JPH0655206B2

JPH0655206B2 - 脈拍数検出機能付電子機器

Info

Publication number: JPH0655206B2
Application number: JP60192632A
Authority: JP
Inventors: 敦子清水
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1985-08-31
Filing date: 1985-08-31
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPS6253632A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明はジョギングウオッチ等の脈拍数検出機能付電
子機器に関する。

［従来技術およびその問題点］従来、脈拍計付ジョギングウオッチとしては、胸部に脈
拍センサーを設け、走行中、脈拍計測値が予め設定した
値よりも大きくなるとアラーム音を発生するようにした
ものが開発され、実用化されている。しかし、この種の
ものは脈拍の計測値がある一定値（設定値）を越えた時
にアラーム音を発生するだけで、ジョギングの結果どの
程度、体力の向上を図り得たか等を知ることはできなか
った。

［発明の目的］この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、ジョギング等による体力の向上の
度合いを正確かつ容易に知ることができる脈拍数検出機
能付電子機器を提供することにある。

［発明の要点］この発明は上述した目的を達成するために、時間測定手
段により計測された時間間隔の終了時点における脈拍数
と前記終了時点から所定時間経過した時点における脈拍
数とを脈拍数検出手段にて検出し、この脈拍数検出手段
により検出された各脈拍数と脈拍数記憶手段に記憶され
ている平常脈拍数とに基づいて脈拍回復状態を脈拍回復
状態検出手段にて検出し、この脈拍回復状態検出手段に
より検出された脈拍回復状態を表示手段にて表示するよ
うにしたことを要点とする。

［実施例］以下、この発明を図面に示す一実施例に基づいて具体的
に説明する。

実施例の構成第２図はこの発明を適用した脈拍計付ジョギングウオッ
チの外観平面図である。時計ケースの上面部には表示部
１が設けられている。表示部１はセグメント電極構造の
液晶表示素子によって構成され、第３図に示すように、
上下のデジタル表示部１Ａ、１Ｂが設けられている。ま
た、表示部１には印刷形成されたモード名、即ちジョギ
ングモード名「ＪＯＧ」、脈拍計測モード名「ＰＵＬＳ
Ｅ」、ジョギング終了後予め設定されている使用者の平
常脈拍数まで脈拍が回復するまでの回復率演算モード名
「ＲＥＣＯＶ」に対応するモード指示体１Ｃが設けられ
ている。

また、時計ケースの上面および両側部にはプッシュボタ
ン式の各種のスイッチＳＡ、ＳＢ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が
配設されている。これらスイッチは第４図に示す如く機
能する。即ち、スイッチＳ３は、基本時計モード、ジョ
ギングモード、タイマーモード、アラームモード、基本
時計モード……にサイクリックに順次切替る為のモード
切替スイッチとして機能する。またスイッチＳ２は例え
ばジョギングモードでスイッチＳ２が操作されると、ジ
ョギングのペース数あるいは平常脈拍数のセットモード
に切替るセットモード切替スイッチとして機能し、また
このセットモードにおいてスイッチＳ２が操作されると
セットモードを解除して元のジョギングモードに復帰さ
せる。その他、図示しないが基本時計モードにおいてス
イッチＳ２が操作されると時刻修正モード、あるいはア
ラームモードにおいてスイッチＳ２が操作されるとアラ
ーム設定モードに切替る。しかして、ペース数あるいは
平常脈拍数セットモードにおいて、スイッチＳ３が操作
されるとその操作回数に応じたペース数（歩数／分）が
設定され、また、スイッチＳＡが操作されると平常脈拍
数がその操作回数に応じて設定される。また、ジョギン
グモードにおいてスイッチＳＡはジョギングのスタート
／ストップスイッチとして機能し、スタート中は前記ス
イッチＳ３で設定されたペースで報音がなされる。ま
た、スイッチＳＢはスピリット／リセットスイッチとし
て機能する。

また、時計ケースの一側部には指サック２がコード３を
介して着脱自在に接続されている。この指サック２の内
部には脈拍検出センサー４が設けられている。このセン
サー４はＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の
受光素子を用いて発光素子の光を指に照射させ、その反
射光が受光素子に入射することにより血液の脈拍に伴な
う血量変化を受光量の変化として検出するものでこれに
よって得られた光電脈波に基づいて脈拍数が測定され
る。

次に、このジョギングウオッチの回路構成を第１図に基
づいて説明する。このジョギングウオッチは８ビット並
列処理のマイクロプログラム制御方式で動作するもので
ある。発振器１１から常時出力される。32,768 ＫＨｚ
のクロック信号は、分周回路１２で分周され、タイミン
グ信号発生回路１３に与えられる。このタイミング発生
回路１３は各種のタイミング信号をＲＯＭ（リードオン
リメモリ）１４等に供給する。

ＲＯＭ１４はこのジョギングウオッチの全ての動作を制
御するマイクロプログラムを記憶し、マイクロ命令Ｏ
Ｐ、ＤＯ、ＮＡを並列的に出力する。ここで、マイクロ
命令ＯＰは命令デコーダ１５に入力され、この命令デコ
ーダ１５はこれを解読してＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）１６のＲ／Ｗ入力端子にデータの読み込み、書き
込み指令として与え、また、演算部１７のＳ入力端子に
演算命令として与え、更に、ペースメーカー回路部１８
のＳ入力端子に動作指令として与える。このペースメー
カ回路部１８からはペース音を発生させる為の信号がア
ドレス制御部１９に与えられる。また、マイクロ命令Ｄ
Ｏはデータバスを介してＲＡＭ１６のＡｄｄｒ入力端子
にアドレスデータとして入力されると共に、演算部１７
のＤＩ２入力端子に数値データとして入力され、更にペ
ースメーカー回路部１８およびアドレス制御部１９に入
力される。また、マイクロ命令ＮＡはアドレス制御部１
９に入力されるネクストアドレスデータで、このアドレ
ス制御部１９から出力されるアドレスデータは、ＲＯＭ
１４のＡｄｄｒ入力端子に与えられる。

命令デコーダ１５からは報音発生指令および停止指令を
夫々出力してＳＲ型フリップフロップ（ＳＲ−ＦＦ）２
０のＳおよびＲ入力端子に与え、ＳＲ−ＦＦ２０をセッ
ト、リセットさせる。このＳＲ−ＦＦ２０のＱ出力はア
ラーム回路２１に駆動信号として与え、報音部（スピー
カあるいは圧電素子）２２からアラーム音等を発生させ
る。

ＲＡＭ１６は置数レジスタ、演算レジスタ等を有する構
成で、計時処理、キー入力処理、演算処理、ジョギング
処理等において利用され、命令デコーダの制御下でデー
タの書き込みおよび読み出し動作を実行し、そして、Ｒ
ＡＭ１６のＤＯ出力端子から読み出されたデータは演算
部１７のＤＩ１入力端子およびペースメーカ回路部１８
に与えられると共に表示制御部（デコーダ）２５を介し
て表示部１に表示される。演算部１７は命令デコーダ１
５からの演算指令にしたがって各種の演算を実行するも
ので、そのＤＯ出力端子からの演算結果データは、ＲＡ
Ｍ１６のＤＩ入力端子に与えられ、ＲＡＭ１６に読み込
まれる。また、演算部１７はジャッジ演算実行の際に、
その演算結果のデータを有無を示す信号およびキャリー
発生有無信号を夫々出力してアドレス制御部１９に与
え、ＲＯＭ１４のアドレスを変換させ、これによって例
えば１／３２秒毎に１回づつ割り込みで計時処理を実行
させる。また演算部１７のＤＩ３入力端子には脈拍検出
センサー７で検出された光電脈波を脈拍に応じた信号に
変換する脈拍検出制御回路２３の出力が与えられてい
る。また、入力部２４から操作スイッチに対応して出力
されるキーコードは演算部１７のＤＩ２入力端子に与え
られる。

第５図はＲＡＭ１６の主要構成図を示している。ＲＡＭ
１６は計時データ、システム制御用データの他、各種の
レジスタを有している。

即ち、ＲＡＭ１６には時刻記憶レジスタ、ジョギング計
測レジスタ、予めジョギングのペース数が設定されるＰ
レジスタ、後述するＸ_Ａ、Ｘ_Ｂ、Ｘ_Ｃレジスタの内容が
転送される表示用のＡ、Ｂ、Ｃレジスタ、各種のジョギ
ングモードがセットされるＪレジスタ、ジョギング停止
直後の経過時間を計測する場合に１秒桁を計数するＮ_１
レジスタ、１０秒桁を計数するＮ_２レジスタ、１分桁を
計数するＮ_３レジスタ、ジョギング停止直後を示すフラ
ッグがセットされるＭ_０レジスタ、ジョギング停止後５
分経過したことを示すフラッグがセットされるＭ_５レジ
スタ、予め設定される使用者の平均脈拍数がセットされ
るＸ_Ａレジスタ、ジョギング停止直後の脈拍数がセット
されるＸ_Ｂレジスタ、ジョギング停止から５分経過後の
脈拍数がセットされるＸ_Ｃレジスタ、平常脈拍数等に応
じて算出された平常脈拍数に対する脈拍回復率がセット
されるＲｅｃｏｖレジスタが設けられている。

実施例の動作先ず、第６図を参照して全体動作の概要について説明す
る。ステップＴ１では計時処理あるいはキー処理要求が
あるまで待機状態（ＨＡＬＴ）となる。いま、計時タイ
ミングとなると、次のステップＴ２に進み、計時処理プ
ログラムが指定されて計時処理が開始される。この処理
はＲＡＭ１６の第１行目にある時刻記憶レジスタに記憶
されている基本時刻データに所定単位データを加算して
現在時刻を求め、これをＲＡＭ１６内の元の時刻記憶レ
ジスタに転送することにょって行なわれる。

そして、次のステップＴ３ではＲＡＭ１６内のＪレジス
タの内容が調べられる。このＪレジスタはジョギングモ
ードフラッグを記憶するもので、ジョギング計測中には
Ｊ＝１となり、後述するジョギング処理（ステップＴ
４）が実行されるが、ジョギング終了後、脈拍が平常脈
拍数に回復するまでの回復率演算中にはＪ＝２となり、
ステップＴ５でそのことが検出されて後述する回復率計
算処理（ステップＴ６）が実行される。しかして、ジョ
ギング処理（ステップＴ４）、回復率計算処理（ステッ
プＴ６）が終るとステップＴ７で表示処理が実行された
のちステップＴ１に戻る。

また、何らかのスイッチ操作がなされると、それに応じ
たキー処理プログラムが指定されて操作スイッチに対応
したキー処理（ステップＴ８）が実行され表示処理（ス
テップＴ７）後、ステップＴ１に戻る。いまジョギング
モードにおいて、ジョギングのペース数や平常脈拍数を
操作してセットするものとすると、スイッチＳ２を操作
してセットモードに切替えたのちに、ペース数の設定で
あればスイッチＳ３、平常脈拍数の設定であればスイッ
チＳＡを操作する。すると、上記キー処理（ステップＴ
８）によってＲＡＭ１６内のＰレジスタにはジョギング
のペース数がスイッチＳ３の操作回数に応じて設定さ
れ、またＡレジスタには使用者の平常脈拍数がスイッチ
ＳＡの操作回数に応じて設定される。

このようにしてジョギング前に予め必要な各種データを
設定したのちジョギングを開始するには、スイッチＳＡ
を操作する。すると、このスイッチＳＡの操作に伴って
ＲＡＭ１６内のＪレジスタにはジョギングモードフラッ
グ“１”がセットされる。

そしてこのジョギング計測動作の詳細は説明しないが、
第８図（Ａ）に示すように、ジョギング開始からの経過
時間（ＲＡＭ１６内のジョギング計測レジスタの内容）
が上段デジタル表示部１Ａに表示されると共に下段デジ
タル表示部１Ｂに予め設定されたペース数が表示され
る。しかして、ジョギングの終了に当たっては、スイッ
チＳＡを操作してジョギング計測をストップさせる。

第７図は第６図で示した回復率計算処理（ステップＴ
６）の具体的内容を説明する為のフローチャートであ
る。このフローはジョギング計測のストップで実行開始
され、先ず、ジョギング停止後の経過時間計測動作が開
始されたかが調べられる（ステップＴ６−１）。ジョギ
ング停止直後は計測動作が開始されていないので、ステ
ップＴ６−２に進み、ＲＡＭ１６内のＭ_０レジスタにジ
ョギング停止直後フラッグ“１”がセットされる。そし
て、次のステップＴ６−３ではジョギング停止直後に計
測された脈拍数がＲＡＭ１６内のＸ_Ｂレジスタから読み
出されてＲＡＭ１６内のＢレジスタに転送されたのち表
示部１にデジタル表示される（ステップＴ６−４）。

そして、次にこのフローに入ると、ジョギング停止後の
経過時間計測中であるから、ステップＴ６−１でそのこ
とが検出されてステップＴ６−５に進み、ＲＡＭ１６内
のＮ_１レジスタ〜Ｎ_３レジスタ（ジョギング停止直後の
経過時間計測レジスタ）のうち、１秒桁を計測するＮ_１
レジスタの値が＋１される。その結果、次のステープＴ
６−６でＮ_１レジスタの値が「１０」か、即ち、ジョギ
ング停止から１０秒経過したかが調べられる。いま、１
０秒経過すれば、Ｎ_１レジスタの内容がクリアされると
同時に、１０秒桁を計測するＮ_２レジスタの値が＋１さ
れる（ステップＴ６−７）。これによって次のステップ
Ｔ６−８では、Ｎ_２レジスタの値が「６」か、即ち、ジ
ョギング停止から６０秒経過したかが調べられ、いま、
６０秒経過すれば、Ｎ_２レジスタの内容がクリアされる
と同時に、１分桁を計測するＮ_３レジスタの値が＋１さ
れる（ステップＴ６−９）、その後、Ｎ_３レジスタの値
が「５」、即ちジョギング停止後５分経過したかが調べ
られ、５分経過すると、ＲＡＭ１６内のＭ_５レジスタに
５分経過フラッグ“１”がセットされる（ステップＴ６
−１０、Ｔ６−１１）。

このようにしてジョギング停止後５分経過すると、次の
ステップＴ６−１２へ進み、５分経過時に検出された脈
拍数がＲＡＭ１６のＸ_Ｃレジスタから読み出されてＲＡ
Ｍ１６内のＣレジスタに転送されたのち表示部１にデジ
タル表示される（ステップＴ６−１３）。

その後、ステップＴ６−１４に進み次式にしたがって脈
拍の回復率計算が行なわれる。

［１−(Ｘ_C−Ｘ_A)／(Ｘ_B−Ｘ_A)］ × 100 ＝Ｒｅｃｏｖ（回復率）したがって回復率はＸ_Ａレジスタ（平常脈拍数）Ｘ_Ｂレ
ジスタ（ジョギング停止直後の脈拍数）Ｘ_Ｃレジスタ
（ジョギング停止から５分経過時の脈拍数）より求めら
れる。このようにして求められた回復率はＲＡＭ１６内
のＲレジスタに転送されたのち表示部１にデジタル表示
される（ステップＴ６−１５、Ｔ６−１６）。第８図
（Ｂ）はこの場合の表示例を示し、ジョギング停止後の
経過時間がデジタル表示される他、５分経過後の脈拍数
「８０」および回復率「６７」％がデジタル表示されて
いる。このように回復率を知ることができるので、運動
が適度であったかの判断や体力向上の度合を知ることが
できる。

なお、上記実施例ではジョギング停止直後の脈拍や５分
経過後の脈拍をデジタル表示するようにしたが、第９図
に示すようにこれらをグラフィック表示するようにして
もよい。ここで、第９図Ｘは平常脈拍数、Ｙはジョギン
グ停止直後の脈拍数、Ｚは５分経過後の脈拍数である。
また、これらを夫々別個表示体に表示させれば同時に表
示可能となる。

また、上記実施例は５分経過後の脈拍を自動的に計測す
るようにしたが、５分経過したことをアラーム音で知ら
せ、それに応じたスイッチ操作で脈拍計測を行うように
してもよい。

また、前回求められた回復率を記憶させておき、今回求
められた回復率に比べてどの程度アップしたかダウンし
たかを矢印等で表示するようにすれば、体力の向上度合
を的確に知ることができる。

更に、上記実施例では平常脈拍に戻るのを回復率１００
％としたが、逆に平常脈拍を１００％として計測時の脈
拍は何％かを表わすようにしてもよく、この場合ではス
テップＴ６−１４で計測脈拍／平常脈拍×１００の演算
を行なわせればよいものである。例えば平常脈拍……７
０、計測脈拍……８０であれば、８０÷７０×１００＝
１１４％（回復率）となる。

［発明の効果］この発明は以上詳述に説明したように、時間測定手段に
より計測された時間間隔の終了時点における脈拍数と前
記終了時点から所定時間経過した時点における脈拍数と
を脈拍数検出手段にて検出し、この脈拍数検出手段によ
り検出された各脈拍数と脈拍数記憶手段に記憶されてい
る平常脈拍数とに基づいて脈拍回復状態を脈拍回復状態
検出手段にて検出し、この脈拍回復状態検出手段により
検出された脈拍回復状態を表示手段にて表示する構成と
しているので、表示手段にて表示された脈拍回復状態を
知ることにより、ジョギング等による体力の向上の度合
いを正確かつ容易に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はこの発明を
適用した脈拍計付ジョギングウオッチの回路構成図、第
２図はその外観図、第３図は表示部の構成図、第４図は
スイッチ機能を説明する為の図、第５図は第１図で示し
たＲＡＭの構成図、第６図は全体動作の概要を示すジェ
ネラルフローチャート、第７図は第６図で示した回復率
計算処理の具体的内容を説明する為のフローチャート、
第８図（Ａ）、（Ｂ）は表示状態図、第９図は表示の変
形例を示した図である。２……脈拍検出センサー、１４……ＲＯＭ、１５……命
令デコーダ、１６……ＲＡＭ、１７……演算部、１８…
…ペースメーカー回路部、１９……アドレス制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用者の平常脈拍数を記憶する脈拍数記憶
手段と、時間測定の開始時点から終了時点までの間の時間間隔を
測定する時間測定手段と、前記終了時点における脈拍数と前記終了時点から所定時
間経過した時点における脈拍数とを検出する脈拍数検出
手段と、この脈拍数検出手段により検出された各脈拍数と前記脈
拍数記憶手段に記憶されている平常脈拍数とに基づいて
脈拍回復状態を検出する脈拍回復状態検出手段と、この脈拍回復状態検出手段により検出された脈拍回復状
態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機能付電子機器。
【請求項２】前記脈拍回復状態検出手段により検出され
る脈拍回復状態は、前記脈拍数検出手段により検出され
た各脈拍数と前記脈拍数記憶手段に記憶されている平常
脈拍数とに基づいて求められる脈拍回復率である特許請
求の範囲第１項記載の脈拍数検出機能付電子機器。