WO2015004807A1 - 電子機器 - Google Patents

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佐藤 晃一
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Definitions

  • An embodiment of the present invention is a small electronic device of a type that is worn on a human body, such as a wristwatch, for example. Under the condition that the arrangement space of electronic components is limited, both a vital sensor and a short-range communication module are used.
  • the present invention relates to an electronic device that is required to be provided.
  • Some electronic devices of this type have a short-range communication function that enables communication with other devices simply by performing actions such as “holding” or “contacting” the electronic device. There are many things. Various proposals have been made regarding the near field communication function.
  • Wearable devices are also effectively equipped with a vital sensor that acquires biological information such as an electrocardiogram in order to take advantage of the characteristic of being worn on the human body.
  • a vital sensor that acquires biological information such as an electrocardiogram in order to take advantage of the characteristic of being worn on the human body.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide an electronic device that realizes the arrangement of a coupling portion for a short-range communication module and an electrode for a vital sensor under a condition in which an arrangement space for electronic components is limited.
  • the electronic device includes a main body and a band for attaching the main body to the human body.
  • the main body includes a vital sensor and a short-range communication module.
  • At least one first electrode of the two or more electrodes for the vital sensor is disposed on the surface of the band on the side in contact with the human body, and is shared as a coupling portion for the short-range communication module.
  • FIG. 1 is a perspective view of the electronic apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a first diagram for explaining an example of mounting of the coupling portion for the short-range communication module and the electrode for the vital sensor in the electronic apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a second diagram for explaining an example of mounting of the coupling unit for the short-range communication module and the electrode for the vital sensor in the electronic apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a mechanism relating to the mounting of the short-range communication module and the vital sensor of the electronic device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a first diagram for explaining an implementation example of an antenna for a wireless communication module in the electronic device of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a second diagram for explaining an implementation example of the antenna for the wireless communication module in the electronic device of the second embodiment.
  • the electronic device of the present embodiment is realized as a so-called wearable device of a type that is worn on the human body.
  • the electronic device is realized as a wristwatch-type wearable device.
  • FIG. 1 is a perspective view of the wearable device 10.
  • the wearable device 10 includes a main body 11.
  • the main body 11 is composed of a thin casing.
  • Various electronic components are provided in the housing.
  • a display 12 such as a liquid crystal display (LCD) is disposed on the upper surface of the main body 11.
  • the display 12 may be a touch screen display capable of detecting a contact position on the display screen.
  • LCD liquid crystal display
  • the wearable device 10 includes a band that can attach the main body 11 to a human body (arm).
  • the term “band” is synonymous with belt.
  • FIG. 1 the case where this band is divided into two bands 21 and 22 is illustrated, but the present invention is not limited to this.
  • these bands 21 and 22 may be different parts within one band.
  • Each of the bands 21 and 22 is realized by a flexible member such as leather.
  • One end of the band 21 is attached to, for example, one side surface portion (for example, the upper side surface portion) of the main body 11.
  • the two attachment portions 13A and 13B are arranged on the upper side surface portion of the main body 11 so as to protrude from the upper side surface portion of the main body 11.
  • One end of the band 21 is wound around a rod 13C supported by the two attachment portions 13A and 13B.
  • One end of the band 22 is attached to, for example, the other side surface (for example, the lower side surface) of the main body 11 facing the one side surface described above.
  • the two attachment portions 14 ⁇ / b> A and 14 ⁇ / b> B are arranged on the lower surface portion of the main body 11 so as to protrude from the lower surface portion of the main body 11.
  • One end of the band 22 is wound around a rod 14C supported by the two attachment portions 14A and 14B.
  • the wearable device 10 is an electronic device of a type in which the main body 11 is attached to a human body (arm) with bands 21 and 22, so that the main body 11 can be reduced in size and weight. Desired. That is, the arrangement space for electronic components is limited.
  • the wearable device 10 uses, for example, a characteristic that it is attached to a human body (arm) in addition to a short-range communication module that performs communication conforming to the NFC (Near Field Communication) standard or human body communication.
  • a vital sensor that acquires biological information such as an electrocardiogram is mounted.
  • Communication conforming to the NFC standard is communication using electromagnetic induction
  • human body communication is communication using electric field coupling (weak electric field generated on the surface of the human body), that is, communication using the human body as a communication path.
  • the wearable device 10 realizes the arrangement of the coupling part for the short-range communication module (NFC: coil / antenna, human body communication: electrode) and the electrode for the vital sensor under the condition that the arrangement space of the electronic component is limited.
  • NFC short-range communication module
  • human body communication electrode
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of mounting of the coupling portion for the short-range communication module and the electrode for the vital sensor in the wearable device 10.
  • this wearable device 10 mounts electrodes 31 and 32 for vital sensors on bands 21 and 22. As shown in FIG. 3, the electrodes 31 and 32 are arranged on the inner surfaces (in contact with the human body) of the bands 21 and 22. The wearable device 10 first shares the vital sensor electrode 32 disposed in the band 22 as a coupling portion for the short-range communication module.
  • the wearable device 10 is provided with a filter for separating signals between the electrode 32 and the short-range communication module and the vital sensor.
  • This filter is mounted on the main body 11.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a mechanism relating to the implementation of the short-range communication module and the vital sensor of the wearable device 10.
  • the wearable device 10 includes a vital sensor electrode 31, a vital sensor / short-range communication electrode 32, a vital sensor 33, a short-range communication module 34, and a filter 35.
  • the vital sensor 33 acquires the user's biological information based on the differential signal obtained by the two electrodes 31 and 32.
  • the short-range communication module 34 executes short-range communication using one electrode 32 of the two electrodes 31 and 32 for the vital sensor 33.
  • a filter 35 for separating signals is provided between the electrode 32, the vital sensor 33, and the short-range communication module 34.
  • the filter 35 is a module that passes a signal having a frequency of 13.56 MHz, for example, to the short-range communication module 34 side.
  • the wearable device 10 uses the electrode for the vital sensor 33 and the coupling portion for the short-range communication module 34 by sharing the electrode for the vital sensor 33 and the coupling portion for the short-range communication module 34. Enables space-saving implementation.
  • the short-range communication module 34 performs human body communication using electric field coupling
  • the coupling portion is shared with the electrode of the vital sensor 33 arranged so as to be in contact with the human body (arm). It is expected that communication will be possible.
  • the short-range communication module 34 By mounting an electrode for the vital sensor 33 that is also used as a coupling portion for the short-range communication module 34 in a band that can secure a distance from the main body 11 having a large proportion of metallic parts, the short-range communication module It is expected to prevent performance degradation as a coupling portion for 34.
  • an example is shown in which both of the two electrodes for the vital sensor 33 are mounted in a band.
  • the electrode that is not shared as the coupling portion for the short-range communication module 34 for example, the main body 11 (contacts the human body). It may be arranged on the bottom surface.
  • the wearable device 10 further includes a wireless communication module that executes wireless communication conforming to, for example, the Bluetooth (registered trademark) standard. And the wearable device 10 of this embodiment arrange
  • the position of the entire antenna 36 is preferably a side that is orthogonal to the side of the main body 11 on the side where the electrode 32 is disposed, but the side where the electrode 32 is disposed. It may be an opposite side (side on which the electrode 31 is disposed).
  • the arrangement of the electrode for the vital sensor 33 and the antenna for the wireless communication module that are also shared as the coupling portion for the short-range communication module 34 has been described, but this arrangement relationship does not include the vital sensor.
  • the arrangement of the coupling portion for the short-range communication module 34 and the antenna for the wireless communication module is also effective. This arrangement relationship is also effective when the proximity communication module 34 is not mounted.
  • the arrangement of the coupling portion for the short-range communication module and the electrode for the vital sensor under the condition that the arrangement space of the electronic component is limited is realized.

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Abstract

 実施形態によれば、電子機器は、本体と、本体を人体に装着するためのバンドとを具備する。本体は、バイタルセンサと近距離通信モジュールとを具備する。バイタルセンサ用の2以上の電極の中の少なくとも1つの第1電極は、人体に接触する側の前記バンドの表面上に配置され、かつ、前記近距離通信モジュール用の結合部として共用される。

Description

電子機器
 本発明の実施形態は、例えば腕時計のように人体に装着するタイプの小型の電子機器であって、電子部品の配置スペースが限定される条件下で、バイタルセンサと近距離通信モジュールとの両方を備えることが要求される電子機器に関する。
 近年、タブレット端末やスマートフォンといったバッテリ駆動可能で携行容易な電子機器が広く普及している。また、最近では、ウェアラブルデバイス等と称される、腕時計や眼鏡のように人体に装着するタイプの電子機器も登場している。
 この種の電子機器の中には、例えば、その電子機器を“かざす”、“接触させる”といった行為を行うだけで、他機器との間の通信を実行することのできる近距離通信機能を備えるものも多い。そして、この近距離通信機能に関しては、これまでも種々の提案が成されている。
特開2010-33612号公報
 ウェアラブルデバイスは、人体に装着されるという特性を活かすべく、例えば心電図などの生体情報を取得するバイタルセンサを搭載することも有効である。一方で、人体に装着されるという性質上、小型軽量化が強く求められる。
 そのために、(前述の近距離通信機能を提供するための)近距離通信モジュール用の結合部(コイル、アンテナ、電極、等)と、バイタルセンサ用の電極とを配置するスペースを確保することが困難であった。
 本発明の一形態は、電子部品の配置スペースが限定される条件下での近距離通信モジュール用の結合部およびバイタルセンサ用の電極の配置を実現した電子機器を提供することを目的とする。
 実施形態によれば、電子機器は、本体と、本体を人体に装着するためのバンドとを具備する。本体は、バイタルセンサと近距離通信モジュールとを具備する。バイタルセンサ用の2以上の電極の中の少なくとも1つの第1電極は、人体に接触する側の前記バンドの表面上に配置され、かつ、前記近距離通信モジュール用の結合部として共用される。
図1は、第1実施形態の電子機器の斜視図である。 図2は、第1実施形態の電子機器における近距離通信モジュール用の結合部およびバイタルセンサ用の電極の一実装例を説明するための第1の図である。 図3は、第1実施形態の電子機器における近距離通信モジュール用の結合部およびバイタルセンサ用の電極の一実装例を説明するための第2の図である。 図4は、第1実施形態の電子機器の近距離通信モジュールおよびバイタルセンサの実装に関する仕組みを示すブロック図である。 図5は、第2実施形態の電子機器における無線通信モジュール用のアンテナの一実装例を説明するための第1の図である。 図6は、第2実施形態の電子機器における無線通信モジュール用のアンテナの一実装例を説明するための第2の図である。
 以下、図面を参照して、実施形態を説明する。
 (第1実施形態)
 まず、第1実施形態について説明する。
 本実施形態の電子機器は、人体に装着するタイプのいわゆるウェアラブルデバイスとして実現される。ここでは、本電子機器が、腕時計型のウェアラブルデバイスとして実現される場合を想定する。
 図1は、ウェアラブルデバイス10の斜視図である。ウェアラブルデバイス10は、本体11を備えている。本体11は薄い筐体から構成されている。この筐体内には、様々な電子部品が設けられている。本体11の上面には液晶表示装置(LCD)のようなディスプレイ12が配置されている。ディスプレイ12はその表示画面上の接触位置を検知可能なタッチスクリーンディスプレイであってもよい。
 ウェアラブルデバイス10は、本体11を人体(腕)に装着可能なバンドを備える。なお、用語「バンド」はベルトと同義である。図1では、このバンドが2つのバンド21、22に分かれている場合が例示されているが、これに限定されない。例えば、これらバンド21、22は、1つのバンド内の互いに異なる部分であってもよい。バンド21、22の各々は、可撓性を有する部材、例えば革など、によって実現されている。
 バンド21の一端は、例えば、本体11の1側面部(例えば上側面部)に取り付けられている。2つの取り付け部13A,13Bが本体11の上側面部から突出するように本体11の上側面部に配置されている。バンド21の一端は、2つの取り付け部13A,13Bによって支持される棒13Cに巻き付けられている。
 バンド22の一端は、例えば、前述の一側面部に対向する、本体11の他の側面部(例えば下側面部)に取り付けられている。2つの取り付け部14A,14Bが本体11の下側面部から突出するように本体11の下側面部に配置されている。バンド22の一端は、2つの取り付け部14A,14Bによって支持される棒14Cに巻き付けられている。
 図1にその外観が示されるように、本実施形態のウェアラブルデバイス10は、本体11をバンド21、22で人体(腕)に装着するタイプの電子機器であるので、本体11の小型軽量化が求められる。即ち、電子部品の配置スペースが制限される。その一方で、本ウェアラブルデバイス10は、例えばNFC(Near Field Communication)規格に準拠した通信または人体通信を実行する近距離通信モジュールに加えて、人体(腕)に装着されるという特性を活かすべく、例えば心電図などの生体情報を取得するバイタルセンサを搭載する。NFC規格に準拠した通信は、電磁誘導を利用した通信であり、人体通信は、電界結合(人体表面に発生する微弱電界)を利用した通信、即ち、人体を通信路として利用する通信である。本ウェアラブルデバイス10は、電子部品の配置スペースが制限される条件下で、近距離通信モジュール用の結合部(NFC:コイル/アンテナ、人体通信:電極)およびバイタルセンサ用の電極の配置を実現したものであり、以下、この点について詳述する。
 図2は、本ウェアラブルデバイス10における近距離通信モジュール用の結合部およびバイタルセンサ用の電極の一実装例を説明するための図である。
 図2に示すように、本ウェアラブルデバイス10は、バイタルセンサ用の電極31、32を、バンド21、22に実装する。この電極31、32は、図3に示すように、バンド21、22の(人体に接触する)内側表面に配置される。そして、本ウェアラブルデバイス10は、第1に、バンド22に配置されるバイタルセンサ用の電極32を、近距離通信モジュール用の結合部として共用する。
 また、本ウェアラブルデバイス10は、第2に、この電極32と、近距離通信モジュールおよびバイタルセンサとの間に、信号を分離するためのフィルタを設ける。このフィルタは、本体11に実装される。図4は、本ウェアラブルデバイス10の近距離通信モジュールおよびバイタルセンサの実装に関する仕組みを示すブロック図である。
 図4に示すように、本ウェアラブルデバイス10は、バイタルセンサ用電極31、バイタルセンサ/近距離通信用電極32、バイタルセンサ33、近距離通信モジュール34およびフィルタ35を備える。
 バイタルセンサ33は、2つの電極31、32により得られる差動信号を基に、ユーザの生体情報を取得する。また、近距離通信モジュール34は、バイタルセンサ33用の2つの電極31、32の中の1つの電極32を使って近距離通信を実行する。そして、バイタルセンサ33と近距離通信モジュール34とで電極32を共用するために、電極32とバイタルセンサ33および近距離通信モジュール34との間に、信号を分離するためのフィルタ35を設ける。フィルタ35は、例えば13.56MHz帯の周波数の信号を近距離通信モジュール34側に通過させるモジュールである。
 このように、本ウェアラブルデバイス10は、バイタルセンサ33用の電極と近距離通信モジュール34用の結合部とを共用化することにより、バイタルセンサ33用の電極および近距離通信モジュール34用の結合部の省スペース実装を可能とする。特に、近距離通信モジュール34が電界結合を利用した人体通信を実行する場合、その結合部を、人体(腕)と接触するように配置されるバイタルセンサ33の電極と共用することで、安定した通信が実行可能となることが期待される。また、近距離通信モジュール34用の結合部としても共用されるバイタルセンサ33用の電極を、金属性部品の割合が大きい本体11からの距離を確保できるバンドに実装することで、近距離通信モジュール34用の結合部としての性能劣化を防止することが期待される。なお、ここでは、バイタルセンサ33用の2つの電極をいずれもバンドに実装する例を示したが、近距離通信モジュール34用の結合部として共用されない電極に関しては、例えば本体11の(人体に接触する)底面に配置するようにしてもよい。
 (第2実施形態)
 次に、第2実施形態について説明する。
 本実施形態のウェアラブルデバイス10は、例えばBluetooth(登録商標)規格に準拠した無線通信を実行する無線通信モジュールをさらに搭載する。そして、本実施形態のウェアラブルデバイス10は、図5に示すように、この無線通信モジュール用のアンテナ36を、本体11の上面(ディスプレイ12の周辺部)に配置する。この時、アンテナ36の開放端36Aが、本体11の上面端部であって、近距離通信モジュール34用の結合部としても共用される電極32が配置される側と対向する側の上面端部に位置するように、アンテナ36を配置する。なお、アンテナ36全体の位置は、図5に示すように、本体11の辺のうち電極32が配置される側の辺と直交する辺であることが好ましいが、電極32が配置される側と対向する辺(電極31が配置される側の辺)であっても構わない。
 これにより、第1に、近距離通信モジュール34用の結合部との干渉による無線通信モジュール用のアンテナ36の性能劣化を防止することが期待される。また、本体11の上面に配置することで、図6に示すように、バンド21、22と比較して、(特に、アンテナ36の開放端36Aの)人体との距離を確保できるので、人体による無線性能劣化を抑えることも期待できる。
 なお、ここでは、近距離通信モジュール34用の結合部としても共用されるバイタルセンサ33用の電極と無線通信モジュール用のアンテナとの配置について説明したが、この配置関係は、バイタルセンサを搭載しない場合における近距離通信モジュール34用の結合部と無線通信モジュール用のアンテナとの配置においても有効である。また、この配置関係は、近接通信モジュール34を搭載しない場合においても有効である。
 以上のように、各実施形態のウェアラブルデバイス10によれば、電子部品の配置スペースが限定される条件下での近距離通信モジュール用の結合部およびバイタルセンサ用の電極の配置が実現される。
 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (8)

  1.  バイタルセンサと近距離通信モジュールとを具備する本体と、
     前記本体を人体に装着するためのバンドと、
     を具備し、
     前記バイタルセンサ用の2以上の電極の中の少なくとも1つの第1電極を、人体に接触する側の前記バンドの表面上に配置し、かつ、前記近距離通信モジュール用の結合部として共用する電子機器。
  2.  前記バイタルセンサ用の信号と前記近距離通信モジュール用の信号とを分離するためのフィルタを、前記第1電極と前記バイタルセンサおよび前記近距離通信モジュールとの間に介在させて前記本体に設けた請求項1に記載の電子機器。
  3.  前記近距離通信モジュール用の結合部は、電磁誘導を利用した通信を実行するためのコイルである請求項1に記載の電子機器。
  4.  前記近距離通信モジュール用の結合部は、電界結合を利用した通信を実行するための電極である請求項1に記載の電子機器。
  5.  前記本体は、
     表示装置と、
     電波を利用した無線通信を実行する無線通信モジュールと、
     を具備し、
     前記表示装置の表示部は、前記本体が人体に装着された場合に人体側と対向する側の前記本体の筐体面上に配置され、
     前記無線通信モジュール用のアンテナを、前記表示部が配置される前記筐体面の端部であって、前記第1電極が配置される側と対向する側の端部に開放端が位置するように前記本体に配置した、
     請求項1に記載の電子機器。
  6.  近距離通信モジュールと無線通信モジュールとを具備する本体と、
     前記本体を人体に装着するためのバンドと、
     を具備し、
     前記近距離通信モジュール用の結合部を、前記バンドに配置し、
     前記無線通信モジュール用のアンテナを、前記本体が人体に装着された場合に人体側と対向する側の前記本体の筐体面の端部に開放端が位置するように前記本体に配置した電子機器。
  7.  前記近距離通信モジュール用の結合部は、電磁誘導を利用した通信を実行するためのコイルである請求項6に記載の電子機器。
  8.  前記近距離通信モジュール用の結合部は、電界結合を利用した通信を実行するための電極である請求項6に記載の電子機器。
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