JPH0341687Y2 - - Google Patents

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JPH0341687Y2
JPH0341687Y2 JP1984036654U JP3665484U JPH0341687Y2 JP H0341687 Y2 JPH0341687 Y2 JP H0341687Y2 JP 1984036654 U JP1984036654 U JP 1984036654U JP 3665484 U JP3665484 U JP 3665484U JP H0341687 Y2 JPH0341687 Y2 JP H0341687Y2
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heartbeat waveform
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、正確に心拍数を測定可能な心拍計
に関する。
〔従来技術およびその問題点〕
近年、電子腕時計の多機能化が進み、心拍数測
定装置付電子腕時計が知られている。この種のも
のは、時計ケースの下面(裏蓋)および上面(時
計ガラス)に夫々、心拍数を検出するための電極
を形成し、時計を腕に装着している状態、すなわ
ち、裏蓋に形成された電極が腕に接触している状
態において、時計ガラスに形成された電極を指で
触れることにより、その人の心拍数を測定して表
示するようになつている。
しかしながら、この種の心拍数測定装置付電子
時計によれば、第1図aに示す如く、心拍に応じ
て正確な心拍波形が得られれば問題はないが、実
際にはノイズ等の影響を受け、第1図bに示す如
き心拍波形となり、これをフイルターに通せば、
ある程度のノイズ成分、例えば小さな波形となる
ノイズ成分はカツトすることが出来るが、大きな
波形となるノイズ成分をカツトすることは出来な
かつた。即ち、大きな波形をもカツトするフイル
タを設けると、測定すべき心拍波形をもカツトし
てしまうおそれが生じるからである。従つて、比
較的大きなノイズ波形を完全に除去することは出
来ず、第1図cに示すように第1図aに示した心
拍波形以外はにノイズ成分からなる波形を含んだ
波形となつてしまい、波形の振幅が一定値以上の
ものを心拍波形として検出するようにした場合、
ノイズ成分波形をも心拍波形として検出してしま
い正確に心拍数を測定することが出来ない欠点が
あつた。
また、心拍波形の振幅は、電子腕時計の装着条
件、湿気や気温等の雰囲気、個人差等の影響を受
ける為測定毎に異なる場合が多い。そこで心拍波
形の振幅がどの程度であつたとしても、常に一定
の心拍波形が得られるように、増幅率を自動的に
可変する自動利得制御回路(AGC回路)を用い
ることが考えられる。然しながらこのような
AGC回路を用いた場合には、心拍による波形と
同一の増幅率でノイズによる波形をも増幅してし
まう為に、ノイズによる波形も心拍波形として検
出してしまう欠点があつた。
〔考案の目的〕
この考案は、上述した事情を背景になされたも
ので、その目的とするところは、ノイズ、個人差
等の影響を除去して、正確に心拍数を測定するこ
とができる心拍計を提供することにある。
〔考案の要点〕
この考案は、上述した目的を達成するために、
心拍センサーで検出された心拍波形を増幅する際
に、増幅器で増幅された心拍波形の振幅のピーク
電圧が予め設定された所定の範囲内にあるように
前記増幅器の増幅率をフイードバツク制御するよ
うにした点を要旨とするものである。
〔実施例〕
以下、この考案を第2図乃至第5図に示す一実
施例に基づいて具体的に説明する。第2図はこの
考案を適用した心拍測定装置付電子腕時計のブロ
ツク回路図で、この電子腕時計の下面(裏蓋)お
よび上面(時計ガラス)には夫々、心拍を検出す
るための電極1,2が形成されている。なお、電
極1,2は、裏蓋に形成された電極1が腕等の人
体に接触している状態において、時計ガラスに形
成された電極2に指等で触れることにより心拍波
形が得られる既知の構成となつている。而して、
電極1,2で検出された心拍波形は、差動形前置
増幅器3で所定の大きさに増幅されたのち、フイ
ルター4に印加され、その結果、フイルター4か
らはある程度ノイズ成分が除去された心拍波形が
得られる。そして、このフイルター4から出力さ
れた心拍波形は、差動形主増幅器5で更に増幅さ
れたのち、コンパレータ6に入力される。コンパ
レータ6は差動形主増幅器5で増幅された心拍波
形のピーク電圧が予め設定された所定の範囲内に
あるか否かを検出するもので、その検出結果を感
度制御部7に与え、そして、感度制御部7はコン
パレータ6の検出結果を判断し、それに応じて差
動形主増幅器5の増幅率を変化させるための信号
を出力し、差動形主増幅器5に与える。すなわ
ち、本実施例では差動形主増幅器5で増幅された
心拍波形のピーク電圧が予め設定された所定範囲
内にあるように差動形主増幅器5の増幅率をフイ
ードバツク制御するようになつている。
ここで、第3図を参照して差動形主増幅器5の
具体的構成について説明する。差動形主増幅器5
を構成するオペアンプ5Aのマイナス入力端子に
はフイルター4からの心拍波形が抵抗Raを介し
て印加されており、また、そのプラス入力端子に
はグランドレベルの電圧が印加されている。そし
て、オペアンプ5Aには、複数個(本実施例にあ
つては5個)のフイードバツク抵抗Rb1〜Rb5
並列接続された分圧帰還回路が夫々設けられてい
ると共に、上記各分圧帰還回路の中には、対応す
るフイードバツク抵抗Rb1〜Rb5に直列接続され
たスイツチング用のPチヤンネルMOSトランジ
スタTr1〜Tr5が設けられている。而して、これ
ら各トランジスタTr1〜Tr5は、感度制御部7か
ら対応出力される信号がそのゲートに印加される
ことにより択一的にオンされるようになつてい
る。また、フイードバツク抵抗Rb1〜Rb5はその
抵抗値がRb1<Rb2<Rb3<Rb4<Rb5の関係に設
定されたものである。
また、コンパレータ6は、第4図に示す如く構
成されている。すなわち、コンパレータ6は、差
動形主増幅器5で増幅された心拍波形を予め設定
された所定の電圧レベルと比較する2つのコンパ
レータ6A,6Bを有する構成となつている。こ
のコンパレータ6A,6Bは、差動形主増幅器5
で増幅された心拍波形のピーク電圧が予め設定さ
れた所定の範囲内にあるか否かを検出するため
に、コンパレータ6Aには上記所定範囲の上限レ
ベルの電圧、コンパレータ6Bには下限レベルの
電圧が予め設定されており、差動形主増幅器5の
出力がその設定レベルを越えた場合に夫々、
Highレベル(論理値“1”)の信号を出力する構
成となつている。而して、コンパレータ6A,6
Bの出力信号は夫々、比較結果データとして感度
制御部7に読み込まれる。なお、コンパレータ6
A,6Bは夫々、リセツト信号によつて初期状態
にセツトされる。
次に、第2図に戻つて他の回路について説明す
る。コンパレータ6を介して出力される心拍波形
は、周期計時部8に入力され、そのパルスの周期
が計時される。これによつて得られた周期データ
は、演算回路9に送られ、例えば、1分間の心拍
数に変換され、電子光学的表示部10にデジタル
表示される。
なお、表示部10には時計部11で得られた時
刻データ等も表示される。また、時計部11は、
2秒周期の信号を出力して感度制御部7に動作指
令信号として与え、感度制御部7を2秒毎に動作
させる。
次に、上述のように構成された心拍測定装置の
動作を第5図に示すフローチヤートを参照して説
明する。第5図に示すフローチヤートは、感度制
御部7の動作を説明するもので、感度制御部7は
時計部11からの信号にしたがつて2秒毎に動作
し、コンパレータ6A,6Bの比較結果を読み込
む(ステツプS1)。そして、このコンパレータ6
A,6Bの内容a、bに応じて夫々条件分岐を行
う。すなわち、コンパレータ6A,6Bの内容
a、bが共に、High、換言すれば、差動形主増
幅器5のピーク電圧がコンパレータ6Aおよび6
Bの設定電圧を夫々越えた場合、すなわち、コン
パレータ6Aに設定されている上限レベルを越え
た場合にはステツプS2からステツプS3に進行し、
差動形主増幅器5のフイードバツク抵抗値を減少
させる処理が実行される。すなわち、この場合に
は、差動形主増幅器5から出力される心拍波形の
ピーク電圧が高すぎるので、フイードバツク抵抗
値を減少させてその増幅率を小さくする。而し
て、ステツプS3からステツプS1に戻り、ステツプ
S2で「NO」と判断されるまで上述したステツプ
S1、S2、S3が繰り返し実行される。すなわち、い
ま、差動形主増幅器5において、トランジスタ
Tr1がオンされていてその他のトランジスタTr2
〜Tr5が全てオフされている場合、すなわち、フ
イードバツク抵抗Rb1が選定されていたものとす
ると、ステツプS2で「YES」と判断されること
により、感度制御回路7はトランジスタTr2をオ
ンさせてフイードバツク抵抗Rb2を選定する。こ
の結果、更にステツプS2で「YES」と判断され
た場合には、次のフイードバツク抵抗Rb3を選定
する。このようにフイードバツク抵抗の抵抗値を
段階的に順次減少させてゆく。この結果、ステツ
プS2で「NO」と判断されるとと、ステツプS4
進行する。ここでは、コンパレータ6A,6Bの
内容が共にLow、換言すれば、差動形主増幅器
5のピーク電圧がコンパレータ6A,6Bの設定
電圧以下か否かを判断するもので、以下の場合す
なわち、コンパレータ6Bに設定されている下限
レベル以下の場合には、ステツプS5に進行し、差
動形主増幅器5のフイードバツク抵抗値を増加さ
せる処理が実行される。すなわち、この場合に
は、差動形主増幅器5から出力される心拍波形の
ピーク電圧が低くすぎるので、フイードバツク抵
抗値を増加させてその増幅率を高くする。而し
て、ステツプS5からステツプS1に戻り、上述の場
合と同様に、フイードバツク抵抗Rb1〜Rb5を択
一的に順次選定してゆくが、この場合には、その
抵抗値が順次増大する方向に選定される。
而して、コンパレータ6A,6Bの内容a、b
の一方がHigh、すなわち、a=Low、b=High
(その逆は発生しない)の場合、換言すれば、差
動形主増幅器5のピーク電圧がコンパレータ6
A,6Bの設定電圧の間にある場合には、ステツ
プS2およびS4で夫々「NO」と判断されるので、
上述したようなフイードバツク制御は実行され
ず、ステツプS6に進行し、周期計時部8の計時動
作を開始させる。
したがつて、上述のような動作が実行される結
果、最終的には差動形主増幅器5のピーク電圧が
コンパレータ6A,6Bの設定電圧の間にくるよ
うに設定されたのち、周期計時部8の計時動作が
スタートされて心拍数が計測され、表示部10に
てデジタル表示される。
このように、差動形主増幅器5で増幅された心
拍波形のピーク電圧が予め設定された範囲内にあ
るように上記増幅器5の増幅率をフイードバツク
制御するようにしたから、ノイズ、個人差等の影
響を受けたとしてもコンパレータ6A,6Bの設
定電圧をノイズ、個人差等の影響を考慮して予め
設定しておけば、それらの影響を除去し、正確な
心拍数を得ることができる。
なお、この考案は上記実施例に限定されず、こ
の考案を逸脱しない範囲において種々変形応用可
能であり、例えば、増幅器5の構成は、上記フイ
ードバツク抵抗に限らず、コンデンサ、ダイオー
ドあるいはそれらの組み合せ等であつてもよい。
〔考案の効果〕
この考案は、以上詳細に説明したように、心拍
センサーで検出された心拍波形を増幅する際に、
増幅器で増幅された心拍波形信号のピーク電圧が
予め設定された所定の範囲内にあるように増幅率
を制御するようにしたものであり、即ち、ノイズ
成分による波形信号の振幅がある程度大きくて
も、その大きさは心拍波形による振幅よりも必ら
ず小さいので、心拍波形のピーク電圧が所定の範
囲になるように制御することにより、ノイズ成分
による波形が上記所定の範囲内となる可能性を極
めて少なくすることが出来、その結果、ノイズ、
個人差等の影響を除去して正確に心拍数を測定す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜cは従来の欠点を説明するための心
拍波形を示した図、第2図〜第5図はこの考案の
一実施例を示し、第2図は心拍測定装置付電子腕
時計のブロツク回路図、第3図は第2図で示した
差動形主増幅器の詳細を示す回路構成図、第4図
は第2図で示したコンパレータの詳細を示す回路
構成図、第5図は第2図で示した感度制御部の動
作を示すフローチヤートである。 1,2……電極、5……差動形主増幅器、6…
…コンパレータ、7……感度制御部、8……周期
計時部、9……演算回路、10……表示部。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 心拍波形信号を出力する心拍検出手段と、この
    心拍検出手段から出力される前記心拍波形信号を
    増幅する増幅手段と、上限レベル電圧及び下限レ
    ベル電圧が予め設定され前記増幅手段によつて増
    幅された心拍波形信号のピーク電圧が前記上限レ
    ベル電圧と下限レベル電圧との間に存在するか否
    かを検出するコンパレータと、このコンパレータ
    の検出により前記ピーク電圧が前記上限レベル電
    圧を越えていた場合には前記増幅手段の増幅率を
    小さくし前記ピーク電圧が前記下限レベル電圧以
    下の場合には前記増幅手段の増幅率を大きくする
    増幅率制御手段と、前記コンパレータの検出によ
    り前記ピーク電圧が前記上限レベル電圧と前記下
    限レベル電圧との間に存在することが検出された
    場合には前記心拍波形信号から心拍数データを得
    る心拍数データ測定手段と、この心拍数データ測
    定手段で得られた前記心拍数データを表示する表
    示手段とを具備してなる心拍計。
JP3665484U 1984-03-16 1984-03-16 心拍計 Granted JPS60149603U (ja)

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JPS60149603U JPS60149603U (ja) 1985-10-04
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6351835A (ja) * 1986-08-21 1988-03-04 アイシン精機株式会社 心拍測定装置
CN101291628B (zh) * 2005-10-21 2011-11-16 国立大学法人山口大学 听诊心音信号的处理方法以及听诊装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5889240A (ja) * 1981-11-20 1983-05-27 松下電工株式会社 脈拍検出回路
JPS6077738A (ja) * 1983-10-03 1985-05-02 コンビ株式会社 脈拍検出回路

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