JP2013143997A - 身体装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタや充電に用いられる電気的接点を省スペースを図りつつ、装着対象者に対しても邪魔にならないようにすることができる身体装着装置を提供する。
【解決手段】電子機器が内蔵されている本体と、電子機器を駆動するバッテリーと、本体を身体に装着するために環状に形成されているバンド１２とを具備する身体装着装置において、バンド１２は、中途部で切り離し可能なバックル部を有し、バックル部は、本体内の電子機器又はバッテリーの双方若しくはいずれか一方と電気的に接続された電気的接点を兼ねている。
【選択図】図６

Description

本発明は、腕などの身体に装着される身体装着装置に関する。

腕などの身体に装着される身体装着装置として、特許文献１に開示されているような身体動作センシング装置があげられる。特許文献１で開示されている身体動作センシング装置は、手首に装着するものであって、全体構成として腕時計型をなしている。
身体動作センシング装置の本体は薄型且つ小型のものであって、内部に運動センサ、表示装置、通信回路等を設けている。本体にはバンドが設けられており、このバンドによって測定対象者の手首に装着できる。

また、身体装着装置の他の例として、特許文献２に開示されているような身体状態の監視装置があげられる。特許文献２で開示されている身体状態の監視装置は、加速度センサ、角速度センサ、脈波センサなどを内蔵した本体部と、ベルトとを有している。この身体状態の監視装置は、ベルトを監視対象者の腕に巻き付けることにより、監視対象者に装着される。

なお、上述した各特許文献に開示されたバンドやベルトについての具体的な構成は開示されていないが、一般的な腕時計用のベルトのように、留め金式や、金属製バックルによるロック機構などが考えられる。

また、各特許文献において収集したデータは、各装置に設けられた通信回路によって外部装置に送信される。ここで示されている通信回路は、近距離用の小電力無線通信であると考えられる。

特開２００２−２６３０８６号公報 特許第４０２１１３７号公報

身体に装着され、運動状況や他の状態を測定する身体装着装置においては、内部に種々のセンサが配置され、そのデータを外部装置に送信する必要性がある。したがって、上記のように、身体装着装置には通信回路を内蔵する必要がある。通信回路としては、無線回路や、外部装置にケーブルを接続してデータ送信するためのインターフェース回路などが挙げられる。
ところが、外部装置に対してケーブルを接続してデータ送信をする場合には、ケーブル接続用のコネクタを身体装着装置に設けておかなければならない。無線通信だけでデータ送信が行えれば良いが、環境によってはケーブル接続が必要な場合も多い。
この場合、身体装着装置にはコネクタを設けなくてはならず、余計なスペースを必要とするとともに、装着対象者にとって邪魔にならないような箇所にコネクタを設けなくてはならないという課題がある。

また、上述したような身体装着装置の内部にはデータ処理やＣＰＵ等の駆動のためにバッテリーが内蔵されている。しかしながら、バッテリーの残存容量が減った場合にその都度バッテリーを交換するのでは効率が悪いため、充電可能なバッテリーを内蔵することが好ましい。しかし、バッテリーを充電するための接続端子を身体装着装置のどこに設けるかについては、装着対象者の邪魔にならない箇所に設けなくてはならず、電気的接点を設ける箇所について課題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、コネクタや充電に用いられる接続端子を含む電気的接点を、省スペースを図りつつ、装着対象者に対しても邪魔にならないようにすることができる身体装着装置を提供することにある。

本発明にかかる身体装着装置によれば、電子機器が内蔵されている本体と、電子機器を駆動するバッテリーと、本体を身体に装着するために環状に形成されているバンドとを具備する身体装着装置において、前記バンドは、中途部で切り離し可能なバックル部を有し、該バックル部は、前記本体内の電子機器又は前記バッテリーの双方若しくはいずれか一方と電気的に接続された電気的接点を兼ねていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、身体に装着する際に必要となるバンドのバックル部を電気的接点として用いることができ、電気的接点を設けるスペースを新たに求めることがなく省スペース化が図れる。また、バックル部が電気的接点を兼ねることによって、装着対象者に対して電気的接点を邪魔にならないようにすることができる。

また、前記バックル部は、切り離されるバンドの一端部に設けられている金属製の一方のバックル端と、該一方のバックル端と互いに着脱可能に形成され、切り離されるバンドの他端部に設けられている金属製の他方のバックル端とを有し、前記一方のバックル端又は前記他方のバックル端のうちの少なくともいずれか一方が電気的接点として形成されており、前記バックル部は、前記一方のバックル端と前記他方のバックル端とを結合した際には、電気的接点として形成された箇所が隠れるように形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、装着時には電気的接点として形成された箇所が外部に露出することがないので、電気的接点の破損や異物の進入などを防止し、また電気的接点が露出することにより見た目を損なうことがなく、シンプルでスマートな見た目を呈することができる。

また、前記電気的接点は、前記一方のバックル端又は前記他方のバックル端の内の少なくともいずれか一方のバックル端の、結合時にいずれか他方のバックル端に対向する結合側端面に形成されることで、前記一方のバックル端と前記他方のバックル端とを結合した際に、電気的接点として形成された箇所が隠れるように形成されることを特徴としてもよい。
この構成によれば、各バックル端の対向する面である結合側端面に電気的接点が形成されているので、バックル部を外せばすぐに電気的接点を露出させることができるため、電気的接点を用いる場合に迅速に電気的接点を露出させることができる。また、電気的接点を隠す場合も、バックル端同士を結合させることで簡単に隠すことができる。

さらに、前記バックル部は、一方のバックル端と他方のバックル端の少なくともいずれか一方には磁石が設けられ、該磁石の磁力によって一方のバックル端と他方のバックル端とを結合可能であることを特徴としてもよい。
この構成によれば、バックル部の結合用の機械的構造を特に設けることなく、単に磁石で結合できるようにすることができる。このため、電気的接点の構造を、接点用の規格にあった構造にしさえすれば、特に結合用の構造を考慮することをしなくても良いので、複雑な構造に成らずコストアップを防ぐことができる。

さらに、前記バンドには、前記本体の重さとバランスをとるためのバランスウェイトが設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、装着していた身体装着装置のバンドが本体の重さによってずれてしまうことを防止できる。また、この身体装着装置を装着している装着対象者が本体の重さを気にして、運動に集中できなくなることも防止できる。

また、前記バランスウェイトは、前記バックル部を結合させてバンドを環状にした際に、本体との距離及びが互いの距離が等しくなるような２箇所に設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、装着対象者に装着されたバンドが本体の重さによってずれることを防止できる。また、バランスよく装着対象者に装着できるので、装着対象者は装着していることを気にすることなく運動に集中することができる。

また、前記バランスウェイトは、バッテリーであることを特徴としてもよい。
この構成によれば、別途バランスウェイトを用意することもなく、追加の部品を用いなくとも身体装着装置の重心バランスを良好にすることができる。

また、前記電気的接点は、非接触接続方式により外部と電気的接続が可能となっていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、外部との接続が極めて容易に行うことができる。

さらに、前記バックル部は、防水性を有していることを特徴としてもよい。

さらに、前記バックル部の電気的接点は金属製であって、装着時に身体にバックル部が接触することにより人体通信が可能であることを特徴としてもよい。
この構成によれば、装着者が外部機器に接触することで、人体を通じてデータ通信を行うことができる。

本発明の身体装着装置によれば、データ通信用のコネクタや充電に用いられる電気的接点を省スペースを図りつつ、装着対象者に対しても邪魔にならないようにすることができる。

本発明に係る身体装着装置の第１の実施形態の正面図である。 第１の実施形態の側面図である。 第１の実施形態の斜視図である。 本体の内部構成を示す平面図である。 図４の側面図である。 一方のバックル端の構成を示す説明図である。 一方のバックル端の他の構成を示す説明図である。 バンドの断面図である。 磁力によって結合するところを示す説明図である。 本発明に係る身体装着装置の第２の実施形態の正面図である。 第２の実施形態の斜視図である。 第３の実施形態の斜視図である。 第３の実施形態の平面図である。 第４の実施形態の斜視図である。 第４の実施形態の平面図である。

本発明に係る身体装着装置の好適な実施の形態を以下に説明する。
本実施形態の身体装着装置としては、腕に装着する走行動作測定装置を例として説明する。

（第１の実施形態）
図１には、身体装着装置の第１の実施形態の正面図を示し、図２には、側面図を示し、図３には、上方から見た斜視図を示す。
身体装着装置１０は、本体１１と、本体１１を身体に装着するためのバンド１２とを備えている。ここで図示している身体装着装置１０は、バンド１２と本体１１とを被覆用素材で全体的に一体となるように構成している。このため、本実施形態における本体１１とバンド１２は外観上一体に構成されているように見えるが、特に一体に構成されているようにすることには限定しない。

また、ここに図示されているバンド１２としては、伸縮自在なゴム製の中心素材（後述する）の表面を、伸縮自在な被覆用素材で被覆した構成である。被覆用素材としては、どのような物であっても良いが、身体に直接接触するものであるため、肌触りが良く、吸湿性及び伸縮性がある布帛等が望ましい。また、中心素材としてはゴム製に限定することはなく、他の材質であってもよい。

図４及び図５には、本体１１の内部構成を示す。
図４に示すように本体１１内部には、プリント基板２０上に、加速度センサ２３、ジャイロセンサ２５等のセンサ類、及びこれらセンサを制御する電子部品２１（例えばＣＰＵ等）が配置されて構成された電子機器２２が配置されている。また、電子機器２２を駆動させるためのバッテリー２４が、電子機器２２の両側（バンド１２に沿った方向の両側）に設けられている。
ここでは、２個のバッテリー２４を図示した。本発明としては、バッテリーの個数を限定するものではないが、このように電子機器２２の近傍にバッテリー２４を配置する構成においては、左右の重量バランスを考慮すると、電子機器２２の周囲において、対向する側と同数のバッテリー２４を配置することが好ましい。

なお、図５に示すように、バッテリー２４は、本体１１内の電子機器２２と同一平面上に配置されるのではなく、バンド１２側に傾斜して配置されているとよい。このような構成であれば、本体１１にバッテリー２４を含んで大型化することもなく、身体（腕、脚等）のカーブに合わせてバッテリー２４をフィットさせることができる。

バンド１２は、本体１１を上面に配し、本体１１を設けた位置と１８０°反対側に、バックル部１４を設けている。バックル部１４は、バンド１２を中途部で切り離すことにより、バンド１２を身体に装着させるために設けられているものである。
本発明におけるバックル部１４は、電子機器２２又はバッテリー２４と少なくとも何れか一方と外部装置とを電気的に接続させるための電気的接点として構成されている。

外部装置としては、本体１１内の電子機器２２で収集した加速度データ、角速度データ、その他のデータを解析するためのコンピュータ（図示せず）が挙げられる。この場合、バックル部１４にはデータ通信を実行できるコネクタが設けられており、コンピュータに接続されたケーブルを、バックル部１４のコネクタに接続することができる。
データ通信のためのコネクタとしては種々の形状のものがあるが、例えば、コンピュータの周辺機器接続用の通信規格に沿ったものを採用することが好ましい。例えば、シリアル通信であればＵＳＢなどを挙げることができる。

図６に、バックル部に形成されたコネクタ２６について示している。この図では、バックル部１４を構成する一方のバックル端１４ａにＵＳＢコネクタが設けられているところを示している。
バックル端１４ａは、全体としてほぼ直方体の形状を成しており、外周壁２７は、内部が長方形状の空間を有する金属製である。この外周壁２７がバックル部１４として他方のバックル端１４ｂ（ここでは図示せず）との接続を行うとともに、電気的接点であるコネクタとしても兼ねて用いられる。外周壁２７の内部には、ＵＳＢコネクタとして電気的接続を行うための構成部品が配置されているが、ここではこの構成部品については詳述しない。

上述したように、コネクタ２６は、他方のバックル端１４ｂとの結合側の端面に接続口が開口するように設けられている。このため、コネクタ２６が形成された一方のバックル端１４ａと、他方のバックル端１４ｂとが結合すると、このコネクタ２６は外周壁２７しか見えず、コネクタであることは隠される。このため、コネクタ２６の接続口は他方のバックル端１４ｂによって隠蔽され、シンプルでスマートな外観にすることができるとともに、コネクタ２６の接続口内に異物が進入してしまうことを防止することができる。

なお、図６の例では、電気的接点としてはデータを通信するコネクタの例を挙げたが、図７に示すように、バッテリー２４の充電を行うための接続端子２９として設けられていてもよい。かかる場合には、一方のバックル端１４ａが直方体状の金属で形成され、バンド１２内部でバッテリー２４と接続されている構成であればよい。このバックル端１４ａを外部の充電器（図示せず）に接続することによってバッテリー２４が充電される。ただし、充電器の構成によっては、接続端子としての形状は図７のような単なる直方体状に限られず、どのような形状に形成されていてもよい。

上述してきた図６及び図７では、バックル部１４を構成する一方のバックル端１４ａが、電子機器２２と接続されたコネクタ２６又はバッテリー２４と接続された接続端子２９として構成されている例を説明した。
しかし、一方のバックル端１４ａだけでなく、一方のバックル端１４ａと同様に他方のバックル端１４ｂも、電子機器２２と接続されたコネクタ２６又はバッテリー２４と接続された接続端子２９として構成されていてもよい。例えば、２つのバックル端１４ａ，１４ｂのうちの何れか一方は本体１１内の電子機器２２と接続されてコンピュータ等の外部装置との接続用のコネクタ、他方はバッテリー２４と接続されて外部の充電器等との接続用の接続端子として構成するとよい。

このように、バンド１２に設けられたバックル部１４と電気的接点とを兼ねることにより、電気的接点を設けるスペースを無駄に取る必要がなくなる。

図８にバンドの断面図を示す。
バックル部１４の少なくともいずれかのバックル端が、コネクタ又は接続端子として形成されることで、バンド１２内部には、バックル部１４から電子機器２２又はバッテリー２４まで延びる電気配線３０が配置される。電気配線３０は、中心素材１９に形成された配線用穴３２内に挿通されて配置されるとよい。このように中心素材１９に配線用穴３２が形成され、配線用穴３２内に電気配線３０が配置されて中心素材１９の外部に電気配線３０が露出しないようにすることで、電気配線３０の配置による凹凸が装着者の気にならないようにすることができる。

なお、バックル部１４から電子機器２２又はバッテリー２４まで延びる電気配線３０については、上述したようなワイヤ状のものに限定されることはない。例えば、中心素材１９の表面にフレキシブル基板を配置し、フレキシブル基板上に形成された導体箔によってバックル部１４と電子機器２２又はバッテリー２４とを接続するようにしてもよい。

なお、図９に示すように、バックル部１４における、バックル端１４ａ、１４ｂ同士の結合は磁力によって行うとよい。
例えば、一方のバックル端１４ａの金属製の外周壁２７を磁石で構成し、また他方のバックル端１４ｂも一方のバックル端１４ａの磁石とは異なる極性が対向するように磁石で構成することにより、各結合側端面同士が磁力によって引き合い、バックル端１４ａ，１４ｂ同士の結合が行われる。
なお、外周壁２７全体を磁石で構成するのではなく、外周壁２７の一部に磁石を配置するなどの構成であってもよい。

用いる磁石の例としては、ネオジウム磁石など単に引っ張るだけでは外れないほどの強力なものであることが好ましい。外す場合には、結合側端面をずらすようにして外すことができる。

このように、バックル部１４の結合を磁石によって行うことによって、バックル部１４の構造を複雑化させずに、結合部分としては極めて簡単な構造で行うことができる。
すなわち、バックル部１４に電気的接点を設けることを前提とした場合、バックル部１４の結合方式として機械的なものを採用すると結合部分が複雑化してしまい、構造的に弱くなってしまう可能性もある。この点、磁石によって結合させるのであれば、結合させるための複雑な機械的構造は必要なくなるので、電気的接点の機械的な剛性が弱くなってしまうことを防止できる。

（第２の実施形態）
図１０及び図１１に第２の実施形態の全体構成を示す。なお、上記の第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
この構成では、２個のバッテリー２４の位置を本体１１の近傍ではなく、バンド１２結合させてバンド１２を環状にした際に、本体１１との距離及び互いの距離が等しくなるような２箇所に設けている。この構成では、バッテリー２４をバランスウェイトとして利用している。
このように、バッテリー２４をバランスウェイトとして利用することによって、装着対象者に装着されたバンド１２が本体１１の重さによってずれることを防止し、良好なバランスをとることができる。特に、運動中のデータを計測する場合においては、装着対象者は装着していることを気にすることなく運動に集中することができる。

なお、バランスウェイトとしては、バッテリーに限定することなく、他の部材を採用してもよい。

（第３の実施形態）
図１２及び図１３に、第３の実施形態を示す。なお、上記の各実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
本実施形態では、バックル部１４の少なくともいずれかのバックル端が、コネクタ又は接続端子として形成されたものについて、非接触方式により外部機器と電気的接続がなされるようにしている。

非接触方式としては、電磁誘導によりバッテリー２４へ給電を行う方式が考えられる。
すなわち、外部の充電器３４にコイル３６を設け、バックル部１４内にコイル３７を設け、充電器３４内のコイル３６に所定の電流を流すことにより、バックル部１４内のコイル３６に電磁誘導によって起電力が生じるのである。この場合、バックル部１４そのものには機械的な接続用のコネクタ形状を設けなくともよい。そしてバックル部１４は特に金属製部分が露出してなくてもよいので、防水性を有する身体装着装置１０として構成することができる。例えば、バンド１２全体を防水性の樹脂等で被覆することで、防水性を確保でき、しかも金属部分が露出していなくても外部機器との電気的な接続が行える。

なお、本実施形態における、バックル部１４のバックル端１４ａ、１４ｂ（図示せず）同士の結合も磁力によって行うとよい。図１３の例では、磁石３４は、バックル端１４ａの他方のバックル端１４ｂとの結合側の端面に配置されている（図１２では、磁石３９及び磁気シールド材４０を省略して図示している）。
かかる場合、バックル端１４ａ及び１４ｂの何れかの箇所に磁石３９を配置させる必要があるが、コイル３７が磁石３９の影響を受けないように、磁石３９とコイル３７との間に透磁率の高い、磁気シールド部材４０を設ける必要がある。磁気シールド部材４０の例としては、パーマロイ、ケイ素鋼板等を挙げることができる。

（第４の実施形態）
図１４及び図１５に、第４の実施形態を示す。なお、上記の各実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
本実施形態では、バックル部１４を防水性にした構成を示している。ここでは、図６と同様に、バックル部に形成されたコネクタ２６について一方のバックル端１４ａにＵＳＢコネクタが設けられているところを示している。

本実施形態では、防水性を確保するには、バックル端１４ａのコネクタ２６の周囲を防水性部材４４でモールドし、尚かつバックル端１４ａの内部においてコネクタ２６の外周の金属部分及び電気配線３０を防水性部材４２でモールドしている。
このように防水性を確保することにより、雨や汗などの水分が存在しても電気的接続を問題無く行える。

（他の実施形態）
なお、他の実施形態として、バックル部１４の電気的接点を金属製とし、装着時に身体にバックル部１４が接触することにより人体通信が可能としてもよい。この場合、装着者が、外部機器を指などで触れることで、身体装着装置１０と外部機器との間で人体を通じてデータ通信を行うことができる。

上述してきた各実施形態においては、角速度センサ、加速度センサを搭載して身体の動きを測定するものについて説明してきた。しかしながら、本発明としては、身体装着装置の計測機能については何らかの機能に限定することはなく、他の計測を行うものであってもよい。
また、腕に装着するものには限定されず、脚に装着するものであってもよい。

１０ 身体装着装置
１１ 本体
１２ バンド
１４ バックル部
１４ａ，１４ｂ バックル端
１９ 中心素材
２０ プリント基板
２１ 電子部品
２２ 電子機器
２３ 加速度センサ
２４ バッテリー
２５ ジャイロセンサ
２６ コネクタ
２７ 外周壁
２９ 接続端子
３０ 電気配線
３２ 配線用穴
３４ 充電器
３６，３７ コイル
３９ 磁石
４０ 磁気シールド材

Claims (10)

1. 電子機器が内蔵されている本体と、
   電子機器を駆動するバッテリーと、
   本体を身体に装着するために環状に形成されているバンドとを具備する身体装着装置において、
   前記バンドは、中途部で切り離し可能なバックル部を有し、
   該バックル部は、前記本体内の電子機器又は前記バッテリーの双方若しくはいずれか一方と電気的に接続された電気的接点を兼ねていることを特徴とする身体装着装置。
2. 前記バックル部は、切り離されるバンドの一端部に設けられている金属製の一方のバックル端と、該一方のバックル端と互いに着脱可能に形成され、切り離されるバンドの他端部に設けられている金属製の他方のバックル端とを有し、
   前記一方のバックル端又は前記他方のバックル端のうちの少なくともいずれか一方が電気的接点として形成されており、
   前記バックル部は、前記一方のバックル端と前記他方のバックル端とを結合した際には、電気的接点として形成された箇所が隠れるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の身体装着装置。
3. 前記電気的接点は、前記一方のバックル端又は前記他方のバックル端の内の少なくともいずれか一方のバックル端の、結合時にいずれか他方のバックル端に対向する結合側端面に形成されることで、前記一方のバックル端と前記他方のバックル端とを結合した際に、電気的接点として形成された箇所が隠れるように形成されることを特徴とする請求項２記載の身体装着装置。
4. 前記バックル部は、一方のバックル端と他方のバックル端の少なくともいずれか一方には磁石が設けられ、該磁石の磁力によって一方のバックル端と他方のバックル端とを結合可能であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の身体装着装置。
5. 前記バンドには、前記本体の重さとバランスをとるためのバランスウェイトが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか1項記載の身体装着装置。
6. 前記バランスウェイトは、
   前記バックル部を結合させてバンドを環状にした際に、本体との距離及びが互いの距離が等しくなるような２箇所に設けられていることを特徴とする請求項５記載の身体装着装置。
7. 前記バランスウェイトは、バッテリーであることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の身体装着装置。
8. 前記電気的接点は、非接触接続方式により外部と電気的接続が可能となっていることを特徴とする請求項１、請求項４〜請求項８のうちのいずれか１項記載の身体装着装置。
9. 前記バックル部は、防水性を有していることを特徴とする請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項記載の身体装着装置。
10. 前記バックル部の電気的接点は金属製であって、装着時に身体にバックル部が接触することにより人体通信が可能であることを特徴とする請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項記載の身体装着装置。

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