JP4714553B2 - 生体信号送信機、及び生体情報検出装置 - Google Patents

Description

本発明は生体信号送信機、及び前記生体信号送信機を備えた生体情報検出装置に関する。前記生体情報検出装置としては、一対の胸電極と胸部ベルトを有する心拍計測用送信機と腕時計型心拍計測用受信機とを備えた心拍計測装置が代表的なものである。

一般に、心拍計測用送信機１０は、図８に示す如く、胸部ベルトに取付けられた一対の胸電極２と３、胸電極２と３が検出した心電信号に基づいて単位時間当たりの心拍数データを演算して出力する信号演算回路１１、前記心拍数データを無線信号に変換して送信アンテナから無線送信する無線送信回路１２、人体への装着を検出する装着検出回路１３、及び電源制御回路１４とで構成されている。

電源制御回路１４はボタン電池を電源として備え、装着検出回路１３からの装着検出信号に基づいて、心拍計測を開始させる。装着検出回路１３の装着検出電極は、前記一対の胸電極２と３が兼用されている。電源制御回路１３は、また、人体に装着された際に前記一対の胸電極２と３間で検出された人体の抵抗値により、信号演算回路１１と無線送信回路１２の電源を制御する。

従来の胸部ベルトを有する生体信号送信機としては、特開平６−２４５９１３号公報（特許文献１）に開示されている如く、生体信号送信機の本体ケースが胸部ベルトと一体成形されたものと、特開２００２−１４３１１０号公報（特許文献２）に開示されている如く、着脱可能な生体信号送信機ユニットと、ユニット収納用開口が設けられた胸部ベルトを備え、生体信号送信機ユニットを胸部ベルトのユニット収納用開口に嵌め込んで構成したものがある。

従来の心拍計測用送信機は、利用者が胸部ベルトを胸部に装着すると、一対の胸電極が身体に密着して装着検出回路には装着検出信号が発生する。すると、電源制御回路は、装着検出信号に基づいて心拍計測を開始させる。要するに、従来の心拍計測用送信機は、利用者が身体に装着すると同時に、心拍計測用送信機を構成する各種電子回路に駆動電流が供給されるようになっている。換言すれば、一対の胸電極は心拍計測用送信機の電源スイッチとして機能しているのである。

上述の如く、従来の一対の胸電極と胸部ベルトを有する心拍計測用送信機は、一対の胸電極が電源スイッチとして機能するような構造である。このため、特許文献１に開示の心拍計測用送信機は、利用者が胸部ベルトを外してスチール机に置いた場合に、一対の胸電極がスチール机の表面に接触すると電源スイッチがオンになり、無駄な電力を消費することになるという問題があった。要するに、特許文献１に開示の心拍計測用送信機は、スチール机などの導電性物体が、心拍計測用送信機の未使用時に一対の胸電極を短絡させてしまう。

また、特許文献２に開示の心拍計測用送信機は、利用者が胸部ベルトを外してスチール机に置いた場合に無駄な電力消費が発生しないようにするためには、生体信号送信機ユニットを胸部ベルトからその都度取り外さなければならないというという問題があった。ところが、ユニット収納用開口は防水性を高めるために生体信号送信機ユニットをすっぽりと収納するものであるから、生体信号送信機ユニットを胸部ベルトから取り外すことも、取付けることも非常に面倒である。このため、特許文献２に開示の心拍計測用送信機においても、生体信号送信機ユニットが胸部ベルトから取り外されないでスチール机に置かれ、一対の胸電極がスチール机の表面に接触して電源スイッチがオンになり、無駄な電力を消費することになるという問題があった。要するに、特許文献２に開示の心拍計測用送信機も、スチール机などの導電性物体が、心拍計測用送信機の未使用時に一対の胸電極を短絡させてしまう。
特開平６−２４５９１３号公報 特開２００２−１４３１１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、一対の胸電極と胸部ベルトを有する生体信号送信機において、未使用時に前記一対の胸電極が短絡しても生体信号送信機の動作開始スイッチがオンにならないようにすることである。

上述の課題を解決するために、第１胸電極と第２胸電極、前記胸電極が検出した生体信号に所定の信号処理を施す信号演算回路、前記信号演算回路の出力信号を無線送信する無線送信回路、前記第１胸電極と第２胸電極を装着センサに兼用する装着検出回路、及び電源制御回路とで構成され、且つ胸部ベルトに取付けられた生体信号送信機において、
前記胸部ベルトのベルト結合部の固定部品と止め部品のそれぞれに導電回路を形成し、前記固定部品と止め部品の結合と分離に対応して作動するオンオフスイッチを構成し、前記オンオフスイッチを利用して装着センサ回路を構成した。

本発明により、未使用時に前記一対の胸電極が短絡しても生体信号送信機の動作開始スイッチがオンにならないようにすることができた。従って、従来の生体信号送信機に比較して、電池の寿命を延ばすことができるようになった。

また、本発明においては胸部ベルトのベルト結合部を利用者の胸側に配置したので、従来の利用者の背中側に配置された胸部ベルトを備えた生体信号送信機に比較して、生体信号送信機の身体への装着と取り外しが極めて容易になった。

更に、胸部ベルトのベルト結合部に構成されたオンオフスイッチは、止め部の挿入口が接点部までレールで案内されるため、安定した導通ができ、また、レールの先端に接点部を設けることでサイズを大きくしなくてもよいという特長を有する。
更にまた、胸部ベルトのベルト結合部に構成されたオンオフスイッチに仮止め固定を設けた本発明に係る生体信号送信機は、生体信号を検出しない間も身体から取り外すことなく電流を流さない状態を維持できるという特長もある。

本発明は、第１胸電極と第２胸電極、前記胸電極が検出した生体信号に所定の信号処理を施す信号演算回路、前記信号演算回路の出力信号を無線送信する無線送信回路、前記第１胸電極と第２胸電極を装着センサに兼用する装着検出回路、及び電源制御回路とで構成され、且つ胸部ベルトに取付けられた生体信号送信機において、
前記胸部ベルトのベルト結合部の固定部品と止め部品のそれぞれに導電回路を形成し、前記固定部品と止め部品の結合と分離に対応して作動するオンオフスイッチを構成し、前記第１胸電極と第２胸電極と生体信号送信機の回路基板とを接続するセンサ信号線のいずれか１本の途中に前記オンオフスイッチを挿入して、前記第１胸電極と第２胸電極と前記オンオフスイッチとによって装着センサ回路を構成したことを特徴とするものである。

本発明の実施例１の生体信号送信機１０は、図１から図５に示す如く、第１胸電極２と第２胸電極３、前記胸電極が検出した生体信号に所定の信号処理を施す信号演算回路１１、信号演算回路１１の出力信号を無線送信する無線送信回路１２、第１胸電極２と第２胸電極３を装着センサに兼用する装着検出回路１３、及び電源制御回路１４とで構成されたものであって、胸部ベルト１のベルト結合部６の固定部品と止め部品のそれぞれに導電路6ｆと６ｇを形成し、前記固定部品と止め部品の結合と分離に対応して作動するオンオフスイッチを構成し、前記オンオフスイッチを利用して装着センサ回路を構成したものである。

即ち、実施例１の生体信号送信機１０は、ベルト１の一端にその一端部が固着されたケース１６内に回路基板１５を収納し、その表側は枠１７により、且つその裏側は裏蓋２０によって封鎖されている。回路基板１５には、信号演算回路１１、無線送信回路１２、装着検出回路１３及び電源制御回路１４がそれぞれ形成されている。ケース１６は、平面形状が１：４程度の細長い略矩形のケースで、ベルト１の幅より少し広い幅を有するものである。

一対の胸電極のうちの胸電極２は、生体信号送信機１０のケース１６の一端部が固着されたベルトの一端の近傍に取付けられている。胸電極２と回路基板１５とはセンサ信号線４により接続されている。センサ信号線４は、図１から図３に示す如く、胸電極２と一体の金属板で形成され、その端部はピン１８、１９により回路基板１５のプリント回路の所定の箇所に結合されている。

ケース１６の他端部には、ベルト結合部６の固定部６ａを備えた固定部品が固着されている。ベルト結合部６の止め部６ｂを備えた止め部品は、ベルト１の他端に固着されている。

一対の胸電極のうちの胸電極３は、ベルト結合部６の止め部６ｂを備えた止め部品が固着されたベルト１の他端の近傍に取付けられている。胸電極３と回路基板１５とはセンサ信号線５により接続されている。センサ信号線５は、図１から図３に示す如く、固定部品側導電路６ｆ、固定部品側接点６ｃ、止め部品側接点６ｄ、及び止め部品側導電路６ｇとで形成されている。止め部品側導電路６ｇは、胸電極３と一体の金属板で形成され、その端部は止め部品側接点６ｄに接続されている。固定部品側導電路６ｆは、胸電極３と同一の金属板で形成され、その一端は固定部品側接点６ｃに接続され、その他端はピン１９により回路基板１５のプリント回路の所定の箇所に結合されている。

ベルト結合部６は、図４の斜視図に示す如く、固定部６ａを備えた固定部品と、１個の接点用突出部と２個の止め部６ｂを備えた止め部品とで構成されている。前記１個の接点用突出部は前記止め部品の端部の中央に形成された矩形断面の突出部であって、その端面には止め部品側接点６ｄが形成されている。前記２個の止め部６ｂは、前記接点用突出部の前記止め部品の端部の左右に形成された茸状の突出部である。

ベルト結合部６において、固定部品の固定部６ａは１個の接点用突出部と２個の止め部６ｂを備えた止め部品が係止できる大きさの矩形断面の前側貫通穴を備えているが、その奥行きは茸状の止め部６ｂの頭部が貫通する長さである。固定部６ａは、更に、前記矩形断面の貫通穴と生体信号送信機１０のケース１５との間に後側係合穴と上下連結板とを備える。前記後側係合穴は、生体信号送信機１０のケース１５に形成された矩形断面の開口であって、固定部品側接点６ｃは前記後側係合穴の奥の面に形成されている。前記矩形断面の前側貫通穴の上側内面には、２本のレール状突起６ｅが形成されている。この２本のレール状突起６ｅの間隔は、ベルト結合部６の止め部品の端部の中央に形成された矩形断面の突出部を案内するのに適した間隔である。

上述の如き構造のベルト結合部６において、上記固定部品と止め部品が結合されると、固定部品側接点６ｃと止め部品側接点６ｄが接触し、この状態が保持される。すると、胸電極３と生体信号送信機１０の回路基板１５との間のセンサ信号線５が導通し、この状態を保持する。従って、胸電極２とセンサ信号線４、胸電極３とセンサ信号線５、及び生体信号送信機１０がベルト１によって装着された利用者の人体を結ぶ装着センサ回路が形成される。装着検出回路１３は前記装着センサ回路からの電流を検出し、電源制御回路１４は装着検出回路１３の出力信号に基づいて信号演算回路１１と無線送信回路１２の作動を開始させる。

要するに、実施例１の生体信号送信機は、胸部ベルト１の一方側に第１胸電極２を取り付け、胸部ベルト１の他方側に第２胸電極３を取り付け、更に、第２胸電極３と生体信号送信機１０の回路基板１５とを接続するセンサ信号線５の途中に前記オンオフスイッチを挿入して、第１胸電極２と第２胸電極３と前記オンオフスイッチとによって装着センサ回路を構成したことを特徴とするものである。

ところで、ベルト結合部６の固定部品と止め部品は、図４の斜視図に示す如く仮止め可能な構造を備えているので、生体信号を検出しない間も身体か胸部ベルト１を取り外すことなく生体信号送信機に電流を流さない状態を維持できるという特長もある。更に、胸部ベルトのベルト結合部に構成されたオンオフスイッチは、止め部の挿入口が接点部までレールで案内されるため、安定した導通ができ、また、レールの先端に接点部を設けることでサイズを大きくしなくてもよいという特長を有する。

本発明の実施例２の生体信号送信機１０は、図６に示す如く、第１胸電極２と第２胸電極３を胸部ベルト１の一方側に取り付け、第２胸電極３と生体信号送信機の１５とを接続するセンサ信号線５の途中に実施例１に採用されたオンオフスイッチ、即ちベルト結合部６を利用したオンオフスイッチを挿入して、第１胸電極２と第２胸電極３と前記オンオフスイッチとによって装着センサ回路を構成したことを特徴とするものである。

実施例２の生体信号送信機１０において、胸部ベルト１の一方側に生体信号送信機１０のケース１６と第１胸電極２と第２胸電極３が全て取り付けられているから、胸部ベルト１の他方側に配置されるのはセンサ信号線５のみである。そして、生体信号送信機１０のケース１６側からベルト結合部６を介して胸部ベルト１の他方側に延伸して配置されたセンサ信号線５は折り返される。そして、折り返されたれたセンサ信号線５はベルト結合部６を介してケース１６側まで延伸して配置されている。

センサ信号線５は折り返しがあるので、ベルト結合部６に形成されるオンオフスイッチは実施例１に採用されている構造のものを一部変更する必要がある。この変更は、実施例１にオンオフスイッチが１本の導電路を接続したり分離したりする構成であるのに対し、２本の導電路をそれぞれ接続したり分離したりする構成への変更である。

ところで、ベルト結合部６は実施例１では図１から図４に示す如く生体信号送信機１０の近傍、従って人体の前部に配置されているが、実施例２では人体の側面に配置することも可能である。

本発明の実施例３の生体信号送信機１０は、図７に示す如く、第１胸電極２と第２胸電極３、信号演算回路１１、無線送信回路１２、人体への装着を検出する装着検出回路１３、及び電源制御回路１４とで構成され、且つ胸部ベルト１に取付けられた生体信号送信機１０において、胸部ベルト１のベルト結合部６の固定部品と止め部品のそれぞれに導電路を形成し、前記固定部品と止め部品の結合と分離に対応して作動するオンオフスイッチを構成し、装着検出回路１３の装着センサ信号線７と前記オンオフスイッチとによって装着センサ回路を構成したことを特徴とするものである。

実施例３の生体信号送信機１０において、胸部ベルト１の一方側に生体信号送信機１０のケース１６と第１胸電極２と第２胸電極３が全て取り付けられているから、胸部ベルト１の他方側に配置されるのは装着センサ信号線７のみである。そして、生体信号送信機１０のケース１６側からベルト結合部６を介して胸部ベルト１の他方側に延伸して配置された装着センサ信号線７は折り返される。そして、折り返されたれた装着センサ信号線７はベルト結合部６を介してケース１６側まで延伸して配置されている。

装着センサ信号線７は折り返しがあるので、ベルト結合部６に形成されるオンオフスイッチは実施例１に採用されている構造のものを一部変更する必要がある。この変更は、実施例１にオンオフスイッチが１本の導電路を接続したり分離したりする構成であるのに対し、２本の導電路をそれぞれ接続したり分離したりする構成への変更である。

ところで、ベルト結合部６は実施例１では図１から図４に示す如く生体信号送信機１０の近傍、従って人体の前部に配置されているが、一対の胸電極２と３を装着センサに兼用しない実施例３では人体の側面や背面に配置することも可能である。

本発明の実施例１の生体信号送信機の長手方向の断面図である。なお、胸ベルトの固定部品と止め部品は結合されている。 本発明の実施例１の生体信号送信機の長手方向の平面図である。なお、胸ベルトの固定部品と止め部品は分離されている。 本発明の実施例１の生体信号送信機の長手方向の平面図である。なお、胸ベルトの固定部品と止め部品は結合されている。 本発明の実施例１に採用されている胸ベルトの固定部品と止め部品の斜視図である。 本発明の実施例１の生体信号送信機のブロック回路図である。 本発明の実施例２の生体信号送信機のブロック回路図である。 本発明の実施例３の生体信号送信機のブロック回路図である。 従来の生体信号送信機のブロック回路図である。

符号の説明

１ 胸部ベルト
２，３ 胸電極
４，５ センサ信号線
６ ベルト結合部
６ａ 固定部
６ｂ 止め部
６ｃ 固定部品側接点
６ｄ 止め部品側接点
６ｅ 案内溝
６ｆ 固定部品側導電路
６ｇ 止め部品側導電路
７ 装着センサ信号線
１０ 生体信号送信機
１１ 信号演算回路
１２ 無線送信回路
１３ 装着検出回路
１４ 電源制御回路
１５ 回路基板
１６ ケース
１７ 枠
１８，１９ ピン
２０ 裏蓋

Claims (5)

1. 第１胸電極と第２胸電極、前記胸電極が検出した生体信号に所定の信号処理を施す信号演算回路、前記信号演算回路の出力信号を無線送信する無線送信回路、前記第１胸電極と第２胸電極を装着センサに兼用する装着検出回路、及び電源制御回路とで構成され、且つ胸部ベルトに取付けられた生体信号送信機において、
   前記胸部ベルトのベルト結合部の固定部品と止め部品のそれぞれに導電路を形成し、前記固定部品と止め部品の結合と分離に対応して作動するオンオフスイッチを構成し、前記オンオフスイッチを利用して装着センサ回路を構成したことを特徴とする生体信号送信機。
2. 前記第１胸電極と第２胸電極と生体信号送信機の回路基板とを接続するセンサ信号線のいずれか１本の途中に前記オンオフスイッチを挿入して、前記第１胸電極と第２胸電極と前記オンオフスイッチとによって装着センサ回路を構成したことを特徴とする請求項１に記載の生体信号送信機。
3. 前記胸部ベルトの一方側に前記第１胸電極を取り付け、前記胸部ベルトの他方側に前記第２胸電極を取り付け、更に、前記第２胸電極と生体信号送信機の回路基板とを接続するセンサ信号線の途中に前記オンオフスイッチを挿入して、前記第１胸電極と第２胸電極と前記オンオフスイッチとによって装着センサ回路を構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体信号送信機。
4. 前記ベルトの一方側に前記第１胸電極並びに第２胸電極を取り付け、前記第１胸電極と第２胸電極と生体信号送信機の回路基板とを接続するセンサ信号線のいずれか１本の途中に前記オンオフスイッチを挿入して、前記第１胸電極と第２胸電極と前記オンオフスイッチとによって装着センサ回路を構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体信号送信機。
5. 第１胸電極と第２胸電極、前記胸電極が検出した生体信号に所定の信号処理を施す信号演算回路、前記信号演算回路の出力信号を無線送信する無線送信回路、人体への装着を検出する装着検出回路、及び電源制御回路とで構成され、且つ胸部ベルトに取付けられた生体信号送信機において、
   前記胸部ベルトのベルト結合部の固定部品と止め部品のそれぞれに導電路を形成し、前記固定部品と止め部品の結合と分離に対応して作動するオンオフスイッチを構成し、前記装着検出回路の装着センサ信号線と前記オンオフスイッチとによって装着センサ回路を構成したことを特徴とする生体信号送信機。

Images