JPH0757220B2 - 心拍計 - Google Patents

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。

〔背景技術〕

日常生活における運動不足を解消し、自らの健康を積極
的に維持するためなどの理由によって、ジョギング運動
や各種のスポーツが盛んである。その場合、日頃あまり
運動をしていない人が急激に運動すると、かえって重大
な障害を起こすことがある。

そこで、適度の運動量になるようコントロールすること
が必要となるが、そのような目安の一つとなるのが、運
動時における心拍数（脈拍数ともいう）の変化である。
すなわち、予め運動をしていない平常時の心拍数をおぼ
えておき、これと運動時の心拍数とを比較して、心拍数
の増加が一定以上にならないように、運動量をコントロ
ールするようにするのである。このようにすれば、無理
な過負荷運動を避けることができるので、重大な障害の
発生を未然に防止することができる。そして、このよう
なコントロールをしやすくするため、各種の心拍計（脈
拍計とも呼ばれる）が開発されている。

たとえば、従来の心拍計には、第７図に示すようなもの
がある。すなわち、人体１の一部（心電位誘導部位ある
いは血脈波検出部位など）に装着して心拍の検出を行う
センサ２と、その出力波形から心拍数を演算し、計数す
る演算部13と、心拍数を示すとともにそれが設定血（有
効運動量の目安となる）を越えている場合に適当な警報
を発するようになっている警報器（ブザーなど）付表示
器14などとから構成されている。このような心拍計は、
腕時計と同様に取り扱うことができるので、ジョギング
運動などにおいても手軽に利用することができ、使用者
は、警報を指標として運動量を容易にコントロールする
ことができる。図中、15は計数器である。さらに、この
ような心拍計に、べつの機能として、心拍数の上限およ
び下限を設定し、この値と実測した心拍数を比較して、
その上限を越えたときに過負荷警報が発せられ、他方、
その下限においては運動量不足警報が発せられるように
なっている上限・下限心拍数設定器16および比較器17を
備えたものも開発されている。すなわち、第８図に示す
運動時の心拍数経過グラフにみるように、予め心拍計に
上限心拍数Ａおよび下限心拍数Ｂを設定しておき、運動
を開始した後、実測した心拍数が運動不足警報領域ａお
よび運動過負荷警報領域ｃにあるときには、警報器14か
ら警報を出力させるようにするのである。使用者は、こ
の警報を感知することにより、自己の運動量を適宜コン
トロールすることができるので、心拍数を常に最適運動
領域ｂ内におくことができる。

しかし、一日のうち一回の運動で終わる場合ばかりとは
限らないので、その日の有効運動量の総計を知りたい場
合や、週単位、月単位で、その間に行った有効運動量の
総計を目安にして、自己の運動量をコントロールしたい
場合もある。従来の心拍計では、運動量を累積する手段
が設けられていなかったため、このような要望に応じる
ことはできなかった。

〔発明の目的〕

以上の点に鑑み、この発明は、使用者の運動目標に応じ
て設定された所定心拍数以上の心拍数を維持している時
間を累積し、有効な運動量の総計を簡易に知ることので
きる心拍計を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

上記目的を達成するため、この発明は、人体の一部に装
着して心拍を検出するセンサと、このセンサから発する
信号に基づき心拍数を計数する演算部と、演算部の結果
を出力表示する出力表示部とを備えている心拍計におい
て、使用者の年令と運動時の目標負荷量が入力され、こ
の入力値から有効運動量の基準となる設定心拍数を算出
して前記演算部に出力する心拍数設定器を備え、前記演
算部には、前記心拍数設定器から入力された設定心拍数
と前記計数された実測心拍数とを比較し、前者より大き
い心拍数を発生する時間を累積する累積手段が設けられ
ていることを特徴とする心拍計を要旨とする。

以下にこれを、その実施例をあらわす図面を参照しつつ
詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる心拍計の一例を示す。この
心拍計は、以下のような構成から成っている。すなわ
ち、人体１における、いわゆる心電位誘導部位や血脈波
検出部位に相当する手首などに装着して心拍を検出する
センサスと、検出された信号を入力し、所望の出力を得
るために演算する演算部３と、その出力が送られる出力
表示部11と、予め目安とする心拍数を設定する心拍数設
定器６および後述するカウンタ10の初期値を設定するカ
ウンタスイッチ12とからなっている。センサ２として
は、心拍を電気的に検出する光電式のものが多く用いら
れるが、とくにこれに限定されるものではない。演算部
３は、センサ２より発せられた信号を演算し計数する計
数器５と、計数器５の計数終了と同期して、実測された
心拍数と予め設定された心拍数との差を求める機能を有
する減算器７と、定時間間隔に一回づつのパルスを発す
るクロックパルス発生器８と、減算器７の結果において
実測心拍数の方が大きいときのみクロックパルスを通過
させるゲート９と、このゲート９から出力されるクロッ
クパルスを累積（計数）するカウンタ10とから構成さ
れ、その累積値が出力表示部11で表示されるようになっ
ているのである。減算器７には、予め目安となる心拍数
を設定することのできる心拍数設定器６から入力がなさ
れるようになっている。カウンタ10には、必要に応じ
て、カウンタを初期設定するためのカウンタクリアスイ
ッチ12が接続されている。このカウンタクリアスイッチ
12が設けられていると、所望の時間における累積時間を
容易に求めることができるので便利である。

つぎに、第２図および第３図を参照しながら、この発明
にかかる心拍計の動作説明を行う。

第２図は、一定の運動を行った場合の心拍数の経時変化
をあらわしている。ここに、Ｄは予め設定した心拍数で
あり、T1〜T4は運動時の心拍数がこのＤを越えていると
きの時間（有効運動量が維持されている時間）をあらわ
している。このような運動が行われる場合を例にとり、
第３図に基づき、心拍計の動作を説明する。

運動開始前に、カウンタクリアスイッチ12を動作させて
初期値を零にしておく。（Ｇ）。センサ２から発せられ
る信号を受けて計数器５が心拍数を計数する。心拍数の
計数が完了した時点で、心拍数演算終了信号（Ｃ）を減
算器７に送る。減算器７は、この信号（Ｃ）と同期し
て、実測心拍数Ｂと設定心拍数Ａとを比較減算し（つま
り、減算器７は大小を比較する機能を有する）、この減
算結果に基づき、実測心拍数Ｂの方が大きくなった場合
に、ゲート９をクロックパルス（Ｅ）が通過できるよう
にする出力信号（D:ボロー出力）を発する。このボロー
出力が発生している間、クロックパルスがゲート９を通
過する。つまり、クロックパルス発生器８か発信されて
いるクロックパルス（Ｅ）がこの出力期間中だけゲート
９を通過してカウンタ10に送られるのである。カウンタ
10は、ゲート９を通過したクロックパルスを計数して
（Ｈ）、その結果を出力表示部11に出力する。出力表示
部11では、クロックパルスの累計である総運動量を時間
で表示する。このときの表示方法は、累計時間をデジタ
ル値であらわすものに限定されるものではなく、前記し
た演算部の構成をアナログ回路とし、心拍数の設定、演
算などをアナログ処理して、その結果をアナログ表示に
するようにしてもよい。

このように、カウンタ10では、実測心拍数のうち設定心
拍数を越えた心拍数が維持されている時間のみを計数す
るので、使用者は、有効運動量の総計を容易に知ること
ができる。

なお、前記した心拍数設定器６の参考例を説明する。す
なわち、第４図に示すような心拍数設定器19を設けても
よい。すなわち、この心拍数設定器19は、任意の心拍数
を入力することのできるキーボード20と、これから入力
された心拍数を所定の信号に変換するキーボードコント
ローラ21とを備えていて、この変換された信号をラッチ
部22でラッチするようにするのである。このようにして
おくと、設定心拍数をいつでも容易に変えることができ
るので便利である。

しかし、前記参考例の心拍設定器19のように、設定心拍
数をいちいち計算して入力するのは大変に面倒である。
そこで、この発明では、第５図に示すように、年令と運
動時の負荷量を入力し、これらを加味して所定の心拍数
を設定できるような心拍数設定器23を設ける。すなわ
ち、第６図に示すように、人が運動しうる最大負荷量
（100％）時の心拍数と年令との間に一定の関連がある
ことがわかっており、これを目安に、年令に応じた負荷
量と心拍数との関係をあらわすことができる。同図
（ａ）は、最大負荷量（100％）の場合の年令と心拍数
の関係をあらわしており、同図（ｂ）および（ｃ）は、
たとえば、60％および50％の負荷量の場合における同様
の関係をあらわしている。このような関係を予め第１表
に示すようなデータ（HR11・・HRnn）にしておき、これ
を心拍設定器23に設けられた心拍数出力器24に組み込む
ようにしておくのである。使用者が、キーボード20を介
して自己の年令および目標とする負荷量を入力すると、
心拍数出力器24が心拍数を求め、これをラッチ部22に出
力し、設定心拍数（HRnn）が得られるようになる。この
ような心拍計を用いるようにすれば、自己の体力に応じ
た運動量を確保する上で極めて都合がよい。

〔発明の効果〕 この発明にかかる心拍計は、以上のような構成になって
いるので、使用者の望む任意の期間にわたる運動目標が
容易に設定できる他、その間の運動量の累積を簡易に知
ることができ、自己の運動目標の管理が容易となって、
極めて便利である。

しかも、自己の体力に応じた目標設定も容易にできるよ
うになるので、幅広い年令層にわたって利用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる心拍計の一実施例をあらわす
ブロック図、第２図は運動時における同上図の心拍計の
使用を説明するグラフ、第３図は第１図の心拍計の動作
説明図、第４図はこの発明にかかる心拍計に設けられる
心拍数設定器の実施例と比較するための参考例をあらわ
すブロック図、第５図はこの発明にかかる心拍計に設け
られる心拍数設定器の実施例をあらわすブロック図、第
６図は心拍数と年令の関係をあらわすグラフ、第７図は
従来の心拍計の構成をあらわすブロック図、第８図は運
動時における従来の心拍計の使用を説明するグラフであ
る。 １……人体、２……センサ、３……演算部、11……出力
表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 義弘 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−66735（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−142237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−95104（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体の一部に装着して心拍を検出するセン
   サと、このセンサから発する信号に基づき心拍数を計数
   する演算部と、演算部の結果を出力表示する出力表示部
   とを備えている心拍計において、使用者の年令と運動時
   の目標負荷量が入力され、この入力値から有効運動量の
   基準となる設定心拍数を算出して前記演算部に出力する
   心拍数設定器を備え、前記演算部には、前記心拍数設定
   器から入力された設定心拍数と前記計数された実測心拍
   数とを比較し、前者より大きい心拍数を発生する時間を
   累積する累積手段が設けられていることを特徴とする心
   拍計。