstück 80, keine Elektroden, keine Sensorschaltung und kein Kabel erfordert, ist die Verbinderabdeckung 90 insgesamt dünner, und ist derart gestaltet, dass sie bei Anbringung an den Verbinder 70 nicht die äußere Erscheinung beeinträchtigt. Die Struktur, durch welche die Verbinderabdeckung 90 an den Verbinder 70 angebracht wird, ist jedoch die gleiche, wie jene des Verbinderstücks 80. Genaue gesagt ist ein Paar von nach unten vorragenden Vorsprüngen 91 und 92 an beiden Seiten der Unterseite 901 der Verbinderabdeckung 90 ausgebildet. Vier Eingriffselemente 911, 912, 921 und 922 (zweite Gruppe von Eingriffsklauen) ragen an den Böden dieser Vorsprünge 91 und 92 nach innen vor. Die ringförmigen Wulstelemente 941–946, welche mit den Anschlüssen 751–756 einen Klickmechanismus bilden, sind an der Unterseite 901 bei den Positionen ausgebildet, bei welchen die Anschlüsse 751–756 des Verbinders 70 angeordnet sind.
  • Bei dem Verbinderstück 80 wird dann, wenn das Verbinderstück 90 an den Verbinder 70 angebracht wird, nachdem die Verbinderabdeckung 90 nach unten über den Verbinder 70 angebracht wird, so dass die Eingriffselemente 921 und 911 der Verbinderabdeckung 90 zwischen den Eingriffsteilen 71 und 72 beziehungsweise den Eingriffsteilen 73 und 74 positioniert sind, die Verbinderabdeckung 90 derart in Richtung Verbinder 70 geschoben, dass die Eingriffs elemente 921 und 911 zwischen den Eingriffsteilen 71 und 72 beziehungsweise den Eingriffsteilen 73 und 74 hindurchgehen. Weiterhin wird die Verbinderabdeckung 90 dann in die Richtung des Pfeils Q (die Richtung von sechs Uhr nach zwölf Uhr des Vorrichtungskörpers 10) geschoben, und die Eingriffselemente 921, 911 werden unterhalb der Eingriffsteile 71 und 73 gesetzt. Die Eingriffselemente 922 und 912 sind ebenfalls unterhalb der Eingriffsteile 72 und 74 gesetzt. Folglich halten die Eingriffselemente 921, 922, 911 und 912 die Eingriffsteile 71, 72, 73 und 74 an der Unterseite 901 der Verbinderabdeckung 90. Weiterhin laufen die Anschlüsse 751–756 des Verbinders 70 über die ringförmigen Wulstelemente 941–946 hinweg, welche eine Klickkraft aufweisen. Die Verbinderabdeckung 90 ist somit an den Verbinder 70 angebracht.
  • Betätigung
  • Die Betätigung der derart ausgebildeten am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 ist unten kurz mit Bezugnahme auf 1 und 8 beschrieben.
  • Als erstes wird auf 1 Bezug genommen. Wenn die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 als herkömmliche Armbanduhr verwendet wird, wird der Vorrichtungskörper 10 durch das Armband 12 am Arm gehalten, wobei das Kabel 20 und die Sensoreinheit 30 von dem Verbinder 70 des Vorrichtungskörpers 10 entfernt sind. Zu dieser Zeit wird die in 19 gezeigte Verbinderabdeckung 90 an den Verbinder 70 angebracht, womit die äußere Erscheinung verbessert und der Verbinder 70 geschützt wird.
  • Wenn unter Verwendung der am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 während des Laufens die Pulsrate gemessen wird, ist das Verbinderstück 80 an den Verbinder 70 so angebracht, dass es das Kabel 20 mit dem Vorrichtungskörper 10 verbindet. Der Vorrichtungskörper 10 ist dann unter Verwendung des Armbands 12 an dem Arm befestigt. Die Sensoreinheit 30 (Glasplatte 304 der optischen Einheit 300) ist dann durch das Sensorsicherungsband 40 dicht an dem Finger befestigt, und der Läufer geht laufen.
  • Wenn, wie in 8 gezeigt ist, in diesem Zustand Licht von der LED 31 zu dem Finger emittiert wird, erreicht das Licht die Blutgefäße, wobei ein Teil des Lichts durch das Hämoglobin im Blut absorbiert und ein Teil reflektiert wird. Das von den Blutgefäßen in dem Finger reflektierte Licht wird durch den Phototransistor 32 erfasst und die Veränderung in der erfassten Lichtmenge entspricht den Änderungen des Blutvolumens, welche aus dem Blutpuls resultieren. Genau gesagt ist das reflektierte Licht dann schwach, wenn das Blutvolumen groß ist. Wenn das Blutvolumen abnimmt, wird das reflektierte Licht stärker. Folglich kann die Pulsrate usw. durch Überwachung der Änderung der reflektierten Lichtintensität mit dem Phototransistor 32 erfasst werden. Um zu einer derartigen Erfassung zu gelangen, wird das Signal, welches von dem Phototransistor 32 der Sensoreinheit 30 eingegeben wird, zu einem digitalen Signal konvertiert, und wird, wie in 12 gezeigt ist, die Pulsanzahl durch die Datenverarbeitungsschaltung 50 berechnet, indem an diesem digitalen Signal Frequenzanalysen oder andere Analysen ausgeführt werden. Die von dieser Berechnung erhaltene Pulsanzahl wird dann an der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 angezeigt. Die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 funktioniert kurz gesagt als eine Pulswellenmessvorrichtung.
  • Es wird erneute auf 8 Bezug genommen. Ein Teil des von der LED 31 emittierten Lichts läuft durch den Finger und erreicht die Blutgefäße, wie durch den Pfeil C gezeigt ist. Das von dem Hämoglobin im Blut reflektierte Licht läuft zum Phototransistor 32 zurück, wie durch den Pfeil D gezeigt ist. Die durch diesen Weg erfasste Lichtmenge ist die "Bioreflektion". Ein Teil des von der LED 31 emittierten Lichts wird auch an der Fingerfläche reflektiert, wie durch den Pfeil E gezeigt ist, und läuft zum Phototransistor 32 zurück. Die durch diesen Weg erfasste Lichtmenge ist die Hautreflektion. Ein Teil des von der LED 31 emittierten Lichts und ein Teil des von den Blutgefäßen reflektierten Lichts wird absorbiert oder im Inneren des Fingers gestreut, wie durch die Pfeile F und G gezeigt ist, und erreicht den Phototransistor 32 nicht.
  • Die Sensoreinheit 30 verwendet die LED 31 mit einem Emissionswellenlängen bereich von 350 nm bis 600 nm und den Phototransistor 32 mit einem Erfassungswellenlängenbereich von 300 nm bis 600 nm. Weiterhin werden die biologischen Daten auf Grundlage der Erfassungsergebnisse in dem Überlappungswellenlängenbereich von ca. 300 nm bis ca. 600 nm ausgedrückt. Bei Verwendung einer derartigen Sensoreinheit 30 erreicht das Licht in dem Wellenlängenbereich unterhalb von ca. 700 nm, welches in dem Außenlicht enthalten ist, den Phototransistor 32 (Photodetektor) unter Verwendung des Fingers als einen optischen Leiter nicht, und nahezu das gesamte Licht unterhalb 300 nm wird durch die Hautoberfläche absorbiert. Folglich werden die Erfassungsergebnisse nicht durch das Außenlicht beeinflusst, und die biologischen Daten können aus den Erfassungsergebnissen in dem Wellenlängenbereich von ca. 300 nm bis ca. 600 nm allein auf Grundlage des Lichts von dem Emitter gemessen werden. Da die Pulsinformation ohne Beeinflussung durch Außenlicht erhalten wird, sollte beachtet werden, dass es möglich ist, für die LED 31 eine Vorrichtung mit einem Emissionswellenlängenbereich von 300 nm bis 700 nm zu verwenden, und als Phototransistor 32 eine Vorrichtung mit einem Erfassungswellenlängenbereich unterhalb 700 nm zu verwenden.
  • Wirkungen dieser Ausführungsform
  • Da der Vorrichtungskörper 10 einen Drehanschlag 108 bei einem anatomisch idealen Winkel von ca. 115° zum Boden 119 umfasst, wird sich bei der am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 eine am Handgelenk getragene Vorrichtung gemäß der vorliegenden oben beschriebenen Erfindung der Drehanschlag 108 von der Seite L2 des Handgelenks L aus nicht hochbewegen und der Boden 119 wird sich nicht weiter von der Oberseite L1 des Handgelenks L wegbewegen, und zwar selbst dann nicht, wenn der Vorrichtungskörper 10 in die Richtung des Pfeils A oder Pfeils B geschoben wird, wie mit Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde. Deshalb kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 immer einfach durch leichtes Beugen des Ellbogens betrachtet werden, da der Vorrichtungskörper 10 sogar dann nicht verrutschen wird, wenn der Benutzer mit einer am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1, welche am Arm getragen wird, laufen geht. Darüber hinaus wird es nicht durch Schweißbildung feucht, da der Vorrichtungskörper 10 nicht um das ganze Handgelenk herum dicht anliegt, und ein teilweiser Spalt zu der Fläche des Handgelenks L vorhanden ist. Darüber hinaus wird eine Drehung nur an zwei Stellen auf einer Seite um das Handgelenk durch den Boden 119 und den Drehanschlag 108 gesteuert. Folglich berühren der Boden 119 und der Drehanschlag 108 sogar dann sicher den Arm, wenn der Arm dünn ist, und die Drehanschlagswirkung wird zuverlässig erreicht. Und wenn der Arm dick ist, gibt es kein beengendes Gefühl. Darüber hinaus kann der Drehanschlag 108 integral als eine Erweiterung des Uhrengehäuses 11 ausgebildet sein. Folglich kann eine unnötigte Drehung des Vorrichtungskörpers 10 in zuverlässiger Weise kostengünstig und ohne, dass der Komfort beeinträchtigt wird, verhindert werden, indem durch einfaches die Gestalt des Vorrichtungskörpers 10 in einer am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verbessert wird.
  • Da ein Verbindermittel, der Verbinder 70 und das Verbinderstück 80 für das von der Sensoreinheit 30 wegführende Kabel 20 bereitgestellt ist, wobei dieses Kabel 20 mit dem Vorrichtungskörper 10 verbunden und von dem Vorrichtungskörper 10 getrennt werden kann, kann sie, falls die Sensoreinheit 30 und das Kabel 20 von dem Vorrichtungskörper 10 entfernt sind, darüber hinaus als reguläre Armbanduhr verwendet werden und ist somit zweckmäßig.
  • Da der Verbinder 70 in dem Flächenelement an der Stelle ausgebildet ist, welche dem Drehanschlag 108 entspricht, kann darüber hinaus der Teil, der zur Bereitstellung des Drehanschlags 108 erweitert ist, direkt als Verbinder 70 verwendet werden. Es ist deshalb nicht notwendig, externe Vorsprünge an dem Vorrichtungskörper 10 vorzusehen. Da der Verbinder 70 in der Sechs-Uhr-Richtung auf einer Armbanduhr positioniert ist, liegt der Verbinder 70 dann, wenn der Vorrichtungskörper 10 am Arm getragen wird, darüber hinaus auf der bei Betrachtung durch den Benutzer vorderen Seite und die Bedienung ist einfach. Da der Verbinder 70 nicht von dem Vorrichtungskörper 10 in der Drei-Uhr-Richtung auf der Armbanduhr vorragt, kann darüber hinaus der Benutzer während des Laufens das Handgelenk frei bewegen, und der Handrücken wird sogar dann den Verbinder 70 nicht berühren, wenn der Läufer während des Laufens hinfällt. Es ist deshalb für den Benutzer sicher und der Verbinder 70 wird nicht beschädigt werden. Da der Verbinder 70 und das Verbinderstück 80 durch einen Eingriffsmechanismus verbunden sind, wird darüber hinaus das Kabel 20 während des Laufens nicht versehentlich getrennt werden.
  • Während das Verbinderstück 80 an den Verbinder 70 angebracht ist, indem es über den Verbinder 70 aus der Sechs-Uhr-Richtung in die Zwölf-Uhr-Richtung auf einer Armbanduhr geschoben wird, verläuft weiterhin die auf den Vorrichtungskörper 10 zu dieser Zeit ausgeübte Kraft in eine. Richtung, durch welche der Vorrichtungskörper als Folge des Drehanschlags 108 schwieriger dreht. Da der Vorrichtungskörper 10 nicht um das Handgelenk dreht, wenn das Verbinderstück 80 angebracht ist, ist somit die Anbringung einfach.
  • In einer am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist darüber hinaus ein horizontal langes Uhrengehäuse 11 für den Vorrichtungskörper 10 bereitgestellt. Weiterhin ist ein Armband 12 mit diesem Uhrengehäuse 11 an einer Position verbunden, welche in der Drei-Uhr-Richtung versetzt ist. Wenn die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 an dem linken Handgelenk durch das Armband 12 gehalten wird, ist, wie in 1 und 3 gezeigt ist, kein großer Vorsprung in der Drei-Uhr-Richtung vorhanden. Der Komfort ist deshalb gut, weil z. B. das Handgelenk frei gebeugt werden kann, obwohl ein horizontal langes Uhrengehäuse 11 verwendet wird. Darüber hinaus wird, falls der Benutzer hinfällt, der Handrücken nicht das Uhrengehäuse 11 treffen, da kein großer Vorsprung in der Drei-Uhr-Richtung vorhanden ist. Da der große in der Neun-Uhr-Richtung positionierte Vorsprung 101 außerdem dicht an der Fläche des Arms auf der Seite des Ellenbogens gelagert ist, ist die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 stabil. Es ist deshalb sogar dann nicht notwendig, ein unnötig breites Armband 12 zu verwenden, wenn ein in horizontaler Richtung langes Uhrengehäuse 11 verwendet wird.
  • Der Vorrichtungskörper 10 kann dünn ausgeführt werden, weil die Batterie 59 und die piezoelektrische Vorrichtung 58 im Inneren des Uhrengehäuses 11, unter der Ausnutzung der Tatsache, dass das Uhrengehäuse 11 in horizontaler Richtung lang ist, nebeneinander in der Drei-Uhr- und der Neun-Uhr-Richtung positioniert sind. Da die Batterie 59 und die piezoelektrische Vorrichtung 58 voneinander versetzt sind, kann der Benutzer darüber hinaus die Batterie 59 in einfacher Weise auswechseln, indem er die Batterieabdeckung 118 entfernt.
  • Darüber hinaus ist der Schwerpunkt G in der Drei-Uhr- und der Neun-Uhr-Richtung in die Drei-Uhr-Richtung versetzt, und das Armband 12 ist auf der Seite angebracht, zu welcher hin dieser Schwerpunkt versetzt ist. Folglich kann der Vorrichtungskörper 10 stabil am Arm getragen werden.
  • Außerdem liegt der Emissionswellenlängenbereich der LED 31 in der am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform in dem Bereich von 350 nm bis 600 nm, und der Erfassungswellenlängenbereich des Phototransistors 32 weist den Hauptempfindlichkeitsbereich von 300 nm bis 600 nm auf. Andererseits liegt der Erfassungswellenlängenbereich dann in dem Bereich von 400 nm bis 550 nm, wenn eine Einheit als Phototransistor 32 verwendet wird, welche ein Element und einen Filter kombiniert. Sogar dann, wenn die Pulswelle unter Verwendung eines einfachen Lichtschirms gemessen wird, wie er in 1 und in 7 gezeigt ist, erreicht deshalb Licht mit einer Wellenlänge unterhalb 700 nm, welches in dem Außenlicht enthalten ist und den Finger als einen optischen Leiter durchwandert, den Phototransistor 32 (Photodetektor)nicht. Weiterhin durchwandert nur Licht in dem Wellenlängenbereich, welches das Erfassungsergebnis nicht beeinflusst, den Finger als ein optischer Leiter. Da sich die Wirkung von Außenlicht sogar dann nicht auf die Pulswellenerfassungsergebnisse auswirkt, wenn Außenlicht den freiliegenden Teil des Fingers kontaktiert, kann folglich eine Sensoreinheit 30 verwendet werden, welche den Detektor mittels eines schmalen Sensorsicherungsbandes 40 blockiert. Wenn die Sensoreinheit 30 wie in der vorliegenden Ausführungsform klein ist, gibt es somit kein Stören beim Laufen, da die Hand sogar mit der an dem Fingeransatz getragenen Sensoreinheit 30 geschlossen werden kann. Da das Kabel 20 gekürzt werden kann, wenn die Sen soreinheit 30 an dem Fingeransatz getragen wird, wird das Kabel 20 darüber hinaus nicht während des Laufens im Weg umgehen. Die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist deshalb zur Messung derartiger Dinge, wie die Pulsanzahl, während des Laufens geeignet.
  • Wenn die Temperaturverteilung von der Handfläche bis zur Fingerspitze gemessen wird, fällt darüber hinaus dann, wenn es kalt ist, die Temperatur der Fingerspitze schnell, während der Abfall der Temperatur an dem Fingeransatz relativ klein ist. Mit anderen Worten gibt es dann, wenn es kalt ist, keinen starken Abfall im Kreislauf an dem Fingeransatz. Falls die Sensoreinheit 30 an dem Fingeransatz getragen wird, kann deshalb die Pulsrate sogar dann in zuverlässliger Weise gemessen werden, wenn man an einem kalten Tag draußen läuft.
  • Das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) des Pulssignals ist darüber hinaus auf Grundlage der Blutvolumenänderung hoch, da die Pulswelleninformation unter Verwendung von Licht in dem Wellenlängenbereich von ca. 300 nm bis ca. 700 nm erhalten wird.
  • Die Gründe hierfür werden unten beschrieben.
  • Der Grund, warum die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 nicht in einfacher Weise durch Außenlicht beeinflusst wird, wird zuerst mit Bezugnahme auf 20A beschrieben. In 20A wird das Verhältnis zwischen optischer Wellenlänge und dem optischen Transmissionsgrad beschrieben. In dieser Figur bezeichnet die Linie a die Transmissionsgradcharakteristik bei Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm. Die Linie b bezeichnet die Transmissionsgradcharakteristik bei Licht mit einer Wellenlänge von 300 nm. Die Linie c bezeichnet die Transmissionsgradcharakteristik bei Licht mit einer Wellenlänge von 500 nm. Die Linie d bezeichnet die Transmissionsgradcharakteristik bei Licht mit einer Wellenlänge von 700 nm und Linie e die Transmissionsgradcharakteristik bei Licht mit einer Wellenlänge von 1 μm. Wie aus dieser Figur ersichtlich wird, wird auf einen Teil des Fingers einfallendes Außenlicht, welches nicht durch das Sensorsicherungsband 40 abgedeckt ist, nicht den Finger zum Phototransistor 32 hin durchwandern, wie durch die gepunktete Linie X in 8 gezeigt ist, da Licht in dem Wellenlängenbereich von unterhalb 700 nm, welches in der Außenbeleuchtung enthalten ist, nicht dazu neigt, in einfacher Weise den Finger zu durchwandern. Da dann, wenn wie in dieser Ausführungsform Licht unterhalb 700 nm als das Erfassungslicht verwendet wird, die Wirkungen von Außenlicht dadurch unterdrückt werden können, dass einfach der kleinste notwenige Bereich des Fingers abgedeckt wird, anstatt einen großen Bereich abzudecken, kann somit die am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform draußen verwendet werden. Da nahezu das gesamte Licht in dem niedrigen Wellenlängenbereich unterhalb 300 nm an der Oberfläche der Haut absorbiert wird, sollte beachtet werden, dass der tatsächliche Erfassungswellenlängenbereich sogar dann 300 nm–700 nm beträgt, wenn der Erfassungswellenlängenbereich einfach unterhalb 700 nm liegt.
  • Andererseits wird der Erfassungswellenlängenbereich, wie in 21 gezeigt ist, von 350 nm bis 1200 nm reichen, wenn eine LED mit einer Emissionsspitze nahe 880 nm und ein Siliziumphototransistor verwendet werden. Deshalb können leicht Erfassungsfehler auftreten, welche durch Schwankungen in dem Außenlicht verursacht werden, da bei einem herkömmlichen optischen System (Erfassungsvorrichtung) Außenlicht mit einer Wellenlänge von 1 μm in einfacher Weise den Finger als ein optischer Leiter durchwandert, und den Photodetektor erreicht, wie durch den Pfeil Y in 8 gezeigt ist, d. h. die Pulswelle wird auf Grundlage der Erfassungsergebnisse erfasst, welche durch das Licht erhalten werden, das durch die gepunktete Linie in 20A bezeichnet ist.
  • Als Nächstes wird der Grund für ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) in dem Pulssignal bei einer am Handgelenk getragenen Pulswellenmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezugnahme auf 20B beschrieben. 20B ist ein Graph, welcher die Beziehung zwi schen der optischen Wellenlänge und den Absorptionseigenschaften der verschiedenen Hämoglobine zeigt.
  • In 20B wird die Absorptionseigenschaft von nicht mit Sauerstoff verbundenem Hämoglobin durch die Kurve Hb gezeigt, und die Absorptionseigenschaft von mit Sauerstoff verbundenem Hämoglobin wird durch die Kurve HbO2 gezeigt. Wie diese Kurven zeigen, ist der Absorptionskoeffizient von Hämoglobin in dem Blut zu Licht einer Wellenlänge von 300 nm bis 700 nm groß und ist das Mehrfache bis ca. das Hundertfache des Absorptionskoeffizients bei herkömmlich erfasstem Licht von 880 nm Wellenlänge. Die Erfassungsrate (S/N-Verhältnis) des Pulses ist auf Grundlage der Blutvolumenveränderung deshalb hoch, weil der Erfassungswert in empfindlicher Weise mit der Blutvolumenänderung schwankt, wenn Licht in dem Wellenlängenbereich, für welchen der Absorptionskoeffizient hoch ist (300 nm–700 nm), auf Grundlage der Absorptionseigenschaften von Hämoglobin als das erfasste Licht verwendet wird.
  • Es sollte auch beachtet werden, dass eine GaP-LED mit einem Hauptemissionsbereich von 540 nm bis 570 nm, wie sie in 22 gezeigt ist, und ein GaP-Phototransistor mit einem Empfindlichkeitsbereich von 200 nm bis nahezu 700 nm, wie er in 23 gezeigt ist, ebenso als die optische Einheit verwendet werden können.

Claims (10)

  1. Am Handgelenk tragbare Vorrichtung (1), umfassend einen Vorrichtungskörper (10) mit einer Anzeigeeinheit (13) zur Anzeige von Information und mit einem Armband (12) zur Anbringung dieses Vorrichtungskörpers an dem Arm, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtungskörper umfasst: ein Hauptgehäuse (11) mit einem Bodenelement (119), welches dicht an der Oberseite (L1) des Handgelenks anliegen kann, und einen starren Drehanschlag (108), welcher integral mit dem Hauptgehäuse ausgebildet ist und von diesem in der Richtung von sechs Uhr an einer Armbanduhr weg verläuft, und welcher eine Drehung des Vorrichtungskörpers um das Handgelenk steuert, indem er die Seite (L2) des Handgelenks berührt, wobei der Vorrichtungskörper ein horizontal langes Hauptgehäuse umfasst, dessen Abmessung in der Drei-Uhr- und Neun-Uhr-Richtung der Armbanduhr länger als die Abmessung in der Sechs-Uhr- und Zwölf-Uhr-Richtung ist, und das Armband mit dem Hauptgehäuse bei einer Position verbunden ist, welche von der Mittelposition des Hauptgehäuses in der Richtung von Drei-Uhr und Neun-Uhr in die Drei-Uhr-Richtung versetzt ist.
  2. Am Handgelenk tragbare Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Drehanschlag bei einem Winkel innerhalb eines Bereichs von ca. 105° bis ca. 125° zu dem Bodenelement des Hauptgehäuses verläuft.
  3. Am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung, umfassend eine am Handgelenk tragbare Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, welche weiterhin in der Lage ist, Pulsinformation, wie etwa eine Pulsanzahl, an der Anzeige anzuzeigen und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: eine Sensoreinheit (30), von welcher eine Licht-emittierende Einheit (31) und ein Lichtrezeptor (32) zu einer Fingerfläche hinweisen; ein Kabel (20), welches von dieser Sensoreinheit weg verläuft, um Rezeptorergebnisse des Lichtrezeptors dem Vorrichtungskörper einzugeben; sowie eine Datenverarbeitungsschaltung (50), welche in dem Vorrichtungskörper enthalten ist, um die an der Anzeige anzuzeigende Pulsinformation auf Grundlage von Erfassungsergebnissen des Lichtrezeptors zu erhalten.
  4. Am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung nach Anspruch 3, welche ferner ein Verbindungsmittel (700) umfasst, das ermöglicht, dass das Kabel frei mit dem Vorrichtungskörper verbunden und von diesem getrennt werden kann.
  5. Am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel umfasst: einen Verbinder (70), umfassend eine erste Anschlussgruppe (751, 752, 753, 754, 755, 756) an der Oberfläche des Vorrichtungskörpers bei einem Teil desselben, welcher dem Drehanschlag entspricht; ein Verbinderelement (80), welches an dem Ende des Kabels ausgebildet ist und eine zweite Gruppe von Anschlüssen (831, 832, 833, 834, 835, 836) umfasst, die jeweils einen elektrischen Anschluss zu einem der Anschlüsse in der ersten Anschlussgruppe herstellen, wenn sie mit dem Verbinder verbunden sind; sowie einen Eingriffsmechanismus (71, 72, 73, 74, 81, 82), um das Verbinderelement an dem Verbinder zu halten, und zwar durch teilweises Ineingriffnehmen des Verbinderelements und des Verbinders.
  6. Am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher der Eingriffsmechanismus teilweise das Verbinderelement und den Verbinder in Eingriff nimmt, wenn das Verbinderelement über den Verbinder in der Richtung von sechs Uhr nach zwölf Uhr auf einer Armbanduhr geschoben wird.
  7. Am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch eine Verbinderabdeckung (90), welche in der Lage ist, anstelle des Verbinderelements mit dem Verbinder in Eingriff zu sein.
  8. Am Handgelenk tragbare Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtungskörper in dem Hauptgehäuse eine dünne Batterie (59) und ein flaches piezoelektrisches Element (58) umfasst, wobei das piezoelektrische Element und die Batterie flach im Inneren des Hauptgehäuses in der Richtung von drei Uhr und neun Uhr auf einer Armbanduhr angeordnet sind.
  9. Am Handgelenk tragbare Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher der Schwerpunkt des Vorrichtungskörpers in der Richtung von drei Uhr und neun Uhr auf einer Armbanduhr von der Mittelposition in dieser Richtung zur Drei-Uhr-Stellung hin versetzt ist.
  10. Am Handgelenk getragene Pulswellenmessvorrichtung, welche in der Lage ist, Pulsinformation, wie etwa eine Pulsanzahl, an der Anzeige anzuzeigen, und welche aus einer am Handgelenk tragbaren Vorrichtung nach Maßgabe eines der Ansprüche 1, 2, 8 und 9 hergestellt ist, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: eine Sensoreinheit (30), von welcher eine Licht-emittierende Einheit (31) und ein Lichtrezeptor (32) zu einer Fingerfläche hinweisen; ein Kabel (20), welches von dieser Sensoreinheit weg verläuft, um Rezeptorergebnisse des Lichtrezeptors dem Vorrichtungskörper einzugeben; und eine Datenverarbeitungsschaltung (50), welche in dem Vorrichtungskörper enthalten ist, um die an der Anzeige anzuzeigende Pulsinformation auf Grundlage von Erfassungsergebnissen des Lichtrezeptors zu erhalten.
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