JPH0112488B2

JPH0112488B2 -

Info

Publication number: JPH0112488B2
Application number: JP58054843A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kubota
Original assignee: Rhythm Watch Co Ltd
Current assignee: Rhythm Co Ltd
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1989-03-01
Also published as: JPS59181127A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は脈拍計、特に消費電流を削減した脈拍
計に関する。

従来より脈拍検出原理としては、光電脈検出方
式と心電位検出方式とがあり、それぞれ相反する
長所及び短所を持つている。すなわち前者におい
ては、長所として信号が大きく取れ電気的ノイズ
に強い、短所としてセンサ構造が比較的簡単でな
くセンサ部での消費電力が多いことがあげられ、
後者においてはこれとは逆の長所短所があげられ
る。

ここで検出信号の信頼性面から見れば前者の方
が有利であるが、消費電流の面から見れば前者の
方が不利であり、その実用化に大きな障害となつ
ていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、脈拍検出の信頼性を損なうこ
となく、消費電流を削減することのできる脈拍計
を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、脈拍セ
ンサの動作は断続的に一定時間のみ有効とし、脈
拍数の変化量が小さくなるにつれて脈拍センサの
動作が無効になつたときから次回の動作が有効に
なるときまでの時間を長くしたことを特徴とす
る。

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第１図は本発明を適用した脈拍計付時計の外形
図であり、本実施例では時計の基準信号発生手段
と脈拍計の基準信号発生手段とを兼用している。

本体ケース２には液晶表示セル等を用いた表示
器４が配設されており、表示器４は時刻表示部４
ａ及び独立のタイマ表示部４ｂとで構成してい
る。そして時刻表示部４ａは後述するストツプウ
オツチモード時にはストツプウオツチ表示に切換
え可能であり、タイマ表示部４ｂは120分のタイ
マのタイマ時間表示を行ない、後述する脈拍モー
ド時には脈拍数表示に切換え可能である。なお本
実施例では脈拍モード時においては、時刻表示部
４ａに強制的にストツプウオツチ表示に切換わ
る。

また本体ケース２の側面及び上面には時間、特
に脈拍の測定時に指を動きにくくするため、指を
装着するための指装着部６ａ〜６ｅが形成されて
おり、６ａは親指、６ｂ〜６ｅはそれぞれ人指し
指、中指、薬指及び子指を装着する。なお本実施
例では、本体ケース２に凹陥部を形成して指装着
部としたが、指の枠、縁取りをするための突起部
を形成してもよい。

本体ケース２の側面にはもう一つの凹陥部８が
形成され、そこにはモードスイツチ１０が設けら
れている。モードスイツチ１０は時計機能モード
を切換えるスイツチであり、押圧することにより
実行可能となる。なお本実施例では現時刻モード
→タイマモード→ストツプウオツチモード→修正
モード→現時刻モードの様にサイクリツクに切換
え可能である。

修正スイツチ１２は指装着部６ａ内に設けら
れ、修正モード時には時刻修正信号を、タイマモ
ード及びストツプウオツチモード時にはスタート
信号及びストツプ信号を、それぞれ形成して出力
するものであり、リセツトスイツチ１４は指装着
部６ｂ内に設けられ、タイマモード及びストツプ
ウオツチモード時に表示をリセツトするものであ
る。

指保持カバー１６は脈拍を検出する指をより確
実に保持して測定を安定させるための着脱可能な
カバーであり、第２図により詳細に説明する。

指保持カバー１６は半円筒状のもので、その内
環にはスポンジ等の弾性部材１７を附着してお
り、その外環には突起部材１６ａ〜１６ｄ（１６
ｃ，１６ｄは図示せず）を形成している。

一方指装着部６ｄの両壁面には指保持カバー１
６の突起部材１６ａ〜１６ｄを挿入固着可能とす
る固着溝１８及び２０が形成されている。

また一方の壁面には脈拍を測定可能な状態とす
る脈拍モードに設定するための設定スイツチ２２
が設けられている。設定スイツチ２２は押圧され
ている期間のみ有効となるスイツチで、本実施例
では指保持カバー１６を挿入固着することにより
実行される。

さらに指装着部６ｄには、第３図に示す様に、
指の装着面に脈拍センサ２４とその近傍に測定ス
イツチ２６とが設けられている。測定スイツチ２
６は脈拍モード期間のみ有効となり、押圧されて
いる期間のみ脈拍測定手段を動作させるスイツチ
である。

以下第４図の回路ブロツク図を用いて動作につ
いて説明する。

水晶振動子等を含む基準信号発生器２８及び分
周回路３０で構成された基準信号発生手段により
形成された基準信号３０ａが計時カウンタ３２で
計時され、その計時された時刻信号が表示切換回
路３４を介してデコーダ・ドライバ３６に供給さ
れて表示器４内の時刻表示部４ａにて時刻表示が
行なわれ、周知のデジタル表示計が構成されてい
る。

リングカウンタを構成するフリツプフロツプ
（以下FFと称す）３８〜４４のクロツク入力端子
φ₁〜φ₄にはモードスイツチ１０の出力が供給さ
れており、モードスイツチ１０の操作に伴なつて
出力状態がサイクリツクに変化する。Q₁出力が
「Ｈ」レベルの時は現在時刻モード、Q₂出力が
「Ｈ」レベルの時はタイマモード、Q₃出力が
「Ｈ」レベルの時はストツプウオツチモード、Q₄
出力が「Ｈ」レベルの時は修正モードである。

タイマモードが設定された場合には、Q₂出力
が制御端子に供給されているゲート回路４６が開
状態となつて修正スイツチ１２の出力を出力４６
ａに、リセツトスイツチ１４の出力を出力４６ｂ
に発生可能とする。出力４６ａはオアゲートを介
して、信号が入力されるとその時の出力を反転さ
せて記憶するスイツチ回路５０に供給され、その
記憶出力はアンドゲート５２の入力端子に供給さ
れている。アンドゲート５２には基準信号３０ａ
も供給されており、スイツチ回路５０の出力が
「Ｈ」レベルに記憶された期間だけ基準信号３０
ａをタイマカウンタ５４に供給してタイマ計時が
行なわれる。そしてタイマ計時信号は表示切換回
路５６を介してデコーダ・ドライバ３６に供給さ
れてタイマ表示部４ｂにてタイマ時間が表示され
る。マルチプレクサ５８の入力端子には出力４６
ｂとタイマカウンタ５４の途中信号５４ａ、本実
施例では８秒信号とが供給され、出力をタイマカ
ウンタ５４のリセツト端子Ｒに供給している。マ
ルチプレクサ５４の制御端子には設定スイツチ２
２の出力が供給されており、その出力が「Ｌ」レ
ベルの時は出力４６ｂを選択し、「Ｈ」レベルの
時は途中信号５４ａを選択してタイマカウンタ５
４をリセツトする。従つて本実施例においては、
指保持カバー１６が挿入固着されて設定スイツチ
２２が押圧されている期間は、タイマカウンタ５
４は８秒カウンタとして動作することになる。ま
たタイマカウンタ５４が最高120分までのタイマ
時間を計時終了した後にはタイマ出力５４ｂが音
発生回路６０に供給されてタイマ音が発音され
る。

スイツプウオツチモードが設定された場合にも
同様に、ゲート回路６２が開状態となつて修正ス
イツチ１２の出力を出力６２ａに、リセツトスイ
ツチ１４の出力を出力６２ｂに発生可能とする。
出力６２ａはスイツチ回路６４を介してアンドゲ
ート６６に供給され、アンドゲート６６の他方の
入力端子には分周回路３０から、本実施例では、
100分の１秒信号が供給され、スイツチ回路６４
の出力が「Ｈ」レベルに記憶されている期間だけ
100分の１秒信号をスイツプウオツチカウンタ６
８に供給してストツプウオツチ計時が行なわれ
る。そしてストツプウオツチ計時信号は表示切換
回路３４に供給される。この時表示切換回路３４
には、「Ｈ」レベルであるQ₃出力が供給されてお
り、デコーダ・ドライバ３６にはストツプウオツ
チ計時信号が選択されて供給され、時刻表示部４
ａにてストツプウオツチ時間が表示される。また
出力６２ｂはストツプウオツチカウンタ６８のリ
セツト端子Ｒに供給されている。

修正スイツチ１２の出力はアンドゲート７０に
も供給されており、修正モードが設定された場合
にはその出力を計時カウンタ３２に供給している
アンドゲート７０が開状態となつて時刻修正が可
能となる。もちろんこの時はQ₃出力が「Ｌ」レ
ベルであるため表示切換回路３４は時刻信号を選
択している。

一方、設定スイツチ２２の出力はFF３８，FF
４０，４４のリセツト端子R₁，R₂，R₄とFF４２
のセツト端子S₃に供給されており、指保持カバー
１６が挿入固着されている期間は、モードスイツ
チ１０の操作に関わらずに、強制的にストツプウ
オツチモードに設定されることになる。また設定
スイツチ２２の出力はインバータ７２及びワンシ
ヨツト回路７４を介してFF３８のリセツト端子
S₁とFF４２のリセツト端子R₃に供給されており、
指保持カバー１６を離脱した後には強制的に現時
刻モードに設定される。

そしてこの設定スイツチ２２の出力が「Ｈ」レ
ベルである場合には、前述の様に、マルチプレク
サ５８はタイマカウンタ５４の８秒信号である途
中信号５４ａを選択するため、タイマカウンタ５
４は８秒カウンタとして動作することになり、本
実施例においては、この８秒カウンタを基準信号
３０ａを一定時間カウントするための測定時間カ
ウンタとして用いる。すなわち本実施例ではタイ
マカウンタ５４を測定時間カウンタと兼用させて
いるのである。

測定スイツチ２６の出力は設定スイツチ２２の
出力が「Ｈ」レベルの時に開状態となるアンドゲ
ート７６及びオアゲート７８を介してワンシヨツ
ト回路８０に供給されている。本実施例において
は、このオアゲート７８とワンシヨツト回路８０
とで測定時間カウンタのカウントを開始させる動
作開始手段を構成しており、その出力をオアゲー
ト４８に供給している。

またワンシヨツト回路８０の出力はFF８２の
セツト端子S₅にも供給されており、FF８２のQ₅
出力を脈拍センサ２４に供給している。脈拍セン
サ２４はこのＱ出力が「Ｈ」レベルの時のみ動作
を有効とするもので、この時脈拍検出を行なつて
脈拍に対応したパルスを出力する。そしてFF８
２のリセツト端子R₅にはマルチプレクサ５８の
出力が、設定スイツチ２２の出力が「Ｈ」レベル
である時のみ開状態となるアンドゲート８６を介
して、供給されており、この出力信号によつて
Q₅出力が「Ｌ」レベルとなつて脈拍センサ２４
の動作が無効となる。本実施例においては、この
FF８２によつて動作開始手段の出力信号によつ
て脈拍センサ２４の動作を有効としかつ測定時間
カウンタのカウント終了信号によつて脈拍センサ
２４の動作を無効とするセンサ制御手段を構成し
ている。なおアンドゲート８６の出力はオアゲー
ト４８及び後述するパルス分配回路９４にも供給
している。

脈拍センサ２４の出力パルスは脈拍カウンタ８
８においてカウントされ、そのカウント値を記憶
回路９０及び９２のデータ入力端子に供給してい
る。そして記憶回路９０のセツト端子にはパルス
分配回路９４の出力９４ａが、記憶回路９２のセ
ツト端子にはパルス分配回路９４の出力９４bb
が、それぞれ供給されている。パルス分配回路９
４は、その入力信号を出力９４ａか出力９４ｂの
どちらか一方だけに出力する回路で、この出力の
選択は交互に行なわれる。例えば１発目のパルス
は出力９４ａに、２発目のパルスは出力９４ｂ
に、３発目は９４ａに、という具合である。また
この出力９４ａ及び出力９４ｂはオアゲート９６
及び遅延回路９８を介して脈拍カウンタ８８のリ
セツト端子Ｒにも供給している。従つて測定時間
カウンタを兼ねているタイマカウンタ５４から終
了信号である８秒信号が出力される毎に脈拍カウ
ンタの新たなカウント値が記憶回路９０及び９２
で交互に記憶されることになる。なお記憶回路９
０及び９２のリセツト端子にはワンシヨツト回路
７４の出力７４ｂが供給されている。

そして記憶回路９０及び９２の記憶値は脈拍変
換回路１００で１分当りの脈拍数に変換されて、
表示切換回路１０２を介して表示切換回路５６に
供給される。表示切換回路１０２にはセツト端子
S₆にパルス分配回路９４の出力９４ａが、リセツ
ト端子R₆に出力９４ｂが供給されたFF１０４の
Q₆出力が供給されており、Q₆出力が「Ｈ」レベ
ルの時は記憶回路９０の記憶値を、「Ｌ」レベル
の時は記憶回路９２の記憶値を、それぞれ選択し
て表示切換回路５６に供給する。そして表示切換
回路５６には設定スイツチ２２の出力が供給され
ており、その出力「Ｌ」レベルの時はタイマカウ
ンタ５４のカウント値を「Ｈ」レベルの時は表示
切換回路１０２の出力信号を、それぞれ選択して
デコーダ・ドライバ３６に供給してタイマ表示部
４ｂにて、それぞれ表示が行なわれる。

また記憶手段の記憶値と脈拍カウンタ８８のカ
ウント値とを比較してその差を出力する演算回路
１０６には、本実施例では、記憶回路９０及び９
２の記憶値が供給されており、その差出力を反転
回路１０８を介してプログラマブルカウンタ１１
０のデータ入力端子に供給している。すなわち本
実施例では、脈拍カウンタ８８のカウント値を一
方の記憶回路に記憶してから他方に記憶されてい
る以前の記憶値と比較しているのである。

プログラマブルカウンタ１１０にはFF１１２
のQ₇出力が「Ｈ」レベルの時に開状態となつて
分周回路３０からのパルス列φ_aを出力するアン
ドゲート１１４の出力が供給され、そのカウント
終了信号は自己のリセツト端子Ｒ，FF１１２の
リセツト端子R₇及びアンドゲート７６の出力が
「Ｈ」レベルの時に開状態となるアンドゲート１
１６を介してオアゲート７８に供給されている。
さらにプログラマブルカウンタ１１０のプリセツ
ト端子PE及びFF１１２のセツト端子S₇には遅延
回路９８の出力が供給されている。

プログラマブルカウンタ１１０は演算回路１０
６の差出力に基づいて動作開始手段であるオアゲ
ート７８及びワンシヨツト回路８０を再度動作さ
せるまで時間をカウントする停止時間カウンタを
構成しており、本実施例では、演算回路１０６の
全てのビツト出力を反転回路１０８により反転さ
せてプログラマブルカウンタ１１０にプリセツト
する様にしている。これは演算回路１０６の差出
力が小さくなるにつれてプログラマブルカウンタ
１１０でカウントする時間を長くするため、差出
力の大小関係を逆にしているのである。

以下第５図に基づいて要部回路動作について説
明する。

指保持カバー１６を指装着部６ｄに挿入固着す
ると、設定スイツチ２２の出力が「Ｈ」レベルと
なつて時計機能はストツプウオツチモードとな
り、修正スイツチ１２及びリセツトスイツチ１４
の操作によつて時刻表示部４ａにおいてストツプ
ウオツチ時間の表示が行なわれる。

またタイマカウンタ５４は８秒をカウントする
測定時間カウンタとして設定され、表示切換回路
５６は表示切換回路１０２の出力を選択してデコ
ーダ・ドライバ６へ供給する。

今、薬指の指先を脈拍センサ２４に装着して測
定スイツチ２６を操作すると、開状態となつてい
るアンドゲート７６が「Ｈ」レベルとなつてワン
シヨツト回路８０にシングルパルスの出力を促
す。これによつてタイマカウンタ５４はカウント
を開始し、同時にFF８２のQ₅出力が「Ｈ」レベ
ルとなつて脈拍センサ２４の動作が有効となる。
従つて脈拍カウンタ８８では脈拍センサ２４の出
力パルスを逐次カウントすることになる。

そしてタイマカウンタ５４が８秒のカウントを
終了すると、開状態となつているアンドゲート８
６を介してタイマカウンタ５４のカウントを停止
させると共にFF８２をリセツトしてQ₅出力を
「Ｌ」レベルとして脈拍センサ２４の動作を無効
とし、さらにパルス分配回路９４の９４ａにシン
グルパルスの出力を促す。これによつて記憶回路
９０には脈拍カウンタ８８でカウントされたカウ
ント値が記憶され、脈拍変換回路１００で１分当
りの脈拍数に変換された出力が表示切換回路１０
２及び５６を介してデコーダ・ドライバ３６に供
給されて、タイマ表示部４ｂにてこの脈拍数が表
示され、また遅延回路９８の出力によつて脈拍カ
ウンタ８８のカウント値がリセツトされる。

一方記憶回路９０に記憶された脈拍カウンタ８
８のカウント値と記憶回路９２の記憶値（この場
合は「０」）は演算回路１０６で比較され、その
差出力を反転した出力が、遅延回路９８の出力の
タイミングでプログラマブルカウンタ１１０にプ
リセツトされ、また同時にカウントが開始され
る。この場合演算回路１０６の差出力は大きいた
め、プログラマブルカウンタ１１０には反転され
た小さな値がプリセツトされ、カウントされるの
は短い時間である。

そしてプログラマブルカウンタ１１０のカウン
トが終了すると、終了信号を出力してクロツクパ
ルスの供給を停止すると共に自己をリセツトし、
さらに開状態となつているアンドゲート１１６を
介してオアゲート７８及びワンシヨツト回路８０
で構成される動作開始手段を再度動作させる。

すなわちワンシヨツト回路８０のシングルパル
スによりタイマカウンタ５４がカウントを開始す
ると共に脈拍センサ２４の動作が有効となり、８
秒間脈拍が脈拍カウンタ８８でカウントされる。

そして８秒後にはタイマカウンタ５４のカウン
トを停止すると共に脈拍センサ２４の動作を無効
とし、さらにパルス分配回路９４の動作を促す。
この場合パルス分配回路９４は出力９４ｂにシン
グルパルスを出力し、脈拍カウンタ８８のカウン
ト値は記憶回路９２に記憶され、この記憶値を１
分当りの脈拍数に変換した値がタイマ表示部４ｂ
で表示される。

また記憶回路９２に記憶された脈拍カウンタ８
８のカウント値と記憶回路９０の記憶値は演算回
路１０６で比較され、前述の動作と同様に、差出
力に基いた時間がカウントされる。この場合演算
回路１０６の差出力は小さいため、プログラマブ
ルカウンタ１１０には反転された大きな値がプリ
セツトされ、カウントされる時間すなわち動作開
始手段を再度動作させるまでの時間が長くなる。

以下同様の動作が行なわれるのであるが、測定
スイツチ２６の操作をやめ、その出力を「Ｌ」レ
ベルにするとアンドゲート１１６が閉状態とな
り、プログラマブルカウンタ１１０の終了信号が
オアゲート７８及びワンシヨツト回路８０とで構
成される動作開始手段に供給されないため、以後
の動作は行なわれなくなる。

そして指保持カバー１６を離脱すると、ワンシ
ヨツト回路７４からシングルパルスが出力され、
記憶回路９０及び９２内の記憶値がリセツトされ
ると共に現時刻モードに強制的に復帰する。

この様に本実施例によれば、脈拍センサ２４の
動作はワンシヨツト回路８０がシングルパルスを
出力した時からタイマカウンタ５４の８秒信号が
出力された時までを有効としているため、センサ
部での消費電流を最小必要量に制限でき、しかも
次回に脈拍センサ２４の動作が有効となるのは、
脈拍カウンタ８８のカウント値と以前のカウント
値が記憶された記憶回路９０及び９２の記憶値が
演算回路１０６で比較され、その差出力が反転出
力をプリセツトするプログラマブルカウンタ１１
０のカウンタ終了時であるため、測定値の変化に
対応した測定を行なうことが可能であり、信頼性
も損なうことがないという効果がある。

そして本実施例ではタイマ表示部４ｂにおいて
脈拍数表示を兼用し、タイマカウンタ５４におい
て測定時間カウンタを兼用しているため大幅なコ
スト増大を防ぐことができ、さらに指保持カバー
１６を挿入固着することによつて強制的に脈拍モ
ードに設定すると共に時計機能は脈拍計測時に使
用率の高いストツプウオツチモードに設定可能で
あり、指保持カバー１６を離脱することによつて
時計機能を現時刻モードに設定可能であるため、
操作が非常に簡単である。

また本実施例では脈拍カウンタ８８のカウント
値を記憶する記憶手段として記憶回路９０及び９
２を設けたが、１個のみで実施することも可能で
ある。

さらに本実施例では、時計に脈拍計を付加して
基準信号発生手段を兼用したが、脈拍計のみで実
施し、専用の基準信号発生手段を設けてももちろ
ん実施可能である。

以上の説明の様に、本発明によれば、脈拍セン
サの動作は断続的に一定時間のみ有効とし、脈拍
数の変化量が小さくなるにつれて脈拍センサの動
作が無効になつたときから次回の動作が有効にな
るときまでの時間を長くしたため、信頼性を損な
うことなく、消費電流を削減することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した脈拍計付時計の外形
図。第２図及び第３図は指装着部６ｄの説明図。
第４図は本発明を適用した脈拍計付時計の回路ブ
ロツク図。第５図は第４図の要部動作を示すタイ
ムチヤート。４ａ……時刻表示部、４ｂ……タイマ表示部、
６ａ〜６ｅ……指装着部、１６……指保持カバ
ー、２２……設定スイツチ、２４……脈拍セン
サ、２６……測定スイツチ、５４……タイマカウ
ンタ、５８……マルチプレクサ、７８……オアゲ
ート、８０……ワンシヨツト回路、８２……フリ
ツプフロツプ、８８……脈拍カウンタ、９０，９
２……記憶回路、１０６……演算回路、１０８…
…反転回路、１１０……プログラマブルカウン
タ。

Claims

【特許請求の範囲】

１脈拍を検出してその脈拍に対応したパルスを
出力する脈拍センサと、基準の信号を発生する基
準信号発生手段と、該基準信号を一定時間カウン
トするための測定時間カウンタと、前記測定時間
カウンタのカウントを開始させる動作開始手段
と、該動作開始手段の出力信号によつて前記脈拍
センサの動作を有効としかつ前記測定時間カウン
タのカウント終了信号によつて脈拍センサの動作
を無効とするセンサ制御手段と、前記脈拍センサ
の出力パルスをカウントする脈拍カウンタと、前
記測定時間カウンタのカウント終了信号が出力さ
れる毎に脈拍カウンタの新たなカウント値を記憶
する記憶手段と、該記憶手段の記憶値に対応した
脈拍値を表示する表示手段と、記憶手段の記憶値
と脈拍カウンタのカウント値とを比較してその差
を出力する演算手段と、該演算手段の出力に基づ
いて動作開始手段を再度動作させるまでの時間を
カウントする停止時間カウンタと、を有し、演算
手段の差出力が小さくなるにつれて前記脈拍セン
サの動作が無効になつたときから次回の動作が有
効になるときまでの時間を長くしたことを特徴と
する脈拍計。