JP3535917B2 - 腕装着型携帯装置および腕装着型脈波計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも時刻情報を
表示可能であるとともに、外部からケーブルを介して情
報が入力される腕装着型携帯装置に関するものであり、
更に詳しくは、通常の腕時計としても使用可能な腕装着
型携帯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】脈波数などの脈波情報を計測する装置と
しては、血液の量の変化を光学的に検出し、その検出結
果に基づいて脈波情報を表示するものがある。かかる光
学式の脈波計測装置では、ＬＥＤ（発光ダイオード）な
どの発光素子と、フォトトランジスタなどの受光素子と
を備えるセンサユニットを指などに取り付け、ＬＥＤか
ら照射した光のうち指など（血管）から反射してきた光
をフォトトランジスタで受光することにより、血量変化
を受光量の変化として検出し、その検出結果に基づいて
脈拍数などを求めるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような脈波計測装
置として、近年は、ジョギングやマラソン中の脈拍数な
どを計測できるものが望まれている。ここに、本願発明
者は、センサユニットと装置本体とをケーブルで接続す
ることによって、装置本体をリストバンドによって腕に
装着する一方、センサユニットを指に装着する腕装着型
脈波計測装置を提案するものである。さらに、本願発明
者は、装置本体に計時機能を付与して、ジョギングやマ
ラソン中のラップタイムなどを計測可能にすることを提
案する。

【０００４】しかしながら、かかる腕装着型携帯装置で
は、折角、計時機能を付け加えても、装置本体からケー
ブルが延びているものでは、日常生活で通常の腕時計と
して使いにくいという問題点がある。

【０００５】そこで、装置本体の腕時計における３時の
方向にケーブルを着脱するためのコネクタ機構を設けた
腕装着型携帯装置が考えられるが、このような構造の腕
装着型携帯装置では、コネクタ機構を設けた分だけ装置
本体が手先（腕時計における３時の方向）に向けて張り
出す構造になるため、手首を曲げるたびにコネクタ機構
が腕に当たってしまう。このため、装着感が悪いととも
に、ケーブルが外れやすいという問題点がある。

【０００６】かかる問題点に鑑みて、本発明の課題は、
センサユニットから延びるケーブルを装置本体に簡単に
着脱でき、かつ、ケーブルが不用意に外れないコネクタ
機構を邪魔にならない位置に設けることによって、腕に
装着した状態のままでケーブルを介して情報を入出力で
きるとともに、通常の腕時計としても用いることのでき
る腕装着型携帯装置および腕装着型脈波計測装置を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る腕装着型携帯装置では、内蔵の計時
手段により求めた時刻情報を表示可能な表示部を備える
装置本体と、この装置本体を腕に装着するためのリスト
バンドと、所定の情報を装置本体に入力するためのケー
ブルと、ケーブルを装置本体に対して着脱自在とするコ
ネクタ手段とを設けるとともに、コネクタ手段に、装置
本体の端部のうち、腕時計における６時または１２時の
方向に位置する端部の表面に第１の端子群を備えるコネ
クタ部と、ケーブルの端部に形成され、コネクタ部を覆
うようにこのコネクタ部上に装着されたときに第１の端
子群にそれぞれ電気的接続する第２の端子群を備えるコ
ネクタ部材と、このコネクタ部材をコネクタ部上でスラ
イドさせたときに係合してこのコネクタ部上にコネクタ
部材が装着された状態を保持するとともに、この状態か
らコネクタ部材を逆の方向にスライドさせたときに係合
状態が解除される係合機構とを設け、さらに、係合機構
に、コネクタ部から腕時計における３時および９時の方
向に向けて少なくとも２個ずつ張り出す第１の係合用突
起群と、コネクタ部材の側において、コネクタ部材をコ
ネクタ部に装着するときに第１の係合用突起群の外側に
位置するようにコネクタ部材の両側から下方に向けて張
り出す１対の突出部と、この突出部から内側に向けてそ
れぞれ突出し、コネクタ部材をコネクタ部に被せる第１
の動作によって第１の係合用突起群の間を通り抜け、コ
ネクタ部材をコネクタ部上で装着方向にスライドさせる
第２の動作によって第１の係合用突起群の各下方位置に
それぞれ潜り込んでコネクタ部材の下面部との間に第１
の係合用突起群をそれぞれ保持する第２の係合用突起群
とを設けることを特徴とする。

【０００８】本発明において、腕時計における何時方向
とは、あくまで装置本体の方向を意味しており、装置本
体上での表示が指針式であることを意味するものでな
い。

【０００９】本発明において、コネクタ部は、装置本体
の端部のうち、腕時計における６時の方向に位置する端
部の表面に構成し、コネクタ部材は、このコネクタ部材
をコネクタ部上で腕時計における６時の方向から１２時
の方向に向けてスライドさせたときに係合機構が係合し
てコネクタ部上に装着された状態になることが好まし
い。

【００１０】本発明において、第１の端子群は、コネク
タ部材のスライド方向に沿って複数列に配置されている
とともに、各端子間における位置がスライド方向に対し
て直交する方向にずれるように形成され、第１の端子群
の形成位置に対応して、第２の端子群も、各端子間にお
ける位置がコネクタ部材のスライド方向に対して直交す
る方向にずれるように形成することが好ましい。

【００１１】

【００１２】係合機構に、第１の係合用突起群と、１対
の突出部と、第２の係合用突起群とを設ける場合に、コ
ネクタ手段には、第２の動作を行なったときにコネクタ
部材の側とコネクタ部の側とを干渉させることにより、
コネクタ部材をコネクタ部上の装着位置で停止させる第
１のストッパー機構と、コネクタ部材をコネクタ部から
外すときに行なう第２の動作とは逆方向へのスライド動
作時にコネクタ部材の側とコネクタ部の側とを干渉させ
ることにより、コネクタ部材をコネクタ部上に被せたと
きの位置で停止させて、第１の動作と逆の動作により第
２の係合用突起群を第１の係合用突起群の間を通り抜け
可能とする第２のストッパー機構とを設けることが好ま
しい。

【００１３】本発明においては、コネクタ部材に代え
て、コネクタカバーを設け、このコネクタカバーには、
コネクタカバーの側において、コネクタカバーをコネク
タ部に装着するときに第１の係合用突起群の外側に位置
するようにコネクタカバーの両側から下方に向けて張り
出す１対の突出部と、この突出部から内側に向けてそれ
ぞれ突出し、コネクタカバーをコネクタ部に被せる第１
の動作によって第１の係合用突起群の間を通り抜け、コ
ネクタカバーをコネクタ部上で装着方向にスライドさせ
る第２の動作によって第１の係合用突起群の各下方位置
にそれぞれ潜り込んでコネクタカバーの下面部との間に
第１の係合用突起群をそれぞれ保持する第２の係合用突
起群とを設けて、係合機構と同一の機構により、コネク
タ部表面を覆う状態にこのコネクタ部上に装着されるよ
うにしても良い。

【００１４】本発明において、コネクタ手段には、コネ
クタ部材の下面部またはコネクタ部の上面部で開口する
孔と、この孔から先端を突出させた状態になるように孔
内部を進退可能な進退ピンと、この進退ピンを孔から突
出する方向に向けて付勢するばねとを設けることによっ
て、進退ピンからなる端子を構成できる。

【００１５】この場合には、第１および第２の端子群の
うち、進退ピンと電気的接続する側の端子には、その形
成位置の周囲に凸条部を設けることによって、コネクタ
部上にコネクタ部材を装着したときに、進退ピンが凸条
部を乗り上げるクリック機構を構成できる。

【００１６】本発明において、コネクタ部材は、その下
面部で開口する孔と、この孔から先端を突出させた状態
になるように孔内部を進退可能な作動ピンと、この作動
ピンを接合面から突出する方向に向けて付勢するばねと
を設けた場合には、作動ピンの孔内部における進退動作
に基づいて接点が開閉するスイッチ機構を構成すること
ができる。

【００１７】このような構成の腕装着型携帯装置は、ケ
ーブルの先端部に、発光部および受光部を指表面に向け
た状態とされるセンサユニットを設け、このセンサユニ
ットからケーブルを介して受光部での受光結果を装置本
体に入力するように構成することにより、腕装着型脈波
計測装置を構成することができる。

【００１８】この場合に、コネクタ部材には、その下面
部で開口する孔と、この孔から先端を突出させた状態に
なるように孔内部を進退可能な作動ピンと、この作動ピ
ンを接合面から突出する方向に向けて付勢するばねと、
作動ピンの孔内部における進退動作に基づいて接点が開
閉するスイッチ機構と、発光部を構成する発光素子の端
子間または受光部を構成する受光素子の端子間に介挿さ
れて発光素子または受光素子を静電気から保護する容量
素子とを設け、スイッチ機構を利用して、コネクタ部材
をコネクタ部から外した状態では容量素子を端子間に電
気的接続する状態とし、この状態から、コネクタ部材を
コネクタ部に装着したときには容量素子の端子間への電
気的接続を解除することが好ましい。

【００１９】

【作用】本発明に係る腕装着型携帯装置において、それ
を腕装着型脈波計測装置として構成した場合には、ＬＥ
Ｄなどの発光部から指に光を照射し、血管からの反射光
をフォトトランジスタなどの受光部で検知することによ
り、血液の脈波によって生じる血量変化を受光量の変化
として検出し、これにより得られる脈波信号に基づいて
脈拍数や脈波の変化を表示する。ここで、装置本体とケ
ーブルとの間には、ケーブルを装置本体に対して着脱自
在とするコネクタ手段が構成されているため、本発明に
係る腕装着型脈波計測装置は、指にセンサユニットを取
り付けることにより、ランニング中でも脈波を計測でき
るとともに、日常生活では、ケーブルをコネクタ手段に
よって装置本体から外すだけで、通常の腕時計として用
いることができる。また、このコネクタ手段は、装置本
体の端部のうち、腕時計における６時または１２時の方
向に位置する端部の表面に構成されている。すなわち、
装置本体に対してリストバンドが接続する側の端部の表
面に構成されている。従って、コネクタ手段は、装置本
体から腕時計における３時の方向に張り出さないので、
利用者は、ランニング中に手首を自由に動かすことがで
きる。また、コネクタ手段は、装置本体から腕時計にお
ける３時および９時の方向に張り出さないため、利用者
がランニング中に転んでも、手がコネクタ手段にぶつか
らない。従って、利用者にとって、安全であるととも
に、コネクタ手段が破損しない。さらに、コネクタ部と
コネクタ部材とが係合機構によって結合した状態にある
ので、ランニング中にケーブルが不用意に外れることが
ない。

【００２０】コネクタ部を腕時計における６時の方向に
構成した場合には、装置本体を腕に装着したとき、コネ
クタ手段は、利用者からみると手前側に位置するので、
その操作が簡単である。

【００２１】第１および第２の端子群がコネクタ部材の
スライド方向に沿って複数列に配置され、かつ、このス
ライド方向に直交する方向に、各端子間で位置がずれて
いる場合には、コネクタ部材をコネクタ部上をスライド
させても、対応しない端子同士が接触してしまうことが
ない。また、コネクタ部の形成面積を狭くしても、端子
同士を離れた位置に配置できるので、コネクタ部材とコ
ネクタ部との間に水が侵入しても、水によって端子間が
ショートしない。

【００２２】本発明において、コネクタ手段として、コ
ネクタ部材の第２の係合用突起群がコネクタ部の第１の
係合用突起群の下方位置に潜り込んで第１の係合用突起
群をコネクタ部材の下面部との間でそれぞれ保持する構
成とした場合には、少ない部品だけで、係合が確実で、
しかも、簡単に着脱できる係合機構を構成できる。

【００２３】この場合には、コネクタ部材の装着位置を
規制する第１のストッパー機構、およびそれを外すとき
のスライド位置を規定する第２のストッパー機構を構成
した場合には、利用者は、コネクタ部に対してコネクタ
部材を手探りでも着脱することができる。

【００２４】また、コネクタ部材に代えて、係合機構と
同一の機構により、コネクタ部表面を覆う状態にこのコ
ネクタ部上に装着されるカバーを設けた場合には、日常
生活においてコネクタ部材を外して腕時計として用いる
ときに、第１の端子群を保護できるとともに、見栄えが
よい。

【００２５】第１または第２の端子群を孔から先端を突
出させる進退ピンで構成し、この進退ピンを孔から突出
する方向に向けてばねによって付勢した場合には、第１
の端子群と第２の端子群との電気的接続が確実である。
この場合に、進退ピンと電気的接続する側の端子の周囲
に凸条部を形成した場合には、コネクタ部上にコネクタ
部材を装着したときに、進退ピンが凸条部を乗り上げる
ことによって、クリック機構を簡単に構成できる。

【００２６】本発明において、コネクタ部材の下面部で
開口する孔の内部にばねで付勢された作動ピン設けた場
合には、コネクタ部へのコネクタ部材の装着動作に連動
するスイッチ機構を簡単に構成できるとともに、その動
作が確実である。

【００２７】かかるスイッチ機構を利用すれば、コネク
タ部材をコネクタ部から外したときに容量素子が発光素
子または受光素子に電気的に並列接続して静電気から発
光素子や受光素子を保護する一方、コネクタ部材をコネ
クタ部に装着したときには、容量素子の端子間への電気
的接続を自動的に解除することができる。また、容量素
子の接続状態を待機モードおよび脈波計測モードに自動
的に切り換えることができる。また、コネクタ部材をコ
ネクタ部に装着したとき、それまで容量素子に蓄積され
た電荷は、容量素子から装置本体に対して放電されない
ので、装置本体側の回路を保護できる。

【００２８】

【実施例】図面に基づいて、本発明の一実施例を説明す
る。

【００２９】（全体構成）図１は、本例の腕装着型脈波
計測装置（腕装着型携帯装置）の使用状態を示す説明図
である。

【００３０】（全体構成）図１において、本例の腕装着
型脈波計測装置１は、腕時計構造を有する装置本体１０
（装置本体）と、この装置本体１０に接続されるケーブ
ル２０と、このケーブル２０の先端側に設けられたセン
サユニット３０とから大略構成されている。装置本体１
０には、腕時計における１２時方向から腕に巻きついて
その６時方向で固定されるリストバンド１２が設けら
れ、このリストバンド１２によって、装置本体１０は、
腕に着脱自在である。センサユニット３０は、幅が約１
０ｍｍのセンサ固定用バンド４０を備えており、このセ
ンサ固定用バンド４０によって、人差し指の根元から指
関節までの間に装着されている。

【００３１】（装置本体の構成）図２は、本例の腕装着
型脈波計測装置の装置本体を、リストバンドやケーブル
などを外した状態で示す平面図、図３は、この装置本体
の側面図である。

【００３２】図２において、装置本体１０は、樹脂製の
時計ケース１１を備えており、この時計ケース１１の表
面側には、現在時刻や日付に加えて、脈拍数などの脈波
情報などをデジタル表示する液晶表示装置１３（表示
部）が構成されている。時計ケース１１の内部には、セ
ンサユニット３０による検出結果（脈波信号）に基づい
て脈拍数の変化などを表示するために、検出信号に対す
る信号処理などを行なうデータ処理回路５０が内蔵さ
れ、このデータ処理回路５０および液晶表示装置１３に
よって、情報表示手段６０が構成されている。また、デ
ータ処理回路５０には、計時回路も構成されているた
め、情報表示手段６０は、通常時刻、ラップタイム、ス
プリットタイムなども液晶表示装置１３に表示可能であ
る。なお、時計ケース１１の外周部には、時刻合わせや
表示モードの切り換えなどを行なうためのボタンスイッ
チ１１１〜１１５が構成されている。また、時計ケース
１１の表面には、ボタンスイッチ１１６、１１７が構成
されている。腕装着型脈波計測装置１の電源は、時計ケ
ース１１に内蔵されている電池５９であり、ケーブル２
０は、電池５９からセンサユニット３０に電力を供給す
るとともに、センサユニット３０の検出結果を時計ケー
ス１１内のデータ処理回路５０に入力している。なお、
電池５９に対して腕時計における９時の方向に配置され
ているのは、報知音を発生させるための圧電素子５８で
ある。

【００３３】図３において、装置本体１０は、時計ケー
ス１１の外周部うち、腕時計における１２時の方向に
は、リストバンド１２の端部に取り付けられた止め軸１
２１を保持するための連結部１０５が形成されている。
一方、時計ケース１１の外周部うち、腕時計における６
時の方向には、腕に巻かれたリストバンド１２が長さ方
向の途中位置で折り返されるとともに、このリストバン
ド１２の途中位置を保持するための留め具１２２が取り
付けられる受け部１０６が形成されている。

【００３４】装置本体１０の腕時計における６時方向に
おいて、電池蓋１１８などが取り付けられている平坦な
裏面部１１９の縁から受け部１０６に至る部分は、約１
１５°の角度で曲がる回転止め部１０８になっている。
すなわち、リストバンド１２によって、装置本体１０を
腕に装着したとき、装置本体１０の裏面部１１９は、腕
の上部に密着する一方、装置本体１０の回転止め部１０
８は、腕の手前側の側面部に当接した状態になるので、
装置本体１０は、腕の周りを矢印Ａおよび矢印Ｂのいず
れの方向にもずれない。

【００３５】（センサユニットの構成）図４（ａ）は、
本例の腕装着型脈波計測装置に用いたセンサユニットの
光学ユニットの平面図、図４（ｂ）は、この腕装着型脈
波計測装置に用いたセンサユニットのセンサ固定用バン
ドを展開した状態を示す平面図、図４（ｃ）は、別のセ
ンサユニットの構造を示す説明図、図５は、指の根元に
センサユニットを装着した状態を示す説明図である。

【００３６】再び、図１において、センサユニット３０
は、センサ固定用バンド４０と光学ユニット３００とか
ら構成されている。センサ固定用バンド４０は、可撓性
をもつ肉厚の樹脂成形品から構成されており、丸くくる
まっている状態から、それを広げて指の根元に巻付けた
後、そのまま手を離すと、それ自身の形状復帰力によ
り、指の根元に巻きついた状態となる。

【００３７】センサ固定用バンド４０の略中央部分は、
さらに肉厚になっているともに、そこには、光学ユニッ
ト３００を収納できる穴４１が形成されている。

【００３８】図４（ａ）において、光学ユニット３００
は、両側に一対の突起部分３１１、３１２をもつ角形形
状に樹脂により外装されており、この光学ユニット３０
０の内部からケーブル２０が引き出されている。

【００３９】一方、図４（ｂ）において、センサ固定用
バンド４０の穴４１は、光学ユニット３００を嵌め込む
ことのできる形状および大きさであり、かつ、そこに光
学ユニット３００を嵌め込んだとき、突起部分３１１、
３１２が嵌まる凹部４１１、４１２が脱落防止用に形成
されている。なお、センサ固定用バンド４０には、それ
を指に装着しやすいように縊れ部分４１０が４ヵ所に形
成されている。

【００４０】センサユニット３０については、指の根元
に装着しても手を軽く握ることができればよいという観
点から、センサ固定用バンド４０の幅は、約２０ｍｍ位
でも支障がない。また、図４（ｃ）に示すように、セン
サ固定用バンド４０のうち、光学ユニット３００を取り
付ける部分の幅のみがやや広めになっている構造でもよ
い。

【００４１】図５において、光学ユニット３００では、
そのケース体としてのセンサ枠３０１に裏蓋３０２が被
されてその内部が部品収納空間になっている。センサ枠
３０１の上面部分には、ガラス板３０４（フィルタ）で
光透過窓が形成され、このガラス板３０４に対向するよ
うに回路基板３０５がセンサ枠３０１の内部に固定され
ている。回路基板３０５には、ＬＥＤ３１、フォトトラ
ンジスタ３２、およびトランジスタ（図示せず。）など
の電子部品が実装されており、ＬＥＤ３１およびフォト
トランジスタ３２は、それぞれ発光面および受光面をガ
ラス板３０４の方に向けている。

【００４２】本例では、ＬＥＤ３１として、ＩｎＧａＮ
系（インジウム−ガリウム−窒素系）の青色ＬＥＤを用
いてあり、その発光スペクトルは、図６に示すように、
４５０ｎｍに発光ピークを有し、その発光波長領域は、
３５０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にある。かかる発
光特性を有するＬＥＤ３１に対応させて、本例では、フ
ォトトランジスタ３２として、ＧａＡｓＰ系（ガリウム
−砒素−リン系）のフォトトランジスタを用いてあり、
その素子自身の受光波長領域は、図７に示すように、主
要感度領域が３００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にあ
って、３００ｎｍ以下にも感度領域がある。ここで、フ
ォトトランジスタ３２として、素子にフィルタを付加し
たセンサユニットを用いることもあり、このようなセン
サユニットの受光波長領域の一例は、図８に示すよう
に、主要感度領域が４００ｎｍから５５０ｎｍまでの範
囲にある。これらのＬＥＤ３１およびフォトトランジス
タ３２は、消費電力が比較的小さいので、本例の腕装着
型脈波計測装置１のように、計時機能と脈波計測機能を
１つの小型電池で駆動する場合でも、連続稼働時間が長
い。

【００４３】なお、図５に示すように、光学ユニット３
００は、センサ固定用バンド４０に対し、ガラス板３０
４が内側に向くように取り付けられているため、センサ
固定用バンド４０を指の根元に装着すると、ＬＥＤ３１
およびフォトトランジスタ３２は、それぞれの発光面お
よび受光面を指の表面に向いた状態になる。従って、Ｌ
ＥＤ３１から指に向けて光を照射すると、生体（血管）
から反射してきた光をフォトトランジスタ３２が受光
し、その受光結果（脈波信号）を、光学ユニット３００
がケーブル２０を介して装置本体１０に入力すると、装
置本体１０では、脈波信号から脈拍数が求められる。

【００４４】（データ処理回路の構成）すなわち、図９
には、時計ケースの内部に構成されたデータ処理回路の
機能の一部をブロック図で示すように、データ処理回路
５０において、脈波信号変換部５１は、センサユニット
３０からケーブル２０を介して入力された信号をデジタ
ル信号に変換して脈波信号記憶部５２に出力するように
なっている。脈波信号記憶部５２は、デジタル信号に変
換された脈波データを記憶しておくＲＡＭである。脈波
信号演算部５３は、脈波信号記憶部５２に記憶されてい
る信号を読み出してそれに周波数分析を行ない、その結
果を脈波成分抽出部５４に入力するようになっている。
脈波成分抽出部５４は、脈波信号演算部５３からの入力
信号から脈波成分を抽出して脈拍数演算部５５に出力
し、この脈拍数演算部５５は、入力された脈波の周波数
成分により脈拍数を演算し、その結果を液晶表示装置１
３に出力するようになっている。

【００４５】（コネクタ手段の構成）図１０は、コネク
タ部にコネクタピースを装着した状態を腕時計における
３時の方向から見た拡大図、図１１は、コネクタピース
側におけるセンサ回路の電極部、およびこのセンサ回路
と信号の入出力を行なうためのコネクタ部側の端子の組
合せを示す説明図である。

【００４６】本例の腕装着型脈波計測装置１を日常生活
において通常の腕時計と同様に扱えるように、図１に示
すように、ケーブル２０およびセンサユニット３０は、
装置本体１０の腕時計における６時の方向に位置する端
部の表面側で着脱できるようになっている。すなわち、
図１０において、装置本体１０の端部のうち、腕時計に
おける６時の方向において、回転止め部１０８として延
設されている部分の表面側には、コネクタ部７０が構成
され、そこには、ケーブル２０の端部に構成されたコネ
クタピース８０（コネクタ部材）を装着できるようにな
っている。

【００４７】このコククタ部７０およびコネクタピース
８０を利用したコネクタ手段において、コネクタ部７０
とコネクタピース８０との間で行なわれる電気的な接続
は、図１１に示すとおりである。

【００４８】図１１において、装置本体１０の側に構成
されているコネクタ部７０には、端子７５１〜７５６
（第１の端子群）が構成されており、これらの端子７５
１〜７５６に対応して、コネクタピース８０には、電極
部８３１〜８３６（第２の端子群）が構成されている。
そのうち、端子７５２は、電極部８３２を介してＬＥＤ
３１に第２の駆動電圧ＶＤＤの供給するためのプラス端
子、端子７５３は、電極部８３３を介してＬＥＤ３１の
マイナス電位とされる端子、端子７５４は、電極部８３
４を介してフォトトランジスタ３２のコレクタ端子に駆
動用の定電圧ＶＲＥＧを供給するための端子、端子７５
１は、電極部８３１を介してフォトトランジスタ３２の
エミッタ端子からの信号が入力される端子、端子７５５
は、電極部８３５を介してコネクタピース８０をコネク
タ部７０に装着したか否かを検出するための信号が入力
される端子である。電極部８３６は、センサユニット３
０において人体にアースを落としており、端子７５６と
電極部８３６とが電気的に接続したとき、ＶＤＤをグラ
ンド線とすることによって、電極部８３１〜電極部８３
６をシールドするようになっている。

【００４９】コネクタピース８０では、ＬＥＤ３１の端
子間（電極部８３２、８３３の間）に対して、第１のキ
ャパシタＣ１、および第１のスイッチＳＷ１が介挿され
ている。このスイッチＳＷ１は、コネクタピース８０を
コネクタ部７０から外したときに閉状態になって、ＬＥ
Ｄ３１に対して第１のキャパシタＣ１を並列接続させ、
コネクタピース８０をコネクタ部７０に装着したときに
開状態になる。同様に、フォトトランジスタ３２の端子
間（電極部８３１、８３４）に対しては、第２のキャパ
シタＣ２、および第２のスイッチＳＷ２が介挿されてい
る。このスイッチＳＷ２は、コネクタピース８０をコネ
クタ部７０から外したときに閉状態になって、フォトト
ランジスタ３２に対して第２のキャパシタＣ２を並列接
続させ、コネクタピース８０をコネクタ部７０に装着し
たときに開状態になる。

【００５０】このような構成のコネクタ部７０にコネク
タピース８０を着脱するコネクタ手段の構成を、さら
に、図１２〜図１５も参照して説明する。

【００５１】図１２は、ケーブルの端部に構成されたコ
ネクタピースの構成を示す拡大図、図１３は、装置本体
側のコネクタ部の拡大図、図１４は、コネクタ部に対し
てコネクタピースを結合させた状態を示す縦断面図、図
１５は、コネクタピース側における各電極部の配置、お
よび回路パターンを示す説明図である。

【００５２】図１２において、コネクタピース８０の下
面部８０１には、その両側で下方に向けて張り出す一対
の突出部８１、８２が形成されている。これらの突出部
８１、８２の下端部では、その内側に向かって４個の係
合片８１１、８１２、８２１、８２２（第２の係合用突
起群）が突き出ている。

【００５３】コネクタピース８０の下面部８０１には、
６つの電極部８３１、８３２、８３３、８３４、８３
５、８３６（第２の端子群）が形成されており、その周
囲には環状の凸条部８４１、８４２、８４３、８４４、
８４５、８４６が形成されている。ここで、コネクタピ
ース８０をコネクタ部７０に装着する際には、後述する
とおり、コネクタピース８０をコネクタ部７０に被せた
後、矢印Ｑの方向にコネクタピース８０をスライドさせ
るが、かかるスライド方向（矢印Ｑの方向）に沿って、
電極部８３１〜８３６は、電極部８３１、８３２、８３
３と、電極部８３４、８３５、８３６との２列に形成さ
れている。また、いずれの列でも、各電極部８３１〜８
３６は、コネクタピース８０のスライド方向（矢印Ｑの
方向）に対して直交する方向にずれるように斜めに配置
されている。

【００５４】さらに、コネクタピース８０の底面部に
は、装置本体１０にケーブル２０を接続したときの静電
気の影響を防止するための回路をスイッチングする２本
の作動ピン８３７、８３８が形成されている。これらの
作動ピン８３７、８３８は、その取付け構造については
図１４を参照して後述するとおり、コネクタ部７０から
コネクタピース８０を外した状態で先端がコネクタピー
スの下面部８０１から突出した状態にある。

【００５５】一方、図１３に示すように、装置本体１０
のコネクタ部７０には、その側面部に、外側に張り出す
係合部７１、７２、７３、７４（第１の係合用突起群）
が形成されている。従って、コネクタピース８０の突出
部８１、８２がコネクタ部７０の係合部７１、７２、７
３、７４の外側に位置し、かつ、係合部７１と係合部７
２との間、および係合部７３と係合部７４との間に、コ
ネクタピース８０の係合片８１１、８２１が位置するよ
うに、コネクタピース８０をコネクタ部７０に被せた
後、係合片８１１、８２１が係合部７１と係合部７２と
の間、および係合部７３と係合部７４との間をそれぞれ
通り抜けるように、コネクタピース８０をコネクタ部７
０に向けて押し付け（コネクタピース８０をコネクタ部
７０に装着するための第１の動作）、しかる後に、矢印
Ｑの方向（コネクタピース８０の装着方向、装置本体１
０の６時の方向から１２時の方向）にコネクタピース８
０をスライドさせると（コネクタピース８０をコネクタ
部７０に装着するための第２の動作）、係合部７１、７
３の下に係合片８１１、８２１が潜り込む。また、係合
部７２、７４の下に係合片８１２、８２２が潜り込む。
その結果、係合片８１１、８２１、８１２、８２２は、
コネクタピース８０の下面部８０１との間に係合部７
１、７２、７３、７４をそれぞれ保持する状態になり、
コネクタピース８０は、コネクタ部７０に簡単に、か
つ、確実に装着される。

【００５６】ここで、各端子７５１〜７５６は、電極部
８３１〜８３６と同様、コネクタピース８０のスライド
方向（矢印Ｑの方向）に沿って、端子７５１、７５２、
７５３と、端子７５４、７５５、７５６の２列に形成さ
れている。また、いずれの列でも、各端子７５１〜７５
６は、電極部８３１〜８３６と同様、コネクタピース８
０のスライド方向（矢印Ｑの方向）に対して直交する方
向にずれるように斜め配置されている。従って、コネク
タピース８０をコネクタ部７０に装着すると、６つの電
極部８３１〜８３６に対して、６つの端子７５１〜７５
６がそれぞれ電気的に接続して、センサユニット３０で
の計測結果をケーブル２０を介して装置本体１０に入力
することが可能となる。

【００５７】逆に、コネクタピース８０をコネクタ部７
０から外すときには、コネクタピース８０を逆に矢印Ｒ
の方向にスライドさせる。その結果、係合片８１１、８
２１は、係合部７１と係合部７２との間、および係合部
７３と係合部７４との間に位置するまで戻る。従って、
そのまま、コネクタピース８０を持ち上げれば、コネク
タピース８０は、コネクタ部７０から簡単に、かつ、確
実に外れる。

【００５８】このようにして、コネクタピース８０をコ
ネクタ部７０上でスライドさせたときに係合してコネク
タ部７０上にコネクタ部材８０が装着された状態を保持
するとともに、この状態からコネクタピース８０を逆の
方向（矢印Ｒの方向）にスライドさせたときに係合状態
が解除される係合機構７００が構成されており、かかる
構成の係合機構は、少ない部品でありながら、係合が確
実である。

【００５９】（ストッパー機構の構成） 図１３からわかるように、係合部７１〜７４には、側面
から見ると、矢印Ｑの方向の側に垂直壁７１１、７２
１、７３１、７４１が連続して形成されている。従っ
て、コネクタピース８０をコネクタ部７０に装着すると
きに、コネクタピース８０を矢印Ｑの方向にスライドさ
せると（第２の動作）、係合片８１１、８１２、８２
１、８２２は、垂直壁７１１、７２１、７３１、７４１
にそれぞれ当接し、コネクタピース８０をコネクタ部７
０の装着位置で停止させる。従って、垂直壁７１１、７
２１、７３１、７４１は、コネクタピース８０に対する
第１のストッパーとして機能するようになっている。

【００６０】逆に、コネクタピース８０をコネクタ部７
０から外すために矢印Ｒの方向にスライドさせると、係
合片８１１、８２１は、それぞれ係合部７２、７４の垂
直壁７２１、７４１の裏側に当接し、コネクタピース８
０をコネクタ部７０の元の位置で停止させる。従って、
垂直壁７２１、７４１の裏側は、コネクタピース８０に
対する第２のストッパーとして機能するようになってい
る。

【００６１】それ故、利用者は、コネクタ部７０に対し
てコネクタピース８０を手探りでも簡単に着脱すること
ができる。また、利用者は、誤って過大な力をかけるこ
とがないので、コネクタ部７０などが破損しない。

【００６２】（端子および電極部の構造）コネクタ部７
０において、端子７５１〜７５６は、いずれも、コネク
タ部７０に形成された孔７６１、７６２、７６３、７６
４、７６５、７６６の内部に配置されており、そのうち
の端子７５３、７５６、作動ピン８３８、および電極部
８３３、８３６の形成位置を通る位置で切断したときの
断面が、図１４に表れている。

【００６３】図１４において、コネクタピース８０は、
内部に回路基板８５を収容可能な外装ケース８０５に蓋
材８０６を被せた構造になっている。蓋材８０６には、
孔８６３、８６６が形成され、その下方側の開口縁に沿
って環状の凸条部８４３、８４６が形成されている。孔
８６３、８６６の内部には、電極部８３３、８３６が配
置されている。電極部８３３は、ねじ８８１によって固
定され、電極部８３６は、回路基板８５と蓋材８０６と
に挟まれて固定されている。電極部８３３、８３６に対
しては防水パッキン８７３、８７６が装着されている。
電極部８３３、８３６は、コネクタピース８０の内部に
配置された回路基板８５の回路パターン上に電気的接続
されている。かかる電極構造は、電極部８３３、８３６
以外の電極部８３１、８３２、８３４、８３５も同様で
ある。なお、回路基板８５の回路パターン上には、ケー
ブル２０の芯線もハンダ付けにより電気的接続されてい
る。

【００６４】（クリック機構の構成）コネクタ部７０で
は、その凹部に蓋材７０６を被せた構造になっている。
蓋材７０６には孔７６３、７６６が形成されている。こ
れらの孔７６３、７６６の内部において、端子７５３、
７５６は、先端を孔７６３、７６６から突出させた状態
となるように進退可能な進退ピンとして配置されてい
る。各端子７５３、７５６の基部側に形成された鍔部７
８３、７８６に対しては、コイルばね７７３、７７６が
配置されており、これらのコイルばね７７３、７７６に
よって、端子７５３、７５６は、孔７６３、７６６から
突出する方向に向けて付勢されている。但し、鍔７８
３、７８６の外径は、孔７６３、７６６の内径よりも大
きいので、端子７５３、７５６が孔７６３、７６６から
抜け出てしまうことはない。かかる端子構造は、端子７
５３、７５６以外の端子７５１、７５２、７５４、７５
５も同様である。

【００６５】このように構成した端子構造において、コ
ネクタピース８０をコネクタ部７０とを装着するときに
は、コネクタピース８０をコネクタ部７０上でスライド
させるため、端子７５３、７５６は、コネクタピース８
０の環状の凸条部８４３、８４６をコイルばね７７３、
７７６に付勢されながら乗り越えて、電極部８３３、８
３６に対して確実に接続する。また、かかる凸条部８４
３、８４６、端子７５３、７５６、およびコイルばね７
７３、７７６をそのまま利用して、クリック機構が構成
されているので、コネクタピース８０をコネクタ部７０
に確実に装着できる。なお、かかるクリック機構を構成
するには、本例とは逆に、コネクタピース８０の側に進
退ピンを利用した端子を設け、コネクタ部７０の側に凸
条部を設けてもよい。

【００６６】（スイッチ機構の構成） さらに、コネクタピース８０の蓋材８０６には、孔８６
８が形成されており、この孔８６８には、作動ピン８３
８が配置されている。この作動ピン８３８は、先端を孔
８６８から突出させた状態となるように孔８６８の内部
で進退可能な状態にある。作動ピン８３８の基部に形成
された鍔部８９８に対しては、板ばね状のスイッチばね
８８が配置されている。スイッチばね８８は、その先端
部８８５によって作動ピン８３８を孔８６８から突出す
る方向に向けて付勢している。但し、鍔８９８の外径
は、孔８６８の内径よりも大きいので、作動ピン８３８
は、孔８６８から抜け出ることがない。スイッチばね８
８は、その基部が電極部８３３の上端面にねじ８８１に
よって止められ、電極部８３３に電気的接続している。

【００６７】図１５において、スイッチばね８８の先端
部８８５は、作動ピン８３８の基部に接する当接部８８
６と、そこから側方に張り出した部分に形成された接点
８８７とを備えている。この接点８８７は、回路基板８
５の回路パターン８５２に電気的接続している。この回
路パターン８５２は、その図示を省略するが、第１のキ
ャパシタＣ１と電極部８３３との間に介挿されている。

【００６８】従って、作動ピン８３８は、コネクタピー
ス８０をコネクタ部７０に装着しない状態では、図１４
に実線で示すように、スイッチばね８８に押されて先端
が孔８６８から突出し、この状態では、スイッチばね８
８の接点８８７は、回路基板８５の回路パターン８５２
に電気的接続した状態になる。すなわち、図１１におい
て、矢印で表す作動ピン８３８の動きに連動して、第１
のスイッチＳＷ１が閉じて、第１のコンデンサＣ１は、
ＬＥＤ３１に並列に電気的接続している状態にある。従
って、静電気によって高い電位にあるものが電極部８３
２、８３３に触れても、その電荷は、第１のコンデンサ
Ｃ１に蓄積されるので、ＬＥＤ３１は、破損しない。

【００６９】これに対して、コネクタピース８０をコネ
クタ部７０に装着すると、作動ピン８３８は、図１４に
二点鎖線で示すように、孔８６８の内部に引っ込む方向
に移動してスイッチばね８８を二点鎖線で示すように変
形させる。このようにスイッチばね８８が変形したと
き、その接点８８７は、回路基板８５の回路パターン８
５２から浮き上がり、電気的接続が絶たれた状態とな
る。すなわち、図１１において、コネクタピース８０を
コネクタ部７０に装着したとき、第１のスイッチＳＷ１
は、開いた状態になるので、脈波を計測可能な回路構成
になる。しかも、第１のコンデンサＣ１に電荷が蓄積さ
れていても、この電荷は、電極部８３２、８３３、およ
び端子７５２、７５３を介して放電しないので、コネク
タ部７０および装置本体１０に内蔵されている各回路
は、破損しない。

【００７０】また、かかるスイッチ機構は、簡単な構成
でありながら、コネクタ部７０へのコネクタピース８０
の装着動作に確実に連動する。

【００７１】なお、このような構成のスイッチ機構は、
図１１に示すように、フォトトランジスタ３２に対して
も構成されているが、その構成は、図１５からわかるよ
うに、ＬＥＤ３１に対するスイッチ機構と同様、作動ピ
ン８３７およびスイッチばね８９を利用したものである
ため、その説明を省略する。

【００７２】（コネクタカバーの構成）図１６は、腕装
着型脈波計測装置１からケーブル２０およびセンサユニ
ット３０を外して、それを通常の腕時計として用いると
き、コネクタピース８０に代えてコネクタ部７０に装着
するコネクタカバー９０の構成を示す説明図である。こ
のコネクタカバー９０は、コネクタピース８０と異な
り、電極部、センサー回路、およびケーブルが不要であ
るため、全体に薄く、コネクタ部７０に装着したときの
見栄えを損なわない形状になっている。但し、コネクタ
部７０に対する装着構造は、コネクタピース８０と同じ
構成になっている。すなわち、コネクタカバー９０の下
面部９０１では、その両側で下方に向けて張り出す一対
の突出部９１、９２が形成されている。これらの突出部
９１、９２の下端部では、その内側に向かって４個の係
合片９１１、９１２、９２１、９２２（第２の係合用突
起群）が突き出ている。また、コネクタカバー９０の下
面部９０１には、コネクタ部７０の端子７５１〜７５６
が配置されている位置に対応して、端子７５１〜７５６
とクリック機構を構成する凸条部９４１〜９４６が形成
されている。

【００７３】コネクタカバー９０をコネクタ部７０に装
着する際には、コネクタピース８０と同様、係合部７１
と係合部７２との間、および係合部７３と係合部７４と
の間に、コネクタカバー９０の係合片９１１、９２１が
位置するように、コネクタカバー９０をコネクタ部７０
に被せた後、係合片９１１、９２１が係合部７１と係合
部７２との間、および係合部７３と係合部７４との間を
それぞれ通り抜けるように、コネクタカバー９０をコネ
クタ部７０に向けて押し付け、しかる後に、矢印Ｑの方
向（装置本体１０の６時の方向から１２時の方向）にコ
ネクタカバー９０をスライドさせると、係合部７１、７
３の下に係合片９１１、９２１が潜り込む。また、係合
部７２、７４の下に係合片９１２、９２２が潜り込む。
その結果、係合片９１１、９２１、９１２、９２２は、
コネクタカバー９０の下面部９０１との間に係合部７
１、７２、７３、７４をそれぞれ保持する状態になると
ともに、コネクタ部７０の端子７５１〜７５６は、凸条
部９４１〜９４６を乗り越えてクリック力を発揮する。
このようにして、コネクタカバー９０は、コネクタ部７
０に装着された状態となる。

【００７４】（動作）このように構成した腕装着型脈波
計測装置１の動作を、図１および図５を参照して簡単に
説明する。

【００７５】まず、図１において、腕装着型脈波計測装
置１を通常の腕時計として用いる場合には、ケーブル２
０およびセンサユニット３０を装置本体１０のコネクタ
部７０で外した状態で、装置本体１０をリストバンド１
２で腕に装着する。このとき、コネクタ部７０には、図
１６に示したコネクタカバー９０を装着し、その見栄え
を高めるとともに、コネクタ部７０を保護する。

【００７６】一方、腕装着型脈波計測装置１を用いてラ
ンニング中の脈拍数を計測する場合には、コネクタピー
ス８０をコネクタ部７０に装着して、ケーブル２０を装
置本体１０に接続した後、装置本体１０をリストバンド
１２で腕に装着する。また、センサユニット３０（光学
ユニット３００のガラス板３０４）をセンサ固定用バン
ド４０によって指に密着させた後、ランニングを行な
う。

【００７７】この状態で、図５に示すように、ＬＥＤ３
１から指に向けて光を照射すると、この光が血管に届い
て血液中のヘモグロビンによって一部が吸収され、一部
が反射する。指（血管）から反射してきた光は、フォト
トランジスタ３２によって受光され、その受光量変化
は、血液の脈波によって生じる血量変化に対応する。す
なわち、血量が多いときには、反射光が弱くなる一方、
血量が少なくなると、反射光が強くなるので、反射光強
度の変化をフォトトランジスタ３２で監視すれば、脈拍
などを検出できる。かかる検出を行なうために、図９に
示したデータ処理回路５０では、フォトトランジスタ３
２（センサユニット３０）から入力された信号をデジタ
ル信号に変換し、このデジタル信号に周波数分析などを
行なって脈拍数を演算する。そして、演算により求めた
脈拍数を液晶表示装置１３に表示させる。すなわち、腕
装着型脈波計測装置１は、脈拍計として機能する。

【００７８】再び、図５において、ＬＥＤ３１から発せ
られた光は、その一部が矢印Ｃで示すように指を通って
血管にまで到達し、血液中のヘモグロビンからの反射光
が矢印Ｄで示すようにフォトトランジスタ３２に届く。
この経路で受光された光量が生体反射量である。また、
ＬＥＤ３１から発せられた光は、その一部が矢印Ｅで示
すように指表面で反射してフォトトランジスタ３２に届
く。この経路で受光された光量が皮膚反射量である。さ
らに、ＬＥＤ３１から発せられた光、および血管から反
射した光の一部は、矢印Ｆ、Ｇで示すように、指内で吸
収、または分散して、フォトトランジスタ３２に届かな
い。

【００７９】また、センサユニット３０では、発光波長
領域が３５０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にあるＬＥ
Ｄ３１と、受光波長領域が３００ｎｍから６００ｎｍま
での範囲のフォトトランジスタ３２とを用いてあり、そ
の重なり領域である約３００ｎｍから約６００ｎｍまで
の波長領域における検出結果に基づいて生体情報を表示
する。かかるセンサユニット３０を用いれば、外光に含
まれる光のうち、波長領域が７００ｎｍ以下の光は、指
を導光体としてフォトトランジスタ３２（受光部）にま
で到達しない一方、３００ｎｍ以下の光は、皮膚表面で
ほとんど吸収される。従って、検出結果は、外光の影響
を受けることなく、発光部の光のみに基づく約３００ｎ
ｍから約６００ｎｍまでの波長領域の検出結果から生体
情報を計測することができる。なお、外光の影響を受け
ることなく、脈波情報を得るという観点からすれば、Ｌ
ＥＤ３１として、発光波長領域が３００ｎｍから７００
ｎｍまでの範囲のものを用い、フォトトランジスタ３２
として、受光波長領域が７００ｎｍ以下のものを用いて
もよい。

【００８０】（実施例の効果）以上のとおり、本例の腕
装着型脈波計測装置１では、センサユニット３０から延
びるケーブル２０に対しては、このケーブル２０を装置
本体１０に接続した状態および装置本体１０から外した
状態に切換可能なコネクタ手段（コネクタ部７０および
コネクタピース８０）を設けてある。このため、センサ
ユニット３０およびケーブル２０を装置本体１０から外
せば、通常の腕時計として用いることができるので、便
利である。ここで、コネクタ部７０は、装置本体１０の
端部のうち、腕時計における６時の方向に位置する端部
の表面に構成されている。すなわち、装置本体１０に対
してリストバンド１２が接続する側の端部の表面に構成
されている。従って、コネクタ部７０は、装置本体１０
から腕時計における３時の方向に張り出さないので、手
首を自由に動かすことができる。また、コネクタ部７０
は、装置本体１０から腕時計における３時および９時の
方向に張り出さないため、利用者が転んだときでも手が
コネクタ部７０にぶつからない。このため、利用者にと
って、安全であるとともに、コネクタ部７０が破損しな
い。さらに、コネクタ部７０とコネクタピース８０と
は、係合部７１、７２、７３、７４、および係合片８１
１、８１２、８２１、８２２を利用した係合機構によっ
て結合した状態にあるので、ランニング中にケーブル２
０が外れることがない。よって、本例の腕装着型脈波計
測装置１は、ランニング中の脈波を安心して計測できる
ともに、通常の時計としても用いることができので、便
利である。

【００８１】かかる効果は、コネクタ部７０を腕時計の
１２時の方向に構成しても奏するが、本例では、コネク
タ部７０を腕時計における６時の方向に構成してあるの
で、装置本体１０を腕に装着したとき、コネクタ部７０
は、手前側に位置するので、ケーブル２０を簡単に着脱
できる。

【００８２】また、端子７５１〜７５６、および電極部
８３１〜８３６は、コネクタピース８０のスライド方向
に沿って２列に配置され、かつ、このスライド方向に直
交する方向に、各端子間および各電極間の位置が斜めに
ずれているので、コネクタピース８０をコネクタ部７０
の上でスライドさせても、対応しない端子７５１〜７５
６と電極部８３１〜８３６とが接触するということがな
い。しかも、コネクタ部７０の形成面積を狭くしても、
端子同士および電極部同士を離れた位置に配置できるの
で、コネクタピース８０とコネクタ部７０との間に水が
侵入した場合でも、端子間および電極間がショートしに
くい。また、駆動電圧がかかる端子７５２、７５４、７
５６、および電極部８３２、８３４、８３６について
は、特に、離れるように配置してあるため、コネクタピ
ース８０とコネクタ部７０との間にたとえ水が侵入して
も、異なる電位の端子同士および電極部同士の間では、
特にトラッキングが発生しない。このため、ＬＥＤ３１
やフォトトランジスタ３２に過電圧がかかることがな
い。

【００８３】さらに、本例の腕装着型脈波計測装置１で
は、ＬＥＤ３１の発光波長領域が３５０ｎｍから６００
ｎｍまでの範囲にあり、フォトトランジスタ３２の受光
波長領域は、主要感度領域が３００ｎｍから６００ｎｍ
までの範囲にある。一方、フォトトランジスタ３２とし
て、素子とフィルタとを組み合わせたユニットを用いた
ときの受光波長領域は、４００ｎｍから５５０ｎｍまで
の範囲にある。従って、図１に示す簡単な遮光状態で脈
波を計測しても、外光に含まれる光のうち、波長領域が
７００ｎｍ以下の光は、指を導光体としてフォトトラン
ジスタ３２（受光部）にまで到達せず、検出には影響を
与えない波長領域の光だけが、指を導光体として通って
くることから、本例では、指の露出部分に外光があたっ
ても、脈波の検出結果には外光の影響が及ばないので、
幅の狭いセンサ固定用バンド４０で検出部を遮光するセ
ンサユニット３０を用いることができる。それ故、本例
のような小さなセンサユニット３０であれば、指の根元
に装着した状態で手を握ることができるので、ランニン
グに支障がない。また、センサユニット３０を指の根元
に装着すると、ケーブル２０が短くて済むので、ケーブ
ル２０は、ランニング中に邪魔にならない。それ故、本
例の腕装着型脈波計測装置１は、ランニング中の脈拍数
などを計測するのに適している。

【００８４】また、掌から指先までの体温の分布を計測
すると、寒いときには、指先の温度が著しく低下するの
に対し、指の根元の温度は比較的低下しない。すなわ
ち、寒いときでも、指の根元では、血流が著しく低下し
ない。従って、指の根元にセンサユニット３０を装着す
れば、寒い日に屋外でランニングしたときでも、脈拍数
などを正確に計測できる。

【００８５】さらに、約３００ｎｍから約７００ｎｍま
での波長領域の光を利用して、脈波情報を得ているの
で、血量変化に基づく脈波信号のＳ／Ｎ比が高い。

【００８６】これらの理由を以下に説明する。

【００８７】まず、外光の影響を受けにくい理由を、図
１７（ａ）を参照して説明する。図１７（ａ）には、光
の波長と、皮膚の光透過度との関係を示してある。ここ
で、折れ線ａは、波長が２００ｎｍの光における透過特
性、折れ線ｂは、波長が３００ｎｍの光における透過特
性、折れ線ｃは、波長が５００ｎｍの光における透過特
性、折れ線ｄは、波長が７００ｎｍの光における透過特
性、折れ線ｅは、波長が１μｍの光における透過特性を
示す。この図から明らかなように、外光に含まれる光の
うち、波長領域が７００ｎｍ以下の光は、指を透過しに
くい傾向にあるため、外光がセンサ固定用バンド４０で
覆われていない指の部分に照射されても、図５に点線Ｘ
で示すように、指を通ってフォトトランジスタ３２まで
届かない。それ故、本例のように、７００ｎｍ以下の光
を検出光として用いれば、指を大掛かりに覆わなくても
必要最小限の範囲を覆うだけで、外光の影響を抑えるこ
とができるので、本例の腕装着型脈波計測装置１は、屋
外での使用が可能である。なお、３００ｎｍより低波長
領域の光は、皮膚表面でほとんど吸収されるので、受光
波長領域を７００ｎｍ以下としても、実質的な受光波長
領域は、３００ｎｍ〜７００ｎｍとなる。

【００８８】これに対し、８８０ｎｍ付近に発光ピーク
を有するＬＥＤと、シリコン系のフォトトランジスタと
を用いると、その受光波長範囲は、図１８に示すよう
に、３５０ｎｍから１２００ｎｍまでの範囲に及ぶ。従
って、従来の光学系（検出装置）では、外光のうち、図
５に矢印Ｙで示すように、指を導光体として受光部にま
で容易に届いてしまう１μｍの波長の光、すなわち、図
１７（ａ）の折れ線ｅで示す光による検出結果に基づい
て脈波を検出しているので、外光の変動に起因する誤検
出が起こりやすい。

【００８９】次に、本例の腕装着型脈波計測装置１で
は、脈波信号のＳ／Ｎ比が高い理由を、図１７（ｂ）を
参照して説明する。図１７（ｂ）は、光の波長と各種の
ヘモグロビンの吸光特性との関係を示す説明図である。

【００９０】図１７（ｂ）には、酸素と未結合のヘモグ
ロビンの吸光特性を曲線Ｈｂで示してあり、酸素と結合
しているヘモグロビンの吸光特性を曲線ＨｂＯ2 で示し
てある。これらの曲線が示すように、血液中のヘモグロ
ビンは、波長が３００ｎｍから７００ｎｍまでの光に対
する吸光係数が大きく、従来の検出光である波長が８８
０ｎｍの光に対する吸光係数に比して数倍〜約１００倍
以上大きい。従って、本例のように、ヘモグロビンの吸
光特性に合わせて、吸光係数が大きい波長領域（３００
ｎｍから７００ｎｍ）の光を検出光として用いると、そ
の検出値は、血量変化に感度よく変化するので、血量変
化に基づく脈波の検出率（Ｓ／Ｎ比）が高い。

【００９１】なお、光学ユニットとしては、図１９に示
すように、５４０ｎｍから５７０ｎｍまでの範囲に主要
発光領域を有するＧａＰ系のＬＥＤと、受光感度特性を
図２０に示すように、２００ｎｍから７００ｎｍ近くま
での範囲に感度領域を有するＧａＰ系のフォトトランジ
スタを用いてもよい。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る腕装
着型携帯装置では、ケーブルを装置本体に対して着脱自
在とするコネクタ手段が腕時計の６時または１２時の方
向に構成されていることに特徴を有する。従って、本発
明によれば、日常生活では、ケーブルをコネクタ手段に
よって装置本体から外すだけで、腕装着型携帯装置を通
常の腕時計として用いることができる。また、このコネ
クタ手段は、装置本体の端部のうち、腕時計における６
時または１２時の方向に位置する端部の表面に構成され
ている。すなわち、装置本体に対してリストバンドが接
続する側の端部の表面に構成されている。従って、コネ
クタ手段は、装置本体から腕時計における３時の方向に
張り出さないので、手首を自由に動かすことができる。
また、コネクタ手段は、装置本体から腕時計における３
時および９時の方向に張り出さないため、利用者が転ん
だときでも手がコネクタ手段にぶつからない。従って、
利用者にとって、安全であるとともに、コネクタ手段が
破損しない。さらに、コネクタ部とコネクタ部材とが係
合機構によって結合した状態にあるので、ランニング中
にケーブルが不用意に外れることがない。よって、本発
明に係る腕装着型携帯装置は、たとえば脈拍計として用
いれば、ランニング中の脈波を安心して計測できるとも
に、通常の時計としても用いることができので、便利で
ある。

【００９３】コネクタ部を腕時計における６時の方向に
構成した場合には、装置本体を腕に装着するとき、コネ
クタ手段は、手前側に位置するので、簡単に着脱でき
る。

【００９４】第１の端子群、および第２の端子群がコネ
クタ部材のスライド方向に沿って複数列に配置され、か
つ、このスライド方向に直交する方向に、各端子間で位
置がずれている場合には、コネクタ部材をコネクタ部上
をスライドさせても、対応しない端子同士が接触すると
いうことがない。また、コネクタ部の形成面積を狭くし
ても、端子同士を離すことができるので、コネクタ部材
とコネクタ部との間に水が侵入した場合でも、端子間が
ショートしない。

【００９５】コネクタ手段において、コネクタ部材の第
２の係合用突起群がコネクタ部の第１の係合用突起分の
下方位置に潜り込んでそれらを保持する構成とした場合
には、少ない部品でありながら、係合が確実で、しかも
簡単に着脱できる。ここで、コネクタ部材の装着位置を
規制する第１のストッパー機構、およびそれを外すとき
のスライド位置を規定する第２のストッパー機構を構成
した場合には、利用者は、コネクタ部に対してコネクタ
部材を手探りでも着脱することができる。

【００９６】また、係合機構と同一の機構により、コネ
クタ部材に代わってコネクタ部表面を覆うコネクタカバ
ーを設けた場合には、日常生活においてコネクタ部材を
外して腕時計として用いるときに、第１の端子群を保護
できるとともに、見栄えがよい。

【００９７】第１または第２の端子群を進退ピンで構成
し、この進退ピンを孔から突出する方向に向けてばねに
よって付勢した場合には、第１の端子群と第２の端子群
との電気的接続が確実である。また、進退ピンと電気的
接続する側の端子には、その周囲に凸条部を形成した場
合には、コネクタ部上にコネクタ部材を装着したとき
に、進退ピンが凸条部を乗り上げるので、クリック機構
を簡単に構成できる。

【００９８】本発明に係る腕装着型脈波計測装置におい
て、コネクタ部材の孔の内部にばねで付勢された作動ピ
ン設けた場合には、コネクタ部へのコネクタ部材の装着
動作に連動するスイッチ機構を簡単に構成できるととも
に、動作が確実である。また、かかるスイッチ機構を利
用して、コネクタ部材をコネクタ部から外したときに容
量素子が発光素子または受光素子に電気的に並列接続す
る一方、コネクタ部材をコネクタ部に装着したときに
は、端子間への容量素子の電気的接続を自動的に解除
し、容量素子の接続状態を待機モードおよび脈波計測モ
ードに自動的に切り換えることができる。また、コネク
タ部材をコネクタ部に装着したとき、それまで容量素子
に蓄積された電荷は、容量素子から装置本体に放電され
ないので、装置本体側の回路を保護できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る腕装着型脈波計測装置
の使用状態を示す説明図である。

【図２】図１に示す腕装着型脈波計測装置の装置本体の
平面図である。

【図３】図１に示す腕装着型脈波計測装置の装置本体を
腕時計の３時の方向からみたときの側面図である。

【図４】（ａ）は、図１に示す腕装着型脈波計測装置に
用いたセンサユニットの光学ユニットの平面図、（ｂ）
は、この腕装着型脈波計測装置に用いたセンサユニット
のセンサ固定用バンドを展開した状態を示す平面図、
（ｃ）は、別のセンサユニットの構造を示す説明図であ
る。

【図５】図１に示す腕装着型脈波計測装置において、セ
ンサユニットを指に装着した状態を示す説明図である。

【図６】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたＩｎ
ＧａＮ系青色ＬＥＤの発光スペクトルを示す説明図であ
る。

【図７】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたＩｎ
ＧａＰ系フォトトランジスタの受光特性を示す説明図で
ある。

【図８】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたフィ
ルタ付きのフォトトランジスタユニットの受光特性を示
す説明図である。

【図９】図１に示す腕装着型脈波計測装置のデータ処理
回路の機能を示すブロック図である。

【図１０】図１に示す腕装着型脈波計測装置のコネクタ
部を腕時計における３時の方向からみたときの拡大図で
ある。

【図１１】図１に示す腕装着型脈波計測装置のコネクタ
部における電気的な接続関係を示す説明図である。

【図１２】図１０に示すコネクタ手段に用いたコネクタ
ピースの構造を示す説明図である。

【図１３】図１０に示すコネクタ手段に用いたコネクタ
部の構造を示す説明図である。

【図１４】図１２に示すコネクタピースを図１３に示す
コネクタ部に装着した状態を示す断面図である。

【図１５】図１２に示すコネクタピースにおける各電極
の配置を示す平面図である。

【図１６】図１に示す腕装着型脈波計測装置において、
コネクタピース代えてコネクタ部を覆うコネクタカバー
の構成を示す説明図である。

【図１７】（ａ）は、光の波長と皮膚の光透過度との関
係を示すグラフ図、（ｂ）は、光の波長と各種のヘモグ
ロビンの吸光特性との関係を示す説明図である。

【図１８】従来の腕装着型脈波計測装置に用いたシリコ
ン系のフォトトランジスタの受光特性を示す説明図であ
る。

【図１９】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたＧ
ａＰ系のＬＥＤの発光スペクトルを示す説明図である。

【図２０】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたＧ
ａＡｓＰ系フォトトランジスタの受光特性を示す説明図
である。

【符号の説明】

１・・・腕装着型脈波計測装置 １０・・・装置本体 １１・・・時計ケース １２・・・リストバンド １３・・・液晶表示装置 ２０・・・ケーブル ３０・・・検出装置 ３１・・・ＬＥＤ（発光部） ３２・・・フォトトランジスタ（受光部） ４０・・・センサ固定用バンド ７０・・・コネクタ部 ８０・・・コネクタ部材（コネクタピース） ８８、８９・・・スイッチばね ３００・・・光学ユニット ７００・・・係合機構 ７５１〜７５６・・・端子（第１の電極群） ８３１〜８３６・・・電極部（第２の端子群） ８３７、８３８・・・作動ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−116081（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−45031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−102589（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−153042（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−98391（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−122405（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−127789（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−90203（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−161296（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−182180（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−8792（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−28195（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4305401（ＵＳ，Ａ) 米国特許4407295（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/0245 G04G 1/00 315

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内蔵の計時手段により求めた時刻情報を
   表示可能な表示部を備える装置本体と、 該装置本体を腕に装着するためのリストバンドと、 所定の情報を前記装置本体に入力するためのケーブル
   と、 前記ケーブルを前記装置本体に対して着脱自在とするコ
   ネクタ手段とを有し、 該コネクタ手段は、 前記装置本体の端部のうち、腕時計における６時または
   １２時の方向に位置する端部の表面に第１の端子群を備
   えるコネクタ部と、 前記ケーブルの端部に形成され、前記コネクタ部を覆う
   ように該コネクタ部上に装着されたときに前記第１の端
   子群にそれぞれ電気的接続する第２の端子群を備えるコ
   ネクタ部材と、 該コネクタ部材を前記コネクタ部上でスライドさせたと
   きに係合して該コネクタ部上に前記コネクタ部材が装着
   された状態を保持するとともに、この状態から前記コネ
   クタ部材を逆の方向にスライドさせたときに係合状態が
   解除される係合機構と を有し、 前記係合機構は、 前記コネクタ部から腕時計における３時および９時の方
   向に向けて少なくとも２個ずつ張り出す第１の係合用突
   起群と、 前記コネクタ部材の側において、前記コネクタ部材を前
   記コネクタ部に装着するときに前記第１の係合用突起群
   の外側に位置するように前記コネクタ部材の両側から下
   方に向けて張り出す１対の突出部と、 該突出部から内側に向けてそれぞれ突出し、前記コネク
   タ部材を前記コネクタ部に被せる第１の動作によって前
   記第１の係合用突起群の間を通り抜け、前記コネクタ部
   材を前記コネクタ部上で装着方向にスライドさせる第２
   の動作によって前記第１の係合用突起群の各下方位置に
   それぞれ潜り込んで前記コネクタ部材の下面部との間に
   前記第１の係合用突起群をそれぞれ保持する第２の係合
   用突起群とを有する ことを特徴とする腕装着型携帯装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記コネクタ部は、 前記装置本体の端部のうち、腕時計における６時の方向
   に位置する端部の表面に構成され、 前記コネクタ部材は、 前記コネクタ部上で腕時計における６時の方向から１２
   時の方向に向けてスライドさせたときに前記係合機構が
   係合して前記コネクタ部上に装着された状態になること
   を特徴とする腕装着型携帯装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記第１の端子群は、 前記コネクタ部材のスライド方向に沿って複数列に配置
   されているとともに、各端子間において位置が当該スラ
   イド方向に対して直交する方向にずれるように形成さ
   れ、前記第１の端子群の形成位置に対応して、前記第２
   の端子群も、各端子間において位置が前記コネクタ部材
   のスライド方向に対して直交する方向にずれるように形
   成されていることを特徴とする腕装着型携帯装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかの項におい
   て、 前記コネクタ手段は、 前記第２の動作を行なったときに前記コネクタ部材の側
   と前記コネクタ部の側とを干渉させることにより、前記
   コネクタ部材を前記コネクタ部上の装着位置で停止させ
   る第１のストッパー機構と、 前記コネクタ部材を前記コネクタ部から外すときに行な
   う前記第２の動作とは逆方向へのスライド動作時に前記
   コネクタ部材の側と前記コネクタ部の側とを干渉させる
   ことにより、前記コネクタ部材を前記コネクタ部上に被
   せたときの位置で停止させて、前記第１の動作と逆の動
   作を行なうときに前記第２の係合用突起群が前記第１の
   係合用突起群の間を通り抜けることを可能とする第２の
   ストッパー機構とを有することを特徴とする腕装着型携
   帯装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかの項におい
   て、 前記コネクタ部材に代えて、コネクタカバーを有し、 前記コネクタカバーは、前記コネクタカバーの側において、前記コネクタカバー
   を前記コネクタ部に装着するときに前記第１の係合用突
   起群の外側に位置するように前記コネクタカバーの両側
   から下方に向けて張り出す１対の突出部と、 該突出部から内側に向けてそれぞれ突出し、前記コネク
   タカバーを前記コネクタ部に被せる第１の動作によって
   前記第１の係合用突起群の間を通り抜け、前記コネクタ
   カバーを前記コネクタ部上で装着方向にスライドさせる
   第２の動作によって前記第１の係合用突起群の各下方位
   置にそれぞれ潜り込んで前記コネクタカバーの下面部と
   の間に前記第１の係合用突起群をそれぞれ保持する第２
   の係合用突起群とを有し、 前記係合機構と同一の機構により、前記コネクタ部表面
   を覆う状態に該コネクタ部上に装着されることを特徴と
   する腕装着型携帯装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかの項におい
   て、 前記コネクタ手段は、 前記コネクタ部材の下面部および前記コネクタ部の上面
   部のうちのいずれか一方側の面で開口する孔と、 該孔から先端を突出させた状態となるように前記孔内部
   を進退可能な進退ピンと、 該進退ピンを前記孔から突出する方向に向けて付勢する
   ばねとを有し、前記進退ピンによって構成された端子が
   前記第１または第２の端子群に含まれていることを特徴
   とする腕装着型携帯装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 前記第１および第２の端子群のうち、前記進退ピンと電
   気的接続する側の端子は、その形成位置の周囲に環状の
   凸条部を備え、 前記コネクタ手段は、前記コネクタ部上に前記コネクタ
   部材を装着したときに、前記進退ピンが前記凸条部を乗
   り上げるクリック機構を備えていることを特徴とする腕
   装着型携帯装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかの項におい
   て、 前記コネクタ部材は、 その下面部で開口する孔と、 該孔から先端を突出させた状態となるように前記孔内部
   を進退可能な作動ピンと、 該作動ピンを前記接合面から突出する方向に向けて付勢
   するばねと、 前記作動ピンの前記孔内部における進退動作に基づいて
   接点が開閉するスイッチ機構とを有することを特徴とす
   る腕装着型携帯装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかの項に規定
   する腕装着型携帯装置からなる腕装着型脈波計測装置で
   あって、 前記ケーブルの先端部に、発光部および受光部を指表面
   に向けた状態とされるセンサユニットを有し、 該センサユニットは、前記ケーブルを介して前記受光部
   での受光結果を前記装置本体に入力することを特徴とす
   る腕装着型脈波計測装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし８のいずれかの項に規
    定する腕装着型携帯装置からなる腕装着型脈波計測装置
    であって、 前記ケーブルの先端部に、発光部および受光部を指表面
    に向けた状態とされるセンサユニットを有し、該センサ
    ユニットは、前記ケーブルを介して前記受光部での受光
    結果を前記装置本体に入力し、 前記コネクタ部材は、その下面部で開口する孔と、該孔
    から先端を突出させた状態となるように前記孔内部を進
    退可能な作動ピンと、該作動ピンを前記接合面から突出
    する方向に向けて付勢するばねと、前記作動ピンの前記
    孔内部における進退動作に基づいて接点が開閉するスイ
    ッチ機構と、前記発光部を構成する発光素子の端子間お
    よび前記受光部を構成する受光素子の端子間のうちの少
    なくとも一方の端子間に介挿されて前記発光素子または
    前記受光素子を静電気から保護する容量素子とを備え、 前記スイッチ機構は、前記コネクタ部材を前記コネクタ
    部から外した状態では前記容量素子を前記端子間に電気
    的接続する状態とし、この状態から、前記コネクタ部材
    を前記コネクタ部に装着したときには前記容量素子の前
    記端子間への電気的接続を解除することを特徴とする腕
    装着型脈波計測装置。