JPS63186623A - 心拍計 - Google Patents
心拍計Info
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- JPS63186623A JPS63186623A JP62017492A JP1749287A JPS63186623A JP S63186623 A JPS63186623 A JP S63186623A JP 62017492 A JP62017492 A JP 62017492A JP 1749287 A JP1749287 A JP 1749287A JP S63186623 A JPS63186623 A JP S63186623A
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- Japan
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は心拍計に関する。
心拍数は運動強度を良く表現しているので、安全かつ科
学的な運動訓練に心拍計を用いることは、今では常識と
なっている。
学的な運動訓練に心拍計を用いることは、今では常識と
なっている。
心拍数を測定する方法は、大別して２つある。
１つは光電脈波センサーで抹消動脈血の脈動を検出する
ものであり、他の１つは心臓筋肉の収縮をコントロール
する心電位を体表面上において拾うものである。
ものであり、他の１つは心臓筋肉の収縮をコントロール
する心電位を体表面上において拾うものである。
光電脈波方式は、指先や耳たぶ等の体の一点で心拍を検
出することが出来るという長所がある。
出することが出来るという長所がある。
しかし、抹消血管流が、腕や頭部の揺れ、回転、振動に
よる血管内の血流の乱れ、寒冷時の抹消血管の閉塞によ
る血流の停止等により、正確な脈波信号が得られないと
いう欠点がある。
よる血管内の血流の乱れ、寒冷時の抹消血管の閉塞によ
る血流の停止等により、正確な脈波信号が得られないと
いう欠点がある。
一方、心電位信号方式は、検出に電力をほとんど消費し
ないという長所があるが、皮膚インピーダンス（電極−
皮膚間の電気インピーダンス）の個人差・環境差（温湿
度差、携行の持続時間差など）に大きく左右され、心電
位信号検出が不安定となってくるという欠点が多い。特
に、乾燥時や寒冷時には皮膚インピーダンスが高くなっ
ているので、心拍数測定の困難な場合がある。さらに、
両手から誘導される心電位信号（通常Ｉ誘導と呼ばれる
）の大きさは個人差が大きく、非常に微少なことも多い
。このため、周波数成分と、振幅値によって心電位信号
とノイズとを弁別する従来の方法では、必然的に検出不
可能な人が出てしまうこともあった。
ないという長所があるが、皮膚インピーダンス（電極−
皮膚間の電気インピーダンス）の個人差・環境差（温湿
度差、携行の持続時間差など）に大きく左右され、心電
位信号検出が不安定となってくるという欠点が多い。特
に、乾燥時や寒冷時には皮膚インピーダンスが高くなっ
ているので、心拍数測定の困難な場合がある。さらに、
両手から誘導される心電位信号（通常Ｉ誘導と呼ばれる
）の大きさは個人差が大きく、非常に微少なことも多い
。このため、周波数成分と、振幅値によって心電位信号
とノイズとを弁別する従来の方法では、必然的に検出不
可能な人が出てしまうこともあった。
前記事情に鑑みて、この発明は、心拍数の測定が常に安
定かつ確実におこなえるとともに、少ない消費電力での
測定が行えるようにした心拍計を提供することを目的と
している。
定かつ確実におこなえるとともに、少ない消費電力での
測定が行えるようにした心拍計を提供することを目的と
している。
前記目的を達成するため、この発明は、人体の心電位信
号を受ける検出電極と、前記心電位信号を検出する検出
回路と、抹消血管流の変化を容積脈波として検出する光
電脈波センサーと、この光電脈波センサーの光電脈波信
号を検出する検出回路とを備えていて、前記心電位信号
と光電脈波信号の少なくとも一方の信号にもとづいて心
拍数を算出表示する心拍計を要旨としている。
号を受ける検出電極と、前記心電位信号を検出する検出
回路と、抹消血管流の変化を容積脈波として検出する光
電脈波センサーと、この光電脈波センサーの光電脈波信
号を検出する検出回路とを備えていて、前記心電位信号
と光電脈波信号の少なくとも一方の信号にもとづいて心
拍数を算出表示する心拍計を要旨としている。
以下に、この発明を、その実施例をあられした図面を参
照しつつ詳しく説明する。
照しつつ詳しく説明する。
第１図は、この発明にかかる心拍計の一実施例をあられ
している。この心拍計は、本体１と蓋体２を備えている
。本体１は、四角で偏平なボックスとされているととも
に、同本体１の内部には、検出回路、フィルタ回路、カ
ウンター、心拍数演算部などの回路部が組み込まれてい
る。また、同本体１の上面には、心拍数表示部３と各種
スイッチ４が配備されている。各種スイッチ４は、心拍
数演算、歩数演算、運動消費カロリー演算、ストップウ
ォッチ計時などのモードを切り換えるスイッチのほか、
ストップウォッチのスタートおよびストップ用のスイッ
チなどからなっている。蓋体２は、第２図にもみる°よ
うに、皿形をしており、本体１の一端に開閉自在に連結
されている。この蓋体２は、図示しないストッパ等によ
り閉じた状態に保持されるようになっているとともに、
同蓋体２の内側には、１対の検出電極板５．５が固着さ
れている。これら検出電極板５．５は、導電性の金属あ
るいはメッキを施したものによって形成されている。
している。この心拍計は、本体１と蓋体２を備えている
。本体１は、四角で偏平なボックスとされているととも
に、同本体１の内部には、検出回路、フィルタ回路、カ
ウンター、心拍数演算部などの回路部が組み込まれてい
る。また、同本体１の上面には、心拍数表示部３と各種
スイッチ４が配備されている。各種スイッチ４は、心拍
数演算、歩数演算、運動消費カロリー演算、ストップウ
ォッチ計時などのモードを切り換えるスイッチのほか、
ストップウォッチのスタートおよびストップ用のスイッ
チなどからなっている。蓋体２は、第２図にもみる°よ
うに、皿形をしており、本体１の一端に開閉自在に連結
されている。この蓋体２は、図示しないストッパ等によ
り閉じた状態に保持されるようになっているとともに、
同蓋体２の内側には、１対の検出電極板５．５が固着さ
れている。これら検出電極板５．５は、導電性の金属あ
るいはメッキを施したものによって形成されている。
ところで、雨検出電極板５，５のうちその一方には、第
３図にもみるように、その中央に孔６が形成され、その
孔６には蓋体２の底壁７から内向きに突設された突起８
が嵌まり合っている。この突起８の内側には、透明ガラ
ス９が嵌め込まれ、このガラス９の裏側に光選択フィル
タ１０が設けられている。光選択フィルタ１０の裏側に
設けられた空間は、仕切部１３を介して２つの凹部１１
．１２に分かれていて、その一方に、発光ダイオード１
４が、他方にホトトランジスタ１５が設置されている。
３図にもみるように、その中央に孔６が形成され、その
孔６には蓋体２の底壁７から内向きに突設された突起８
が嵌まり合っている。この突起８の内側には、透明ガラ
ス９が嵌め込まれ、このガラス９の裏側に光選択フィル
タ１０が設けられている。光選択フィルタ１０の裏側に
設けられた空間は、仕切部１３を介して２つの凹部１１
．１２に分かれていて、その一方に、発光ダイオード１
４が、他方にホトトランジスタ１５が設置されている。
前記発光ダイオード１４は、電流に応じて発光する。こ
の発光による光線は、光選択フィルタ１０とガラス９を
透過し、一部は指先内部に吸収される。この光は、抹消
血管の血液濃度変化に応じて光量が変化するが、この変
化した光が反射したり、指先を透過したりする。ここで
、抹消血管血液濃度が高いときは光を吸収して反射光量
、透過光量ともに低下するが、逆に濃度が低いときは光
量が高くなる。その光量の変化は、反射光がホトトラン
ジスタ１５に入光することで、電気信号に変換されるの
である。前記蓋体２内にある検出電極板５と光電脈波セ
ンサブロック１６の入力および出力信号は、リード線１
７により心拍計本体１内の回路部に電気的に伝えられる
。
の発光による光線は、光選択フィルタ１０とガラス９を
透過し、一部は指先内部に吸収される。この光は、抹消
血管の血液濃度変化に応じて光量が変化するが、この変
化した光が反射したり、指先を透過したりする。ここで
、抹消血管血液濃度が高いときは光を吸収して反射光量
、透過光量ともに低下するが、逆に濃度が低いときは光
量が高くなる。その光量の変化は、反射光がホトトラン
ジスタ１５に入光することで、電気信号に変換されるの
である。前記蓋体２内にある検出電極板５と光電脈波セ
ンサブロック１６の入力および出力信号は、リード線１
７により心拍計本体１内の回路部に電気的に伝えられる
。
第４図は、前記心拍計の回路構成をあられしている。こ
の回路は、心電位検出回路系２０と光電脈波回路系２１
と共有回路系２２の３つの回路系からなっている。前記
心電位検出回路系２０は、心電位信号検出電極（板）５
．５から波形整形回路２７までを、また、光電脈波回路
系２１は、光電脈波センサブロンク１６から波形整形回
路３３までをそれぞれ別個に有しており、これら各回路
系２０．２１は、検出切換器３４から表示装置３８まで
で構成された共有回路系２２を共有する回路系として備
えている。前記光電脈波センサブロック１６は、発光ダ
イオード１４とホトトランジスタ１５とを備えており、
その周辺部にはＭ ＯＳトランジスタ２８とバンドエネ
ブルフィルタ（ＢＥＦ）２９が光電脈波センサブロック
１６とフィルタ回路３０との間に接続されている。
の回路は、心電位検出回路系２０と光電脈波回路系２１
と共有回路系２２の３つの回路系からなっている。前記
心電位検出回路系２０は、心電位信号検出電極（板）５
．５から波形整形回路２７までを、また、光電脈波回路
系２１は、光電脈波センサブロンク１６から波形整形回
路３３までをそれぞれ別個に有しており、これら各回路
系２０．２１は、検出切換器３４から表示装置３８まで
で構成された共有回路系２２を共有する回路系として備
えている。前記光電脈波センサブロック１６は、発光ダ
イオード１４とホトトランジスタ１５とを備えており、
その周辺部にはＭ ＯＳトランジスタ２８とバンドエネ
ブルフィルタ（ＢＥＦ）２９が光電脈波センサブロック
１６とフィルタ回路３０との間に接続されている。
前記心拍計は、第１図にみるように、蓋体２に設けられ
たフック３９を第５図にみるように使用者の腰ベルト４
０に引っ掛けることによって装着されるようになってい
る。計測に当って、蓋体２から本体１を開いてのち、蓋
体２の内側にある雨検出電極板５，５に両手の各人さし
指を当てるようにする。これにより、雨検出電極板５．
５を通して使用者の心電位信号が受は入れられる。この
心電位信号は、前置増巾回路２３、フィルター回路２４
、主増巾回路２５に通して重畳している筋電位や交流雑
音などの除去を行ない、心電位信号のみを増巾するよう
にされる。その後、レベル検出器２６と波形整形回路２
７を通して、ある基準電位と信号電位とを比較し、心電
位信号に同期したパルスを作り出す。このパルスは、共
有回路系２２のカウンター３５、心拍数演算部３６およ
び表示回路３７を経ることによって、パルス間隔が計測
され、１分間当りの心拍数に換算処理されて、表示装置
３８に表示される。
たフック３９を第５図にみるように使用者の腰ベルト４
０に引っ掛けることによって装着されるようになってい
る。計測に当って、蓋体２から本体１を開いてのち、蓋
体２の内側にある雨検出電極板５，５に両手の各人さし
指を当てるようにする。これにより、雨検出電極板５．
５を通して使用者の心電位信号が受は入れられる。この
心電位信号は、前置増巾回路２３、フィルター回路２４
、主増巾回路２５に通して重畳している筋電位や交流雑
音などの除去を行ない、心電位信号のみを増巾するよう
にされる。その後、レベル検出器２６と波形整形回路２
７を通して、ある基準電位と信号電位とを比較し、心電
位信号に同期したパルスを作り出す。このパルスは、共
有回路系２２のカウンター３５、心拍数演算部３６およ
び表示回路３７を経ることによって、パルス間隔が計測
され、１分間当りの心拍数に換算処理されて、表示装置
３８に表示される。
ところで、心電位検出法によるときは、前記したように
人によっては検出が不安定であったり、検出が不可能な
場合がある。たとえば、心電位信号に同期した信号が得
られず、極端に心拍数が多くなったり、他のノイズを心
拍信号と混同して心拍信号を検出することができず、心
拍数の表示がＯとなるような場合がそれである。このよ
うな場合、検出切換器３４によって、心電位検出法から
光電脈波検出法へ切り換えて、光電脈波センサーによっ
て検出を行うようにする。検出切換器３４は、心拍信号
がある水準、たとえば、心拍数が２００以上、あるいは
３０以下となった場合に、自動的に切換わるようにして
もよい。
人によっては検出が不安定であったり、検出が不可能な
場合がある。たとえば、心電位信号に同期した信号が得
られず、極端に心拍数が多くなったり、他のノイズを心
拍信号と混同して心拍信号を検出することができず、心
拍数の表示がＯとなるような場合がそれである。このよ
うな場合、検出切換器３４によって、心電位検出法から
光電脈波検出法へ切り換えて、光電脈波センサーによっ
て検出を行うようにする。検出切換器３４は、心拍信号
がある水準、たとえば、心拍数が２００以上、あるいは
３０以下となった場合に、自動的に切換わるようにして
もよい。
光電脈波検出法は、第３図にみるように、指Ｂをガラス
９の表面に触れ当てるようにして行われる。発光ダイオ
ード１４からの光の一部は、抹消血管流の濃度変化を反
射光量の変化としてとらえてホトトランジスタエ５に入
り、電気信号に変化する。この電気信号は、第４図のフ
ィルター回路３０、増巾回路３１、レベル検出器３２お
よび波形整形回路３３を通して脈拍に同期したパルスと
して検出切換器３４以降に人ツノされ、心拍数として表
示される。この光電脈波検出法によれば、心電位検出法
のように検出不可能となる人もなく、しかも、安定した
検出が行えるのである。しかし、光電脈波検出法による
場合の欠点は、光電脈波センサーの消費電力が極めて大
きいということであったので、この方法をそのまま続け
れば、内蔵される電池を取り換えることが必要となって
くる。そこで、光電脈波検出法を常用するのでなく、通
常は心電位検出法を採用し、その検出が不安定であると
きのように必要な時にのみ、光電脈波検出法に切り換え
て検出を行い、消費電力を少なく抑えるようにすると良
い。勿論、心電位検出法と光電脈波検出法を併用し、両
法による心拍パルスが一致した時に表示を行うようにす
ることも可能である。
９の表面に触れ当てるようにして行われる。発光ダイオ
ード１４からの光の一部は、抹消血管流の濃度変化を反
射光量の変化としてとらえてホトトランジスタエ５に入
り、電気信号に変化する。この電気信号は、第４図のフ
ィルター回路３０、増巾回路３１、レベル検出器３２お
よび波形整形回路３３を通して脈拍に同期したパルスと
して検出切換器３４以降に人ツノされ、心拍数として表
示される。この光電脈波検出法によれば、心電位検出法
のように検出不可能となる人もなく、しかも、安定した
検出が行えるのである。しかし、光電脈波検出法による
場合の欠点は、光電脈波センサーの消費電力が極めて大
きいということであったので、この方法をそのまま続け
れば、内蔵される電池を取り換えることが必要となって
くる。そこで、光電脈波検出法を常用するのでなく、通
常は心電位検出法を採用し、その検出が不安定であると
きのように必要な時にのみ、光電脈波検出法に切り換え
て検出を行い、消費電力を少なく抑えるようにすると良
い。勿論、心電位検出法と光電脈波検出法を併用し、両
法による心拍パルスが一致した時に表示を行うようにす
ることも可能である。
なお、光電脈波センサは、心拍計本体側に設置してもよ
い。
い。
以上みてきたように、この発明にかかる心拍計は、人体
の心電位信号を受ける検出電極と、前記心電位信号を検
出する検出回路と、抹消血管流の変化を容積脈波として
検出する光電脈波センサーと、この光電脈波センサーの
光電脈波信号を検出する検出回路とを備えていて、前記
心電位信号と光電脈波信号の少なくとも一方の信号にも
とづいて心拍数を算出表示するようになっているので、
心拍数の測定が、常に安定かつ確実におこなえるととも
に、少ない消費電力で測定を行えるようになったもので
ある。
の心電位信号を受ける検出電極と、前記心電位信号を検
出する検出回路と、抹消血管流の変化を容積脈波として
検出する光電脈波センサーと、この光電脈波センサーの
光電脈波信号を検出する検出回路とを備えていて、前記
心電位信号と光電脈波信号の少なくとも一方の信号にも
とづいて心拍数を算出表示するようになっているので、
心拍数の測定が、常に安定かつ確実におこなえるととも
に、少ない消費電力で測定を行えるようになったもので
ある。
第１図はこの発明にかかる心拍計の一実施例をあられし
た斜視図、第２図はその心拍計の蓋体と内部構造をあら
れした断面図、第３図は光電脈波センサ部分の拡大断面
図、第４図はこの心拍計の回路構成図、第５図はこの心
拍計の装着例をあられした斜視図である。 ５・・・検出電極板 １６・・・光電脈波センサブロッ
ク（光電脈波センサー） ２０・・・心電位検出回路
系 ２１・・・光電脈波回路系 ３６・・・心拍数演算
部３８・・・表示装置 第１図 第２図 第３図
た斜視図、第２図はその心拍計の蓋体と内部構造をあら
れした断面図、第３図は光電脈波センサ部分の拡大断面
図、第４図はこの心拍計の回路構成図、第５図はこの心
拍計の装着例をあられした斜視図である。 ５・・・検出電極板 １６・・・光電脈波センサブロッ
ク（光電脈波センサー） ２０・・・心電位検出回路
系 ２１・・・光電脈波回路系 ３６・・・心拍数演算
部３８・・・表示装置 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- （１）人体の心電位信号を受ける検出電極と、前記心電
位信号を検出する検出回路と、抹消血管流の変化を容積
脈波として検出する光電脈波センサーと、この光電脈波
センサーの光電脈波信号を検出する検出回路とを備えて
いて、前記心電位信号と光電脈波信号の少なくとも一方
の信号にもとづいて心拍数を算出表示する心拍計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017492A JPS63186623A (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 心拍計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017492A JPS63186623A (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 心拍計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63186623A true JPS63186623A (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=11945504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62017492A Pending JPS63186623A (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 心拍計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63186623A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH035405U (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-21 | ||
| JPH03129104U (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-25 | ||
| JP2005296214A (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Yazaki Corp | 健康管理端末器 |
| JP2007215869A (ja) * | 2006-02-18 | 2007-08-30 | Seiko Instruments Inc | 生体情報測定装置 |
| JP2008532719A (ja) * | 2005-03-21 | 2008-08-21 | フローレ，インゴ | 携帯診断装置 |
| JP2009061179A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Fukuda Denshi Co Ltd | 生体情報モニタ及び生体情報モニタ制御プログラム |
| JP2020192398A (ja) * | 2013-10-25 | 2020-12-03 | クアルコム，インコーポレイテッド | モバイルデバイスを用いて身体機能測定値を得るためのシステムおよび方法 |
| US11918323B2 (en) | 2013-10-25 | 2024-03-05 | Qualcomm Incorporated | System and method for obtaining bodily function measurements using a mobile device |
-
1987
- 1987-01-27 JP JP62017492A patent/JPS63186623A/ja active Pending
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