JP2002165769A - 表示装置 - Google Patents
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- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
容の採用によって運動強度や運動量の明瞭で適正な把握
を可能とした表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 被験者の個人情報を入力する入力部2
と、被験者の運動中の心拍あるいは脈拍を検出する拍動
センサー12と、前記入力部2からの個人情報に基づい
て被験者の1回拍出量を推定し前記拍動センサー12か
らの信号をカウントする演算部18を含む制御部14
と、該制御部14にて得られた運動中の被験者の心拍出
量(1分間の血流量)を表示する表示部3とを設けたも
ので、検出された被験者の運動中の心拍数から、個人情
報に基づいて適正に算出されて出力表示された心拍出量
という新しい指標によって、個人に相応しい適正運動量
を的確に把握して安全に運動を続行することができる
他、さらに、運動を始める動機付けや継続性の維持に寄
与できる。
Description
心拍出量(血流量)を表示する表示装置に関するもの
で、特に、自転車によるトレーニング中の心臓の負担度
合および運動量を把握するのに適する。
のペダリング中の運動量を測定および表示する種々の装
置が提案されて使用されている。最も簡便なものとして
は「万歩計」(登録商標)と称されるものがあり、上下
振動を検出して歩数や消費エネルギーを算出推定して表
示しているが、精度的には取るに足らないものであっ
た。そこで、被験者の個人情報と、被験者の運動中の速
度および心拍数とから、被験者に最適な運動継続方法を
指示する適正運動指示装置を備える特開平7−2462
55号公報に開示された第1従来例のものや、設置型自
転車の負荷ペダリングによりダイエットを目的とするト
レーニングシステムにおいて、負荷と運動時間から脂肪
消費量の累積値を演算してグラフ表示する表示手段を設
けた特開平9−173500号公報に開示された第2従
来例のものが提案され、精度の向上と運動状態に応じた
きめ細かな表示および指示が可能となってきた。
1従来例に開示されたものでは、運動中の移動距離や消
費エネルギーを光学的手段あるいは音声手段により表示
しつつ、被験者個人の運動特性に応じた最適な運動継続
方法を指示することが可能であるものの、表示されるの
が移動距離や消費エネルギーのみであり、運動中の被験
者にとっていまひとつ実感に乏しいものであった。ま
た、前記第2従来例に開示されたものでは、ダイエット
中の映像シミュレーションや脂肪消費量の累積値を分か
り易いグラフ表示にて行えて運動効果の目標の設定が容
易となったものの、センサー等の諸装置が室内用に設定
されて使用場所が限定される他、表示内容が被験者の心
拍数や運動時間および負荷といった単なる数値的な指標
のみで、被験者個人のばらつきについて何らの配慮もな
されていないことから、指標としても限界があった。
課題を解決して、屋外での使用にも適し、新しい尺度の
表示内容の採用によって運動強度や運動量の明瞭で適正
な把握を可能とした表示装置を提供することを目的とす
る。
者の個人情報を入力する入力部と、被験者の運動中の心
拍あるいは脈拍を検出する拍動センサーと、前記入力部
からの個人情報に基づいて被験者の1回拍出量を推定し
前記拍動センサーからの信号をカウントする演算部を含
む制御部と、該制御部にて得られた運動中の被験者の心
拍出量を表示する表示部とを設けた表示装置を解決手段
とするものである。また本発明は、前記表示部に、運動
中の被験者の心拍出量に加えて、累積心拍出量、体内血
液循環回数および運動強度表示部を設けたことを特徴と
する。また本発明は、前記入力部あるいは表示部に、運
動中における被験者の主観的快適度を入力する入力手段
を設置して、該入力手段からの情報により前記被験者の
1回拍出量を補正するように構成したことを特徴とす
る。また本発明は、前記表示装置を視認位置に取り付け
るとともに、ハンドルバーの握り部に前記拍動センサー
を設置したことを特徴とする自転車を解決手段とする。
また本発明は、前記拍動センサーが、左右のハンドルバ
ーの握り部にそれぞれ設置した電極間の電位差を検出す
る検出手段から構成されたことを特徴とするもので、こ
れらを課題解決のための手段とするものである。
明する。図1は本発明の表示装置における入力部および
表示部の全体平面図、図2は本発明の表示装置の概略ブ
ロック構成図、図3は本発明の表示装置を取り付けた自
転車の全体側面図、図4は図3の要部拡大図、図5は本
発明の表示装置における制御フロー図、図6は心拍と運
動との関係図である。本発明の表示装置は、図2に示す
ように被験者の個人情報を入力する入力部2と、被験者
の運動中の心拍あるいは脈拍を検出する拍動センサー1
2と、前記入力部2からの個人情報に基づいて被験者の
1回拍出量を推定し前記拍動センサー12からの信号を
カウントする演算部18を含む制御部14と、該制御部
14にて得られた運動中の被験者の心拍出量を表示する
表示部3とを設けたものである。
示装置1は上部の入力部2と下部の表示部3とを有す
る。入力部2には多数の押しボタンから構成される数種
類の入力部が配設され、男女差を識別する男女入力部
4、年代年齢を入力する年齢入力部5、身体情報を入力
する体重、身長入力部6および被験者の日常の運動量を
入力する運動量入力部7とから構成される。これらの入
力部を、後述する表示部のパネルに表示されたタッチパ
ネル方式とすることもできる。表示部3には、心拍出量
(血流量)と血液総量から血液循環数を数値表示する血
液循環数表示部8、運動中を通じて流れた総心拍出量を
表示する累積心拍出量表示部9およびレッドゾーン10
Bを設けて運動強度(きつさの指標)を表示する運動強
度表示部10が配設される。
の快適度を把握して前記個人情報に基づく被験者の1回
拍出量の推定算定値を補正できる快適ボタン11および
時計Tが配設される。前記快適ボタン11は現在の運動
が被験者にとって主観的に快適と感じられる場合に押下
されることによって、入力部2によって入力された個人
情報がそのまま使用されるが、例えば所定時間快適ボタ
ン11が押下されない場合、検出されている心拍数に基
づいて、現在の運動がきついか楽かを判断して前記個人
情報に基づく被験者の1回拍出量の推定算定値を補正す
る。快適ボタンとしては、きつい場合および楽な場合に
のみ押下する2つのボタンを配設してもよいし、これら
に加えて快適な場合にのみ押下するボタンを加えて配設
するように構成してもよい。これらの場合は、心拍数に
基づいて現在の運動がきついか楽かを判断する判断手段
を補正する。なお、前記時計Tは、現在の時刻を表示し
たり、運動時間の表示に切り換えることもできるし、心
拍数や後述する消費エネルギーの表示機能に切り換える
こともできる。
数および心拍出量ならびに1回拍出量の関係図(ミッチ
ェル等、1971年計測)である。図6(A)は1分間
の酸素摂取量に対する1分間の心拍出量(血流量)の関
係を示し、ほぼ直線的な関係で上昇することが理解され
る。図6(B)は1分間の酸素摂取量に対する1分間の
心拍数の関係を示し、これもほぼ直線的な関係で上昇す
ることが理解される。図6(C)は1分間の酸素摂取量
に対する1回拍出量の関係を示し、所定の酸素摂取量に
達するとそれ以降は1回拍出量はそれほど上昇しないこ
とが理解される。一般に、最大酸素摂取量のほぼ50%
の酸素摂取量の運動強度に達すると、最大1回拍出量に
対する%はほぼ100%に達することが分かっている。
つまり、運動強度が50%に達した段階で1回の拍出量
が最大のほほ一定値となるというものである。
構成図である。表示装置は心臓部である制御部14と入
力部2と電池19および表示部3とを本体部内に収納あ
るいは配設し、該本体部外に拍動センサー12および必
要に応じて速度センサー13(表示装置を自転車等の走
行装置に設置した場合に、自転車等の走行装置の速度を
検出することによって、運動量として走行距離を表示し
たり、制御部の電源断続を自動的に行ったりすることが
できる)を設けたものである。制御部14内には、電池
19の電源投入のもとで、入力部2から入力された前述
の個人情報を信号処理部17を通じて記憶するRAM1
6と、拍動センサー12から入力され信号処理部17を
通じて取り込んだ信号と前記個人情報とからROM15
のプログラムに基づいて必要な表示信号に演算する演算
部18とが配設される。演算部18で演算された表示信
号は表示部3に出力されて前述した各種情報が表示され
る。
り付けた自転車の全体側面図とその要部拡大図である。
前述した本発明の表示装置1における入力部2と表示部
3とからなる本体部を、自転車20の視認位置、好適に
はハンドルバー21の略中間部上に着脱自在に装着して
構成し、必要に応じて表示装置を取り外してジョギング
等に携行して使用することもできる。その場合は、拍動
センサー12として、胸部や手首に巻き付ける脈拍検出
センサーや、手指での血流変動から拍動を検出する赤外
線センサー等が用いられる。表示部や制御部の制御用の
電源としては、本体内に収納された電池を使用するか、
発電機により充電された二次電池等にリード線等により
接続される。本実施の形態では、図4の拡大図に示すよ
うに、拍動センサー12として、ハンドルバー21の左
右の握り部にそれぞれ設置した電極12、12間の電位
差を検出することで拍動を検出できる特性を利用して検
出手段を構成したものである。符号22は本体部と拍動
センサー12との間を接続するセンサケーブルを示す。
ロー図である。以下に詳述すると、ステップS1におい
て入力部2における各入力部4〜7により被験者の各種
個人情報(パラメータ)が入力される。運動開始前に、
これらの情報に基づいて、ステップS2において性別、
年齢および日常運動量から予測最大酸素摂取量(VO2
max)が算出される。ステップS3では性別、年齢、
身長、体重および日常運動量から予測最大1回拍出量
(SVmax)が算出される。ステップS4では性別、
年齢、身長、体重、日常運動量から予測総血液量(被験
者の体内にある血液の量:TBQ)が算出される。これ
らの算出データはステップS6にて記憶装置であるRA
M16に記憶される。
テップS7にて現在の心拍数、年齢から最大酸素摂取量
に対する現在の対最大値%(%VO2max)が算出さ
れる。つまり被験者の現在の酸素摂取量すなわち運動強
度がどのあたりにあるかが判定される。次いで、ステッ
プS8にて前記ステップS2およびS7の予測最大酸素
摂取量(VO2max)と最大酸素摂取量に対する現在
の対最大値%(%VO2max)から酸素摂取量(VO
2)が算出される。ステップS9では酸素摂取量(VO
2)から消費エネルギーを算出して、ステップS10に
て表示する。
する現在の対最大値%が算出されると、これに基づいて
ステップS11にて最大1回拍出量に対する現在の対最
大値%(%SVmax)が算出される。すなわち、現在
の1回の心拍による血流量が最大1回拍出量の何%程度
であるか(前述したように運動強度が50%程度に達す
ると、ほぼ最大1回拍出量100%に到達する)を算出
することにより、その算出結果をステップS12におい
て運動強度表示部10に表示する。運動強度表示部10
(図1)は扇形を呈しており、レッドゾーン10Bは、
ほぼ最大1回拍出量100%に到達する運動強度が50
%程度以上の過度な状態(きつい)を表示点灯させるも
のであり、適正範囲10Aにおける下方での表示点灯は
軽すぎる運動状態にあることを示し、レッドゾーン10
Bに近い適正範囲10Aでの点灯表示が適正で快適な運
動状態にあることを示すものである。
量(SVmax)と最大1回拍出量に対する現在の対最
大値%(%SVmax)とから、1回拍出量(SV)が
算出される。次いで、ステップS14にて1回拍出量
(SV)および現在の心拍数(HR(now))から1
分間の心拍出量(COQ)が算出推定され、ステップS
15にて前記1分間の心拍出量(COQ)および時間か
ら運動中における総心拍出量である累積心拍出量(TC
OQ)が算出される。さらにステップS16にて被験者
の前記予測総血液量(TBQ)および累積心拍出量(T
COQ)から血液循環数が算出推定される。そして、ス
テップS17において、ステップS15の累積心拍出量
(TCOQ)が表示部3における累積心拍出量表示部9
にて表示され、ステップS16の血液循環数が血液循環
数表示部8にて表示される。
情報によって運動を開始した後に、被験者が現在行って
いる運動について、きついか適正であるかあるいは楽す
ぎるかを主観的に感じた情報として、ステップS18に
おいて主観的運動強度ボタンである快適ボタンを押下す
ることによって、ステップS7に戻り、最大酸素摂取量
に対する現在の対最大値%の算出(被験者が個人情報と
して把握しているデータのパラメータと、運動開始時あ
るいは運動中のパラメータとの間にずれが生じても、現
在の運動中の負荷を快適と感じるかどうかで最大酸素摂
取量に対する現在の酸素摂取量の比率を補正変更す
る。)の際に補正を加えることで学習機能を持たせるこ
とが可能である。つまり、体力の学習を可能とした。か
くして、被験者は運動強度および血液の体内循環数とい
うきわめて分かり易く、新しい指標によって、適正運動
量を的確に把握して安全に運動を続行することができ
る。
てきたが、本発明の趣旨の範囲内で、入力部の入力形式
(入力ボタンの他に、表示部におけるタッチパネル形
式、メニュー選択形式等)、表示部の表示形式(LED
表示の他、液晶画面表示等)および各表示部の配列(血
液循環数表示部を切換え操作により心拍出量を表示する
ように構成することもできる)、快適ボタンの形式(運
動強度が快適以外のとき押下するもの、運動強度に応じ
て複数の選択ボタンを配設したもの、運動強度を無段階
でスライド摘みにて選定するもの等)、拍動センサーの
形式(電位差測定、赤外線測定、脈動検出等)およびそ
の配設位置(自転車等の走行車両への取付位置)ならび
に信号の採取形態(ハンドルバーの握りに添設したり、
握り端部に赤外センサーを設置したり、センサーを埋設
した専用の手袋や指サックを用いてもよい)、各信号の
演算形態等については適宜選定できる。
によれば、被験者の個人情報を入力する入力部と、被験
者の運動中の心拍あるいは脈拍を検出する拍動センサー
と、前記入力部からの個人情報に基づいて被験者の1回
拍出量を推定し前記拍動センサーからの信号をカウント
する演算部を含む制御部と、該制御部にて得られた運動
中の被験者の心拍出量を表示する表示部とを設けたこと
により、検出された被験者の運動中の心拍数から、個人
情報に基づいて適正に算出されて出力表示された心拍出
量という新しい指標によって、個人に相応しい適正運動
量を的確に把握して安全に運動を続行することができる
他、さらに、運動を始める動機付けや継続性の維持に寄
与することができる。
拍出量に加えて、累積心拍出量、体内血液循環回数およ
び運動強度表示部を設けた場合は、運動中に流れた血液
の総量と体内を流れた血液循環回数を明瞭に把握して、
運動効果の確認が行えるとともに、現在の運動の負荷に
対する自らの体力の把握と、今後の運動の継続形態の指
針を得ることができる。さらに、前記入力部あるいは表
示部に、運動中における被験者の主観的快適度を入力す
る入力手段を設置して、該入力手段からの情報により前
記被験者の1回拍出量を補正するように構成した場合
は、被験者が個人情報として把握しているデータのパラ
メータと、運動開始時あるいは運動中のパラメータとの
間にずれが生じても、現在の運動中の主観的な快適度の
入力で、最大酸素摂取量に対する現在の酸素摂取量の比
率を補正変更して学習機能を持たせることが可能とな
る。
に取り付けるとともに、ハンドルバーの握り部に前記拍
動センサーを設置した場合は、表示装置を自転車による
トレーニングの際に車体に簡便に取り付けて、普通に搭
乗するだけで、被験者の運動中の心拍数を容易に測定で
き、該心拍数と個人情報に基づいて適正に算出されて出
力表示された心拍出量というきわめて分かり易い指標に
より、個人に相応しい適正運動量を的確に把握し自転車
による運動を安全に続行することができる。また、前記
拍動センサーが、左右のハンドルバーの握り部にそれぞ
れ設置した電極間の電位差を検出する検出手段から構成
された場合は、被験搭乗者の左右の掌の微弱電位差を検
出すればよく、センサーの構造が簡素化される。かくし
て、屋外での使用にも適し、新しい尺度の表示内容の採
用によって運動強度の明瞭で適正な把握を可能とした表
示装置が提供される。
び表示部の全体平面図である。
面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 被験者の個人情報を入力する入力部と、
被験者の運動中の心拍あるいは脈拍を検出する拍動セン
サーと、前記入力部からの個人情報に基づいて被験者の
1回拍出量を推定し前記拍動センサーからの信号をカウ
ントする演算部を含む制御部と、該制御部にて得られた
運動中の被験者の心拍出量を表示する表示部とを設けた
表示装置。 - 【請求項2】 前記表示部に、運動中の被験者の心拍出
量に加えて、累積心拍出量、体内血液循環回数および運
動強度表示部を設けたことを特徴とする請求項1に記載
の表示装置。 - 【請求項3】 前記入力部あるいは表示部に、運動中に
おける被験者の主観的快適度を入力する入力手段を設置
して、該入力手段からの情報により前記被験者の1回拍
出量を補正するように構成したことを特徴とする請求項
1または2に記載の表示装置。 - 【請求項4】 前記請求項1ないし3のいずれかに記載
の表示装置を視認位置に取り付けるとともに、ハンドル
バーの握り部に前記拍動センサーを設置したことを特徴
とする自転車。 - 【請求項5】 前記拍動センサーが、左右のハンドルバ
ーの握り部にそれぞれ設置した電極間の電位差を検出す
る検出手段から構成されたことを特徴とする請求項4に
記載の自転車。
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