JP3492044B2 - 脈波計測装置における表示方法、及び脈波計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時刻情報の表示や
脈拍数の表示などといった複数のモードを選択できる脈
波計測装置において、脈拍数などの脈波情報の計測モー
ドの選択が行われた以降、実際に計測が開始されるまで
の間、表示装置で行う表示の方法、及びこの方法を用い
た脈波計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】時刻情報を表示する時計モードに加え
て、脈拍数などといった脈波情報を計測するモード（脈
拍計モード）も選択できる脈波計測装置（携帯用電子機
器）では、まず、脈波情報の計測モードに切り換える操
作を行った後、脈波信号を検出するための発光素子及び
受光素子を指の表面に装着し、しかる後に、脈波情報の
計測を開始するための外部操作を行う。この間、表示装
置では、ハートのマークの点滅表示や脈波信号に似せた
一定の波形の表示を行うようになっている。

【０００３】また、脈波情報の計測モードに切り換わっ
てから、脈波情報を求めるためのデータ処理回路に電力
が供給され、それ以降、脈波信号に対する処理が可能に
なるように構成されている場合には、データ処理回路に
おける処理が可能になるまでは、表示装置にその旨の情
報が表示し、脈波信号に対する処理が可能になった以
降、脈波信号の計測を開始するようにとの外部操作が行
われるまでハートのマークを点滅表示させる場合もあ
る。

【０００４】従って、いずれの場合にも、ハートのマー
クの点滅表示などといった表示が行われているときに
は、脈波情報の計測の待機状態である旨を視認できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
脈波計測装置では、脈波情報の計測を開始する前には、
脈波情報の計測を現在行っていない旨の表示が行われる
だけであるため、使い勝手が悪い。すなわち、脈波計測
装置では、脈波信号を検出するための発光素子や受光素
子の指への装着状態などによってその検出結果の信頼性
が著しく変動するにもかかわらず、脈波情報の計測を実
際に開始してみなければ、発光素子や受光素子の装着状
態の良否がわからない。このため、脈波情報を計測し損
なうことがあり、かかる失敗は、マラソン時の脈波情報
の計測などといった場合には、再計測を行えないので、
致命的なトラブルである。

【０００６】そこで、脈波情報の計測を開始する前から
脈拍数を表示する方法が考えられる。しかしながら、こ
の方法では、脈波情報の計測結果の信頼性までは確認で
きない。脈拍数は、脈波信号の交流成分の周波数から求
めるため、発光素子や受光素子の装着状態が悪くても、
脈波信号に交流成分が含まれていれば脈拍数として何ら
かの数値が求まるので、発光素子や受光素子の装着状態
の良否を確実には確認できないからである。

【０００７】かかる問題点に鑑みて、本発明の課題は、
脈波情報の計測を開始する前に発光素子や受光素子の装
着状態の良否を確実に確認できる脈波計測装置における
表示方法、及びそれを用いた脈波計測装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる問題点を解消する
ために、本発明では、時間の計測とともに、生体から検
出した脈波信号に基づいてデータ処理手段によって脈拍
数などの脈波情報を求め、該脈波情報の時間的変化を表
示装置に表示する脈波計測装置において、外部操作に基
づいて脈波情報の計測モードに切り換わった以降、時間
の計測を開始するようにとの外部操作が行われた後には
前記表示装置に前記脈波情報を表示し、時間の計測を開
始するようにとの外部操作が行われるまでは、前記表示
装置に前記脈波信号の原波形をグラフィック表示するこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明では、外部操作に基づいて脈波情報
の計測モードに切り換わった以降、前記データ処理手段
において前記脈波情報を求める処理が可能になるまで
は、前記表示装置にその旨の情報を表示し、前記データ
処理手段において前記脈波情報を求める処理が可能にな
ってから時間の計測を開始するようにとの外部操作が行
われるまでは、前記表示装置に前記脈波信号の原波形を
グラフィック表示することが好ましい。

【００１０】本発明において、前記脈波信号の原波形を
グラフィック表示するときには、前記脈波信号の波形が
所定の振幅となるように増幅するとともに、その増幅レ
ベルも前記表示装置に表示することが好ましい。

【００１１】本発明において、前記脈波信号の原波形の
グラフィック表示は、通常負荷時には、新たに計測した
前記脈波信号に基づく原波形の表示に書き換える一方、
前記表示装置でのバックライトの点灯時またはアラーム
報音時等の重負荷時には、それ以降、重負荷状態が解除
されるまで、現在表示している波形の表示に固定するこ
とが好ましい。

【００１２】かかる表示方法を実現するために、本発明
に係る脈波計測装置には、所定の情報を表示可能な表示
装置と、生体からの脈波信号を検出するセンサと、該セ
ンサが検出した脈波信号に基づいて前記表示装置に表示
すべき脈拍数などの脈波情報を求めるとともに、前記脈
波信号の原波形を前記表示装置にグラフィック表示する
ための波形変換を行うデータ処理手段と、外部操作に基
づいて前記脈波情報の計測モードと他のモードとの間で
切り換えを行うモード切換手段と、脈波情報の計測モー
ドにおいて外部操作に基づいて時間の計測を開始するよ
うに指令する時間計測開始指令手段と、脈波情報の計測
モードに切り換わった以降、前記時間計測開始指令手段
から時間の計測を開始するようにとの指令があったか否
かを判断し、該指令があったと判断したときには前記デ
ータ処理手段によって求めた前記脈波情報を前記表示装
置に表示させ、前記時間計測開始指令手段から前記時間
の計測を開始するようにとの指令がないと判断したとき
には、前記データ処理手段によって求めた前記脈波信号
の原波形を前記表示装置にグラフィック表示させる表示
制御手段とを設けることを特徴とする。

【００１３】本発明において、前記データ処理手段は、
外部操作に基づいて前記脈波情報の計測モードに切り換
えられたときに電力が供給されて前記脈波信号に対する
処理が可能になるように構成し、前記表示制御手段は、
前記脈波情報の計測モードに切り換えられた以降、前記
データ処理手段において前記脈波信号に対する処理が可
能になるまではその旨の情報を前記表示装置に表示さ
せ、前記データ処理手段において前記脈波信号に対する
処理が可能になってからは、前記時間計測開始指令手段
から時間の計測を開始するようにとの指令があったと判
断したときには、前記データ処理手段によって求めた前
記脈波情報を前記表示装置に表示させ、前記時間計測開
始指令手段から前記時間の計測を開始するようにとの指
令がないと判断したときには、前記データ処理手段によ
って求めた前記脈波信号の原波形を前記表示装置にグラ
フィック表示させるように構成することが好ましい。

【００１４】本発明において、前記表示制御手段には、
前記脈波信号の原波形をグラフィック表示するときの波
形の振幅を多段階に切り換える波形信号増幅手段を設
け、前記表示制御手段は、前記脈波信号の原波形をグラ
フィック表示するときには、前記表示装置に現在表示し
ている前記脈波信号の原波形の増幅レベルを表示するよ
うに構成することが好ましい。

【００１５】本発明において、さらに、前記表示装置で
のバックライトの点灯時、またはアラーム報音時等の重
負荷状態にあるか否かを監視する負荷状態監視手段を設
け、前記表示制御手段は、通常負荷状態のときには、新
たに計測した脈波信号に基づいて該脈波信号の原波形を
グラフィック表示し、重負荷状態のときには、それ以
降、該重負荷状態が解除されるまで、現在表示している
波形を表示するように構成することが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図面に基づいて、本発明の一実施
例を説明する。

【００１７】（全体構成）図１は、本例の腕装着型脈波
計測装置の全体構成を示す説明図である。

【００１８】図１において、本例の腕装着型脈波計測装
置１（携帯用電子機器）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（脈波信号検出部）とから大略構成されてい
る。装置本体１０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（ユニット固定手段）によ
って遮光されながら人差し指の根元から指関節までの間
に装着されている。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。

【００１９】（装置本体の構成）図２は、本例の腕装着
型脈波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
計測装置を３時の方向からみた側面図である。

【００２０】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（表示装置）が構成されている。この液晶表示装
置１３には、表示面の左上側に位置する第１のセグメン
ト表示領域１３１、右上側に位置する第２のセグメント
表示領域１３２、右下側に位置する第３のセグメント表
示領域１３３、及び左下側に位置するドット表示領域１
３４が構成されており、ドット表示領域１３４では、各
種の情報をグラフィック表示可能である。

【００２１】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、この表
示装置に対する制御や検出信号に対する信号処理などを
行なう制御部５が構成されている。制御部５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。

【００２２】時計ケース１１の外周部及び表面部には、
時刻合わせ、モードの切換、ラップタイムや脈波情報の
計測を開始する旨の操作などを行うためのボタンスイッ
チ１１１〜１１７が構成されている。

【００２３】腕装着型脈波計測装置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の制御部５に入力している。

【００２４】腕装着型脈波計測装置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１
２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、また、転んでも手の甲を時計ケース１１に
ぶつけることがない。

【００２５】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。

【００２６】（装置本体の腕への装着構造）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。

【００２７】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を左の手首
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
ため、腕が細くても、裏面部１１９及び回転止め部１０
８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。

【００２８】（センサユニットの構成）図４は、本例の
センサユニットの断面図である。

【００２９】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の裏側に裏蓋３０２が
被されることによって、内側に部品収納空間３００が構
成されている。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、ＬＥＤ３
１、フォトトランジスタ３２、その他の電子部品が実装
されている。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、各回路基板３５のパターン上にはんだ付け
されている。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。このように配置すると、外光がフォトトラン
ジスタ３２に届きにくいという効果がある。

【００３０】センサユニット３０では、センサ枠３６の
上面部分（実質的な脈波信号検出部）にガラス板からな
る透光板３４によって光透過窓が形成され、この透光板
３４に対して、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３４１（指表
面との接触面／センサ面）に指表面を密着させると、Ｌ
ＥＤ３１は、指表面の側に向けて光を発するとともに、
フォトトランジスタ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。ここ
で、透光板３４の外側表面３４１と指表面との密着性を
高める目的に、透光板３４の外側表面３４１は、その周
囲部分３６１から突出している構造になっている。

【００３１】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、４５０ｎｍに発光ピ
ークを有し、その発光波長領域は、３５０ｎｍから６０
０ｎｍまでの範囲にある。かかる発光特性を有するＬＥ
Ｄ３１に対応させて、本例では、フォトトランジスタ３
２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、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。

【００３２】このように構成したセンサユニット３０
を、図５に示すように、センサ固定用バンド４０（図５
には図示を省略してある。）によって指の根元に装着
し、この状態で、ＬＥＤ３１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
って光の一部が吸収され、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。

【００３３】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、すなわ
ち、約７００ｎｍ以下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。その理由は、外光に含まれる波長領域が
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、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、３５０ｎｍから１２００ｎｍまでの範囲に及
ぶ。この場合には、図５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１μ
ｍの波長の光による検出結果に基づいて脈波を検出する
ことになるので、外光の変動に起因する誤検出が起こり
やすい。

【００３４】また、約７００ｎｍ以下の波長領域の光を
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。その理由として、血液中の
ヘモグロビンは、波長が３００ｎｍから７００ｎｍまで
の光に対する吸光係数が、従来の検出光である波長が８
８０ｎｍの光に対する吸光係数に比して数倍〜約１００
倍以上大きいため、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）が高いと考
えられる。

【００３５】なお、図５において、３８は、透光板３４
の周りに配置されている人体アース用端子である。

【００３６】（装置本体とセンサユニットとの接続構
造）図１及び図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を着脱できるようになっている。従って、コネクタ
ピース８０をコネクタ部７０から外せば、腕装着型脈波
計測装置１を通常の腕時計やストップウォッチとして用
いることができる。但し、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で外した状態
で用いるときには、コネクタ部７０を保護する目的に、
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。 このように構成したコネクタ構造では、コネクタ部７０
が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。

【００３７】コネクタ部７０とコネクタピース８０とに
よって構成されたコネクタ部分での電気的な接続は、図
６に示すとおりである。

【００３８】図６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７５１〜
７５６に対応して、コネクタピース８０には、電極部８
３１〜８３６（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ＬＥＤ３１
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８３４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７５１
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である。

【００３９】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り、コネクタピ
ース８０をコネクタ部７０に装着すると、その旨の信号
がコネクタ部７０を介して装置本体１０の制御部５に入
力されているようになっている。

【００４０】電極部８３６は、センサユニット３０にお
いて人体アース用端子３８を介し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。

【００４１】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も、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。従って、コネクタピース８０をコネ
クタ部７０から外したときに、静電気によって高い電位
にあるものが電極部８３１、８３２、８３３、８３４に
触れても、その電荷は、第１及び第２のキャパシタＣ
１、Ｃ２に蓄積されるので、ＬＥＤ３１及びフォトトラ
ンジスタ３２は、破損しない。また、コネクタピース８
０をコネクタ部７０に装着すれば、自動的に脈波信号を
検出可能な状態になる。

【００４２】（制御部の全体構成）図７は、本例の腕装
着型脈波計測装置の装置本体の内部に構成されている制
御部の説明図である。

【００４３】図７において、制御部５には、２つのＩＣ
５０、５６が設けられている。なお、図７では、制御部
５が行う動作は、そのＣＰＵに格納されているプログラ
ムに基づいて行われるので、その機能についてはブロッ
ク図として表してある。

【００４４】ＩＣ５６は、水晶発振子及び可変コンデン
サを備える発振回路からの信号に基づいて計時動作を行
う計時部５６１、液晶表示装置１３で所定の表示を行う
ための電圧を得るための液晶表示用昇圧回路５４１、及
び液晶表示装置１３を駆動する液晶表示用駆動回路５６
２などが構成されている。また、ＩＣ５６には、腕装着
型脈波計測装置１を時計モード、通常のストップウォッ
チ機能、及び脈波情報の計測を行う脈拍計モードに切り
換えるための制御を行うモード切換部５６４と、そのと
きのモードに合わせて液晶表示装置１３で表示すべき情
報処理を制御する表示制御部53とが構成されている。

【００４５】制御部５では、電池５９に対して容量素子
５２８、５５８が並列に配線接続されている状態にあ
り、そのうち、容量素子５２８は、ＩＣ５６の内部に構
成されているメモリ５６３などに対するバックアップ用
のコンデンサである。一方、容量素子５５８は、ＩＣ５
０の内部に構成されているメモリ５０１などに対するバ
ックアップ用のコンデンサである。

【００４６】装置本体１０の内部には、電池５９の端子
間電圧を検出してその検出結果をＩＣ５６に入力するた
めの電圧検出器５４３が構成され、電池５９の端子間電
圧が低下したとき、液晶表示装置１３でその旨の表示を
行うようになっている。装置本体１０の内部には、報知
音を発生するための圧電素子５８、及びＩＣ５６から出
力された電圧を昇圧して圧電素子５８に供給するための
コイルを備える報知音発生用昇圧回路５８０も構成され
ている。

【００４７】（データ処理部の構成） ＩＣ５０には、センサユニット３０からの入力結果に基
づいて脈拍数などを求めるデータ処理部５５が構成され
ており、データ処理部５５は、脈拍数などの脈波情報を
ＩＣ５６（表示制御部53）に出力することによって、か
かる情報を液晶表示装置１３に表示可能としている。

【００４８】すなわち、図８にデータ処理部の機能の一
部をブロック図で示すように、データ処理部５５では、
センサユニット３０からケーブル２０を介して入力され
た信号をオペアンプからなる増幅部５５０で増幅した
後、Ａ／Ｄ変換器からなる脈波信号変換部５５１がデジ
タル信号に変換して脈波信号記憶部５５２に出力するよ
うになっている。脈波信号記憶部５５２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５５３は、脈波信号記憶部５５２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５５４に入力するよう
になっている。脈波成分抽出部５５４は、脈波信号演算
部５５３からの入力信号から脈波成分を抽出して脈拍数
演算部５５５に出力し、この脈拍数演算部５５５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
結果を表示制御部５３を介して液晶表示装置１３に出力
するようになっている。この動作を行うためのクロック
信号は、ＩＣ５６から出力されている。

【００４９】また、データ処理部５５において、表示制
御部５３には、脈波信号変換部５５１によってデジタル
信号化された脈波信号に基づいて、脈波信号の原波形を
液晶表示装置１３においてグラフィック表示（スイープ
表示）するための波形データ変換部５３０、スイープ表
示処理部５３２、および表示切換部５３３も構成されて
いる。さらに、表示制御部５３には、脈波信号のレベル
を監視する振幅レベル監視部５３１が構成され、波形デ
ータ変換部５３０には、振幅レベル監視部５３１での監
視結果に基づいて、波形データに変換するときの増幅率
を多段階に切り換える波形信号増幅部５３６が構成され
ている。振幅レベル監視部５３１での監視結果におい
て、波形信号の振幅が小さいときには、波形信号をより
大きな増幅率で増幅して、脈波信号の原波形を液晶表示
装置１３において適正な大きさでグラフィック表示する
ためである。但し、後述するように、利用者は、脈波信
号の原波形をみてセンサユニット３０の指への装着状態
を確認するので、表示制御部５３は、このときの増幅レ
ベルも液晶表示装置１３に表示するようになっている。
さらに、表示制御部５３には、負荷状態を監視する負荷
状態監視部５３５も構成されている。液晶表示装置１３
においてＥＬバックライトを点灯した時、アラーム報音
時等の重負荷時には、脈波信号を正確に検出できないの
で、本例では、波形データ変換部５３０から出力された
波形データは、波形データ記憶部５３４に記憶され、負
荷状態監視部５３５での監視結果において、重負荷状態
であるときには、重負荷状態が解除されるまで、表示切
換部５３３は、新たに計測した脈波信号に基づく原波形
のグラフィック表示に代えて、現在表示している波形を
固定した状態でグラフィック表示するためである。

【００５０】データ処理部５５及びセンサユニット３０
には、腕装着型脈波計測装置１が通常の腕時計として使
用されているときには電力が供給されておらず、腕装着
型脈波計測装置１が脈拍計として機能する脈波情報の計
測モードになったときに電力が供給され、データ処理部
５５では、脈波信号変換部５５１を構成するＡ／Ｄ変換
器に対して動作周期の設定などといった初期化処理が行
われる。

【００５１】このように構成したデータ処理部５５の動
作は、モード切換部５６４からの指令に基づいて制御さ
れる。かかる動作の内容を、図９に示すフローチャート
を参照して説明する。

【００５２】図９において、ステップＳＴ１では、外部
操作に基づいて、モード切換部５６４が腕装着型脈波計
測装置１のモードを脈波情報の計測モードに切り換える
と、ステップＳＴ２では、データ処理部５５及びセンサ
ユニット３０に対して電力が供給される。この計測モー
ドへの切換は、コネクタ部７０のコネクタピース８０を
装着するという外部操作によっても行われる。

【００５３】続いて、ステップＳＴ３では、脈波信号変
換部５５１を構成するＡ／Ｄ変換器に対して動作周期の
設定などといった初期化処理が行われる。本例では、脈
波信号変換部５５１において行われる脈波信号に対する
デジタル化は、４秒周期で行われるので、この変換が終
了するまで、ステップＳＴ４で待機する。この間、液晶
表示装置１３では、後述するとおり、その旨の表示が行
われる。

【００５４】次に、１周期分の脈波信号に対するデジタ
ル化が終了した後、ステップＳＴ５において、表示制御
部５３は、時間の計測を開始するようにとの外部操作が
行われた否かを判断する。この外部操作として、本例で
は、脈波情報の計測モードに切り換えられた以降に、装
置本体１０表面の上側に位置するボタンスイッチ１１７
が押されると、表示制御部５３は、時間の計測を開始せ
よとの指令があったものと判断する。 このようにして、
本例では、ボタンスイッチ１１７を用いた時間計測開始
指令手段が構成されている。

【００５５】このステップＳＴ５において、表示制御部
５３は、時間の計測を開始するようにとの外部操作が行
われていないと判断したときには、ステップＳＴ６にお
いて、デジタル信号化された脈波信号を波形データ変換
部５３０及びスイープ表示処理部５３２において波形変
換させ、脈波信号の原波形を液晶表示装置１３において
グラフィック表示させる（ステップＳＴ７）。

【００５６】これに対し、ステップＳＴ５において、表
示制御部５３は、時間の計測を開始するようにとの外部
操作が行われたと判断したときには、ステップＳＴ８に
おいて、脈波信号演算部５５３に対し、脈波信号記憶部
５５２に記憶されている信号を読み出してそれに周波数
分析を行わせ、その結果を脈波成分抽出部５５４に入力
させて、しかる後に、ステップＳＴ９において、脈波成
分抽出部５５４に対し、脈拍データに変換させる。そし
て、ステップＳＴ７において、脈拍数などの脈波情報を
液晶表示装置１３に表示させる。ステップＳＴ７の処理
を終えた後は、ステップＳＴ４に戻る。従って、液晶表
示装置１３には、最新のデータが表示されることにな
る。

【００５７】（モード切換部のメイン動作）再び、図７
において、モード切換部５６４は、外部操作（ボタンス
イッチ１１１〜１１７への操作）に基づいて、腕装着型
脈波計測装置１を時計モード、ストップウォッチモー
ド、計時と併せて脈波情報の計測を行う脈拍計モードに
切り換える機能などを有する。また、表示制御部５３
は、図９を参照して説明した動作を始め、腕装着型脈波
計測装置１で行う表示に係る全ての動作を制御する。そ
こで、腕装着型脈波計測装置１の動作を説明しながら、
モード切換部５６４及び表示制御部５３の構成、動作を
説明する。

【００５８】図１０には、腕装着型脈波計測装置１で行
われる各モード、及びそのときの液晶表示装置１３にお
ける表示内容を模式的に表してある。

【００５９】図１０において、ステップＳＴ１１は、時
計モードであり、第１のセグメント表示領域１３１に１
９９４年１２月６日、月曜日である旨が表示され、第２
のセグメント表示領域１３２には、現在時刻が午後１０
時０８分５９秒である旨が表示されている。ドット表示
領域１３４には、現在のモードが時計モードであるとし
て「ＴＩＭＥ」と表示されている。但し、後述するとお
り、ドット表示領域１３４において「ＴＩＭＥ」と表示
されているのは、この時計モードが選択された直後の数
秒間だけである。なお、第３のセグメント表示領域１３
３には、何も表示されていない。

【００６０】本例の腕装着型脈波計測装置１では、時計
モードのときに２時方向にあるボタンスイッチ１１１を
押すと、たとえば１時間経過した時にアラーム音を発生
させることができ、このアラームの発生時刻は、任意に
設定可能である。また、１１時方向にあるボタンスイッ
チ１１３を押すと、液晶表示装置１３のＥＬバックライ
トが３秒間点灯し、しかる後に、自動的に消灯するよう
になっている。

【００６１】このモードから４時の方向にあるボタンス
イッチ１１２を押すと、ランニングモード（ステップＳ
Ｔ１２）に切り換わる。このモードは、腕装着型脈波計
測装置１をストップウォッチとして使用するときのモー
ドである。ランニングモードでは、計測を開始する前
（待機状態）において、第１のセグメント表示領域１３
１に現在時刻が表示され、第２のセグメント表示領域１
３２には、スタート前であるから、「0：00’00”00」
と表示されている。ドット表示領域１３４には、ランニ
ングモードである旨の案内として「ＲＵＮ」と２秒間だ
け表示した後、グラフィックが切り換わる。

【００６２】このモードから４時の方向にあるボタンス
イッチ１１２を押すと、ラップタイムのリコールモード
（ステップＳＴ１３）に切り換わる。このモードは、腕
装着型脈波計測装置１を用いて過去に計測したラップタ
イムやスプリットタイムを読みだすモードである。ラッ
プタイムのリコールモードでは、第１のセグメント表示
領域１３１に日付が表示され、第２のセグメント表示領
域１３２には現在時刻が表示されている。ドット表示領
域には、リコールモードである旨の案内として「ＬＡＰ
／ＲＥＣＡＬＬ」と２秒間だけ表示され、次に、最新の
ラップ毎の脈拍数の推移が表示される。

【００６３】このモードから４時の方向にあるボタンス
イッチ１１２を押すと、脈波計測結果のリコールモード
（ステップＳＴ１４）に切り換わる。このモードは、腕
装着型脈波計測装置１を用いて過去に計測した脈拍数の
時間的変化を読みだすモードである。また、本例の腕装
着型脈波計測装置１では、装置本体１０に加速度センサ
を利用して、マラソン時のピッチの時間的変化を計測す
る機能を設けてあるため、このモードでは、過去に計測
したピッチの時間的変化を読みだすこともできる。脈波
計測結果のリコールモードでは、第１のセグメント表示
領域１３１に日付が表示され、第２のセグメント表示領
域１３２には現在時刻が表示されている。ドット表示領
域１３４には、「ＲＥＳＵＬＴ／ＲＥＣＡＬＬ」と２秒
間だけ表示され、次に、平均脈拍数の時間的変化を表す
グラフが表示される。

【００６４】このモードから、再度、４時の方向にある
ボタンスイッチ１１２を押すと、矢印Ｐ１で示すよう
に、時計モード（ステップＳＴ１１）に戻る。また、ス
テップＳＴ１２〜ＳＴ１４において、入力がない状態が
１０分間継続したときも、矢印Ｐ２で示すように、時計
モード（ステップＳＴ１１）に自動的に戻る。この時計
モードに戻ったときには、第１のセグメント表示領域１
３１に日付が表示され、第２のセグメント表示領域１３
２に現在時刻が表示される。

【００６５】本例では、時計モードが選択されたとき、
ドット表示領域１３４には、図１１（ａ）に拡大して示
すように、時計モードに戻ったとして「ＴＩＭＥ」と表
示されるが、この案内表示は、図１１（ｂ）に示すよう
に、２秒後に自動的に消え、時計モードの通常状態（ス
テップＳＴ１５）となる。この時計モードの通常状態で
は、ドット表示領域１３４に何も表示されない状態のま
まである。

【００６６】この時計モードにおいて、４時の方向にあ
るボタンスイッチ１１２を一段だけ引き出すと、時刻や
日付の修正モードに切り換わる。すなわち、図１２にお
いて、時計モードの通常状態（ステップＳＴ１５）から
４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を一段だけ引き
出すと、まず、秒セットモードに切り換わる（ステップ
ＳＴ２１）。このモードでは、装置本体１０表面の上側
に位置するボタンスイッチ１１７を押すと、値が１ずつ
繰り上がり、逆に、装置本体１０表面の下側に位置する
ボタンスイッチ１１８を押すと、値が１ずつ繰り下が
る。このモードから７時方向にあるボタンスイッチ１１
５を押すと、分セットモードに切り換わる（ステップＳ
Ｔ２２）。以降、７時方向にあるボタンスイッチ１１５
を押すたびに、時間セットモード（ステップＳＴ２
３）、年セットモード（ステップＳＴ２４）、月セット
モード（ステップＳＴ２５）、日セットモード（ステッ
プＳＴ２６）、１２時間／２４時間表示のいずれかを選
択するモード（ステップＳＴ２７）に切り換わり、再
び、秒セットモードに戻る（ステップＳＴ２１）。

【００６７】この間、いずれのモードにあっても、４時
の方向にあるボタンスイッチ１１２を押し込むと、時計
モードに戻る。このときも、図１１（ａ）、（ｂ）を参
照して説明したように、時計モード（ステップＳＴ１
１）に戻ったとして、ドット表示領域１３４には「ＴＩ
ＭＥ」との案内表示が２秒間だけ行われ、しかる後に、
この案内表示は、自動的に消えて、時計モードの通常状
態（ステップＳＴ１５）となる。

【００６８】このように、時刻モードに戻ったときに
は、ドット表示領域１３４において、時計モードが選択
されことを案内する「ＴＩＭＥ」との表示を２秒間だけ
行い、２秒後にはこの案内表示を自動的に消去して、時
計モードの通常状態とする。すなわち、ユーザにモード
の案内を行うのに必要最小限の時間だけドット表示し、
そこが消えていること自身が時計モードの通常状態であ
る旨のモード表示とすることによって、省電力化を図っ
てある。それ故、本例の腕装着型脈波計測装置１では、
脈拍計やピッチ計としても使用できる多機能であること
に起因してその分だけ消費電力が大きいにもかかわら
ず、携帯性の観点から小型で軽量のボタン型の電池５９
だけを電源として搭載した場合でも、電池５９の寿命が
長い。特に、ドット表示領域１３４は、表示できる情報
量が大きいことから、そこでモードの案内表示を詳しく
行う代わりに、そこでの表示時間を必要最小限の数秒と
してある。従って、モードの案内表示用に用いるには、
ドット表示領域１３４の消費電力が第１ないし第３のセ
グメント表示領域１３１〜１３３での消費電力に比して
大きいという欠点を解消してある。それ故、本例によれ
ば、モードの案内表示のわかりやすさと、省電力化とを
合わせて実現できる。

【００６９】（脈拍計としてのランニングモード）本例
の腕装着型脈波計測装置１では、いずれの状態からも、
コネクタ部７０に対してコネクタピース８０を装着する
と、図６を参照して説明したように、その旨の信号が制
御部５（モード切換部５６４）に自動的に入力される結
果、図１０に矢印Ｐ３で示すように、ランニングモード
（ステップＳＴ１２）に移る。すなわち、コネクタ部７
０に対してコネクタピース８０を装着するという外部操
作は、脈拍計としてのランニングモードに切り換えるた
めの操作である。このときのランニングモードは、スト
ップウォッチとして動作するだけでなく、ランニング中
の脈拍数を計測できるモードである。

【００７０】脈拍計としてのランニングモードにおける
機能を、図１３を参照し、併せて図１４も参照して説明
する。

【００７１】まず、コネクタ部７０に対してコネクタピ
ース８０を装着するという外部操作によって、図１４
（ａ）に示すように、液晶表示装置の第１のセグメント
表示領域１３１に現在時刻が表示され、第２のセグメン
ト表示領域１３２には、「0：00’00”00」と表示さ
れ、ドット表示領域１３４には、「ＲＵＮ」と２秒間だ
け表示される。また、第３のセグメント表示領域１３３
でハートのマークが点滅して、脈拍計としてのランニン
グモードに切り換わったことを表示する（ステップＳＴ
３１）。

【００７２】このモードの切り換えによって、図８に示
したデータ処理部５５に電力が供給され、また、脈波信
号変換部５５１を構成するＡ／Ｄ変換器に対しては、動
作周期の設定などといった初期化処理が行われる。

【００７３】この初期化処理が開始されて２秒後に、図
１３に示すように、初期の脈拍数を計測するための脈波
信号の取り込みが行われる。このとき、ドット表示領域
１３４には、「ＳＴＯＰ／５」との表示（ステップＳＴ
３２）と、「ＭＯＴＩＯＮ／４」との表示（ステップＳ
Ｔ３３）とが２Ｈｚで交互に行われ、５秒間、動かない
ようにと表示される。このとき表示される数字は、５秒
間に対するカウントダウンであり、切り換わっていく。

【００７４】このようにして、データ処理部５５におい
て初期化のための処理を行う間は、液晶表示装置１３に
は、その旨の情報を表示する。なお、かかる情報の表示
については、各種のメッセージやキャラクタの表示を行
ってもよい。

【００７５】そして、脈拍数の初期値が計測された以
降、時間の計測を開始するようにと、装置本体１０表面
の上側に位置するボタンスイッチ１１７が押されるまで
待機状態となる（ステップＳＴ３４）。

【００７６】この待機状態では、ドット表示領域１３４
には、図１４（ｂ）に示すように、脈波信号の原波形が
グラフィック表示される。ここで表示される原波形は、
最新のデータである。なお、第３のセグメント表示領域
１３２には、初期の脈拍数「７５」が表示される。

【００７７】ここで、脈波信号の原波形をグラフィック
表示するときには、脈波信号の波形が所定の振幅となる
ように増幅されているので、その増幅レベルは、第１の
セグメント領域１３１において、レベル「２」である旨
の表示ＭＭが行われる。このため、脈波信号の原波形
は、液晶表示装置１３において適正な大きさでグラフィ
ック表示されるので、利用者は、脈波信号の原波形をみ
るとともに、このときの増幅レベルも考慮して、センサ
ユニット３０の指への装着状態を確認できる。

【００７８】このとき、液晶表示装置１３でＥＬのバッ
クライトを点灯すると、駆動電圧が低下するので、脈波
信号を正確に検出できない。そこで、本例では、新たに
計測した脈波信号に基づく原波形のグラフィック表示に
代えて、現在表示している波形を固定した状態でグラフ
ィック表示する。

【００７９】この状態から、マラソンをスタートすると
同時に、装置本体１０表面の上側に位置するボタンスイ
ッチ１１７を押すと、時間の計測が開始されるととも
に、脈拍数の計測が継続される（ステップＳＴ３５）。

【００８０】これらの計測結果は、図１４（ｃ）に示す
ように、まず、第２のセグメント表示領域１３２に経過
時間が表示され、ドット表示領域１３４には、脈拍数の
時間的変化がグラフィック表示される。さらに、第３の
セグメント表示領域１３３には、ドット表示領域１３４
に表示されたグラフの縦軸の目盛りを表す数値「１５
０」「１７２」、及び横軸のフルスケールを表す「３ｈ
ｒ」が表示される。また、第３のセグメント表示領域１
３３には、現在の脈拍数、トレーニング中の実績から設
定された脈拍数の目標値なども表示される。

【００８１】そのうちに、脈拍数が所定の範囲にまで到
達すると、脈拍数は、予め設定された値に対する差とし
てグラフィック表示される（ステップＳＴ３６）。

【００８２】この間に８時方向にあるボタンスイッチ１
１４を押すと、ドット表示領域１３４にピッチの時間的
変化が表示され（ステップＳＴ３７）、再び、８時方向
にあるボタンスイッチ１１４を押すと、ドット表示領域
１３４に脈拍数の時間的変化が表示される状態（ステッ
プＳＴ３６）に戻る。

【００８３】また、所定の通過点を通るとき、装置本体
１０表面の下側に位置するボタンスイッチ１１６を押す
と、そのときのラップタイムが第１のセグメント表示領
域１３１に表示される（ステップＳＴ３８）。そして、
１０秒後には自動的にステップＳＴ３６に戻る。

【００８４】しかる後、ゴールに到着すると同時に装置
本体１０表面の上側に位置するボタンスイッチ１１７を
押すと、ピッチ、及び時間の計測が停止し、ドット表示
領域１３４には、「ＣＯＯＬＩＮＧ／ＤＯＷＮ」と表示
される（ステップＳＴ３９）。この状態から２分経過す
ると、ドット表示領域１３４には、ゴールした以降の脈
拍数の時間的変化が脈拍回復特性としてグラフィック表
示される（ステップＳＴ４０）。

【００８５】この状態から、８時方向にあるボタンスイ
ッチ１１４を押すと、ドット表示領域１３４に「ＰＵＬ
ＳＥ／ＲＥＳＵＬＴ」と１．５秒間表示された後（ステ
ップＳＴ４１）、ドット表示領域１３４には、今回のマ
ラソンにおける脈拍数の時間的変化が表示される（ステ
ップＳＴ４２）。また、８時方向にあるボタンスイッチ
１１４を押すと、ドット表示領域１３４に「ＰＩＴＣＨ
／ＲＥＳＵＬＴ」と１．５秒間表示された後（ステップ
ＳＴ４３）、ドット表示領域１３４には、今回のマラソ
ンにおけるピッチの時間的変化が表示される（ステップ
ＳＴ４４）。さらに、８時方向にあるボタンスイッチ１
１４を押すと、ドット表示領域１３４に「ＣＯＯＬＩＮ
Ｇ／ＤＯＷＮ」と１．５秒間表示された後（ステップＳ
Ｔ４５）、ドット表示領域１３４にゴールした以降の脈
拍数の時間的変化が脈拍回復特性としてグラフィック表
示される状態（ステップＳＴ４０）に戻る。

【００８６】なお、ゴールした以降、装置本体１０表面
の下側に位置するボタンスイッチ１１６を押すと、ドッ
ト表示領域１３４には、今回の結果を記憶しておくか否
かの案内「ＰＲＯＴＥＣＴ／ＭＥＭＯ？Ｙ」が表示され
（ステップＳＴ４６）、装置本体１０表面の上側に位置
するボタンスイッチ１１７を押して「ＹＥＳ」と返答す
ると、ドット表示領域１３４には、結果を記憶処理中で
あるとして「ＭＥＭＯＲＹ」と表示され（ステップＳＴ
４７）、２秒後には、初期状態（ステップＳＴ３１）に
戻る。

【００８７】この脈拍計としての計測が終了した後に、
４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、図１
０に示したように、ラップタイムのリコールモード（ス
テップＳＴ１３）に切り換わる。このモードから、４時
の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、脈波計測
結果のリコールモード（ステップＳＴ１４）に切り換わ
る。このモードにおいても、ドット表示領域１３４に
は、脈拍数の時間的変化がグラフィック表示することが
できる。この状態から、４時の方向にあるボタンスイッ
チ１１２を押すと、時計モード（ステップＳＴ１１）に
戻る。

【００８８】このモードに戻したときも、第１のセグメ
ント表示領域１３１に日付が表示され、第２のセグメン
ト表示領域１３２に現在時刻が表示される。また、ドッ
ト表示領域１３４には、時計モードに戻ったとして「Ｔ
ＩＭＥ」との案内表示が行われるが、この表示は、矢印
Ｐ４で示すように、２秒後に自動的に消え、時計モード
の通常状態（ステップＳＴ１５）となる。

【００８９】（モード切換部のサブ動作）再び、図７に
おいて、本例の腕装着型脈波計測装置１では、電池５９
の正電極、及び容量素子５２８、５５８の端子に電気的
に接続するライン５７と、ＩＣ５６との間には、電池有
無検出用のスイッチ機構５００が介挿されており、この
スイッチ機構５００は、電池５９の着脱動作に連動して
開閉するようになっている。

【００９０】すなわち、ＩＣ５６のモード切換部５６４
において、電池５９を交換のために取り外したため、ス
イッチ機構５００が閉じ、スイッチ機構５００を介して
ライン５７から所定の信号（容量素子５２８の端子電
圧）が入力されたときには、通常のモードから、装置本
体１０で行われる動作の一部を強制的に停止する省エネ
ルギーモードに切り換える動作を行うようになってい
る。この省エネルギーモードとして、モード切換部５６
４は、まず、報知音発生用昇圧回路５８０への電力供給
を停止し、また、ＩＣ５０に対するクロック信号の出力
を停止し、さらに、液晶表示用昇圧回路５４１への電力
供給を停止し、それに加えて、液晶表示用駆動回路５６
２において、液晶表示装置１３に対するコモン電圧とセ
グメント電圧とを同電位としてそこでの表示を完全に停
止する。かかる省エネルギーモードのときには、計時動
作の継続やメモリ５６３、５０１のバックアップに必要
な電力は、容量素子５２８、５５８から供給される。従
って、電池５９を外した後でも、計時動作が継続されて
いるので、電池５９を交換した後には、時刻合わせを行
う必要がない。また、それまでメモリ５６３、５０１に
記憶されていたデータは、消失しない。

【００９１】なお、電池５９を装着すると、スイッチ機
構５００は、開状態になるため、信号が入力されなくな
る。但し、この状態でも、裏蓋１１８を取り付けない限
り、電池５９は電力供給を行わない。かかる状態を、電
圧検出器５４３が監視しているので、電池５９を装着し
た後、裏蓋１１８も取り付けられ、電池５９からの電力
供給が再開されて始めて、モード切換部５６４は、省エ
ネルギーモードから通常モードに復帰する。併せて、モ
ード切換部５６４は、電圧検出器５４３が検出した新た
に装着した電池５９の端子間電圧値を液晶表示装置１３
にすぐに表示させる。

【００９２】（実施例の主な効果） 以上のとおり、本例の腕装着型脈波計測装置１では、脈
波情報の計測モードに切り換わった以降、脈波信号の計
測を開始するようにとの外部操作が行われるまでは、図
１４（ｂ）に示すように、液晶表示装置１３にフォトト
ランジスタ３２が出力した脈波信号の原波形をグラフィ
ック表示するため、脈波情報の計測（マラソン）を開始
する前に、脈波信号の原波形の波形やレベルを確認すれ
ば、ＬＥＤ３１やフォトトランジスタ３２の装着状態の
良否を詳しく判別できる。また、現在の装着状態で脈波
情報を正確に計測できるか否かだけでなく、原波形の形
状やレベルを確認しながらＬＥＤ３１やフォトトランジ
スタ３２を調整することにより、ＬＥＤ３１やフォトト
ランジスタ３２の位置を最適な位置に設定することもで
きる。また、周囲の温度や湿度が脈波情報を計測可能な
環境であるか否かを予め確認できる。さらに、かかる機
能は、腕装着型脈波計測装置１の製造時において、その
検査などにも利用できる。しかも、原波形をグラフィッ
ク表示するため、電池の消耗などによって時間軸が変動
したか否かなども確認することもできる。

【００９３】また、脈波情報の計測モードに切り換わっ
た以降、すぐには脈波信号の計測を開始できない場合
に、その間は、図１４（ａ）に示す表示を行い、脈波情
報を求める処理が可能になった以降、脈波信号の原波形
をグラフィック表示するので、この表示に移行した後で
あれば、脈波情報の計測の準備が整ったことを確実に確
認できる。

【００９４】さらに、脈波信号の原波形をグラフィック
表示するときには、脈波信号の波形が所定の振幅となる
ように増幅され、その増幅レベルは、第１のセグメント
領域１３１に表示される。このため、利用者は、脈波信
号の原波形をみるとともに、このときの増幅レベルも考
慮して、センサユニット３０の指への装着状態を確認で
きる。

【００９５】また、液晶表示装置１３でＥＬのバックラ
イトを点灯すると、駆動電圧が低下するので、脈波信号
を正確に検出できないが、この場合には、新たに計測し
た脈波信号に基づく原波形のグラフィック表示に代え
て、現在表示している波形を固定した状態でグラフィッ
ク表示するので、乱れた波形を表示しなくて済む。

【００９６】（その他の実施例）なお、本例では、生体
から脈波信号を検出するにあたって、指から検出した
が、手首の回りでもよく、その場所には限定がない。ま
た、検出方法についても、光学的に検出する方法の他
に、圧力センサなどを利用したものでもよい。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る脈波
計測装置では、外部操作に基づいて脈波情報の計測モー
ドに切り換わった以降、脈波信号の計測を開始するよう
にとの外部操作が行われるまでは、表示装置に受光素子
が検出した脈波信号の原波形をグラフィック表示するこ
とに特徴を有する。従って、本発明によれば、脈波情報
の計測を開始する前に、脈波信号の原波形の波形やレベ
ルを確認すれば、発光素子や受光素子の装着状態の良否
を詳しく判別できる。また、原波形の形状やレベルを確
認しながら発光素子や受光素子の装着状態を調整するこ
とにより、発光素子や受光素子の位置を最適な位置に設
定することができる。さらに、周囲の温度や湿度が計測
可能な環境であるか否かなども予め確認できる。また、
かかる機能は、脈波計測装置の製造時において、その良
品・不良品の検査などにも利用できる。しかも、原波形
をグラフィック表示するため、その時間軸の安定性を確
認することもできる。

【００９８】また、脈波情報を求める処理が可能になっ
た以降、脈波信号の計測を開始するようにとの外部操作
が行われるまでの間、脈波信号の原波形をグラフィック
表示した場合には、この表示に移った以降であれば、脈
波情報の計測の準備が整ったことを確実に確認できる。

【００９９】さらに、脈波信号の原波形をグラフィック
表示するときには、脈波信号の波形が所定の振幅となる
ように増幅され、その増幅レベルも表示される。このた
め、利用者は、脈波信号の原波形をみるとともに、この
ときの増幅レベルも考慮して、センサの指への装着状態
などを確認できる。

【０１００】また、重負荷時には脈波信号を正確に検出
できないが、この場合には、新たに計測した脈波信号に
基づく原波形のグラフィック表示に代えて、現在表示し
ている波形を固定した状態でグラフィック表示するの
で、乱れた波形を表示しなくて済む。

【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計測装置に用いたセン
サユニットの断面図である。

【図５】図１に示す腕装着型脈波計測装置に用いたセン
サユニットを指に装着した状態を示す説明図である。

【図６】図１に示す腕装着型脈波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７】図１に示す腕装着型脈波計測装置の制御部の機
能を示すブロック図である。

【図８】図７に示す制御部に構成したデータ処理部の機
能を示すブロック図である。

【図９】図８に示すデータ処理部で行われる動作を示す
フローチャートである。

【図１０】図１に示す腕装着型脈波計測装置のモード切
換部の機能を説明するために、腕装着型脈波計測装置の
各モードを示す説明図である。

【図１１】（ａ）は、図１０に示すモードのうち時計モ
ードが選択されたときの案内表示を示す説明図、（ｂ）
は、この案内表示が消えた状態を示す説明図である。

【図１２】図１０に示すモードのうち時計モードにおい
て時刻などを合わせるときの表示の内容を示す説明図で
ある。

【図１３】図１に示す腕装着型脈波計測装置において、
脈拍計としてのランニングモードにおける機能を説明す
るための説明図である。

【図１４】（ａ）は、図１３に示す脈拍計としてのラン
ニングモードに切り換わったとの表示の内容を示す説明
図、（ｂ）は、このモードにおいて計測を開始する前の
表示の内容を示す説明図、（ｃ）は、このモードにおい
て計測を開始した後の表示の内容を示す説明図である。

フロントページの続き (56)参考文献 国際公開94／015525（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/0245

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時間の計測とともに、生体から検出した
   脈波信号に基づいてデータ処理手段によって脈拍数など
   の脈波情報を求め、該脈波情報の時間的変化を表示装置
   に表示する脈波計測装置において、 外部操作に基づいて脈波情報の計測モードに切り換わっ
   た以降、 時間の計測を開始するようにとの外部操作が行われた後
   には前記表示装置に前記脈波情報を表示し、時間の計測
   を開始するようにとの外部操作が行われるまでは、前記
   表示装置に前記脈波信号の原波形をグラフィック表示す
   ることを特徴とする脈波計測装置における表示方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、外部操作に基づいて
   脈波情報の計測モードに切り換わった以降、 前記データ処理手段において前記脈波情報を求める処理
   が可能になるまでは、前記表示装置にその旨の情報を表
   示し、前記データ処理手段において前記脈波情報を求め
   る処理が可能になってから時間の計測を開始するように
   との外部操作が行われるまでは、前記表示装置に前記脈
   波信号の原波形をグラフィック表示することを特徴とす
   る脈波計測装置における表示方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記脈波信
   号の原波形をグラフィック表示するときには、前記脈波
   信号の波形が所定の振幅となるように増幅するととも
   に、その増幅レベルも前記表示装置に表示することを特
   徴とする脈波計測装置における表示方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかの項におい
   て、前記脈波信号の原波形のグラフィック表示は、通常
   負荷時には、新たに計測した前記脈波信号に基づく原波
   形の表示に書き換える一方、前記表示装置でのバックラ
   イトの点灯時またはアラーム報音時等の重負荷時には、
   それ以降、重負荷状態が解除されるまで、現在表示して
   いる波形の表示に固定することを特徴とする脈波計測装
   置における表示方法。
5. 【請求項５】 所定の情報を表示可能な表示装置と、生
   体からの脈波信号を検出するセンサと、該センサが検出
   した脈波信号に基づいて前記表示装置に表示すべき脈拍
   数などの脈波情報を求めるとともに、前記脈波信号の原
   波形を前記表示装置にグラフィック表示するための波形
   変換を行うデータ処理手段と、外部操作に基づいて前記
   脈波情報の計測モードと他のモードとの間で切り換えを
   行うモード切換手段と、脈波情報の計測モードにおいて
   外部操作に基づいて時間の計測を開始するように指令す
   る時間計測開始指令手段と、脈波情報の計測モードに切
   り換わった以降、前記時間計測開始指令手段から時間の
   計測を開始するようにとの指令があったか否かを判断
   し、該指令があったと判断したときには前記データ処理
   手段によって求めた前記脈波情報を前記表示装置に表示
   させ、前記時間計測開始指令手段から前記時間の計測を
   開始するようにとの指令がないと判断したときには、前
   記データ処理手段によって求めた前記脈波信号の原波形
   を前記表示装置にグラフィック表示させる表示制御手段
   とを有することを特徴とする脈波計測装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記データ処理手段
   は、外部操作に基づいて前記脈波情報の計測モードに切
   り換えられたときに電力が供給されて前記脈波信号に対
   する処理が可能になるように構成され、 前記表示制御手段は、前記脈波情報の計測モードに切り
   換えられた以降、前記データ処理手段において前記脈波
   信号に対する処理が可能になるまではその旨の情報を前
   記表示装置に表示させ、前記データ処理手段において前
   記脈波信号に対する処理が可能になってからは、前記時
   間計測開始指令手段から時間の計測を開始するようにと
   の指令があったと判断したときには、前記データ処理手
   段によって求めた前記脈波情報を前記表示装置に表示さ
   せ、前記時間計測開始指令手段から前記時間の計測を開
   始するようにとの指令がないと判断したときには、前記
   データ処理手段によって求めた前記脈波信号の原波形を
   前記表示装置にグラフィック表示させることを特徴とす
   る脈波計測装置。
7. 【請求項７】 請求項５または６において、前記表示制
   御手段は、前記脈波信号の原波形をグラフィック表示す
   るときの波形の振幅を多段階に切り換える波形信号増幅
   手段を有し、前記表示制御手段は、前記脈波信号の原波
   形をグラフィック表示するときには、前記表示装置に現
   在表示している前記脈波信号の原波形の増幅レベルを表
   示することを特徴とする脈波計測装置。
8. 【請求項８】 請求項５ないし７のいずれかの項におい
   て、さらに、前記表示装置でのバックライトの点灯時、
   またはアラーム報音時等の重負荷状態にあるか否かを監
   視する負荷状態監視手段を有し、前記表示制御手段は、
   通常負荷状態のときには、新たに計測した脈波信号に基
   づいて該脈波信号の原波形をグラフィック表示し、重負
   荷状態のときには、それ以降、該重負荷状態が解除され
   るまで、現在表示している波形を表示することを特徴と
   する脈波計測装置。