JPH0655207B2 - 脈拍数検出機能付電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、ジョギングウォッチ等の脈拍数検出機能付
電子機器に関する。

［従来技術およびその問題点］ 従来、脈拍計付ジョギングウォッチとしては、胸部に脈
拍センサーを設け、走行中、脈拍計測値が予め設定した
値よりも大きくなるとアラーム音を発生するようにした
ものが開発され、実用化されている。しかし、この種の
ものは脈拍の計測値がある一定値（設定値）を越えた時
にアラーム音を発生するだけで、ジョギングの結果どの
程度、体力の向上を図り得たか等を知ることはできなか
った。

［発明の目的］ この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、ジョギング等による体力の向上の
度合いを正確かつ容易に知ることができる脈拍数検出機
能付電子機器を提供することにある。

［発明の要点］ この発明は上述した目的を達成するために、脈拍数検出
手段により検出された脈拍数がジヨギング等の終了時か
ら脈拍数記憶手段に記憶されている平常脈拍数以下とな
った時までの時間間隔を計測し、この計測された第２の
時間間隔を表示するようにしたことを要点とする。

［実施例］ 以下、この発明を図面に示す一実施例に基づいて具体的
に説明する。

実施例の構成 第２図はこの発明を適用した脈拍計付ジョギングウォッ
チの外観平面図である。時計ケースの上面部には表示部
１が設けられている。表示部１は液晶表示素子によって
構成され月、日等をデジタル表示する上段デジタル表示
体１Ａと、時、分、秒１／１００秒を表示可能な下段デ
ジタル表示体１Ｂと、２０×３０ドット構成のドットマ
トリックス表示体１Ｃとを有する構成となっている。ま
た、表示部１には、印刷形成されたモード名、即ちジョ
ギングモード名「ＪＯＧ」、脈拍計測モード名「ＰＵＬ
ＳＥ」、ジョギング終了後予め設定されている使用者の
平常脈拍数まで脈拍が回復するまでの回復時間計測モー
ド名「ＲＥＣＯＵ」に対応するモード指示体１Ｄが設け
られている。また、時計ケースの上面および両側部には
プッシュボタン式の各種のスイッチＳＡ、ＳＢ、Ｓ１、
Ｓ２、Ｓ３が配設されている。これらスイッチは第４図
に示す如く機能する。即ち、スイッチＳ３は、基本時計
モード、ジョギングモード、タイマーモード、アラーム
モード、基本時計モード……にサイクリックに順次切替
る為のモード切替スイッチとして機能する。またスイッ
チＳ２は例えばジョギングモードでスイッチＳ２が操作
されると、ジョギングのペース数あるいは平常脈拍数の
セットモードに切替るセットモード切替スイッチとして
機能し、またこのセットモードにおいてスイッチＳ２が
操作されるとセットモードを解除して元のジョギングモ
ードに復帰させる。その他、基本時計モードにおいてス
イッチＳ２が操作されると時刻修正モード、あるいはア
ラームモードにおいてスイッチＳ２が操作されるとアラ
ーム設定モードに切替る。しかして、ペース数あるいは
平常脈拍数セットモードにおいて、スイッチＳ３が操作
されるとその操作回数に応じたペース数（歩数／分）が
設定され、またスイッチＳＡが操作されると平常脈拍数
がその操作回数に応じて設定される。また、ジョギング
モードにおいてスイッチＳＡはジョギングのスタート／
ストップスイッチとして機能し、スイッチＳＢはスピリ
ット／リセットスイッチとして機能する。

また、時計のケースの一側部には指サック２がコード３
を介して着脱自在に接続されている。この指サック２の
内部には脈拍検出センサー４が設けられている。このセ
ンサー４はＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等
の受光素子を用いて発光素子の光を指に照射させ、その
反射光が受光素子に入射することにより血液の脈拍に伴
なう血量変化を受光量の変化として検出するもので、こ
れによって得られた光電脈波に基づいて脈拍数が測定さ
れる。

次に、このジョギングウォッチの回路構成を第１図に基
づいて説明する。このジョギングウォッチは８ビット並
列処理のマイクロプログラム制御方式で動作するもので
ある。発振器１１から常時出力される３２．７６８ＫＨ
ｚのクロック信号は、分周回路１２で分周され、タイミ
ング信号発生回路１３に与えられる。このタイミング発
生回路１３は各種のタイミング信号をＲＯＭ（リードオ
ンリメモリ）１４等に供給する。

ＲＯＭ１４はこのジョギングウォッチの全ての動作を制
御するマイクロプログラムを記憶し、マイクロ命令Ｏ
Ｐ、ＤＯ、ＮＡを並列的に出力する。ここで、マイクロ
命令ＯＰは命令デコーダ１５に入力され、この命令デコ
ーダ１５はこれを解読してＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）１６のＲ／Ｗ入力端子にデータの読み込み、書き
込み指令として与え、また、演算部１７のＳ入力端子に
演算命令として与え、更に、ペースメーカー回路部１８
のＳ入力端子に動作指令として与える。また、マイクロ
命令ＤＯはデータバスを介してＲＡＭ１６のＡｄｄｒ入
力端子にアドレスデータとして入力されると共に、演算
部１７のＤＩ２入力端子に数値データとして入力され、
更にペースメーカー回路部１８およびアドレス制御部１
９に入力される。また、マイクロ命令ＮＡはアドレス制
御部１９に入力されるネクストアドレスデータで、この
アドレス制御部１９から出力されるアドレスデータは、
ＲＯＭ１４のＡｄｄｒ入力端子に与えられる。

命令デコーダ１５からは、報音発生指令および停止指令
を夫々出力してＳＲ型フリップフロップ（ＳＲ−ＦＦ）
２０のＳおよびＲ入力端子に与え、ＳＲ−ＦＦ２０をセ
ット、リセットさせる。このＳＲ−ＦＦ２０のＱ出力は
アラーム回路２１に駆動信号として与え、報音部（スピ
ーカあるいは圧電素子）２２からアラーム音等を発生さ
せる。

ＲＡＭ１６は置数レジスタ、演算レジスタ等を有する構
成で、計時処理、キー入力処理、演算処理、ジョギング
処理等において利用され、命令デコーダの制御下でデー
タの書き込みおよび読み出し動作を実行し、そして、Ｒ
ＡＭ１６のＤＯ出力端子から読み出されたデータは演算
部１７のＤＩ１入力端子およびペースメーカー回路部１
８に与えられると共に表示制御部（デコーダ）２５を介
して表示部１に表示される。演算部１７は命令デコーダ
１５からの演算指令にしたがって各種の演算を実行する
もので、そのＤＯ出力端子からの演算結果データは、Ｒ
ＡＭ１６のＤＩ入力端子に与えられ、ＲＡＭ１６に読み
込まれる。また、演算部１７はジャッジ演算実行の際
に、その演算結果のデータの有無を示す信号およびキャ
リー発生有無信号を夫々出力してアドレス制御部１９に
与え、ＲＯＭ１４のアドレスを変換させ、これによって
例えば１／３２秒毎に１回づつ割り込みで計時処理を実
行させる。また演算部１７のＤＩ３入力端子には脈拍検
出センサー４で検出された光電脈波を脈拍に応じた信号
に変換する脈拍検出制御回路２３の出力が与えられてい
る。また、入力部２４から操作スイッチに対応して出力
されるキーコードは演算部１７のＤＩ２入力端子に与え
られる。

第５図はＲＡＭ１６の主要構成図を示している。ＲＡＭ
１６は計時データ、システム制御用データの他、各種の
レジスタを有している。

実施例の動作 先ず、第６図を参照して全体動作の概要について説明す
る。ステップＴ１では計時処理あるいはキー処理要求が
あるまで待機状態（ＨＡＬＴ）となる。いま、計時タイ
ミングとなると、次のステップＴ２に進み、計時処理プ
ログラムが指定されて計時処理が開始される。この処理
はＲＡＭ１６の第１行目にある時刻記憶レジスタに記憶
されている基本時刻データに所定単位データを加算して
現在時刻を求め、これをＲＡＭ１６内の元の時刻記憶レ
ジスタに転送することによって行なわれる。そして、次
のステップＴ３ではＲＡＭ１６内のＪレジスタの内容が
調べられる。このＪレジスタはジョギングモードフラグ
を記憶するもので、ジョギング計測中にはＪ＝１とな
り、後述するジョギング処理（ステップＴ４）が実行さ
れるが、ジョギング終了後、脈拍が平常脈拍数に回復す
るまでの回復時間計測中にはＪ＝２となり、ステップＴ
５でそのことが検出されて後述する回復時間計測処理
（ステップＴ６）が実行される。しかして、ジョギング
処理（ステップＴ４）、回復時間計測処理（ステップＴ
５）が終るとステップＴ７で表示処理が実行されたのち
ステップＴ１に戻る。

また、何らかのスイッチ操作がなされると、それに応じ
たキー処理プログラムが指定されて操作スイッチに対応
したキー処理（ステップＴ８）が実行され、表示処理
（ステップＴ７）後、ステップＴ１に戻る。いま、ジョ
ギングモードにおいて、ジョギングのペース数や平常脈
拍数をセットするものとすると、スイッチＳ２を操作し
てセットモードに切替えたのちに、ペース数の設定であ
ればスイッチＳ３、平常脈拍数の設定であればスイッチ
ＳＡを操作する。すると、上記キー処理（ステップＴ
８）によってＲＡＭ１６内のＰレジスタにはジョギンク
のペース数がスイッチＳ３の操作回数に応じて設定さ
れ、またＡレジスタには使用者の平常脈拍数がスイッチ
ＳＡの操作回数に応じて設定される。このようにしてジ
ョギング前に予め必要な各種データを設定したのちジョ
ギングを開始するには、スイッチＳＡを操作する。する
と、このスイッチＳＡの操作に伴ってＲＡＭ１６内のＪ
レジスタにはジョギングモードフラグ“１”がセットさ
れる。

第７図は第６図で示したジョギング処理（ステップＴ
４）の具体的内容を説明する為のフローチャートであ
る。このフローはジョギング開始に伴って実行され、先
ず、ステップＴ４−１ではジョギング開始後１秒経過し
たかが調べられる。いま、ジョギング開始後１秒経過し
ていれば、ＲＡＭ１６内のＮ１レジスタ（１秒単位を計
測するジョギング計測レジスタ）の値を＋１するインク
リメント処理（ステップＴ４−２）が実行される。この
結果、次のステップＴ４−３でＮ１レジスタの値が「１
０」、即ちジョギング開始後１０秒経過したとすれば、
次のステップＴ４−４に進み、Ｎ１レジスタの内容がク
リアされると同時に、ＲＡＭ１６内のＮ２レジスタ（１
０秒単位を計測するジョギング計測レジスタ）の値を＋
１するインクリメント処理が実行される。そして次のス
テップＴ４−５ではジョギング開始後１分経過したか、
つまり、Ｎ２レジスタの値が「６」かが調べられ、いま
１分経過すると、次のステップＴ４−６でＮ２レジスタ
の内容がクリアされると共に、ＲＡＭ１６内のＮ３レジ
スタ（１分単位を計測するジョギング計測レジスタ）の
値を＋１するインクリメント処理が実行される。そし
て、ジョギング開始後１分経過したことを示す為にＲＡ
Ｍ１６内のＭ１レジスタに１分経過フラグ“１”がセッ
トされる（ステップＴ４−７）。このようにジョギング
開始と共にジョギング計測レジスタＮ１、Ｎ２、Ｎ３の
値を更新して１秒桁、１０秒桁、１分桁の計測時間が順
次求められ、そしてジョギング開始後１分経過すると、
上位桁の計測時間が上述と同様にして求められる（ステ
ップＴ４−８）。

しかして、ジョギング開始に伴って脈拍計測動作も実行
されるが、この脈拍計測に応じて以下の処理が実行され
る。即ち、先ず、ＲＡＭ１６内の後述するｍレジスタの
値が「３０」かの判別が行われ（ステップＴ４−９）、
「３０」未満であればＭ１レジスタの内容に応じて１分
経過したかが調べられる（ステップＴ４−１０）。そし
てジョギング開始後１分経過する毎にＴ４−１１が実行
され、計測された脈拍数がＲＡＭ１６内のＸ１〜Ｘ１０
レジスタのうち１レジスタの値でアドレス指定されるＸ
１レジスタに記憶される。ここでＸ１〜Ｘ１０レジスタ
は１分毎の脈拍計測値記憶用レジスタである。その後、
１レジスタの値を＋１するインクリメント処理（ステッ
プＴ４−１２）が行なわれ、その結果１レジスタの値が
「１０」を越えたかが調べられる（ステップＴ４−１
３）。いま、１分毎に計測された脈拍数が１０回計測さ
れた場合には、１レジスタの値は「１０」を越えるの
で、その後１レジスタに「１」を転送するイニシャライ
ズ処理（ステップＴ４−１４）が実行される。しかし
て、このようにして１分毎に計測された脈拍数は、Ｘ１
〜Ｘ１０レジスタに順次記憶され、これによって得られ
た１０分間の各計測脈拍数は、次のステップＴ４−１５
で の演算が行なわれてその平均値が求められ、、これによ
って得られた１０分間の平均値は、ＲＡＭ１６内のＺ１
〜Ｚ３０レジスタのうちｍレジスタの値でアドレス指定
されるＺｍレジスタに記憶される。ここでＺ１〜Ｚ３０
レジスタは１０分間の平均脈拍数記憶用レジスタであ
る。そしてＲＡＭ１６内のＭ１０レジスタの内容が調べ
られる（ステップＴ４−１６）。このＭ１０レジスタは
１０分経過フラッグを記憶するもので、１０分経過する
毎に次のステップＴ４−１７でｍレジスタの値を＋１す
るインクリメント処理が実行されたのち、Ｚ１〜Ｚ３０
レジスタの内容をドットマトリックス表示体１Ｃへグラ
フ表示させる（ステップＴ４−１８）。このような処理
はｍレジスタの値が「３０」となるまで繰り返される結
果、Ｚ１〜Ｚ３０レジスタには１０分間の平均脈拍数が
連続的に最大に３０回分（５時間分）順次記憶され、こ
の内容がグラフ表示される。

第９図（Ａ）はこのときの表示例を示したもので、脈拍
数が計測される毎に、脈拍計測モードの表示状態とな
り、上段デジタル表示体１Ａにはジョギングを行った月
日データ、下段デジタル表示体１Ｂにはその脈拍計測時
の計測時間データが表示され、更にドットマトリックス
表示体１Ｃには３０回分の平均脈拍数がグラフ表示され
る。このようにジョギング中においては脈拍の変化がグ
ラフで表示されるので、これを確認しながら走行すれ
ば、ペース配分の仕方の指針となり、体力を効率的に向
上させることができる。

第８図は第６図で示した回復時間計測処理（ステップＴ
６）の具立的内容を説明する為のフローチャートであ
る。このフローはジョギング停止に伴って実行開始さ
れ、このフローに入ると、ＲＡＭ１６内のＴｒカウンタ
の値が＋１される（ステップＴ６−１）。このＴｒカウ
ンタはジョギング停止後、平常脈拍数への回復時間を計
測する為の回復時間計測カウンタであり、この回復時間
は次のステップＴ６−２で下段デジタル表示体Ｂに表示
される。そして、ＲＡＭ１６内のＩＮＴカウンタの値か
ら「１」が減算される（ステップＴ６−３）。このＩＮ
Ｔカウンタはジョギング停止後５秒毎に脈拍数の計測動
作を実行させる為の脈拍計測の時間間隔をカウントする
もので、その内容が減算された結果、次のステップＴ６
−４ではその値が「０」になったか否かが調べられ、
「０」になると、ＩＮＴカウンタに初期値「５（秒）」
がセットされる（ステップＴ６−５）。しかして、いま
５秒経過したので次のステップＴ６−６では脈拍数が計
測され、この計測値がＲＡＭ１６内のＹレジスタに転送
される。このようにして得られた計測脈拍数（Ｙレジス
タの値）と予めＲＡＭ１６内のＡレジスタに設定されて
いる使用者の平常脈拍数とが比較されて、計測値が平常
脈拍数を下回ったことが検出されるとステップＴ６−７
からステップＴ６−８へ進み、ＲＡＭ１６内のＣＴカウ
ンタの値が＋１される。このＣＴカウンタは、計測値が
平常脈拍数を２回連続して下回ったことを検出するため
にその回数をカウントするもので、次のステップＴ６−
９ではＣＴカウンタの値が「２」かの判別が行なわれ、
その結果、ジョギング停止後５秒毎に計測された値が予
め設定した平常脈拍数を２回連続して下回った場合に
は、ステップＴ６−９でそのことが検出されて次のステ
ップＴ６−１０へ進み、ＣＴカウンタの値がクリアされ
る。そして、ＲＡＭ１６内のＳＲレジスタに回復時間計
測終了音フラッグ“１”がセットされたのち、これに伴
って回復時間計測終了音が処理実行され報音部２２から
終了音が発生され回復時間計測終了を音で報知すると共
にＴｒレジスタの内容が表示され、その後、ＳＲレジス
タがクリアされる（ステップＴ６−１１、Ｔ６−１２、
Ｔ６−１３）。したがって、Ｔｒカウンタはジョギング
停止後５秒毎に計測された脈拍数が平常脈拍数より２回
連続して下回る瞬間までを脈拍の回復時間として計測
し、この値が第９図（Ｂ）に示す如くデジタル表示され
ることになる。第９図（Ｂ）は回復時間計測モードでの
表示状態を示している。このようにジョギング停止後、
平常の脈拍に戻るまでの回復時間を計測して表示するよ
うにしたので、体力の向上の度合を知ることができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されず、この発明を
逸脱しない範囲内において種々変形応用可能である。

［発明の効果］ この発明は以上詳述に説明したように、脈拍数検出手段
により計測された脈拍数がジョギング等の終了時から脈
拍数記憶手段に記憶されている平常脈拍数以下となつた
時までの時間間隔を測定し、この計測された第２の時間
間隔を表示する構成としているので、この表示された時
間間隔を知ることにより、ジョギング等による体力の向
上の度合いを正確かつ容易に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はこの発明を
適用した脈拍計付ジョギングウォッチの回路構成図、第
２図はその外観図、第３図は表示部の構成図、第４図は
スイッチ機能を説明する為の図、第５図は第１図で示し
たＲＡＭの構成図、第６図は全体動作の概要を示すジェ
ネラルフローチャート、第７図は第６図で示したジョギ
ング処理の具体的内容を説明する為のフローチャート、
第８図は第７図で示した回復時間計測処理の具体的内容
を説明する為のフローチャート、第９図は（Ａ）、
（Ｂ）は表示状態図である。 ２……脈拍検出センサー、１４……ＲＯＭ、１５……命
令デコーダ、１６……ＲＡＭ、１７……演算部１８……
ペースメーカー回路部、１９……アドレス制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】使用者の脈拍数を検出する脈拍数検出手段
   と、 使用者の平常脈拍数を記憶する脈拍数記憶手段と、 時間測定の開始時から終了時までの間の第１の時間間隔
   を測定する第１の時間測定手段と、 前記脈拍数検出手段により検出された脈拍数が前記終了
   時から前記脈拍数記憶手段に記憶されている平常脈拍数
   以下となった時までの第２の時間間隔を計測する第２の
   時間計測手段と、 この第２の時間計測手段により計測された第２の時間間
   隔を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とする脈拍数検出機能付電子機器。