JPS6152852A

JPS6152852A - 脈拍測定器

Info

Publication number: JPS6152852A
Application number: JP59175179A
Authority: JP
Inventors: 知巳村上; 馬越　通元
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1984-08-24
Publication date: 1986-03-15
Also published as: EP0172747A3; EP0172747A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、運動継続中において、脈拍数のレベルを簡便
に知るための装置に関するものである。

〔発明の背景〕

近年、自分の健康管理のために運動を行なっている人が
急増している。一方、健康維持向上を目的とした運動教
室や運動指導書が急速に増えており、それらによると、
運動をして効果を上げるためには、その人の最大脈拍数
の７０％から８０％前後の脈拍数を維持できるような強
度の運動をしなげればならないと指導されている。この
ような背景のもとで、近年脈拍計付の腕時計が市販され
はじめた。しかるに前記脈拍計付腕時計は、その脈拍検
出方式としては、時計ケースの上面に装着されている光
電検出式か又は、心電位検出式の脈拍センサーの上に指
を載せることによって、指先の血流変化や電位変化を検
出するケース検出方式と、携帯者の胸部に心電位検出用
の電極を装着し、この電極を脱装した腕時計に対してコ
ードによって接続するコード検出方式とがあり、又脈拍
数の報知方式としては、腕時計の表示部にて数字表示す
るデジタル表示方式が行われている。

しかるに、携帯者がジョギング等の運動継続中に上記脈
拍計付時計を用いて脈拍測定を行おうとした場合につい
て考えると、前者のケース検出方式の場合は、走りなが
ら指先を脈拍センサー上に載せるという不自然な動作を
行うことになるため運動が妨げられるとともに、体の振
動によって指先の載せ状態が変化し、安定な検出が行わ
れないという欠点がある。これに対してコード検出方式
の場合は、ジョギング中でも比較的安定な検出動作が行
われるが、しかし胸部と腕の間がコードで接続されてい
るため、やはり、走りに（いという欠点がある。又脈拍
数の報知については、いずれも腕時計の表示部における
デジタル表示方式であるため、運動中頻繁に腕を曲げて
表示を読取らなければならず、やはり運動の妨げになる
とともに、体の振動によりて表示が読取りにくいという
欠点がある。

したがって、現在市販されている脈拍計付時計では、前
記指導書にもとづく運動強度を維持するための測定器と
しては十分なものとはいえず、運動継続中において安定
に使用出来る本格的な脈拍測定器の開発が強（望まれて
いた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記要望に答えようとするものであり、運動
継続中において安定に使用できる本格的な脈拍測定器を
提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

本発明の構成は、人体の血流や電位の変化をセンサーを
用いて検出することにより脈拍数を測定する測定器にお
いて、測定した脈拍数を予め定められた複数のレベルに
ランク分けするレベル判定回路、そのレベル判定回路か
らの各レベル信号にしたがって異なる音響信号を発生す
る音響信号発生回路、その音響信号発生回路からの音響
信号によって駆動される音響変換機を設けることにより
、脈拍数を音の種類によって報知することを特徴として
いる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。前
述のごと（、効果的な運動をするには、その運動をして
いる時の脈拍数が最大脈拍数に対　　１して、６０％〜
８０％前後の範囲になるような運動強度を要求される。

又、最大脈拍数は、個人の能力差にもよるが、（最大脈
拍数＝２１０−０．８Ｘ年令）で表わされる。第１図は
、年令に対して、上記最大脈拍数の１００％、９０％、
８０％、７０％、６０％の負荷脈拍数をグラフにしたも
のである。さらに、負荷脈拍数に対して、一義的、パラ
ンクとして、１０５／分以下、Ｂランクとして１０５〜
１２５／分、Ｃランクとし【１２５〜１４０／分、Ｄラ
ンクとして１４０〜１５５／分、Ｅランクとして１５５
／分以上の５ランクに脈拍数を分けそのランク線を加え
たものである。そのランク線と、前記負荷脈拍数との関
係を対比してみると、表１のごとく分類できることがわ
かる。

表中、◎は効果的な運動、Ｏはやや負荷が大きいか負荷
が小さすぎる、×は負荷が大きすぎる状態を示す。

ここに示すランク分けをした脈拍数値は、−例である。

そこで、このランク毎に、音響技術を利用して、ランク
別のブザー音を出力するとか、ランクの数値を音声にて
出力することにより、利用者は自分の年令と対比して、
自分に加わっている運動負荷を知るというものである。

第２図は、本発明の一実施例である耳掛式脈拍測定器の
外観図を示した。

第２図において、１は電池を収納した電池ケース、２は
、脈拍測定のためのセンサー、該センサーからの信号を
演算し脈拍レベルを判定するとともに、レベルごとの音
響信号を作成する電子回路、音響信号を音に変換するブ
ザー等を収納した脈拍検出ボックスであり、３は、脈拍
検出ボックス２と電池ケース１とを機緘的に接続し又、
電池ケース１の電源を脈拍検出ボックス２に接続するた
めのリード線が一体となり、脈拍検出ボックス２を耳に
引掛けやすくした連結部材である。２点鎖線は大の耳を
示す。したがって図から明らかなように、本実施例の耳
掛は式脈拍測定器は、連結部材乙によって耳上部に引掛
けられ、電池ケース１と脈拍検出ボックス２とで、耳の
下部にある耳朶をはさむようになっている。次に第２図
のＡ−Ａ断面を第３図で示した。第３図において、４は
電池ケース１に収納された電池、５は耳朶の毛細血管の
血液の脈流を光電式に検出するための発光ダイオードと
ホトトランジスタとで構成したホトカプラを用いた脈拍
センサーである。５ａは脈拍センサー５と回路基板６と
を電気的に接続するための接続バネである。６は脈拍セ
ンサー５の信号を演算して、脈拍値のレベルを判定し、
音響信号を発する電子回路を搭載した回路基板である。

７は、電子回路から出力した音響信号を音く変換するブ
ザーである。７ａは、ブザー７と回路基板６とを電気的
に接続するブザー接続バネである。２ａはブザー７の音
を発するための放音孔、２ｂは脈拍センサー５の光信号
の検出窓である。８は耳朶を示す。第２図において説明
したように、電池ケース１と脈拍検出ボックス２とで耳
朶８をはさんでいる。それによって、脈拍センサー５の
発光ダイオードが発する近赤外光の反射量は、耳朶の毛
細血管に流れる血流の変化によって変化する。その反射
量の変化を脈拍センサー５の中のホトトランジスタがと
らえることによって血流の変化つまり、脈拍を検出する
ことができる。そして、この脈拍信号を演算して得られ
た所定の音響信号は、ブザー接続バネ７ａを介してブザ
ー７に人力し、ブザー７より、脈拍のランク分けされた
報知信号を発する。

次に、第４図を用いて、脈拍測定器の回路構成を説明す
る。

第４図は、第１図及び第２図に示す脈拍測定器の回路ブ
ロック図であり、５は第２図において説明したホトカプ
ラを用いた脈拍センサー、１０は、脈拍センサー５の微
小信号を増幅するための増幅回路、１１は、増幅回路１
０によって増幅された信号を波形成形してセンサパルス
信号Ｐを出力する波形成形回路、１２は、センサパルス
信号Ｐを分周し、１パルス毎に、測定を開始する信号Ｓ
Ｔと測定を終了する信号ＳＴに分ける分周器、１６は、
前記信号ＳＴとＳＰによって制御されることによりセン
サパルス信号Ｐの時間間隔を測定するための周期カウン
タである。１４は、周期カウンタ１６の測定データＤＡ
や記憶するためのデータメモリであり、第１メモリ１４
ａ、第２メモリ１４ｂ、第３メモリ１４Ｃ，第４メモリ
１４ｄを有する。まず最初の測定データＤＡは第１メモ
リ１４ａに入力し、次のデータ転送信号ＤＴによって、
第１メモリ１４ａに記憶したデータは、第２メモ！Ｊ　
１４　ｂへ、第１メモリ１４ａには周期カラ／り１６に
よる新しい測定データＤＡが記憶されるというように第
１−第４メモリ１４ａ〜１４ｄには最新の４個の測定デ
ータＤＡが記憶されている。１５は、データメモリ１４
の第１メモリ１４ａ〜第４メモ’）１４ｄに記憶されて
いるデータを比較して最大値と最小値となるデータを除
き中間２個のデータを選択するためのデータ選択回路で
ある。１６はデータ選択回路１５により選択された２個
の中間データを用いて、その時の平均脈拍数値Ｍを演算
する演算回路である。１７は、演算回路１６による演算
結果Ｍを基に、その時の脈拍数レベルが、Ｍ１〜Ｍ５の
どのレベルかを判定するためのレベル判定回路であり、
１８はレベル判定回路１７によって判定された判定結果
にしたがって、Ａ−Ｅの５種類の異なる音響信号を出力
するための音響信号発生回路であり、１９は、音響信号
の出力に応じてブザーを駆動するための音響嘔動回路で
ある。２０は、前記各回路による脈拍の測定、演算、ブ
ザー駆動等のタイミングを制御するための制御信号発生
回路である。

以上のシステムブロックを有する脈拍検出器の動作を第
５図に示すタイムチャートにより説明する。

第３図に示すごとく、脈拍センサー５によって、耳朶の
血流の変化をとらえた電気信号は、増幅回路１０によっ
て、増幅され波形成形回路１１を介してセンサパルス信
号Ｐとなって出力する。第５図に示すように、センサパ
ルス信号Ｐが出力されているとき、ｉｌｉ制御信号発生
回路２０より出力される測定信号Ｓ１がトＩレベルにな
ると、分周器１２及び周期カウンタ１６は作動状態にな
る。そこで、分周器１２は、第５図に示すごと（センサ
パルス信号Ｐを１個毎に測定開始信号ＳＴと測定終了信
号ＳＴとに分けて出力する。それにしたがって、周期カ
ウンタ１６は、第５図にＴＰで示す、センサパルス信号
Ｐの周期を測定し、測定データＤＡを出力するとともに
測定終了時に測定終了信号ＳＰを制御信号発生回路２０
に供給する。測定終了信号ＳＰを入力した制御信号発生
回路２ｏは、少し遅れてデータ転送信号ＤＴを出力して
データメモリ１４に供給する。データ転送信号ＤＴを入
力したデータメモリ１４は、第４メモリ１４ｄの記憶デ
ータをクリアして、第３メモリ１４ｃの記憶データを第
４メモＩＪ　１４　ｄへ、又、第２メモリ１４ｂの記憶
データを第３メモリ１４’ｃへ、さらに第１メモ’）　
１４　ａの記憶データを第２メモリ１４ｂへ、それぞれ
転送するとともに最新の周期カウンタ１６による測定デ
ータＤＡを第１メモリ１４ａに記憶する。次に再び測定
開始信号ＳＴによって周期カラ／り１６はリセットして
測定をスタートする。このようにして、最新の４個の測
定データＤＡがデータメモリ１４に記憶し終わると、制
御信号発生回路２０が演算指令信号ｓ２を出力すること
により、データ選択回路１５と演算回路１６が動作状態
になる。そして、まずデータ選択回路１５は、データメ
モリ１４に記憶している４個の測定データを比較して、
最大値と最小値を除ぎ、中間値２個の測定データを演算
回路１６に出力する。次に演算回路１６では、２個の測
定データを基に、平均脈拍数Ｍを計算し、レベル判定回
路１７に計算結果を出力する。この時、演算指令なる。

そこで、レベル判定回路１７は、平均脈拍数Ｍを基に、
その値がどのレベルであるかを判定し、判定結果によっ
て、Ｍ１〜Ｍ５のいずれかの信号を指定し出力する。そ
して、この指定出力に従って音響信号発生回路１８では
、指定された音　１響出力Ａ−Ｅを選択出力し、音響駆
動回路を介して、ブザーを駆動する。上記Ａ−Ｅの音響
信号としては、それぞれ周波数の異なるブザー音であっ
てもよいし、又、音声による醤告信号であってもよい。

〔発明の効果〕

以上のごと（本発明によれば、測定結果を異なる音響信
号にて直接耳に報知することが出来るため、運動継続中
、常時最適運動強度を維持することが出来るものである
。しかも、実施例に示す耳掛型の脈拍測定器は、運動中
に特別の測定操作を行うことなく脈拍の検出が可能であ
り、運動を妨げることな（運動強度の維持管理を行う本
格的脈拍測定器の提供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものである。第１図は、年令に対する運動負荷脈拍数と、脈拍数をレ
ベル別に区切るためのランク線を示すグラフである。第
２図は、耳掛式、脈拍測定器の外観図、第３図は第２図
のＡ−Ａ断面図、第４図はステムブロック図を示し、第
５図は第４図の信号波形を示すタイムチャートである。５・・・・・・脈拍センサー、７・・・・・・ブザー、１７・・・・・・レベル判定回路。第１口

Claims

【特許請求の範囲】

人体の血流や電位の変化をセンサーを用いて検出するこ
とにより脈拍数を測定する測定器において、測定した脈
拍数を予め定められた複数のレベルにランク分けするレ
ベル判定回路、該レベル判定回路からの各レベル信号に
従って異る音響信号を発生する音響信号発生回路、該音
響信号発生回路からの音響信号によって駆動される音響
変換機を設けることにより、脈拍数を音の違いによって
報知することを特徴とする脈拍測定器。