JP4763392B2 - 携帯型電子機器及びこれを用いた電子時計 - Google Patents
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Description
本発明は、指を載置する指接触センサ面を備えて人体の特定の特徴を計測する携帯型電子機器及びこれを用いた電子時計に関する。
指を載置する指接触センサ面を備えて人体の特定の特徴を計測する携帯型電子機器を用いた電子時計である脈拍計測機能付き携帯型電子時計において、前記脈拍計測機能は、脈拍検出部と信号処理部と表示部で構成された電子回路で実現されるものであって、指先の血管を流れる血液中のヘモグロビンの濃度変化が心臓の鼓動に対応することを利用して脈拍数を計測する機能である。
前記脈拍検出部は、指先を載置する脈拍検出用指接触センサ面となるセンサカバーガラスと、前記センサカバーガラスの下側に配置された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で構成され、時計ケースの上面の６時側や３時側に配置されている。前記信号処理部と前記表示部は電子時計の制御部と表示部で兼用されている。
従来の脈拍計測機能付き携帯型電子時計の脈拍計測は、例えば特開２００２−１６５７６８号公報（特許文献１）に開示されている如く、携帯型電子時計の腕時計ケースの９時側に設けられているモード切替スイッチを脈拍計測モードに切替えることによってスタートする。脈拍計測モードに切替えられた直後に、利用者は脈拍検出用指接触センサ面に指先を載置して、一定時間その状態を維持する。
この一定時間内に、前記脈拍検出部は脈拍検出用指接触センサ面に載置させた利用者の指先の血管を流れる血液中のヘモグロビンの濃度変化を検出し、検出信号を前記信号処理部で処理し、そして処理結果である脈拍数を前記表示部に表示させる。
ところで、脈拍計測機能付き携帯型電子時計の利用者が自分の脈拍を計測する場合、左手首に腕時計を装着していれば、モード切替スイッチを操作する指も、脈拍検出用指接触センサ面に載置させる指も右手の指である。逆に、右手首に腕時計を装着していれば、モード切替スイッチを操作する指も、脈拍検出用指接触センサ面に載置させる指も左手の指である。指先を使う箇所が２つあるので、利用者の脈拍計測動作は２通りある。即ち、同じ指、例えば人差指でモード切替スイッチを操作し、脈拍検出用指接触センサ面に人差指を接触させる第１の計測方法、第２の方法は例えば親指で時計ケースの９時側のモード切替スイッチを操作し、時計ケースの３時側に配置された脈拍検出用指接触センサ面に人差指を接触させる第２の計測方法である。
上記第１の計測方法では、モード切替スイッチの操作から脈拍検出用指接触センサ面に指先をして接触させるまでの移行時間が必要である。また、モード切替スイッチの操作の際の指先の使い方と、脈拍検出用指接触センサ面に載置させる指先の使い方や力の入れ具合などに差があるので、脈拍検出用指接触センサ面上で指先が計測可能な状態に落ち着くまでかなり時間がかかる。このため、指先の血管を流れる血液中のヘモグロビンの濃度変化を検出する時間以外にかなりな準備時間がかかり、計測時間が長くなるという問題がある。また、脈拍検出用指接触センサ面上で指先が計測可能な状態に落ち着くまでの時間が長くなると、電子時計の脈拍計測機能はエラーとして処理することになり、更に、指先の落ち着きが充分に安定しない状態での脈拍計測は信頼性を損なうという問題もある。
上記第２の計測方法では、脈拍検出用指接触センサ面に人差指の指先を載置させ計測可能な状態にまで落ち着かせてから、親指でモード切替スイッチを操作できるので、第１の方法における移行時間が不要である。しかしながら、親指でモード切替スイッチを操作した瞬間に、それまで落ち着いていたセンサ面上の人差指の指先が動いてしまうことがしばしば発生している。そうなれば、脈拍検出用指接触センサ面上の人差指の指先を計測可能な状態に改めて落ち着かせる時間が必要になってくる。従って、現実には、上記第２の計測方法も計測時間が長いことと、誤検出の問題を有する。
本発明が解決しようとする第１の課題は、指から人体情報を検出する人体情報センサと、前記人体情報センサの上部に配置し且つ前記人体情報センサを保護するセンサカバーとを有する携帯型電子機器において、人体情報の検出時間を短縮することである。
本発明が解決しようとする第２の課題は、指から人体情報を検出する人体情報センサと、前記人体情報センサの上部に配置し且つ前記人体情報センサを保護するセンサカバーとを有する携帯型電子機器において、人体情報の誤検出を防止し、安定且つ高精度の人体情報検出を行えるようにすることである。
本発明が解決しようとする第２の課題は、指から人体情報を検出する人体情報センサと、前記人体情報センサの上部に配置し且つ前記人体情報センサを保護するセンサカバーとを有する携帯型電子機器において、人体情報の誤検出を防止し、安定且つ高精度の人体情報検出を行えるようにすることである。
上述の課題を解決するために、指から人体情報を検出する人体情報センサと、前記人体情報センサの上部に配置し且つ前記人体情報センサを保護するセンサカバーとを有する人体情報検出機能付携帯型電子機器に、前記指が前記センサカバーに接触したときに、前記人体情報センサが前記人体情報の検出を開始するためのスイッチ電極を備えた。
本発明により、指から人体情報を検出する人体情報センサと、前記人体情報センサの上部に配置し且つ前記人体情報センサを保護するセンサカバーとを有する携帯型電子機器において、人体情報の検出時間の短縮、人体情報の誤検出の防止、安定且つ高精度の人体情報検出が図られた。特に、本発明に係る脈拍計測機能付き携帯型電子時計においては、指脈拍計測時間を従来よりも短縮することができ、脈拍計測の誤検出が防止され、安定した状態で脈拍計測が可能になり、計測精度が向上した。
本発明は、指から人体情報を検出する人体情報センサと、前記人体情報センサの上部に配置されて前記人体情報センサを保護するセンサカバーと、前記指が前記センサカバーに接触したときに、前記人体情報センサが前記人体情報の検出を開始するためのスイッチ電極とを有する携帯型電子機器である。そして、前記スイッチ電極は一対の導電性金属ピン電極や導電性薄膜電極で構成されている。
実施例１の脈拍計測機能付き携帯型電子時計は、図１に示す如く、時計ケース１、ガラス２、ベゼル３、裏蓋４、メイン回路基板５、スイッチ６等を備えた電子時計に、脈拍検出部１０を備えて構成されている。脈拍検出部１０は、指先を載置する脈拍検出用指接触センサ面１２ａとなるセンサカバーガラス１２と、センサカバーガラス１２の下側に配置された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、計測用入力スイッチ回路が形成されたサブ回路基板１３を含んで構成されている。脈拍検出部１０は時計ケース１の上面の６時側に配置されている。前記発光素子は受発光素子収容部１１内に配置され、指接触センサ面１２ａに載置された利用者の指先を照射する。前記受光素子は受発光素子収容部１１内に配置され、指接触センサ面１２ａに載置された利用者の指先からの反射光を受光する。前記受光素子の検出信号はサブ回路基板１３に形成されている受光回路に入力される。前記受光回路の出力信号は、脈拍検出部１０の検出信号としてメイン回路基板５の信号処理部に入力される。
脈拍計測機能付き携帯型電子時計の脈拍計測機能は、脈拍検出部１０の検出信号をメイン回路基板５に形成されている信号処理部と、前記信号処理部の処理結果を表示する表示部によって実現されている。前記信号処理部と前記表示部は電子時計の制御部と表示部で兼用されている。
実施例１の脈拍計測機能付き携帯型電子時計は、指先を載置する指接触センサ面１２ａを有する脈拍検出部１０を備えたものである。脈拍検出部１０には、センサカバーガラス１２の表面である指接触センサ面１２ａと指規制部１４との間の時計ケース１の領域に一対の導電性金属ピン電極１５が配置されている。
一対の導電性金属ピン電極１５はサブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一方の入力端子に接続されている。また、サブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの他方の入力端子は導電性ゴムコネクタ１９と導電性バネ２０を介して導電性裏蓋４に接続されている。
利用者が指接触センサ面１２ａに指先を載置すると、指先が一対の導電性金属ピン電極１５に接触する。すると、一対の導電性金属ピン電極１５は導電体である指と腕を介して裏蓋４と電気的に導通する。これによってサブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子は導通させられ、オン状態にする。
要するに、実施例１の脈拍計測機能付き携帯型電子時計において、サブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子の一方に接続されたスイッチ電極は一対の導電性金属ピン電極１５であり、前記入力端子の他方に接続されたスイッチ電極は時計ケース１の導電性裏蓋４である。即ち、センサカバーであるセンサカバーガラス１２を保持し且つ人体情報センサである脈拍検出部１０を内包するケース１を有し、指とは異なる人体の一部と接触するスイッチ電極を、時計ケース１の導電性裏蓋４で実現したものである。なお、導電性金属ピン電極１５は、導電性カーボンのような非金属電極で置換可能である。
ところで、上述の実施例では一対の導電性金属ピン電極１５は導電体である指先と腕を介して裏蓋４と電気的に導通する構成としたが、指のみを用いて脈拍計測用入力スイッチをオン状態にする構成も可能である。この場合、一対の導電性金属ピン電極１５が脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子に夫々接続される回路構成となり、換言すれば、一対の導電性薄膜電極１７は前記脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子に夫々接続される一対のスイッチ電極となる。また、指接触センサ面１２ａを有する脈拍検出部１０は、時計ケース１の６時側に配置しているが、３時側などの他の位置に配置してもよい。更にまた、指接触センサ面１２ａは傾斜して設けられているが、水平に設けてもよい。
実施例２の脈拍計測機能付き携帯型電子時計は、脈拍計測用入力スイッチを除き、実施例１の脈拍計測機能付き携帯型電子時計と同じである。
実施例２の脈拍計測機能付き携帯型電子時計は、図２に示す如く、指先を載置する指接触センサ面１２ａを有する脈拍検出部１０を備えたものである。脈拍検出部１０には、指接触センサ面１２ａを構成するセンサカバーガラス１２の表面の外周に蒸着により１個の導電性薄膜電極１６が形成されている。導電性薄膜電極１６は脈拍検出部１０のセンサカバーガラス１２の表面の外周を一周するように形成されている。
導電性薄膜電極１６は導電性バネ１８を介してサブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一方の入力端子に接続されている。また、サブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの他方の入力端子は導電性ゴムコネクタ１９と導電性バネ２０を介して導電性裏蓋４に接続されている。
利用者が指接触センサ面１２ａに指先を載置すると、指先が導電性薄膜電極１６に接触する。すると、導電性薄膜電極１６は導電体である指と腕を介して裏蓋４と電気的に導通する。これによってサブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子は導通させられ、オン状態にする。
要するに、実施例２の脈拍計測機能付き携帯型電子時計において、サブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子の一方に接続されたスイッチ電極は導電性薄膜電極１６であり、前記入力端子の他方に接続されたスイッチ電極は時計ケース１の導電性裏蓋４である。即ち、センサカバーであるセンサカバーガラス１２を保持し且つ人体情報センサである脈拍検出部１０を内包するケース１を有し、指とは異なる人体の一部と接触するスイッチ電極を、時計ケース１の導電性裏蓋４で実現したものである。
ところで、指接触センサ面１２ａを有する脈拍検出部１０は、時計ケース１の６時側に配置しているが、３時側などの他の位置に配置してもよい。また、指接触センサ面１２ａは傾斜して設けられているが、水平に設けてもよい。
実施例３の脈拍計測機能付き携帯型電子時計は、脈拍計測用入力スイッチを除き、実施例１の脈拍計測機能付き携帯型電子時計と同じである。
実施例３の脈拍計測機能付き携帯型電子時計は、図３に示す如く、指先を載置する指接触センサ面１２ａを有する脈拍検出部１０を備えたものである。脈拍検出部１０には、指接触センサ面１２ａを構成するセンサカバーガラス１２の表面の外周に蒸着により蒸着により一対の導電性薄膜電極１７が形成されている。一対の導電性薄膜電極１７は、指接触センサ面１２ａを構成するセンサカバーガラス１２の表面の外周に対称的に配置され且つ夫々がほぼ半周するように形成されている。
一対の導電性薄膜電極１７は導電性バネ１８を介してサブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一方の入力端子に接続されている。また、サブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの他方の入力端子は導電性ゴムコネクタ１９と導電性バネ２０を介して導電性裏蓋４に接続されている。
利用者が指接触センサ面１２ａに指先を載置すると、指先が一対の導電性薄膜電極１７に接触する。すると、導電性薄膜電極１６は導電体である指と腕を介して裏蓋４と電気的に導通する。これによってサブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子は導通させられ、オン状態にする。
要するに、実施例３の脈拍計測機能付き携帯型電子時計において、サブ回路基板１３に形成されている脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子の一方に接続されたスイッチ電極は一対の導電性薄膜電極１７であり、前記入力端子の他方に接続されたスイッチ電極は時計ケース１の導電性裏蓋４である。即ち、センサカバーであるセンサカバーガラス１２を保持し且つ人体情報センサである脈拍検出部１０を内包するケース１を有し、指とは異なる人体の一部と接触するスイッチ電極を、時計ケース１の導電性裏蓋４で実現したものである。
ところで、上述の実施例では一対の導電性薄膜電極１７は導電体である指先と腕を介して裏蓋４と電気的に導通する構成としたが、指のみを用いて脈拍計測用入力スイッチをオン状態にする構成も可能である。この場合、一対の導電性薄膜電極１７が脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子に夫々接続される回路構成となり、換言すれば、一対の導電性薄膜電極１７は前記脈拍計測用入力スイッチの一対の入力端子に夫々接続される一対のスイッチ電極となる。また、指接触センサ面１２ａを有する脈拍検出部１０は、時計ケース１の６時側に配置しているが、３時側などの他の位置に配置してもよい。更にまた、指接触センサ面１２ａは傾斜して設けられているが、水平に設けてもよい。
１ 時計ケース
２ ガラス
３ ベゼル
４ 裏蓋
５ メイン回路基板
６ スイッチ
１０ 脈拍検出部
１１ 受発光素子収納部
１２ センサカバーガラス
１２ａ 脈拍検出用指接触センサ面
１３ サブ回路基板
１４ 指規制部
１５ 導電性金属ピン電極
１６ １個の導電性薄膜電極
１７ 一対の導電性薄膜電極
１８ 導電性バネ
１９ 導電性ゴムコネクタ
２０ 導電性バネ
２ ガラス
３ ベゼル
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５ メイン回路基板
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１０ 脈拍検出部
１１ 受発光素子収納部
１２ センサカバーガラス
１２ａ 脈拍検出用指接触センサ面
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１６ １個の導電性薄膜電極
１７ 一対の導電性薄膜電極
１８ 導電性バネ
１９ 導電性ゴムコネクタ
２０ 導電性バネ
Claims (7)
- 指から人体情報を検出する人体情報センサと、
前記人体情報センサの上部に配置されて前記人体情報センサを保護するセンサカバーと、
前記指が前記センサカバーに接触したときに、前記人体情報センサが前記人体情報の検出を開始するためのスイッチ電極と、
を有し、
前記スイッチ電極は前記センサカバーの表面の外周に形成された一対の導電性薄膜電極である携帯型電子機器。 - 前記一対の導電性薄膜電極は前記センサカバーの表面の外周に対称的に配置され且つ夫々がほぼ半周するように形成されたものである請求項１に記載の携帯型電子機器。
- 前記センサカバーを保持し且つ前記センサを内包するケースを有し、前記ケースに前記指とは異なる人体の一部と接触するスイッチ電極を有する請求項１又は２に記載の携帯型電子機器。
- 指から人体情報を検出する人体情報センサと、
前記人体情報センサの上部に配置されて前記人体情報センサを保護するセンサカバーと、
前記指が前記センサカバーに接触したときに、前記人体情報センサが前記人体情報の検出を開始するためのスイッチ電極と、
を有し、
前記スイッチ電極は前記センサカバーの表面の外周に蒸着により形成された１個の導電性薄膜電極であり、
前記センサカバーを保持し且つ前記センサを内包するケースを有し、前記ケースに前記指とは異なる人体の一部と接触するスイッチ電極を有する携帯型電子機器。 - 前記導電性薄膜電極は前記センサカバーの表面の外周を一周するように形成されている請求項４に記載の携帯型電子機器。
- 前記人体情報センサの外側であって、前記センサカバーの前記指先が接触する面より高くなるように配置し、前記指を前記センサカバーに載置したときに前記指の位置を規制する指規制部を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の携帯型電子機器。
- 時刻を計測するムーブメントと、
請求項１乃至６のいずれかに記載した携帯型電子機器と、
を有する電子時計。
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