JP2009195722A

JP2009195722A - 生体情報測定装置

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Publication number: JP2009195722A
Application number: JP2009103539A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwamiya; 宏岩見谷
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2023-09-29
Also published as: JP4577443B2

Abstract

【課題】簡易な構造で正確に脈拍測定を実現できる装置を提供する。
【解決手段】腕時計１００は、ケース体１を手首Ｒに装着するバンド部材５と、このバンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を装置本体に作用する荷重変動として検出する荷重検出素子３２と、荷重検出素子により検出された荷重変動に基づいて、脈拍を算出するＣＰＵ及び脈拍算出プログラムと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、生体情報測定装置に関する。

従来、例えば、生体情報としての脈拍を測定する機能を有する腕時計が知られている。この腕時計の右端には、測定時に指先を載せる指規制部が設けられており、この指規制部には、反射型の光電センサを有する脈拍検出部が設けられている。そして、ユーザが指先を指規制部に載せることにより、脈拍検出部が脈拍に同期して起こる血管の拡張による吸光物質の量の変化から光電脈波を取得し、この光電脈波の周期から脈拍数を算出するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−１６５７６８号公報

しかしながら、従来の脈拍測定機能を有する腕時計においては、脈拍の測定時にユーザが指先を指規制部にのせて所定時間その状態を維持しなければならず、ユーザは意識的に脈拍測定のための準備動作を行う必要があることから、より簡易な脈拍測定方法が求められていた。

そこで、本発明の課題は、簡易な構造で正確に脈拍測定を実現できる生体情報測定装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、装置本体（例えば、図１，図２のケース体１）を手首（例えば、図２の手首Ｒ）に装着するバンド部材（例えば、図１，図２のバンド部材５）と、このバンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を前記装置本体に作用する荷重変動として検出する荷重検出手段（例えば、図１〜図３，図５の荷重検出素子３２）と、この荷重検出手段により検出された荷重変動に基づいて、生体情報を算出する生体情報算出手段（例えば、図５のＣＰＵ２１、図５の脈拍算出プログラム２３ｇ、図９のステップＳ９）と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ユーザがバンド部材により装置本体を手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動により、バンド部材には脈動に同期して張力変動が生じる。この張力変動は、荷重検出手段によって装置本体に作用する荷重変動として検出される。荷重変動が検出されると、生体情報算出手段は検出された荷重変動に基づいて、生体情報を算出する。よって、簡易な構造で正確な脈拍測定を実現できる。

請求項２に記載の発明は、装置本体（例えば、図１，図２のケース体１）を手首（例えば、図２の手首Ｒ）に装着するバンド部材（例えば、図１，図２のバンド部材５）と、前記装置本体を手首に装着した際に手首と接触する剛性プレート（例えば、図２，図３の剛性プレート３６）と、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を前記剛性プレートに作用する荷重変動として検出する荷重検出手段（例えば、図１〜図３，図５の荷重検出素子３２）と、この荷重検出手段により検出された荷重変動に基づいて、生体情報を算出する生体情報算出手段（例えば、図５のＣＰＵ２１、図５の脈拍算出プログラム２３ｇ、図９のステップＳ９）と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、ユーザがバンド部材により装置本体を手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動により、バンド部材には脈動に同期して張力変動が生じる。この張力変動は、荷重検出手段によって装置本体に作用する荷重変動として検出される。この際、手首には剛性プレートが接触しているため、張力変動はほぼ均等に分散される。荷重変動が検出されると、生体情報算出手段は検出された荷重変動に基づいて、生体情報を算出する。よって、簡易な構造で正確な脈拍測定を実現できる。また、剛性プレートにより、バンド部材の張力変動は分散されるので、局所的な負荷による測定ミスを未然に防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の生体情報測定装置（例えば、図１，図２，図５の腕時計１００）において、前記荷重検出手段は、前記剛性プレートと前記装置本体との間に配置された感圧ゴム（例えば、図２，図３の感圧ゴム３２ａ）を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、剛性プレートに作用する荷重変動は、剛性プレートと装置本体との間に配置された感圧ゴムの弾性変形により検出される。よって、簡易な構造で荷重変動を検出することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の生体情報測定装置において、前記感圧ゴムは、環状に形成され、前記剛性プレートの外周部に配置されてなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、感圧ゴムが環状に形成されていることから、剛性プレートの外周部は、感圧ゴムによって一様に支持されることとなる。よって、剛性プレートを感圧ゴムに対して安定した状態で取り付けることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体情報測定装置において、前記荷重検出手段を複数設けたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、荷重検出手段を複数設けることにより、複数の位置で荷重を検出することができるので、単数で荷重を検出する場合に比べてより正確に荷重を検出することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の生体情報測定装置において、前記荷重検出手段を３つ以上設けたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、荷重検出手段を３つ以上設けることにより、荷重が作用する位置に関わらず、必ずいずれかの荷重検出手段が荷重を検出することができるので、より正確に荷重を検出することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の生体情報測定装置において、前記荷重検出手段を、前記装置本体の外周部に等間隔となるように配置したことを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、請求項６の効果を奏するほか、荷重検出手段に作用する荷重がほぼ均等になるため、より正確に荷重を検出することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか一項に記載の生体情報測定装置において、前記生体情報算出手段は、前記荷重検出手段により検出された荷重値の総和に基づいて生体情報を算出することを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、複数の荷重検出手段の一つに大きな荷重が作用した場合、他の荷重検出手段には通常よりも小さい荷重が作用することとなるが、生体情報は荷重検出手段により検出された荷重値の総和に基づいて算出されるので、結果的には複数の荷重検出手段に均等に荷重が作用した場合と同じ結果が得られることとなって、より正確に荷重を検出することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の生体情報測定装置において、前記荷重検出手段が検出する荷重の適正範囲の荷重値を記憶している適正検出荷重値記憶手段（例えば、図５の適正検出荷重値記憶エリア２３ａ）と、前記荷重検出手段により検出された荷重検出値が前記適正検出荷重値記憶手段に記憶された適正範囲の荷重値であるか否かを判断する検出荷重値適正判断手段（例えば、図５のＣＰＵ２１、図５の検出荷重値適正判断プログラム２３ｆ、図９のステップＳ６）と、を備え、前記生体情報算出手段は、前記検出荷重値適正判断手段が適正範囲内の荷重値であると判断した場合に、生体情報の算出を行うことを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、検出荷重値適正判断手段は、荷重検出手段により検出された荷重検出値が適正検出荷重値記憶手段に記憶された適正範囲の荷重値であるか否かを判断し、検出荷重値適正判断手段が適正範囲内の荷重値であると判断した場合に、生体情報算出手段が生体情報の算出を行う。よって、検出された荷重値が適正範囲内であるときに限り生体情報の算出が行われるので、わずかな振動や動作によって生体情報が検出されることがなく、装置の誤作動を防止することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の生体情報測定装置において、前記装置本体の装着状態における適正範囲の荷重値を記憶する適正初期荷重値記憶手段（例えば、図５の適正初期荷重値記憶エリア２３ｂ）と、前記装置本体を手首に装着した際に、前記荷重検出手段により検出された荷重検出値が前記適正初期荷重値記憶手段に記憶された適正範囲内であるか否かを判断する初期荷重値適正判断手段（例えば、図５のＣＰＵ２１、図５の初期荷重値適正判断プログラム２３ｈ、図１１のステップＳ２６）と、この初期荷重値適正判断手段による判断結果を通知する通知手段（例えば、図５の表示部２５）と、を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、装置本体を手首に装着した際に、初期荷重値適正判断手段が荷重検出手段により検出された荷重検出値が適正初期荷重値記憶手段に記憶された装置本体の装着状態における適正範囲内の荷重値であるか否かを判断し、この初期荷重値適正判断手段による判断結果を通知する通知手段がユーザに通知する。よって、常に最適な装着状態で生体情報を測定することができるので、常に正確な生体情報を測定することができる。

請求項１１に記載の発明は、装置本体（例えば、図１２，図１３のケース体１）を手首（例えば、図１３の手首Ｒ）に装着するバンド部材（例えば、図１２，図１３のバンド部材５）と、前記装置本体を手首に装着した際に手首と接触するとともに前記装置本体内部を遮蔽する遮蔽部材（例えば、図１３の裏蓋６）と、前記装置本体と前記遮蔽部材の当接部に設けられ、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を前記装置本体に作用する荷重変動として検出する荷重検出手段（例えば、図１２，図１３の荷重検出素子３２）と、この荷重検出手段により検出された荷重検出値に基づいて生体情報を算出する生体情報算出手段（例えば、図５のＣＰＵ２１、図５の脈拍算出プログラム２３ｇ、図９のステップＳ９）と、を備えることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明によれば、ユーザがバンド部材により装置本体を手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動により、バンド部材には脈動に同期して張力変動が生じる。この張力変動は、荷重検出手段によって装置本体に作用する荷重変動として検出される。荷重変動が検出されると、生体情報算出手段は検出された荷重変動に基づいて、生体情報を算出する。よって、簡易な構造で正確な脈拍測定を実現できる。また、装置本体と遮蔽部材の当接部に荷重検出手段を設けたので、荷重検出手段が装置の構造上、邪魔になることがなくなるので、装置自体の構造を大幅に変更せずに生体情報を測定することができる。

請求項１２に記載の発明は、装置本体（例えば、図１４のケース体１）を手首（例えば、図１４の手首Ｒ）に装着するバンド部材（例えば、図１４のバンド部材５）と、前記装置本体を手首に装着した際に手首と接触して前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を前記装置本体に作用する荷重変動として検出するとともに、前記装置本体内部を遮蔽する遮蔽部材（例えば、図１４の裏蓋６）と、前記遮蔽部材により検出された荷重検出値に基づいて生体情報を算出する生体情報算出手段（例えば、図５のＣＰＵ２１、図５の脈拍算出プログラム２３ｇ、図９のステップＳ９）と、を備えることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明によれば、ユーザがバンド部材により装置本体を手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動により、バンド部材には脈動に同期して張力変動が生じる。この張力変動は、荷重検出手段によって装置本体に作用する荷重変動として検出される。荷重変動が検出されると、生体情報算出手段は検出された荷重変動に基づいて、生体情報を算出する。よって、簡易な構造で正確な脈拍測定を実現できる。また、遮蔽部材に荷重を検出する機能を持たせたので、荷重検出手段を別個に設ける必要がなくなり部品点数を低減できる。よって、装置自体の構造を変更することなく、生体情報を測定することができる。

実施形態１における腕時計の正面図である。図１における腕時計のＩＩ−ＩＩ断面図である。図２における脈拍検出部を拡大した断面図である。フレキシブル基板の平面図である。腕時計の内部構成を示すブロック図である。適正検出荷重値記憶エリアの説明図である。適正初期荷重値記憶エリアの説明図である。脈拍検出部の内部構成を示すブロック図である。脈拍測定処理を説明するフローチャートである。ＲＡＭに記憶される荷重検出値の説明図である。装着姿勢調整処理を説明するフローチャートである。実施形態２における腕時計の正面図である。図１２における腕時計のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図である。実施形態３における腕時計の概略断面図である。

以下、本発明に係る生体情報測定装置の最良の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態においては、生体情報測定装置の一例として脈拍測定機能付きの腕時計を挙げて説明する。
（実施形態１）
＜腕時計の構成＞
最初に実施形態１の腕時計１００の構成について説明する。図１は腕時計１００の正面図であり、図２は図１における腕時計１００のＩＩ−ＩＩ断面図である。腕時計１００には、手首Ｒに装着される装置本体としてのケース体１が備えられている。ケース体１は、筒状に形成され、樹脂等の材料から成形されており、その内部には、時計機能を有する時計計時部２が設けられている。この時計計時部２には、生体情報としての脈拍を検出する脈拍検出部３が結線されている。更に、ケース体１の上端の開口部には時計ガラス４が設けられており、ケース体１にはケース体１を手首Ｒに装着するためのバンド部材５が接続されている。

図３は、図１における腕時計１００のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図であり、脈拍検出部３を拡大表示した図である。脈拍検出部３には、ケース体１の裏側に設けられ、ケース体１内部を遮蔽する裏蓋３１、裏蓋３１の下面に面一となるように埋め込まれた荷重検出手段としての荷重検出素子３２、押付部材３５、剛性プレート３６等が備えられている。
裏蓋３１は、板状に形成され、金属や樹脂等の材料から成形されており、その周縁部がケース体１の下端部に固着されている。なお、裏蓋３１とケース体１との間にはゴムリングＧが配され、ケース体１内部の気密が保持できるように固着されている。
荷重検出素子３２は、手首Ｒからの作用力を受圧する感圧ゴム３２ａ、感圧ゴム３２ａが受圧した荷重に応じた大きさの電流が流れるフレキシブル基板３２ｂ等を備えている。感圧ゴム３２ａは、絶縁性のゴム材料中に導電材料からなる導電微粒子が表面から内部にわたって分散された状態で成形されたものである。この感圧ゴム３２ａの上面には、導電パターン３３が形成されたフレキシブル基板３２ｂが貼り付けられている。このフレキシブル基板３２ｂの導体パターン３３は、図４に示すように、櫛歯状に形成された二つの導体が互いに接触しないように配されている。また、各導体はそれぞれ電極のプラス側とマイナス側に接続されている。図１に示すように、感圧ゴム３２ａは、例えば３つ設けられ、裏蓋３１の外周部に互いに等間隔となるように配置されている。

ここで、感圧ゴム３２ａが荷重を検出する仕組みについて説明すると、感圧ゴム３２ａに圧力を加えていないときには、導電微粒子が互いに接触していないため、電気抵抗値が非常に高くなって各導体の電極間に電流はほとんど流れない。感圧ゴム３２ａに圧力を加えたときは、感圧ゴム３２ａが弾性変形して導電微粒子が互いに接触することにより、導電パターン３３同士の隙間が連結されて導電経路が形成されるため、電気抵抗値が低くなって各導体の電極間に電流が流れやすくなる。すなわち、感圧ゴム３２ａに加える圧力を大きくするにつれて、感圧ゴム３２ａの体積が小さくなるため、導電微粒子同士が接触する割合が多くなって電気抵抗値は小さくなる。

裏蓋３１の下面と面一に設けられた感圧ゴム３２ａの外部への露出部には、感圧ゴム３２ａに対して手首Ｒからの作用力を確実に伝達するための押付部材３５が設けられている。押付部材３５は、略円柱状に形成されており、圧力を加えていない状態で上端部が感圧ゴム３２ａの露出部と僅かな隙間を空けて位置するように設けられている。押付部材３５の下端部には、腕時計１００を手首Ｒに装着した際に、手首Ｒと接触する剛性プレート３６が設けられている。
剛性プレート３６は、金属や硬質樹脂等の材料から成形されており、裏蓋３１に対して略平行な平板状に形成されている。なお、剛性プレート３６は、全ての押付部材３５の下端部に存在するような大きさに形成することは勿論のこと、裏蓋３１に手首Ｒが接触する可能性のある場所を被覆する大きさに形成しておくことが望ましい。
バンド部材５は、振動を伝達可能な軟質材料から成形されており、例えば、シリコンや軟質性を有する樹脂等から成形されている。バンド部材５は、ケース体１の対向する端部に接続されている。

＜腕時計の内部構成＞
次に、腕時計１００の内部構成について説明する。
図５は、腕時計１００の内部構成を示すブロック図である。図５に示すように、腕時計１００には、各種の演算処理等を行うＣＰＵ２１、ＣＰＵ２１のワークエリア等として使用されるＲＡＭ２２、ＣＰＵ２１が各部を制御するのに必要なシステムプログラム等が記憶されたＲＯＭ２３、脈拍を検出する脈拍検出部３、ユーザが操作指示入力を行うための入力部２４、時刻やユーザに提供する情報を表示する表示部２５、発振回路部２６から発振される所定周波数のクロック信号を分周して年月日及び時刻を計時し、ＣＰＵ２１に出力する計時回路部２７等が備えられている。
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３内に格納されたプログラムを読み出してＲＡＭ２２内に展開し、当該プログラムに基づいて各部への動作制御を行う。

具体的に、ＣＰＵ２１は、荷重検出素子３２により検出された荷重変動に基づいて、脈拍を算出する生体情報算出手段として機能する。
また、ＣＰＵ２１は、荷重検出素子３２により検出された荷重検出値がＲＯＭ２３に記憶された適正範囲の荷重値であるか否かを判断する検出荷重値適正判断手段として機能する。
更に、ＣＰＵ２１は、腕時計１００を手首Ｒに装着した際に、荷重検出素子３２により検出された荷重検出値がＲＯＭ２３に記憶された適正範囲内であるか否かを判断する初期荷重値適正判断手段として機能する。

ＲＯＭ２３には、ＣＰＵ２１が各種機能を実行するためのプログラム、脈拍算出時に使用する荷重値のデータ等が記憶されている。
具体的に、ＲＯＭ２３には、荷重検出素子３２が検出する荷重の適正範囲の荷重値を記憶する適正検出荷重値記憶手段としての適正検出荷重値記憶エリア２３ａが形成されている。適正検出荷重値記憶エリア２３ａには、図６に示すように、適正範囲の荷重値の最小値Ａと最大値Ｂとが記憶されており、３つの荷重検出素子３２が検出した荷重検出値の総和がＡ以上かつＢ以下である場合に適正範囲にあることとなる。
また、ＲＯＭ２３には、腕時計１００の装着状態における適正範囲の荷重値を記憶する適正初期荷重値記憶手段としての適正初期荷重値記憶エリア２３ｂが形成されている。適正初期荷重値記憶エリア２３ｂには、図７に示すように、ユーザーが腕時計１００を手首Ｒに装着したときの適正範囲の初期荷重値の最小値Ｘと最大値Ｙとが記憶されており、３つの荷重検出素子３２が検出した荷重検出値の総和がＸ以上かつＹ以下である場合に適正範囲にあることとなる。
更に、ＲＯＭ２３には、ＣＰＵ２１が実行する各種プログラムを記憶するプログラム記憶エリア２３ｃが形成されている。このプログラム記憶エリア２３ｃには、荷重検出素子３２により検出された荷重変動に基づいて、脈拍を算出する機能を実現させる脈拍算出プログラム２３ｆが記憶されている。また、プログラム記憶エリア２３ｃには、荷重検出素子３２により検出された荷重検出値が適正検出荷重値記憶エリア２３ａに記憶された適正範囲の荷重値であるか否かを判断する検出荷重値適正判断プログラム２３ｇが記憶されている。更に、プログラム記憶エリア２３ｃには、腕時計１００を手首Ｒに装着した際に、荷重検出素子３２により検出された荷重検出値が適正初期荷重値記憶エリア２３ｂに記憶された適正範囲内であるか否かを判断する初期荷重値適正判断プログラム２３ｈが記憶されている。

入力部２４は、ケース体１の上面に設けられたボタンで構成され、ユーザがこのボタンを押すことにより、時刻修正や、脈拍測定指示入力等を行うことができる。
表示部２５は、例えば、ＬＣＤ（液晶表示装置）から構成され、時刻や脈拍、脈拍測定時の異常判断結果等の各情報を表示する。すなわち、表示部２５は、荷重検出素子３２によって検出された荷重検出値が適正初期荷重値記憶エリア２３ｂに記憶された適正範囲内であるか否かの判断結果をユーザに通知する通知手段として機能する

脈拍検出部３は、図８に示すように、荷重検出素子３２に加え、セレクタスイッチ３７、増幅回路３８、Ａ／Ｄコンバータ３９を備えている。すなわち、電気信号を取り込む荷重検出素子３２をセレクタスイッチ３７によって選択し、選択された荷重検出素子３２からの荷重値信号は増幅回路３８によって増幅され、Ａ／Ｄコンバータ３９によってアナログ信号からデジタル信号に変換されてＣＰＵ２１に出力される。

＜脈拍測定処理＞
次に、腕時計１００による脈拍測定処理について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。
ユーザが入力部２４を操作して脈拍測定の指示入力を行うと、ＣＰＵ２１は、図９に示すように、適正検出荷重値記憶エリア２３ａから３つの荷重検出値の総和の適正範囲を読み出し、ＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ１）。ここで、荷重検出値の適正範囲を荷重検出値の総和の適正範囲としているのは、一つの荷重検出素子３２に比較的大きな荷重が作用した場合には、他の二つの荷重検出素子３２には、小さな荷重しか作用しないため、個々の荷重検出素子３２について適正か否かを判断するよりも荷重検出素子３２全体に作用する荷重値の総和で判断した方がより正確に判断できるからである。
次いで、ＣＰＵ２１は、電源を制御して導電パターン２３に電流を流し、導電パターン３３を流れる電圧値に基づいて荷重検出値を検出し、ＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ２）。
次いで、ＣＰＵ２１は、全ての荷重検出素子３２について荷重検出値を検出したか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、ＣＰＵ２１が全ての荷重検出素子３２について荷重検出値を検出していないと判断した場合（ステップＳ３；ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、再度ステップＳ２に戻り、全ての荷重検出素子３２について荷重検出値を検出するまで処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ２１が全ての荷重検出素子３２について荷重検出値を検出したと判断した場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２に記憶されている荷重検出値の総和を算出し、ＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ４）。

次いで、ＣＰＵ２１は、検出荷重値適正判断プログラム２３ｆを実行することにより、荷重検出素子３２により検出した３つの荷重検出値の総和と適正検出荷重値記憶エリア２３ａから読み出した３つの荷重検出値の総和の適正範囲とを比較し（ステップＳ５）、検出した３つの荷重検出値の総和が適正範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、ＣＰＵ２１が、検出した３つの荷重検出値の総和が適正範囲内にないと判断した場合（ステップＳ６；ＮＯ）、脈拍測定処理を終了する。一方、ＣＰＵ２１が、検出した３つの荷重検出値の総和が適正範囲内にあると判断した場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、図１０に示すように、検出した荷重検出値の総和を検出時刻とともにＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ７）。
次いで、ＣＰＵ２１は、計時回路部２７から取得した時刻情報に基づき、所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ８）。ここで、ＣＰＵ２１が所定時間経過していないと判断した場合（ステップＳ８；ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２に戻り、荷重検出値の検出を行う。一方、ＣＰＵ２１が所定時間経過したと判断した場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、脈拍算出プログラム２３ｇを実行することにより、ＲＡＭ２２に記憶された荷重検出値の総和から脈拍を算出する（ステップＳ９）。
ここで、脈拍の算出方法としては、例えば、荷重検出値を微小時間刻みに所定時間検出して荷重値の波形を作成し、その波形における一周期の時間から脈拍を算出する。具体的には、一周期に０．８秒かかった場合には、脈拍は６０×１／０．８＝７５と算出される。なお、脈拍の算出方法は、上記方法以外の方法により算出してもよい。

＜装着姿勢調整処理＞
次に、腕時計１００を最適な状態で装着するための装着姿勢調整処理について説明する。
ユーザが腕時計１００を手首Ｒに装着した後、入力部２４を操作して装着姿勢調整の指示入力を行うと、図１１に示すように、ＣＰＵ２１は、適正初期荷重値記憶エリア２３ｂから３つの荷重検出値の総和の適正初期荷重値の範囲を読み出し、ＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ２１）。
次いで、ＣＰＵ２１は、電源を制御して導電パターン２３に電流を流し、導電パターン３３を流れる電圧値に基づいて荷重検出値を検出し、ＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ２２）。
次いで、ＣＰＵ２１は、全ての荷重検出素子３２について荷重検出値を検出したか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、ＣＰＵ２１が全ての荷重検出素子３２について荷重検出値を検出していないと判断した場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、再度ステップＳ２２に戻り、全ての荷重検出素子３２について荷重検出値を検出するまで処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ２１が全ての荷重検出素子３２について荷重検出値を検出したと判断した場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２に記憶されている荷重検出値の総和を算出し、ＲＡＭ２２に記憶させる（ステップＳ２４）。

次いで、ＣＰＵ２１は、初期荷重値適正判断プログラム２３ｈを実行することにより、荷重検出素子３２により検出した３つの荷重検出値の総和と適正初期荷重値記憶エリア２３ｂから読み出した３つの初期荷重値の総和の適正初期荷重値の範囲とを比較し（ステップＳ２５）、検出した３つの荷重検出値の総和が適正範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ２６）。ここで、ＣＰＵ２１が、検出した３つの荷重検出値の総和が適正範囲内にないと判断した場合（ステップＳ２６；ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、腕時計１００の装着姿勢が最適ではない旨を表示部２５に表示させ（ステップＳ２７）、再度ステップＳ２２に戻り、荷重検出値の検出を行う。一方、ＣＰＵ２１が、検出した３つの荷重検出値の総和が適正範囲内にあると判断した場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、腕時計１００の装着姿勢が最適である旨を表示部２５に表示させ（ステップＳ２８）、これをもって、本処理を終了させる。

実施形態１の腕時計１００によれば、ユーザがバンド部材５により腕時計１００を手首Ｒに装着すると、手首Ｒ付近の動脈の脈動により、バンド部材５には脈動に同期して張力変動が生じる。この張力変動は、荷重検出素子３２によってケース体１に作用する荷重変動として検出される。この際、手首Ｒには剛性プレート３６が接触しているため、張力変動はほぼ均等に分散される。荷重変動が検出されると、ＣＰＵ２１は、脈拍算出プログラム２３ｇを実行することにより、検出された荷重変動に基づいて、脈拍を算出する。よって、簡易な構造で正確な脈拍測定を実現できる。また、剛性プレート３５により、バンド部材５の張力変動は分散されるので、局所的な負荷による測定ミスを未然に防止することができる。

また、３つの荷重検出素子３２を互いが等間隔となるように設けることにより、荷重が作用する位置に関わらず、荷重検出素子３２に作用する荷重がほぼ均等になるため、単数で荷重を検出する場合に比べてより正確に荷重を検出することができる。
更に、３つの荷重検出素子３２が検出した荷重検出値の総和を用いて脈拍の算出が行われるので、３つの荷重検出素子３２の一つに大きな荷重が作用した場合、他の荷重検出素子３２には通常よりも小さい荷重が作用することとなるが、脈拍は荷重検出素子３２により検出された荷重値の総和に基づいて算出されるので、結果的には複数の荷重検出素子３２に均等に荷重が作用した場合と同じ結果が得られることとなって、正確に荷重を検出することができる。

また、ＣＰＵ２１が検出荷重値適正判断プログラム２３ｆを実行することにより、荷重検出素子３２により検出された荷重検出値が適正検出荷重値記憶エリア２３ａに記憶された適正範囲の荷重値であるか否かを判断し、ＣＰＵ２１が適正範囲内の荷重値であると判断した場合に、ＣＰＵ２１は脈拍算出プログラム２３ｇを実行することにより、脈拍の算出を行う。よって、検出された荷重値が適正範囲内であるときに限り生体情報の算出が行われるので、わずかな振動や動作によってむやみに脈拍が検出されることがなく、装置の誤作動を防止することができる。
更に、腕時計１００を手首Ｒに装着した際に、ＣＰＵ２１が初期荷重値適正判断プログラム２３ｈを実行することにより、荷重検出素子３２により検出された荷重検出値が適正初期荷重値記憶エリア２３ｂに記憶された腕時計１００の装着状態における適正範囲内の荷重値であるか否かを判断し、判断結果を表示部２５に表示させる。よって、常に最適な装着状態で脈拍を測定することができるので、常に正確に脈拍を測定することができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２の腕時計２００の構成について説明する。なお、実施形態２における腕時計２００が実施形態１における腕時計１００と異なる点は荷重検出素子３２の構造であるため、荷重検出素子３２について説明し、その他の共通部分については同一符号を付して説明を省略する。
図１２は腕時計２００の正面図であり、図１３は図１２における腕時計２００のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図である。荷重検出素子３２は、図１２に示すように、環状に形成された感圧ゴム３２ａ、この感圧ゴム３２ａとほぼ同じ大きさの環状に形成されたフレキシブル基板３２ｂ等を備えている。荷重検出素子３２は、図１２に示すように、例えば、４つに分割されており、分割された荷重検出素子３２毎に荷重を検出できるようになっている。これにより、手首Ｒ付近の動脈の脈動によりバンド部材５に生じた張力変動は、裏蓋６を介してほぼ均等に分散され、複数の箇所で荷重変動としてを検出することができる。よって、簡易な構造で荷重変動を検出することができ、更に、一の荷重検出素子３２で検出ミスがあっても他の荷重検出素子３２が代わりに検出することができるので、正確な荷重検出を行うことが可能となる。荷重検出素子３２は、ケース体１の下端側に形成された収容部１１に収容されており、感圧ゴム３２ａの下面側から遮蔽部材としての裏蓋６によって支持されている。
裏蓋６は、板状に形成され、金属や硬質樹脂等のように手首Ｒからの作用力によって変形しない材料から成形されており、その周縁部がケース体１の下端部に固着されている。

ここで、腕時計２００の作用について説明する。ユーザがバンド部材５により腕時計２００を手首Ｒに装着すると、手首Ｒ付近の動脈の脈動により、バンド部材５には脈動に同期して張力変動が生じる。この張力変動は、荷重検出素子３２によってケース体１に作用する荷重変動として検出される。この際、手首Ｒには裏蓋６が接触しているため、張力変動はほぼ均等に分散されるとともに、裏蓋６が押されることによって裏蓋６の外周部が感圧ゴム３２ａを押さえ付ける。感圧ゴム３２ａが押さえ付けられることによって荷重変動が検出されると、ＣＰＵ２１は脈拍算出プログラム２３ｇを実行することにより、検出された荷重変動に基づいて、脈拍を算出する。よって、簡易な構造で正確な脈拍測定を実現できる。また、裏蓋６により、バンド部材５の張力変動は分散されるので、局所的な負荷による測定ミスを未然に防止することができる。

実施形態２の腕時計２００によれば、裏蓋６に作用する荷重変動は、裏蓋６とケース体１との間に配置された感圧ゴム３２ａの弾性変形により検出される。よって、簡易な構造で荷重変動を検出することができる。
また、感圧ゴム３２ａが環状に形成されていることから、裏蓋６の外周部は、感圧ゴム３２ａによって一様に支持されることとなる。よって、裏蓋６を感圧ゴム３６ａに対して安定した状態で取り付けることができる。
更に、ケース体１と裏蓋６の当接部に荷重検出素子３２を設けたので、荷重検出素子３２が装置の構造上、邪魔になることがなくなるので、装置自体の構造を大幅に変更せずに生体情報を測定することができる。

（実施形態３）
次に、実施形態３の腕時計３００の構成について説明する。なお、実施形態３における腕時計３００が実施形態２における腕時計２００と異なる点は荷重検出素子８の構造であるため、荷重検出素子８について説明し、その他の共通部分については同一符号を付して説明を省略する。
図１４は、腕時計３００の断面図である。荷重検出素子８は、図１４に示すように、腕時計３００を手首Ｒに装着した際に手首Ｒと接触するとともにケース体１内部を遮蔽する裏蓋としても機能する感圧ゴム６、この感圧ゴム６とほぼ同じ大きさに形成されたフレキシブル基板７等を備えている。感圧ゴム（裏蓋）６は、板状に形成され、その周縁部がケース体１の下端部に固着されている。

ここで、腕時計３００の作用について説明する。ユーザがバンド部材５により腕時計３００を手首Ｒに装着すると、手首Ｒ付近の動脈の脈動により、バンド部材５には脈動に同期して張力変動が生じる。この張力変動は、荷重検出素子８によってケース体１に作用する荷重変動として検出される。この際、手首Ｒには感圧ゴム（裏蓋）６が接触しているため、張力変動はほぼ均等に分散されるとともに、感圧ゴム（裏蓋）６が押さえ付けられることによって荷重変動が検出されると、ＣＰＵ２１は脈拍算出プログラム２３ｇを実行することにより、検出された荷重変動に基づいて、脈拍を算出する。よって、簡易な構造で正確な脈拍測定を実現できる。また、感圧ゴム（裏蓋）６により、バンド部材５の張力変動は分散されるので、局所的な負荷による測定ミスを未然に防止することができる。

実施形態３の腕時計３００によれば、裏蓋６に荷重を検出する機能を持たせたので、荷重検出素子を別個に設ける必要がなくなり、部品点数を低減できる。よって、装置自体の構造を変更することなく、脈拍を測定することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られるものではない。例えば、荷重検出素子の数を３つとしたが、複数であればよい。また、脈拍の算出において、各荷重検出素子の荷重検出値の総和を用いているが、検出された各荷重検出値の平均値を用いてもよい。その他、発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更が可能である。

１ケース体（装置本体）
５バンド部材
６裏蓋（遮蔽部材）
２１ＣＰＵ（生体情報算出手段）
２３ａ適正検出荷重値記憶エリア（適正検出荷重値記憶手段）
２３ｂ適正初期荷重値記憶エリア（適正初期荷重値記憶手段）
２３ｆ検出荷重値適正判断プログラム（検出荷重値適正判断手段）
２３ｇ脈拍情報算出プログラム（生体情報算出手段）
２３ｈ初期荷重値適正判断プログラム（初期荷重値適正判断手段）
２５表示部
３２荷重検出素子（荷重検出手段）
３２ａ感圧ゴム
３６剛性プレート
１００腕時計（生体情報測定装置）
２００腕時計（生体情報測定装置）
３００腕時計（生体情報測定装置）
Ｒ手首

Claims

装置本体を手首に装着するバンド部材と、
このバンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を前記装置本体に作用する荷重変動として検出する荷重検出手段と、
この荷重検出手段により検出された荷重変動に基づいて、生体情報を算出する生体情報算出手段と、
を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
装置本体を手首に装着するバンド部材と、
前記装置本体を手首に装着した際に手首と接触する剛性プレートと、
前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を前記剛性プレートに作用する荷重変動として検出する荷重検出手段と、
この荷重検出手段により検出された荷重変動に基づいて、生体情報を算出する生体情報算出手段と、
を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
前記荷重検出手段は、
前記剛性プレートと前記装置本体との間に配置された感圧ゴムを備えることを特徴とする請求項２に記載の生体情報測定装置。
前記感圧ゴムは、環状に形成され、前記剛性プレートの外周部に配置されてなることを特徴とする請求項３に記載の生体情報測定装置。
前記荷重検出手段を複数設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。
前記荷重検出手段を３つ以上設けたことを特徴とする請求項５に記載の生体情報測定装置。
前記荷重検出手段を、前記装置本体の外周部に等間隔となるように配置したことを特徴とする請求項５又は６に記載の生体情報測定装置。
前記生体情報算出手段は、前記荷重検出手段により検出された荷重値の総和に基づいて生体情報を算出することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。
前記荷重検出手段が検出する荷重の適正範囲の荷重値を記憶している適正検出荷重値記憶手段と、
前記荷重検出手段により検出された荷重検出値が前記適正検出荷重値記憶手段に記憶された適正範囲の荷重値であるか否かを判断する検出荷重値適正判断手段と、を備え、
前記生体情報算出手段は、
前記検出荷重値適正判断手段が適正範囲内の荷重値であると判断した場合に、生体情報の算出を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。
前記装置本体の装着状態における適正範囲の荷重値を記憶する適正初期荷重値記憶手段と、
前記装置本体を手首に装着した際に、前記荷重検出手段により検出された荷重検出値が前記適正初期荷重値記憶手段に記憶された適正範囲内であるか否かを判断する初期荷重値適正判断手段と、
この初期荷重値適正判断手段による判断結果を通知する通知手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。
装置本体を手首に装着するバンド部材と、
前記装置本体を手首に装着した際に手首と接触するとともに前記装置本体内部を遮蔽する遮蔽部材と、
前記装置本体と前記遮蔽部材の当接部に設けられ、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を前記装置本体に作用する荷重変動として検出する荷重検出手段と、
この荷重検出手段により検出された荷重検出値に基づいて生体情報を算出する生体情報算出手段と、
を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
装置本体を手首に装着するバンド部材と、
前記装置本体を手首に装着した際に手首と接触して前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を前記装置本体に作用する荷重変動として検出するとともに、前記装置本体内部を遮蔽する遮蔽部材と、
前記遮蔽部材により検出された荷重検出値に基づいて生体情報を算出する生体情報算出手段と、
を備えることを特徴とする生体情報測定装置。