JPH09113569A

JPH09113569A - コネクタ部分における端子間の不具合検出方法

Info

Publication number: JPH09113569A
Application number: JP7273239A
Authority: JP
Inventors: Motomu Hayakawa; 求早川; Kazusane Sakumoto; 和実佐久本
Original assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-05-02
Also published as: EP0800090A4; EP0800090A1; WO1997014972A1

Abstract

(57)【要約】【課題】装置本体にコネクタ部分を介して外部装置が
電気的接続される電子機器において、電源電圧が変動し
た場合でも、また、端子間に電気回路的に接続する電気
素子に電気的特性にばらつきがあっても、端子間のオー
プン・ショートの発生を確実に検出できるコネクタ部分
における端子間の不具合検出方法を提供すること。【解決手段】今回計測したショート検出電圧（Ｖ１）
のレベルがそれ以前に計測した正常時のショート検出電
圧（Ｖ１）よりも所定の値以上変化したときに端子間が
ショート状態にあると判定する。たとえば、今回計測し
たときのショート検出電圧（Ｖ１）の値がそれ以前に計
測した正常時のショート検出電圧（Ｖ１）よりも０．５
Ｖ（Ｖ１Ｈ）以上高くなったときにショート状態にある
と判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、装置本体にコネク
タ部分を介して外部装置が電気的接続される電子機器に
おいて、コネクタ部分における装置本体側の端子間につ
いてショート・オープンなどの不具合の発生を検出する
ための方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種の電子機器のうち、腕装着型の脈波
計測機器としては、たとえば、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拍数などの脈波情
報を表示するタイプのものがある。かかる光学式の脈波
計測機器では、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（外部装置）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、表示するようになっている。

【０００３】かかる腕装着型脈波計測機器では、装置本
体に内蔵された電池が駆動源である。センサユニットか
ら延びるケーブルの先端にはコネクタピースが構成さ
れ、このコネクタピースを装置本体のコネクタ部に装着
すると、装置本体からはケーブルを介してセンサユニッ
トに電力が供給されるとともに、センサユニットの検出
信号は、ケーブルを介して入力される。従って、コネク
タピースとコネクタ部とから構成されるコネクタ部分で
は、双方の端子による電気的な接続が複数箇所で行われ
るが、かかるコネクタ部分は、サイズ上の制約から比較
的狭い領域内で行われる。このため、コネクタ部側の端
子間については、ショートの検出を頻繁に行う必要があ
り、このとき行われるショートの検出は、一般的に、端
子間の抵抗レベルに対応する不具合検出用信号を計測
し、その絶対値が予め設定しておいたしきい値を越えて
いるか否かによって判定される。すなわち、コネクタ部
分において、駆動電圧が印加されている端子の近くに別
の端子が構成されている場合に、これらの端子間でショ
ートが発生しておれば、この別の端子には駆動電圧がか
かるので、この別の端子の電圧（不具合検出用信号）を
計測したときにその値が所定の値以上であれば、ショー
ト状態にあると判断できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に行われているショート検出方法では、ショート状態に
あるか否かを判定するためのしきい値を適正に設定する
ことが困難であり、誤検出を起こしやすい場合がある。
たとえば、電池などの電源部の出力電圧の低下に伴っ
て、駆動電圧自身が低下すると、たとえショート状態に
あっても、別の端子にかかってくる電圧が元よりしきい
値以下のことがある。このような場合には、正常な状態
であると誤って判定してしまうという問題点がある。ま
た、端子間に電気回路的に接続する電気素子に電気的特
性のばらつきがあると、そのばらつきは、不具合検出用
信号のレベルに影響を与える。このため、たとえショー
ト状態にあっても、別の端子にかかっている電圧が元よ
りしきい値以下のことがあり、このような場合には、正
常な状態であると誤って判定してしまうという問題点が
ある。

【０００５】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
装置本体にコネクタ部分を介して外部装置が電気的接続
される電子機器において、電源電圧が変動した場合で
も、また、端子間に電気回路的に接続する電気素子に電
気的特性にばらつきがあっても、端子間のオープンまた
はショートの発生を確実に検出できるコネクタ部分にお
ける端子間の不具合検出方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るコネクタ部分における端子間の不具合
検出方法では、装置本体にコネクタ部分を介して外部装
置が電気的接続される電子機器において、前記コネクタ
部分における端子間についてオープンまたはショートの
発生を検出するにあたって、前記端子間の抵抗値レベル
に対応する不具合検出用電気信号を計測し、該不具合検
出用電気信号の今回のレベルがそれ以前に計測した正常
時のレベルに対し所定の値以上変化したときに前記端子
間が不具合状態にあると判定することを特徴とする。

【０００７】本発明では、前記装置本体側の端子間にお
けるショートについては、前記不具合検出用電気信号の
レベルがそれ以前に計測した正常時のレベルに対し所定
の値以上変化したことに基づいて検出し、前記コネクタ
部分における前記外部装置側の端子と前記装置本体側の
端子との間におけるオープンについては、前記不具合検
出用電気信号のレベルが予め設定したしきい値を越えた
ときにオープン状態にあると判定することが好ましい。

【０００８】本発明において、前記外部装置は、たとえ
ば、前記装置本体側の前記端子を用いて供給される駆動
電圧によって駆動されるセンサ装置である。

【０００９】本発明では、前記不具合検出用電気信号を
前記装置本体内のマイクロコンピュータから構成される
データ処理部に入力するためのＡ／Ｄ変換を、前記外部
装置から出力される信号を前記データ処理部に入力する
ために間欠的に行われるＡ／Ｄ変換の間を利用して行う
ことが好ましい。

【００１０】本発明において、前記センサ装置は、たと
えば、発光素子および該発光素子が発した光を検出対象
物を介して受光する受光素子を備え、前記発光素子は、
前記装置本体側の前記端子を用いて供給される駆動電圧
によって点灯する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図面に基づいて、本発明の一実施
例を説明する。

【００１２】（全体構成）図１は、本例の腕装着型脈波
計測機器の使用状態を示す説明図である。

【００１３】図１において、本例の腕装着型脈波計測機
器１（携帯用の電子機器）は、腕時計構造を有する装置
本体１０と、この装置本体１０に接続されるケーブル２
０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１０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時方向で折り返された天然皮革、合成皮革、合成繊維
シート、天然繊維シートなどからなる帯状のリストバン
ド１２が設けられ、この１本のリストバンド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、センサ固定用バンド４０によって人差し指
の根元（生体）に装着されている。

【００１４】（装置本体の構成）図２は、本例の腕装着
型脈波計測機器の装置本体を、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である。

【００１５】図２において、装置本体１０は、樹脂製の
時計ケース１１（本体ケース）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。この液晶表示装置
１３には、第１ないし第３のセグメント表示領域１３１
〜１３３と、ドット表示領域１３４とが構成されてい
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
を表示する目的に検出結果に対する信号処理などを行な
う制御部５が構成されている。また、制御部５には、計
時回路も構成されているため、通常時刻、ラップタイ
ム、スプリットタイムなどの情報も液晶表示装置１３に
表示可能である。

【００１６】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。

【００１７】腕装着型脈波計測機器１の電源は、時計ケ
ース１１に内蔵されているボタン形の電池５９であり、
ケーブル２０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
を制御部５に入力するように構成されている。

【００１８】腕装着型脈波計測機器１では、その機能を
増やすにともなって、装置本体１０を大型化する必要が
あるが、装置本体１０には、腕に装着されるという制約
があるため、装置本体１０を腕時計における６時および
１２時の方向に向けては拡大できない。そこで、装置本
体１０には、３時および９時の方向における長さ寸法が
６時および１２時の方向における長さ寸法よりも長い横
長の時計ケース１１を用いてある。

【００１９】かかる時計ケース１１に対し、リストバン
ド１２は、時計ケース１１の３時および９時の方向にお
ける中心位置Ｃよりも３時の方向側に偏った位置で接続
している。従って、リストバンド１２からみると、装置
本体１０は、腕時計における９時の方向に大きな張出部
分１０１を有するが、かかる大きな張出部分は、３時の
方向にはない。それ故、横長の時計ケース１１を用いた
わりには手首を自由に曲げることができるなど、装着感
がよい。しかも、３時の方向には大きな張出部分がない
ので、転んだ場合でも、手の甲を時計ケース１１にぶつ
けることがない。また、９時の方向に位置する大きな張
出部分１０１は、肘側の腕表面に密着した状態で支持さ
れているため、腕装着型脈波計測機器１は、安定した状
態にある。従って、横長の時計ケース１１を用いても、
不必要に幅の広いリストバンド１２を用いる必要がな
い。

【００２０】時計ケース１１の内部には、電源としての
偏平な電池５９と、ブザー用の偏平な圧電素子５８とが
面方向（腕時計における３時および９時の方向）に並ん
で配置されているため、装置本体１０を薄型化できると
ともに、その裏面部に電池蓋を設けることによって、ユ
ーザーが電池５９を簡単に交換可能な構造になってい
る。電池５９は、中心位置に対して３時の方向に偏った
位置に配置されているのに対して、圧電素子５８は、中
心位置Ｃに対して９時の方向に偏った位置に配置されて
いる。ここで、電池５９は、圧電素子５８に比較して重
いため、装置本体１０の３時および９時の方向における
重心位置は、中心位置に対して３時の方向に偏った位置
にある。従って、この重心が偏っている側にリストバン
ド１２が接続している状態にあるので、装置本体１０を
腕に安定した状態で装着できる。

【００２１】（センサユニットの構成）図３は、センサ
ユニットの構造を示す断面図である。

【００２２】図３において、センサユニット３０では、
そのケース体としてのセンサ枠３６に裏蓋３０２が被さ
れてその内部が部品収納空間３００になっている。セン
サ枠３６の上面部分には、ガラス板３４（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３５がセンサ枠３６の内部に固定されてい
る。回路基板３５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
部品が実装されている。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
３４の方に向けている。なお、ケーブル２０の端部は、
ブッシュ３９３によって固定され、各配線は、回路基板
３５のパターン上のはんだ付けされている。

【００２３】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、４５０ｎｍに発光ピ
ークを有し、その発光波長領域は、３５０ｎｍから６０
０ｎｍまでの範囲にある。かかる発光特性を有するＬＥ
Ｄ３１に対応させて、本例では、フォトトランジスタ３
２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、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。

【００２４】ここで、図４に示すように、センサ固定用
バンド４０（図４では、図示を省略してある。）を用い
てセンサユニット３０を指の根元に装着すると、ＬＥＤ
３１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。このと
き人体アース用端子３８も、指の表面に接する。この状
態で、ＬＥＤ３１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、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。

【００２５】（脈波データ処理部の構成）すなわち、図
５に、制御部５に構成されているデータ処理部の機能の
一部をブロック図で示すように、データ処理部５０にお
いて、増幅回路３０１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増幅し、入力信号切
換部５１に出力するように構成されている。入力信号切
換部５１は、センサユニット３０の増幅された検出信号
を所定のタイミングでＡ／Ｄ変換部５２に出力し、Ａ／
Ｄ変換部５２は、このデジタル信号を脈波信号記憶部５
５１に出力するように構成されている。脈波信号記憶部
５５１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５５２は、脈波
信号記憶部５５１に記憶されている信号を読み出してそ
れに周波数分析（高速フーリエ変換）を行ない、その結
果を脈波成分抽出部５５３に入力するようになってい
る。脈波成分抽出部５５３は、脈波信号演算部５５２か
らの入力信号から脈波成分を特定、抽出して脈拍数演算
部５５４に出力し、脈拍数演算部５５４は、入力された
脈波の周波数成分により脈拍数を演算し、その結果を表
示制御部５７によって液晶表示装置１３に表示するよう
になっている。

【００２６】（コネクタ部分の構成）本例の腕装着型脈
波計測機器１を日常生活では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、装置本体１０の端部のうち、６時の方向にコネクタ
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。従って、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。ま
た、コネクタ部７０は、６時の方向に位置するので、装
置本体１０を腕に装着したとき、コネクタ部７０は、利
用者からみると手前側にあり、操作が簡単である。ま
た、コネクタ部７０は、装置本体１０から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とともに、利用者がランニング
中に転んでも、手の甲がコネクタ部７０にぶつからな
い。

【００２７】かかるコネクタ部７０およびコネクタピー
ス８０の構造を、図６および図７を参照して詳述する。

【００２８】図６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７は、コネクタピー
スが装着されるコネクタ部の構成を示す拡大図である。

【００２９】図６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８
１、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が突き出ている。コ
ネクタピース８０の下面部８０１には、７つの端子８３
１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７
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、８４７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、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８
０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、端子８３１〜８３６のうち、端子８３
１、８３２、８３３と、端子８３４、８３５、８３６と
は、２列に形成されている。また、いずれの列でも、各
端子８３１〜８３６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。

【００３０】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に、ＬＥＤ３１およびフォトト
ランジスタ３２の端子間を開閉するする２本の作動ピン
８３８、８３９が形成されている。これらの作動ピン８
３８、８３９は、コネクタピース８０をコネクタ部７０
から外した状態では、先端がコネクタピース８０の下面
部８０１から突出した状態にあり、コネクタピース８０
をコネクタ部７０に装着すると、引っ込む方向に移動す
る。

【００３１】図７に示すように、コネクタ部７０には、
外側に張り出す係合部７１、７２、７３、７４が形成さ
れている。従って、コクネタピース８０の突出部８１、
８２がコネクタ部７０の係合部７１、７２、７３、７４
が外側に位置し、かつ、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
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７０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１０の６時
の方向から１２時の方向）にコネクタピース８０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、７３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７１、７
２、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。

【００３２】コネクタ部７０の表面側には、７つの端子
７５１〜７５６が構成され、そのうち、端子７５１〜７
５６は、端子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）に沿って、端子７５
１、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
７５１〜７５６は、端子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、端子８３１〜８３７と端子７５１〜７５７とがそれ
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。

【００３３】このように、端子７５１〜７５６、および
端子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〜
７５６と端子８３１〜８３６とが接触するということが
ない。また、コネクタ部７０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、端子間がショートしにくい。

【００３４】（コネクタ部分における電気的接続）この
コネクタ部７０およびコネクタピース８０（コネクタ手
段）において行なわれる電気的な接続は、図８に示すと
おりである。

【００３５】図８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７５１〜７５７が構
成されており、これらの端子７５１〜７５７に対応し
て、コネクタピース８０には、端子８３１〜８３７が構
成されている。

【００３６】そのうち、端子７５２は、端子８３２を介
してＬＥＤ３１に駆動電圧ＶＤＤ２を供給するためのプ
ラス端子、端子７５３は、端子８３３を介してＬＥＤ３
１のマイナス電位とされる端子である。

【００３７】端子７５４は、端子８３４を介してフォト
トランジスタ３２を構成するフォトダイオードＦＤ１の
カソード端子に駆動用の定電圧ＶＲＧ１を供給するため
の端子、端子７５１は、端子８３１を介してフォトトラ
ンジスタ３２を構成するトランジスタＴＲ３のコレクタ
端子からの信号が入力される端子、端子７５７は、端子
８３７を介してフォトトランジスタ３２を構成するトラ
ンジスタＴＲ３のエミッタ端子にグランド電位を印加す
るグランド端子である。

【００３８】また、端子７５５、７５６は、端子８３
５、８３６を介してコネクタピース８０をコネクタ部７
０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。

【００３９】（端子７５２−端子７５３間のショート検
出）このように構成したコネクタ部分において、端子７
５２−端子７５３間のショート検出を行うにあたって、
従来のように、駆動電圧ＶＤＤ２が端子７５２に印加さ
れていることを利用して端子７５３の電圧を計測し、そ
の計測値が予め設定されたしきい値を越えているか否か
に基づいてだけでは、駆動電圧ＶＤＤ２が端子７５３に
かかっているか否かを確実に検出できない。電池５９の
出力電圧の低下に伴って駆動電圧ＶＤＤ２自身が低下す
ると、たとえ端子７５２−端子７５３間がショート状態
にあっても、端子７５３にかかってくる電圧が元よりし
きい値以下だからである。また、コネクタピース８０を
コネクタ部７０に装着した状態では、これらの端子７５
２、７５３間には、ＬＥＤ３１が電気回路的に介挿さ
れ、このＬＥＤ３１の電気的特性によっては、正常時の
端子間電圧がばらつくからである。また、端子７５３の
電圧を計測するための分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値が機
器毎にばらついている場合には、端子７５３の電圧を正
確に計測できないからである。

【００４０】たとえば、図９に示す等価回路において、
ショート抵抗ＲＳと、この抵抗に流れる電流を電圧変換
したショート検出電圧（Ｖ１）との関係を検討するにあ
たって、ショート検出電圧（Ｖ１）を得るための分圧抵
抗Ｒ１、Ｒ２として抵抗値の許容値が±１０％品を用
い、ＬＥＤ３１の直流順電圧の許容値が±５０％品を用
いたところ、図１０に示すように、ショート検出電圧
（Ｖ１）が大きくばらつく。

【００４１】そこで、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２として抵抗値
の許容値が±１％品を用い、ＬＥＤ３１の直流順電圧の
許容値が±３０％品を用いて、同じ検討を行ったとこ
ろ、図１１に示すように、ショート検出電圧（Ｖ１）の
ばらつきが改善されるが、このようなレベルまで許容値
が厳しい電気素子だけを用いて回路を構成することは現
実的でない。また、かかる電気的特性の電気素子だけを
用いて回路を構成しても、電池５９の出力電圧の低下に
伴い、駆動電圧ＶＤＤ２自身が低下することに起因する
誤検出への対策となり得ない。

【００４２】図１２には、同じく図９に示す等価回路に
おいて、ショート抵抗ＲＳを変化させたときのショート
検出電圧（Ｖ１）の変化を計測した結果を示してある。
また、図１２には、駆動電圧ＶＤＤ２が６Ｖ、５．５
Ｖ、５Ｖ、４．５Ｖ、４Ｖと変化したときにおけるショ
ート抵抗ＲＳとショート検出電圧（Ｖ１）との関係を示
してある。

【００４３】図１２からわかるように、駆動電圧ＶＤＤ
２が低下するにともなって、ショート検出電圧（Ｖ１）
も低下することは明らかである。従って、ショート抵抗
ＲＳの値が１×１０⁷ Ω以上のときに明らかな正常状態
に相当し、ショート抵抗ＲＳの値が１×１０⁵ Ω以下の
ときが明らかなショート状態に相当すると設定した場合
に、駆動電圧ＶＤＤ２が５．５Ｖのまま変化しなけれ
ば、許容値が厳しい電気素子だけを用いて回路を構成す
ることによって、ショート検出電圧（Ｖ１）が、たとえ
ば、１．５Ｖ以上であるか否かの判定結果に基づいて、
正常な状態にあるかショート状態にあるかを検出でき
る。しかしながら、この方法でも、ショート検出電圧
（Ｖ１）が１．５Ｖ以下である理由が、駆動電圧ＶＤＤ
２自身が４Ｖに低下したことにあれば、ショート状態に
あっても正常な状態であると誤った検出をしてしまう。

【００４４】そこで、本例では、図１２に示す計測結果
に基づいて、ショート検出電圧（Ｖ１）の相対比較によ
ってショート検出を行っている。すなわち、本例では、
今回の計測以前に計測したショート検出電圧（Ｖ１）の
レベルがそれ以前に計測した正常時のショート検出電圧
（Ｖ１）よりも所定の値以上変化したときに端子間がシ
ョート状態にあると判定するように構成されている。た
とえば、今回計測したときのショート検出電圧（Ｖ１）
の値がそれ以前に計測した正常時のショート検出電圧
（Ｖ１）よりも０．５Ｖ（変化量限界／Ｖ１Ｈ）以上高
くなったときにショート状態にあると判断するように構
成されている。

【００４５】このような方法によれば、まず、新品の電
池に交換したため駆動電圧ＶＤＤ２が６Ｖである場合に
は、正常な状態であれば、ショート検出電圧（Ｖ１）の
値は、約１．３２Ｖである。それ以降、所定のタイミン
グでショート検出電圧（Ｖ１）を計測する度に、前回計
測した正常時のショート検出電圧（Ｖ１）との差を求
め、この差と０．５Ｖ（Ｖ１Ｈ）とを比較する。そし
て、今回計測したショート検出電圧（Ｖ１）と、前回計
測した正常時のショート検出電圧（Ｖ１）との差が０．
５Ｖ（Ｖ１Ｈ）よりも小さい場合には、正常な状態にあ
ると判定する。これに対し、今回計測したショート検出
電圧（Ｖ１）と、前回計測した正常時のショート検出電
圧（Ｖ１）との差が０．５Ｖ（Ｖ１Ｈ）よりも大きい場
合には、ショート状態にあると判定する。

【００４６】（端子７５２−端子７５３間のオープン検
出）図１３に示す等価回路において、オープン抵抗ＲＯ
と、この抵抗に流れる電流を電圧変換したオープン検出
電圧（Ｖ１）との関係を検討するにあたって、オープン
検出電圧（Ｖ１）を得るための分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２とし
て抵抗値の許容値が±１０％品を用い、ＬＥＤ３１の直
流順電圧の許容値が±５０％品を用いた。なお、オープ
ン検出電圧についても、先に説明したショート検出電圧
と同様、Ｖ１と扱っているのは、後述するように、同一
の検出回路から得られた同一の信号を別の不具合判定用
に用いているからである。このようにして検討したとこ
ろ、図１４に示すように、正常状態におけるオープン検
出電圧（Ｖ１）の値は、大きくばらつくものの、このと
きのレベルは、オープン状態におけるオープン検出電圧
（Ｖ１）のレベルと大きく相違する。そこで、本例で
は、今回計測したオープン検出電圧（Ｖ１）のレベル
が、所定のしきい値よりも高いか低いかによって、正常
な状態にあるのかオープン状態にあるのかを判定してい
る。たとえば、オープン抵抗ＲＯが１×１０⁶ Ω以下の
ときに完全に正常な状態にあり、オープン抵抗ＲＯが１
×１０⁷ Ω以上であるときに完全なオープン状態にある
と設定した場合には、オープン検出電圧（Ｖ１）のしき
い値を０．５Ｖ（Ｖ１OPEN）と設定すれば、オープン検
出電圧（Ｖ１）がしきい値０．５Ｖを越えるときには正
常な状態であると判定し、オープン検出電圧（Ｖ１）が
しきい値０．５Ｖ以下のときにはオープン状態であると
判定することができる。

【００４７】（端子７５１−端子７５７間のオープン検
出）図１５に示す等価回路において、オープン抵抗ＲＯ
と、この抵抗に流れる電流を電圧変換したオープン検出
電圧（Ｖ２）との関係を検討するにあたって、オープン
検出電圧（Ｖ２）を得るための分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４とし
て抵抗値の許容値が±１０％品を用いた。この検討によ
れば、図１６に示すように、正常状態におけるオープン
検出電圧（Ｖ２）、およびオープン状態におけるオープ
ン検出電圧（Ｖ２）のレベルは、いずれもばらつきが小
さく、かつ、正常状態におけるオープン検出電圧（Ｖ
２）のレベルと、オープン状態におけるオープン検出電
圧（Ｖ２）のレベルとは、大きく相違する。そこで、本
例では、今回計測したオープン検出電圧（Ｖ２）のレベ
ルが、所定のしきい値よりも高いか低いかによって、正
常な状態にあるのかオープン状態にあるのかを判定して
いる。たとえば、オープン抵抗ＲＯが１×１０⁴ Ω以下
のときに完全に正常な状態にあり、オープン抵抗ＲＯが
１×１０⁷ Ω以上であるときに完全なオープン状態にあ
ると設定した場合には、オープン検出電圧（Ｖ２）のし
きい値を１．５Ｖ（Ｖ２OPEN）と設定すれば、オープン
検出電圧（Ｖ２）がしきい値１．５Ｖ以下のときには正
常な状態であると判定し、オープン検出電圧（Ｖ２）が
しきい値１．５Ｖを越えるときにはオープン状態である
と判定することができる。

【００４８】（端子７５１−端子７５５間のショート検
出）図１７に示す等価回路において、ショート抵抗ＲＳ
と、この抵抗に流れる電流を電圧変換したショート検出
電圧（Ｖ２）との関係を検討するにあたって、ショート
検出電圧（Ｖ２）を得るための分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４とし
て抵抗値の許容値が±１０％品を用いた。なお、ショー
ト検出電圧についても、先に説明したオープン検出電圧
と同様、Ｖ２と扱っているのは、後述するように、同一
の信号を別の不具合判定用に用いているからである。こ
のようにして検討したところ、図１８に示すように、正
常状態におけるショート検出電圧（Ｖ２）、およびショ
ート状態におけるショート検出電圧（Ｖ２）のレベル
は、いずれもばらつきが小さく、かつ、正常状態におけ
るショート検出電圧（Ｖ２）のレベルと、ショート状態
におけるショート検出電圧（Ｖ２）のレベルとは、大き
く相違する。また、駆動電圧ＶＤＤが変化しても、正常
状態におけるショート検出電圧（Ｖ２）のレベルと、シ
ョート状態におけるショート検出電圧（Ｖ２）のレベル
とは、大きく相違する。そこで、本例では、今回計測し
たショート検出電圧（Ｖ２）のレベルが、所定のしきい
値よりも高いか低いかによって、正常な状態にあるのか
ショート状態にあるのかを判定している。たとえば、シ
ョート抵抗ＲＳが１×１０8 Ω以上のときに完全に正常
な状態にあり、ショート抵抗ＲＳが１×１０5 Ω以上で
あるときに完全なショート状態にあると設定した場合に
は、ショート検出電圧（Ｖ２）のしきい値を１．５Ｖ
（Ｖ２SHORT ）と設定すれば、ショート検出電圧（Ｖ
２）がしきい値１．５Ｖ以下のときには正常な状態であ
ると判定し、ショート検出電圧（Ｖ２）がしきい値１．
５Ｖを越えるときにはショート状態であると判定するこ
とができる。

【００４９】（ショート・オープン検出部）かかるショ
ート・オープン検出を、コネクタピース８０をコネクタ
部７０に装着した状態のまま行うようになっている。す
なわち、再び図５において、端子７５２−端子７５３間
のショート検出を行うための信号、端子７５２−端子７
５３間のオープン検出を行うための信号、端子７５１−
端子７５７間のオープン検出を行うための信号、および
端子７５１−端子７５５間のショート検出を行うための
信号は、センサユニット３０で検出した信号と同様、入
力信号切換部５１によって所定のタイミングでＡ／Ｄ変
換部５２に入力され、ここでデジタル化された信号は、
オープン・ショート判定部５６に入力されるようになっ
ている。なお、入力信号切換部５１は、タイミング生成
回路５１０から出力される信号に基づいてＡ／Ｄ変換部
５２に入力される信号を選択するように構成されてい
る。

【００５０】オープン・ショート判定部５６には、ま
ず、前記の各オープン・ショート検出のうち、端子７５
２−端子７５３間のオープン検出、端子７５１−端子７
５７間のオープン検出、および端子７５１−端子７５５
間のオープン・ショート検出を行うために、それぞれ所
定の値に設定されたしきい値Ｖ１OPEN、Ｖ２OPEN、Ｖ２
SHORT を記憶しておくしきい値記憶部５６２と、ここに
記憶されている各しきい値Ｖ１OPEN、Ｖ２OPEN、Ｖ２SH
ORT と端子７５２−端子７５３間のオープン検出用信号
（Ｖ１）のレベル、端子７５１−端子７５７間のオープ
ン検出信号（Ｖ２）のレベル、および端子７５１−端子
７５５間のショート検出信号（Ｖ２）のレベルとを絶対
値比較し、オープン・ショート状態にあるのか正常な状
態にあるのかを判定する検出信号絶対比較部５６１が構
成されている。

【００５１】また、オープン・ショート判定部５６に
は、前記のオープン・ショート検出のうち、端子７５２
−端子７５３間のショート検出を行うために、前回検出
した正常時のショート検出信号（Ｖ１）のレベルを記憶
しておく前回データ記憶部５６４と、ここに記憶されて
いる前回のデータと今回検出したショート検出信号（Ｖ
１）のレベルとを相対比較し、その比較結果において、
所定の値０．５Ｖ（Ｖ１Ｈ）以上の変化があった場合に
ショート状態にあると判定し、所定の値０．５Ｖ（Ｖ１
Ｈ）未満の変化しかない場合に正常な状態にあると判定
する検出信号相対比較部５６４とが構成されている。こ
こで、ショート検出信号（Ｖ１）の変化量の限界値（Ｖ
１Ｈ）は、変化量限界記憶部５６５に記憶されている。

【００５２】（ショート・オープン検出動作）このよう
に構成されたオープン・ショート検出部において、タイ
ミング生成回路５１０から出力される信号は、図１９に
示すとおり、１２８Ｈｚ〜１６Ｈｚの基準信号に基づい
てつくられた信号Ａ、信号ＡＤＩ０、信号ＡＤＩ１、信
号ＡＤＩ２、信号Ｂである。

【００５３】信号Ａは、図８に示すように、ＬＥＤ３１
への駆動電圧ＶＤＤ２の給断を行うスイッチング素子Ｔ
Ｒ２、およびフォトトランジスタ３２への駆動電圧ＶＲ
Ｇ１の給断を行うスイッチング素子ＴＲ６、ＴＲ７を駆
動する１２８Ｈｚの信号であり、それがハイレベルにな
ったときにＬＥＤ３１が点灯し、生体表面に光を照射す
るとともに、その反射光をフォトトランジスタ３２を構
成するフォトダイオードＦＤによって受光し、フォトト
ランジスタ３２を構成するトランジスタＴＲ３によって
増幅された電流をコレクタ抵抗ＲＣによって電流−電圧
変換を行うようになっている。従って、センサユニット
３０のセンサ部分は、信号Ａによってデューティ駆動さ
れながら、脈波信号を検出する。このようにして検出し
た脈波信号は、増幅回路３０１で増幅された後、入力信
号切換部５１（マルチプレクサ）において信号ＡＤＩ０
に基づいて所定のタイミングでＡ／Ｄ変換部５２に出力
され、前述の脈拍数を求めるための処理が行われるよう
になっている。

【００５４】また、図８に示す受光側検出部において、
分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４によって得られた端子７５１−端子
７５７間のオープン検出を行うための信号、および端子
７５１−端子７５５間のショート検出を行うための信号
は、プリアンプで増幅された後、入力信号切換部５１
（マルチプレクサ）において信号ＡＤＩ１に基づいて、
脈波信号とずれたタイミングでＡ／Ｄ変換部５２に出力
され、前述のオープン・ショート判定に用いられるよう
になっている。

【００５５】信号Ｂは、図８に示すように、発光側検出
部において、スイッチング素子ＴＲ５を制御する信号で
あり、ＬＥＤ３１への駆動電圧ＶＤＤ２の給断にタイミ
ングを合わせて、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２を用いて端子７５
２−端子７５３間のショート検出を行うための信号、お
よび端子７５２−端子７５３間のオープン検出を行うた
めの信号を得ることを可能にしている。ここで、端子７
５２−端子７５３間のショート検出を行うための信号、
および端子７５２−端子７５３間のオープン検出を行う
ための信号は、プリアンプによって増幅された後、入力
信号切換部５１（マルチプレクサ）において信号ＡＤＩ
２に基づいて、脈波信号、端子７５１−端子７５７間の
オープン検出を行うための信号、および端子７５１−端
子７５５間のショート検出を行うための信号とずれたタ
イミングでＡ／Ｄ変換部５２に出力され、前述のオープ
ン・ショート判定に用いられるようになっている。

【００５６】なお、図８に電源回路の一部を示すよう
に、いずれの回路部分において供給される駆動電圧ＶＲ
Ｇ２、ＶＤＤ２、ＶＲＧ１も、電池５９の出力電圧ＶＤ
Ｄからつくられる。

【００５７】このように構成したオープン・ショート検
出部では、脈拍数の計測処理の間を利用して、各端子間
におけるショート・オープンの検出を行うようになって
おり、その処理の内容を図２０および図２１に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【００５８】まず、ステップＳＴ１で端子不具合検出動
作を開始する。それには、まず、ステップＳＴ２で、信
号ＡＤＩ０が立ち下がったか否かを判断する。すなわ
ち、脈波信号のＡ／Ｄ変換が終了した否かを判断する。

【００５９】ここで、脈波信号のＡ／Ｄ変換が終了する
まで待機し、脈波信号のＡ／Ｄ変換が終了したと判断し
たときには、ステップＳＴ３で発光側の不具合（ショー
ト・オープン）の検出を開始する。

【００６０】ステップＳＴ４で信号Ｂをオンレベルとし
た後、ステップＳＴ５で、信号ＡＤＩ２をオン状態とす
る。ステップＳＴ６では、今回計測した信号Ｖ１を発光
側オープン検出信号としてデジタル信号化し、このデジ
タルデータＶ１Ｄを発光側オープン検出データとする。

【００６１】次に、ステップＳＴ７では、発光側オープ
ン検出データ（Ｖ１Ｄ）が発光側オープン判定用しきい
値Ｖ１ＤOPEN以下であるか否かを判断する。この発光側
オープン判定用しきい値Ｖ１ＤOPENは、図１４を参照し
て予め設定されていたしきい値（０．５Ｖ／Ｖ１OPEN）
をデータ列としてしきい値記憶部５６２に記憶されてい
たものである。

【００６２】その結果、発光側オープン検出データＶ１
Ｄが発光側オープン判定用しきい値Ｖ１ＤOPEN以下でな
いと判断した場合、すなわち、発光側にオープンが発生
してしない場合には、ステップＳＴ８で、今回の検出が
１回目であるか否かを判断する。ここで、今回の検出が
１回目であれば、このデータ（Ｖ１Ｄ）を以降に行うシ
ョート検出用の前回データ（Ｖ１ＲＤ）とする。なお、
ここでいう１回目とは、脈拍数の一連の計測を今回開始
した以降、１回目であることを意味する。それ故、一連
の脈拍数の計測を開始する度に、前回データ（Ｖ１Ｒ
Ｄ）は更新される。

【００６３】次に、ステップＳＴ１０では、信号ＳＤＩ
２をオフレベル状態とし、ステップＳＴ１１では、Ｂ信
号をオフレベルにして、発光側の不具合（オープン・シ
ョート）の検出を終える。

【００６４】次に、ステップＳＴ１２では、受光側の不
具合（オープン・ショート）の検出を開始する。ステッ
プＳＴ１３で、信号ＡＤＩ１をオンレベルとする。ステ
ップＳＴ１４では、今回計測した信号Ｖ２を受光側ショ
ート検出信号としてデジタル信号化し、このデジタルデ
ータＶ２Ｄを受光側ショート検出データとする。

【００６５】次に、ステップＳＴ１５では、受光側ショ
ート検出データ（Ｖ２Ｄ）が受光側ショート判定用しき
い値Ｖ２ＤSHORT 以上であるか否かを判断する。この受
光側ショート判定用しきい値Ｖ２ＤSHORT は、図１８を
参照して予め設定されていたしきい値（１．５Ｖ／Ｖ２
SHORT ）をデータ列としてしきい値記憶部５６２に記憶
されていたものである。

【００６６】その結果、受光側ショート検出データ（Ｖ
２Ｄ）が受光側ショート判定用しきい値Ｖ２ＤSHORT 以
上でないと判断した場合、すなわち、受光側にショート
が発生してしない場合には、ステップＳＴ１６では、信
号ＡＤＩ１をオフ状態とし、受光側のショート検出を終
える。

【００６７】次に、ステップＳＴ１７では、信号Ａをオ
ンレベルし、ステップＳＴ１８で、信号ＡＤＩ１をオン
レベルとする。ステップＳＴ１９では、今回計測した信
号Ｖ２を受光側オープン検出信号としてデジタル信号化
し、そのデジタルデータＶ２Ｄを受光側オープン検出デ
ータとする。

【００６８】次に、ステップＳＴ２０では、受光側オー
プン検出データ（Ｖ２Ｄ）が受光側オープン判定用しき
い値Ｖ２ＤOPEN以下であるか否かを判断する。この受光
側オープン判定用しきい値Ｖ２ＤOPENは、図１６を参照
して予め設定されていたしきい値（１．５Ｖ／Ｖ２OPE
N）をデータ列としてしきい値記憶部５６２に記憶され
ていたものである。

【００６９】その結果、受光側オープン検出データ（Ｖ
２Ｄ）が受光側オープン判定用しきい値Ｖ２ＤOPEN以下
でないと判断した場合、すなわち、受光側にオープンが
発生してしない場合には、ステップＳＴ２１では、信号
ＡＤＩ１をオフレベルとした後、ステップＳＴ２２で
は、信号Ａをオフレベルとし、しかる後に、初期状態に
戻る（ステップＳＴ２３）。

【００７０】これに対して、ステップＳＴ７において、
発光側オープン検出データＶ１Ｄが発光側オープン判定
用しきい値Ｖ１ＤOPEN以下であると判断した場合、すな
わち、発光側にオープンが発生している場合には、ステ
ップＳＴ２４で、発光側の端子においてオープンが発生
している旨の信号を表示制御部５７に発し、表示制御部
５７は、その旨を液晶表示装置１３に表示する。すなわ
ち、液晶表示装置１３は、端子不具合警告手段としても
機能する。ここで、端子不具合警告手段としては、アラ
ーム音の発生などを利用することもできる。

【００７１】ステップＳＴ１５において、受光側ショー
ト検出データ（Ｖ２Ｄ）が受光側ショート判定用しきい
値Ｖ２ＤSHORT 以上であると判断した場合、すなわち、
受光側にショートが発生している場合には、ステップＳ
Ｔ２５では、受光側の端子においてショートが発生して
いる旨の信号を表示制御部５７に発し、表示制御部５７
は、その旨を液晶表示装置１３に表示する。

【００７２】ステップＳＴ２０において、受光側オープ
ン検出データ（Ｖ２Ｄ）が受光側オープン判定用しきい
値Ｖ２ＤOPEN以下であると判断した場合、すなわち、受
光側にオープンが発生している場合には、ステップＳＴ
２６では、受光側の端子においてオープンが発生してい
る旨の信号を表示制御部５７に発し、表示制御部５７
は、その旨を液晶表示装置１３に表示する。

【００７３】また、ステップＳＴ７において、発光側オ
ープン検出データＶ１Ｄが発光側オープン判定用しきい
値Ｖ１ＤOPEN以下でないと判断した場合、すなわち、発
光側にオープンが発生してしない場合には、ステップＳ
Ｔ８で、今回の計測が１回目であるか否かを判断する
が、ここで、今回の検出が２回目以降の計測であれば、
ステップＳＴ２７で、まず、今回計測した信号Ｖ１Ｄを
発光側ショート検出信号として、それ以前に計測した正
常時のショート検出用の前回データ（Ｖ１ＲＤ）以上で
あるか否かを判断し、今回の計測値の方が前回データ
（Ｖ１ＲＤ）より小さい場合には、ステップＳＴ９で、
今回のデータをショート検出用の前回データ（Ｖ１Ｒ
Ｄ）に更新し、ステップＳＴ１０に移る。

【００７４】これに対して、ステップＳＴ２７で、今回
計測した信号Ｖ１Ｄがショート検出用の前回データ（Ｖ
１ＲＤ）以上であると判断した場合には、まず、ステッ
プＳＴ２８で、今回した信号Ｖ１Ｄからショート検出用
の前回データ（Ｖ１ＲＤ）を減算し、相対変化量を求め
る。次に、ステップＳＴ２９では、相対変化量が変化量
限界値Ｖ１ＨＤより大きいか否かを判断し、相対変化量
が変化量限界値Ｖ１ＨＤより大きくないと判断したとき
には、正常状態にあるとして、そのままステップＳＴ１
０に移る。これに対し、相対変化量が変化量限界値Ｖ１
ＨＤより大きいと判断したときには、発光側の端子にお
いてショートが発生していると判断し、ステップＳＴ３
０で、その旨の信号を表示制御部５７に発し、表示制御
部５７は、その旨を液晶表示装置１３に表示する。な
お、変化量限界値Ｖ１ＨＤは、図１２を参照して予め設
定されていた変化量限界値（０．５Ｖ／Ｖ１Ｈ）をデー
タ列として変化量限界記憶部５６５に記憶されていたも
のである。

【００７５】（腕装着型脈波計測機器の全体的な動作）
このように構成した腕装着型脈波計測機器１の動作を、
図１を参照して簡単に説明する。

【００７６】まず、図１において、腕装着型脈波計測機
器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、所
定のコネクタカバーを装着し、その見栄えを高めるとと
もに、コネクタ部７０を保護する。

【００７７】一方、腕装着型脈波計測機器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。

【００７８】この状態で、図４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５に
示したデータ処理部５０では、フォトトランジスタ３２
（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
着型脈波計測機器１は、脈拍計として機能する。

【００７９】なお、図４において、脈波計測用ＬＥＤ３
１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で示すように脈波計測用フォトトラ
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、脈波計測用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
して脈波計測用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、脈波
計測用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、脈波計測用フォトトランジスタ３
２に届かない。ここで、センサユニット３０には、発光
波長領域が３５０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にある
脈波計測用ＬＥＤ３１と、受光波長領域が３００ｎｍか
ら６００ｎｍまでの範囲の脈波計測用フォトトランジス
タ３２とを用いてあり、その重なり領域である約３００
ｎｍ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。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４に点線Ｘで
示すように、指を導光体として脈波計測用フォトトラン
ジスタ３２（脈波計測用受光部）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。また、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。従って、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とともに、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、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。さらに、寒いときでも、指の根
元では、指の根元の温度は比較的低下しないことからわ
かるように、血流が著しく低下しないので、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。それ故、本例の腕装着型脈波計測機器１は、ジ
ョギングやマラソン中の脈拍数などを計測するのに適し
ている。

【００８０】これに対し、８８０ｎｍ付近に発光ピーク
を有するＬＥＤと、シリコン系の脈波計測用フォトトラ
ンジスタとを用いると、その受光波長範囲は、３５０ｎ
ｍ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４に矢印Ｙで
示すように、指を導光体として脈波計測用受光部にまで
容易に届いてしまう１μｍの波長の光の検出結果に基づ
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。

【００８１】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。すなわ
ち、光の波長と各種のヘモグロビンの吸光特性との関係
において、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、波
長が８８０ｎｍの光に対する吸光係数に比して数倍〜約
１００倍以上大きいからである。

【００８２】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、５４０ｎｍから５７
０ｎｍまでの範囲に主要発光領域を有するＧａＰ系の脈
波計測用ＬＥＤ３１と、２００ｎｍから７００ｎｍ近く
までの範囲に感度領域を有するＧａＰ系の脈波計測用フ
ォトトランジスタ３２を用いてもよい。

【００８３】（実施例の主な効果）以上のとおり、本例
の腕装着型脈波計測機器１では、各端子間のショート・
オープン検出のうち、端子７５２−端子７５３間のショ
ート検出については、そこから得られるショート検出信
号のレベルをしきい値とそのまま絶対値比較するのでな
く、それ以前に計測した正常時のショート検出信号のレ
ベルに対して、今回計測したショート検出信号のレベル
がどの位変化したかによってショート検出を行う。この
ため、抵抗素子やＬＥＤ３１の電気的特性が腕装着型脈
波計測機器１の製品個々においてばらつきがあっても、
これらのばらつきの影響を受けることなく、ショート検
出を行うことができる。また、正常時のショート検出信
号のレベルについては、所定のタイミング、たとえば、
一連の計測の開始時や電池の交換時にリセットするた
め、使用中に電池５９の出力電圧が低下したことに起因
して駆動電圧が低下した場合でも、その影響を受けるこ
となく、ショート検出を確実に行うことができる。

【００８４】また、ショート検出結果は、端子７５２−
端子７５３間に電気回路的に接続する電気素子の電気的
特性の影響を受けないので、装置本体１０にコネクタ部
分を介してセンサユニット３０などの外部装置を接続し
た状態でショート検出を行っても、センサユニット３０
内に構成されている回路の影響を受けない。それ故、セ
ンサユニット３０を稼働させながら、ショート検出を行
うことができる。

【００８５】ショート・オープン検出信号をデータ処理
部５０に入力するためのＡ／Ｄ変換を、センサユニット
３０から出力される信号をデータ処理部５０に入力する
ために間欠的に行われるＡ／Ｄ変換の間を利用して行う
場合には、簡単な構成のままで、ショート検出とセンサ
装置による検出とを実質的に並行して行うことができ
る。

【００８６】（別の実施例）なお、上記実施例では、装
置本体側の端子間におけるショートについては、不具合
検出用電気信号のレベルがそれ以前に計測した正常時の
レベルに対し所定の値以上変化したことに基づいて検出
し、コネクタ部分における外部装置側の端子と装置本体
側の端子との間におけるオープンについては、不具合検
出用電気信号のレベルが予め設定したしきい値を越えた
ときにオープン状態にあると判定するように構成した
が、それとは逆に、外部装置側の端子と装置本体側の端
子との間におけるオープンについて、不具合検出用電気
信号のレベルがそれ以前に計測した正常時のレベルに対
し所定の値以上変化したことに基づいて検出してもよ
い。また、上記のオープンおよびショートの双方を不具
合検出用電気信号のレベルがそれ以前に計測した正常時
のレベルに対し所定の値以上変化したことに基づいて検
出してもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るコネ
クタ部分における端子間の不具合検出方法では、端子間
の抵抗値レベルに対応する不具合検出用電気信号を計測
し、該不具合検出用電気信号の今回のレベルがそれ以前
に計測した正常時のレベルに対し所定の値以上変化した
ときに端子間がオープン・ショート状態にあると判定す
ることを特徴とする。従って、本発明によれば、正常時
のレベルに対する相対比較によるオープン・ショート検
出であるため、電源電圧の変動があっても、機器毎に電
気素子の電気的特性に差があっても、オープン・ショー
ト検出結果を確実に行うことができる。

【００８８】また、オープン・ショート検出結果は、端
子間に電気回路的に接続する電気素子の電気的特性の影
響を受けないので、装置本体にコネクタ部分を介してセ
ンサ装置などの外部装置を接続した状態で行っても、セ
ンサ装置などの外部装置に構成された回路の影響を受け
ない。それ故、外部装置を稼働させながら、オープン・
ショート検出を行うことができる。

【００８９】不具合検出用電気信号を装置本体内のマイ
クロコンピュータから構成されるデータ処理部に入力す
るためのＡ／Ｄ変換を、センサ装置から出力される信号
をデータ処理部に入力するために間欠的に行われるＡ／
Ｄ変換の間を利用して行う場合には、簡単な構成のまま
で、オープン・ショート検出とセンサ装置による検出と
を実質的に並行して行うことができる。

【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機器
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機器の装置本体の
平面図である。

【図３】図１に示す腕装着型脈波計測機器のセンサユニ
ットの断面図である。

【図４】図１に示す腕装着型脈波計測機器において、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５】図１に示す腕装着型脈波計測機器に構成されて
いる制御部の機能の一部を示すブロック図である。

【図６】図１に示す腕装着型脈波計測機器のコネクタ部
分に用いたコネクタピースの構造を示す説明図である。

【図７】図１に示す腕装着型脈波計測機器のコネクタ部
分に用いたコネクタ部の構造を示す説明図である。

【図８】図１に示す腕装着型脈波計測機器のコネクタ部
における電気的な接続関係、脈波検出回路、およびショ
ート・オープン信号の検出回路の構成を示す回路図であ
る。

【図９】図１に示す腕装着型脈波計測機器のコネクタ部
における発光側の端子間のショート検出信号を計測する
ための回路図である。

【図１０】図９に示す回路において、電気的特性の許容
差が大きな電気素子を用いて計測したときのショート抵
抗ＲＳとショート検出電圧Ｖ１との関係を示すグラフで
ある。

【図１１】図９に示す回路において、電気的特性の許容
差が小さな電気素子を用いて計測したときのショート抵
抗ＲＳとショート検出電圧Ｖ１との関係を示すグラフで
ある。

【図１２】図９に示す回路において、駆動電圧値が各レ
ベルのときにおけるショート抵抗ＲＳとショート検出電
圧Ｖ１との関係を示すグラフである。

【図１３】図１に示す腕装着型脈波計測機器のコネクタ
部における発光側の端子間のオープン検出信号を計測す
るための回路図である。

【図１４】図１３に示す回路において、オープン抵抗Ｒ
Ｏとオープン検出電圧Ｖ１との関係を示すグラフであ
る。

【図１５】図１に示す腕装着型脈波計測機器のコネクタ
部における受光側の端子間のオープン検出信号を計測す
るための回路図である。

【図１６】図１５に示す回路において、オープン抵抗Ｒ
Ｏとオープン検出電圧Ｖ２との関係を示すグラフであ
る。

【図１７】図１に示す腕装着型脈波計測機器のコネクタ
部における受光側の端子間のショート検出信号を計測す
るための回路図である。

【図１８】図１７に示す回路において、ショート抵抗Ｒ
Ｓとショート検出電圧Ｖ２との関係を示すグラフであ
る。

【図１９】図５に示す制御部における動作を制御する各
信号の波形図である。

【図２０】図５に示す制御部における動作の一部を示す
フローチャートである。

【図２１】図５に示す制御部において、図２０に示すフ
ローチャートに続いて行う動作を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１・・・腕装着型脈波計測機器（電子機器）１０・・・装置本体１１・・・時計ケース（本体ケース）１２・・・リストバンド１３・・・液晶表示装置３１・・・ＬＥＤ（発光部）３２・・・フォトトランジスタ（受光部）５０・・・データ処理部５１・・・入力信号切換部５２・・・Ａ／Ｄ変換部５６・・・オープン・ショート判定部７０・・・コネクタ部８０・・・コネクタ部材（コネクタピース）５６１・・・検出信号絶対比較部５６２・・・しきい値記憶部５６３・・・検出信号相対比較部５６４・・・前回データ記憶部５６５・・・変化量限界記憶部Ｖ１・・・不具合検出信号Ｖ２・・・不具合検出信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体にコネクタ部分を介して外部装
置が電気的接続される電子機器において、前記コネクタ
部分における端子間についてオープンまたはショートの
発生を検出するにあたって、前記端子間の抵抗値レベル
に対応する不具合検出用電気信号を計測し、該不具合検
出用電気信号の今回のレベルがそれ以前に計測した正常
時のレベルに対し所定の値以上変化したときに前記端子
間が不具合状態にあると判定することを特徴とするコネ
クタ部分における端子間の不具合検出方法。
【請求項２】請求項１において、前記装置本体側の端
子間におけるショートについては、前記不具合検出用電
気信号のレベルがそれ以前に計測した正常時のレベルに
対し所定の値以上変化したことに基づいて検出し、前記
コネクタ部分における前記外部装置側の端子と前記装置
本体側の端子との間におけるオープンについては、前記
不具合検出用電気信号のレベルが予め設定したしきい値
を越えたときにオープン状態にあると判定することを特
徴とするコネクタ部分における端子間の不具合検出方
法。
【請求項３】請求項１または２において、前記外部装
置は、前記装置本体側の前記端子を用いて供給される駆
動電圧によって駆動されるセンサ装置であることを特徴
とするコネクタ部分における端子間の不具合検出方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかの項おい
て、前記不具合検出用電気信号を前記装置本体内のマイ
クロコンピュータから構成されるデータ処理部に入力す
るためのＡ／Ｄ変換を、前記外部装置から出力される信
号を前記データ処理部に入力するために間欠的に行われ
るＡ／Ｄ変換の間を利用して行うことを特徴とするコネ
クタ部分における端子間の不具合検出方法。
【請求項５】請求項３または４において、前記センサ
装置は、発光素子および該発光素子が発した光を検出対
象物を介して受光する受光素子を備え、前記発光素子
は、前記装置本体側の前記端子を用いて供給される駆動
電圧によって点灯することを特徴とするコネクタ部分に
おける端子間の不具合検出方法。