JPH0311222B2

JPH0311222B2 -

Info

Publication number: JPH0311222B2
Application number: JP59095421A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Makuta
Original assignee: Rhythm Watch Co Ltd
Current assignee: Rhythm Co Ltd
Priority date: 1984-05-11
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1991-02-15
Also published as: JPS60236628A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は心拍の周期に同期した心拍音を発生さ
せ、さらに該心拍音の発生周期を時間経過に伴つ
て変化させる装置に関する。

（従来技術）従来より、例えば特開昭54−98651号に記載さ
れた様に、脈波検出装置によつて脈波、すなわち
心拍を検出し、この検出信号に対応した心拍音を
発生させる心拍測定装置が公知である。

ところで心拍数は通常状態では１分間に70〜80
回程度であり、睡眠時、精神の弛緩状態では１分
間に50〜60回程度に減少し、逆に興奮時、精神の
緊張状態などでは１分間に90〜100回程度に増加
することが知られており、また一定の音に集中す
るなどして、自己の心拍及び精神状態などをコン
トロールすることができると言われてい。

（発明の目的）本発明は上記従来の心拍測定装置をさらに発展
させたものであり、その目的は、使用者の精神状
態を無理なくコントロールさせることのできる装
置を提供することにある。

（発明の構成）本発明は上記目的を達成するために、心拍の周
期に同期した心拍音を発生した後、時間経過に伴
つて該心拍音の発生周期を変化させることを特徴
とする。

（実施例）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図は本発明に係る心拍音発生装置を
アラーム機能付時計に組合せた実施例である。

発振回路２、分周回路４、波形整形回路６、モ
ータ８、輪列１０及び指針表示１２によつて従来
から周知であるアナログ式時計が構成される。目
安機構１４は輪列１０内に組み込まれ、設定時刻
が到来した時に20分程度「Ｈ」となるアラーム開
始信号をアンドゲート１６に供給する。アンドゲ
ート１６は他に鳴り止めスイツチ１８の出力も供
給され、該スイツチ１８が閉状態の時にアラーム
開始信号が発生すると後述する心拍信号発生回路
７０から心拍信号が発音回路１９に供給される。
発音回路１９は心拍信号を心拍音に変換する回路
である。

心拍検出部２０は心拍を検出しかつ検出時に第
２図に示した様な検出信号を出力ａに出力する装
置であり、例えば光電脈波検出方式によるもの
で、発光ダイオードの発する赤外光を指先にあ
て、血流によつて光量の変調された反射光、透過
光をホトトランジスタで検出する。そして心拍検
出部２０の出力ａは波形整形回路２２に供給さ
れ、供給された検出信号は一定パルス幅の方形波
に整形されて出力ｂに出力される。

心拍数記憶回路２４は心拍検出部２０からの検
出信号を一定時間、ここでは１分間カウントしか
つ該カウント値を記憶する回路である。波形整形
回路２２を介した検出信号はアンドゲート２６を
介してカウンタ２８に供給されており、該アンド
ゲート２６が開状態のときにカウンタ２８にて検
出信号すなわち心拍数がカウントされる。アンド
ゲート２６の他方の入力端にはフリツプフロツプ
（以下FFと称す）３０の出力Ｇが供給され、該出
力Ｇが「Ｈ」のときにアンドゲート２６は開状態
になる。なお出力Ｇは心拍検出部２０にも供給さ
れており、出力Ｇが「Ｈ」のときのみ心拍検出部
２０の検出動作を有効とする。またFF３０の出
力Ｈはカウンタ２８のリセツト端子Ｒに供給され
ている。そしてFF３０のセツト端子Ｓには後述
する動作制御回路４８内のオアゲート５４の出力
Ｄが供給され、リセツト端子Ｒにはタイマ回路５
６の出力Ｅを遅延回路３２を介して供給してい
る。さらにラツチ回路３４にはカウンタ２８のカ
ウント値が供給されており、タイマ回路５６の出
力Ｅに単パルスが出力された時のカウント値を記
憶する。

カウント回路３６は心拍数記憶回路２４のカウ
ント動作終了後から一定周期信号のカウント動作
を行なう回路である。カウンタ３８はアンドゲー
ト４０から供給されるクロツク信号をカウントす
るものであり、アンドゲート４０には切換ゲート
４２で選択されたクロツク信号と共にFF４４の
出力Ｉが供給されている。切換ゲート４２には分
周回路４の１Hz信号をさらに分周する分周回路４
６のクロツク信号φ₁（1/2Hz）とクロツク信号φ₂
（1/30Hz）とが供給され、切換制御端には出力Ｂ
が供給されている。そして出力Ｂが「Ｈ」であれ
ばクロツク信号φ₁を「Ｌ」であればクロツク信
号φ₂を選択出力する。

動作制御回路４８は前記心拍数記憶回路２４及
びカウント回路３６の動作を制御するための制御
信号を出力する回路である。ワンシヨツト回路５
０及び５２から発生する単パルスは共にオアゲー
ト５４に供給され、該オアゲート５４の出力Ｄに
発生する単パルスは心拍数のカウントを開始させ
るための制御信号として前述の様にFF30のセツ
ト端子Ｓに供給される。また上記出力Ｄに発生す
る単パルスはタイマ回路５６の動作を開始させ、
１分経過後に出力Ｅに再び単パルスを発生させ
る。この出力Ｅに発生する単パルスは前述の様に
カウンタ２８のカウント値をラツチ回路３４に記
憶させるため、心拍数のカウントを終了させるた
め、さらにはカウント回路３６でのカウント動作
を開始させるための制御信号としてラツチ回路３
４のプリセツト端、遅延回路３２及びFF４４の
セツト端子Ｓに供給される。そしてワンシヨツト
回路５０には出力Ａが、ワンシヨツト回路５２に
は出力Ｂがそれぞれ供給されている。

またオアゲート５８には出力Ａを反転して供給
しており、該オアゲート５８の出力Ｃはカウンタ
３８をリセツトするための制御信号としてカウン
タ３８のリセツト端子Ｒに供給している。このオ
アゲート５８には後述するタイマ回路６０の出力
Ｌも供給されている。

さらに比較回路６２は後述する演算回路６８か
らの出力信号とエンコーダ６４のコード信号とを
比較する回路であり、出力Ｂが「Ｈ」の場合には
エンコーダ６４からのコード信号の値より演算回
路６８からの出力信号の値が大きくなつた時に単
パルスを出力Ｋに発生し、出力Ｂが「Ｌ」の場合
には逆に小さくなつた時に単パルスを出力Ｋに発
生する。そして本実施例では、エンコーダ６４の
コード信号は出力Ｂが「Ｈ」であれば「80」、出
力Ｂが「Ｌ」であれば「50」になる様に設定され
ている。そして出力Ｋに発生する単パルスはカウ
ント回路３６のカウント動作を停止させるための
制御信号としてFF44のリセツト端子Ｒに供給さ
れている。また出力Ｋは出力Ｂを反転して供給さ
れたアンドゲート６６の他方の入力端に供給され
ており、出力Ｂが「Ｌ」の場合には出力Ｋに発生
する単パルスによつてタイマ回路６０を動作さ
せ、１分経過後に出力Ｌに単パルスを発生させ
る。

演算回路６８は心拍数記憶回路２４に記憶され
た心拍数とカウント回路３６のカウント値とを加
算、減算可能な回路であり、出力Ｂが「Ｈ」であ
れば心拍数とカウント値とを加算し、出力Ｂが、
「Ｌ」であれば心拍数からカウント値を減算する。
そして演算回路６８の演算出力は周期設定信号と
して比較回路６２と心拍信号発生回路７０内の分
周比変換器７２に供給されている。

心拍信号発生回路７０は演算回路６８の演算出
力に対応した周期の心拍音を発生するための心拍
信号を発生する回路である。８ビツトで構成され
たプログラマブルカウンタ７４及び８段で構成さ
れた分周回路７６は分周回路４からのクロツク信
号φ₃（32768Hz）を分周するものであり、プログ
ラマブルカウンタ７４の分周比は分周比変換器７
２からの分周比設定信号によつて設定され、分周
回路７６の下位４ビツトの出力がアンドゲート７
８に供給される。分周比変換器７２は周期設定信
号を、該周期設定信号に対応した周期をカウント
するのに必要な分周比を設定するための分周比設
定信号に変換するものであり、両設定信号の関係
は次の関係で表わされる。すなわち周期設定信号
の値をN1、分周比設定信号の値をN2とすれば、
ほぼ N2＝32768Hz／256÷N1／60sec の関係で表わされる。この分周比設定信号は分周
回路４６からのクロツク信号φ₄（1/4Hz）によつ
て、すなわち４秒毎にプログラマブルカウンタ７
４にプリセツトされる。上記クロツク信号φ₃，
φ₄はそれぞれアンドゲート８０，８２を介して
クロツク入力端φ₁プリセツト端子PEに供給され、
アンドゲート８０，８２にはFF８４の出力Ｊも
供給されている。またFF８４のセツト端子Ｓに
は出力Ｅが、リセツト端子Ｒには出力Ｃがそれぞ
れ供給される。

一方アンドゲート７８の出力Ｍには周期設定信
号に対応したデユーテイ比1/16のパルス信号が発
生し、この出力Ｍはさらにアンドゲート８６に供
給される。そしてアンドゲート８６は他に分周回
路４からの可聴周波数信号φ₅（例えば2048Hz）が
供給され、心拍信号が発生される出力Ｎを発音回
路１９に供給している。

以上の様に本実施例は構成されており、以下本
実施例の作用を第３図のタイムチヤートを用いて
説明する。

時刻t₁において、鳴り止めスイツチ１８を閉じ
ると出力Ｃが「Ｌ」となるためカウンタ３８及び
FF８４のリセツトが解除される。またこれと同
時にワンシヨツト回路５０からの単パルスが出力
Ｄに発生し、FF３０がセツトされ出力Ｇが「Ｈ」
に、出力Ｈが「Ｌ」に反転されると共にタイマ回
路５６の動作が開始される。よつて心拍検出部２
０の検出動作が開始され、カウンタ２８にて波形
整形回路２２を介した検出信号のカウントが行な
われる。

そして時刻t₁から１分経過後の時刻t₂になると
出力Ｅにタイマ回路５６からの単パルスが発生す
るためラツチ回路３４にカウンタ２８のカウント
値、すなわち１分間の心拍数が心拍数が記憶さ
れ、遅延回路３２を介してFF３０がリセツトさ
れ出力Ｇが「Ｌ」に、出力Ｈが「Ｈ」に反転され
る。よつて心拍検出部２０の検出動作が停止され
ると共にカウンタ２８がリセツトされる。また時
刻t₂においては、出力Ｅに発生する単パルスによ
つてFF４４をセツトしてカウント回路３６の動
作を開始させると共にFF８４をセツトして心拍
信号発生回路７０の動作を開始させる。すなわち
カウント回路３６においては出力Ｉが「Ｈ」に反
転してカウンタ３８のカウント動作が可能とな
り、この時出力Ｂは「Ｌ」であるためクロツク信
号φ₂のカウントが行なわれる。従つてカウンタ
３８のカウント値は30秒間に１の割合で加算され
ることになる。一方心拍信号発生回路７０におい
ては出力Ｊが「Ｈ」に反転してプログラマブルカ
ウンタ７４の動作が行なわれる。時刻t₂において
は、カウンタ３８のカウント値が「０」であるの
でラツチ回路３４に記憶された心拍数（例えば
「70」）がそのまま周期設定信号として分周比変換
器７２に供給される。従つてプログラマブルカウ
ンタ７４には「110」の分周比がプリセツトされ、
これによつて出力Ｍには約0.86秒周期のパルス信
号が発生する。この結果出力Ｎには同様に0.86秒
周期で心拍信号が発生し、これが発音回路１９に
て心拍音に変換される。

ところで演算回路６８は、出力Ｂが「Ｌ」であ
るためラツチ回路３４の心拍数からカウンタ３８
のカウント値を減算する様に作用し、このため周
期設定信号及び分周比設定信号は30秒毎に小さく
なつていくことが理解される。さらにプログラマ
ブルカウンタ７４は４秒毎にプリセツト動作を行
なうため、分周比設定信号が小さくなれば出力Ｍ
に発生するパルス信号の発生周期が長くなり、同
様に心拍音の発生周期も長くなつて行く。例えば
時刻t₂より５分経過した後ではカウンタ３８のカ
ウント値は「10」となつており、周期設定信号は
「60」、分周比設定信号は「128」となるため出力
Ｍに発生するパルス信号の周期は１秒となり、同
様に心拍音の発生周期も１秒となる。以下同様に
心拍音の発生周期は徐々に長くなることが理解さ
れる。

そして時刻t₃において、周期設定信号がエンコ
ーダ６４からの信号、ここでは出力Ｂが「Ｌ」で
あるため「50」より小さくなると、出力Ｋに単パ
ルスが発生してFF４４がリセツトされ、出力Ｉ
が「Ｌ」に反転されるためカウンタ３８のカウン
ト動作が停止される。と同時にアンドゲート６６
が開状態であるためタイマ回路６０の動作が開始
されタイマ回路６０の動作が行なわれている期間
は同じ周期で心拍音が発生される。そして時刻t₃
から１分経過した時刻t₄になると、出力Ｌに発生
するタイマ回路６０からの単パルスが出力Ｃに発
生し、FF８４がリセツトされて心拍信号発生回
路７０の動作が停止されるため心拍音の発生も停
止される。また同時にカウンタ３８のカウント値
もクリアされる。

一方時刻t₅において設定時刻が到来すると、目
安機構１４からのアラーム開始信号によつて出力
Ｂが「Ｈ」となり、出力Ｄにワンシヨツト回路５
２からの単パルスが発生する。従つて時刻t₁〜時
刻t₂での動作と同様に、１分間の心拍数がカウン
トされ、ラツチ回路３４に記憶される。そして時
刻t₆において、出力Ｅに発生した単パルスによつ
て時刻t₂の時と同様にカウント回路３６及び心拍
信号発生回路７０の動作が開始される。ラツチ回
路３４に記憶された心拍数が、例えば「50」であ
るとすれば、時刻t₆においては分周比設定信号が
「154」となるため出力Ｍには約1.2秒周期のパル
ス信号が発生する。またこの時出力Ｂは「Ｈ」で
であるためカウンタ３８にはクロツク信号φ₁が
供給され、演算回路６８は、ラツチ回路３４に記
憶された心拍数とカウンタ３８のカウント値を加
算するように作用する。従つてカウンタ３８のカ
ウント値は２秒間に１の割合で加算されるため、
周期設定信号及び分周比設定信号は２秒毎に大き
くなつて行くことが理解される。そしてプログラ
マブルカウンタ７４は４秒毎にプリセツト動作を
行なうため、分周比設定信号が大きくなれば出力
Ｍに発生するパルス信号及び心拍音の発生周期が
短かくなつて行く。例えば時刻t₆より30秒経過し
た後ではカウンタ３８のカウント値は「15」とな
つており、周期設定信号は「65」、分周比設定信
号は「118」となるため出力Ｍに発生するパルス
信号の周期は約0.92秒となり、同様に心拍音の発
生周期も約0.92秒となるる。以下同様に心拍音の
発生周期は徐々に短かくなることが理解される。

そして時刻t₇において、周期設定信号がエンコ
ーダ６４からの信号、ここでは出力Ｂが「Ｈ」で
あるため「80」より大きくなると、出力Ｋに単パ
ルスが発生してFF４４がリセツトされ、出力Ｉ
が「Ｌ」に反転されるためカウンタ３８のカウン
ト動作が停止される。よつて以後周期設定信号は
変ないため、心拍音の発生周期も一定のまま保持
される。そして時刻t₈において鳴り止めスイツチ
１８を開くと出力Ｃが「Ｈ」となり、FF８４が
リセツトされて心拍信号発生回路７０の動作が停
止されるため心拍音の発生も停止される。また同
時にカウンタ３８もリセツトされる。。

この様に本実施例によれば、本発明に係る心拍
音発生装置をアラーム機能付時計に組合せ、アラ
ームをセツトした後には心拍の周期に同期した心
拍音を発生した後30秒毎に心拍音の発生周期を長
くすることにより、使用者の心拍を徐々に少なく
して精神状態を弛緩させる様に作用するため、使
用者に心地良い眠気を誘うことができる。また設
定時刻が到来した時には心拍の周期に同期した心
拍音を発生した後４秒毎に心拍音の発生周期を短
かくすることにより、使用者の心拍を徐々に多く
して精神状態を通常の状態にさせる様に作用する
ため快適な目覚めを誘うことができる。

なお本発明に係る心拍音発生装置では、鳴り止
めスイツチ１８の代わりに外部スイツチを設けて
独立に動作させることが可能であり、さらに切換
スイツチを設けて該スイツチの切換信号にて発生
周期を長くするか短かくするかを切換えることも
可能である。

（発明の効果）以上の説明の様に本発明によれば、心拍の周期
に同期したアラーム音を発生させ、さらに該アラ
ーム音の発生周期を時間経過に伴つて変化させる
ことにより、精神状態を徐々に弛緩させたり、緊
張させたり、あるいは通常状態に近づけることが
でき、使用者の精神状態を無理なくコントロール
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る心拍音発生装置を適用し
たアラーム機能付時計を示すブロツク回路図。第
２図、第３図は第１図の動作を示すタイムチヤー
ト。１４……目安機構、１６……アンドゲート、１
８……鳴止めスイツチ、１９……発音回路、２０
……心拍検出部、２４……心拍数記憶回路、３６
……カウント回路、４８……動作制御回路、６８
……演算回路、７０……心拍信号発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】１心拍を検出してその検出信号を出力する心拍
検出部と、該検出信号を心拍信号として音に変換
する発音回路と、を有する心拍音発生装置において、少なくとも２種の外部信号を入力し、第１の外
部信号の入力または第１の外部信号が入力されて
いるときには第２の外部信号の入力に応答して動
作開始信号を出力し、第２の外部信号に応答して
予め設定された所定時間あたりの心拍数の上限ま
たは下限の設定値を可変させるとともに前記心拍
信号の所定時間あたりの心拍数が該上限または下
限の設定値より大きくまたは小さくなつたときに
は動作終了信号を出力する動作制御回路と、前記
動作開始信号を受けてから一定時間前記検出信号
をカウントして初期心拍数として記憶する心拍数
記憶回路と、前記心拍数記憶回路のカウント動作
終了後から前記動作終了信号発生時まで基準信号
をカウントするカウント回路と、前記初期心拍数
と前記カウント回路のカウント値とを前記第２の
外部信号に応答して一定時間毎に加算または減算
する演算回路と、該演算回路の演算した所定時間
あたりの心拍数に対応した周期の心拍信号を前記
発音回路に出力する心拍信号発生回路と、を設けたことを特徴とする心拍音発生装置。