JP2008142162A - 腕装着型生体情報計測機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示部6と、装置本体2と、装置本体2をユーザの腕に装着するためのリストバンド3と、ユーザの手指に装着され、生体情報を検出する生体センサユニットと、装置本体2と生体センサユニットとを通信可能に接続するケーブル5とを有し、表示部6が設けられた面を正面として平面視したときの仮想平面上に、装置本体2の中央部を通り、腕時計における3時−9時方向に延在する第1の座標軸と、装置本体2の中央部を通り、6時−12時方向に延在する第2の座標軸とを仮定したときに、第1の座標軸と第2の座標軸との交点を端点として第1の座標軸上を装着者の指先方向に伸びる第1の半直線T1と、交点を端点として第2の座標軸上を12時方向に伸びる第2の半直線T2とによって規定される第1の象限に対応する装置本体2の周縁部からケーブル5が延出している。
【選択図】図3
Description
ユーザがこの腕装着型生体情報計測機器を利用して脈拍の計測を開始するときは、装置本体を腕に装着し、生体情報計測用センサを人差し指又は親指に装着した後、装置本体の入力スイッチを操作して、脈拍の計測を開始する。脈拍の計測が開始されると、生体情報計測用センサが脈波を検出してその脈波に係る信号を装置本体に送信し、装置本体に内蔵されたCPUがその脈波を分析して脈拍数を算出し、その脈拍数を表示部に表示する。
また、人差し指や親指は頻繁に使用する指であるため、必然的にケーブルの屈曲回数が多くなり、屈曲に伴うノイズが発生しやすいという問題があった。
さらに、屈曲によるケーブルの損傷に備えてケーブルを太く設計すると、腕装着型生体情報計測機器の収納性や、装着したときの装着感を向上させにくくなるという新たな課題が生じ得る。
この構成によれば、前記ケーブルは、前記装置本体の周縁部のうち、薬指及び小指に最も近い箇所に形成されている周縁部から延出しているため、前記生体センサユニットを薬指又は小指の根元に装着した場合、前記ケーブルの長さが短くて済み、かつ、前記ケーブルのたるみや、ゆるみ等を防止できる。
この構成によれば、前記装置本体及び前記ケーブルが、コネクタを介して接続されていないため、腕装着型生体情報計測機器に防水機能を付加しやすい。
この構成によれば、前記表示部の面積を大きくすることができると共に、前記正面のデザインをシンプルにすることができる。
この構成によれば、前記ドットマトリクス表示領域に表示された内容が、前記ケーブルから送られてきたデータに基づいて出力されていることを感覚的に理解しやすく、また、表示内容を目で追いやすい。
この構成によれば、ユーザは、前記メインスイッチが重要なスイッチであることを感覚的に理解しやすい。
この構成によれば、各スイッチが離れて設置されているため、指の大きな人が誤ってスイッチを同時に2つ押圧してしまうというようなことがなく、操作性の向上を図ることができる。
この構成によれば、前記装置本体を装着した際に、ユーザから見て第1のスイッチが第2のスイッチの上部にあるように見えるため、第1のスイッチが数値を上昇させるスイッチであり、第2のスイッチ2が数値を下降させるスイッチであるということを感覚的に理解しやすい
この構成によれば、腕装着型生体情報計測機器に設けるべきスイッチの個数を抑えることができるため、操作性の向上が図れる。
この構成によれば、専用のクレードルと前記装置本体を接続する際、前記リストバンドや前記ケーブルが邪魔になることなく接続することができ、また、前記充電用端子に近い箇所に充電の状態が表示されるため、この表示が充電の状態を表していることを感覚的に理解しやすく、例えば、マニュアル等を参照して何を表しているのかを調べる必要がない。
この構成によれば、専用のクレードルと前記装置本体を接続する際、前記リストバンドや前記ケーブルが邪魔になることなく接続することができ、また、前記通信用端子に近い箇所に通信の状態が表示されるため、この表示が通信の状態を表していることを感覚的に理解しやすく、例えば、マニュアル等を参照して何を表しているのかを調べる必要がない。
この構成によれば、薬指及び小指は、他の指と比較して指を動かす機会が少ないため、前記生体センサユニットを薬指及び小指に装着することにより、前記ケーブルの屈曲回数を減少させることができる。前記ケーブルの屈曲回数が多い場合、屈曲によるケーブルの損傷に備えて、前記ケーブルを太く設計する必要があるが、上述の理由により屈曲回数が少ないため、前記ケーブルを細く設計することができ、収納性、装着感を向上することができる。さらに、前記生体センサユニットを装着した指の動きは、ノイズの発生原因となるが、薬指又は小指は、他の指と比較して指の動きが少ないため、前記生体センサユニットを薬指又は小指に装着することにより、指の動きに起因するノイズの発生を抑えることができる。
この構成によれば、ユーザが、脈拍数の測定を行い、その脈拍数を簡単に参照することができる。
この構成によれば、非常に激しい体動があった場合等、検出した脈波に信頼性がないときは、この脈波に基づいた脈拍数を記憶せず、また、表示部に表示しない。このため、信頼性の高い脈拍数の記録のみを記憶部に記憶することができ、また、精度の高い脈拍数のみが表示部に表示される。したがって、ユーザは、日常生活中や運動中でも正しい脈拍数を参照することが可能あり、また、例えば記憶部に記憶されている脈拍数に係るデータを外部機器に出力して利用する場合に、信頼性のあるデータを利用することができる。
この構成によれば、外光に含まれる光のうち、波長領域が700nm以下の光は、指を導光体として前記受光部にまで到達しない一方、300nm以下の光は、皮膚表面でそのほとんどが吸収されるため、外光の影響を受けることなく脈波の検出を行うことができる。
図1(A)は、本実施形態に係る左腕装着型生体情報計測機器1Aの外観構成を、その使用の態様と共に示す図であり、図1(B)は、右腕装着型生体情報計測機器1Bの外観構成を、その使用の態様と共に示す図である。左腕装着型生体情報計測機器1Aとは、左腕に専用的に装着され、脈拍やピッチ等の生体に関する情報を計測する機器である。同様に、右腕装着型生体情報計測機器1Bとは、右腕に専用的に装着され、脈拍やピッチ等の生体に関する情報を計測する機器であり、左腕装着型生体情報計測機器1Aと同等の機能を有している。以下、図1(B)において図1(A)に示す構成要素と同じものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
また、以下の説明において、左腕装着型生体情報計測機器1A及び右腕装着型生体情報計測機器1Bは腕時計形とし、これらの機器は、当該機器の腕時計における3時−9時方向が、腕の延在方向の軸に沿った状態で装着されているものとする。
表示部6は、表示部6における12時方向に位置し、脈波の波形やピッチの波形、動作モードのアナウンス等をグラフィック表示するドットマトリクス表示領域6Aと、表示部6における6時方向に位置し、時刻、脈拍数、ピッチ、及び、後述する充電パラメータ、通信状態パラメータ等の情報をセグメント表示するセグメント表示領域6Bとを有している。
スイッチ機能説明部7は、スイッチS1の機能を簡潔に説明するためのスイッチ機能説明部であり、「セットアップ」の文字が記されている。同様に、スイッチ機能説明部8には、「UP/ライト」の文字が記されており、スイッチ機能説明部9には、「DOWN/結果表示」の文字が記されており、スイッチ機能説明部10には、「開始/停止」の文字が記されている。
また、装置本体2の内部には、ピッチを求めるための体動センサ11と、ケーブル5が接続された制御基板16が内蔵されている。
この図に示すように、装置本体2の周縁部の3時方向には周縁部G1が、12時方向には周縁部G2が、9時方向には周縁部G3が、6時方向には周縁部G4がそれぞれ形成されている。また、周縁部G1は、周縁部G1の中央部G1Oに対し12時方向側に形成された周縁部G11と、中央部G1Oに対し6時方向側に形成された周縁部G12とを有しており、周縁部G3は、周縁部G3の中央部G3Oに対し12時方向側に形成された周縁部G31と、中央部G3Oに対し6時方向側に形成された周縁部G32とを有している。
さらに、中央部Oを端点としてX軸上を3時方向に伸びる半直線T1と、中央部Oを端点としてY軸上を12時方向に伸びる半直線T2とによって第1象限が規定されている。同様に、半直線T2と、中央部Oを端点としてX軸上を9時方向に伸びる半直線T3とによって第2象限が規定され、半直線T3と、中央部Oを端点としてY軸上を6時方向に伸びる半直線T4とによって第3象限が規定され、半直線T1と、半直線T4とによって第4象限が規定されている。
ここで、便宜上、装置本体2における第1象限に対応する部分をエリアE1と区分けする。同様に、第2象限に対応する部分をエリアE2と、第3象限に対応する部分をエリアE3と、第4象限に対応する部分をエリアE4と区分けする。このとき、表示部6は、図3に示すように、中央部Oを含み、さらに、エリアE1〜エリアE4にまたがった状態で配置されている。
また、エリアE4に属する周縁部G12には、セットアップの開始指示や動作モードの変更指示を行うためのスイッチS1が設けられている。このスイッチS1は、周縁部G12から突出した状態となっており、図2に示す破線矢印Y1の方向に押圧されたときに作動する。
エリアE3に属する周縁部G32には、各種数値設定時にカウントダウンキーとして機能し、数値設定以外のときは、脈拍数等の測定結果を表示部6に表示するためのスイッチS32が設けられている。ユーザは、例えば、時刻を設定する際は、スイッチS1を押圧することによって、動作モードを時刻セットアップモードにした後、スイッチS31,S32を選択的に押圧して時刻の設定を行う。
スイッチS31,S32は、周縁部G3から突出した状態となっており、破線矢印Y3の方向に押圧されたときに作動する。
装置本体2が専用クレードルに装着された際に、装置本体2は、充電用端子13を介して電力の供給を受け、装置本体2に内蔵されている充電池(不図示)の充電を行う。また、専用クレードルにパーソナルコンピュータ等の外部機器が接続されている場合、装置本体2は、通信用端子14を介して、外部機器と通信を行うことができる。
本実施形態においては、周縁部G3に充電用端子13及び通信用端子14を設けているため、専用クレードルと装置本体2を接続する際、リストバンド3やケーブル5が邪魔になることなく接続することができる。
図1及び図2に示すように、ケーブル5は、装置本体2のエリアE1〜エリアE4のうち、薬指及び小指に最も近いエリアE1に属する周縁部G11から延出しているため、生体センサユニット4を薬指又は小指の根元に装着した場合、ケーブル5の長さが短くて済み、かつ、ケーブル5のたるみや、ゆるみ等を防止できる。さらに、左腕装着型生体情報計測機器1Aを装着したまま、右手の指で装置本体2の各スイッチを押圧する際、右手の指は、ケーブル5と交差することなく、各スイッチを押圧することが可能なため、操作中に誤ってケーブル5を引っ張ってしまい、ノイズが発生したり、ケーブル5を切断してしまったりすることがない。
さらに、生体センサユニット4を装着した指の動きは、体動によるノイズの発生原因となるが、薬指又は小指は、他の指と比較して指の動きが少ないため、生体センサユニット4を薬指又は小指に装着することにより、体動によるノイズの発生を抑えることができる。
体動信号増幅回路61は、体動センサ11が検出した体動に係る信号を増幅して体動波形整形回路62及びA/D変換回路に出力する。体動波形整形回路62は、体動信号増幅回路61が出力した体動信号を整形し、CPU50に出力する。
A/D変換回路60は、脈波信号増幅回路58が出力した脈波信号、及び、体動信号増幅回路61が出力した体動信号をA/D変換し、CPU50に出力する。
図6は、左腕装着型生体情報計測機器1Aの動作を示すフローチャートである。
本実施形態に係る左腕装着型生体情報計測機器1Aは、ユーザが激しく動作するなどして、信頼性の高い脈拍測定を行うことができないときは脈拍測定を行わない、という機能を備えている。以下、図6を参照して、この機能の実行時における左腕装着型生体情報計測機器1Aの動作について説明する。
ステップSA5において体動監視フラグをリセットした後、CPU50は、A/D変換回路60に制御信号を送信し、脈波信号のA/D変換を行わせ、変換された脈波信号を取得する(ステップSA6)。さらに、CPU50は、取得した脈波信号を高速フーリエ変換処理によって周波数分析を行い、脈波成分を抽出し、この脈波成分から脈拍数を算出する(ステップSA7)。
一方、体動監視フラグがセットされていない場合(ステップSA8:NO)、CPU50は、ステップSA7で算出した脈拍数を、現在時刻と共に、ROM51に記憶する(ステップSA9)。さらに、CPU50は、表示部6のドットマトリクス表示領域6Aに脈波の波形をグラフィック表示すると共に、脈拍数をセグメント表示領域6Bにセグメント表示する(ステップSA10)。
ここで、図7は、表示部6に脈拍数及び脈波の波形を表示した際の表示態様の一例を示す図である。この図に示すように、表示部6において、ドットマトリクス表示領域6Aに脈波の波形が表示され、直近の脈拍数がセグメント表示領域に表示されており、表示部6を見ることにより、ユーザは、現在の脈拍数及び、脈波の経緯を簡単に参照することができる。また、ケーブル5の延長線上に脈波の波形が表示されているため、この波形が、ケーブル5から送られてきたデータを基とした脈波の波形であることを感覚的に理解しやすく、また、データを目で追いやすい。
ステップSA12において、CPU50は、ユーザによってスイッチS4が操作され、脈拍測定停止指示がなされたか否かを判断する(ステップSA12)。脈拍測定停止指示があった場合(ステップSA12:YES)、CPU50は、脈拍測定を終了する。脈拍測定停止指示がなされていない場合(ステップSA12:NO)、CPU50は、ステップSA2へ移行し、再び脈拍の測定を行う。
図8(A)は、充電中の装置本体2の表示部6を示す図である。ユーザは、左腕装着型生体情報計測機器1Aの充電を行う際は、装置本体2を専用のクレードルに装着すると共に、充電用端子13と、専用クレードルに設けられているクレードル側充電用端子とを接続する。充電用端子13とクレードル側端子が接続されると、自動的に、装置本体2に内蔵されている充電池(不図示)の充電が開始される。
充電中は、図7(A)に示すように、セグメント表示領域6B内の9時方向に充電パラメータ71が表示され、現在充電がどれだけ完了しているかを示すと共に、ドットマトリクス表示領域6Aに「Charge」の文字をグラフィック表示し、充電中であることを明示する。上記充電パラメータ70は、充電用端子13に近い箇所に表示されているため、このパラメータが充電の状態を表していることを感覚的に理解しやすく、例えば、マニュアル等を参照して何を表しているのかを調べる必要がない。
通信中は、図8(B)に示すように、セグメント表示領域6B内の9時方向に通信状態パラメータ72が表示され、現在の通信状態をパラメータ表示すると共に、ドットマトリクス表示領域6Aに「LINK」の文字をグラフィック表示し、通信中であることを明示する。上記通信状態パラメータ72は、通信用端子14に近い箇所に表示されているため、このパラメータが現在の通信状態を表していることを感覚的に理解しやすく、マニュアル等を参照して何を表しているのかを調べる必要がない。
例えば、上述した実施の形態において、ケーブル5は、装置本体2のエリアE1に属する周縁部G11に形成されたケーブル貫通孔12から延出しているが、ケーブル5が延出する箇所はこの箇所に特定されず、エリアE1の属する周縁部の任意の箇所から延出させることが可能である。すなわち、装置本体2を左腕に装着し、生体センサユニット4を薬指又は小指に装着した際に、装着性が損なわれない箇所からケーブル5を延出させることが可能である。
この図に示すように、装置本体2の裏面に、ケーブル貫通孔12と、ケーブル5を案内するための案内溝17とを設け、ケーブル貫通孔12から延出したケーブル5がこの案内溝17を通り、装置本体2から延出する構成としてもよい。この構成において、案内溝17の出口18をエリアE1に属する周縁部G11に、出口19をエリアE2に属する周縁部G31に設けることにより、ユーザは、ケーブル5が装置本体2から延出する位置を選択的に決定することができる。この構成によれば、例えば、装置本体2を左腕に装着する際は、ケーブル5を出口18から延出させ、装置本体2を右腕に装着する際は、ケーブル5を出口19から延出させることにより、装置本体2を装着する腕が変わっても、装着性を維持しつつ、生体センサユニット4を薬指、又は、小指に装着することができる。
また、本実施形態では、生体情報として脈拍数及びピッチを算出し、表示部に表示しているが、生体情報はこれに限らず酸素飽和度を算出するようにしてもよい。その際、脈波検出機構40は、発光波長領域の異なる2つのLEDを有するようにする等、酸素飽和度を算出するために必要な生体情報を取得可能な構成とする。
さらに、本実施形態では、所定のレベル以上の体動レベルがあったとき、つまり、算出した脈拍数の信頼性が一定より低いときは、脈拍数のROM51への記憶を禁止しているが、これを、信頼性が低い旨の情報を付加してROM51に記憶する構成としてもよい。この構成によれば、ROM51に記憶されている脈拍数を使用して処理を行う場合に、付加された情報を参照することにより、信頼性の低い脈拍数の使用/不使用を選択して処理を実行できる。
Claims (14)
- 表示部と、入力スイッチとを有した装置本体と、
前記装置本体に設けられ、前記装置本体をユーザの腕に装着するためのリストバンドと、
ユーザの手指に装着され、生体情報を検出する生体センサユニットと、
前記装置本体と生体センサユニットとを通信可能に接続するケーブルとを有し、
前記表示部が設けられた面を正面として平面視したときの仮想平面上に、前記装置本体の中央部を通り、腕時計における3時−9時方向に延在する第1の座標軸と、前記装置本体の中央部を通り、6時−12時方向に延在する第2の座標軸とを仮定したときに、
前記第1の座標軸と前記第2の座標軸との交点を端点として前記第1の座標軸上を装着者の指先方向に伸びる第1の半直線と、前記交点を端点として前記第2の座標軸上を12時方向に伸びる第2の半直線とによって規定される第1の象限に対応する前記装置本体の周縁部から前記ケーブルが延出している
ことを特徴とする腕装着型生体情報計測機器。 - 前記装置本体は、ケーブル貫通孔を有し、
前記ケーブルは、前記ケーブル貫通孔を貫通されて、一端が前記装置本体の内部において制御基板と接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記装置本体の正面以外の面に、前記入力スイッチ及び前記ケーブル貫通孔を設け、前記正面における前記表示部以外の箇所に機能説明部を設けた
ことを特徴とする請求項2に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記表示部は、ドットマトリクス表示可能なドットマトリクス表示領域を有し、
前記ケーブルが、前記第1の象限に対応する前記装置本体の周縁部のうち、前記第1の座標軸に沿って前記指先方向に向かう位置の周縁部から延出しているときに、前記ドットマトリクス表示領域が、前記ケーブルの延出部から前記第1の座標軸に沿って前記指先方向とは逆方向に向かう位置に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記装置本体は、生体情報の計測の開始及び停止を指示するためのメインスイッチを有し、
前記メインスイッチは、前記装置本体の周縁部のうち、6時方向側に位置する周縁部に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記装置本体は、第1のスイッチと、第2のスイッチと、第3のスイッチとをさらに有し、
前記第1のスイッチは、前記装置本体の周縁部のうち、前記第2の半直線と、前記交点を端点として前記第1の座標軸上を前記指先方向とは逆方向に伸びる第3の半直線とによって規定される第2の象限に対応する周縁部に設けられ、
前記第2のスイッチは、前記装置本体の周縁部のうち、前記第3の半直線と、前記交点を端点として前記第2の座標軸上を6時方向に伸びる第4の半直線とによって規定される第3の象限に対応する周縁部に設けられ、
前記第3のスイッチは、前記第1の半直線と、前記第4の半直線とによって規定される第4の象限に対応する周縁部に設けられている
ことを特徴とする請求項5に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記第一のスイッチは、数値設定の際は、数値を上昇させるカウトアップキーとして機能し、
前記第二のスイッチは、数値設定の際は、数値を下降させるカウントダウンキーとして機能し、
第三のスイッチは、セットアップに係る指示を行うためのセットアップキーとして機能する
ことを特徴とする請求項6に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記装置本体は、充電用端子を有し、
前記充電用端子は、前記装置本体の周縁部のうち、前記第1の座標軸に沿って前記指先方向とは逆方向に向かう位置にある周縁部に設けられ、
前記充電用端子を介した充電中に、前記表示部は、表示領域のうち、前記充電用端子に近い側に、充電の状態を表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記装置本体は、通信用端子を有し、
前記通信用端子は、前記装置本体の周縁部のうち、前記第1の座標軸に沿って前記指先方向とは逆方向に向かう位置にある周縁部に設けられ、
前記通信用端子を介した通信中に、前記表示部は、表示領域のうち、前記通信用端子に近い側に、通信の状態を表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記生体センサユニットは、装着者の薬指又は小指に装着される
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記生体センサユニットは、脈波を検出可能に構成されており、
前記装置本体は、演算部と、記憶部とを有し、
前記演算部は、前記生体センサユニットが検出した脈波を基に脈拍数を算出し、
前記記憶部は、前記脈拍数を記憶し、
前記表示部は、前記脈拍数を表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記装置本体は、体動レベルを検出する体動センサを有し、
脈拍数の測定中、体動レベルを監視し、
所定のレベルを超えた体動レベルを検出したときに、脈拍数の測定を中断し、
体動レベルが所定のレベル以下となると、脈拍数の測定を再開する
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記装置本体は、
所定のレベルを超えた体動レベルを検出したときに、脈拍数の前記記憶部への記憶、及び、脈拍数の前記表示部への表示を禁止し、
体動レベルが所定のレベル以下となると、脈拍数の前記記憶部への記憶、及び、脈拍数の前記表示部への表示を再開する
ことを特徴とする請求項12に記載の腕装着型生体情報計測機器。 - 前記生体センサユニットは、
発光波長領域が300nm〜700nm間での範囲にある発光部と、
受光波長領域が700nm以下の受光部とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型生体情報計測機器。
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