(57)【要約】【課題】脈拍測定時に脈拍に起因しないノイズによる高周波の内圧変動を簡単な機械的な構成で容易に除去することができ、脈拍測定の精度向上を図る。【解決手段】腕時計１００は、脈拍を検出する脈拍検出部３と、この脈拍検出部を有するケース体２を手首Ｒに装着するバンド部材４と、から構成され、脈拍検出部は、空気よりも粘性の高いシリコンオイルが充填され、バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する第１の媒体室３４と、シリコンオイルが充填され、第１の媒体室の内圧変動が孔部３６ａを介して伝達される第２の媒体室３５と、この第２の媒体室に設けられ、第２の媒体室内の内圧変動に基づいて脈拍を検出する金属板３７及び圧電素子３８と、を備える。【選択図】図１
2005192802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体情報を検出する生体情報検出部と、
この生体情報検出部を有する装置本体を手首に装着するバンド部材と、から構成され、
前記生体情報検出部は、
内部に充填された粘性流体により、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する第１の媒体室と、
前記内部に粘性流体が充填され、前記第１の媒体室の内圧変動がこの粘性流体により孔部を介して伝達される第２の媒体室と、
この第２の媒体室に設けられ、前記第２の媒体室内の内圧変動に基づいて生体情報を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項２】
生体情報を検出する生体情報検出部と、
この生体情報検出部を有する装置本体を手首に装着するバンド部材と、から構成され、
前記生体情報検出部は、
内部に充填された粘性流体により、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する第１の媒体室と、
前記内部に粘性流体が充填され、この粘性流体により、前記第１の媒体室に孔部を介して連通された第２の媒体室と、
この第２の媒体室と隣接して設けられ、前記第２の媒体室の内圧変動が伝達される空気室と、
前記第２の媒体室と前記空気室とを仕切り、少なくとも一部が弾性部材からなる仕切り部材と、
前記空気室に設けられ、前記空気室内の内圧変動に基づいて生体情報を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項３】
生体情報を検出する生体情報検出部と、
この生体情報検出部を有する装置本体を手首に装着するバンド部材と、から構成され、
前記生体情報検出部は、
内部に粘性流体が充填され、この粘性流体により、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する第１の媒体室と、
内部に粘性流体が充填され、この粘性流体により、前記第１の媒体室に孔部を介して連通された第２の媒体室と、
この第２の媒体室に隣接して設けられ、前記第２媒体室の内圧変動が伝達される第１の空気室と、
前記第２の媒体室と前記第１の空気室とを仕切り、少なくとも一部が弾性部材によりなる仕切り部材と、
前記第１の空気室に孔部を介して連通された第２の空気室と、
この第２の空気室に設けられ、前記第１の空気室内の内圧変動に基づいて生体情報を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項４】
気体が充填された気体室と、この気体室と前記第１の媒体室とを仕切り、少なくとも一部が弾性部材からなる気体室仕切り部材と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の生体情報測定装置。
【請求項５】
前記粘性流体は、シリコンオイルであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から生体情報としての脈拍を測定する機能を有する腕時計が知られている。例えば、腕時計には、ケース体に空気室が形成され、この空気室に連通するカフが設けられ、圧力センサが空気室内に臨むように設けられている（例えば、特許文献１参照。）。この腕時計は、手首の血管の脈動に伴ってカフ内の空気が断続的に加圧され、気圧変動として空気室内に伝達される。そして、この空気室内の気圧変化が圧力センサによって検出され、血圧として表示されるようになっている。
【特許文献１】実開平６−１１７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の腕時計においては、脈拍を測定する場合に、カフ、及び、カフ内圧を上げるためのポンプが必要不可欠であり、また、圧力センサが脈拍による気圧変動以外の細かい変動、すなわち、ノイズのような高周波成分を含む圧力変動等も検出してしまうため、安静状態以外では正確な測定ができないという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、脈拍のような生体情報の測定時に生体情報検出部を装着する検出装着部の筋肉の動きなど、脈拍に起因しない雑振動による高周波の圧力変動を簡単な機械的な構成で容易に除去することができ、生体情報測定の精度向上を図ることができる生体情報測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、生体情報測定装置（例えば、図１，２の腕時計１００）であって、生体情報を検出する生体情報検出部（例えば、図１〜４の脈拍検出部３）と、この生体情報検出部を有する装置本体（例えば、図１のケース体２）を手首（例えば、図１の手首Ｒ）に装着するバンド部材（例えば、図１のバンド部材４）と、から構成され、前記生体情報検出部は、内部に充填された粘性流体により、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する第１の媒体室（例えば、図１，３，４の第１の媒体室３４）と、前記内部に粘性流体が充填され、前記第１の媒体室の内圧変動がこの粘性流体により孔部（例えば、図１，３，４の孔部３６ａ）を介して伝達される第２の媒体室（例えば、図１，３，４の第２の媒体室３５）と、この第２の媒体室に設けられ、前記第２の媒体室内の内圧変動に基づいて生体情報を検出する検出手段（例えば、図１，３の金属板３７、図１〜３の圧電素子３８）と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、装置本体をバンド部材により手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動によりバンド部材には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室によって内圧変動に変換される。第１の媒体室の内圧変動は、粘性流体内を伝わり、孔部を介して第２の媒体室に伝達される。内圧変動が第２の媒体室に伝達されると、第２の媒体室に設けられた検出手段が第２の媒体室の内圧変動を検出する。
これにより、第１の媒体室で受けた内圧変動は、孔部を介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室に伝達される。
よって、生体情報の測定時に脈拍検出器を装着する検出器装着部の筋肉の動きなど脈拍に起因しないノイズによる高周波成分を含む内圧変動を、簡単な機械的な構成で除去することができるので、良好な積分特性を得ることができ、生体情報測定の精度向上を図ることができる。
また、内圧変動の伝達媒体として粘性流体を用いているので、粘性流体が孔部を通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなって、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部の大きさや形状を変更することで容易に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。さらに、伝達媒体として粘性流体を用いることにより、孔部を通過する際の抵抗が大きくなるので、空気を用いる場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な媒体室の体積を小さくすることができ、生体情報検出部の小型化を図ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、生体情報測定装置（例えば、図１の腕時計２００）であって、生体情報を検出する生体情報検出部（例えば、図６，７の脈拍検出部３）と、この生体情報検出部を有する装置本体（例えば、図１のケース体２）を手首（例えば、図１の手首Ｒ）に装着するバンド部材（例えば、図１のバンド部材４）と、から構成され、前記生体情報検出部は、内部に充填された粘性流体により、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する第１の媒体室（例えば、図６，７の第１の媒体室３４）と、前記内部に粘性流体が充填され、この粘性流体により、前記第１の媒体室に孔部（例えば、図６，７の孔部３６ｃ）を介して連通された第２の媒体室（例えば、図６，７の第２の媒体室３５）と、この第２の媒体室と隣接して設けられ、前記第２の媒体室の内圧変動が伝達される空気室（例えば、図６，７の第１の空気室４４）と、前記第２の媒体室と前記空気室とを仕切り、少なくとも一部が弾性部材（例えば、図６，７のゴム壁６１）からなる仕切り部材（例えば、図６，７の仕切り部材６）と、前記空気室に設けられ、前記空気室内の内圧変動に基づいて生体情報を検出する検出手段（例えば、図６，７の金属板３７、図６，７の圧電素子３８）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、装置本体をバンド部材により手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動によりバンド部材には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室によって内圧変動に変換される。第１の媒体室の内圧変動は、粘性流体内を伝わり、孔部を介して第２の媒体室に伝達される。内圧変動が第２の媒体室に伝達されると、第２の媒体室内の粘性流体は仕切り部材のうちの弾性部材を押し、これによって、弾性部材は空気室の方向に弾性変形する。弾性部材が弾性変形することにより、空気室内の体積は減少する反面、内圧は上昇する。このとき、空気室内に設けられた検出手段は、空気室内の体積変動を内圧変動として検出する。
これにより、第１の媒体室で受けた内圧変動は、孔部を介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室に伝達される。
よって、生体情報の測定時に脈拍検出器を装着する検出器装着部の筋肉の動きなど脈拍に起因しないノイズによる高周波成分を含む内圧変動を、簡単な機械的な構成で除去することができるので、良好な積分特性を得ることができ、生体情報測定の精度向上を図ることができる。
また、第２の媒体室の内圧変動を弾性部材を介して空気室内の体積変動に変換し、この体積変動を検出手段が検出するので、内圧変動の検出精度を高めることができる。
さらに、内圧変動の伝達媒体として粘性流体を用いているので、粘性流体が孔部を通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなって、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部の大きさや形状を変更することで容易に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。さらに、伝達媒体として粘性流体を用いることにより、孔部を通過する際の抵抗が大きくなるので、空気を用いる場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な媒体室の体積を小さくすることができ、生体情報検出部の小型化を図ることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、生体情報測定装置（例えば、図１の腕時計２００）であって、生体情報を検出する生体情報検出部（例えば、図６，７の脈拍検出部３）と、この生体情報検出部を有する装置本体（例えば、図１のケース体２）を手首（例えば、図１の手首Ｒ）に装着するバンド部材（例えば、図１のバンド部材４）と、から構成され、前記生体情報検出部は、内部に粘性流体が充填され、この粘性流体により、前記バンド部材を介して伝達された手首付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する第１の媒体室（例えば、図６，７の第１の媒体室３４）と、内部に粘性流体が充填され、この粘性流体により、前記第１の媒体室に孔部（例えば、図６，７の孔部３６ｃ）を介して連通された第２の媒体室（例えば、図６，７の第２の媒体室３５）と、この第２の媒体室に隣接して設けられ、前記第２媒体室の内圧変動が伝達される第１の空気室（例えば、図６，７の第１の空気室４４）と、前記第２の媒体室と前記第１の空気室とを仕切り、少なくとも一部が弾性部材（例えば、図６，７のゴム壁６１）によりなる仕切り部材（例えば、図６，７の仕切り部材６）と、前記第１の空気室に孔部（例えば、図６，７の孔部３６ｆ）を介して連通された第２の空気室（例えば、図６，７の第２の空気室４５）と、この第２の空気室に設けられ、前記第１の空気室内の内圧変動に基づいて生体情報を検出する検出手段（例えば、図６，７の金属板３７、図６，７の圧電素子３８）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、装置本体をバンド部材により手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動によりバンド部材には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室によって内圧変動に変換される。第１の媒体室の内圧変動は、粘性流体内を伝わり、孔部を介して第２の媒体室に伝達される。内圧変動が第２の媒体室に伝達されると、第２の媒体室内の粘性流体は仕切り部材のうちの弾性部材を押し、これによって、弾性部材は第１の空気室の方向に湾曲する。弾性部材が湾曲することにより、第１の空気室内の体積は減少する反面、内圧は上昇する。第１の空気室の体積変動は孔部を介して第２の空気室に伝達され、第２の空気室内に設けられた検出手段は、第２の空気室内の体積変動を内圧変動として検出する。
これにより、第１の媒体室で受けた内圧変動は、孔部を介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室に伝達される。また、第１の空気室における体積変動は、孔部を介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する体積変動が第２の空気室に伝達される。
よって、生体情報の測定時に脈拍検出器を装着する検出器装着部の筋肉の動きなど脈拍に起因しないノイズによる高周波成分を含む内圧変動を、簡単な機械的な構成で除去することができるので、良好な積分特性を得ることができ、生体情報測定の精度向上を図ることができる。
また、第２の媒体室の内圧変動を弾性部材を介して空気室内の体積変動に変換し、この体積変動を検出手段が検出するので、内圧変動の検出精度を高めることができる。
また、内圧変動の伝達媒体として粘性流体を用いているので、粘性流体が孔部を通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなって、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部の大きさや形状を変更することで容易に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。さらに、伝達媒体として粘性流体を用いることにより、孔部を通過する際の抵抗が大きくなるので、空気を用いる場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な媒体室の体積を小さくすることができ、生体情報検出部の小型化を図ることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の生体情報測定装置において、気体が充填された気体室（例えば、図８，９の気体室５４）と、この気体室と前記第１の媒体室とを仕切り、少なくとも一部が弾性部材からなる気体室仕切り部材（例えば、図８，９のゴム板７１）と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、装置本体をバンド部材により手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動によりバンド部材には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室によって内圧変動に変換される。このとき、張力変動によって気体室仕切り部材のうちの弾性部材が弾性変形し、気体室の方向に弾性変形する。そして、弾性部材がその弾性力により元の位置に復元する際に、第１の媒体室内に張力変動を伝達する。
これにより、第１の媒体室に作用する張力変動は気体室の体積変動に変換され、その体積変動が内圧変動として第１の媒体室に伝達されるので、張力変動を第１の媒体室に直接伝達させる場合に比べて内圧変動の伝達ロスを減らすことができる。
よって、簡単な構造で検出手段による内圧変動の検出精度を高めることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の生体情報測定装置において、前記粘性流体は、シリコンオイルであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、シリコンオイルは空気に比べて粘性が高いので、シリコンオイルが孔部を通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなり、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部の大きさや形状の変更で任意に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。これにより、伝達媒体を空気とする場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な第１の媒体室の体積を小さくすることができ、生体情報検出部の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、装置本体をバンド部材により手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動によりバンド部材には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室によって内圧変動に変換される。第１の媒体室の内圧変動は、粘性流体内を伝わり、孔部を介して第２の媒体室に伝達される。内圧変動が第２の媒体室に伝達されると、第２の媒体室に設けられた検出手段が第２の媒体室の内圧変動を検出する。
これにより、第１の媒体室で受けた内圧変動は、孔部を介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室に伝達される。
よって、生体情報の測定時に脈拍検出器を装着する検出器装着部の筋肉の動きなど脈拍に起因しないノイズによる高周波成分を含む内圧変動を、簡単な機械的な構成で除去することができるので、良好な積分特性を得ることができ、生体情報測定の精度向上を図ることができる。
また、内圧変動の伝達媒体として粘性流体を用いているので、粘性流体が孔部を通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなって、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部の大きさや形状を変更することで容易に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。さらに、伝達媒体として粘性流体を用いることにより、孔部を通過する際の抵抗が大きくなるので、空気を用いる場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な媒体室の体積を小さくすることができ、生体情報検出部の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、装置本体をバンド部材により手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動によりバンド部材には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室によって内圧変動に変換される。第１の媒体室の内圧変動は、粘性流体内を伝わり、孔部を介して第２の媒体室に伝達される。内圧変動が第２の媒体室に伝達されると、第２の媒体室内の粘性流体は仕切り部材のうちの弾性部材を押し、これによって、弾性部材は空気室の方向に弾性変形する。弾性部材が弾性変形することにより、空気室内の体積は減少する反面、内圧は上昇する。このとき、空気室内に設けられた検出手段は、空気室内の体積変動を内圧変動として検出する。
これにより、第１の媒体室で受けた内圧変動は、孔部を介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室に伝達される。
よって、生体情報の測定時に脈拍検出器を装着する検出器装着部の筋肉の動きなど脈拍に起因しないノイズによる高周波成分を含む内圧変動を、簡単な機械的な構成で除去することができるので、良好な積分特性を得ることができ、生体情報測定の精度向上を図ることができる。
また、第２の媒体室の内圧変動を弾性部材を介して空気室内の体積変動に変換し、この体積変動を検出手段が検出するので、内圧変動の検出精度を高めることができる。
さらに、内圧変動の伝達媒体として粘性流体を用いているので、粘性流体が孔部を通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなって、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部の大きさや形状を変更することで容易に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。さらに、伝達媒体として粘性流体を用いることにより、孔部を通過する際の抵抗が大きくなるので、空気を用いる場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な媒体室の体積を小さくすることができ、生体情報検出部の小型化を図ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、装置本体をバンド部材により手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動によりバンド部材には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室によって内圧変動に変換される。第１の媒体室の内圧変動は、粘性流体内を伝わり、孔部を介して第２の媒体室に伝達される。内圧変動が第２の媒体室に伝達されると、第２の媒体室内の粘性流体は仕切り部材のうちの弾性部材を押し、これによって、弾性部材は第１の空気室の方向に湾曲する。弾性部材が湾曲することにより、第１の空気室内の体積は減少する反面、内圧は上昇する。第１の空気室の体積変動は孔部を介して第２の空気室に伝達され、第２の空気室内に設けられた検出手段は、第２の空気室内の体積変動を内圧変動として検出する。
これにより、第１の媒体室で受けた内圧変動は、孔部を介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室に伝達される。また、第１の空気室における体積変動は、孔部を介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する体積変動が第２の空気室に伝達される。
よって、生体情報の測定時に脈拍検出器を装着する検出器装着部の筋肉の動きなど脈拍に起因しないノイズによる高周波成分を含む内圧変動を、簡単な機械的な構成で除去することができるので、良好な積分特性を得ることができ、生体情報測定の精度向上を図ることができる。
また、第２の媒体室の内圧変動を弾性部材を介して空気室内の体積変動に変換し、この体積変動を検出手段が検出するので、内圧変動の検出精度を高めることができる。
また、内圧変動の伝達媒体として粘性流体を用いているので、粘性流体が孔部を通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなって、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部の大きさや形状を変更することで容易に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。さらに、伝達媒体として粘性流体を用いることにより、孔部を通過する際の抵抗が大きくなるので、空気を用いる場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な媒体室の体積を小さくすることができ、生体情報検出部の小型化を図ることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、装置本体をバンド部材により手首に装着すると、手首付近の動脈の脈動によりバンド部材には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室によって内圧変動に変換される。このとき、張力変動によって気体室仕切り部材のうちの弾性部材が弾性変形し、気体室の方向に弾性変形する。そして、弾性部材がその弾性力により元の位置に復元する際に、第１の媒体室内に張力変動を伝達する。
これにより、第１の媒体室に作用する張力変動は気体室の体積変動に変換され、その体積変動が内圧変動として第１の媒体室に伝達されるので、張力変動を第１の媒体室に直接伝達させる場合に比べて内圧変動の伝達ロスを減らすことができる。
よって、簡単な構造で検出手段による内圧変動の検出精度を高めることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、シリコンオイルは空気に比べて粘性が高いので、シリコンオイルが孔部を通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなり、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部の大きさや形状の変更で任意に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。これにより、伝達媒体を空気とする場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な第１の媒体室の体積を小さくすることができ、生体情報検出部の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る生体情報測定装置の最良の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態においては、生体情報測定装置の一例として脈拍測定機能付きの腕時計を挙げて説明する。
（実施形態１）
最初に実施形態１における腕時計の構成について説明する。
図１は、腕時計を左手に装着した場合に、腕の付け根側から腕時計及び手首を見た断面図である。図２は、腕時計の内部構成を示すブロック図である。
図１に示すように、腕時計１００には、時計計時部１を収納する装置本体としてのケース体２と、このケース体２に設けられ、脈拍を検出する生体情報検出部としての脈拍検出部３と、ケース体２に設けられ、脈拍検出部３を手首Ｒに装着するバンド部材４等が備えられている。
【００２１】
また、腕時計１００は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１０１、入力部１０２、表示部１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory：随時書き込み読み出しメモリー）１０５、ＲＯＭ（Read Only Memory：読み出し専用メモリー）１０６、計時回路部１０８、発振回路部１０９を備えており、発振回路部１０９を除く各部はバス１１３によって接続されている。また、計時回路部１０８には発振回路部１０９が接続され、バス１１３には、脈拍検出部３内に設けられた検出手段としての圧電素子３８（後述する）が接続されている。
【００２２】
ＣＰＵ１０１は、所定のタイミング或いは入力部１０２から入力された操作信号等に応じて、ＲＯＭ１０６内に格納された各種プログラムに基づいて各機能部への指示やデータの転送等を行う。特に、ＣＰＵ１０１は、例えば、計時回路部１０８で計数される現在時刻データに基づく表示信号を表示部１０３に出力して表示時刻を更新させる等の各種制御を行う。また、ＣＰＵ１０１は、圧電素子３８からの出力信号に基づいて脈拍の算出に関する制御を行う。
【００２３】
入力部１０２は、腕時計１００に各種機能を実行させる為のスイッチ等で構成される。そして、これらのスイッチが操作された時には、対応するスイッチの操作信号がＣＰＵ１０１に出力される。入力部１０２は、例えば、脈拍測定の指示入力を行う。
【００２４】
表示部１０３は、小型液晶ディスプレイ等により構成され、ＣＰＵ１０１からのデータ、例えば計時回路部１０８により出力された現在時刻データや測定した脈拍をデジタル表示する。
【００２５】
ＲＡＭ１０５は、ＣＰＵ１０１の制御の下、ＣＰＵ１０１で処理されたデータを記憶するとともに、記憶しているデータをＣＰＵ１０１に出力するために用いられる。また、測定した脈拍データを記憶する。
ＲＯＭ１０６は、主に、腕時計１００に係るシステムプログラムやアプリケーションプログラム（例えば、脈拍算出プログラム）等を記憶する。
【００２６】
時計計時部１を構成する計時回路部１０８は、発振回路部１０９から入力される信号を計数して、現在時刻データ等を得る。そして当該現在時刻データをＣＰＵ１０１に出力する。発振回路部１０９は、常時一定周波数の信号を出力する回路である。
【００２７】
ケース体２は、筒状に形成され、一方（表面側）の開口には時計ガラス５が設けられ、他方（裏面側）の開口には脈拍検出部３が設けられている。
【００２８】
図３は、脈拍検出部３の断面図であり、図４は、脈拍検出部３の平面図である。図３（ａ）に示すように、脈拍検出部３には、バンド部材４を介して伝達された手首Ｒ付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する遮蔽部材３１、この遮蔽部材３１により変換された内圧変動を検出する圧電素子３８が設けられている。
遮蔽部材３１は、例えば、脈拍検出部３を手首Ｒに装着した際に手首に接触するとともに脈拍検出部３の気密を保つように遮蔽する。ここで、遮蔽部材３１は、例えば、ウレタンやシリコン、又は、ゴムを用いることが望ましい。
遮蔽部材３１には、手首側に張り出した張出部３２が形成されており、この張出部３２には、バンド部材４を介して伝達された張力変動を受ける底面部３２ａと、バンド部材４を介して伝達された張力変動により底面部３２ａに作用する力によって弾性変形する側面部３２ｂとが形成されている。
また、底面部３２ａには、高強度、高剛性の金属材料や樹脂材料からなるプレート３３が設けられている。具体的には、プレート３３は、ステンレス、チタン、エンジニアリングプラスチック等の材料で形成されていることが好ましい。なお、プレート３３は、底面部３２ａと一体成形してもよいし、底面部３２ａの表面や裏面に貼り付けて設けてもよい。
【００２９】
また、遮蔽部材３１に張出部３２を形成することにより、遮蔽部材３１と時計計時部１との間には空間が形成されており、この空間に、例えば、空気よりも粘性の高い粘性流体としてのシリコンオイルが充填されることにより、媒体室として機能する。媒体室は、遮蔽部材３１側に設けられた第１の媒体室３４と、この第１の媒体室３４と区切られた第２の媒体室３５とに分割されており、その境界には、ハウジング３６が設けられている。
第１の媒体室３４は、遮蔽部材３１とハウジング３６とに囲まれて形成され、例えば、シリコンオイルが充填されており、バンド部材４を介して伝達された手首Ｒ付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換するところである。
第２の媒体室３５は、ハウジング３６と金属板３７とに囲まれて形成され、ハウジング３６に設けられた孔部３６ａを介して第１の媒体室３４と連通されている。また、第２の媒体室３５には、例えば、シリコンオイルが充填されており、第１の媒体室３４の内圧変動が孔部３６ａを介して伝達されるようになっている。
すなわち、シリコンオイルは第１の媒体室３４及び第２の媒体室３５とに充填され、孔部３６ａを介して各媒体室３４，３５間を出入り自在となっている。
【００３０】
この孔部３６ａは、第１の媒体室３４の内圧が変化した場合、第２の媒体室３５との内圧の均衡を保つための空気の出入り口となり、生体情報検出部を装着する検出装着部の筋肉の動きなど、脈拍に起因しない雑振動によるノイズのような高周波成分を含む張力変動がバンド部材４を介して第１の媒体室３４内に入力された場合、孔部３６ａの抵抗と第２の媒体室３５の容量に基づいて、入力された張力変動に含まれる高周波成分を除去するダンパの役目を果たし、高周波ノイズを除去する機能を有する。すなわち、第１の媒体室３４で受けた内圧変動は、孔部３６ａを介して第２の媒体室３５に伝達される際に、この孔部３６ａの働きにより、第１の媒体室３４で受けた内圧変動を少しずつ第２の媒体室３５に伝達させるため、細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室３５に伝達される。
【００３１】
また、孔部３６ａの上方には、ハウジング３６から突出した突出部３６ｄが設けられている。突出部３６ｄは、ハウジング３６と一体成形されており、孔部３６ａの第２の媒体室３５側と金属板３７との間を遮るように金属板３７の中央部に向けて突出して形成されている。この突出部３６ｄは、第１の媒体室３４の内圧変動により孔部３６ａを通過したシリコンオイルを受けて第２の媒体室３５に流入させるものであり、突出部３６ｄのうち、孔部３６ａを通過したシリコンオイルが当たる部分は、圧電素子３８の面方向にほぼ平行に形成されている。これにより第１の媒体室３４の内圧変動により第２の媒体室３５に流入するシリコンオイルの流入方向が圧電素子３８の面に対して平行となるようになっている。
【００３２】
図３（ｂ）及び図４に示すように、第２の媒体室３５の上方には、薄板状の金属板３７が設けられている。この金属板３７は、孔部３６ａの上方に位置し、ハウジング３６とパネル部材３９との間でゴムリングＧ２を介して取り付けられており、第２の媒体室３５の内圧変動により撓むようになっている。
金属板３７の上面には、圧電素子３８が貼り付けられている。圧電素子３８は、薄板円盤状に形成され、その上面には、図３（ｂ）及び図４に示すように、時計計時部１に接続されたリード線ＬがハンダＨによって取り付けられている。リード線Ｌは、例えば、金属板３７と圧電素子３８にそれぞれ取り付けられており、金属板３７が撓むことにより、圧電素子３８の表裏に生じた電位差を、リード線Ｌを介して検出するようになっている。
圧電素子３８は、金属板３７が撓むことにより、第２の空気室３５の内圧変動を検出し、検出した出力信号をＣＰＵ１０１に出力する。
更に、ハウジング３６の上面には、遮蔽部材３１と時計計時部１とを隔離するパネル部材３９が設けられている。このパネル部材３９には、開口部３９ａが形成されている。この開口部３９ａは、金属板３７が変形した際に、金属板３７の変形を電気信号に変換した信号を時計計時部１に伝達するために設けられたものである。
【００３３】
ケース体２とハウジング３６との間には、パネル部材３９がゴムリングＧ１を介して取り付けられている。また、ハウジング３６の上面には気密突起３６ｂが形成されており、パネル部材３９をゴムリングＧ２に加圧しながら気密突起３６ｂを溶着させることにより、ケース体２内の気密が保持されるようになっている。
パネル部材３９の端部には、ハウジング３６の端部及び遮蔽部材３１の端部が重ねられ、ネジＮによってケース体２に取り付けられている。
【００３４】
バンド部材４は、ケース体２に接続されており、振動を伝達可能な軟質材料であればよく、例えば、シリコンや軟質性を有する樹脂等から成形されている。
【００３５】
ここで、孔部３６ａから第２の媒体室３５の機械的特性について考察を行う。孔部３６ａから媒体が流入すると第２の媒体室３５の媒体圧力が増加するが、シリコンオイル等の液体に共通して、媒体自体の体積減少は、殆ど起こらないので、媒体流入による圧力の上昇は、金属板３７自体の撓み、圧電素子３８の撓み、及びケース体２内部の内圧上昇の３つの要素に作用し、内圧と均衡をとる位置まで金属板３７が撓む様に動作する（この際、圧電素子３８には起電力が生じる。）。孔部３６ａで第２の媒体室３５の機械的特性を考察する場合には、金属板３７自体のコンプライアンスと、圧電素子３８のコンプライアンスと、ケース体２内の空気の音響容量を合成した１つのコンプライアンス（Ｃｓａ）とみなすことができる。
【００３６】
また、孔部３６ａの機械的特性は、穴の長さが短いので純粋に媒体物質の粘性による抵抗とみなす。媒体物質である、シリコンオイルと空気について、単純に粘度を比較する事は困難であるが、水を基準とし両者の動粘度を表１により推定すると動粘度μ＝１.０のシリコンを使用した場合で、空気に対して５５倍大きい粘度を有している。孔部３６ａを通過する際の粘性抵抗（Ｒｍ）もほぼ粘度に比例して大きくなるものと推定される。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
第１の媒体室３４の内圧変動によって孔部３６ａに加わる圧力を入力信号とみなし、媒体から金属板３７に加わる圧力を出力信号とみなした場合、上記の機械的特性についての考察に基づき機械回路に置換えると、図５に示すようになる。
第１の媒体室３４の内圧変動には、遮蔽部材３１を通して伝わるバンド部材４からの脈拍信号の他、体動や筋肉の動きによる周波数の比較的高い雑振動も多く含んでおり高域遮断特性を実現することが非常に重要であるが、図５に示す機械回路図は、ＲｍとＣｓａによる１次低域通過フィルターが形成される事で、高域遮断特性を実現できている。合成コンプライアンスＣｓａは金属板３７の厚さやケース体２内の空気の音響容量による為、設計条件によって決定されるが、粘性抵抗Ｒｍは孔部３６ａの形状と媒体の粘性で決定される為、広範囲に変更可能であり、所定の高域遮断周波数を得る為の設計が容易となる。
【００３９】
次に、実施形態１における脈拍測定の仕組みについて説明する。
図１に示すように、手首Ｒに腕時計１００のケース体２が手の甲側になるようにバンド部材４で装着した場合、前腕の中の尺骨Ｓ及び橈骨Ｔの近傍を流れる尺骨動脈及び橈骨動脈に直交する方向にバンド部材４が配されることとなる。なお、前腕にある２本の骨のうち、小指側にある軸状の長骨を尺骨といい、親指側にある軸状の長骨を橈骨という。
【００４０】
各動脈は、脈拍に同期して心臓から送り出される血液の圧力変動により、拡張と収縮を繰り返す。動脈が拡張すると、バンド部材４は、尺骨Ｓ及び橈骨Ｔに対して拡がる方向に力が作用し、動脈が収縮すると、バンド部材４は、拡がる方向に作用する力が開放され、戻ろうとする力が働く。このため、バンド部材４には、張力が作用するときと、張力から開放されるときとが交互に訪れる。この圧力変動は、バンド部材４及びケース体２を介して脈拍検出部３に伝達されるため、動脈が拡張したときは脈拍検出部３にはバンド部材４に作用する張力が伝達され、脈拍検出部３は手首Ｒに押し付けられる。
【００４１】
脈拍検出部３が手首Ｒに押し付けられると、脈動と連動して第１の媒体室３４の内圧が変動する。内圧変動は、シリコンオイル中を伝わり、孔部３６ａを通過して金属板３７に接触し、孔部３６ａに続いて内圧変動の高周波成分を除去する。二段階にわたって高周波成分が除去された内圧変動は、第２の媒体室３５全域に広がり、金属板３７を押し上げる。金属板３７が押し上げられることにより、金属板３７は撓み、金属板３７に設けられた圧電素子３８は、中心が盛り上がるようにして全体的に変形する。
圧電素子３８が撓むと、その撓み量に応じた出力電圧が圧電素子３８からの出力信号となってＣＰＵ１０１に出力される。そして、ＣＰＵ１０１が、出力信号を受信するピッチを測定することにより、脈拍を算出して表示部１０３に表示させる。
【００４２】
実施形態１における腕時計１００によれば、腕時計１００を手首Ｒに装着すると、手首Ｒ付近の動脈の脈動によりバンド部材４には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室３４によって内圧変動に変換される。第１の媒体室３４の内圧変動は、シリコンオイル内を伝わり、孔部３６ａを介して第２の媒体室３５に伝達される。内圧変動が第２の媒体室３５に伝達されると、第２の媒体室３５に設けられた金属板３７が撓み、これによって圧電素子３８には歪みが発生し、歪みの大きさに応じた電圧が発生する。そして、この電圧の大きさに基づいて脈拍が検出される。
これにより、第１の媒体室３４で受けた内圧変動は、孔部３６ａを介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室３５に伝達される。
よって、脈拍測定時に脈拍検出器を装着する検出器装着部の筋肉の動きなど脈拍に起因しないノイズによる高周波成分を含む内圧変動を、簡単な機械的な構成で第２の媒体室３５に伝達される前に容易に除去することができるので、良好な積分特性を得ることができ、脈拍測定の精度向上を図ることができる。
また、内圧変動の伝達媒体としてシリコンオイルを用いているので、シリコンオイルが孔部３６ａを通過する際に、空気に比べて大きな抵抗を有することとなって、理想的な積分特性を得られるような設計条件を決定することができる。即ち、積分器を構成する抵抗を孔部３６ａの大きさや形状を変更することで容易に設定することができ、安定した積分特性を得ることができる。さらに、伝達媒体としてシリコンオイルを用いることにより、孔部３６ａを通過する際の抵抗が大きくなるので、空気を用いる場合に比べて同一の積分特性を得るために必要な第１の媒体室３４の体積を小さくすることができ、脈拍検出部３の小型化を図ることができる。
【００４３】
（実施形態２）
次に、本発明に係る腕時計の実施形態２について図６及び図７を用いて説明する。なお、実施形態２の腕時計２００が実施形態１の腕時計１００と異なる点は、第１の媒体室３４から圧電素子３８に内圧変動が伝達される途中の経路に空気室を設けた点であるため、第１の実施形態と異なる箇所について説明し、その他の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図６及び図７に示すように、ハウジング３６には、第１の媒体室３４と孔部３６ｃを介して連通された第２の媒体室３５が形成されている。第２の媒体室３５は、図７に示すように、ハウジング３６の外周に沿って円弧状に形成されており、第１の媒体室３４とともに、例えば、空気よりも粘性の高い粘性流体としてのシリコンオイルが充填されている。また、第２の媒体室３５に隣接して第１の空気室４４が形成されており、第２の媒体室３５と第１の空気室４４とは仕切り部材６によって仕切られている。この仕切り部材６の一部は弾性部材としてのゴム壁６１からなり、第２の媒体室３５の内圧変動によってゴム壁６１を弾性変形させることができるようになっている。また、第１の空気室４４に隣接して第２の空気室４５が形成されており、第１の空気室４４と第２の空気室４５とはハウジング３６によって仕切られ、ハウジング３６に設けられた孔部３６ｆを介して連通されている。
【００４４】
第１の媒体室３４は、遮蔽部材３１とハウジング３６とに囲まれて形成され、例えば、シリコンオイルが充填されており、バンド部材４を介して伝達された手首Ｒ付近の動脈の脈動により生じた張力変動を内圧変動に変換する。
第２の媒体室３５は、ハウジング３６に囲まれて形成され、孔部３６ｃを介して第１の媒体室３４と連通されている。また、第２の媒体室３５には、例えば、シリコンオイルが充填されており、第１の媒体室３４の内圧変動が孔部３６ａを介して第２の媒体室３５に伝達されるようになっている。また、第２の媒体室３５に孔部３６ｃを介して内圧変動が伝達されると、第２の媒体室３５内のシリコンオイルが内圧変動をゴム壁６１に伝達し、ゴム壁６１を弾性変形させる。
第１の空気室４４は、ハウジング３６に囲まれて形成された空間であり、第２の媒体室３５からゴム壁６１の変形によって伝達された内圧変動を体積変動に変換する。
第２の空気室４５は、ハウジング３６に囲まれて形成された空間であり、孔部３６ｆを介して第１の空気室４４と連通されている。
【００４５】
孔部３６ｃは、第１の媒体室３４の内圧が変化した場合、第２の媒体室３５との内圧の均衡を保つためのシリコンオイルの出入り口となり、脈拍検出部３を装着する検出装着部の筋肉の動きなど、脈拍に起因しない雑振動によるノイズのような高周波成分を含む張力変動がバンド部材４を介して第１の媒体室３４に入力された場合、孔部３６ｃの抵抗と第２の媒体室３５の容量に基づいて、入力された張力変動に含まれる高周波成分を除去するダンパの役目を果たし、高周波ノイズを除去する機能を有する。すなわち、第１の媒体室３４で受けた内圧変動は、孔部３６ｃを介して第２の媒体室３５に伝達される際に、この孔部３６ｃの働きにより、第１の媒体室３４で受けた内圧変動を少しずつ第２の媒体室３５に伝達させることとなり、細かい内圧変動（高周波振動）が除去されて第２の媒体室３５に伝達される。
【００４６】
孔部３６ｆは、第１の空気室４４の内圧が変化した場合、第２の空気室４５との内圧の均衡を保つための空気の出入り口となり、脈拍検出部３を装着する検出装着部の筋肉の動きなど、脈拍に起因しない雑振動によるノイズのような高周波成分を含む張力変動がバンド部材４を介して第１の空気室４４内に入力された場合、孔部３６ｆの抵抗と第２の空気室４５の容量に基づいて、入力された張力変動に含まれる高周波成分を除去するダンパの役目を果たし、高周波ノイズを除去する機能を有する。すなわち、第１の空気室４４で受けた内圧変動は、孔部３６ｆを介して第２の空気室４５に伝達される際に、この孔部３６ｆの働きにより、第１の空気室４４で受けた内圧変動を少しずつ第２の空気室４５に伝達させることとなり、細かい内圧変動（高周波振動）が除去されて第２の空気室４５に伝達される。
【００４７】
また、図６（ｂ）及び図７に示すように、第２の空気室４５の上方には、薄板状の金属板３７が設けられている。この金属板３７は、ハウジング３６とパネル部材３９との間でゴムリングＧ２を介して取り付けられており、第２の空気室４５の内圧変動により撓むようになっている。
金属板３７の上面には、圧電素子３８が貼り付けられている。圧電素子３８は、薄板円盤状に形成され、その上面には、図６（ｂ）及び図７に示すように、時計計時部１に接続されたリード線ＬがハンダＨによって取り付けられている。リード線Ｌは、例えば、金属板３７と圧電素子３８にそれぞれ取り付けられており、金属板３７が撓むことにより、圧電素子３８の表裏に生じた電位差を、リード線Ｌを介して検出するようになっている。
圧電素子３８は、金属板３７が撓むことにより、第２の空気室４５の内圧変動を検出し、検出した出力信号をＣＰＵ１０１に出力する。
更に、ハウジング３６の上面には、遮蔽部材３１と時計計時部１とを隔離するパネル部材３９が設けられている。このパネル部材３９には、開口部３９ａが形成されている。この開口部３９ａは、金属板３７が変形した際に、金属板３７の変形を電気信号に変換した信号を時計計時部１に伝達するために設けられたものである。
【００４８】
次に、実施形態２における脈拍測定の仕組みについて説明する。
図１に示すように、手首Ｒに腕時計２００のケース体２が手の甲側になるようにバンド部材４で装着した場合、前腕の中の尺骨Ｓ及び橈骨Ｔの近傍を流れる尺骨動脈及び橈骨動脈に直交する方向にバンド部材４が配されることとなる。
【００４９】
各動脈は、脈拍に同期して心臓から送り出される血液の圧力変動により、拡張と収縮を繰り返す。動脈が拡張すると、バンド部材４は、尺骨Ｓ及び橈骨Ｔに対して拡がる方向に力が作用し、動脈が収縮すると、バンド部材４は、拡がる方向に作用する力が開放され、戻ろうとする力が働く。このため、バンド部材４には、張力が作用するときと、張力から開放されるときとが交互に訪れる。この圧力変動は、バンド部材４及びケース体２を介して脈拍検出部３に伝達されるため、動脈が拡張したときは脈拍検出部３にはバンド部材４に作用する張力が伝達され、脈拍検出部３は手首Ｒに押し付けられる。
【００５０】
脈拍検出部３が手首Ｒに押し付けられると、脈動と連動して第１の媒体室３４の内圧が変動する。内圧変動によってシリコンオイルが動き、孔部３６ｃを通過して一部の高周波成分が除去され、第２の媒体室３５に流入する。シリコンオイルで飽和している第２の媒体室３５の中にシリコンオイルが流入することにより、第２の媒体室３５の内圧は上昇し、第２の媒体室３５内のシリコンオイルが、ゴム壁６１を押す。第２の媒体室３５内のシリコンオイルにより、ゴム壁６１が押されると、ゴム壁６１は弾性変形して第１の空気室４４側に湾曲した状態となる。これにより、第１の空気室４４内の体積が変化する。ここで、第２の媒体室３５内の内圧変動の大きさによってゴム壁６１の湾曲の度合いも変化するので、内圧変動の大きさに応じて体積変動の大きさも変化する。
第１の空気室４４の内圧変動によって生じた空気の流れは、孔部３６ｆを介して第２の空気室４５に流入する。第２の空気室４５に流入した空気の流れは、第２の空気室４５全域に広がり、金属板３７を押し上げる。金属板３７が押し上げられることにより、金属板３７は撓み、金属板３７に設けられた圧電素子３８は、中心が盛り上がるようにして全体的に変形する。
圧電素子３８が撓むと、その撓み量に応じた出力電圧が圧電素子３８からの出力信号となってＣＰＵ１０１に出力される。そして、ＣＰＵ１０１が、出力信号を受信するピッチを測定することにより、脈拍を算出して表示部１０３に表示させる。
【００５１】
実施形態２における腕時計２００によれば、腕時計２００を手首Ｒに装着すると、手首Ｒ付近の動脈の脈動によりバンド部材４には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室３４によって内圧変動に変換される。第１の媒体室３４の内圧変動は、シリコンオイル内を伝わり、孔部３６ｃを介して第２の媒体室３５に伝達される。内圧変動が第２の媒体室３５に伝達されると、第２の媒体室３５内のシリコンオイルは仕切り部材６のうちのゴム壁６１を押し、これによって、ゴム壁６１は弾性変形して第１の空気室４４の方向に湾曲する。ゴム壁６１が湾曲することにより、第１の空気室４４内の体積は減少する反面、内圧は上昇する。第１の空気室４４の体積変動は孔部３６ｆを介して第２の空気室４５に伝達される。内圧変動が第２の空気室４５に伝達されると、第２の空気室４５に設けられた金属板３７が撓み、これによって圧電素子３８には歪みが発生し、歪みの大きさに応じた電圧が発生する。そして、この電圧の大きさに基づいて脈拍が検出される。
これにより、第１の媒体室３４で受けた内圧変動は、孔部３６ｃを介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する内圧変動が第２の媒体室３５に伝達される。また、第１の空気室４４における体積変動は、孔部３６ｆを介することで細かい内圧変動（高周波振動）が除去され、測定しようとする脈拍変動に対応する体積変動が第２の空気室４５に伝達される。
よって、脈拍測定時に脈拍検出部３を装着する検出装着部の筋肉の動きなど、脈拍に起因しない雑振動によるノイズのような高周波成分を含む内圧変動を、簡単な機械的な構成で第２の空気室４５に伝達される前に容易に除去することができるので、良好な積分特性を得ることができ、脈拍測定の精度向上を図ることができる。
また、第２の媒体室３５の内圧変動をゴム壁６１を介して第１の空気室４４内の体積変動に変換し、この体積変動が第２の空気室４５に伝達されて、圧電素子３８が検出するので、内圧変動の検出精度を高めることができる。
【００５２】
（実施形態３）
次に、本発明に係る腕時計の実施形態３について図８及び図９を用いて説明する。なお、実施形態３の腕時計３００が実施形態２の腕時計２００と異なる点は、第１の空気室４４及び第２の空気室４５と独立し、第１の媒体室３４と仕切られた気体室を新たに設けた点であるため、第２の実施形態と異なる箇所について説明し、その他の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図９に示すように、第１の空気室４４に隣接して気体室５４が設けられている。第１の空気室４４と気体室５４とは仕切り壁６３によって仕切られており、第１の空気室４４の内圧変動が伝達されないように構成されている。気体室５４の底面は、弾性部材としてのゴム板７１からなり、このゴム板７１は、気体室５４と第１の媒体室３４とを仕切る仕切り板としての機能を有し、第１の媒体室３４の内圧変動により弾性変形するように構成されている。
【００５３】
次に、実施形態３における脈拍測定の仕組みについて説明する。
図１に示すように、手首Ｒに腕時計３００のケース体２が手の甲側になるようにバンド部材４で装着した場合、前腕の中の尺骨Ｓ及び橈骨Ｔの近傍を流れる尺骨動脈及び橈骨動脈に直交する方向にバンド部材４が配されることとなる。
【００５４】
各動脈は、脈拍に同期して心臓から送り出される血液の圧力変動により、拡張と収縮を繰り返す。動脈が拡張すると、バンド部材４は、尺骨Ｓ及び橈骨Ｔに対して拡がる方向に力が作用し、動脈が収縮すると、バンド部材４は、拡がる方向に作用する力が開放され、戻ろうとする力が働く。このため、バンド部材４には、張力が作用するときと、張力から開放されるときとが交互に訪れる。この圧力変動は、バンド部材４及びケース体２を介して脈拍検出部３に伝達されるため、動脈が拡張したときは脈拍検出部３にはバンド部材４に作用する張力が伝達され、脈拍検出部３は手首Ｒに押し付けられる。
【００５５】
脈拍検出部３が手首Ｒに押し付けられると、脈動と連動して第１の媒体室３４の内圧が変動する。第１の媒体室３４の内圧変動により、第１の媒体室３４の、例えば、空気よりも粘性の高い粘性流体としてのシリコンオイルは、ゴム板７１を押す。ゴム板７１が押されると、ゴム板７１は弾性変形して気体室５４側に湾曲した状態となった後、元の位置に復元する。このとき、第１の媒体室３４の内圧変動によってシリコンオイルが動き、孔部３６ｃを通過して一部の高周波成分が除去され、第２の媒体室３５に流入する。第１の媒体室３４と同様に、例えば、空気よりも粘性の高い粘性流体としてのシリコンオイルが充填されている第２の媒体室３５の中に第１の媒体室３４からシリコンオイルが流入することにより、第２の媒体室３５の内圧は上昇し、第２の媒体室３５内のシリコンオイルが、ゴム壁６１を押す。第２の媒体室３５内のシリコンオイルにより、ゴム壁６１が押されると、ゴム壁６１は弾性変形して第１の空気室４４側に湾曲した状態となる。これにより、第１の空気室４４内の体積が変化する。ここで、第２の媒体室３５内の内圧変動の大きさによってゴム壁６１の湾曲の度合いも変化するので、内圧変動の大きさに応じて体積変動の大きさも変化する。
第１の空気室４４の内圧変動によって生じた空気の流れは、孔部３６ｆを介して第２の空気室４５に流入する。第２の空気室４５に流入した空気の流れは、第２の空気室４５全域に広がり、金属板３７を押し上げる。金属板３７が押し上げられることにより、金属板３７は撓み、金属板３７に設けられた圧電素子３８は、中心が盛り上がるようにして全体的に変形する。
圧電素子３８が撓むと、その撓み量に応じた出力電圧が圧電素子３８からの出力信号となってＣＰＵ１０１に出力される。そして、ＣＰＵ１０１が、出力信号を受信するピッチを測定することにより、脈拍を算出して表示部１０３に表示させる。
【００５６】
実施形態３における腕時計３００によれば、腕時計３００を手首Ｒに装着すると、手首Ｒ付近の動脈の脈動によりバンド部材４には張力変動が生じる。この張力変動は、第１の媒体室３４によって内圧変動に変換される。このとき、張力変動によってゴム板７１が弾性変形し、気体室５４の方向に湾曲する。そして、ゴム板７１がその弾性力により元の位置に復元する際に、第１の媒体室３４内に張力変動を伝達する。
これにより、第１の媒体室３４に作用する張力変動は気体室５４の体積変動に変換され、その体積変動が内圧変動として第１の媒体室３４に伝達されるので、張力変動を第１の媒体室３４に直接伝達させる場合に比べて内圧変動の伝達ロスを減らすことができる。
よって、簡単な構造で圧電素子３８による内圧変動の検出精度を高めることができる。
【００５７】
なお、本発明に係る腕時計１００，２００は、上記二つの実施形態に限られるものではない。例えば、脈拍検出部３は、ケース体２を設けることなく、バンド部材４の裏面に直接設けてもよい。また、脈拍検出部３をケース体２又はバンド部材４に沿って移動可能となるように構成してもよい。また、時計以外の機能を有するものであってもよい。また、突出部３６ｄは、ハウジング３６と別個に形成されていてもよい。また、粘性流体としてシリコンオイルを用いたが、粘性の高い液体であればその他の液体を用いてもよい。また、空気室の数、形状、配置も任意であって発明の要旨を逸脱しない構造であれば、自由に設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明における実施形態１の腕時計の断面図である。
【図２】本発明における腕時計の内部構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は、本発明における実施形態１の腕時計の脈拍検出部の断面図である。（ｂ）は、本発明における実施形態１の腕時計の脈拍検出部の主要部を拡大して示した断面図である。
【図４】本発明における実施形態１の腕時計の脈拍検出部の平面図である。
【図５】本発明における実施形態１の腕時計において、孔部に加わる圧力を入力信号とみなし、金属板に加わる圧力を出力信号とみなしたときの機械的特性に基づいた機械回路図である。
【図６】（ａ）は、本発明における実施形態２の腕時計の脈拍検出部の平面図である。（ｂ）は、本発明における実施形態２の腕時計の脈拍検出部の主要部を拡大して示した断面図である。
【図７】本発明における実施形態２の腕時計の脈拍検出部の平面図である。
【図８】（ａ）は、本発明における実施形態３の腕時計の脈拍検出部の平面図である。（ｂ）は、本発明における実施形態３の腕時計の脈拍検出部の主要部を拡大して示した断面図である。
【図９】本発明における実施形態３の腕時計の脈拍検出部の平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  ケース体（装置本体）
３  脈拍検出部（生体情報検出部）
４  バンド部材
３４  第１の媒体室
３５  第２の媒体室
３６ｃ，３６ｆ  孔部
３７  金属板（検出手段）
３８  圧電素子（検出手段）
４４  第１の空気室
４５  第２の空気室
６  仕切り部材
６１  ゴム壁（弾性部材）
７１  ゴム板（弾性部材、気体室仕切り部材）
１００，２００，３００  腕時計（生体情報測定装置）
Ｒ  手首
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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