JP5217488B2 - 生体情報処理装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、消費カロリー量を算出する生体情報処理装置及びその制御方法に関する。

消費カロリー測定装置には、測定した脈拍数と安静時脈拍数とを用いた演算式で消費カ
ロリー量を算出するものがある（例えば、特許文献１参照）。この種の装置では、安静時
脈拍数を予め設定しておく必要がある。このため、事前にユーザが測定した安静時脈拍数
を入力したり、ユーザが入力した年齢から安静時脈拍数の推定値を算出して設定している
。
特許第３６５６０８８号

しかし、脈拍数は、ユーザ毎に様々な要因によって上昇するため、ユーザが安静状態の
つもりでも正確な安静時脈拍数を測定できていない場合があり、また、同一年齢であって
も実際の安静時脈拍数には個人差がある。このため、必ずしもユーザに合わせた消費カロ
リーを算出できるわけではなかった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ユーザに合わせた消費カロリー
量を算出できる生体情報処理装置及びその制御方法を提供することにある。

上述課題を解決するため、本発明は、生体情報処理装置において、ユーザの脈拍数を測
定する脈拍測定部と、前記ユーザの安静時脈拍数及び最大脈拍数の各設定値を記憶する記
憶部と、前記脈拍測定部で測定した脈拍数と、前記記憶部に記憶された安静時脈拍数及び
最大脈拍数の各設定値とに基づいて消費カロリー量を算出する消費カロリー算出部と、前
記脈拍測定部で測定した脈拍数が、安静時脈拍数と推定可能な予め定めた条件を満たすか
否かを判定する判定部とを備え、前記判定部が前記条件を満たしたと判定した場合に、前
記記憶部に記憶された安静時脈拍数の設定値を、前記条件を満たした脈拍数に更新するこ
とを特徴としている。
この構成によれば、脈拍測定部で測定した脈拍数が、安静時脈拍数と推定可能な予め定
めた条件を満たすか否かを判定し、条件を満たす場合に、記憶部に記憶された安静時脈拍
数の設定値を更新するので、ユーザの個人差を反映した安静時脈拍数を設定できる。この
ため、この安静時脈拍数に基づいてユーザに合わせた消費カロリー量を算出することがで
きる。

この場合において、前記予め定めた条件は、測定した脈拍数が、前記記憶部に記憶され
た安静時脈拍数の設定値を継続して下回ったことにしてもよい。
また、前記ユーザの体動レベルを検出する体動検出部を備え、前記予め定めた条件は、
前記体動検出部が検出した体動レベルが、安静状態と判定可能なレベルの場合に測定され
た脈拍数であることを含むことにしてもよい。
また、前記記憶部に記憶された安静時脈拍数の設定値を更新する場合、この設定値の値
を、前記条件を満たした脈拍数に徐々に近づける値変更処理を行った後に、前記条件を満
たした脈拍数に更新するようにしてもよい。
さらに、前記脈拍測定部は、安静時脈拍数の測定指示を入力する指示入力部を有し、前
記判定部は、安静時脈拍数の測定指示が入力された場合に、前記脈拍測定部で測定した脈
拍数が、安静時脈拍数と推定可能な予め定めた条件を満たすか否かを判定するようにして
もよい。
さらにまた、前記判定部は、前記脈拍測定部で測定した脈拍数が、最大脈拍数と推定可
能な予め定めた他の条件を満たすか否かを判定し、前記判定部が前記他の条件を満たした
と判定した場合に、前記記憶部に記憶された最大脈拍数の設定値を、前記他の条件を満た
した脈拍数に更新するようにしてもよい。
この場合、前記他の条件は、測定した脈拍数が、前記記憶部に記憶された最大脈拍数の
設定値を継続して上回ったことにしてもよい。

また、本発明は、生体情報処理装置の制御方法において、ユーザの脈拍数を測定する脈
拍測定過程と、測定した脈拍数と、記憶部に記憶された安静時脈拍数及び最大脈拍数の各
設定値とに基づいて消費カロリー量を算出する消費カロリー算出過程とを備え、測定した
脈拍数が、安静時脈拍数と推定可能な予め定めた条件を満たすか否かを判定し、前記条件
を満たしたと判定した場合に、前記記憶部に記憶された安静時脈拍数の設定値を、前記条
件を満たした脈拍数に更新することを特徴としている。

本発明によれば、ユーザに合わせた消費カロリー量を算出することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本実施形態に係る生体情報処理装置１を示す図である。この生体情報処理装置
１は、ユーザの脈拍情報である脈波信号を検出し、検出した脈波信号から脈拍数を算出し
、また算出した脈拍数に基づいてユーザの消費カロリーを算出するものである。
生体情報処理装置１は、大別すると、ユーザの手首Ｌに装着される腕時計型の装置本体
１０と、この装置本体１０にケーブル２０を介して信号通信可能に接続され、ユーザの脈
拍情報である脈波信号を検出する脈波センサ（脈拍測定部）３０とを備えている。装置本
体１０には、図１に示すように、リストバンド１２が設けられており、このリストバンド
１２を介して、装置本体１０は、ユーザの手首Ｌに着脱自在に装着される。

図２は、生体情報処理装置１の装置本体１０の平面図であり、図３は、生体情報処理装
置１をユーザに装着した状態において、装置本体１０を３時の方向からみた側面図である
。
図２において、装置本体１０は、樹脂製の時計ケース１１を備えている。時計ケース１
１の表面側には、現在時刻や日付に加えて、ユーザの脈拍数や、消費カロリー、体動のピ
ッチ等を表示するＥＬバックライト付きの液晶表示装置１３（表示部）が設けられている
。
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１３４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。
時計ケース１１の外周部には、消費カロリーの測定開始等の各種指示を行うためのボタ
ンスイッチ１１１〜１１５が設けられ、時計ケース１１の表面には、大きめのボタンスイ
ッチ１１６、１１７が設けられている。本実施形態では、これらボタンスイッチ１１１〜
１１７を利用してユーザが自身の性別・年齢・身長・体重等の個別情報を入力し、登録す
ることができる構成となっている。この登録された個別情報は、後述する消費カロリー計
算時に利用される。

時計ケース１１の内部には、体動センサ（体動検出部）９０が内蔵されている。この体
動センサ９０は、生体情報処理装置１の装置本体１０自体の動きの有無を検出するため、
装置本体１０時体の動きのレベルを算出するため、また、ユーザの体動のピッチや、体動
のレベルを算出するために用いられる体動信号を検出するセンサである。
また、時計ケース１１の内部には、生体情報処理装置１の各部を中枢的に制御する制御
部５が設けられている。この制御部５は、脈波センサ３０が検出した脈波信号に基づいて
脈拍数及び消費カロリーを算出する。また、制御部５は、体動センサ９０が検出した体動
信号に基づいて装置本体１０の動きの有無を検出し、装置本体１０の動きのレベルを算出
し、さらに、ユーザの体動のピッチや体動のレベルを算出する。制御部５は、算出した脈
拍数や、消費カロリー、ユーザの体動のピッチ、体動のレベルを、ユーザの指示に応じて
液晶表示装置１３に表示することができる。さらに、制御部５は、計時回路を備えており
、通常時刻なども液晶表示装置１３に表示可能となっている。

また、時計ケース１１の内部には、ボタン型の小型の電池５９が設けられている。この
電池５９は、生体情報処理装置１に電力を供給するものである。脈波センサ３０には、ケ
ーブル２０を介してこの電池５９から電力が供給される。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５８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が接続してあるので、
装置本体１０を腕に安定した状態で装着できる。さらに、電池５９と圧電素子５８とを平
面方向に配置してあるため、装置本体１０を薄型化できる。

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の一方の端部を
連結するための連結部１２１が形成され、６時方向には、リストバンド１２の他方の端部
を連結するための連結部１２２が形成されており、これら連結部１２１、１２２を介して
時計ケース１１にリストバンド１２が連結されている。
また、装置本体１０の６時方向には、図３に示すように、裏面部１１９側へ向かって湾
曲した湾曲部１０９が形成されており、この湾曲部の６時方向の端部に回転止め部１０８
が形成されている。そして生体情報処理装置１が手首Ｌに装着された際には、時計ケース
１１の裏面部１１９が手首Ｌの上面部Ｌ１に密着すると共に、回転止め部１０８が手首Ｌ
の橈骨Ｒの存在する側の側面である側面部Ｌ２に当接する。このため、装置本体１０を図
３の矢印Ａまたは矢印Ｂの方向に回転しようとしても、裏面部１１９及び回転止め部１０
８によって回転が阻まれ、装置本体１０が手首Ｌの周りを不必要にずれることがない。特
に、本実施形態では、ユーザが生体情報処理装置１を装着した状態で運動することが想定
されているが、上記構成によりユーザが運動した場合であっても装置本体１０が手首Ｌの
周りを不必要にずれることがないため、ユーザの快適性の向上を図ることができる。

図４は、指に装着した状態の脈波センサ３０を示す図であり、図５は、脈波センサ３０
の断面図である。なお、図５では、図５における上方向が、脈波センサ３０が指に装着さ
れたときに、指が位置する方向である。
脈波センサ３０は、ユーザの脈拍情報である脈波信号を検出するためのセンサであり、
センサ固定用バンド４０によって遮光された状態でユーザの指の根元から指関節までの間
に装着される。このように、脈波センサ３０は指の根元に装着されるため、装置本体１０
と脈波センサ３０との距離が近くなり、ケーブル２０が短くて済み、ケーブル２０の緩み
や弛みを防止することができ、ユーザの運動中にケーブル２０が邪魔にならない。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、指の根元に脈波センサ３０を装
着した場合、外気の温度に比較的影響されること無く、ユーザの脈波信号を検出すること
ができる。

図５において、脈波センサ３０は、そのケース体としてのセンサ枠３６の裏側に裏蓋４
０２が被されることによって、内側に部品収納空間４００が形成されている。部品収納空
間４００には、回路基板３５が配置されている。回路基板３５には、ＬＥＤ３１、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。脈波センサ３０には、ブッシュ
４９３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３
５のパターン上にはんだ付けされている。
センサ枠３６の上面部分には、ガラス板からなる透光板３４が設けられており、この当
光板の下方には、この透光板３４に対して発光面を向けた状態でＬＥＤ３１が配置される
と共に、受光面を向けた状態でフォトトランジスタ３２が配置される。この構成のため、
脈波信号を検出するべく脈波センサ３０を指に装着したときに、ＬＥＤ３１が発した光が
透光板３４を介して指に照射され、指から反射した光を透光板３４を介してフォトトラン
ジスタ３２が受光することができる。ここで、透光板３４の外側表面４４１と指表面との
密着性を高めるため、透光板３４の外側表面４４１は、その周囲部分４６１から突出して
いる構造になっている。

脈波センサ３０は、ＬＥＤ３１から指の血管に向けて光を照射し、血管から反射してき
た光をフォトトランジスタ３２にて受光することによって脈波信号を検出する。この脈波
信号の検出にあたって、本実施形態では、発光波長領域が３００ｎｍ〜７００ｎｍまでの
範囲にあるＬＥＤ４４と、受光波長領域が７００ｎｍ以下のフォトトランジスタ４５とを
用いている。これにより、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４５にまで到達しない一方、３００ｎｍ以下の光は
、皮膚表面でそのほとんどが吸収されるため、外光の直射の影響を受けることなく脈波の
検出を行うことができる。

図６は生体情報処理装置１の機能的構成を示すブロック図である。
図６に示すように、制御部５は、大別すると、脈波センサ３０が検出した脈波信号の整
形やＡ／Ｄ変換を行う脈波データ処理部５００と、体動センサ９０が検出した体動信号の
整形やＡ／Ｄ変換を行う体動データ処理部５０１と、動作クロック信号を生成するクロッ
ク生成部５０２と、制御部５全体を制御するコントロール部５０３とを備えている。
脈波データ処理部５００は、脈波信号増幅回路３０３と、脈波波形整形回路３０６と、
体動データ処理部５０１と共有するＡ／Ｄ変換回路３０５とを備えている。脈波信号増幅
回路３０３は、脈波センサ３０から入力された脈波信号を増幅して生成した脈波増幅信号
をＡ／Ｄ変換回路３０５及び脈波波形整形回路３０６に出力する。脈波波形整形回路３０
６は、脈波増幅信号の波形整形を行ってコントロール部５０３に出力する。Ａ／Ｄ変換回
路３０５は、脈波増幅信号のＡ／Ｄ変換を行って脈波データとしてコントロール部５０３
に出力する。

体動データ処理部５０１は、体動信号増幅回路３０４と、体動波形整形回路３０７とを
備える。体動信号増幅回路３０４は、体動センサ９０から入力された体動信号を増幅して
生成した体動増幅信号をＡ／Ｄ変換回路３０５及び体動波形整形回路３０７に出力する。
体動波形整形回路３０７は、体動増幅信号の波形整形を行ってコントロール部５０３に出
力する。Ａ／Ｄ変換回路３０５は、体動増幅信号のＡ／Ｄ変換を行って体動データとして
コントロール部５０３に出力する。
クロック生成部５０２は、発振回路３１２及び分周回路３１３を備えている。発振回路
３１２は、水晶発振器を備え、コントロール部５０３にクロック信号を基準動作クロック
として供給するとともに、クロック信号から計時用クロック信号を生成させるべく、分周
回路３１３に供給する。分周回路３１３は、供給されたクロック信号を分周して、各種の
計時用クロック信号を生成してコントロール部５０３に供給する。

コントロール部５０３は、大別すると、ＭＰＵ３０８と、ＲＡＭ３０９と、ＲＯＭ３１
０と、通信部３１１とを備えている。ＭＰＵ３０８は、ＲＯＭ３１０に記憶された制御プ
ログラムに基づいて生体情報処理装置１の各部を中枢的に制御する。ＲＡＭ３０９は、Ｍ
ＰＵ３０８のワークエリアとして用いられ、ＭＰＵ３０８による演算結果や、上述した脈
波データ及び体動データを含む各種データを一時的に記憶する。また、このＲＡＭ３０９
は、ユーザの安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔ及び最大脈拍数ＨＲｍａｘの各設定値及びユーザ
の（測定対象者）の体重Ｗ、性別、身長Ｔ、年齢ＡＧＥ等を記憶する記憶部としても使用
される。ＲＯＭ３１０は、ＭＰＵ３０８によって実行される制御プログラム等の各種デー
タを記憶する。通信部３１１は、ＭＰＵ３０８の制御の下、通信用コネクタを介して接続
された外部機器と、データの送受信を行う。これにより、外部機器に算出データを出力し
たり、外部機器から当該生体情報処理装置１に各種情報の入力を行ったりすることができ
る。

本実施形態に係る生体情報処理装置１は、脈波センサ３０が検出した脈波信号に基づい
て脈拍数ＨＲを算出し、この脈拍数ＨＲに基づいて消費カロリー量Ｃを算出する。次に本
実施形態の消費カロリー量Ｃの算出方法を説明する。
本実施形態では、エネルギー消費時に必ず酸素が使用されることを考慮し、脈拍数から
酸素摂取量を求め、その酸素摂取量から消費カロリー（ｋｃａｌ／ｍｉｍ）を算出する方
法を採用する。その算出式としては以下の式（１）を適用する。

Ｃ＝（ＨＲ−ＨＲｒｅｓｔ）／（ＨＲｍａｘ−ＨＲｒｅｓｔ）×
（ＶＯ₂ｍａｘ−ＶＯ₂ｒｅｓｔ）×Ｗ×Ｋ／ｔ／６０……（１）
ここで、ＨＲは脈拍数（回／ｍｉｎ）、ＨＲｒｅｓｔは安静時脈拍数（回／ｍｉｎ）、
ＨＲｍａｘは最大脈拍数（回／分）、ＶＯ₂ｍａｘは最大酸素摂取量（ｍｌ／ｍｉｎ）、
ＶＯ₂ｒｅｓｔは安静時酸素摂取量（ｍｌ／ｍｉｎ）である。また、Ｋは消費カロリー換
算値（ｋｃａｌ／ｍｌ）であり、ｔは脈拍数ＨＲの計測間隔（ｓ）（本例では４秒）であ
る。
なお、ユーザ（測定対象者）の体重Ｗ、性別、身長Ｔ、年齢ＡＧＥはユーザから入力済
みであるとする。

すなわち、（ＨＲ−ＨＲｒｅｓｔ）／（ＨＲｍａｘ−ＨＲｒｅｓｔ）の値は、、最大脈
拍数ＨＲｍａｘから安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔを引いて心臓の予備力を求め、現在の脈拍
数ＨＲが予備力の何％に相当するかを計算した値であり、これが相対脈拍数ＲＨＲを示す
。次に、この相対脈拍数ＲＨＲに対し、（（ＶＯ₂ｍａｘ−ＶＯ₂ｒｅｓｔ）×Ｗ／ｔ／６
０）が乗算されると、計測間隔ｔ間に摂取した酸素摂取量ＲＶＯ₂が算出される。そして
、この算出した酸素摂取量ＲＶＯ₂に対し、消費カロリー換算値Ｋを乗算して計測間隔ｔ
で除算することによって、計測間隔ｔ間に消費した消費カロリー量Ｃ（ｋｃａｌ）が計算
される。
ここで、酸素１リットル使用された場合の消費カロリーが約５ｋｃａｌに相当すること
から、消費カロリー換算値Ｋには約（５／１０００）の値（ｃａｌ／ｍｌからｋｃａｌの
変換も行う値）が適用される。

ここで、安静時酸素摂取量ＶＯ₂ｒｅｓｔは、基礎代謝量から算出され、具体的には、
性別毎に定義された以下の式（２）又は（３）に体重Ｗ、身長Ｔ及び年齢ＡＧＥを代入す
ることによって算出される。
＜男性の場合＞
ＶＯ₂ｒｅｓｔ＝（６６．４７＋（１３．７５×Ｗ）＋（５．０×Ｔ）−（６．７６×
ＡＧＥ）／２４／６０／５／Ｗ×１０００……（２）
＜女性の場合＞
ＶＯ₂ｒｅｓｔ＝（６６．５１＋（９．５６×Ｗ）＋（１．８５×Ｔ）−（４．６８×
ＡＧＥ）／２４／６０／５／Ｗ×１０００……（３）
なお、上記式における（／２４／６０／５×１０００）は、１分当たりの安静時酸素摂
取量ＶＯ₂ｒｅｓｔに変換する値である。

また、最大酸素摂取量ＶＯ₂ｍａｘ及び安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔは、年齢ＡＧＥと最
大酸素摂取量ＶＯ₂ｍａｘとを対応づけたテーブルデータ、及び、性別毎に作成された、
年齢ＡＧＥと安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔとを対応づけたテーブルデータを参照することに
よって各々設定値（デフォルト値に相当）が設定される。また、最大脈拍数ＨＲｍａｘは
、以下の式（４）を用いて年齢ＡＧＥから設定値（デフォルト値に相当）が設定される。
ＨＲｍａｘ＝２２０−ＡＧＥ……（４）
なお、これらデフォルトの設定値をユーザが設定するように構成してもよい。

この生体情報処理装置１では、ボタンスイッチ１１１〜１１７のいずれかの操作を介し
て消費カロリーの測定指示が入力されると、ＭＰＵ３０８は、脈拍数ＨＲの計測を開始し
て、計測した脈拍数ＨＲから消費カロリーを算出する。すなわち、ＭＰＵ３０８は、消費
カロリー量を算出する消費カロリー算出部として機能する。
脈拍数ＨＲを計測する場合、ＭＰＵ３０８は、Ａ／Ｄ変換回路３０５に制御信号を出力
し、脈波増幅信号のＡ／Ｄ変換を行わせ、脈波データを生成させて、この脈波データをＭ
ＰＵ３０８に出力させる。そして、ＭＰＵ３０８は、計測間隔ｔ（本例では４秒）毎に、
脈波データに対し高速フーリエ変換処理によって周波数分析を行い、脈波成分を抽出し、
脈波成分の周波数から脈拍数ＨＲを算出する。この脈拍数ＨＲを算出する際には、同時に
、体動データも算出され、上述の周波数分析の際に、この体動データから算出した体動周
波数を脈波成分の候補から除外することによって、体動成分が脈波成分と誤検出されてし
まう事態を回避する。
また、体動データからユーザの体動レベルを算出し、体動レベルがある一定以上のとき
は、ユーザの体動によって強いノイズが発生し、信頼性の高い脈拍数を算出できないとし
て、一時的に脈拍数ＨＲの算出を停止するようにしてもよい。この構成によれば、信頼性
の高い脈拍数ＨＲを算出することができる。なお、計測された脈拍数ＨＲは、ＲＡＭ３０
９に順次記憶されて履歴情報として保持される。

上記のように脈拍数ＨＲの計測が開始されると、ＭＰＵ３０８は、計測した脈拍数ＨＲ
からユーザの酸素摂取量ＲＶＯ₂を算出し、この酸素摂取量ＲＶＯ₂から消費カロリー量Ｃ
を算出する消費カロリー算出処理を開始する。
ところで、上述したように消費カロリー量Ｃの算出時には、安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔ
及び最大脈拍数ＨＲｍａｘが使用される。これら安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔ及び最大脈拍
数ＨＲｍａｘは、その設定値（デフォルト値）が年齢ＡＧＥ等から一義的に定めた値であ
るため、ユーザの実際の安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔや最大脈拍数ＨＲｍａｘと異なる場合
がある。
そこで、本実施形態では、脈拍数ＨＲを計測した場合に、ＭＰＵ３０８が、その脈拍数
ＨＲが、ユーザの安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔ及び最大脈拍数ＨＲｍａｘのいずれかである
と推定可能か否かを判定する判定部として機能し、いずれかであると推定可能な場合に、
ＲＡＭ３０９に記憶された安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔ又は最大脈拍数ＨＲｍａｘに対応す
る各設定値を更新するようにしている。

以下、図７に示すフローチャートを算出しつつ、安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔ及び最大脈
拍数ＨＲｍａｘの設定値更新処理を説明する。
まず、ＭＰＵ３０８は、脈拍数ＨＲが計測されているか否かを判定する（ステップＳ１
）。ここで、脈拍数ＨＲが計測されていない場合とは、脈拍数ＨＲの計測処理を行ってい
るにも関わらず適正範囲内の脈拍数が計測されない場合や、体動レベルが高いために一時
的に脈拍数ＨＲの算出を停止している場合である。

脈拍数ＨＲが計測されている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ＭＰＵ３０８は、計測し
た脈拍数ＨＲが、安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔと推定可能な条件を満たすか否かを判定すべ
く、まず、計測した脈拍数ＨＲが、ＲＡＭ３０９に記憶されている安静時脈拍数ＨＲｒｅ
ｓｔの設定値（デフォルト値を含む）未満の状態か否かを判定する（ステップＳ２）。よ
り具体的には、このステップＳ２では、脈拍数ＨＲが予め定めた期間（例えば、数秒）の
間、継続して安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設定値を下回っているか否かを判定し、継続し
て下回っていた場合に、続くステップＳ３の処理へ移行する。
ステップＳ３では、ＭＰＵ３０８は、体動データのレベル（以下、体動レベルという）
が、ユーザが安静状態と判定可能な閾値未満か否かを判定する。ここで、閾値未満の場合
（ステップＳ３：ＹＥＳ）、つまり、体動レベルが低い安静状態の場合、ＲＡＭ３０９に
記憶されている安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設定値を、測定した脈拍数ＨＲの値に更新す
る（ステップＳ４）。

このように本実施形態では、脈拍数ＨＲを計測した場合に、その脈拍数ＨＲが、継続し
て安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設定値を下回っており、かつ、ユーザが安静状態であると
いう条件を満たした場合に、安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設定値を脈拍数ＨＲの値に更新
する。このため、年齢ＡＧＥ等から一義的に設定した安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設定値
を、ユーザの実際の安静時脈拍数、若しくは、実際の安静時脈拍数により近い値に設定し
直すことができる。
続いて、ＭＰＵ３０８は、測定した脈拍数ＨＲに基づいて消費カロリー量Ｃを算出する
ことにより（ステップＳ５）、消費カロリー量Ｃを算出し、所定の割り込み周期でステッ
プＳ１の処理へ移行することによって消費カロリー量Ｃの算出処理を繰り返す。このよう
にして算出した消費カロリー量Ｃは、ＭＰＵ３０８によって累積加算され、消費カロリー
計測開始からユーザが消費した消費カロリー（以後、「累計消費カロリー」という）が算
出され、液晶表示装置１３へ表示されてユーザに示される。

一方、体動レベルが閾値以上であった場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ＭＰＵ３０８は、
今回測定した脈拍数ＨＲに代えて、直前に計測された脈拍数ＨＲに基づいて消費カロリー
量Ｃを算出する（ステップＳ１１、Ｓ５）。すなわち、体動レベルが閾値以上の場合、ユ
ーザが運動中であると予想されるため、かかる運動状態で安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設
定値以下の脈拍数ＨＲが測定された場合には、その脈拍数ＨＲを消費カロリー量Ｃの計算
に用いず、より信頼性が高い直前の脈拍数ＨＲで消費カロリー量Ｃを算出するようにして
いる。

また、計測した脈拍数ＨＲが、ＲＡＭ３０９に記憶されている安静時脈拍数ＨＲｒｅｓ
ｔの設定値以上であった場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ＭＰＵ３０８は、計測した脈拍数
ＨＲが、最大脈拍数ＨＲｍａｘと推定可能な条件を満たすか否かを判定すべく、ＲＡＭ３
０９に記憶されている最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値を超えているか否かを判定する（ス
テップＳ６）。より具体的には、このステップＳ６では、脈拍数ＨＲが予め定めた期間（
例えば、数秒）の間、継続して最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値を超えているか否かを判定
し、継続して超えていた場合に、続くステップＳ７の処理へ移行する。
ステップＳ７では、ＭＰＵ３０８は、最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値を脈拍数ＨＲの値
に更新し、その後ステップＳ５の処理へ移行して消費カロリー量Ｃを算出する。すなわち
、本実施形態では、測定した脈拍数ＨＲが継続して最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値を超え
ている場合は、その脈拍数ＨＲがユーザの実際の最大脈拍数若しくは最大脈拍数により近
い値であると見なし、最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値をユーザの個人差を反映した値に更
新することができる。これによって、ユーザの個人差を反映した消費カロリー量Ｃを算出
できる。

なお、計測した脈拍数ＨＲが、ＲＡＭ３０９に設定された安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの
設定値以上であって、かつ、最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値以下の場合には（ステップＳ
６：ＮＯ）、ＭＰＵ３０８は、上記設定値の更新処理を行うことなく、ステップＳ５の処
理へ移行し、消費カロリー量Ｃを算出する。
また、この生体情報処理装置１では、脈拍数ＨＲが計測できなかった場合には（ステッ
プＳ１：ＮＯ）、ＭＰＵ３０８が、所定レベル以上の体動検出中で、かつ、脈が連続して
取れなかった（本例では連続して３回以上取れなかった）直後か否かを判定する（ステッ
プＳ１０）。そして、所定レベル以上の体動検出中で、かつ、脈が連続して取れなかった
直後の場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ＭＰＵ３０８は、直前に計測された脈拍数ＨＲ
に基づいて消費カロリー量Ｃを算出する（ステップＳ１１、Ｓ５）。一方、所定レベル以
上の体動検出中、若しくは、脈が連続して取れなかった直後の少なくともいずれかの条件
を満たさない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、過去に計測された脈拍数ＨＲの信頼性も低
いとみなし、ＭＰＵ３０８は、消費カロリー量Ｃを０（零）にする（ステップＳ１２）。
これによって、例えば、生体情報処理装置１が外された場合や、生体情報処理装置１が装
着されているが長時間にわたって脈が計測できなかった場合には、消費カロリー量Ｃが０
（零）と算出され、それまでに計算した累積消費カロリーに加算されない。

以上説明したように、本実施形態では、測定した脈拍数ＨＲが、継続して安静時脈拍数
ＨＲｒｅｓｔの設定値を下回っており、かつ、ユーザが安静状態であるという条件を満た
した場合に、安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設定値を測定した脈拍数ＨＲに更新するので、
年齢ＡＧＥ等から一義的に設定した安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔよりもユーザの個人差を反
映した安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔを設定することができる。また、本実施形態では、測定
した脈拍数ＨＲが、最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値を継続して上回ったという条件を満た
した場合に、最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値を測定した脈拍数ＨＲに更新するので、年齢
ＡＧＥ等から一義的に設定した最大脈拍数ＨＲｍａｘよりもユーザの個人差を反映した最
大脈拍数ＨＲｍａｘを設定することができる。従って、ユーザの個人差を反映して消費カ
ロリー量Ｃを精度良く算出することができる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範
囲内で任意に変形及び応用が可能である。例えば、上述した実施形態では、測定した脈拍
数ＨＲが安静時脈拍数と推定可能な条件を、脈拍数ＨＲが、継続して安静時脈拍数ＨＲｒ
ｅｓｔの設定値を下回っており、かつ、ユーザが安静状態であるという条件を満たしたこ
とにした場合を例示したが、これに限らず、例えば、脈拍数ＨＲが、継続して安静時脈拍
数ＨＲｒｅｓｔの設定値を下回ったことだけにする等、種々の条件を適用してもよい。
また、上述した実施形態では、測定した脈拍数ＨＲが最大脈拍数と推定可能な条件を、
脈拍数ＨＲが、最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値を継続して上回ったことにした場合を例示
したが、これに限らず、他の条件を適用してもよい。

また、上述した実施形態において、安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔ及び最大脈拍数ＨＲｍａ
ｘの設定値を更新する場合、更新前の値から更新後の値に徐々に近づける値変更処理を行
ってもよい。例えば、安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設定値を７０から６５に値変更する場
合、所定の時間間隔で該設定値を７０から１ずつ減算した値に変更していき、６５に変更
した時点で該値に固定するようにしてもよい。また、最大脈拍数ＨＲｍａｘの設定値を１
８０から１８５に値変更する場合、所定の時間間隔で該設定値を１８０から１ずつ加算し
た値に変更していき、１８５に変更した時点で該値に固定するようにしてもよい。この構
成によれば、安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔ及び最大脈拍数ＨＲｍａｘの各設定値が短時間で
大きく変化する事態が回避され、脈拍数ＨＲが略一定の状況下で消費カロリー量Ｃが大き
く変動してしまう事態が回避される。

また、上述した実施形態では、消費カロリーの測定指示が入力された場合に、測定した
脈拍数ＨＲが安静時脈拍数か否かを判定する場合について説明したが、これに限らず、例
えば、安静時脈拍数の測定指示を入力する指示入力部（ボタンスイッチ等）を設け、この
指示入力部を介して安静時脈拍数の測定指示が入力された場合に、上記ＭＰＵ３０８が、
脈拍数ＨＲの測定を開始させると共に、その脈拍数ＨＲが安静時脈拍数か否かを判定し、
安静時脈拍数と判定した場合に安静時脈拍数ＨＲｒｅｓｔの設定値を更新するようにして
もよい。このように、ユーザ自身が、安静時脈拍数の測定を指示することによって、ユー
ザが安静状態のときの脈拍数ＨＲを計測でき、安静時脈拍数の設定値をより信頼性の高い
ものに設定し直すことができる。

また、上述した実施形態では、本発明をユーザの手首Ｌに装着されて使用される腕時計
型の生体情報処理装置１に適用した例を説明したが、本発明は、腕時計型の生体情報処理
装置１に限らず、ユーザの身体に装着されて使用される装置（心拍数を計測する装置も含
む）に広く適用することができる。
また、例えば、上述した実施形態では、生体情報処理装置１を制御するための制御プロ
グラムが予めＲＯＭ３１０に記憶されている場合について説明したが、各種磁気ディスク
、光ディスク、メモリカードなどの記録媒体に制御用プログラムを予め記憶し、これらの
記録媒体から読み込み、インストールするように構成することも可能である。また、通信
インターフェースを設け、インターネット、ＬＡＮなどの通信ネットワークを介して制御
用プログラムをダウンロードし、インストールして実行するように構成することも可能で
ある。

本実施形態に係る生体情報処理装置の構成を示す図である。 生体情報処理装置の装置本体の平面図である。 生体情報処理装置を腕時計における３時の方向からみた側面図である。 生体情報処理装置の脈拍センサを示す図である。 生体情報処理装置の脈拍センサの断面図である。 生体情報処理装置の機能的構成を示すブロック図である。 安静時脈拍数及び最大脈拍数の設定値更新処理の説明に供するフローチャートである。

符号の説明

１…生体情報処理装置、１３…液晶表示装置（表示部）、３０…脈拍センサ（脈拍測定
部）、９０…体動センサ（体動検出部）、３０８…ＭＰＵ（消費カロリー算出部、判定部
）、３０９…ＲＡＭ（記憶部）。

Claims (8)

1. ユーザの脈拍数を測定する脈拍測定部と、
   前記ユーザの安静時脈拍数と最大脈拍数の各設定値を記憶する記憶部と、
   前記脈拍測定部で測定した脈拍数と、前記記憶部に記憶された安静時脈拍数及び最大脈拍数の各設定値とに基づいて消費カロリー量を算出する消費カロリー算出部と、
   前記脈拍測定部で測定した脈拍数が、前記安静時脈拍数の設定値を継続して下回ったか否かを判定する第１判定処理を行う判定部と、
   前記脈拍測定部で測定した脈拍数が、前記安静時脈拍数の設定値を継続して下回ったと前記判定部が判定した場合に、前記記憶部に記憶された前記安静時脈拍数の設定値を、前記測定した脈拍数である第１更新値で更新する第１更新処理を行う更新部と、
   を有することを特徴とする生体情報処理装置。
2. 前記ユーザの体動情報を検出する体動検出部をさらに備え、
   前記第１更新値は、前記体動検出部が検出した体動情報が、安静状態と判定可能な場合に測定された脈拍数であることを含むことを特徴とする請求項１に記載の生体情報処理装置。
3. 前記更新部の前記第１更新処理において、前記第１更新値に徐々に近づける値変更処理を行なった後に、前記第１更新値に更新することを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の生体情報処理装置。
4. 前記脈拍測定部は、前記安静時脈拍数の測定指示を入力する指示入力部をさらに有し、
   前記安静時脈拍数の測定指示が入力された場合に、前記判定部による第１判定処理及び前記更新部による第１更新処理を行うこと、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体情報処理装置。
5. 前記判定部は、さらに前記脈拍測定部で測定した脈拍数が、最大脈拍数と推定可能な予め定めた所定の条件を満たすか否かを判定する第２判定処理を行い、
   前記更新部は、さらに前記判定部が前記所定の条件を満たしたと判定した場合に、前記測定した脈拍数を第２更新値として、前記記憶部に記憶された前記最大脈拍数の設定値を、前記第２更新値で更新する第２更新処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の生体情報処理装置。
6. 前記所定の条件は、前記測定した脈拍数が前記記憶部に記憶された前記最大脈拍数の設定値を継続して上回ったことであることを特徴とする請求項５に記載の生体情報処理装置。
7. ユーザの脈拍数を測定する脈拍測定過程と、
   測定した脈拍数と、記憶部に記憶された安静時脈拍数及び最大脈拍数の各設定値とに基づいて消費カロリー量を算出する消費カロリー算出過程と、
   前記測定した脈拍数が前記安静時脈拍数の設定値を継続して下回ったか否かを判定する第１判定処理過程と、
   前記測定した脈拍数が、前記安静時脈拍数の設定値を継続して下回ったと判定した場合に、前記安静時脈拍数の設定値を、前記測定した脈拍数である第１更新値に更新する第１更新処理過程と、
   を特徴とする生体情報処理装置の制御方法。
8. ユーザの脈拍数を測定する脈拍数測定過程と、
   測定した脈拍数と、記憶部に記憶された安静時脈拍数及び最大脈拍数の各設定値とに基づいて消費カロリー量を算出する消費カロリー算出過程と、
   前記測定した脈拍数と前記各設定値とを比較する過程と、
   前記測定した脈拍数が前記安静時脈拍数の設定値よりも継続して下回った場合には、前記安静時脈拍数の設定値を前記測定した脈拍数に基づいて更新し、前記測定した脈拍数が前記最大脈拍数の設定値よりも継続して上回った場合には、前記最大脈拍数の設定値を前記測定した脈拍数に基づいて更新する過程と、
   を特徴とする生体情報処理装置の制御方法。

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