JP2019017765A - 携帯型電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池、および生体情報取得用の光電センサーを備えても、光電センサーの検出精度を維持可能な携帯型電子機器を提供する。【解決手段】リスト機器２００は、ケース３１と、前記ケース内に設けられた太陽電池８０と、前記ケース内に設けられ、前記太陽電池の受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄの平面視で、一部が前記太陽電池と重なる位置に配置された、生体情報を計測する生体情報測定部としての光センサー部４０と、を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、携帯型電子機器に関する。

従来、バンド等によって手首等の部位に装着され、装着者（ユーザー）の脈波等の生体情報を測定したり時計表示機能を備えたリスト機器などの携帯型電子機器が知られている。例えば特許文献１には、装着者の身体に装着し、搭載された脈波センサーや加速度センサーなどを用いて、生体情報や体動情報を取得する身体装着型生活支援装置が開示されている。この身体装着型生活支援装置では、種々のセンサーを動作させるための電力量が増加することから、例えば就寝中はユーザーに対するメッセージ表示をＯＦＦにする、もしくは就寝中は特定のセンサーをＯＦＦにするといった電源管理によって電源の消費を少なくする手法が提案されている。

特開２００６−３２０７３５号公報

しかしながら、携帯型電子機器の一例である特許文献１の身体装着型生活支援装置における電源管理では、消費電力量の大きなセンサーや多種のセンサーを搭載した場合、電源の電力量が不足することがあり、ユーザーは、計測ができなかったり充電動作が必要になったりなどの不便を強いられることがあった。これに対し、電源を確保するため、十分な発電量（充電量）を得ることが可能な太陽電池を搭載するなどの方策が考えられるが、太陽電池の配置位置によっては、太陽電池の平面積が十分に確保できず、十分な発電量を得ることができない虞があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る携帯型電子機器は、ケースと、前記ケース内に設けられた太陽電池と、前記ケース内に設けられ、前記太陽電池の受光面の法線方向からの平面視で、一部が前記太陽電池と重なる位置に配置された、生体情報を計測する生体情報測定部と、を備えている。

本適用例に係る携帯型電子機器によれば、平面視において、太陽電池と生体情報測定部の一部とを重ねて配置することにより、太陽電池の平面積を大きくすることができるため、発電量を多くすることができ、これに伴い電源への充電量も多くすることができる。これにより、電源の電力量が不足してしまう虞を減少させることができる。

［適用例２］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記平面視で、前記太陽電池の重心と、前記生体情報測定部の一部とが重なることが好ましい。

本適用例によれば、携帯型電子機器のバランスが向上し、ユーザーへの装着性を向上させることができる。

［適用例３］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記ケース内に設けられた表示部と、前記ケース内に設けられ、前記太陽電池と電気的に接続された二次電池と、を備え、前記太陽電池は、前記表示部の一部を覆い、前記太陽電池と前記二次電池との間に、前記表示部が配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、ユーザーは、二次電池に遮られることなく表示部の表示を視認することができる。

［適用例４］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記表示部と前記生体情報測定部との間に、前記二次電池が配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、発電のために太陽電池に向かって入射する光が、隙間などから侵入する洩れ光となって太陽電池側からケース内に侵入した、所謂迷光を二次電池によって遮光することができ、生体情報測定部に対する外光の影響を減少させることができる。

［適用例５］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記平面視で、前記太陽電池、前記表示部、および前記生体情報測定部が重なる領域を有していることが好ましい。

本適用例によれば、太陽電池の平面積を大きくすることができるため、発電量を多くすることができるとともに、携帯型電子機器のバランスが向上し、換言すればユーザーに携帯型電子機器を装着する際の、携帯型電子機器の重心位置が良好となり、ユーザーへの装着性を向上させることができる。

［適用例６］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記生体情報測定部は、前記ケースに備えられた測定窓部を備え、前記平面視で、前記測定窓部の一部と前記太陽電池とが重なる位置に配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、太陽電池の平面積を大きくすることができるため、発電量を多くすることができるとともに、携帯型電子機器のバランスが向上し、換言すればユーザーに携帯型電子機器を装着する際の測定窓部の位置が良好となり、ユーザーへの装着性を向上させることができる。

［適用例７］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記ケース内に設けられた回路基板を備え、前記受光面の法線方向と直交する方向からの断面視で、前記回路基板と前記生体情報測定部との距離よりも、前記回路基板と前記太陽電池との距離の方が短いことが好ましい。

本適用例によれば、回路基板と太陽電池との距離が短いことにより、太陽電池で発電した電力の送電ロスを抑制し、充電効率を高めることができる。

［適用例８］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記ケース内に設けられた回路基板を備え、前記受光面の法線方向と直交する方向からの断面視で、前記回路基板と前記生体情報測定部との距離よりも、前記回路基板と前記太陽電池との距離の方が長いことが好ましい。

本適用例によれば、回路基板と太陽電池との距離を長くすることにより、回路基板もしくは他の構成要素の発熱の影響を太陽電池が受け難くなる。これにより、太陽電池の昇温を抑制することができ、太陽電池における発電効率を高めることができる。

［適用例９］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記回路基板は、第１面と、前記第１面と異なる第２面とを備え、前記太陽電池は前記第１面に接続され、前記生体情報測定部は前記第２面に接続されていることが好ましい。

本適用例によれば、接続配線の引き回しを最小限とすることができるとともに、発電のために太陽電池に向かって入射する光が、隙間などから侵入する洩れ光となって太陽電池側からケース内に侵入した、所謂迷光を回路基板によって遮光することができ、生体情報測定部に対する外光の影響を減少させることができる。

［適用例１０］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記表示部を照明する照明部を備え、前記照明部は、前記回路基板の前記第１面に接続され、前記生体情報測定部は、前記回路基板の前記第２面に接続されていることが好ましい。

本適用例によれば、接続配線の引き回しを最小限とすることができるとともに、照明部から射出される光が回路基板によって遮光され、生体情報測定部に対する迷光の影響を減少させることができる。

［適用例１１］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、前記生体情報測定部は、発光部と受光部とを備え、前記平面視で、前記発光部は、前記受光部よりも外側に配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、発光部よりも内側に受光部があるため、外光の受光部への侵入を抑制することができ、生体情報測定部に対する外光の影響を減少させることができる。

携帯型電子機器としてのリスト機器を適用した運動支援システムの概要を示す概略構成図。 リスト機器の概略構成を示す表側（表示面側）からの外観斜視図。 リスト機器の概略構成を示す裏側からの外観斜視図。 リスト機器の構成を示す断面図。 リスト機器の構成を示す平面図。 リスト機器の概略構成を示す機能ブロック図。 リスト機器の構成要素の配置例１を示す部分断面図。 リスト機器の構成要素の配置例２を示す部分断面図。 太陽電池および光センサーの配置の変形例１を示す平面図。 太陽電池および光センサーの配置の変形例２を示す平面図。 太陽電池および光センサーの配置の変形例３を示す平面図。

以下、本発明に係るシステムの実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．本実施形態の手法
先ず、本発明に係る携帯型電子機器を適用したシステムの一例としての運動支援システムについて説明する。以下では、携帯型電子機器の一例として、例えばユーザーの手首に装着される脈波センサーや体動センサーを備えたリスト機器（ウェアラブル機器）を例示して説明する。

運動支援システムに用いられる携帯型電子機器としてのリスト機器には、表示部側に太陽電池を備え、ユーザーの生体情報としての脈波情報を取得する脈波センサーやユーザーの動作情報を取得する体動センサーが備えられている。さらに、リスト機器には、ユーザーの位置情報を取得する全地球的航法衛星システム（GNSS：Global Navigation Satellite System）などと呼ばれる位置情報衛星を用いた位置測位システムの一例としてのＧＰＳ（Global Positioning System）が備えられている。なお、携帯型電子機器としては、リスト機器に限らず、頸部や足首等、ユーザーの他の部位に装着されるウェアラブル機器としてもよい。

生体情報測定部の一例としての脈波センサーは、脈拍数などの脈波情報を取得することが可能である。脈波センサーとしては、例えば光電センサー（光センサー）が用いられる。この場合には、生体に対して照射された光の反射光または透過光を当該光電センサーで検出する手法等が考えられる。血管内の血流量に応じて、照射された光の生体での吸収量、反射量が異なるため、光電センサーで検出したセンサー情報は血流量等に対応した信号となり、当該信号を解析することで拍動に関する情報を取得することができる。ただし、脈波センサーは光電センサーに限定されず、心電計や超音波センサー等、他のセンサーを用いてもよい。

なお、光電センサー（光センサー）は、必要な光を受光し、且つ不要な光を遮光する必要があり、脈波センサーの例であれば、測定の対象物である被検体（特に測定対象の血管が含まれる部位）で反射された脈波成分を含む反射光を受光し、それ以外の光はノイズ成分となるため遮光することが必要となる。

体動センサーは、ユーザーの体動を検出するセンサーである。体動センサーとしては、加速度センサーや角速度センサー、あるいは方位センサー（地磁気センサー）や圧力センサー（高度センサー）等を用いることが考えられるが、他のセンサーを用いてもよい。

ＧＰＳは、全地球測位システムとも呼ばれ、複数の衛星信号に基づいて地球上の現在位置を測定するための衛星測位システムである。ＧＰＳは、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報とを使用して測位計算をおこないユーザーの位置情報を取得する機能、および時計機能における時刻修正機能を備えている。

２．運動支援システム
次に、図１を参照して、携帯型電子機器としてのリスト機器を適用した運動支援システムの構成について説明する。図１は、携帯型電子機器としてのリスト機器を適用した運動支援システムの概要を示す概略構成図である。

本実施形態に係る運動支援システム１００は、図１に示すように、生体センサー（光電センサー）としての脈波センサーやＧＰＳが備えられた検出装置である携帯型電子機器としてのリスト機器２００と、運動支援装置としての携帯機器３００と、携帯機器３００とネットワークＮＥを介して接続される情報処理装置としてのサーバー４００と、を含む。

リスト機器２００に備えられた全地球的航法衛星システムとしてのＧＰＳは、ＧＰＳ衛星８からの電波（衛星信号）を受信して内部時刻を修正したり、測位計算を行い位置情報を取得したりする機能を備えている。ＧＰＳ衛星８は、地球の上空において、所定の軌道上を周回する位置情報衛星の一例であり、航法メッセージが重畳された高周波の電波を地上に送信している。以降の説明では、航法メッセージが重畳された電波を衛星信号という。

ＧＰＳ衛星８からの衛星信号には、極めて正確なＧＰＳ時刻情報、および時刻誤差を補正するための時刻補正パラメーターが含まれている。リスト機器２００は、一つのＧＰＳ衛星８から送信された衛星信号（電波）を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメーターとを使用して時刻情報を取得することができる。

また、衛星信号には、ＧＰＳ衛星８の軌道上の位置を示す軌道情報も含まれている。リスト機器２００は、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報とを使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、リスト機器２００の内部時刻にある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。すなわち、リスト機器２００の三次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメーターに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、リスト機器２００は、例えば三つ以上のＧＰＳ衛星８からそれぞれ送信された衛星信号（電波）を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と軌道情報とを使用して測位計算を行い、現在地の位置情報を取得することができる。

運動支援装置としての携帯機器３００は、例えばスマートフォンやタブレット型の端末装置などで構成することができる。携帯機器３００は、光電センサーである生体センサーとしての脈波センサーが用いられたリスト機器２００と、例えばBluetooth（登録商標）通信などを例示することができる近距離無線通信や有線通信（不図示）等によって接続されている。携帯機器３００は、リスト機器２００からの計測情報を受信し、処理されたユーザーの脈波情報や体動情報、もしくは位置情報などを報知することができる。ただし、携帯機器３００は、例えば、リスト機器２００に含まれている、後述する光センサー部４０や体動センサー部１７０、もしくはＧＰＳ受信部１６０などを含むなど種々の変形実施が可能である。

なお、本実施形態におけるリスト機器２００および携帯機器３００は、Bluetoothの機能を有しており、携帯機器３００とリスト機器２００とは、Bluetooth通信は、例えばBluetooth Low Energy（Bluetooth 4.0 ともいう）によって接続されている。Bluetooth Low Energyは、省電力性が重視され、従来のバージョンに比べ大幅に省電力化することが可能となり、リスト機器の使用可能時間を長くすることが可能となる。

また、携帯機器３００は、ネットワークＮＥを介してＰＣ（Personal Computer）やサーバーシステム等のサーバー４００と接続されることができる。ここでのネットワークＮＥは、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、携帯電話通信網、近距離無線通信等、種々のネットワークＮＥを利用できる。この場合、サーバー４００は、リスト機器２００で計測された脈波情報や体動情報や携帯機器３００で処理したデータを、携帯機器３００からネットワークＮＥを介して受信し、記憶する処理記憶部として実現される。

なお、上述のような実施形態においては、リスト機器２００は、携帯機器３００との通信が可能であればよく、直接的にネットワークＮＥに接続する必要がない。よって、リスト機器２００の構成を簡略化することが可能になる。ただし、運動支援システム１００において、携帯機器３００を省略し、リスト機器２００とサーバー４００を直接接続する変形実施も可能である。この場合、リスト機器２００は、携帯機器３００に含まれている計測情報を処理する機能、および計測情報をサーバー４００に送信したりサーバー４００からの情報を受付けたりする機能を備える。

また、運動支援システム１００は、サーバー４００を含む構成により実現されるものには限定されない。例えば、運動支援システム１００で実施される処理や機能は、携帯機器３００により実現されてもよい。例えばスマートフォン等の携帯機器３００は、サーバーシステムに比べれば処理性能や記憶領域、バッテリー容量に制約があることが多いが、近年の性能向上を考慮すれば、十分な処理性能等を確保可能となることも考えられる。よって、処理性能等の要求が満たされるのであれば、携帯機器３００単独で本実施形態に係る運動支援システム１００で実施される処理や機能を実現することが可能である。

また、本実施形態に係る運動支援システム１００は、三つの装置により実現するものには限定されない。例えば、運動支援システム１００は、リスト機器２００、携帯機器３００、およびサーバー４００のうちの２以上の装置を含んでもよい。この場合、運動支援システム１００で実行される処理は、いずれか一つの機器において実行されてもよいし、複数の機器で分散処理されてもよい。また、本実施形態に係る運動支援システム１００が、リスト機器２００、携帯機器３００、およびサーバー４００とは異なる機器を含むことも妨げられない。さらに、端末性能の向上、あるいは利用形態等を考慮した場合、リスト機器２００により、本実施形態に係る運動支援システム１００を実現する実施形態とすることができる。

また、本実施形態の運動支援システム１００は、情報（例えばプログラムや各種のデータ）を記憶するメモリーと、メモリーに記憶された情報に基づいて動作するプロセッサーを含む。プロセッサーは、例えば各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよいし、あるいは各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。プロセッサーは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。ただしプロセッサーはＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種のプロセッサーを用いることが可能である。またプロセッサーはＡＳＩＣによるハードウェア回路でもよい。メモリーは、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーであってもよいし、レジスターであってもよいし、ハードディスク装置等の磁気記憶装置であってもよいし、光学ディスク装置等の光学式記憶装置であってもよい。例えば、メモリーはコンピューターにより読み取り可能な命令を格納しており、当該命令がプロセッサーにより実行されることで、運動支援システム１００の各部の機能が実現されることになる。ここでの命令は、プログラムを構成する命令でもよいし、プロセッサーのハードウェア回路に対して動作を指示する命令であってもよい。

３．リスト機器
次に、図２、図３、図４、図５、図６、図７、および図８を参照して、携帯型電子機器としてのリスト機器の構成について説明する。図２は、リスト機器の概略構成を示す表側（表示面側）からの外観斜視図である。図３は、リスト機器の概略構成を示す裏側からの外観斜視図である。図４は、リスト機器の構成を示す断面図である。図５は、リスト機器の構成を示す平面図である。図６は、リスト機器の概略構成を示す機能ブロック図である。図７は、リスト機器の構成要素の配置例１を示す部分断面図である。図８は、リスト機器の構成要素の配置例２を示す部分断面図である。

なお、以下のリスト機器２００の説明では、機器本体３０をユーザーに装着したとき、生体情報などの測定の対象部位となる対象物側に位置する側を「裏側、もしくは裏面側」、その反対側となる機器本体３０の表示面側を「表側、もしくは表面側」として説明する。また、測定される「対象物（対象部位）」を「被検体」ということがある。また、リスト機器２００のケース３１を基準として座標系を設定し、表示部５０の表示面に交差する方向であって、表示部５０の表示面側を表面とした場合の裏面から表面へと向かう方向をＺ軸正方向（＋Ｚ軸方向）としている。あるいは、光センサー部４０から表示部５０に向かう方向、あるいは、太陽電池８０を構成するパネルの受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄの法線方向においてケース３１から離れる方向をＺ軸正方向と定義してもよい。リスト機器２００が被検体に装着された状態では、上記Ｚ軸正方向とは、被検体からケース３１へと向かう方向に相当する。また、Ｚ軸に直交する２軸をＸＹ軸とし、特にケース３１に対してバンド部１０が取り付けられる方向をＹ軸に設定している。なお、受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄは、太陽電池８０に光が入射する面である。

図２は、バンド部１０が固定された状態であるリスト機器２００を、装着状態において被検体側となる裏側と反対側となる表側（表示部５０側）となる方向である＋Ｚ軸方向から見た斜視図である。また、図３は、図２と反対側となる裏側である−Ｚ軸方向から見た斜視図である。また、図４は、＋Ｙ軸方向から見たときの断面図である。

携帯型電子機器としてのリスト機器２００は、図２、図３、および図４に示すように、ユーザーの所与の部位（例えば手首などの測定の対象部位）に装着され、脈波情報や位置情報等を検出する。リスト機器２００は、ケース３１を含みユーザーに密着されて脈波情報等を検出する機器本体３０と、機器本体３０に取り付けられ機器本体３０をユーザーに装着するための一対のバンド部１０と、を有する。

ケース３１を含む機器本体３０には、表示部５０、表示部５０の外縁部に配置された＋Ｚ軸方向に向くパネルの受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄを含む環状の太陽電池８０、および生体情報測定部としての光センサー部４０（図４参照）に対応する測定窓部４５が設けられている。なお、＋Ｚ軸方向（受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄの法線方向）からの平面視で表示部５０と太陽電池８０の一部とが重なるように配置されてもよい。また、機器本体３０の外側面には複数の操作部（操作ボタン）５８が設けられ、表示部５０の外縁を環状に囲むように配置されたベゼル５７が設けられている。但し、リスト機器２００は、このような構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。

機器本体３０は、表側に開口したケース３１を有する。ケース３１の裏側には、ケース３１の裏側の面である裏面から突出する凸状部３２の頂部に光センサー部４０の測定窓部４５が設けられている。そして、＋Ｚ軸方向からの平面視において測定窓部４５に対応する位置に生体情報測定部としての光センサー部４０が配置され、透明カバー４４が測定窓部４５に挿入されている。なお、透明カバー４４は、凸状部３２の頂部から突出してもよい。また、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、測定窓部４５は、その少なくとも一部が太陽電池８０と重なる位置に配置されていることが好ましい。このように、光センサー部４０の測定窓部４５の少なくとも一部を、環状に設けられた太陽電池８０と重なる位置に配置することにより、太陽電池８０の平面積、即ち受光面積を大きくすることができるため、発電量を多くすることができるとともに、リスト機器２００のバランスが向上し、換言すればユーザーにリスト機器２００を装着する際の測定窓部４５の配置位置が良好となり、ユーザーへのリスト機器２００の装着性を向上させることができる。

なお、ケース３１は、例えばステンレススチールなどの金属、もしくは樹脂などによって形成することができる。なお、ケース３１の構成は、一体に限らず複数の部位に分割した構成、例えば、ユーザーへの装着側に裏蓋が設けられている二体構造のケース３１としてもよい。

機器本体３０には、機器本体３０の表側に位置するケース３１の開口の外縁に＋Ｚ軸方向に突出して立設された突起部３４の外周側に、ベゼル５７が設けられるとともに、このベゼル５７の内側に内部構造を保護する天板部分としての透明板である風防板（本例ではガラス板）５５が設けられる。風防板５５は、太陽電池８０の受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄに正対する方向、換言すれば＋Ｚ軸方向から見た平面視で、ケース３１の開口を塞ぐように配置されている。風防板５５は、パッキンや接着剤などの接合部材５６によってケース３１の突起部３４の内縁側に取り付けられている。そして、ケース３１とケース３１の開口を塞ぐ風防板５５とに囲まれたケース３１の内側に、閉空間である内部空間３６が設けられる。

なお、風防板５５は、ガラス板に限らず、表示部５０を閲覧可能な透光性部材であり、表示部５０を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ６０）など、内部空間３６に収容される要素部品を保護可能な程度の強度を有する部材であれば、透明のプラスチックなど、ガラス以外の材料とすることができる。

そして、ケース３１内の内部空間３６に、図４に示すように、リスト機器２００を構成する要素部品である、例えば回路基板２０、体動センサー部１７０（図６参照）に含まれるセンサーとしての方位センサー２２や加速度センサー２３、ＧＰＳアンテナ２８、光センサー部４０、表示部５０を構成する液晶ディスプレイ（以下、表示パネル６０）、表示パネル６０の照明部６１、二次電池７０（リチウム二次電池）、および太陽電池８０などが収納されている。ただし、機器本体３０は、図４に示す構成に限定されず、例えば標高などを算出するための気圧センサーや温度を測定するための気温センサーなどの他のセンサーやバイブレータなどを追加してもよい。また、回路基板２０には、上述した要素部品との接続配線、リスト機器２００を構成する各センサーや表示部５０などを制御する制御回路や駆動回路などを含む制御回路であるＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、および他の回路素子２４が接続されている。

内部空間３６に配置されたリスト機器２００を構成する要素部品のうち、回路基板２０、光センサー部４０、表示パネル６０、二次電池７０、および太陽電池８０は、風防板５５側から、太陽電池８０、表示パネル６０、回路基板２０、二次電池７０、光センサー部４０の順に配置されている。なお、太陽電池８０は、表示部５０の少なくとも一部を覆うように配置されている。

このように、ケース３１内における要素部品の配置により、太陽電池８０と二次電池７０との間に、表示部５０を構成する表示パネル６０が配置される。このような配置により、ユーザーは、二次電池７０に遮られることなく表示部５０の表示を容易に視認することができる。

また、太陽電池８０と光センサー部４０との間に表示部５０を構成する表示パネル６０が配置されることにより、発電のために太陽電池８０に向かって入射する光が、隙間などから侵入する洩れ光となって太陽電池８０側からケース３１内に侵入した、所謂迷光を表示パネル６０によって遮光することができ、光センサー部４０に対する外光（迷光）の影響を減少させることができる。

また、上述のようなケース３１内における要素部品の配置により、表示部５０と、光センサー部４０との間に二次電池７０が配置される。このような配置により、発電のために太陽電池８０に向かって入射する光が、隙間などから侵入する洩れ光となって太陽電池８０側からケース内に侵入した、所謂迷光を二次電池７０によって遮光することができ、光センサー部４０に対する外光の影響を減少させることができる。

また、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、太陽電池８０、表示部５０を構成する表示パネル６０、および光センサー部４０が重なる領域を有していることが好ましい。このようにそれぞれが重なるように配置することにより、リスト機器２００のバランスを維持しつつ、太陽電池８０の平面積を大きくすることができるため、発電量を多くすることができる。また、リスト機器２００のバランス（重心位置）が良好となり、ユーザーへの装着性を向上させることができる。

なお、図７に示すように、回路基板２０、光センサー部４０、および太陽電池８０は、＋Ｚ軸方向（受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄの法線方向）と直交する方向である−Ｙ軸方向からの断面視で、回路基板２０と光センサー部４０との距離Ｌ１（回路基板２０と光センサー部４０との最短距離）よりも、回路基板２０と太陽電池８０との距離Ｌ２（回路基板２０と太陽電池８０との最短距離）の方が長くなるような配置とすることが好ましい。このように、回路基板２０と太陽電池８０との距離Ｌ２を長くすれば、回路基板２０もしくは他の構成要素の発熱の影響を太陽電池８０が受け難くなる。即ち、太陽電池８０の昇温を抑制することができ、太陽電池８０における発電効率の低下を抑制することができる。

また、図８に示すように、回路基板２０、光センサー部４０、および太陽電池８０は、＋Ｚ軸方向（受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄの法線方向）と直交する方向である−Ｙ軸方向からの断面視で、回路基板２０と光センサー部４０との距離Ｌ１（回路基板２０と光センサー部４０との最短距離）よりも、回路基板２０と太陽電池８０との距離Ｌ２（回路基板２０と太陽電池８０との最短距離）の方が短くなるように配置することとしてもよい。このように、回路基板２０と太陽電池８０との距離Ｌ２を短くすれば、太陽電池８０で発電した電力の送電ロスを抑制し、充電効率を高めることができる。

また、ケース３１内において、太陽電池８０と光センサー部４０との間に回路基板２０が配置されることにより、発電のために太陽電池８０に向かって入射する光が、隙間などから侵入する洩れ光となって太陽電池８０側からケース３１内に侵入した、所謂迷光を回路基板２０によって遮光することができ、光センサー部４０に対する外光（迷光）の影響を減少させることができる。

以下、図６に示す機能ブロック図も併せて参照しながら、それぞれの要素部品について説明する。

回路基板２０は、第１面としての表面２０ｆと、表面２０ｆと異なる面であり表面２０ｆの反対側の面となる第２面としての裏面２０ｒとを含み、端部が回路ケース７５によってケース３１内に取り付けられている。回路基板２０の表面２０ｆには、体動センサー部１７０に含まれるセンサーとしての方位センサー２２や加速度センサー２３や制御回路としてのＣＰＵ２１などが実装され、裏面２０ｒには他の回路素子２４などが実装されている。

そして、表示パネル６０および太陽電池８０は、それぞれフレキシブル基板などで構成される接続配線部６３、および接続配線部８１を介して回路基板２０の表面２０ｆに接続されている。また、光センサー部４０は、フレキシブル基板などで構成される接続配線部４６を介して表面２０ｆの反対側の面である回路基板２０の裏面２０ｒに電気的に接続されている。このような配置とすることにより、接続のための配線の引き回しを最小限とすることができるとともに、発電のために入射する光が、太陽電池８０側から洩れ光となってケース内に侵入した迷光を、回路基板２０によって遮光することができ、光センサー部４０に対する外光の影響を減少させることができる。なお、回路ケース７５は、二次電池７０などを案内することができる。

体動センサー部１７０に含まれる方位センサー（地磁気センサー）２２や加速度センサー２３は、ユーザーの体の動きに係る情報の検出、即ち体動情報を検出することができる。方位センサー（地磁気センサー）２２や加速度センサー２３は、ユーザーの体動に応じて変化する信号である体動検出信号を出力し、制御回路としてのＣＰＵ２１に送信する。

ＣＰＵ２１は、ＧＰＳアンテナ２８を含むＧＰＳ受信部１６０を制御する回路、光センサー部４０を駆動し脈波を測定する回路、表示部５０（表示パネル６０）を駆動する回路、体動センサー部１７０を駆動し体動情報を検出する回路、および太陽電池８０における発電回路、を制御する制御回路などを構成する。そして、ＣＰＵ２１は、それぞれの部位で検出された脈波情報や体動情報、またはユーザーの位置情報などを、必要に応じて通信部２９に送信する。

ＧＰＳアンテナ２８は、ＧＰＳ受信部１６０に信号処理部６６とともに含まれ、複数の衛星信号を受信する。信号処理部６６は、ＧＰＳアンテナ２８が受信した複数の衛星信号に基づいて測位計算を行い、ユーザーの位置情報として取得する。

通信部２９は、ＣＰＵ２１から送信された脈波情報や体動情報、もしくはユーザーの位置情報を、必要に応じて携帯機器３００などに送信する。

生体情報測定部としての光センサー部４０は、脈波等を検出するものであり、受光部４１、および受光部４１の両側、換言すれば、平面視で受光部４１よりも外側（ケース３１の外周側）に配置された複数（本形態では二つ）の発光部４２を含む。このように、発光部４２よりも内側に受光部４１を配置することにより、ケース３１の外周側から侵入する外光の受光部４１への侵入を抑制することができ、光センサー部４０に対する外光の影響を減少させることができる。なお、発光部４２は、二つに限らず、単数、もしくは、三つ以上であってもよい。受光部４１、および二つの発光部４２は、センサー基板４３の一方面に取り付けられており、例えば光硬化性樹脂などで構成され、光を透過する部材で構成された透明カバー４４で覆われている。透明カバー４４は、受光部４１、および二つの発光部４２に対応する領域を含む部分がケース３１に設けられた測定窓部４５に挿入されている。なお、透明カバー４４は、ケース３１の凸状部３２の頂部から突出してもよい。

光センサー部４０は、前述したように発光部４２から射出された光が被検体（測定の対象物）に対して照射され、その反射光が受光部４１で受光されることによって脈波情報を検出することができる。光センサー部４０は、発光部４２および受光部４１を含む脈波センサーにより検出された信号を、脈波検出信号として出力する。光センサー部４０としては、例えば光電センサーが用いられる。この場合には、生体（ユーザーの手首）に対して、発光部４２から照射された光の反射光または透過光を、受光部４１によって検出する手法等が考えられる。このような手法では、血管内の血流量に応じて、照射された光の生体での吸収量、反射量が異なるため、光電センサーで検出したセンサー情報は血流量等に対応した信号となり、当該信号を解析することで拍動に関する情報を取得することができる。ただし、脈波センサーは光電センサーに限定されず、心電計や超音波センサー等、他のセンサーを用いてもよい。

また、光センサー部４０の少なくとも一部は、図５に示すように、太陽電池８０の受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄに正対する方向（＋Ｚ軸方向）から見た平面視で、環状に形成された太陽電池８０に重なる位置に配置されている。ここで、光センサー部４０は、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、透明カバー４４の外縁までの領域、もしくはセンサー基板４３の外縁までの領域を含む。本形態では、環状に形成された太陽電池８０にセンサー基板４３が重なっている。なお、「重なる」とは、＋Ｚ軸方向から見た平面視で太陽電池８０と光センサー部４０とが重なる面積をＳとするとＳ＞０となる状態を指す。

このように、＋Ｚ軸方向からの平面視で、光センサー部４０の少なくとも一部が、環状に配置された太陽電池８０と重なる位置に配置されることにより、太陽電池８０の平面積を大きくすることができるため、発電量を多くすることができ、これに伴い電源への充電量も多くすることができる。

また、光センサー部４０の少なくとも一部が、図５に示すように、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、太陽電池８０の重心Ｇと重なるように配置されていることが好ましい。このような光センサー部４０および太陽電池８０の配置により、機器本体３０のバランス（重心位置）が良好となり、ユーザーへの装着性を向上させることができる。なお、重心Ｇは、質量中心と言い換えることができ、立体物の場合は立体物の構造内に定義される場合や、空間に定義される場合がある。また、重心と重なるとは、所定の方向から見た場合に、重心の位置を２次元的な平面や所定の対象物に投映したときに重なる状態と定義する事ができる。

表示部５０は、風防板５５を介して、風防板５５の直下に設けられる表示パネル６０等の表示体に表示される数字やアイコン、もしくは時刻表示用指針などの表示をユーザーが視認可能な構成とする。つまり本実施形態では、検出した生体情報や運動状態を表す情報、あるいは時刻情報等の種々の情報を表示パネル６０を用いて表示し、当該表示を表側（＋Ｚ軸方向）からユーザーに提示する。なお、表示体としては、液晶ディスプレイである表示パネル６０に替えて、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electrophoretic Display）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイなどを用いることができる。

照明部６１は、表示パネル６０のバックライトとして機能する。照明部６１は、回路基板２０の第１面としての表面２０ｆに接続されている。照明部６１が、このように回路基板２０に接続されることにより、接続のための配線の引き回しを最小限とすることができるとともに、照明部６１から射出される光が回路基板２０によって遮光され、光センサー部４０に対する迷光の影響を減少させることができる。

二次電池７０は、両極の端子が接続基板（不図示）などによって回路基板２０に接続され、電源を制御する回路へ電源を供給する。電源は、この回路で所定の電圧に変換されるなどして各回路へ供給され、光センサー部４０を駆動し脈拍を検出する回路、表示パネル６０を駆動する回路、各回路を制御する制御回路（ＣＰＵ２１）などを動作させる。二次電池７０への充電は、コイルばねなどの導通部材（不図示）により回路基板２０と導通された一対の充電端子を介して行われたり、太陽電池８０によって発電された電力を用いて行われたりする。

太陽電池（Solar cell）８０は、光起電力効果を利用し、太陽光などの外光の光エネルギーを電力に変換して発電する。本実施形態の太陽電池８０は、風防板５５と表示パネル６０との間にあって、４つのパネルに分割されて配置され、それぞれのパネルの受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄが、＋Ｚ軸方向に向くように配置されている。太陽電池８０は、表示パネル６０の外縁側（表示部５０の外縁部）に位置し、中央部が貫通孔となった、所謂環状（リング状）をなして構成されている。換言すれば、太陽電池８０は、ケース３１の外縁に沿った外周、および該外周よりも周長が短い内周を有している。なお、本構成では、四つのパネルを用いた環状の太陽電池８０を例示しているが、太陽電池８０は、一体のパネルで構成されてもよい。また、太陽電池８０が複数のパネルで構成される場合のパネルの数量は問わない。また、太陽電池８０を構成するパネルの形状は問わない。また、太陽電池８０はパネルでなくフィルムで構成されても良い。

記憶部１８０は、ＣＰＵ２１の制御によって、光センサー部４０による脈波等の生体情報、ＧＰＳ受信部１６０による位置情報、および体動センサー部１７０による体動情報などを記憶する。

上述した携帯型電子機器としてのリスト機器２００によれば、＋Ｚ軸方向からの平面視で、光センサー部４０の少なくとも一部が、環状に配置された太陽電池８０と重なる位置に配置されることにより、機器本体３０のバランス（重心位置）を崩すことなく太陽電池８０の平面積を大きくすることができるため、ユーザーへの装着性を向上させつつ、発電量を多くすることができ、これに伴い電源への充電量を多くすることができる。これらにより、電源（二次電池７０）の電力量が不足してしまうことにより、計測ができなかったり充電動作が必要になったりするなどの不具合を減少させることができる。

３．１．太陽電池および光センサーの配置の変形例
なお、上述では、環状の太陽電池８０が、表示パネル６０の外縁側に配置され、＋Ｚ軸方向からの平面視で太陽電池８０の中心部側に光センサー部４０が配置されている構成を示して説明したが、太陽電池８０および光センサー部４０の配置構成は、これに限らない。太陽電池８０の配置と構成（形状）および光センサー部４０の配置は、例えば、次の変形例に示すような構成とすることが可能である。なお、太陽電池８０および光センサー部４０の配置構成は、変形例に限定するものではなく他の構成とすることができる。以下、図９から図１１を参照して、太陽電池および光センサーの配置の変形例１から変形例３を順次説明する。なお、図９〜図１１は、太陽電池および光センサーの配置の変形例を示す平面図であり、図９は変形例１を示し、図１０は変形例２を示し、図１１は変形例３を示す。

（変形例１）
先ず、図９を参照して、太陽電池および光センサーの配置の変形例１について説明する。図９に示すように、変形例１に係る太陽電池８０は、前述した実施形態と同様に、風防板５５と表示パネル６０（図４参照）との間にあって、表示パネル６０の外縁側に位置し、分割配置された四つのパネルのそれぞれのパネルの受光面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄが、＋Ｚ軸方向に向くように配置されている。太陽電池８０は、中央部が円形の貫通孔となる環状（リング状）となるように構成され、その中央部分に表示部５０が構成される。なお、太陽電池８０は、分割されない一体のパネルで構成されてもよい。

ここで、光センサー部４０１は、発光部４２１および受光部４１１が接続されたセンサー基板４３１と、それらを覆う透明カバー４４１と、透明カバー４４１の一部が挿入された測定窓部４５１とを含む。光センサー部４０１は、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、光センサー部４０１の重心ＰＧが−Ｙ軸方向にずれた位置に配置されている。これにより、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、光センサー部４０１の少なくとも一部、本構成では−Ｙ軸方向のほぼ半分が太陽電池８０に重なっている。

本変形例１の配置によれば、＋Ｚ軸方向からの平面視で、光センサー部４０１の少なくとも一部が、環状に配置された太陽電池８０と重なる位置に配置されることにより、機器本体３０のバランス（重心位置）を崩すことなく太陽電池８０の平面積を大きくすることができるため、ユーザーへの装着性を向上させつつ、発電量を多くすることができ、これに伴い電源への充電量を多くすることができる。

（変形例２）
次に、図１０を参照して、太陽電池および光センサーの配置の変形例２について説明する。図１０に示すように、変形例２に係る太陽電池８０１は、風防板５５と表示パネル６０（図４参照）との間にあって、外周側が円弧状の外縁をなし、中央側がＹ軸に沿った略直線状の外縁をなす半円状の一つのパネルによって構成されている。なお、太陽電池８０１は、ケース３１の＋Ｘ軸側（３時側）に配置されている。したがって、表示部５０１は、ケース３１の−Ｘ軸側（９時側）に配置される。また、太陽電池８０１を構成するパネルの受光面８０ｉは、＋Ｚ軸方向に向くように配置されている。

ここで、光センサー部４０は、発光部４２および受光部４１が接続されたセンサー基板４３を少なくとも含み、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、ケース３１の中央部に配置されている。即ち、光センサー部４０は、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、太陽電池８０１のＹ軸に沿った略直線状の外縁側と一部が重なるように配置されている。なお、光センサー部４０の構成は、上述した実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。

本変形例２の配置によれば、＋Ｚ軸方向からの平面視で、光センサー部４０の少なくとも一部が、半円状に配置された太陽電池８０１と重なる位置に配置されることにより、機器本体３０のバランス（重心位置）を崩すことなく太陽電池８０１の平面積を大きくすることができるため、ユーザーへの装着性を向上させつつ、発電量を多くすることができ、これに伴い電源への充電量を多くすることができる。

なお、リスト機器２００をユーザーの手首に装着したとき、ケース３１の＋Ｘ軸側（３時側）は、ユーザーの指先側に位置することが多く、ユーザーの衣類（袖）が掛かり難い位置になることから、変形例２のように、ケース３１の＋Ｘ軸側（３時側）に太陽電池８０１を配置することにより、太陽光を受光することができる確率を高めることができ、より効率的な発電を行うことができる。

（変形例３）
次に、図１１を参照して、太陽電池および光センサーの配置の変形例３について説明する。図１１に示すように、変形例３に係る太陽電池８０２は、風防板５５と表示パネル６０（図４参照）との間にあって、外周側が円弧状の外縁をなし、中央側がＸ軸に沿った略直線状の外縁をなす半円状の一つのパネルによって構成されている。なお、太陽電池８０２は、ケース３１の＋Ｙ軸側（１２時側）に配置されている。したがって、表示部５０２は、ケース３１の−Ｙ軸側（６時側）に配置される。また、太陽電池８０２を構成するパネルの受光面８０ｎは、＋Ｚ軸方向に向くように配置されている。

ここで、光センサー部４０は、発光部４２および受光部４１が接続されたセンサー基板４３を少なくとも含み、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、ケース３１の中央部に配置されている。即ち、光センサー部４０は、＋Ｚ軸方向から見た平面視で、太陽電池８０２のＸ軸に沿った略直線状の外縁側と一部が重なるように配置されている。なお、光センサー部４０の構成は、上述した実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。

本変形例３の配置によれば、＋Ｚ軸方向からの平面視で、光センサー部４０の少なくとも一部が、半円状に配置された太陽電池８０２と重なる位置に配置されることにより、機器本体３０のバランス（重心位置）を崩すことなく太陽電池８０２の平面積を大きくすることができるため、ユーザーへの装着性を向上させつつ、発電量を多くすることができ、これに伴い電源への充電量を多くすることができる。

なお、上述した実施形態では、位置情報衛星を用いた位置測位システムの一例として、全地球的航法衛星システム（GNSS：Global Navigation Satellite System）が備える位置情報衛星としてＧＰＳ衛星８を用いたＧＰＳを例示して説明したが、これはあくまで一例である。全地球的航法衛星システムは、ガリレオ（EU）、GLONASS（ロシア）、北斗（中国）などの他のシステムや、SBASなどの静止衛星や準天頂衛星などの衛星信号を発信する位置情報衛星を備えるものであればよい。即ち、リスト機器２００は、ＧＰＳ衛星８以外の衛星を含む位置情報衛星からの電波（無線信号）を処理して把握される日付情報、時刻情報、位置情報および速度情報のいずれか一つを取得する構成であってもよい。なお、全地球的航法衛星システムは、地域航法衛星システム（RNSS：Regional Navigation Satellite System）とすることができる。

８…ＧＰＳ衛星、１０…バンド部、２０…回路基板、２０ｆ…第１面としての表面、２０ｒ…第２面としての裏面、２１…ＣＰＵ、２２…方位センサー、２３…加速度センサー、２４…回路素子、２８…ＧＰＳアンテナ、２９…通信部、３０…機器本体、３１…ケース、３２…凸状部、３４…突起部、３６…内部空間、４０…生体情報測定部としての光センサー部、４１…受光部、４２…発光部、４３…センサー基板、４４…透明カバー、４５…測定窓部、４６…接続配線部、５０…表示部、５５…風防版、５６…接合部材、５７…ベゼル、５８…操作部（操作ボタン）、６０…表示パネル、６１…照明部、６３…接続配線部、７０…二次電池、７５…回路ケース、８０…太陽電池、８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ…受光面（パネル）、８１…接続配線部、１００…運動支援システム、１６０…ＧＰＳ受信部、１７０…体動センサー部、１８０…記憶部、２００…携帯型電子機器としてのリスト機器、３００…運動支援装置としての携帯機器、４００…サーバー（情報処理装置）、ＮＥ…ネットワーク、Ｌ１，Ｌ２…距離、Ｇ…太陽電池の重心、ＰＧ…光センサーの重心。

Claims (11)

1. ケースと、
   前記ケース内に設けられた太陽電池と、
   前記ケース内に設けられ、前記太陽電池の受光面の法線方向からの平面視で、一部が前記太陽電池と重なる位置に配置された、生体情報を計測する生体情報測定部と、を備えている、
   携帯型電子機器。
2. 請求項１において、
   前記平面視で、前記太陽電池の重心と、前記生体情報測定部の一部とが重なる、
   携帯型電子機器。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記ケース内に設けられた表示部と、
   前記ケース内に設けられ、前記太陽電池と電気的に接続された二次電池と、を備え、
   前記太陽電池は、前記表示部の一部を覆い、
   前記太陽電池と前記二次電池との間に、前記表示部が配置されている、
   携帯型電子機器。
4. 請求項３において、
   前記表示部と前記生体情報測定部との間に、前記二次電池が配置されている、
   携帯型電子機器。
5. 請求項３または請求項４において、
   前記平面視で、前記太陽電池、前記表示部、および前記生体情報測定部が重なる領域を有している、
   携帯型電子機器。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項において、
   前記生体情報測定部は、前記ケースに備えられた測定窓部を備え、
   前記平面視で、前記測定窓部の一部と前記太陽電池とが重なる位置に配置されている、
   携帯型電子機器。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項において、
   前記ケース内に設けられた回路基板を備え、
   前記受光面の法線方向と直交する方向からの断面視で、前記回路基板と前記生体情報測定部との距離よりも、前記回路基板と前記太陽電池との距離の方が短い、
   携帯型電子機器。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項において、
   前記ケース内に設けられた回路基板を備え、
   前記受光面の法線方向と直交する方向からの断面視で、前記回路基板と前記生体情報測定部との距離よりも、前記回路基板と前記太陽電池との距離の方が長い、
   携帯型電子機器。
9. 請求項８において、
   前記回路基板は、第１面と、前記第１面と異なる第２面とを備え、
   前記太陽電池は前記第１面に接続され、前記生体情報測定部は前記第２面に接続されている、
   携帯型電子機器。
10. 請求項８または請求項９において、
    前記表示部を照明する照明部を備え、
    前記照明部は、前記回路基板の前記第１面に接続され、前記生体情報測定部は、前記回路基板の前記第２面に接続されている、
    携帯型電子機器。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか一項において、
    前記生体情報測定部は、発光部と受光部とを備え、
    前記平面視で、前記発光部は、前記受光部よりも外側に配置されている、
    携帯型電子機器。

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