(57)【要約】【課題】簡単な構成で正確な脈波を検出することができる脈波検出装置と、運動中の装着者の脈拍数を検出する脈拍数検出装置を提供する。【解決手段】時刻と装着者の脈拍数を表示する表示部２１を備えた時計部２０に取付けられる時計バンド３０に、センサケース本体４１に収納された一対の発光素子と受光素子とを備えるとともに、上記センサケース本体４１の上面に、上記センサケース本体４１を時計バンド３０にスライド自在に固定するための係止部４５，４５と、位置決め用の突起部４６とを備えた脈波センサ４０を取付けた脈拍計数機能付き腕時計１０を用いて運動中の脈拍数を計測するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脈波検出手段と、この脈波検出手段を手首に固定するバンドとを備えた脈波検出装置であって、上記脈波検出手段を上記バンドの内側に、上記バンドの長さ方向に沿ってスライド自在に取付けて成ることを特徴とする脈波検出装置。
【請求項２】
上記脈波検出手段を、一対の発光素子と受光素子とを備え、装着者の手首の動脈から反射された発光素子からの反射光を受光素子で検出して、上記装着者の脈波を検出する脈波センサとしたことを特徴とする請求項１に記載の脈波検出装置。
【請求項３】
上記脈波検出手段のケースの上記バンド側の面の、上記バンドに設けられたバンド止め穴から覗ける位置に、上記ケースから突出する位置決め用の突起部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脈波検出装置。
【請求項４】
上記突起部を、上記脈波検出手段の感度の最良点に対応する位置に設けたことを特徴とする請求項３に記載の脈波検出装置。
【請求項５】
上記突起部の高さを上記バンド止め穴から突出する高さとしたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の脈波検出装置。
【請求項６】
上記突起部の頂上部に、上記突起部の位置を視認させるためのマーカーを設けたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の脈波検出装置。
【請求項７】
上記脈波検出手段の出力の大きさを表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の脈波検出装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の脈波検出装置と、上記脈波検出手段の出力に基づいて装着者の脈拍数を計数する演算手段と、上記計数された装着者の脈拍数を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする脈拍数検出装置。
【請求項９】
上記脈波検出手段の出力の大きさを上記表示手段に表示するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の脈拍数検出装置。
【請求項１０】
上記表示手段を上記バンドに装着したことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の脈拍数検出装置。
【請求項１１】
上記脈拍数を計数して表示する機能に加えて、時計機能を備え、上記表示手段に時刻を表示可能としたことを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれかに記載の脈拍数検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装着者の手首に装着された、装着者の脈波を検出する脈波検出装置と、上記脈波検出装置の出力から、上記装着者の脈拍数を計数して表示する脈拍数検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高齢化社会への移行や食生活の欧米化などに伴い、高血圧、糖尿病、心臓病、脳血管障害などの生活習慣病の増加が大きな社会問題となっている。このような生活習慣病の予防あるいは対処療法として、ウォーキングなどの個人レベルでの運動療法が盛んに行われている。このような運動療法においては、一般に、歩数計や運動カロリー計を携帯して運動量の目安としているが、最近では、運動時における脈拍数（心拍数）などをリアルタイムで計測して、上記運動者の心臓への負担度を推定する方法も提案されている。
上記脈拍数の計測には、通常、血管のある部位に赤外線あるいは近赤外領域の光を照射し、その反射光あるいは透過光から、上記装着者の脈波を検出する光学式の脈波センサが多く用いられている。図４（ａ）〜（ｃ）は、手首１に装着し、手首１の動脈２中の赤血球の動きを検出して装着者の脈波を計測する従来の脈波センサ５０の概略構成を示す図で、この脈波センサ５０は、発光素子５１と受光素子５２をセンサケース５３に収納したもので、装着者は、上記脈波センサ５０を、上記発光面５１ｓと受光面５２ｓがそれぞれ手首１の動脈２の直上近傍に位置するように、手首１の内側にベルト５４にて装着することにより、脈波を検出する（例えば、特許文献１参照）。
そして、上記脈波センサ５０で検出された脈波データは、信号ケーブル５５を介して、例えば、装着者の胸ポケットなどに収納される脈拍数演算表示装置５６に送られ、装着者の脈拍数が演算・表示される。装着者は、必要に応じて上記脈拍数演算表示装置５６を取出して運動中の脈拍数を確認し、運動量を増減したり、休息したりする。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３６０５３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、脈波センサ５０と脈拍数演算表示装置５６とが別体となる構成では、運動中の脈拍数の確認作業が面倒なだけでなく、脈波センサ５０をベルト５４にて手首１に装着しなければならないため、腕時計は脈波を測定する手首１とは別の手首にしなければならず、不便であった。
また、実際に手首の脈を取ってみてわかるように、手首に装着するタイプの脈波センサでは、センサを所定の位置に装着することが難しいといった問題点があることから、装着位置が多少ずれていても装着者の脈波を正確に検出するため、例えば、上記従来の脈波センサ５０のように、複数の受光素子５２を、発光素子５１を中心にして同心円状に対称に配置するなどの工夫が必要であった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で正確な脈波を検出することができる脈波検出装置と、運動中の装着者の脈拍数を検出する脈拍数検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、脈波検出手段と、この脈波検出手段を手首に固定するバンドとを備えた脈波検出装置であって、上記脈波検出手段を上記バンドの内側に、上記バンドの長さ方向に沿ってスライド自在に取付けて成ることを特徴とするものである。これにより、脈波検出手段の装着位置を容易に調整できるので、簡単な構成で正確な脈拍数を検出することが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の脈波検出装置において、上記脈波検出手段を、一対の発光素子と受光素子とを備え、装着者の手首の動脈から反射された発光素子からの反射光を受光素子で検出して、上記装着者の脈波を検出する脈波センサとしたものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の脈波検出装置において、脈波検出手段を所定の位置に確実に装着するため、上記脈波検出手段のケースの上記バンド側の面の、上記バンドに設けられたバンド止め穴から覗ける位置に、上記ケースから突出する位置決め用の突起部を設けたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の脈波検出装置において、上記突起部を、上記脈波検出手段の感度の最良点に対応する位置に設けたものである。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の脈波検出装置において、上記突起部の高さを上記バンド止め穴から突出する高さとし、運動中のセンサの位置ずれを防止するようにしたものである。
請求項６に記載の発明は、請求項３〜請求項５のいずれかに記載の脈波検出装置において、上記突起部の位置を分かり易くするため、上記突起部の頂上部に、上記突起部の位置を視認させるためのマーカーを設けたものである。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の脈波検出装置において、上記脈波検出手段の出力の大きさを表示する表示手段を備えたもので、これにより、脈波検出手段の装着位置精度を更に向上させることが可能となる。
【０００９】
また、請求項８に記載の発明は、装着者の脈拍数を計測して表示する脈拍数検出装置であって、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の脈波検出装置と、上記脈波検出手段の出力に基づいて装着者の脈拍数を計数する演算手段と、上記計数された装着者の脈拍数を表示する表示手段とを備えたものである。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の脈拍数検出装置において、上記脈波検出手段の出力の大きさを上記表示手段に表示するようにしたものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項８または請求項９に記載の脈拍数検出装置において、上記表示手段を上記バンドに装着したものである。
請求項１１に記載の発明は、請求項８〜請求項１０のいずれかに記載の脈拍数検出装置において、上記脈拍数を計数して表示する機能に加えて、時計機能を備え、上記表示手段に時刻を表示可能としたもので、これにより、本装置を腕時計としても使用することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１〜図３は、本発明の実施の形態に係る脈波検出装置を用いた脈拍計数機能付き腕時計１０の概略構成を示す図で、各図おいて、２０は時刻を表示するとともに、後述する装着者の脈拍数を表示する表示部２１を備えた時計部、３０は時計バンド、４０は装着者の手首１の動脈２中の赤血球の動きから装着者の脈波を検出する脈波センサ（脈波検出装置）で、上記時計部２０には、信号ケーブル４０ｋを介して送られた脈波センサ４０からの出力（脈波信号）に基づいて装着者の脈拍数を計数する演算回路（図示せず）が内蔵されており、上記演算された脈拍数は上記表示部２１に表示される。
脈波センサ４０は、センサケース本体４１と、このセンサケース本体４１の装着者の手首１に当接する面（以下、当接面という）４１ａ側に配置されたアクリル製の透明板４２と、この透明板４２の裏面側に配置された一対の発光素子４３と受光素子４４と、上記センサケース本体４１の時計バンド３０側の面（以下、上面という）４１ｂの幅方向の端部に設けられた係止部４５，４５と、上記上面４１ｂから上記時計バンド３０側に突出する位置決め用の突起部４６とを備えており、上記信号ケーブル４０ｋは、上記脈波センサ４０のセンサケース本体４１から係止部４５と時計バンド３０の隙間を通って時計部２０に接続されている。
【００１１】
上記係止部４５は、センサケース本体４１の上面４１ｂから時計バンド３０方向に突出する垂直片４５ａとこの垂直片４５ａの上端部から上記上面４１ｂに水平に延長する水平片４５ｂとから成る断面がＬ字状の部材で、図２（ａ）に示すように、上記垂直片４５ａと水平片４５ｂとの間に形成される空間に時計バンド３０の幅方向の端部を挿入して、脈波センサ４０を所定の位置、すなわち、装着者の手首１の動脈２上にスライドさせることにより、脈波センサ４０を時計バンド３０に固定する。
また、脈波センサ４０を所定の位置に確実に装着するため、上記突起部４６の位置を、時計バンド３０に設けられたバンド止め穴３０ｓから覗ける位置に設けることが望ましい。また、上記突起部４６の位置を、センサ感度の最良点、すなわち、発光素子４３の発光面４３ｓの中心と受光素子４４の受光面４４ｓの中心との中点の直上に設けるようにすれば、脈波センサ４０を確実に所定の位置に装着することが可能となる。
更に、上記突起部４６の高さを上記バンド止め穴３０ｓから突出する高さとし、図２（ｂ）に示すように、時計バンド３０の中央を指先で盛り上げながら、脈波センサ４０を時計バンド３０に沿ってスライドさせ、図２（ａ）に示すように、上記突起部４６を上記バンド止め穴３０ｓに挿入するようにすれば、脈波センサ４０は運動したときの振動等によりずれることはないので、運動中の脈波センサ４０の位置ずれ（図１のｘ−ｘ’方向のずれ）を確実に防止することができる。
なお、上記突起部４６頂上部に、上記突起部４６の位置を視認させるためのマーカー４６ｍを設けておけば、突起部４６の位置が更に分かり易くなるので、脈波センサ４０の位置調整を更に容易に行うことができる。なお、上記マーカー４６ｍとしては、十字マークなどの中心位置がわかるものや、種々の模様、あるいは、色を使用した目立つものがよい。
【００１２】
次に、脈拍計数機能付き腕時計１０の使用方法について説明する。
装着者は、時計バンド３０の適当な位置に、透明板４２が下側（手首１側）になるように上記脈波センサ４０を装着した後、時計バンド３０を軽く手首に装着する。そして、バンド止め穴３０ｓから見える、突起部４６頂上部に設けられたマーカー４６ｍの位置を目安として脈波センサ４０をスライドさせ、上記マーカー４６ｍの位置が手首１の動脈２上近傍にきた所で、上記突起部４６を最も近いバンド止め穴３０ｓから突出させて脈波センサ４０を時計バンド３０に固定する。
このとき、例えば、時計部２０の表示部２１に上記脈波センサ４０の出力の大きさに対応して長ささや本数が変化するバーなど表示して上記脈波センサ４０の出力の大きさを表示するようにすれば、脈波センサ４０の装着位置精度を更に向上させることができる。
脈波センサ４０の上記発光素子４３から手首１方向へ照射された近赤外線は、手首１の動脈２を流れる赤血球により反射されるので、この反射光を受光素子４４により検出することにより、装着者の脈波を検出することができる。上記検出された脈波データは、信号ケーブル４０ｋを介して、時計部２０の図示しない演算回路に送られ、この演算回路にて脈拍数を計数し上記表示部２１に表示する。このとき、上記表示部２１には、時刻と脈拍数の両方を表示するようにしてもよいし、一方を選択して表示するようにしてもよい。したがって、装着者は運動中の脈拍数を容易に確認できるとともに、時刻の確認も行うことができる。
【００１３】
このように、本実施の形態によれば、時刻と装着者の脈拍数を表示する表示部２１を備えた時計部２０に取付けられる時計バンド３０に、センサケース本体４１に収納された一対の発光素子４３と受光素子４４とを備えるとともに、上記センサケース本体４１の上面４１ｂに、上記センサケース本体４１を時計バンド３０にスライド自在に固定するための係止部４５，４５と、位置決め用の突起部４６とを備えた脈波センサ４０が取付けられた脈拍計数機能付き腕時計１０を用いて運動中の脈拍数を計測するようにしたので、脈波センサ４０を手首の所定の位置に精度よく装着でき、脈拍数を正確に計測できるとともに、運動中の脈拍数と時刻とを容易に確認することができる。
【００１４】
なお、上記実施の形態では、脈波センサとして、発光素子４３と受光素子４４をそれぞれ１個ずつ配置して成る脈波センサ４０を用いた場合について説明したが、本発明は、例えば、上記特許文献１に開示された受光素子５２が発光素子５１を中心にして同心円状に対称に配置された構成の脈波センサ５０などの他の構成の脈波センサにも適用可能である。
また、上記例では、突起部４６をセンサ感度の最良点の直上に設けたが、上記突起部４６を単にズレ止めにだけ使用し、別途脈波センサ４０の出力の大きさを表示する手段を設けて、脈波センサ４０の位置調整を行うようにしてもよい。
また、上記突起部４６に代えて、係止部４５の水平片４５ｂの一部をバンド幅方向に張り出させ、この張り出し部に上記マーカー４６ｍと同様のマーカーを設けるようにしてもよい。なお、このとき、上記マーカーの位置はセンサ感度の最良点の直上に設けることが好ましい。
また、上記例では、信号ケーブル４０ｋを係止部４５と時計バンド３０の隙間を通した例を示したが、信号ケーブル４０ｋのセンサケース本体４１から時計部２０に至る経路はこれに限るものではなく、時計バンド３０の下を通過させたりしてもよい。また、運動中に上記信号ケーブル４０ｋが振れることがないように、センサケース本体４１に振れ止め用の部材を設けて係止することが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、脈波検出手段と、この脈波検出手段を手首に固定するバンドとを備えるとともに、、上記脈波検出手段を上記バンドの内側に、上記バンドの長さ方向に沿ってスライド自在に取付けて装着者の脈波を検出するようにしたので、脈波検出手段の装着位置を容易に調整できる。したがって、簡単な構成で正確な脈拍数を検出することができる。
また、上記脈波検出手段の上記バンドに設けられたバンド止め穴から覗ける位置に、上記脈波検出手段を収納するケースから突出する位置決め用の突起部を設けるようにしたので、脈波検出手段を所定の位置に確実に装着できる。更に、上記突起部の高さを上記バンド止め穴から突出する高さに設定すれば、運動中の脈波検出手段の位置ずれを防止することができる。
また、上記脈波検出装置と、上記脈波検出手段の出力に基づいて装着者の脈拍数を計数する演算手段と、上記計数された装着者の脈拍数を表示する表示手段とを用いることにより、正確な脈拍数を検出して表示することのできる脈拍数検出装置を得ることができる。
更に、上記脈拍計数機能に加えて、時計機能を備え、上記表示手段に時刻を表示可能とし、腕時計の表示部に時刻と脈拍数が表示できるようにしたので、運動中に時刻と脈拍数とを容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る脈波検出装置を備えた脈拍計数機能付き腕時計の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る脈波センサの装着位置の調整方法を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る脈波センサの構成を示す図である。
【図４】従来の脈波センサの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１  手首、２  手首の動脈、１０  脈拍計数機能付き腕時計、
２０  時計部、２１  表示部、３０  時計バンド、３０ｓ  バンド止め穴、
４０  脈波センサ、４０ｋ  信号ケーブル、４１  センサケース本体、
４２  透明板、４３  発光素子、４４  受光素子、４５  係止部、４６  突起部、４６ｍ  マーカー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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