JP2000041960A - 腕携帯機器 - Google Patents
腕携帯機器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 脈動と脈動の時間的間隔を連続的に測定で
き、体動ノイズがキャンセルでき、腕に強く押し付けな
くてもセンシングが可能で、温度変化の影響を受けな
い、さらに長時間のセンシングにも耐えうる、腕携帯型
への応用が可能な脈波センサを提供することを課題とす
る。 【解決手段】 皮膚表面と変位センサの間に熱を伝えな
い材質の皮膚表面に垂直方向にのみ移動可能な柱状突起
を備えた構造の脈波センサを備えた構成とする。
き、体動ノイズがキャンセルでき、腕に強く押し付けな
くてもセンシングが可能で、温度変化の影響を受けな
い、さらに長時間のセンシングにも耐えうる、腕携帯型
への応用が可能な脈波センサを提供することを課題とす
る。 【解決手段】 皮膚表面と変位センサの間に熱を伝えな
い材質の皮膚表面に垂直方向にのみ移動可能な柱状突起
を備えた構造の脈波センサを備えた構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、腕に装着して、
皮膚表面からの生体情報を検出する腕携帯機器に関す
る。
皮膚表面からの生体情報を検出する腕携帯機器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、健康に対する関心の高まりととも
に、身体に装着して簡易に生体情報をセンシングする携
帯機器が注目されている。図９は、従来の腕携帯機器の
断面図である。従来の腕携帯機器においては、シリコン
基板９１の一部を湿式プロセスにより薄肉化してダイヤ
フラム構造を形成し、薄肉化した部分９２に、ピエゾ抵
抗素子９３を複数個並べて形成した構造としていた。そ
のセンサを皮膚表面に押し付けることにより、動脈血管
を圧迫し動脈血管を楕円形に変形させ、血管の円周方向
に働く張力がセンサ方向には働かないようにする。これ
により血管内部の圧力すなわち血圧をピエゾ抵抗素子９
３の抵抗変化により感知していた。
に、身体に装着して簡易に生体情報をセンシングする携
帯機器が注目されている。図９は、従来の腕携帯機器の
断面図である。従来の腕携帯機器においては、シリコン
基板９１の一部を湿式プロセスにより薄肉化してダイヤ
フラム構造を形成し、薄肉化した部分９２に、ピエゾ抵
抗素子９３を複数個並べて形成した構造としていた。そ
のセンサを皮膚表面に押し付けることにより、動脈血管
を圧迫し動脈血管を楕円形に変形させ、血管の円周方向
に働く張力がセンサ方向には働かないようにする。これ
により血管内部の圧力すなわち血圧をピエゾ抵抗素子９
３の抵抗変化により感知していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の腕
携帯機器においては、下記の課題があった。 （１） 脈波の揺らぎを検出できない。 従来の腕携帯機器においては、一心拍ごとに血圧を測定
することを目的としていたため、脈動と脈動の時間的間
隔を連続して測定することはできなかった。 （２） 体動ノイズを拾う。
携帯機器においては、下記の課題があった。 （１） 脈波の揺らぎを検出できない。 従来の腕携帯機器においては、一心拍ごとに血圧を測定
することを目的としていたため、脈動と脈動の時間的間
隔を連続して測定することはできなかった。 （２） 体動ノイズを拾う。
【０００４】従来の腕携帯機器においては、皮膚に、変
位センサを備えたシリコン基板を直接当てる構成となっ
ていたため、被測定者が体を動かすと、その動きを変位
センサが拾ってしまう。よって、被測定者は測定中はじ
っと静止していなければならなかった。従って、脈波を
常時測定し続けることは不可能であった。 （３） 腕に強く押し付けなければセンシングしない。
位センサを備えたシリコン基板を直接当てる構成となっ
ていたため、被測定者が体を動かすと、その動きを変位
センサが拾ってしまう。よって、被測定者は測定中はじ
っと静止していなければならなかった。従って、脈波を
常時測定し続けることは不可能であった。 （３） 腕に強く押し付けなければセンシングしない。
【０００５】従来の腕携帯機器においては、血管を圧迫
することによる血圧測定をしていたので、センサを腕に
強く押し付けなければならなかった。従って、空気圧、
ばね等の力によってセンサを皮膚に押し付けていたが、
圧迫によって被測定者に不快感を与え、長時間の連続測
定には不向きであった。 （４） 製造コストがかかる。
することによる血圧測定をしていたので、センサを腕に
強く押し付けなければならなかった。従って、空気圧、
ばね等の力によってセンサを皮膚に押し付けていたが、
圧迫によって被測定者に不快感を与え、長時間の連続測
定には不向きであった。 （４） 製造コストがかかる。
【０００６】従来の腕携帯機器においては、シリコン基
板の一部を薄肉化してダイヤフラム構造を形成して変位
センサとして用いていたため、シリコンを薄肉化する工
程で湿式プロセスを必要とし、製造コストが高くなって
いた。 （５） 温度の影響を受ける。 従来の腕携帯機器においては、温度特性を持つ変位セン
サ素子を直接皮膚に密着させる構造となっていたため、
体温および外気温の変動による影響を直接受けて、正確
な測定ができなかった。
板の一部を薄肉化してダイヤフラム構造を形成して変位
センサとして用いていたため、シリコンを薄肉化する工
程で湿式プロセスを必要とし、製造コストが高くなって
いた。 （５） 温度の影響を受ける。 従来の腕携帯機器においては、温度特性を持つ変位セン
サ素子を直接皮膚に密着させる構造となっていたため、
体温および外気温の変動による影響を直接受けて、正確
な測定ができなかった。
【０００７】そこで本発明は、脈動と脈動の時間的間隔
を連続的に測定でき、体動ノイズがキャンセルでき、腕
に強く押し付けなくてもセンシングが可能で、温度変化
の影響を受けない、さらに長時間のセンシングにも耐え
うる、腕携帯機器を提供することを目的とする。
を連続的に測定でき、体動ノイズがキャンセルでき、腕
に強く押し付けなくてもセンシングが可能で、温度変化
の影響を受けない、さらに長時間のセンシングにも耐え
うる、腕携帯機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の腕携帯機器で
は、脈動による皮膚表面の変位を感知する脈波センサを
有する構成としたので、脈動と脈動の時間的間隔を連続
的に測定することが可能となる。更に、脈波を感知する
変位センサ素子と皮膚表面との間に、変位を伝える柱状
突起を有する伝達手段を有する構成とした。柱状突起は
熱を伝えない材質なのでセンサ素子が体温の変化による
影響を受けない。また、柱状突起は皮膚に垂直方向にの
み移動が可能なので、体動によってセンサ本体が動い
て、皮膚とセンサの接触面が横方向にずれた場合でも、
その動きは変位センサには伝えないので、脈動による縦
方向の変位のみを感知し、体動ノイズの影響を受けない
脈波センサを得る。
は、脈動による皮膚表面の変位を感知する脈波センサを
有する構成としたので、脈動と脈動の時間的間隔を連続
的に測定することが可能となる。更に、脈波を感知する
変位センサ素子と皮膚表面との間に、変位を伝える柱状
突起を有する伝達手段を有する構成とした。柱状突起は
熱を伝えない材質なのでセンサ素子が体温の変化による
影響を受けない。また、柱状突起は皮膚に垂直方向にの
み移動が可能なので、体動によってセンサ本体が動い
て、皮膚とセンサの接触面が横方向にずれた場合でも、
その動きは変位センサには伝えないので、脈動による縦
方向の変位のみを感知し、体動ノイズの影響を受けない
脈波センサを得る。
【０００９】更に、柱状突起の皮膚接触側の先端に回転
可能な球体が埋め込まれた形状にすることにより、皮膚
に平行方向の、皮膚とセンサとの摩擦を軽減して、体動
をより効率的にキャンセルすることができる。更に、柱
状を複数平行に並べた構造にすることにより、センサを
動脈位置上に当てる際に位置を正確に合わせなくても、
脈動の感知が可能になる。
可能な球体が埋め込まれた形状にすることにより、皮膚
に平行方向の、皮膚とセンサとの摩擦を軽減して、体動
をより効率的にキャンセルすることができる。更に、柱
状を複数平行に並べた構造にすることにより、センサを
動脈位置上に当てる際に位置を正確に合わせなくても、
脈動の感知が可能になる。
【００１０】更に、変位センサにＰＶＤＦフィルムを用
いることにより、従来のピエゾ抵抗素子によるものより
も、高感度で低消費電力のセンサを得ることができる。
更に、ＰＶＤＦフィルムを保護フィルムで覆い、保護フ
ィルムの弾力性によって、柱状突起の上端に下向きに反
らせるようにして押し付ける形で接触させることによ
り、脈波による皮膚変位を確実に感知することができ
る。
いることにより、従来のピエゾ抵抗素子によるものより
も、高感度で低消費電力のセンサを得ることができる。
更に、ＰＶＤＦフィルムを保護フィルムで覆い、保護フ
ィルムの弾力性によって、柱状突起の上端に下向きに反
らせるようにして押し付ける形で接触させることによ
り、脈波による皮膚変位を確実に感知することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】（実施例１）本発明の腕携帯機器
の実施例を、図１〜図６を用いて説明する。図１、及び
図２は、本発明の腕携帯機器の斜視図、及び構成図であ
る。図１に示すように、腕携帯機器は外装ケース１１と
装着バンド１２によって構成され、装着バンドを手首に
巻き付けて、着脱可能に取り付けられるようになってい
る。図示していないが、外装ケース１１の内部に脈波セ
ンサ２１および信号処理部２２が組み込まれている。脈
波センサ２１は、外装ケース１１の皮膚接触面側に備え
られている。外装ケース１１の表面には表示部２３が備
えられている。脈波センサ２１から出力される信号は信
号処理部２２によって分析され、異常があった場合には
表示部２３に表示される。
の実施例を、図１〜図６を用いて説明する。図１、及び
図２は、本発明の腕携帯機器の斜視図、及び構成図であ
る。図１に示すように、腕携帯機器は外装ケース１１と
装着バンド１２によって構成され、装着バンドを手首に
巻き付けて、着脱可能に取り付けられるようになってい
る。図示していないが、外装ケース１１の内部に脈波セ
ンサ２１および信号処理部２２が組み込まれている。脈
波センサ２１は、外装ケース１１の皮膚接触面側に備え
られている。外装ケース１１の表面には表示部２３が備
えられている。脈波センサ２１から出力される信号は信
号処理部２２によって分析され、異常があった場合には
表示部２３に表示される。
【００１２】図３は脈波センサ２１の概略断面を表す断
面図である。脈波センサ２１は、基板部３１、下スペー
サー３２、上スペーサー３３、板３４、変位センサ３
５、蓋体３６、柱状突起３７、配線部３８を備えた構成
である。図４は、基板部３１を上から見た平面図であ
る。基板部３１には、脈動を感知するのに必要かつ十分
な面積の領域４１に、柱状突起３７を差し込むための穴
４２が基板を貫通して設けられている。この穴は、柱状
突起３７が基板部３１の面に対して垂直方向にのみ移動
可能であるように、各々の柱状突起３７の断面積よりわ
ずかに大きい断面積を持っている。図４では、穴４２は
正方形であるが、正方形に限定されるものではなく、円
形、長方形でもよい。従って柱状突起３７の形態も四角
柱、円柱のどちらでもよい。また、基板部３１は、柱状
突起３７を垂直方向にのみ移動可能に支えるのに十分な
厚みを持っている。
面図である。脈波センサ２１は、基板部３１、下スペー
サー３２、上スペーサー３３、板３４、変位センサ３
５、蓋体３６、柱状突起３７、配線部３８を備えた構成
である。図４は、基板部３１を上から見た平面図であ
る。基板部３１には、脈動を感知するのに必要かつ十分
な面積の領域４１に、柱状突起３７を差し込むための穴
４２が基板を貫通して設けられている。この穴は、柱状
突起３７が基板部３１の面に対して垂直方向にのみ移動
可能であるように、各々の柱状突起３７の断面積よりわ
ずかに大きい断面積を持っている。図４では、穴４２は
正方形であるが、正方形に限定されるものではなく、円
形、長方形でもよい。従って柱状突起３７の形態も四角
柱、円柱のどちらでもよい。また、基板部３１は、柱状
突起３７を垂直方向にのみ移動可能に支えるのに十分な
厚みを持っている。
【００１３】図５はこの脈波センサの柱状突起３７の拡
大断面図である。柱状突起３７は熱を伝えない材質で形
成されている。柱状突起３７は、その中央部に基板部の
厚みより大きな間隔をおいて、上下の位置に上ストッパ
ー５１および下ストッパー５２が備えられている。柱状
突起３７は、上ストッパー５１および下ストッパー５２
によって基板部３１の穴４２にはまり込むように、固定
されている。従って、柱状突起３７は上ストッパー５１
と下ストッパー５２の間隔の範囲内で上下方向に移動が
可能になる。
大断面図である。柱状突起３７は熱を伝えない材質で形
成されている。柱状突起３７は、その中央部に基板部の
厚みより大きな間隔をおいて、上下の位置に上ストッパ
ー５１および下ストッパー５２が備えられている。柱状
突起３７は、上ストッパー５１および下ストッパー５２
によって基板部３１の穴４２にはまり込むように、固定
されている。従って、柱状突起３７は上ストッパー５１
と下ストッパー５２の間隔の範囲内で上下方向に移動が
可能になる。
【００１４】穴４２と柱状突起３７の隙間には潤滑剤が
埋められ、柱状突起３７が垂直方向に滑らかに動くよう
になっている。基板部３１の上面の前記領域４１以外の
領域の外側には下スペーサー３２が接着されている。板
３４が長手方向の両端で下スペーサー３２に固定されて
いる。板３４は、例えばプラスチックなど、弾力性のあ
る材質で出来ている。板３４は両端が下スペーサー３２
に固定されて、中央部は上下方向にたわむことが出来
る。基板部３１の領域４１の真上領域すなわち板３４の
下側中央部には、変位センサ３５が接着されている。変
位センサ３５は、ピエゾ抵抗素子、ＰＺＴ、高分子系圧
電材料など、圧力、歪みを電気信号に変換する素子でで
きている。
埋められ、柱状突起３７が垂直方向に滑らかに動くよう
になっている。基板部３１の上面の前記領域４１以外の
領域の外側には下スペーサー３２が接着されている。板
３４が長手方向の両端で下スペーサー３２に固定されて
いる。板３４は、例えばプラスチックなど、弾力性のあ
る材質で出来ている。板３４は両端が下スペーサー３２
に固定されて、中央部は上下方向にたわむことが出来
る。基板部３１の領域４１の真上領域すなわち板３４の
下側中央部には、変位センサ３５が接着されている。変
位センサ３５は、ピエゾ抵抗素子、ＰＺＴ、高分子系圧
電材料など、圧力、歪みを電気信号に変換する素子でで
きている。
【００１５】柱状突起３７は、上端が板３４に接触した
状態で、上ストッパー５１が基板部３１に接触するよう
に、穴４２に嵌め込まれている。すなわち、柱状突起３
７は可動範囲の最下端の位置で穴４２に嵌め込まれてい
る。このように構成された脈波センサを腕に装着する
と、脈動による皮膚変位によって柱状突起３７が上方向
に持ち上がり、柱状突起３７上端が変位センサ３５を押
して、変位センサ３５に歪みが生じる。この歪みを変位
センサ３５が電気信号に変換することにより脈波が感知
される。
状態で、上ストッパー５１が基板部３１に接触するよう
に、穴４２に嵌め込まれている。すなわち、柱状突起３
７は可動範囲の最下端の位置で穴４２に嵌め込まれてい
る。このように構成された脈波センサを腕に装着する
と、脈動による皮膚変位によって柱状突起３７が上方向
に持ち上がり、柱状突起３７上端が変位センサ３５を押
して、変位センサ３５に歪みが生じる。この歪みを変位
センサ３５が電気信号に変換することにより脈波が感知
される。
【００１６】下スペーサー３２の上部には、板が上方向
にたわむスペースを確保するための上スペーサー３３が
接着されて、さらにその上部に蓋体部２６が蓋をするよ
うに全体を覆って、接着により固定されている。図６
は、配線部３８の要部拡大断面図である。配線６２は、
変位センサ３５の接続端子６１から、蓋体部３６の通し
穴６３を通して、蓋体部の外側上部にある外部接続端子
６４に接続されており、さらに、外部接続端子６４は図
示しない信号処理部２２に接続されている。
にたわむスペースを確保するための上スペーサー３３が
接着されて、さらにその上部に蓋体部２６が蓋をするよ
うに全体を覆って、接着により固定されている。図６
は、配線部３８の要部拡大断面図である。配線６２は、
変位センサ３５の接続端子６１から、蓋体部３６の通し
穴６３を通して、蓋体部の外側上部にある外部接続端子
６４に接続されており、さらに、外部接続端子６４は図
示しない信号処理部２２に接続されている。
【００１７】柱状突起３７の外側の先端、つまり皮膚接
触側には、球体５３が回転可能なように埋め込まれてい
る。球体５３は常に皮膚に接触している。体動によって
脈波センサが皮膚表面に対して横方向の力を受けた場合
は皮膚に接触した球体５３が回転することにより、脈波
センサ２１は、皮膚に対して横方向には滑らかに移動す
る。
触側には、球体５３が回転可能なように埋め込まれてい
る。球体５３は常に皮膚に接触している。体動によって
脈波センサが皮膚表面に対して横方向の力を受けた場合
は皮膚に接触した球体５３が回転することにより、脈波
センサ２１は、皮膚に対して横方向には滑らかに移動す
る。
【００１８】次に、本実施例の脈波センシングの動作を
順を追って説明する。本実施例による腕携帯機器を装着
バンド１２によって手首部分に装着する。その際、柱状
突起３７の下端部の球体５３が皮膚に常に接触するよう
に密着させて固定する。多数ある柱状突起３７の内、い
ずれか一本が脈によって上方に移動すれば、変位センサ
３５を歪ませることができ、脈波を感知できる。従っ
て、手首に脈波センサ２１を当てる際には皮膚表面のう
ち、動脈による変位のある場所に領域４１が来ていれば
脈波を感知できるので、精密な位置合わせを必要としな
い。
順を追って説明する。本実施例による腕携帯機器を装着
バンド１２によって手首部分に装着する。その際、柱状
突起３７の下端部の球体５３が皮膚に常に接触するよう
に密着させて固定する。多数ある柱状突起３７の内、い
ずれか一本が脈によって上方に移動すれば、変位センサ
３５を歪ませることができ、脈波を感知できる。従っ
て、手首に脈波センサ２１を当てる際には皮膚表面のう
ち、動脈による変位のある場所に領域４１が来ていれば
脈波を感知できるので、精密な位置合わせを必要としな
い。
【００１９】脈動による皮膚変位によって柱状突起３７
が上方向に持ち上がり、柱状突起３７の上端が変位セン
サ３５を押して、変位センサ３５に歪みが生じる。この
歪みを変位センサ３５が電気信号に変換することによ
り、脈波が感知できる。脈波センサ２１による信号を信
号処理部２２によって、数時間、もしくは、半日、一日
という長時間に渡って脈波の時間間隔を記録し、その揺
らぎを分析することによって、心筋梗塞等の突発的な心
臓疾患を予測することができる。
が上方向に持ち上がり、柱状突起３７の上端が変位セン
サ３５を押して、変位センサ３５に歪みが生じる。この
歪みを変位センサ３５が電気信号に変換することによ
り、脈波が感知できる。脈波センサ２１による信号を信
号処理部２２によって、数時間、もしくは、半日、一日
という長時間に渡って脈波の時間間隔を記録し、その揺
らぎを分析することによって、心筋梗塞等の突発的な心
臓疾患を予測することができる。
【００２０】尚、この実施例においては、腕に装着する
携帯機器の形態として脈波センサ単体のものであった
が、これに限定されることなく、腕時計、その他の腕形
態機器と一体化した形態のものも可能である。 （実施例２）次に、変位センサにＰＶＤＦフィルムを使
用した実施例２について説明する。
携帯機器の形態として脈波センサ単体のものであった
が、これに限定されることなく、腕時計、その他の腕形
態機器と一体化した形態のものも可能である。 （実施例２）次に、変位センサにＰＶＤＦフィルムを使
用した実施例２について説明する。
【００２１】図７は実施例２における脈波センサ２１の
断面図である。脈波センサ２１は、基板部３１、スペー
サー７２、センサフィルム８３、蓋体７３、柱状突起３
７、配線部７５を備える構成である。この基板部３１を
上から見た外観は実施例１と同様であり、図４にその平
面図が示されている。基板部３１には、脈動を感知する
のに必要かつ十分な面積の領域４１に、柱状突起３７を
差し込むための穴４２が基板を貫通して設けられてい
る。この穴は、柱状突起３７が基板部３１の面に対して
垂直方向にのみ移動可能であるように、各々の柱状突起
３７の断面積よりわずかに大きい断面積を持っている。
図４では、穴４２は正方形であるが、正方形に限定され
るものではなく、円形、長方形でもよい。従って柱状突
起３７の形態も四角柱、円柱のどちらでもよい。さら
に、基板部３１は、柱状突起３７を垂直方向にのみ移動
可能なように支えるのに十分な厚みを持っている。
断面図である。脈波センサ２１は、基板部３１、スペー
サー７２、センサフィルム８３、蓋体７３、柱状突起３
７、配線部７５を備える構成である。この基板部３１を
上から見た外観は実施例１と同様であり、図４にその平
面図が示されている。基板部３１には、脈動を感知する
のに必要かつ十分な面積の領域４１に、柱状突起３７を
差し込むための穴４２が基板を貫通して設けられてい
る。この穴は、柱状突起３７が基板部３１の面に対して
垂直方向にのみ移動可能であるように、各々の柱状突起
３７の断面積よりわずかに大きい断面積を持っている。
図４では、穴４２は正方形であるが、正方形に限定され
るものではなく、円形、長方形でもよい。従って柱状突
起３７の形態も四角柱、円柱のどちらでもよい。さら
に、基板部３１は、柱状突起３７を垂直方向にのみ移動
可能なように支えるのに十分な厚みを持っている。
【００２２】この実施例２による脈波センサにおいて
も、柱状突起３７は、図５に示した実施例１と同様に、
柱状突起３７に設けられた上ストッパー５１および下ス
トッパー５２によって基板部の穴４２にはまり込むよう
に固定されている。すなわち、柱状突起３７は上ストッ
パー５１と下ストッパー５２の間隔の範囲内で上下方向
に移動することが可能になる。また、実施例１と同様
に、柱状突起３７が垂直方向に滑らかに動くように穴４
２と柱状突起３７の隙間に潤滑剤を設けてもよく、前記
領域４１以外の基板部３１の上面側にはスペーサー７２
が接着されている。
も、柱状突起３７は、図５に示した実施例１と同様に、
柱状突起３７に設けられた上ストッパー５１および下ス
トッパー５２によって基板部の穴４２にはまり込むよう
に固定されている。すなわち、柱状突起３７は上ストッ
パー５１と下ストッパー５２の間隔の範囲内で上下方向
に移動することが可能になる。また、実施例１と同様
に、柱状突起３７が垂直方向に滑らかに動くように穴４
２と柱状突起３７の隙間に潤滑剤を設けてもよく、前記
領域４１以外の基板部３１の上面側にはスペーサー７２
が接着されている。
【００２３】図８は本実施例のセンサフィルム８３の平
面図である。前記領域４１よりも大きい面積のＰＶＤＦ
フィルム８１を薄くて弾力性のある材料、例えばビニー
ルの保護フィルム８２で両面から挟み、接着する。これ
により、ＰＶＤＦフィルム８１を破損等から保護し、同
時にＰＶＤＦフィルム８１の面に垂直な方向への曲げ応
力に対する弾力性を持たせる。保護フィルム８２の大き
さは、幅が領域４１の一辺より長くかつ基板部３１の幅
を超えないとともに、長さが基板部３１の長手方向の長
さよりも長いものとする。このセンサフィルム８３を図
７に示すように下向きに反らせた状態に曲げて、両端を
スペーサー７２の上面に固定する。従って、ＰＶＤＦフ
ィルム８１の中央部分で柱状突起３７の上側先端を保護
フィルム８２の弾力性によって下向きに押し付けてい
る。
面図である。前記領域４１よりも大きい面積のＰＶＤＦ
フィルム８１を薄くて弾力性のある材料、例えばビニー
ルの保護フィルム８２で両面から挟み、接着する。これ
により、ＰＶＤＦフィルム８１を破損等から保護し、同
時にＰＶＤＦフィルム８１の面に垂直な方向への曲げ応
力に対する弾力性を持たせる。保護フィルム８２の大き
さは、幅が領域４１の一辺より長くかつ基板部３１の幅
を超えないとともに、長さが基板部３１の長手方向の長
さよりも長いものとする。このセンサフィルム８３を図
７に示すように下向きに反らせた状態に曲げて、両端を
スペーサー７２の上面に固定する。従って、ＰＶＤＦフ
ィルム８１の中央部分で柱状突起３７の上側先端を保護
フィルム８２の弾力性によって下向きに押し付けてい
る。
【００２４】ここで、センサフィルム８３は下方に反っ
た状態に固定されていて、柱状突起３７は保護フィルム
３２の弾力性によって押されて、可動範囲の下方いっぱ
いで止まっている。すなわち、可動範囲の最下端の位置
すなわち上ストッパー５１が基板部３１に接触している
ような位置で、穴４２にはめ込まれている。脈動によっ
て皮膚が上下に変位すると、この変位によって、柱状突
起３７は上方に押されて移動する。従って、柱状突起３
７によって、ＰＶＤＦフィルム８１とその保護フィルム
８２を上に押し上げることになり、ＰＶＤＦフィルム８
１に歪みを生じさせて、圧電効果による起電力を生じさ
せる。
た状態に固定されていて、柱状突起３７は保護フィルム
３２の弾力性によって押されて、可動範囲の下方いっぱ
いで止まっている。すなわち、可動範囲の最下端の位置
すなわち上ストッパー５１が基板部３１に接触している
ような位置で、穴４２にはめ込まれている。脈動によっ
て皮膚が上下に変位すると、この変位によって、柱状突
起３７は上方に押されて移動する。従って、柱状突起３
７によって、ＰＶＤＦフィルム８１とその保護フィルム
８２を上に押し上げることになり、ＰＶＤＦフィルム８
１に歪みを生じさせて、圧電効果による起電力を生じさ
せる。
【００２５】ＰＶＤＦフィルム８１をあらかじめ下向き
に湾曲させておくことによって、上向きの変位による歪
みを大きくとることができる。従って脈動による微少な
変位でも確実に感知することができるという効果があ
る。スペーサー７２の上部には、蓋体部７３が蓋をする
ように全体を覆って接着により固定されている。また、
図７及び図８に示すように、ＰＶＤＦフィルム８１の接
続端子８４より取り出された配線８５は、配線部７４を
通じて図示しない信号処理部２２へ接続されている。
に湾曲させておくことによって、上向きの変位による歪
みを大きくとることができる。従って脈動による微少な
変位でも確実に感知することができるという効果があ
る。スペーサー７２の上部には、蓋体部７３が蓋をする
ように全体を覆って接着により固定されている。また、
図７及び図８に示すように、ＰＶＤＦフィルム８１の接
続端子８４より取り出された配線８５は、配線部７４を
通じて図示しない信号処理部２２へ接続されている。
【００２６】柱状突起３７の外側の先端、つまり皮膚接
触側には、球体５３が回転可能なように埋め込まれてい
る。球体５３は常に皮膚に接触している。体動によって
脈波センサが皮膚表面に対して横方向の力を受けた場合
は皮膚に接触した球体５３が回転することにより、脈波
センサ２１は、皮膚に対して横方向には滑らかに移動す
る。
触側には、球体５３が回転可能なように埋め込まれてい
る。球体５３は常に皮膚に接触している。体動によって
脈波センサが皮膚表面に対して横方向の力を受けた場合
は皮膚に接触した球体５３が回転することにより、脈波
センサ２１は、皮膚に対して横方向には滑らかに移動す
る。
【００２７】
【発明の効果】この発明は以上に説明したように、セン
サ本体の皮膚に当る側の面に、前記面に対して垂直方向
にのみ移動可能な柱状突起をはめ込んだ構造として、柱
状突起の外側の先端が、皮膚と接触し柱状突起の内側の
先端部分には、変位センサ素子を柱状突起先端に接触す
るように固定する構成とした。
サ本体の皮膚に当る側の面に、前記面に対して垂直方向
にのみ移動可能な柱状突起をはめ込んだ構造として、柱
状突起の外側の先端が、皮膚と接触し柱状突起の内側の
先端部分には、変位センサ素子を柱状突起先端に接触す
るように固定する構成とした。
【００２８】従って、柱状突起は皮膚に垂直方向にのみ
移動可能なので、体動によってセンサ本体が動いて皮膚
とセンサの接触面が横方向にずれた場合でも、その動き
は変位センサには伝えないので、脈波による縦方向の皮
膚変位のみを感知し、体動ノイズの影響を受けないとい
う効果を有する。また、柱状突起の外側の先端部分に回
転可能な球体を埋め込んだ構成とすることにより、皮膚
に平行方向の皮膚とセンサとの摩擦を軽減して、体動を
より効率的にキャンセルすることができるという効果を
有する。さらに、柱状突起を複数本平行に並べた構造と
することによって、センサを動脈上部に正確にあわせて
くても、脈波の検知が可能になる。
移動可能なので、体動によってセンサ本体が動いて皮膚
とセンサの接触面が横方向にずれた場合でも、その動き
は変位センサには伝えないので、脈波による縦方向の皮
膚変位のみを感知し、体動ノイズの影響を受けないとい
う効果を有する。また、柱状突起の外側の先端部分に回
転可能な球体を埋め込んだ構成とすることにより、皮膚
に平行方向の皮膚とセンサとの摩擦を軽減して、体動を
より効率的にキャンセルすることができるという効果を
有する。さらに、柱状突起を複数本平行に並べた構造と
することによって、センサを動脈上部に正確にあわせて
くても、脈波の検知が可能になる。
【００２９】更に、変位センサにＰＶＤＦフィルムを用
いることにより、従来のピエゾ抵抗素子によるものより
も、高感度で低消費電力のセンサを得ることができる。
いることにより、従来のピエゾ抵抗素子によるものより
も、高感度で低消費電力のセンサを得ることができる。
【図１】腕携帯機器の実施例を示す斜視図である。
【図２】腕携帯機器の実施例を示す構成図である。
【図３】脈波センサの実施例１を示す断面図である。
【図４】図３の基板部を示す平面図である。
【図５】柱状突起およびその固定方法を示す拡大断面図
である。
である。
【図６】配線部の拡大断面図である。
【図７】ＰＶＤＦフィルムを変位センサに用いた実施例
２の脈波センサを示す断面図である。
２の脈波センサを示す断面図である。
【図８】図７のセンサフィルムを示す拡大平面図であ
る。
る。
【図９】従来の脈波センサの断面図である。
３１ 基板部 ３２ 下スペーサー ３３ 上スペーサー ３４ 板 ３５ 変位センサ ３７ 柱状突起 ５１ 上ストッパー ５２ 下ストッパー ５３ 球
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江川 明 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 4C017 AA09 AB02 AC03 BC01 BC21 CC01 FF05
Claims (10)
- 【請求項１】 腕に装着して、皮膚表面からの生体情報
を検出する腕携帯機器であって、脈動による皮膚表面の
変位を感知して脈動と脈動の時間的間隔を連続的に測定
する脈波センサを備えることを特徴とする腕携帯機器。 - 【請求項２】 前記脈波センサが、変位センサ素子と、
皮膚の表面変位を前記変位センサ素子に伝える伝達手段
と、を備えることを特徴とする請求項１記載の腕携帯機
器。 - 【請求項３】 前記伝達手段が、皮膚表面に対して垂直
方向にのみ可動な柱状突起を有する構成であることを特
徴とする請求項２記載の腕携帯機器。 - 【請求項４】 前記変位センサ素子に圧電素子を用いる
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の腕携
帯機器。 - 【請求項５】 前記圧電素子にＰＶＤＦフィルムを用い
ることを特徴とする請求項４記載の腕携帯機器。 - 【請求項６】 前記柱状突起の先端の皮膚接触部分に回
転可能な球体を有することを特徴とする請求項３記載の
腕携帯機器。 - 【請求項７】 前記伝達手段が、前記柱状突起を複数個
備えることを特徴とする請求項３記載の腕携帯機器。 - 【請求項８】 前記柱状突起が皮膚表面の動脈上部とそ
の周囲の領域に平行に配置されたことを特徴とする請求
項７に記載の腕携帯機器。 - 【請求項９】 前記ＰＶＤＦフィルムを保護フィルムで
挟んだ構造を有することを特徴とする請求項５記載の腕
携帯機器。 - 【請求項１０】 前記ＰＶＤＦフィルムを挟んだ前記保
護フィルムを、下向きに反り返らせて固定する構造を有
することを特徴とする請求項９記載の腕携帯機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10218050A JP2000041960A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 腕携帯機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10218050A JP2000041960A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 腕携帯機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000041960A true JP2000041960A (ja) | 2000-02-15 |
Family
ID=16713875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10218050A Pending JP2000041960A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 腕携帯機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000041960A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012137897A1 (ja) | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 株式会社村田製作所 | 変位センサ、変位検出装置、および操作デバイス |
| JP2014076272A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-05-01 | Casio Comput Co Ltd | 脈拍データ検出装置、脈拍データ検出方法、および脈拍データ検出プログラム |
| CN105433905A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-30 | 杨松 | 采集人体震动信号的穿戴设备及采集人体生理信号的方法 |
| JP2017189503A (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | オムロンヘルスケア株式会社 | 脈波検出装置及び生体情報測定装置 |
| CN109452931A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-12 | 南京航空航天大学 | 一种压电式皮肤检测器 |
Citations (5)
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| JPS58113835A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-06 | Olympus Optical Co Ltd | 体腔内硬度測定用プローブ |
| JPS59111108U (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-26 | 株式会社日本コ−リン | 頚動脈波検出装置 |
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| JPH0531085A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 脈拍計 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP10218050A patent/JP2000041960A/ja active Pending
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| US11877516B2 (en) | 2011-04-08 | 2024-01-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Displacement sensor, displacement detecting device, and operation device |
| US11469364B2 (en) | 2011-04-08 | 2022-10-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Displacement sensor, displacement detecting device, and operation device |
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| CN109069019B (zh) * | 2016-04-15 | 2022-03-08 | 欧姆龙健康医疗事业株式会社 | 脉搏波检测装置和生物信息测量装置 |
| US11291375B2 (en) | 2016-04-15 | 2022-04-05 | Omron Healthcare Co., Ltd. | Pulse wave detector and biometric information measurement device |
| WO2017179559A1 (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | オムロンヘルスケア株式会社 | 脈波検出装置及び生体情報測定装置 |
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| A977 | Report on retrieval |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
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