JPH0880287A

JPH0880287A - 携帯用小型電子機器

Info

Publication number: JPH0880287A
Application number: JP21883394A
Authority: JP
Inventors: Akira Shinpo; 晃真保; Kazuhiko Amano; 和彦天野; Hiroyuki Odagiri; 博之小田切
Original assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Epson Corp; Seiko Instruments Inc
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】脈拍数の温度変化による影響分を補正し、一
定条件下での脈拍数を表示すること。また、運動時の上
限脈拍数を、温度を考慮して正確に算出すること。【構成】脈拍測定手段２は脈信号を検出し、その検出
信号は脈拍数データ換算手段１に入力される。一方、温
度測定手段３によって検出された環境温度（または体
温）も脈拍数データ換算手段１に入力される。そして、
検出された脈信号は、脈拍数データ換算手段１によって
任意の温度における脈拍数に換算・補正され、その結果
は表示手段４に表示される。【効果】脈拍数の測定精度を向上し、健康状態、運動
能力のチェックをより正確に行うことができる。また、
環境温度変化があっても、より安全かつ正確に運動の目
安を提供する事が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脈拍数および温度を同
時に測定、表示できる携帯用小型電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、被測定者の健康状態及び、運動能
力を非観血的にチェックできる方法として、実公昭５９
−１６３９８８号公報にあるように脈拍計測機能を有す
る携帯用小型電子機器が注目されている。そして、これ
らの携帯用小型電子機器は、検出脈拍数をそのまま出
力、表示、記憶していた。

【０００３】また、体力、健康維持のため、最適な運動
を行うために、特開昭５９−９１３８９号公報、特開平
５−２２０１２０号公報にあるように、年齢及び最大運
動強度に対する比率より、目標脈拍数を求め、運動時の
脈拍数と比較する携帯用小型電子機器が考えられた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、周知のよう
に、人体では血液の循環が体温調節に重要な役割を果た
しており、寒冷環境においては体温の放散を抑えるた
め、脈拍数が減少し、高温環境においては、逆に体温の
放散が増すよう脈拍数が増加するというように、脈拍数
は外部環境温度に影響を受け変動してしまう。このた
め、従来の脈拍計で安静時の脈拍数を測定した場合、外
部環境温度の違いにより脈拍数が変動していることがあ
り、日々この安静時脈拍数より健康状態をチェックした
としても、測定環境が異なり、健康状態を正確に知り得
ることは困難であった。更に、環境温度と同じように脈
拍数は体温とも密接な関係があり、例えば体温が高い場
合には、脈拍数が上昇する。従って、脈拍数のみで正確
に体調を知ることは難しかった。

【０００５】また、運動能力の変化、向上を、例えば、
同一運動を行った際の脈拍数の比較によりチェックした
としても、上記の様に環境温度あるいは体温により脈拍
数が左右され、運動能力を正確に知ることは困難であっ
た。

【０００６】また、最適な運動を行うために、最大運動
強度に対する運動強度の比率より目標脈拍数を算出し、
これに合わせて運動を行う場合においては、外部環境温
度変化に伴う脈拍数変動を考慮していないため、例え
ば、低気温状態で同じ目標脈拍数の運動を行うと、通常
温度に比べ、過度の運動を行うことになり、誤差が大き
く適正さに欠けるものであった。

【０００７】（発明の目的）そこで、本発明は上記課題
を解決するものであり、第一の目的は、外部環境温度が
変化しても温度によらない一定条件下（被測定者の望む
環境あるいは体温での）の安静時及び運動時の脈拍数を
表示する携帯用小型電子機器を提供することにある。ま
た、同時に体温の測定も可能とする携帯用小型電子機器
を提供することにある。

【０００８】また、第二の目的は、運動を行う際の上限
脈拍数（目標脈拍数）を算出する際、外部環境温度も考
慮し、より正確な上限脈拍数（目標脈拍数）を算出する
携帯用小型電子機器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために本発明の携帯用小型電子機器は、温度を測定し
温度データを得る温度測定手段と、脈拍測定手段で測定
された脈拍データと温度測定手段で測定された温度デー
タとを用いて任意の温度における換算脈拍数データを得
る脈拍数データ換算手段と、任意の温度における換算脈
拍数データを表示する表示手段とを具備したことを特徴
とするものである。

【００１０】また、温度測定手段は環境温度データある
いは体温データを得ることが望ましい。

【００１１】また、表示手段は、任意の温度における換
算脈拍数データに加えて、脈拍データ及び温度データを
表示することが望ましい。

【００１２】また、上記構成に加えて、計時手段を有
し、計時手段で得た計時データ、温度データ及び脈拍デ
ータを記憶する記憶手段とを具備すること、さらに時系
列的に表示手段に表示することが望ましい。

【００１３】また、上記第二の目的を達成するために、
脈拍測定手段と、温度測定手段と、年齢データ入力手段
と、最大運動強度に対する運動強度比率入力手段と、温
度データ、年齢データ及び運動強度比率データを用い上
限脈拍数データを算出する脈拍数データ換算手段と、上
限脈拍数データと脈拍測定手段で測定された脈拍データ
とを比較し、この比較結果に基づいて警告情報を告知す
る手段とを具備することを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】上記構成により、請求項１または２において
は、温度測定手段が被測定者のおかれている環境の温度
を測定し、脈拍測定手段で測定された脈拍数を任意の環
境温度における脈拍数データに算出し、被測定者のおか
れている場所の環境温度に関係なく、被測定者の望む同
じ温度または任意の温度での換算脈拍数を得ることがで
きるものである。

【００１５】また、請求項３においては、体温も測定で
きるので体調を詳しく知ることができるものである。さ
らに、請求項６においては時系列的な体温の変動を知る
ことができるので、体調や運動能力の変化の状態を知る
ことができる。

【００１６】また、請求項７においては、運動を行う
際、被測定者のおかれている環境の温度を測定して、最
大運動強度に対する比率及び、年齢データより算出され
る上限脈拍数に温度の補正をかけることにより、外部環
境温度にあった目標脈拍数を換算し、測定脈拍数と比
較、告知することができるものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１から図
７をもとに説明する。

【００１８】（実施例１）図１は、本発明の携帯用小型
電子機器の構成を示すブロック図である。

【００１９】脈拍測定手段２は、指尖あるいは手首部分
などの脈波を検出して電気信号に変換し、この信号を脈
拍数データ換算手段１へ出力する。また、温度測定手段
３は、環境温度あるいは体温を測定し、その信号を同じ
く脈拍数データ換算手段１へ出力する。脈拍数データ換
算手段１は、上記の温度および脈信号をもとに、脈信号
を脈拍数データに変換し、温度と脈拍数の所定の関係式
あるいは所定のテーブルにより、希望の温度における脈
拍数データに換算し、表示手段４へ出力、表示する。

【００２０】図２に本発明の一実施例を示し、更に詳細
に説明する。

【００２１】脈拍測定手段２は、公知の光学式あるいは
半導体圧力センサ等より構成され、指尖あるいは手首部
分の脈信号を検出する。脈拍測定手段２の出力信号は、
増幅回路１０により増幅され、脈拍数データ換算手段１
を構成するＣＰＵ１２に入力される。ＣＰＵ１２は、入
力された脈信号をパルス信号として捉え、その計数を一
定時間行い、１分間当たりの計数値を得る。この計数値
つまり脈拍数は表示手段４へ出力される。

【００２２】ところが、脈拍数は、人体のおかれる環境
の温度に左右され、図３に示す様に、環境温度の上昇に
伴い、脈拍数も高くなる。従って、日々の安静状態の脈
拍数変動より体調を知ることが知られているが、環境温
度変動を伴った安静状態の脈拍数を比較しても、正確に
体調を評価することはできない。また、運動能力を知る
上でも、同様に外部環境温度により脈拍数が左右され、
正確に運動能力の変化、向上を評価することはできな
い。

【００２３】そのため、得られた脈拍数データを被測定
者が望む環境温度での脈拍数データに換算し補正し、一
定条件（被測定者の望む温度）の換算脈拍数データを得
るために、温度測定手段３により被測定者のおかれてい
る環境温度を測定検出する。ここで検出された信号は、
Ａ／Ｄ変換器１１によりＡ／Ｄ変換されＣＰＵ１２に入
力される。なお、ＣＰＵ１２にＡ／Ｄ変換機能がある場
合は特にＡ／Ｄ変換器１１を設ける必要がない。また、
温度測定手段３としては、サーミスタ等が使用できる。

【００２４】ＣＰＵ１２は、キー入力部１６より入力さ
れた希望の環境温度と、前述の温度測定手段により測定
された環境温度との間に差がある場合、前述の脈拍数を
希望の環境温度での脈拍数データに換算、補正する。こ
の希望温度での脈拍数データの求め方としては、図３に
示す温度と脈拍数の関係を、外部環境温度、希望温度を
用いる計算式としてＣＰＵ１２に設定しておき、この計
算式を用いて計算する方法、あるいは、外部環境温度、
希望温度をインデックスとするテーブルをＲＯＭ１３に
記憶させておき、入力データに基づきテーブルから読み
出すようにする方法などがある。また、計算結果及び、
環境温度、補正前の脈拍数を表示手段４へ出力すると同
時に、ＲＡＭ５に格納する。

【００２５】なお、図３のグラフによれば酸素消費量
（すなわち運動量に相当）に応じて脈拍数が変動してい
るが、その変動の仕方は酸素消費量によらずほぼ同じで
ある（それぞれの酸素消費量における曲線の傾向がほぼ
同じである）。従って、希望温度での脈拍数データの換
算にあたっては、測定された環境温度と、その環境温度
における脈拍数と、希望の環境温度がわかっていれば、
酸素消費量を考慮する必要がない。

【００２６】これらの一連の演算処理の手順（フローチ
ャート）を図４に示す。

【００２７】また、ＣＰＵ１２は計時手段としても用い
られ、計時データの格納部としてＲＡＭ５も利用され
る。この計時手段によって処理された信号は日時などの
時間情報（計時データ）を表すものである。発振器１４
は、常時３２７６８Ｈｚのクロック信号を出力してお
り、分周回路１５で分周されたのちＣＰＵ１２に入力さ
れる。さらに、発振器１４の出力もＣＰＵ１２に入力さ
れ、これらのクロック信号を用いて上述した各部間の信
号の送受、演算のタイミング等を制御するように構成し
ている。

【００２８】上記実施例においては、環境温度と脈拍数
の関係から希望温度での換算脈拍数データを得たが、体
温と脈拍数も図３で示したような環境温度−脈拍数と同
様の関係があり、温度測定手段３により体温を測定し、
同様に希望体温での換算脈拍数データを算出しても良
い。

【００２９】尚、上述の実施例１において、希望温度で
の換算脈拍数の他に、測定した環境温度と、測定した環
境温度での脈拍数を表示するようにしても良い。これに
より、脈拍に関するより精密なデータを知ることができ
る。更に、計時処理された信号を用いて日付あるいは時
間を求め、体温を時間に対応させて表示させることによ
り、安静時脈拍数では体調の変化を、運動時脈拍数では
運動能力の変化の状態を一目で知ることが可能となる。

【００３０】また、温度測定手段３により体表温度を測
定することにより、図７に示すように運動時の最適なウ
ォーミングアップができたかどうかをチェックすること
が可能となる。すなわち、図７は体表温度の一つである
筋温と最高心拍数・最大酸素摂取量との関係を示したグ
ラフであり、筋温を知ることにより、どの程度の運動を
行っても無理が生じないかを判断することができる。従
って、例えば負荷の重い運動を行う場合（より大きな最
高心拍数・最大酸素摂取量を必要とする場合）は、あら
かじめ筋温が高くなるようにウォーミングアップを行え
ば良いということがわかる。

【００３１】（実施例２）図５に示すように、キー入力
部１６より年齢、体重の他に最大運動強度Ｖ_O2max に対
する運動強度の比率が入力できるようにしてあり、これ
らのデータは、ＲＡＭ５に格納される。ＣＰＵ１２は、
ＲＡＭ５の格納内容つまり入力された年齢、運動強度の
比率を読み込む。これらのデータにより上限脈拍数（目
標脈拍数）を算出する。

【００３２】ところが、図６に示すように、同じ脈拍数
で運動を行ったとしても、外部環境温度により、実際の
運動強度は大きく変動してしまう。従って、環境温度に
より上限脈拍数も変動することになる。

【００３３】従って、外部環境温度にあわせて運動時の
上限脈拍数を算出するために、温度測定手段３にて、環
境温度を測定し、検出された信号は、Ａ／Ｄ変換器１１
によりＡ／Ｄ変換されＣＰＵ１２に入力され、前述の年
齢、運動強度比率と、この測定温度より、図６に示す関
係を用いて上限脈拍数を求める。また換算結果はＲＡＭ
５に記憶させておく。

【００３４】ＣＰＵ１２は、前述のように脈拍測定値が
入力されるが、ＣＰＵ１２は、この測定値と、ＲＡＭ５
に記憶させてある上限脈拍数とを比較し、前者が後者を
上回った場合には、警報信号を警告部１７へ送り、警告
情報として使用者に告知する。告知方法としては表示手
段への表示、音、光、振動、熱などの物理的な諸量の変
化を用いるのが有効である。

【００３５】また、実施例１、２において、環境温度と
しては気温の他に水温を用いることもできる。例えば水
泳等の運動においては、水温を温度測定手段３により測
定することにより、水温と脈拍数の関係を知る事も可能
である。更に、図８に示す様、水泳は、他の運動と異な
り、脈拍数と運動強度の関係が違ってくる。同じ脈拍数
でも運動強度が高くなり、これは主に水温によるもので
あり、水温を測定する事により、これを補正、換算する
事が可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、環境
温度または体温の測定を脈拍計測と同時に行って脈拍数
を換算・補正することにより、任意の温度における脈拍
数を算出でき、同一温度条件での脈拍数を得ることがで
きる。これにより、安静時脈拍数の測定精度を向上する
ことが可能となり、ひいては、健康状態のチェックをよ
り正確に行うことができるものである。また、運動時に
おいても同様に、同一温度条件での脈拍数が得られるた
め、運動能力の評価を正確に行うことが可能となる。

【００３７】さらに、体温を同時に測定することによ
り、体調の評価、運動時の体温変化、ウォーミングアッ
プの効果等の情報を得ることも可能となる。

【００３８】また、運動時の上限脈拍数（目標脈拍数）
の算出にあたり、環境温度による影響分も含めて算出
し、測定脈拍数との比較を行う事が可能であり、より安
全かつ正確に運動の目安を提供する事が可能となるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例１の構成を示すブロック図。

【図３】環境温度が心拍数に及ぼす影響を示す図。

【図４】脈拍数演算のフローチャート。

【図５】本発明の実施例２の構成を示すブロック図。

【図６】環境温度別の運動強度と心拍数の関係を示す
図。

【図７】筋温と最高心拍数、最大酸素摂取量の関係を
示す図。

【図８】水泳における、心拍数と運動強度の関係を示
す図。

【符号の説明】

１．脈拍数データ換算手段２．脈拍測定手段３．温度測定手段４．表示手段５．ＲＡＭ１０．増幅回路１１．Ａ／Ｄ変換器１２．ＣＰＵ１３．ＲＯＭ１４．発振器１５．分周回路１６．キー入力部１７．警告部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小田切博之東京都江東区亀戸６丁目31番１号セイコー電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脈拍測定手段を内蔵する携帯用小型電子
機器において、温度を測定し温度データを得る温度測定
手段と、前記脈拍測定手段で測定された脈拍データと前
記温度測定手段で測定された前記温度データとを用いて
任意の温度における換算脈拍数データを得る脈拍数デー
タ換算手段と、前記任意の温度における換算脈拍数デー
タを表示する表示手段とを具備したことを特徴とする携
帯用小型電子機器。
【請求項２】前記温度測定手段は、環境温度データを
得ることを特徴とする請求項１記載の携帯用小型電子機
器。
【請求項３】前記温度測定手段は、体温データを得る
ことを特徴とする請求項１記載の携帯用小型電子機器。
【請求項４】前記表示手段は、さらに前記脈拍データ
及び前記温度データを表示することを特徴とする請求項
１記載の携帯用小型電子機器。
【請求項５】計時手段を有し、該計時手段で得た計時
データ、前記温度データ及び前記脈拍データを記憶する
記憶手段とを具備したことを特徴とする請求項１記載の
携帯用小型電子機器。
【請求項６】前記計時データを用い、請求項３記載の
体温データ及び前記換算脈拍数データを前記表示手段に
時系列的に表示することを特徴とする請求項５記載の携
帯用小型電子機器。
【請求項７】脈拍測定手段を内蔵する携帯用小型電子
機器において、年齢データ入力手段と、最大運動強度に
対する運動強度比率入力手段と、温度を測定し温度デー
タを得る温度測定手段と、該温度データ、年齢データ及
び運動強度比率データを用い上限脈拍数データを算出す
る脈拍数データ換算手段と、該上限脈拍数データと脈拍
測定手段で測定された脈拍データとを比較し、この比較
結果に基づいて警告情報を告知する手段とを具備するこ
とを特徴とする携帯用小型電子機器。