JPH0928686A - 脈波情報計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサユニットにおける発光素子と受光素子
との配置を適正化することによって、検出感度やデータ
の信頼性が高い脈波情報計測装置を提供すること。 【構成】 腕装着型脈波計測装置１のセンサユニット３
０は、ケーブル２０が指の根元側から装置本体１０の側
に引き出されるようにして指に取り付けられ、この状態
で、ＬＥＤ３１及びフォトトランジスタ３２は、指の長
さ方向に沿って配列されることになる。そのうち、ＬＥ
Ｄ３１は指の先端側に位置し、フォトトランジスタ３２
は指の根元の方に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脈拍数などの脈波情報
を計測、表示するための脈波情報計測装置に関するもの
であり、更に詳しくは、そのセンサユニットの構造技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】脈拍数などの脈波情報を計測、表示可能
な脈波情報計測装置のうち、光学式のものでは、図２０
（ｃ）、（ｄ）に示すように、ＬＥＤ３１Ｂ、３１Ｃ及
びフォトトランジスタ３２Ｂ、３２Ｃを備えるセンサユ
ニット３０Ｂ、３０Ｃが構成されており、このセンサユ
ニット３０Ｂ、３０Ｃは、ＬＥＤ３１Ｂ、３１Ｃとフォ
トトランジスタ３２Ｂ、３２Ｃとが指表面において周方
向（横方向）になるようにセンサ固定用バンド４０Ｂ、
４０Ｃによって固定される。従って、ＬＥＤ３１Ｂ、３
１Ｃから指表面に向けて光を照射する一方、指（血管）
から反射してきた光をフォトトランジスタ３２Ｂ、３２
Ｃで受光することにより、血量変化を受光量の変化とし
て検出でき、その検出結果から脈拍数などを計測でき
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
脈波情報計測措置では、脈波信号の検出感度が低いとい
う問題点がある。かかる問題点について、本願発明者
は、その理由を検討したところ、センサユニット３０
Ｂ、３０ＣにおけるＬＥＤ３１Ｂ、３１Ｃおよびフォト
トランジスタ３２Ｂ、３２Ｃの配置が適正でないため、
外光の影響を受けやすいからであるという結論に到達し
た。

【０００４】ここに、本発明の課題は、センサユニット
における発光素子と受光素子との配置を適正化すること
によって、検出感度やデータの信頼性が高い脈波情報計
測装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、指表面に向けて光を発するための発
光素子、この発光素子が発した光のうち指の側から反射
してくる光を受光するための受光素子を備えるセンサユ
ニットと、指の周りに装着され、発光素子及び受光素子
が指表面に向くように、かつセンサユニットと指表面と
の接触部分を遮光するようにセンサユニットを指に固定
するセンサ固定用バンドと、受光素子の受光結果に基づ
いて脈波情報を求めるデータ処理部と、このデータ処理
部が求めた脈波情報を表示するための表示部を備える装
置本体とを有する脈波情報計測装置において、発光素子
及び受光素子は、センサ固定用バンドによってセンサユ
ニットが指に固定されたときに指の長さ方向に並ぶよう
に構成したことを特徴とする。

【０００６】本発明では、センサ固定用バンドによって
センサユニットが指に固定されたとき、受光素子は、指
の根元側に位置し、発光素子は、受光素子に対して指の
先端側に位置することが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明に係る脈波情報計測装置は、センサ固定
用バンドを指の周りに装着して、発光素子及び受光素子
が指表面に向くように、かつセンサユニットと指表面と
の接触部分を遮光するようにセンサユニットを指に固定
する。この状態で、発光素子から指表面に向けて光を照
射すると、指（血管）から反射してきた光を受光素子が
受光し、血量変化を受光量の変化として光学的に検出で
きる。ここで、発光素子及び受光素子の配置位置と感度
との関係について繰り返し検討した結果、センサ固定用
バンドによってセンサユニットをある程度以上の力で押
しつけた場合には、発光素子及び受光素子の配置位置を
変えても、外光の影響度合いに大きな差がみられない
が、センサユニットの指への押しつけ力が小さいときに
は、発光素子及び受光素子を指の周方向（横方向）に並
べるより、発光素子及び受光素子を指の長さ方向（縦方
向）に並べた方が、外光の影響度合いが小さいことが確
認された。センサ固定用バンドと指表面との隙間におい
て、外光は、指の長さ方向（センサ固定用バンドの幅方
向）よりは指の周方向（センサ固定用バンドの長さ方
向）に回り込みやすいからと考えられる。また、センサ
ユニットの指への密着性についても、発光素子及び受光
素子を指の周方向に並べるより、発光素子及び受光素子
を指の長さ方向に並べた方が良好であるからと考えられ
る。

【０００８】特に、発光素子及び受光素子を指の長さ方
向に並べる場合でも、受光素子を指の根元側に配置し、
発光素子を受光素子に対して指の先端側に配置すると、
ランニング中のように手を軽く握ったとき、外光は、指
の根元の方に届きにくいので、外光の影響度合いが小さ
い。

【０００９】

【実施例】図面に基づいて、本発明の一実施例を説明す
る。

【００１０】（全体構成）図１は、本例の腕装着型脈波
情報計測装置の使用状態を示す説明図である。

【００１１】図１において、本例の腕装着型脈波情報計
測装置１（脈波情報計測装置）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２０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１
０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時方向で固定されるリストバンド１２が設けら
れ、このリストバンド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から指関節まで
の間に装着されている。

【００１２】（装置本体の構成）図２は、本例の腕装着
型脈波情報計測装置の装置本体を、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、図３は、腕装着型
脈波情報計測装置を３時の方向からみた側面図である。

【００１３】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。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液晶表示装置１３で
表示するために、検出信号に対する信号処理を行なうデ
ータ処理回路５０が構成されている。データ処理回路５
０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も液晶表示装置１３
に表示可能である。

【００１４】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、 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。腕装着型脈波情報計測装置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の検出結果を時
計ケース１１内のデータ処理回路５０に入力している。

【００１５】腕装着型脈波情報計測装置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時及
び１２時の方向に向けては拡大できない。そこで、本例
では、装置本体１０には、３時及び９時の方向における
長さ寸法が６時及び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。但し、リス
トバンド１２は、３時の方向側に偏った位置で接続して
いるため、リストバンド１２からみると、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。従って、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、かつ、転んでも手の甲を時計ケース１
１にぶつけることがない。

【００１６】時計ケース１１の内部において、電池５９
に対して９時の方向には、ブザー用の偏平な圧電素子５
８が配置されている。電池５９は、圧電素子５８に比較
して重いため、装置本体１０の重心位置は、３時の方向
に偏った位置にある。この重心が偏っている側にリスト
バンド１２が接続しているので、装置本体１０を腕に安
定した状態で装着できる。また、電池５９と圧電素子５
８とを面方向に配置してあるため、装置本体１０を薄型
化できるとともに、図３に示すように、裏面部１１９に
電池蓋１１８を設けることによって、ユーザーは、電池
５９を簡単に交換できる。

【００１７】（装置本体の回り止め防止構造）図３にお
いて、時計ケース１１の１２時の方向には、リストバン
ド１２の端部に取り付けられた止め軸１２１を保持する
ための連結部１０５が形成されている。時計ケース１１
の６時の方向には、腕に巻かれたリストバンド１２が長
さ方向の途中位置で折り返されるとともに、この途中位
置を保持するための留め具１２２が取り付けられる受け
部１０６が形成されている。

【００１８】装置本体１０の６時の方向において、裏面
部１１９から受け部１０６に至る部分は、時計ケース１
１と一体に成形されて裏面部１１９に対して約１１５°
の角度をなす回転止め部１０８になっている。すなわ
ち、リストバンド１２によって装置本体１０を右の手首
Ｌ（腕）の上面部Ｌ１（手の甲の側）に位置するように
装着したとき、時計ケース１１の裏面部１１９は、手首
Ｌの上面部Ｌ１に密着する一方、回転止め部１０８は、
橈骨Ｒのある側面部Ｌ２に当接する。この状態で、装置
本体１０の裏面部１１９は、橈骨Ｒと尺骨Ｕを跨ぐ感じ
にある一方、回転止め部１０８と裏面部１１９との屈曲
部分１０９から回転止め部１０８にかけては、橈骨Ｒに
当接する感じになる。このように、回転止め部１０８と
裏面部１１９とは、約１１５°という解剖学的に理想的
な角度をなしているため、装置本体１０を矢印Ａの方向
に、また、装置本体１０を矢印Ｂの方向に回そうとして
も、装置本体１０は、それ以上不必要にずれない。ま
た、裏面部１１９及び回転止め部１０８によって腕の回
りの片側２ヵ所で装置本体１０の回転を規制するだけで
ある。このため、腕が細くても、裏面部１１９及び回転
止め部１０８は確実に腕に接するので、回転止め効果が
確実に得られる一方、腕が太くても窮屈な感じがない。

【００１９】（センサユニットの構成）図４は、本例の
腕装着型脈波情報計測装置に用いたセンサユニットの平
面図、図５は、図４のＩ−Ｉ′線における断面図、図６
は、図４のII−II′線における断面図、図７は、図４の
III−III ′線における断面図である。

【００２０】図４において、センサユニット３０は、そ
のケース体としてのセンサ枠３６の内側に部品収納空間
３００が構成され、この部品収納空間３００の内部に
は、回路基板３５が配置されている。回路基板３５に
は、ＬＥＤ３１、フォトトランジスタ３２、ダイオード
３９１、及びトランジスタ３９２などの電子部品が実装
されている。また、センサユニット３０には、ブッシュ
３９３によってケーブル２０の端部が固定され、ケーブ
ル２０の各配線は、回路基板３５のパターン上にはんだ
付けされている。

【００２１】ここで、センサユニット３０は、ケーブル
２０が指の根元側から装置本体１０の側に引き出される
ようにして指に取り付けられる。従って、ＬＥＤ３１及
びフォトトランジスタ３２は、指の長さ方向に沿って配
列されることになり、そのうち、ＬＥＤ３１は指の先端
側に位置し、フォトトランジスタ３２は指の根元の方に
位置する。

【００２２】図５からわかるように、部品収納空間３０
０は、センサ枠３６の裏側に裏蓋３０２が被されること
によって構成されている。センサ枠３６の上面部分（実
質的な脈波信号検出部）には、ガラス板からなる透光板
３４によって光透過窓が形成され、この透光板３４に対
向するように回路基板３５が部品収納空間３００内で固
定されている。従って、ＬＥＤ３１及びフォトトランジ
スタ３２は、それぞれ発光面及び受光面を透光板３４の
方に向けている。このため、透光板３４の外側表面３４
１（指表面との接触面／センサ面）に指表面を密着させ
ると、ＬＥＤ３１は、指表面の側に向けて光を発すると
ともに、フォトトラジスタ３２は、ＬＥＤ３１が発した
光のうち指の側から反射してくる光を受光可能である。

【００２３】図５、図６及び図７に示すように、透光板
３４の周囲を取り巻くセンサ枠３６の外側表面３６１を
基準面とすると、透光板３４の外側表面３４１は、基準
面（センサ枠３６の外側表面３６１）よりも突出した位
置にある。

【００２４】また、図６に示すように、透光板３４の周
囲には、透光板３４と指とを密着させたときに指表面に
接触する２本の人体アース用端子３８がねじ３０６によ
ってセンサ枠３０１に固定されている。ここで、２本の
人体アース用端子３８は、透光板３４を挟むようにその
両側に配置されている。なお、人体アース用端子３８の
周りには、パッキン３９４が嵌められている。

【００２５】ここで、人体アース用端子３８も、図６か
らわかるように、基準面（センサ枠３６の外側表面３６
１）から突出している。但し、人体アース用端子３８の
外側表面３８１（指表面との接触面）は、基準面（セン
サ枠３６の外側表面３６１）からみれば、透光板３４の
外側表面３４１よりも低い位置にある。

【００２６】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、図８に示すように、
４５０ｎｍに発光ピークを有し、その発光波長領域は、
３５０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にある。かかる発
光特性を有するＬＥＤ３１に対応させて、本例では、フ
ォトトランジスタ３２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、図９に示すように、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。ここで、フ
ォトトランジスタ３２として、素子にフィルタを付加し
たセンサユニットを用いることもあり、このようなセン
サユニットの受光波長領域の一例は、図１０に示すよう
に、主要感度領域が４００ｎｍから５５０ｎｍまでの範
囲にある。

【００２７】このように構成したセンサユニット３０に
おいて、図１１に示すように、センサ固定用バンド４０
を指の根元に装着すると、ＬＥＤ３１及びフォトトラン
ジスタ３２は、それぞれの発光面及び受光面を指表面に
向いた状態になる。この状態で、ＬＥＤ３１が指に向け
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。

【００２８】（データ処理回路の構成）すなわち、図１
２に、時計ケースの内部に構成されたデータ処理回路の
機能の一部をブロック図で示すように、データ処理回路
５０において、脈波信号変換部５１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デジタ
ル信号に変換して脈波信号記憶部５２に出力するように
なっている。脈波信号記憶部５２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５３は、脈波信号記憶部５２に記憶されてい
る信号を読み出してそれに周波数分析を行ない、その結
果を脈波成分抽出部５４に入力するようになっている。
脈波成分抽出部５４は、脈波信号演算部５３からの入力
信号から脈波成分を抽出して脈拍数演算部５５に出力
し、この脈拍数演算部５５は、入力された脈波の周波数
成分により脈拍数を演算し、その結果を液晶表示装置１
３に出力するようになっている。

【００２９】（ケーブルと装置本体との接続構造）本例
の腕装着型脈波情報計測装置１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
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、図３に示し
たように、装置本体１０の６時の方向において、回転止
め部１０８として延設されている部分の表面側には、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を装着できるように
なっている。従って、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、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。

【００３０】コククタ部７０及びコネクタピース８０
（コネクタ手段）において行なわれる電気的な接続は、
図１３に示すとおりである。

【００３１】図１３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７５１〜７５６
（第１の端子群）が構成されており、これらの端子７５
１〜７５６に対応して、コネクタピース８０には、電極
部８３１〜８３６（第２の端子群）が構成されている。
そのうち、端子７５２は、電極部８３２を介してＬＥＤ
３１に第２の駆動電圧ＶＤＤの供給するためのプラス端
子、端子７５３は、電極部８３３を介してＬＥＤ３１の
マイナス電位とされる端子、端子７５４は、電極部８３
４を介してフォトトランジスタ３２のコレクタ端子に駆
動用の定電圧ＶＲＥＧを供給するための端子、端子７５
１は、電極部８３１を介してフォトトランジスタ３２の
エミッタ端子からの信号が入力される端子、端子７５５
は、電極部８３５を介してコネクタピース８０をコネク
タ部７０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。

【００３２】電極部８３６は、図４及び図６に示した人
体アース用端子３８を介して、センサユニット３０にお
いて人体にアースを落としており、端子７５６と電極部
８３６とが電気的に接続したとき、ＶＤＤをグランド線
とすることによって、電極部８３１〜８３６をシールド
するようになっている。

【００３３】コネクタピース８０では、ＬＥＤ３１の端
子間（電極部８３２、８３３の間）に対して、第１のキ
ャパシタＣ１、及び第１のスイッチＳＷ１が介挿されて
いる。このスイッチＳＷ１は、コネクタピース８０をコ
ネクタ部７０から外したときに閉状態になって、ＬＥＤ
３１に対して第１のキャパシタＣ１を並列接続させ、コ
ネクタピース８０をコネクタ部７０に装着したときに開
状態になる。同様に、フォトトランジスタ３２の端子間
（電極部８３１、８３４）に対しては、第２のキャパシ
タＣ２、及び第２のスイッチＳＷ２が介挿されている。
このスイッチＳＷ２は、コネクタピース８０をコネクタ
部７０から外したときに閉状態になって、フォトトラン
ジスタ３２に対して第２のキャパシタＣ２を並列接続さ
せ、コネクタピース８０をコネクタ部７０に装着したと
きに開状態になる。

【００３４】コネクタ部７０及びコネクタピース８０の
構造を、図１４〜図１７を参照して詳述する。

【００３５】図１４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１５は、装置本体
側のコククタ部の拡大図、図１６は、コネクタ部に対し
てコネクタピースを結合させた状態を示す縦断面図であ
る。

【００３６】図１４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
８１、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（第２の係合用突
起群）が突き出ている。

【００３７】コネクタピース８０の下面部８０１には、
６つの電極部８３１、８３２、８３３、８３４、８３
５、８３６（第２の端子群）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、後述する
とおり、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８０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、
電極部８３１〜８３６は、電極部８３１、８３２、８３
３と、電極部８３４、８３５、８３６との２列に形成さ
れている。また、いずれの列でも、各電極部８３１〜８
３６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。

【００３８】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の回路をスイッチングする２本
の作動ピン８３７、８３８が形成されている。これらの
作動ピン８３７、８３８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る。

【００３９】一方、図１５に示すように、コネクタ部７
０には、外側に張り出す係合部７１、７２、７３、７４
（第１の係合用突起群）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、及び係合部７３と
係合部７４との間に、コネクタピース８０の係合片８１
１、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、及び係合部７３と係合部７
４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、しかる後に、
矢印Ｑの方向にコネクタピース８０をスライドさせる
と、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、７２、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７
０に簡単に、かつ、確実に装着される。

【００４０】このようにして、コネクタピース８０をコ
ネクタ部７０上で矢印Ｑの方向にスライドさせたときに
係合するとともに、この状態からコネクタピース８０を
逆の方向（矢印Ｒの方向）にスライドさせたときに係合
状態が解除される係合機構７００が構成されている。か
かる構成の係合機構は、少ない部品でありながら、係合
が確実である。また、コネクタピース８０をコネクタ部
７０上で６時の方向から１２時の方向に向けてスライド
させたとき、装置本体１０に加わる力は、回転止め部１
０８によって、装置本体１０がより回転にくい向きであ
る。従って、コネクタピース８０を装着するときも、装
置本体１０は、手首の周りを回転しないので、装着が簡
単である。

【００４１】ここで、各端子７５１〜７５６は、電極部
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）に沿って、端子７５１、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７５１〜７５
６は、電極部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、コネクタ
ピース８０の６つの電極部８３１〜８３６に対して、コ
ネクタ部７０の６つの端子７５１〜７５６がそれぞれ電
気的に接続し、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。

【００４２】なお、端子７５１〜７５６、及び電極部８
３１〜８３６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、各端子間及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
電極部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
士及び電極部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、端子間及び電極間がショートしにくい。ま
た、駆動電圧がかかる端子７５２、７５４、７５６、及
び電極部８３２、８３４、８３６については、特に、離
れるように配置してあるため、異なる電位の端子同士及
び電極部同士の間では、トラッキングが発生しない。

【００４３】（ストッパー機構の構成）図１５からわか
るように、係合部７１〜７４には、矢印Ｑの方向の側に
垂直壁７１１、７２１、７３１、７４１が形成されてい
る。従って、コネクタピース８０をコネクタ部７０に装
着するときに、コネクタピース８０を矢印Ｒの方向にス
ライドさせると（第２の動作）、係合片８１１、８１
２、８２１、８２２は、垂直壁７１１、７２１、７３
１、７４１にそれぞれ当接し、コネクタピース８０をコ
ネクタ部７０の装着位置で停止させる。すなわち、垂直
壁７１１、７２１、７３１、７４１は、コネクタピース
８０に対する第１のストッパーとして機能する。逆に、
コネクタピース８０をコネクタ部７０から外すために矢
印Ｒの方向にスライドさせると、係合片８１１、８２１
は、それぞれ係合部７２、７４の垂直壁７２１、７４１
の裏側に当接し、コネクタピース８０をコネクタ部７０
を元の位置で停止させる。すなわち、垂直壁７２１、７
４１の裏側は、コネクタピース８０に対する第２のスト
ッパーとして機能する。

【００４４】（端子及び電極部の構造）コネクタ部７０
において、端子７５１〜７５６は、いずれも、コネクタ
部７０に形成された孔７６１、７６２、７６３、７６
４、７６５、７６６の内部に配置されており、そのうち
の端子７５３、７５６、作動ピン８３８、及び電極部８
３３、８３６の形成位置を通る位置で切断したときの断
面が、図１６に表れている。

【００４５】図１６において、コネクタピース８０は、
内部に回路基板８５を収容可能な外装ケース８０５に蓋
材８０６を被せた構造になっている。蓋材８０６には、
孔８６３、８６６が形成され、その下方側の開口縁に沿
って環状の凸条部８４３、８４６が形成されている。孔
８６３、８６６の内部には、電極部８３３、８３６が配
置されている。電極部８３３は、ねじ８８１によって固
定され、電極部８３６は、回路基板８５と蓋材８０６と
に挟まれて固定されている。電極部８３３、８３６に対
しては、防水パッキン８７３、８７６が装着されてい
る。電極部８３３、８３６は、コネクタピース８０の内
部に配置された回路基板８５の回路パターン上に電気的
接続されている。かかる電極構造は、電極部８３３、８
３６以外の電極部８３１、８３２、８３４、８３５も同
様である。なお、回路基板８５の回路パターン上には、
ケーブル２０の芯線もハンダ付けにより電気的接続され
ている。

【００４６】（クリック機構の構成）コネクタ部７０で
は、その凹部に蓋材７０６を被せた構造になっている。
蓋材７０６には孔７６３、７６６が形成されている。こ
れらの孔７６３、７６６の内部において、端子７５３、
７５６は、先端を孔７６３、７６６から突出させた状態
となるように進退可能な進退ピンとして配置されてい
る。各端子７５３、７５６の基部側に形成された鍔部７
８３、７８６に対しては、コイルばね７７３、７７６が
配置されており、これらのコイルばね７７３、７７６に
よって、端子７５３、７５６は、孔７６３、７６６から
突出する方向に向けて付勢されている。但し、鍔７８
３、７８６の外径は、孔７６３、７６６の内径よりも大
きいので、端子７５３、７５６が孔７６３、７６６から
抜け出てしまうことはない。かかる端子構造は、端子７
５３、７５６以外の端子７５１、７５２、７５４、７５
５も同様である。

【００４７】コネクタピース８０をコネクタ部７０上に
装着するときには、コネクタピース８０をコネクタ部７
０上でスライドさせるため、端子７５３、７５６は、コ
ネクタピース８０の環状の凸条部８４３、８４６をコイ
ルばね７７３、７７６に付勢されながら乗り越えて、電
極部８３３、８３６に対して確実に接続する。また、か
かる凸条部８４３、８４６、端子７５３、７５６、及び
コイルばね７７３、７７６をそのまま利用してクリック
機構が構成されているので、コネクタピース８０をコネ
クタ部７０に確実に装着できる。なお、かかるクリック
機構を構成するには、本例とは逆に、コネクタピース８
０の側に進退ピンを利用した端子を設け、コネクタ部７
０の側に凸条部を設けてもよい。

【００４８】（スイッチ機構の構成）コネクタピース８
０の蓋材８０６には、孔８６８が形成されており、この
孔８３８には、作動ピン８３８が配置されている。この
作動ピン８３８は、先端を孔８６８から突出させた状態
となるように孔８６８の内部で進退可能な状態にある。
作動ピン８３８の基部に形成された鍔部８９８に対して
は、板ばね状のスイッチばね８８が配置されている。ス
イッチばね８８は、その先端部８８５によって作動ピン
８３８を孔８６８から突出する方向に向けて付勢してい
る。但し、鍔８９８の外径は、孔８６８の内径よりも大
きいので、作動ピン８３８は、孔８６８から抜け出るこ
とがない。スイッチばね８８は、その基部が電極部８３
３の上端面にねじ８８１によって止められ、電極部８３
３に電気的接続している。ここで、スイッチばね８８の
先端部８８５には、その図示を省略するが、作動ピン８
３８の基部に接する当接部と、そこから側方に張り出し
た部分に形成された接点とが形成されている。この接点
は、回路基板８５の回路パターンに電気的に接続し、回
路パターンは、第１のキャパシタＣ１と電極部８３３と
の間に介挿されている。

【００４９】従って、コネクタピース８０をコネクタ部
７０に装着しない状態では、図１６に実線で示すよう
に、作動ピン８３８は、スイッチばね８８に押されて先
端が孔８６８から突出し、図１３において、第１のスイ
ッチＳＷ１が閉じて、第１のコンデンサＣ１は、ＬＥＤ
３１に並列に電気的接続している状態にある。従って、
静電気によって高い電位にあるものが電極部８３２、８
３３に触れても、その電荷は、第１のコンデンサＣ１に
蓄積されるので、ＬＥＤ３１は、破損しない。これに対
して、コネクタピース８０をコネクタ部７０に装着する
と、作動ピン８３８は、図１６に二点鎖線で示すよう
に、孔８６８の内部に引っ込む方向に移動してスイッチ
ばね８８を二点鎖線で示すように変形させる。その結
果、図１３において、第１のスイッチＳＷ１は、開いた
状態になるので、脈波を計測可能な回路構成になる。こ
のとき、第１のコンデンサＣ１に電荷が蓄積されていて
も、この電荷は、電極部８３２、８３３、及び端子７５
２、７５３を介して、コネクタ部７０及び装置本体１０
に内蔵されている各回路には放電しない。

【００５０】スイッチ機構は、フォトトランジスタ３２
にも構成されているが、その構成は、ＬＥＤ３１に対す
るスイッチ機構と同様であるため、その説明を省略す
る。

【００５１】（動作）このように構成した腕装着型脈波
情報計測装置１の動作を、図１及び図１１を参照して簡
単に説明する。

【００５２】まず、図１において、腕装着型脈波情報計
測装置１を通常の腕時計として用いる場合には、ケーブ
ル２０及びセンサユニット３０を装置本体１０のコネク
タ部７０で外し、コネクタ部７０には、所定のコネクタ
カバーを装着する。このコネクタカバーとしては、コネ
クタピース８０と同じ構成のものを用いることができ
る。但し、コネクタカバーには、電極部などが不要であ
る。 腕装着型脈波情報計測装置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によって指の根元に密着させた状態でランニングを
行なう。このように、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。また、掌から
指先までの体温の分布を計測すると、寒いときには、指
先の温度が著しく低下するのに対し、指の根元の温度は
比較的低下しない。従って、指の根元にセンサユニット
３０を装着すれば、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。

【００５３】この状態で、図１１に示すように、ＬＥＤ
３１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
が血量変化（血液の脈波）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検
出すれば、脈拍数などを計測できる。かかる計測を行な
うために、図１２に示したデータ処理回路５０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。

【００５４】図１１において、ＬＥＤ３１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で示すようにフォトトランジスタ３２に届く。な
お、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フォトトランジスタ３２
に届く。また、ＬＥＤ３１から発せられた光、及び血管
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、又は分散してフォトトランジスタ３２に届か
ない。

【００５５】本例では、発光波長領域が３５０ｎｍから
６００ｎｍまでの範囲にあるＬＥＤ３１と、受光波長領
域が３００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲のフォトトラ
ンジスタ３２とを用いてあり、その重なり領域である約
３００ｎｍ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。かかるセンサユ
ニット３０を用いれば、外光が指の露出部分にあたって
も、外光に含まれる光のうち、波長領域が７００ｎｍ以
下の光は、指を導光体としてフォトトランジスタ３２
（受光部）にまで到達しない。

【００５６】その理由を、図１７を参照して説明する。
図１７（ａ）は、光の波長と、皮膚の光透過度との関係
を示すグラフであり、折れ線ａは、波長が２００ｎｍの
光における透過特性、折れ線ｂは、波長が３００ｎｍの
光における透過特性、折れ線ｃは、波長が５００ｎｍの
光における透過特性、折れ線ｄは、波長が７００ｎｍの
光における透過特性、折れ線ｅは、波長が１μｍの光に
おける透過特性を示す。この図から明らかなように、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１１に点線Ｘで示すように、指を通ってフォトト
ランジスタ３２まで届かない。これに対し、８８０ｎｍ
付近に発光ピークを有するＬＥＤと、シリコン系のフォ
トトランジスタとを用いると、その受光波長範囲は、３
５０ｎｍから１２００ｎｍまでの範囲に及ぶ。すなわ
ち、図１１に矢印Ｙで示すように、指を導光体として受
光部にまで容易に届いてしまうような１μｍの波長の光
（図１７（ａ）の折れ線ｅで示す光）による検出結果に
基づいて脈波を検出すると、外光の変動に起因する誤検
出が起こりやすい。

【００５７】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、たとえば、図１８に
示すように、５４０ｎｍから５７０ｎｍまでの範囲に主
要発光領域を有するＧａＰ系のＬＥＤと、受光感度特性
を図１９に示すように、２００ｎｍから７００ｎｍ近く
までの範囲に感度領域を有するＧａＰ系のフォトトラン
ジスタを用いてもよい。

【００５８】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、図１７（ｂ）には、酸素と未結合のヘモグロビン
の吸光特性を曲線Ｈｂで示し、酸素と結合しているヘモ
グロビンの吸光特性を曲線ＨｂＯ2 で示してあるよう
に、血液中のヘモグロビンは、波長が３００ｎｍから７
００ｎｍまでの光に対する吸光係数が大きく、従来の検
出光である波長が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。従って、本例のよう
に、ヘモグロビンの吸光特性に合わせて、吸光係数が大
きい波長領域（３００ｎｍから７００ｎｍ）の光を検出
光として用いると、その検出値は、血量変化に感度よく
変化するので、血量変化に基づく脈波の検出率（Ｓ／Ｎ
比）が高い。

【００５９】（実施例の主な効果）このようにして、本
例の腕装着型脈波情報計測装置１は、ランニング中の脈
拍数を計測できるなど、その携帯に便利であるととも
に、感度および計測結果の信頼性が高い。すなわち、本
例の腕装着型脈波情報計測装置１では、図４および図１
１に示すように、ＬＥＤ３１及びフォトトランジスタ３
２を指の長さ方向（縦方向）に並べてあり、このように
配置すると、フォトトランジスタ３２の受光結果に外光
の影響が及びにくい。

【００６０】例えば、図２０（ａ）に示すように、フォ
トトランジスタ３２が人指し指の根元に位置し、それよ
り指先側にＬＥＤ３１が位置するようにセンサ固定用バ
ンド４０によって固定されるセンサユニット３０（本例
のセンサユニット）と、図２０（ｂ）に示すように、Ｌ
ＥＤ３１Ａが人指し指の根元に位置し、それより指先側
にフォトトランジスタ３２Ａが位置するようにセンサ固
定用バンド４０Ａによって固定されるセンサユニット３
０Ａ（本発明の別の実施例に係るセンサユニット）と、
図２０（ｃ）に示すように、フォトトランジスタ３２Ｂ
が人指し指の根元に位置し、その両側のうち中指の側に
ＬＥＤ３１Ｂが位置するようにセンサ固定用バンド４０
Ｂによって固定されるセンサユニット３０Ｂ（従来のセ
ンサユニット）と、図２０（ｄ）に示すように、フォト
トランジスタ３２Ｃが人指し指の根元に位置し、その両
側のうち親指の側にＬＥＤ３１Ｃが位置するようにセン
サ固定用バンド４０Ｃによって固定されるセンサユニッ
ト３０Ｃ（別の従来のセンサユニット）とについて、外
光の影響度合いを比較、検討した。

【００６１】まず、各センサユニットをセンサ固定用バ
ンドで人指し指に固定した状態で各ＬＥＤから指の表面
に光を照射するとともに、指からの反射光をフォトトラ
ンジスタで検出する。この検出信号から、交流信号、直
流信号、及び直流信号に対する交流信号の比をそれぞれ
求める。交流信号は、血管中での血液の流れによる信号
であり、これから脈拍数などを求める。これに対して、
直流信号は、外乱等を含むバックグランドに相当する信
号である。従って、所定のランプ（例えば、１０万ｌｘ
のランプ）から光（外光）を照射したときの直流信号
と、このランプからの光（外光）の照射を停止した状態
での直流信号とを比較すれば、外光の影響の受けやすさ
を比較できる。それ故、以下の説明では、外光の侵入量
をそれに相当する電流値で説明する。

【００６２】かかる検討結果を表１に示す。なお、この
検討にあたっては、センサユニットの指への押圧力が比
較的小である場合と、この押圧力を極めて小にした場合
とについて評価したので、それぞれの結果を示してあ
る。また、表１には、図２０（ａ）〜（ｄ）に示すセン
サユニットを小指に装着したときのデータも示してあ
る。この検討を行う際にセンサユニットを固定した実験
協力者の指のサイズは、人指し指の全周が６８ｍｍ、小
指し指の全周が５５ｍｍで有り、指のサイズとの関係も
検討するためである。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１に示すとおり、まず、センサユニット
を人指し指に装着した場合に、センサユニットの指への
押しつけ力が比較的小さくても、所定の押圧力以上であ
れば、ＬＥＤ３１、３１Ａ及びフォトトランジスタ３
２、３２Ａを指の長さ方向に並べたセンサユニット３
０、３０Ａ（実施例及び別の実施例）と、ＬＥＤ３１
Ｂ、３１Ｃ及びフォトトランジスタ３２Ｂ、３２Ｃを指
の周方向に並べたセンサユニット３０Ｂ、３０Ｃ（従来
例および別の従来例）とは、いずれも外光の侵入量が
０．００３μＡ位であり、外光の影響度合いに差がほと
んどない。

【００６５】一方、センサユニットの指への押しつけ力
が極めて小さいときには、ＬＥＤ３１、３１Ａ及びフォ
トトランジスタ３２、３２Ａを指の長さ方向に並べたセ
ンサユニット３０、３０Ａ（実施例及び別の実施例）で
は、外光の侵入量が０．１μＡ以下であるのに対し、Ｌ
ＥＤ３１Ｂ、３１Ｂ及びフォトトランジスタ３２Ｂ、３
２Ｃを指の周方向に並べたセンサユニット３０Ｂ、３０
Ｃ（従来例および別の従来例）では、外光の侵入量が
０．４μＡ以上であり、センサユニット３０、３０Ａ
は、センサユニット３０Ｂ、３０Ｃに比較して外光の影
響を受けにくい。

【００６６】この場合に、センサユニット３０、３０Ａ
（実施例及び別の実施例）であっても、図２０（ａ）に
示すように、フォトトランジスタ３２を指の根元に配置
し、その先端側にＬＥＤ３１を配置したセンサユニット
３０では、外光の侵入量が０．０２６μＡであるのに対
し、図２０（ｂ）に示すように、ＬＥＤ３１Ａを指の根
元に配置し、その先端側にフォトトランジスタ３２Ｃを
配置したセンサユニット３０Ｃでは、外光の侵入量が
０．０５５μＡであり、フォトトランジスタ３２を指の
根元に配置した方が外光の影響を受けにくい。

【００６７】次に、センサユニットを小指に装着した場
合には、上記の傾向がより顕著になる。すなわち、セン
サユニットの指への押しつけ力が比較的小さい場合で
も、センサユニット３０、３０Ａ（実施例及び別の実施
例）では、外光の侵入量が０．０４μＡ以下であるのに
対し、センサユニット３０Ｂ、３０Ｃ（従来例および別
の従来例）では、外光の侵入量が０．０６４μＡ以上で
あり、センサユニット３０、３０Ａは、センサユニット
３０Ｂ、３０Ｃに比較して外光の影響を受けにくい。

【００６８】また、センサユニットの指への押しつけ力
が極めて小さいときには、センサユニット３０、３０Ａ
（実施例及び別の実施例）では、外光の侵入量が０．０
５μＡ以下であるのに対し、センサユニット３０Ｂ、３
０Ｃ（従来例および別の従来例）では、外光の侵入量が
１．０μＡ以上であり、センサユニット３０、３０Ａ
は、センサユニット３０Ｂ、３０Ｃに比較して外光の影
響を受けにくい。

【００６９】この場合に、センサユニット３０、３０Ａ
（実施例及び別の実施例）のうち、センサユニット３０
では、外光の侵入量が０．０１７μＡ以下であるのに対
し、センサユニット３０Ａでは、外光の侵入量が０．０
４２μＡであり、フォトトランジスタ３２を指の根元に
配置した方が外光の影響を受けにくい。

【００７０】このように、本例の脈波情報計測装置１
は、ＬＥＤ３１、３１Ａ及びフォトトランジスタ３２、
３２Ａを指の長さ方向（縦方向）に並べてあるので、そ
れらを指の周方向（横方向）に並べるよりは指の長さ方
向（縦方向）に並べるよりは、外光の影響を受けにく
い。それ故、検出感度が高く、データの信頼性も高い。
その理由としては、センサ固定用バンド４０と指表面と
の隙間において、外光は、指の長さ方向（センサ固定用
バンドの幅方向）よりは指の周方向（センサ固定用バン
ドの長さ方向）に回り込みやすいからと考えられる。ま
た、ＬＥＤ３１、３１Ａ及びフォトランジスタ３２、３
２Ａを指の長さ方向（縦方向）に並べてあるので、それ
らを指の周方向（横方向）に並べるよりは指表面でずれ
にくく、指表面との密着性がよいからと考えられる。

【００７１】さらに、本例では、ＬＥＤ３１、３１Ａ及
びフォトランジスタ３２、３２Ａを指の長さ方向（縦方
向）に並べる場合でも、図２０（ａ）に示すように、フ
ォトランジスタ３２を指の根元側に配置し、ＬＥＤ３１
をそれより指の先端側に配置してあるので、図２０
（ｂ）に示すように、ＬＥＤ３１Ａを指の根元側に配置
し、フォトトランジスタ３２Ａをそれより指の先端側に
配置した場合に比較して、外光の影響を受けにくい。そ
れ故、検出感度がより高く、データの信頼性もより高
い。その理由としては、ランニング中のように手を軽く
握ったとき、外光は、指の根元の方に届きにくいからで
あると考えられる。

【００７２】また、図２１（ａ）に示すように、本例の
センサユニット３０において、透光板３４の外側表面３
４１は、基準面（センサ枠３６の外側表面３６１）より
も突出した位置にあるため、指表面は、透光板３４の外
側表面３４１の全体に均等に密着した状態となる。ま
た、この状態は、指の位置がややずれても、透光板３４
の外側表面３４１の全体に均等に密着した状態のままで
ある。これに対して、例えば、図２１（ｂ）に示す従来
のセンサユニットのように、透光板３４Ｄの外側表面３
１Ｄを引っ込めた構造では、指を透光板３４Ｄに被せて
も、透光板３４Ｄの隅部分を覆うことができない。この
ように、指で覆われない隅部分では、空気の層が介在す
るため、脈波信号を検出できない。また、従来の構造で
は、指の位置がややずれただけでも、透光板３４Ｄと指
の間の広い範囲にわたって空気の層が介在する状態にな
ってしまうので、携帯中に指が動くと、感度が著しく低
下する。しかも、本例のセンサユニット３０では、透光
板３４の外側表面３４１が突出している分だけ、図２２
に示すように、血管中で滞留している血液（図２２にお
いて白丸で示す。）を側方に退けるため、かかる滞留し
ている血液の影響が小さいともいえる。すなわち、フォ
トトランジスタ３２で検出した信号には、滞留する血液
による信号成分と、流れている血液による信号成分とが
含まれており、脈拍数は、流れている血液による信号成
分から求まる。これに対して、滞留する血液による信号
成分は、検出した信号のバックグランド（雑音）である
ため、本例のように、滞留している血液を押し退けた状
態で計測した方が感度が高いといえる。

【００７３】ここで、透光板３４の外側表面３４１は、
平坦面になっているが、それに代えて、透光板３４の外
側表面３４１を凸面に構成してもよい。この場合には、
透光板３４の外側表面３４１に軽く指を当てるだけで、
透光板３４には、押圧力がかかるので、指表面と透光板
３４の外側表面３４１との密着性を高めることができ
る。

【００７４】さらに、本例のセンサユニット３０では、
図６を参照して説明したように、人体アース用端子３８
の外側表面３８１が基準面（センサ枠３６の外側表面３
６１）から突出しているので、指表面は人体アース用端
子３８に確実に接触する。この場合でも、人体アース用
端子３８の外側表面３８１は、透光板３４の外側表面３
４１よりも低い位置にあるので、指表面が透光板３４の
外側表面３４１に密着するのを妨げることがない。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る脈波
情報計測装置では、センサユニットにおいて、発光素子
及び受光素子を指の長さ方向に並べてあることに特徴を
有する。従って、本発明によれば、受光素子の検出結果
に対する外光の影響が小さいという利点がある。

【００７６】発光素子及び受光素子を指の長さ方向に並
べる場合でも、受光素子を指の根元側に配置し、発光素
子を受光素子に対して指の先端側に配置した場合には、
ランニング中のように手を軽く握ったとき、外光は、指
の根元の方に届きにくいので、外光の影響度合いが小さ
いという利点がある。

【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情報計測
装置の全体構成、及び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情報計測装置の装置本
体の平面図である。

【図３】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置の装置本
体を腕時計の３時の方向からみたときの説明図である。

【図４】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置に用いた
センサユニットの平面図である。

【図５】図４のＩ−Ｉ′線における断面図である。

【図６】図４のII−II′線における断面図である。

【図７】図４の III−III ′線における断面図である。

【図８】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置に用いた
ＩｎＧａＮ系青色ＬＥＤの発光スペクトルを示す説明図
である。

【図９】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置に用いた
ＩｎＧａＰ系フォトトランジスタの受光特性を示す説明
図である。

【図１０】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置に用い
たフィルタ付きのフォトトランジスタユニットの受光特
性を示す説明図である。

【図１１】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置に用い
たセンサユニットをバンドによって指に装着した状態を
示す説明図である。

【図１２】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置のデー
タ処理回路の機能を示すブロック図である。

【図１３】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置のコネ
クタ部における電気的な接続関係を示す説明図である。

【図１４】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置のコネ
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１５】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置のコネ
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１６】図１４に示すコネクタピースを図１５に示す
コネクタ部に装着した状態を示す断面図である。

【図１７】（ａ）は、光の波長と皮膚の光透過度との関
係を示すグラフ図、（ｂ）は、光の波長と各種のヘモグ
ロビンの吸光特性との関係を示す説明図である。

【図１８】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置に用い
ることのできるＧａＰ系のＬＥＤの発光スペクトルを示
す説明図である。

【図１９】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置に用い
ることのできるＧａＡｓＰ系フォトトランジスタの受光
特性を示す説明図である。

【図２０】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置のセン
サユニットにおいて、外光の影響を小さくする効果を評
価するための検討に用いた各種センサユニットの説明図
である。

【図２１】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置のセン
サユニットにおいて、指表面との密着性が向上する効果
を説明するための説明図である。

【図２２】図１に示す腕装着型脈波情報計測装置のセン
サユニットにおいて、フォトトランジスタが検出する信
号から滞留血の影響を小さくする効果を説明するための
説明図である。

【符号の説明】

１・・・腕装着型脈波情報計測装置（脈波情報計測装
置） １０・・・装置本体 １２・・・リストバンド １３・・・液晶表示装置（表示部） ２０・・・ケーブル ３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ・・・センサユニット ３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ・・・ＬＥＤ ３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ・・・フォトト
ランジスタ ３４・・・透光板 ３６・・・センサ枠 ３８・・・人体アース用端子 ４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ・・・センサ固定用バン
ド ５０・・・データ処理回路 ７０・・・コネクタ部 ８０・・・コネクタピース ３００・・・部品収納空間 ３４１・・・透光板の外側表面（指表面との接触面） ３６１・・・センサ枠の外側表面（基準面） ３８１・・・人体アース用端子の外側表面（指表面との
接触面）

フロントページの続き (72)発明者 河田 正幸 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコー電子工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指表面に向けて光を発するための発光素
   子、該発光素子が発した光のうち指の側から反射してく
   る光を受光するための受光素子を備えるセンサユニット
   と、指の周りに装着され、前記発光素子及び前記受光素
   子が指表面に向くように、かつ前記センサユニットと指
   表面との接触部分を遮光するように前記センサユニット
   を指に固定するセンサ固定用バンドと、前記受光素子の
   受光結果に基づいて脈波情報を求めるデータ処理部と、
   該データ処理部が求めた前記脈波情報を表示するための
   表示部を備える装置本体とを有する脈波情報計測装置に
   おいて、 前記発光素子及び前記受光素子は、前記センサ固定用バ
   ンドによって前記センサユニットが指に固定されたとき
   に指の長さ方向に並ぶように構成されていることを特徴
   とする脈波情報計測装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記センサ固定用バ
   ンドによって前記センサユニットが指に固定されたと
   き、前記受光素子は、指の根元側に位置し、前記発光素
   子は、前記受光素子に対して指の先端側に位置すること
   を特徴とする脈波情報計測装置。