JP3223931B2 - 人体接触用電極を備えた電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、人体接触用電極を備
えた電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子腕時計においては、時計
装置のほかに、心電波を検出して脈拍を測定する心電波
検出装置などを備えたものがある。このような電子腕時
計では、腕時計ケース内に演算装置や、その他の電子部
品が設けられ、腕時計ケースの下面に一方の腕に接触す
る導電材料よりなる裏蓋が設けられ、この裏蓋が一方の
電極をなし、腕時計ケースの上面に他方の手の指が接触
する釦電極が設けられた構造になっている。この電子腕
時計では、腕時計ケースを一方の腕に取り付けて一方の
電極である裏蓋をその腕に接触させ、他方の手の指を釦
電極に接触させることにより、心電波を検出し、この検
出された心電波の発生周期から脈拍を算出するようにな
っている。このような電子腕時計では、一方の電極を腕
時計ケースの裏面に設け、他方の電極を腕時計ケースの
表面に設けているので、２つの電極にそれぞれ別々の手
を確実に接触させることができ、このため心電波の電気
信号が極めて微弱であっても、正しく心電波を検出する
ことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一方の
手に持って使用するトラベルウォチなどの携帯型の電子
機器では、電子腕時計と同様に、機器ケースの裏面に一
方の電極を平面的に設け、他方の電極を機器ケースの表
面に設けると、機器ケースを手に持ったときに機器ケー
スの裏面と手の平との間に隙間ができるため、手と裏面
側の電極との接触が不安定になり、正確に心電波を検出
することができないという問題がある。また、このよう
な携帯型の電子機器では、機器ケースの表面に２つの釦
電極を設けると、一方の手で一方の釦電極を押えながら
機器ケースを保持し、この状態で他方の手の指を他方の
釦電極に接触させなければならないため、機器ケースの
保持が不安定となり、２つの釦電極に対する手や指など
の接触が不安定になるという問題がある。この発明の目
的は、機器ケースを確実に保持でき、かつ電極に対する
手や指などの接触が不安定にならず、確実に接触させる
ことのできる人体接触用電極を備えた電子機器を提供す
ることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、片手に持って
使用することが可能な機器ケースと、この機器ケースの
上面に設けられた表示部と、機器ケースの側面にこの側
面から突出して設けられて機器ケースを一方の手で持っ
たときにその手が接触する第１電極と、この第１電極と
対向する機器ケースの周縁部近傍における機器ケースの
上面に設けられて他方の手が接触可能な第２電極とを備
え、第１電極を、少なくとも第２電極が対応する機器ケ
ースの側面付近を除く機器ケースの側面に設けたもので
ある。

【０００５】

【作用】本発明によれば、少なくとも機器ケースの上面
に設けられた第２電極が対応する機器ケースの側面付近
を除く機器ケースの側面に第１電極が設けられているの
で、機器ケースを一方の手で握るように持つことによ
り、機器ケースを確実かつ良好に保持することができる
とともに、この手を第１電極により一層確実に接触させ
ることができ、しかもこの状態で他方の手の指などを第
２電極に接触させることができるので、第１電極と第２
電極とに手や指などを確実に接触させることができる。

【０００６】

【実施例】以下、図１〜図１０を参照して、この発明の
一実施例を説明する。図１および図２はトラベルウォッ
チを示す。このトラベルウォッチは、時計機能のほか
に、血圧測定機能を備えている。このトラベルウォッチ
の機器ケース１は、上ケース２と下ケース３とからな
り、片手に持って使用できる大きさに形成されている。
この機器ケース１の左側面には、第１電極４が側方に突
出した状態で上部から下部に亘って設けられている。ま
た、上ケース２の上面における上部側には透明ガラスか
らなる表示窓５が設けられ、下部左側にはスイッチ部６
が設けられ、下部右側には手の指が載置する指載置部７
が一段低く設けられている。この指載置部７には後述す
る第２電極８および透明ガラスからなる脈拍検出窓９が
設けられている。

【０００７】機器ケース１内には、図３に示すハウジン
グ１０が配置されている。ハウジング１０は合成樹脂よ
りなるほぼ楕円形状の平板であり、その上面におけるほ
ぼ上半分には液晶表示パネル１１がクッション接着シー
ト１２（図８参照）により取り付けられ、下半分には回
路基板１３が取り付けられ、左側の周縁部には第１電極
４が上部から下部に亘って取り付けられている。液晶表
示パネル１１は電気光学的に情報を表示するものであ
り、ヒートシール１４により回路基板１３と電気的に接
続されている。回路基板１３の上面には、各スイッチ部
６の固定接点１５が設けられているとともに、指載置部
７に対応して検出ユニット１６が設けられているほか、
各種の電子部品１７が設けられている。

【０００８】第１電極４は、導電性を有する金属製の帯
板よりなり、図３および図４に示すように全体がハウジ
ング１０の左側半分の外周に対応するほぼＣ字状に形成
されている。この第１電極４の上端部、中間部、および
下端部には、それぞれ取付部１８が内側に向けて突出し
て形成されている。これら取付部１８には上ケース２の
内面に設けられた各ボス１９が嵌合する嵌合孔２０が設
けられているとともに、その裏面には図４に示すように
両面接着テープ２１が設けられている。したがって、第
１電極４は両面接着テープ２１により図３に示すように
ハウジング１０の左周縁部に接着固定されている。ま
た、第１電極４はその下端部が図３に示すリード線２２
により回路基板１３と電気的に接続されている。

【０００９】回路基板１３に設けられた検出ユニット１
６は、図５および図６に示すように、ユニットケース２
５、第２電極８、および光学センサ２６からなってい
る。ユニットケース２５は、第２電極８および光学セン
サ２６が取り付けられるものであり、合成樹脂製の細長
い枠状に形成されている。この検出ユニット１６は、図
５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、下面中間部に
位置決めピン２５ａが設けられ、下面両側に係合フック
２５ｂが設けられ、位置決めピン２５ａが回路基板１３
に設けられた位置決め孔（図示せず）に挿入して位置決
めされ、この状態で係合フック２５ｂが回路基板１３に
設けられた係止孔１３ａに挿入して係止され、これによ
り回路基板１３に取り付けられている。第２電極８は、
金属などの導電材料よりなる釦型のものであり、図５
（ｂ）および図６（ａ）に示すように、その下面に形成
されたフランジ部８ａがユニットケース２５の左側上部
に設けられた４個のフック部２５ｃにより係止され、下
面中央がユニットケース２５に設けられたコイルバネ２
７により弾力的に押し上げられ、この状態でユニットケ
ース２５に取り付けられている。この場合、コイルバネ
２７は、ユニットケース２５に上下に突出して設けら
れ、その上端が第２電極８の下面に弾接し、下端が回路
基板１３に弾接し、これにより第２電極８と回路基板１
３とを電気的に接続している。光学センサ２６は、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
受光素子とからなり、心臓の鼓動に応じて指先の血管中
に送られた血液中のヘモクロビンの濃度変化を検出して
脈拍を測定するためのものである。この光学センサ２６
は、図５（ｂ）に示すように、ユニットケース２５の右
側に設けられたセンサ収納部２５ｄ内に下側から挿入さ
れて配置され、ユニットケース２５に設けられた３本の
コイルバネ２８により弾力的に押し上げられて、下部両
側に設けられた鍔部２６ａがセンサ収納部２５ｄの当接
部２５ｆに当接し、この状態でユニットケース２５に取
り付けられている。この場合、３本のコイルバネ２８
は、それぞれ、ユニットケース２５に上下に突出して設
けられ、各上端が光学センサ２６の下面に弾接し、各下
端が回路基板１３に弾接し、これにより光学センサ２６
と回路基板１３とを電気的に接続している。

【００１０】一方、ハウジング１０の裏面には、図７に
示すように、電池３０を収納する電池収納凹部３１が設
けられている。電池収納凹部３１の付近には、図７〜図
９に示すように、ハウジング１０の表裏に貫通する開口
部３２が設けられているとともに、この開口部３２を通
して正極用電極板３３と負極用電極板３４とが設けられ
ている。負極用電極板３４は、薄い金属板よりなり、図
９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、一端が電池収
納部３１の底部に配置されて電池３０の負極に接触し、
中間部が開口部３２を通り、ほぼ直角に屈曲してハウジ
ング１０の表面側に設けられた取付凹部３５内に配置さ
れ、他端が回路基板１３の裏面に延びて接触し、これに
より電池３０の負極と回路基板１３とを電気的に接続す
るようになっている。この場合、負極用電極板３４は、
図８に示すように、中間部に設けられた取付孔３４ａに
ハウジング１０の取付凹部３５に設けられたボス３５ａ
が挿入し、このボス３５ａを溶融することにより、取付
凹部３５に溶着されている。また、正極用電極板３３
は、上述と同様、薄い金属板よりなり、一端が電池収納
部３１を越えて延び、電池収納部３１と対応する部分に
電池３０の正極に接触する接触子３３ａが設けられ、中
間部が開口部３２を通り、ほぼ直角に屈曲してハウジン
ブ１０の表面側に設けられた取付凹部３５内に負極用電
極板３４と重ならないように配置され、他端が回路基板
１３の裏面に延びて接触し、これにより電池３０の正極
と回路基板１３とを電気的に接続するようになってい
る。この場合にも、正極用電極板３３は、負極用電極板
３４と同様、中間部の取付孔３３ｂに取付凹部３５のボ
ス３５ａが挿入し、このボス３５ａを溶融することによ
り、取付凹部３５に溶着されている。また、この正極用
電極板３３は、図７および図９（ａ）に示すように、電
池収納凹部３１を越えた一端がハウジング１０にビス３
６でビス止めされることにより、接触子３３ａが電池３
０の正極に接触した状態で電池３０を電池収納凹部３１
内に固定するようになっている。なお、正極用電極板３
３と負極用電極板３４との間には、これら相互を絶縁す
るための絶縁シート３７が配置されている。

【００１１】そして、このように各部材が取り付けられ
たハウジング１０は、上ケース２内に配置されてビス止
めされる。この状態では、図３に示す液晶表示パネル１
１が図１０に示す上ケース２の表示窓５に対応する。同
様に、回路基板１３上の各固定接点１５には、上ケース
２のスイッチ部６のゴムシート４０に形成された釦部４
１の可動接点４２が接離可能に離間対向する。また、回
路基板１３上の検出ユニット１６に取り付けられた第２
電極８は、図５（ｂ）に示すように、上ケース２の指載
置部７に設けられた電極孔４３内に配置されて外部に露
出する。検出ユニット１６の光学センサ２６は、同図に
示すように、上ケース２の指載置部７に設けられた脈拍
検出窓９に対応する。さらに、第１電極４は、各取付部
１８に設けられた嵌合孔２０に図１０に示す上ケース２
の周縁部の所定個所に設けられたボス１９が嵌合するこ
とにより、上ケース２に対して位置決めされ、上ケース
２の外周面よりも側方に突出した状態で固定される。な
お、この後、上ケース２の下に下ケース３が取り付けら
れても、第１電極４は図２（ｂ）に示すように下ケース
３の外周面からも同様に突出する。

【００１２】次に、このようなトラベルウォッチを使用
する場合について説明する。このトラベルウォッチは、
通常は時計モードになっており、液晶表示パネル１１に
時刻が表示されている。そして、血圧を測定したい場合
には、予め、スイッチ部６を操作して血圧測定モードを
選択する。この状態で、図１に示すように、機器ケース
１を一方の手（以下、左手という）に持ち、他方の手
（以下、右手という）の指先を上ケース２の指載置部７
に載置する。この場合には、左手で機器ケース１を握る
ように持つと、機器ケース１を確実に保持することがで
きるとともに、機器ケース１の左側面に上部から下部に
亘って設けられた第１電極４が機器ケース１から突出し
ているので、この第１電極４に必ず左手の一部を接触さ
せることができる。しかも、この状態では、機器ケース
１が左手で確実に保持されているので、右手の指先を確
実に指載置部７の第２電極８に接触させることができる
とともに脈拍検出窓９にこれを覆って密着させることが
できる。これにより、第１電極４と第２電極８とにより
心電波を検出することができるとともに、光学センサ２
６により脈拍を検出することができ、血圧データを算出
することができる。この場合、第１電極４および第２電
極８にはそれぞれ両手の一部が上述したように確実に接
触しているので、心電波の電気信号が極めて微弱であっ
ても、正しく心電波を検出することができる。また、脈
拍検出窓９は右手の指先が密着して覆われているので、
外部光の侵入を防ぐことができ、外部光に影響されるこ
となく光学センサ２６で正しく脈拍を検出することがで
きる。そして、このように検出された心電波データと脈
拍データとに基づいて、両者間の時間差（脈拍の遅れ時
間）を検出し、この検出された遅れ時間データと予め設
定されている基準データとに基づいて血圧データを算出
し、その算出結果を液晶表示パネル１１に表示すること
ができる。

【００１３】このように、この実施例では、機器ケース
１を左手で握るように持つことにより、機器ケース１を
確実かつ良好に保持することができるとともに、この手
を第１電極４に確実に接触させることができ、しかもこ
の状態で右手の指を第２電極８に接触させることができ
るので、第１電極４と第２電極８とに手や指などを確実
に接触させることができる。このため、第１電極４と第
２電極８とにより心電波を正しく検出することができる
とともに、光学センサ２６により脈拍を正しく検出する
ことができ、これにより血圧データを正しく算出するこ
とができる。

【００１４】また、この実施例では、図３に示すよう
に、機器ケース１内に組み込まれるハウジング１０に、
検出ユニット１６が取り付けられた回路基板１３および
液晶表示パネル１１を取り付けるとともに、ハウジング
１０の左周縁部に第１電極４を両面接着テープ２１によ
り接着し、この第１電極４をリード線２２により回路基
板１３と電気的に接続しているので、これらを機器ケー
ス１内に組み込む前に、製品検査を容易に行なうことが
できる。

【００１５】また、この実施例では、図５および図６に
示すように、検出ユニット１６のユニットケース２５
に、第２電極８および光学センサ２６を組み付けるとと
もに、これらを回路基板１３と電気的に接続するコイル
バネ２７、２８を組み付けることにより、検出ユニット
１６をユニット化し、このユニットケース２５を回路基
板１３に組み付けることにより、検出ユニット１６を回
路基板１３に取り付けることができるとともに、コイル
バネ２７、２８により第２電極８および光学センサ２６
を回路基板１３と電気的に接続することができ、このた
め組立作業を簡単に行なうことができる。この場合、第
２電極８は、下面のフランジ部８ａが４個のフック部２
５ｃにより係止され、かつ下面中央がコイルバネ２７に
より弾力的に押し上げられた状態で保持されているの
で、組立後にガタ付いたりすることがなく、しかも指先
のタッチ感がよい。また、光学センサ２６は、ユニット
ケース２５のセンサ収納部２５ｄ内に下側より挿入さ
れ、その下面が３本のコイルバネ２８により弾力的に押
し上げられて、鍔部２６ａがセンサ収納部２５ｄの当接
部２５ｆに弾接した状態で保持されているので、第２電
極と同様、組立後にガタ付いたりすることがない。

【００１６】さらに、この実施例では、図７〜図９に示
すように、電池３０と回路基板１３とを電気的に接続す
る正極用電極板３３と負極用電極板３４が、電池収納凹
部３１の付近におけるハイジング１０の部分に設けられ
た開口部３２を通して電池３０と回路基板１３とを電気
的に接続しているので、電池３０と回路基板１３とがハ
ウジング１０の異なる面つまり表裏面にそれぞれ別々に
設けられていても、両者を容易に接続することができ
る。しかも、正極用電極板３３および負極用電極板３４
は、図８に示すように、各中間部に設けられた取付孔３
３ａ、３４ａにハウジング１０の取付凹部３５に設けら
れた各ボス３５ａが挿入し、このボス３５ａを溶融する
ことにより、取付凹部３５に溶着されているので、ビス
などを用いる必要がないため、部品点数が少なく、組立
作業が容易にできる。

【００１７】なお、上述した実施例では、第１電極４が
機器ケース１の左側面に上部から下部に亘って設けられ
ているが、これに限らず、例えば上ケース２の左下部に
設けられて第２電極８が露出する指載置部７と対応する
機器ケース１の側面を除く機器ケース１の側面に連続さ
せて第１電極４を設けてもよく、また機器ケース１の側
面に全周に亘って連続させて第１電極４を設け、第２電
極８が露出する指載置部７と対応する部分の第１電極４
を絶縁膜で覆うようにしてもよい。また、上述した実施
例では、第１電極４と第２電極８とで心電波を検出して
いるが、これに限らず、人体の抵抗を検出して疲労度を
検出してもよく、また単なるタッチスイッチの電極とし
て用いてもよい。さらに、上述した実施例では、トラベ
ルウォッチに適用した場合について述べたが、これに限
らず、片手に持って使用できる電卓やポケットラジオな
どの携帯可能な電子機器に広く適用することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも機器ケースの上面に設けられた第２電極が対
応する機器ケースの側面付近を除く機器ケースの側面に
第１電極が設けられているので、機器ケースを一方の手
で握るように持つことにより、機器ケースを確実かつ良
好に保持することができるとともに、この手を第１電極
により一層確実に接触させることができ、しかもこの状
態で他方の手の指などを第２電極に接触させることがで
きるので、第１電極と第２電極とに手や指などを確実に
接触させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるトラベルウォッチの
使用時の外観斜視図。

【図２】図１のトラベルウォッチの外観を示し、（ａ）
はその正面図、（ｂ）はその側面図。

【図３】機器ケース内のモジュールを示す正面図。

【図４】第１電極の裏面図。

【図５】検出ユニットを示し、（ａ）は検出ユニットを
回路基板に取付状態の外観側面図、（ｂ）は図２（ａ）
のＡ−Ａ拡大断面図。

【図６】ユニットケースの外観を示し、（ａ）はその平
面図、（ｂ）はその底面図。

【図７】図３のモジュールの裏面図。

【図８】ハウジングの表面から液晶表示パネル、回路基
板、および第１電極を取外した状態の正面図。

【図９】正極用電極板と負極用電極板の取付構造を示
し、（ａ）は電池を固定した状態での図７のＢ−Ｂ断面
図、（ｂ）は電池を取外した状態での図７のＢ−Ｂ断面
図。

【図１０】上ケースの内面を示す図。

【符号の説明】

１ 機器ケース ２ 上ケース ３ 下ケース ４ 第１電極 ８ 第２電極 １１ 液晶表示パネル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片手に持って使用することが可能な機器
   ケースと、 この機器ケースの上面に設けられた表示部と、 前記機器ケースの側面にこの側面から突出して設けら
   れ、前記機器ケースを一方の手で持ったときにその手が
   接触する第１電極と、 この第１電極と対向する前記機器ケースの縁部近傍にお
   ける前記機器ケースの上面に設けられて前記他方の手が
   接触可能な第２電極とを備え、 前記第１電極は少なくとも前記第２電極が対応する前記
   機器ケースの側面付近を除く前記機器ケースの側面に設
   けられていることを特徴とする人体接触用電極を備えた
   電子機器。