JPH0824367A

JPH0824367A - 測定装置

Info

Publication number: JPH0824367A
Application number: JP6189919A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sano; 貴司佐野
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1994-07-19
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1996-01-30

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、被測定者毎に適正な運動負荷を
表示することができる測定装置を提供することを目的と
している。【構成】制御部１は、報音駆動回路１１を介して報音
部１０で予め定められたピッチでピッチ音を３分間発生
させ、被測定者はこのピッチ音に合わせて踏み台昇降運
動を実施する。３分間のピッチ音の発生が終了すると運
動を中止し、脈拍センサ８で心拍数を測定する。この昇
降運動を運動量を変えて少なくとも２回行なう。制御部
１は、少なくとも２回の異なる運動量に対するそれぞれ
の心拍数の関係を示す予測負荷線を求め、ＲＯＭ２に予
め記憶させている被測定者に応じた最大心拍数と適正心
拍数とを読み出して照合し、当該被測定者の適正運動負
荷及び最適運動負荷を求めるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体力測定のために脈拍
等の生体情報を測定する測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、運動した際に、その運動の強さを
年齢に対する運動強度として表示する測定装置が知られ
ている。

【０００３】例えば、特開平５ー２２０１２０号（特願
平４ー３０７３０号）公報には、年齢を入力し、かつ運
動をした時の脈拍を測定することにより、その運動がど
の程度の強さの運動であったか算出して表示させる装置
が示されている。すなわち、２２０−年齢の値を１００
％の脈拍値（最大心拍数）として、測定された脈拍値が
何％であるかを運動強度として表示させるものである。

【０００４】そして、この測定装置を用いて同じ運動を
行った場合には、体力が向上するにつれて測定される脈
拍値が下がるので、運動強度を示す％表示の値も下が
り、それによって体力が向上していることが分るもので
ある。

【０００５】図１１は、運動負荷と心拍数との関係を示
す線図である。従来は、例えば、２つの異なる第１と第
２の運動負荷を被測定者に加え、それらの運動負荷を加
えた直後の心拍数を測定して、それぞれ第１の心拍数、
第２の心拍数とする。このようにして得られたＡ点、Ｂ
点を結ぶことにより、被測定者固有の予測負荷線が得ら
れる。そして、前述した演算式を用いて被測定者の年齢
から最大心拍数を算出し、上記予測負荷線にあてはめる
ことで、被測定者の最大運動負荷を求めることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定装置にあっては、異なる複数の運動負荷に基づ
いて当該被測定者の予測負荷線を求めて、最大心拍数か
ら最大運動負荷を示すことはできたが、被測定者が体力
トレーニング等を行なう場合に必要な適正な運動負荷を
表示することはできなかった。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、被測定者毎に適正な運動量である適正運動負荷を
表示することができる測定装置を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために以下の手段を備えている。

【０００９】すなわち、請求項１記載の測定装置は、運
動量の異なる少なくとも２種類の運動終了時にそれぞれ
の生体情報を測定する生体情報測定手段と、この生体情
報測定手段で得られる運動量と生体情報との関係を示す
運動能力関数を算出する運動能力関数算出手段と、被測
定者に応じた生体情報の最大値を算出する生体情報最大
値算出手段と、該生体情報の最大値に基づいて生体情報
の適正値を算出する生体情報適正値算出手段と、前記運
動能力関数に基づいて前記生体情報の適正値に相当する
適正運動負荷を算出する適正運動負荷算出手段と、を備
えたことにより、上記目的を達成する。

【００１０】また、前記測定装置は、例えば、請求項２
に記載されるように、前記運動能力関数算出手段により
得られる運動能力関数に基づいて前記生体情報最大値算
出手段で算出される生体情報の最大値に相当する最大運
動負荷を求める最大運動負荷算出手段をさらに備えるよ
うにしてもよい。

【００１１】請求項３の測定装置は、運動量の異なる少
なくとも２種類の運動終了時にそれぞれの生体情報を測
定する生体情報測定手段と、この生体情報測定手段で得
られる運動量と生体情報との関係を示す運動能力関数を
算出する運動能力関数算出手段と、被測定者に応じた生
体情報の最大値及びその最大値に対応する適正値を記憶
する生体情報記憶手段と、その生体情報記憶手段に記憶
された被測定者の生体情報の適正値を読み出して前記運
動能力関数に基づいてその生体情報の適正値に相当する
適正運動負荷を求める適正運動負荷算出手段と、を備え
ることにより、上記目的を達成する。

【００１２】また、請求項３記載の測定装置は、例え
ば、請求項４に記載されるように、前記運動能力関数算
出手段により得られる運動能力関数に基づいて、前記生
体情報記憶手段に記憶された被測定者の生体情報の最大
値を読み出して、その最大値に相当する最大運動負荷を
求める最大運動負荷算出手段をさらに備えるようにして
もよい。

【００１３】前記測定装置は、例えば、請求項５に記載
されるように、ピッチ間隔の異なるピッチ音を出力する
ピッチ音出力手段を有し、それぞれのピッチ音に基づい
て運動することにより所定の運動量を得るものであっ
て、前記少なくとも２種類の異なるピッチ間隔とそのピ
ッチ間隔に基づいて運動した後の生体情報との関係を示
す生体情報／ピッチ関数を算出する生体情報／ピッチ関
数算出手段と、前記生体情報／ピッチ関数に基づいて前
記生体情報の適正値に相当するピッチ間隔を算出する適
正運動ピッチ間隔算出手段と、をさらに備え、前記算出
した適正運動ピッチ間隔で前記ピッチ音出力手段からピ
ッチ音を出力して運動を行なうようにしてもよい。

【００１４】また、前記測定装置は、例えば、請求項６
に記載されるように、前記生体情報の測定を常時行なっ
て生体情報を監視する生体情報監視手段と、警告音を発
生する警報手段と、前記生体情報監視手段で監視される
生体情報が所定の値以上になった場合に前記警報手段を
駆動して警告音を発する警告音制御手段とをさらに備え
るようにしてもよい。

【００１５】また、前記生体情報測定手段によって測定
される生体情報は、例えば、請求項７に記載されるよう
に、脈拍であってもよい。

【００１６】

【作用】すなわち、請求項１記載の測定装置では、生体
情報測定手段で運動量の異なる少なくとも２種類の運動
終了時にそれぞれの生体情報を測定し、運動能力関数算
出手段により前記生体情報測定手段で得られる運動量と
生体情報との関係を示す運動能力関数を算出し、生体情
報最大値算出手段により被測定者に応じた生体情報の最
大値を算出し、生体情報適正値算出手段により生体情報
の最大値に基づいて生体情報の適正値を算出し、適正運
動負荷算出手段により前記運動能力関数に基づいて生体
情報の適正値に相当する適正運動負荷を算出する。

【００１７】従って、被測定者に適した適正な運動負荷
を知ることができる。

【００１８】また、請求項２記載の測定装置では、前記
運動能力関数算出手段により得られる運動能力関数に基
づいて前記生体情報最大値算出手段で算出される生体情
報の最大値に相当する最大運動負荷を求める最大運動負
荷算出手段を備える。

【００１９】従って、被測定者の適正運動負荷ととも
に、最大運動負荷をも求めることができる。

【００２０】請求項３記載の測定装置では、生体情報測
定手段で運動量の異なる少なくとも２種類の運動終了時
にそれぞれの生体情報を測定し、運動能力関数算出手段
により前記生体情報測定手段で得られる運動量と生体情
報との関係を示す運動能力関数を算出し、生体情報記憶
手段により被測定者に応じた生体情報の最大値及びその
最大値に対応する適正値を記憶して、適正運動負荷算出
手段により生体情報記憶手段に記憶された被測定者の生
体情報の適正値を読み出して前記運動能力関数に基づい
てその生体情報の適正値に相当する適正運動負荷を求め
る。

【００２１】従って、被測定者に応じた生体情報の最大
値とその最大値に対応した適正値とを記憶しているの
で、迅速かつ容易に適正運動負荷を求めることができ
る。

【００２２】また、請求項４記載の測定装置では、前記
運動能力関数算出手段により得られる運動能力関数に基
づいて、前記生体情報記憶手段に記憶された被測定者の
生体情報の最大値を読み出し、その最大値に相当する最
大運動負荷を求める最大運動負荷算出手段を備える。

【００２３】従って、被測定者の生体情報の最大値と適
正値とがメモリに記憶されているので、適正運動負荷と
ともに、最大運動負荷をも求めることができる。

【００２４】さらに、請求項５記載の測定装置では、ピ
ッチ音出力手段でピッチ間隔の異なるピッチ音を出力し
て、そのピッチ音に基づいて運動して所定の運動量を得
るものであって、生体情報／ピッチ関数算出手段で少な
くとも２種類の異なるピッチ間隔とそのピッチ間隔に基
づいて運動した後の生体情報との関係を示す生体情報／
ピッチ関数を算出し、その生体情報／ピッチ関数に基づ
いて適正運動ピッチ間隔算出手段で前記生体情報の適正
値に相当するピッチ間隔を算出する。

【００２５】従って、被測定者にとって適正な運動負荷
を加えるのに必要な運動ピッチ音が出力できるため、こ
れを用いて体力トレーニングが行なえる。

【００２６】また、請求項６記載の測定装置では、生体
情報監視手段で生体情報を常時測定して監視し、生体情
報が所定の値以上になった場合に、警告音制御手段によ
り警報手段を駆動して警告音を発する。

【００２７】従って、監視している生体情報が被測定者
にとって危険な値になった場合に、警告音を発して注意
を促すことができる。

【００２８】また、請求項７記載の測定装置では、前記
生体情報測定手段によって測定される生体情報を脈拍と
する。

【００２９】従って、運動量と密接な関係にある脈拍情
報に基づいて、被測定者の最大あるいは適正な運動量を
正確に測定することができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００３１】図１〜図７は、本発明の測定装置の一実施
例を説明する図である。

【００３２】まず、構成を説明する。

【００３３】図１は、本実施例に係る体力測定が可能な
測定装置、例えば、電子腕時計の回路構成図である。

【００３４】中央処理ユニット（ＣＰＵ）からなる制御
部１は、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）２に記憶さ
れたマイクロプログラムにしたがって現在時刻を計時す
る計時プログラムや体力測定のための各種処理プログラ
ムを実行する。

【００３５】ＲＯＭ２には、上記マイクロプログラム以
外に体力測定のために必要な後述する各種データも記憶
されている。本実施例では、それぞれの最大心拍数に対
応した適正心拍数をテーブルデータとして持っており、
例えば、ここでは最大心拍数を１００％とした場合に、
その６５％の心拍数を適正心拍数として記憶されてい
る。もちろん、ＲＯＭ２のメモリエリア内には、最大心
拍数の７０％あるいは６０％とした上記とは異なる適正
心拍数を複数持っていて、適宜モードを選択することに
より所望の適正心拍数を読み出すようにすることもでき
る。

【００３６】データ記憶部であるＲＡＭ（ランダム・ア
クセス・メモリ）３は、各種データを記憶するものであ
り、その詳細については後述する。このＲＡＭ３に記憶
された各種データ、あるいはＲＡＭ３に記憶されたデー
タに基づいてＲＯＭ２から読み出された各種データは、
表示ドライバ４を介してドットマトリクス液晶表示装置
等から構成される表示装置５に表示される。

【００３７】発振回路６は、例えば水晶発振回路等で構
成され、所定周期の発振周波数信号を分周・タイミング
信号出力回路７に出力する。

【００３８】分周・タイミング信号出力回路７は、発振
回路６から供給される発振周波数信号を分周し、回路全
体を制御するためのシステムクロック信号、各種タイミ
ング信号、時刻を計時するための計時信号等を制御部１
に出力する。

【００３９】脈拍センサ８は、後述する発光ダイオード
及びホトトランジスタ等から構成され、脈拍を測定する
ものであり、脈拍検出回路９からの信号で脈拍の検出を
行い検出信号を脈拍検出回路９に出力する。

【００４０】脈拍検出回路９は、制御部１からの動作指
令信号を受けて脈拍センサ８を動作させ、各脈拍間の時
間から単位時間、例えば１分当りの脈拍データを算出し
て制御部１に送出する。

【００４１】報音部１０は、報音駆動回路１１からの報
音信号により、所定の運動量の運動ペースを指示するた
めのピッチ音を出したり、あるいはエラーの発生や危険
な運動状態にあるときに警告音を発したりするもので、
例えば、ブザー等から構成されている。

【００４２】報音駆動回路１１は、制御部１から所定周
期のピッチ音の報音信号が供給されると前記報音部１０
に報音駆動信号を供給するものである。

【００４３】キー入力部１２は、後述する複数の押釦ス
イッチＫ１乃至Ｋ４からなり、操作された押釦のスイッ
チ信号を制御部１に供給する。

【００４４】図２は、図１に示す各回路が組込まれた電
子腕時計の正面図である。腕時計ケース２１の上下には
時計バンド２２、２２が取付けられ、正面中央には時計
ガラス２３の内部に表示装置５が配置されている。ま
た、正面下方には、発光ダイオード２４及びホトトラン
ジスタ２５が配置されている。そして、これら発光ダイ
オード２４及びホトトランジスタ２５は、体力測定を行
なう被測定者の指を覆うように押し当てることにより、
脈拍を測定することができる。

【００４５】さらに、腕時計ケース２１の両側面には前
述した押釦スイッチＫ１乃至Ｋ４が配置されている。

【００４６】なお、図２においては、報音部１０が示さ
れていないが、上記時計ケース２１の裏面には、内側に
圧電素子が貼り付けられた裏蓋が装着されており、報音
駆動回路１１からの信号で駆動されるようになってい
る。この裏蓋に貼り付けられた圧電素子は、裏蓋を共鳴
させて大きく振動させ、大きな音が出るように構成され
ている。

【００４７】図３は、ＲＡＭ３の詳細な記憶領域を示し
ており、表示レジスタ３０は表示装置５で表示されるデ
ータを記憶するレジスタである。レジスタＭは、表示モ
ードを示すモードデータを記憶するモードレジスタであ
って、レジスタＭの値が「０」の時（以下、Ｍ＝「０」
の形で示す）が表示装置５で現在時刻を表示する時刻表
示モードである。

【００４８】また、Ｍ＝「１」の時は、体力測定のため
の測定を行って、その測定に関する種々のデータを表示
する体力測定モードである。

【００４９】さらに、Ｍ＝「２」の時は、体力測定に必
要な個人データ、すなわち被測定者の年齢データ、体重
データ、性別データの設定及び運動として踏み台昇降を
行う際の踏み台の高さデータを設定するモードである。

【００５０】計時レジスタ３１は、計時された現在の
年、月日、時分秒等の現在時刻データを記憶するレジス
タであり、レジスタＮは、踏み台昇降運動を複数回行う
際の運動回数を記憶する回数記憶レジスタである。

【００５１】レジスタ３２、３３、３４及び３５は、そ
れぞれ被測定者の年齢データ、体重データ、男女の性別
データ及び踏み台の高さデータを記憶するレジスタであ
る。レジスタＰ０は、上記踏み台昇降の前に測定された
脈拍データを記憶するレジスタであり、レジスタＰ１、
Ｐ２は、それぞれ踏み台昇降運動の１回目、２回目の脈
拍データを記憶するレジスタである。

【００５２】レジスタＳ１、Ｓ２は、それぞれ上記年齢
レジスタ３２に記憶された年齢データによって定まる踏
み台昇降のピッチ音（１分当りに発生される音の数）デ
ータを記憶するレジスタである。レジスタＳ１には、１
回目の踏み台昇降運動のピッチ音データ、レジスタＳ２
には２回目の踏み台昇降運動のピッチ音データが記憶さ
れる。

【００５３】レジスタＥは、測定にエラーが発生した時
のエラーの種類を示すエラーデータを記憶するレジスタ
である。

【００５４】レジスタＲ１は、上記各データを用いて演
算して得られる最大運動負荷を示す仕事量データを記憶
するレジスタであり、レジスタＲ２は、上記各データを
用いて演算して得られる適正運動負荷を示す仕事量デー
タを記憶するレジスタである。

【００５５】レジスタＴ１及びＴ２はそれぞれタイマレ
ジスタであり、レジスタＴ１は３分間の時間を測定する
レジスタ、レジスタＴ２は２０秒間の時間を測定するレ
ジスタである。

【００５６】なお、レジスタ３６は演算等を行う際のワ
ークエリアとして使用される。

【００５７】本実施例の測定装置は、上記のように構成
されており、その動作を以下に説明する。

【００５８】図４は、押釦スイッチの操作により表示モ
ードが変化する状態を示す図であり、図１の押釦スイッ
チＫ１及びＫ２を操作すると図３のモードレジスタＭの
値が更新され、表示モードが変化する状態を示してい
る。

【００５９】すなわち、モードレジスタＭがＭ＝「０」
の時は時刻表示モードであり、計時レジスタ３１の年、
月日、時分秒の現在時刻データが表示レジスタ３０に送
られ表示装置５で表示される。この時刻表示モードにお
いて押釦Ｋ１が操作されると、モードレジスタＭの値は
＋１されてＭ＝「１」となり、体力測定モードに切り替
わる。この体力測定モードでの動作及び表示については
後述する。

【００６０】また、上記時刻表示モードにおいて押釦Ｋ
２が操作されると、モードレジスタＭの値は＋２されて
Ｍ＝「２」となり、また、体力測定モードにおいて押釦
Ｋ２が操作されると、モードレジスタＭの値は＋１され
て同様にＭ＝「２」となって、設定モードとなる。この
設定モードにおいては、レジスタ３２、３３、３４及び
３５の年齢、体重、性別及び踏み台の高さデータが表示
され、各レジスタの内容の初期設定及び既に設定されて
いる内容の変更が可能となる。この場合、押釦Ｋ３によ
って設定内容、あるいは変更内容を選択し、押釦Ｋ４で
内容を順次＋１することにより設定、あるいは変更を行
うことができる。

【００６１】この設定モードにおいて押釦Ｋ２が操作さ
れるとモードレジスタＭの値はー１されてＭ＝「１」と
なり、体力測定モードに切り替わる。

【００６２】次に、図５及び図６は、上記体力測定モー
ドに於けるフローチャートの処理プログラムを示してい
る。本実施例においては、踏み台昇降の運動を２０秒間
のタイムインターバル（休息時間）をはさんで、それぞ
れ異なったペース（ピッチ）で３分間ずつ２回行い、そ
れぞれの運動終了時の脈拍を測定して、体力測定モード
において被測定者の最大運動負荷と適正運動負荷とを得
るものである。

【００６３】このため、ＲＯＭ２には、被測定者の年齢
に応じて決まる最大心拍数と、この最大心拍数の所定の
パーセンテージ（ここでは、６５％）に相当する適正心
拍数とを対応付けて記憶させたテーブルデータを持って
いる。この適正心拍数とは、被測定者にとって息切れす
ることなくある程度持続して運動を行なうことができ
る、適度な運動時における心拍数をいい、持久力を養う
体力トレーニング等に利用することができる。

【００６４】そして、時刻表示モードから体力測定モー
ドに切り替わった場合、あるいは、設定モードから体力
測定モードに切り替わった場合は、図５のフローが開始
される。

【００６５】ステップＡ１は、年齢レジスタ３２に記憶
された年齢データに基づいて２回の運動のピッチデータ
をレジスタＳ１、Ｓ２に記憶させる処理である。すなわ
ち、ＲＯＭ２には、下記表に示すように年齢に対応した
レジスタＳ１、Ｓ２に記憶させる１分当りのピッチデー
タが予め記憶されており、このピッチデータを読み出し
てＲＡＭ３のレジスタＳ１、Ｓ２に記憶させる。

【００６６】レジスタＳ１レジスタＳ２年齢１３才〜２９才９０１１０年齢３０才〜３９才８０１００年齢４０才〜７９才７０９０例えば、年齢が１３才から２９才の範囲のいずれかであ
る場合には、１回目の昇降運動の１分当りのピッチ９０
がレジスタＳ１に記憶され、２回目の昇降運動の１分当
りのピッチ１１０がレジスタＳ２に記憶される。

【００６７】そして、上記表からも明らかなように、ピ
ッチは１回目よりも２回目の方がそれぞれ速くなってお
り、このことは１回目の運動強度よりも２回目の運動強
度の方が強い運動であることを示している。

【００６８】次のステップＡ２では、２０秒のタイマレ
ジスタＴ２をクリアさせた後、タイマ動作をスタートさ
せる。そして、次のステップＡ３では、脈拍検出回路９
を動作させて脈拍信号の有無を検出し、脈拍信号が有る
場合は検出された脈拍信号から１分当りの脈拍を算出し
てレジスタＰ０に記憶させると共に表示装置５に表示さ
せる。すなわち、この時点で被測定者が発光ダイオード
２４及びホトトランジスタ２５上に指を当てることによ
り運動前の脈拍を測定して表示できるものである。従っ
て、体力測定のための運動とは関係なく、任意の時点で
脈拍が知りたい場合であっても、この時点で指を当てれ
ば脈拍を測定して表示させることができる。

【００６９】ステップＡ３で脈拍を測定した後、あるい
は脈拍信号が検出されなかった場合は、ステップＡ４に
進みタイマレジスタＴ２の値がタイムアップしたか否
か、すなわち、２０秒経過したか否かが検出され、タイ
マ動作がスタートしてから２０秒を経過していない時に
は、上記ステップＡ３、Ａ４を繰り返す。

【００７０】次に、２０秒が経過するとステップＡ４か
ら図６のステップＡ５に進む。ステップＡ５では、踏み
台昇降運動の開始の報音を報音駆動回路１１を介して報
音部１０で行わせる。そして、ステップＡ６では回数記
憶レジスタＮの値がＮ＝「０」か否かが判断される。こ
の時点では、まだＮ＝「０」なのでステップＡ７に進
む。

【００７１】ステップＡ７では、レジスタＳ１に記憶さ
れている１回目の運動のピッチ音データに基づくピッチ
の報音をスタートさせる。この報音は、報音部１０によ
って、上述したステップＡ５の踏み台昇降運動の開始の
報音とは異なった音（例えば、周波数、音量等が異な
る）で行わせるものであり、後述するようにステップＡ
１１でピッチ音ストップ処理で報音が停止されるまで３
分間行われる。

【００７２】すなわち、次のステップＡ８では、３分間
タイマレジスタＴ１がクリアされ且つ３分間タイマ動作
がスタートされる。

【００７３】そして、次のステップＡ９ではタイマレジ
スタＴ１がタイムアップしたか否か、すなわち、スター
トしてから３分経過したか否かが検出され、経過してい
ない時には、ステップＡ１０でタイムアップまでの残り
時間を表示装置５に表示させ、以後ステップＡ９、Ａ１
０を繰り返す。

【００７４】３分が経過するとステップＡ１１でピッチ
音ストップ処理がなされて、報音が停止する。従って、
被測定者は、ステップＡ５の踏み台昇降運動の開始の報
音がなされてから３分間、レジスタＳ１に記憶されてい
るピッチのピッチ音に合せて踏み台を上り下りすること
によって１回目の運動が終了する。

【００７５】ステップＡ１１でピッチ音がストップされ
ると、次のステップＡ１２では、２０秒タイマＴ２が再
度クリアされてスタートする。そして、次のステップＡ
１３では脈拍を検出し、検出された脈拍データをレジス
タＰ１、Ｐ２のいずれかに記憶する。

【００７６】この場合、測定された脈拍データをレジス
タＰ１、Ｐ２のいずれに記憶させるかはレジスタＮの値
によって決まるもので、Ｎ＝「０」の時、すなわち１回
目の運動直後に測定された脈拍はレジスタＰ１に記憶さ
れ、Ｎ＝「１」の時、すなわち２回目の運動直後に測定
された脈拍はレジスタＰ２に記憶される。そして、この
時点ではＮ＝「０」なので測定された脈拍データはレジ
スタＰ１に記憶される。

【００７７】ステップＡ１３で脈拍が測定され記憶され
ると、次のステップＡ１４では２０秒タイマＴ２がタイ
ムアップしたか否かを判断し、２０秒が経過するまでは
ステップＡ１５で測定された脈拍を表示する。この２０
秒間は、被測定者にとって予め定められた休息時間とな
る。

【００７８】２０秒が経過すると、ステップＡ１６に進
みレジスタＮの値を＋１して、ステップＡ５に戻る。ス
テップＡ５では踏み台昇降運動の開始の報音がなされ、
次のステップＡ６でＮ＝「０」か否かが判断される。こ
の時点ではＮ＝「０」ではなくステップＡ１６でレジス
タＮの値が＋１されてＮ＝「１」となっているのでステ
ップＡ１７に進む。

【００７９】ステップＡ１７では、Ｎ＝「１」と判断さ
れると、ステップＡ１８に進む。ステップ１８ではステ
ップＡ７と同様にピッチ音の報音が開始される。この場
合ステップＡ７と異なる点は、ステップＡ７ではレジス
タＳ１に記憶されたピッチデータに対応したピッチ音で
あるのに対し、このステップＡ１８では、レジスタＳ２
に記憶されたピッチデータに対応したピッチ音がスター
トされる点である。

【００８０】ステップＡ１８でピッチ音がスタートされ
ると、上記したステップＡ８の処理に戻り、以下ステッ
プＡ９〜Ａ１５までの処理がなされる。すなわち、３分
間ピッチ音が出力され、その後２０秒間休息時間とな
り、その間に、ステップＡ１３で測定された脈拍データ
が、Ｎ＝「１」となっていることからレジスタＰ２に２
回目の運動に対応する脈拍データが記憶される。

【００８１】そして２０秒が経過すると、ステップＡ１
６でレジスタＮが＋１されＮ＝「２」となりステップＡ
５に戻る。このステップＡ５では踏み台昇降開始の報音
がなされるが、既に２回の運動を終えているので、後述
のようにピッチ音は以後発生されず、この報音は測定終
了の報音として機能する。すなわち、ステップＡ５の後
は、Ｎ＝「２」となっているのでステップＡ６、Ａ１７
を介してステップＡ１９に進みレジスタＮの値がＮ＝
「０」に変更される。そして、次のステップＡ２０では
測定された脈拍データ等にエラーがないか否かが判断さ
れる。

【００８２】このステップＡ２０でのエラー検出は、４
つのエラーを検出するもので、１つ目は、レジスタ３
３、３４、３５にそれぞれ体重、性別、台の高さのデー
タ等が入っていなかったり、あるいは入っていても、通
常とは異なる極めて異常な値で入っている場合である。

【００８３】２つ目は、レジスタＰ１、Ｐ２に脈拍デー
タが記憶されていなかった場合、すなわち、脈拍測定が
正常にできなかった場合である。

【００８４】３つ目は、記憶された脈拍が記憶されてい
てもその値が極めて異常に高かったり低かったりしてい
る場合である。

【００８５】４つ目は、記憶された脈拍データの大小関
係が異常であった場合である。すなわち、レジスタＰ
０、Ｐ１、Ｐ２に記憶された脈拍のうち、レジスタＰ０
に記憶された脈拍は運動前の脈拍であり最も小さくなけ
ればならず、レジスタＰ１、Ｐ２にそれぞれに記憶され
た脈拍は、それぞれピッチを上げることによって運動負
荷を高くした時の脈拍であるのでレジスタＰ１の脈拍よ
りもレジスタＰ２の脈拍の脈拍の方が高いはずである。
このため、レジスタＰ０、Ｐ１、Ｐ２に記憶された脈拍
がこのような関係にない場合にはエラーとして処理され
る。

【００８６】このステップＡ２０で検出されたエラーの
種類を示すデータは、レジスタＥに記憶され、次のステ
ップＡ２１で表示部にてその内容を示す表示が、例え
ば、「２回目測定エラー」といったように表示される。
そして、予め定められた時間、例えば１分経過後時刻表
示モードに戻す処理、すなわちレジスタＭの値を「０」
にする処理がなされる。

【００８７】但し、エラーが２つ目のエラーであってレ
ジスタＰ１、Ｐ２のいずれかに脈拍が記憶されていなか
った場合には、上記表示の後、レジスタＮの値をそれに
対応した値に変更し、ステップＡ５から、再度フローを
実行させる。これによって脈拍が記憶されなかった運動
から再度運動を実行できる。

【００８８】ステップＡ２０でエラーが検出されなかっ
た場合は、ステップＡ２２に進み体力測定の演算を行
い、その演算結果がステップＡ２３で表示装置５に表示
される。

【００８９】図７は、図６のステップＡ２２における計
算処理のサブルーチンを示すフローチャートであり、図
８は、図６のステップＡ２３における適正運動負荷のピ
ッチ音発生処理のサブルーチンを示すフローチャートで
あり、図９は、体力測定の演算を行なう際の原理を示す
線図であり、図１０は、運動ピッチと心拍数との関係を
示す予測ピッチ線図である。

【００９０】そこで、図９の原理図を参照しながら図７
の計算処理を説明するとともに、図１０の予測ピッチ線
図を参照しながら図８のピッチ音発生処理を説明する。

【００９１】まず、図９に示すように、縦（Ｙ）軸が心
拍数、横（Ｘ）軸が運動負荷を示す仕事量Ｗ（ｗａｔ
ｔ）となっている。本実施例では、２回の運動、すなわ
ち、レジスタＳ１、Ｓ２に記憶されたそれぞれのピッチ
で踏み台昇降運動を行った際に得られる仕事量Ｗは、下
式で得られる。

【００９２】Ｗ＝体重（Ｋｇ）×９．８×台の高さ
（ｍ）×ピッチ÷（４×６０）ここで、９．８の係数は踏み台昇降運動であることを考
慮した重力加速度であり、単位はｍ／ｓ・ｓである。ピ
ッチの単位は、歩／分であって、踏み台昇降は４歩で１
サイクルの運動であるのでピッチ÷（４×６０）によっ
て１秒間に昇降運動１サイクルを行った回数を算出して
いる。

【００９３】そして、１回目の運動で得られた仕事量が
Ｗ１であり、その運動に対応して測定された脈拍、すな
わちレジスタＰ１に記憶された心拍数データがＨＲ１で
ある場合（図７のステップＡ１００）、図９では点Ｂ０
が得られる。

【００９４】次に、２回目の運動で得られた仕事量Ｗが
Ｗ２であり、その運動に対応して測定され、レジスタＰ
２に記憶された心拍数データがＨＲ２である場合（図７
のステップＡ１０１）、図９において点Ｂ１が得られ
る。そして、この点Ｂ０、Ｂ１の座標データからＹ＝ａ
Ｘ＋ｂで示される予測負荷線を求める（図７のステップ
Ａ１０２）。

【００９５】次に、被測定者の年齢からその年齢の最大
心拍数ＨＲｍａｘを求める。一般的には２２０−年齢が
最大心拍数と言われており、これを用いてもよいが本実
施例では、男女別に、ＨＲｍａｘ（男性）＝２０９ー０．６９×年齢ＨＲｍａｘ（女性）＝２０５ー０．７５×年齢を用いている。これは多数の人の運動を測定して得られ
た計算式である。この被測定者の最大心拍数は、逐次上
記計算式を使って求めることもできるが、予め全ての年
齢について計算した結果をＲＯＭ２に記憶させておい
て、キー入力部１２から入力された被測定者の年齢に該
当する最大心拍数を読み出すようにしてもよい。この最
大心拍数（ＨＲｍａｘ）は、図９のＨＲ４とする。そし
て、図９の最大心拍数ＨＲ４（ＨＲmax）の値を上記Ｙ
＝ａＸ＋ｂのＹに挿入し、Ｘの値（仕事量Ｗ４）である
最大運動負荷を求める（図７のステップＡ１０３）。こ
の最大運動負荷（Ｗ４）は、被測定者にとって限界の運
動負荷であり、この程度の運動負荷を加え続けると息切
れが起こり、危険な脈拍数となるため注意する必要があ
る。

【００９６】次に、この最大心拍数の６５％の心拍数
（６５％ＨＲｍａｘ）を計算し、その心拍数を当該被測
定者の適正心拍数とする。この適正心拍数は、最大心拍
数の６５％として、計算により求めることもできるが、
本実施例ではＲＯＭ２内に予め各最大心拍数に対応させ
て適正心拍数を記憶させたテーブルを形成し、被測定者
の年齢及び性別、あるいは最大心拍数を入力するだけで
所望の適正心拍数がわかるようにしてもよい。この適正
心拍数は、図７のＨＲ３であったとすると、この値を上
記したＹ＝ａＸ＋ｂのＹに挿入し、Ｘの値（仕事量Ｗ
３）である適正運動負荷を求める（図７のステップＡ１
０４）。

【００９７】このようにして得られる適正運動負荷（Ｗ
３）は、被測定者が体力トレーニングを行なう場合にこ
れを目安として運動することにより、無理なく持久力等
の体力増進を図ることができる。

【００９８】上記のようにして得られる適正運動負荷
（Ｗ３）及び最大運動負荷（Ｗ４）は、レジスタＲ１及
びレジスタＲ２に記憶され、キー入力部１２を操作する
ことにより表示装置５にそれぞれの値を表示させること
ができる（図７のステップＡ１０５、Ａ１０６）。

【００９９】次に、図１０は、縦（Ｙ）軸が心拍数、横
（Ｘ）軸が踏み台昇降運動の１分あたりの歩数回数を示
すピッチ［歩／分］を示している。本実施例では、２回
の運動、すなわち、レジスタＳ１、Ｓ２に記憶されたそ
れぞれのピッチＰ１，Ｐ２で踏み台昇降運動を行った際
に測定される心拍数は、ＨＲ１，ＨＲ２となる。そし
て、当該被測定者のピッチと心拍数の関係を示す点Ｄ０
と点Ｄ１を得ることによって、これらを結ぶ予測ピッチ
線を算出することができる（図８のステップＡ２０
０）。

【０１００】当該被測定者の最大心拍数ＨＲ４に基づい
てＲＯＭ２から適正心拍数ＨＲ３を読み出す（ステップ
Ａ２０１）。

【０１０１】上記算出した予測ピッチ線にＲＯＭ２から
読み出した適正心拍数ＨＲ３を照合してピッチＰ３を求
め、適正心拍数ＨＲ３に対応させてＲＡＭに記憶させる
（ステップＡ２０２）。

【０１０２】次に、キー入力部１２を操作して適正心拍
数ＨＲ３を呼び出すことにより、ＲＡＭに記憶されたピ
ッチＰ３のデータに基づいて制御部１が報音駆動回路１
１を駆動して、報音部１０を所定間隔のピッチ音を鳴ら
す（ステップＡ２０３）。

【０１０３】被測定者は、このピッチ音を聞きながら踏
み台昇降運動を行なうことにより、適正運動負荷に基づ
く体力トレーニングを行なうことができる。

【０１０４】被測定者は、上記体力トレーニングを中止
する場合は、キー入力部１２を操作して、ピッチＰ３に
基づくピッチ音を停止させる（ステップＡ２０４）。

【０１０５】このように、本実施例の測定装置は、被測
定者に応じた最大心拍数と適正心拍数とを対応付けてＲ
ＯＭに記憶しているので、最大運動負荷や適正運動負荷
を迅速に求めることができるとともに、求めた最大運動
負荷や適正運動負荷に基づいて被測定者に応じた適切な
運動負荷によるトレーニングが行なえる。また、上記し
た適正運動負荷時の被測定者の適正心拍数データに基づ
いて、適正運動負荷を加えるのに必要なピッチ音データ
を算出して、そのピッチ音を聞きながら体力トレーニン
グを行なうことが可能である。

【０１０６】なお、上記実施例では、腕時計に適用した
実施例について述べたが、他の電子機器に適用してもよ
く、体力評価の機能だけを備えた専用機であってもよ
い。

【０１０７】また、上記実施例では、運動として踏み台
昇降運動を行うようにしたが、他の運動、例えば左右に
往復ステップするステップ運動、予め定められた距離を
速くあるいたり走行したりする運動などいずれの運動で
あってもよく、運動によって変化する生体情報の測定に
おいても、脈拍を測定するようにしたが、例えば、酸素
摂取量、ＣＯ2量等の生体データであっても適応するこ
とができる。

【０１０８】さらに、運動強度、運動負荷を変えるのに
運動のピッチを変えるようにしたが、例えば上記実施例
では踏み台の高さを変えるようにしてもよく、他の運動
においても実質的に運動負荷が変化する方法であればい
ずれの方法であっても良いものである。

【０１０９】また、上記実施例では、脈拍の測定を腕時
計に組込まれた脈拍センサ８で測定するようにしたが、
例えばこの脈拍センサとして心電波の検出センサを用
い、これを腕時計とは別体のケースに組み込み人体の心
臓の附近にベルト等で取付けケーブル、あるいは無線等
で腕時計に送信させるようにしてもよい。このようにす
れば、上記実施例のように運動後に脈拍を測定するので
はなく運動中の脈拍を測定できるものである。この場合
は、脈拍データを常時検出することができるため、上記
実施例で求められる被測定者の最大心拍数に近い危険な
心拍数を検出した場合は、制御部１で報音駆動回路１１
を駆動して報音部１０から警告音を発するようにする。
これにより、被測定者は、直ちに運動を中止して危険を
避けることができる。

【０１１０】さらに、上記実施例では、仕事量及び５段
階評価の結果表示を表示装置５で行うようにしたが、例
えばプリンタ等で印刷して表示させてもよく、また本発
明の「表示」の範囲には音声等によって報知するものも
含まれる。

【０１１１】また、本実施例では、レジスタＳ１とＳ２
に記憶された１回目と２回目の運動ピッチによる所定の
運動量と、この運動時に測定された心拍数から予測負荷
線（Ｙ＝ａＸ＋ｂ）を得たが、運動量の異なる３回以上
の運動を行なって心拍数を求め、その結果に基づいて予
測負荷線を求めるようにしてもよく、その場合は、より
正確な予測負荷線を得ることができる。

【０１１２】さらに、上記実施例では、適正心拍数を最
大心拍数の６５％として計算し、あるいはＲＯＭに記憶
させたが、これに限定されるものではなく、状況に応じ
て最大心拍数の６０％や７０％、あるいはこれ以外の％
を使って適正心拍数とすることもできる。

【０１１３】

【発明の効果】請求項１記載の測定装置によれば、運動
量の異なる少なくとも２種類の運動終了時にそれぞれの
生体情報を測定して運動能力関数を算出し、被測定者に
応じて算出される生体情報の最大値、及びこの最大値か
ら求められる適正値を運動能力関数に照合して、生体情
報の適正値に相当する適正運動負荷を求めるので、被測
定者に適した適正な運動負荷を知ることができる。

【０１１４】請求項２記載の測定装置によれば、前記運
動能力関数に基づいて前記生体情報の最大値に相当する
最大運動負荷を求めるので、被測定者の適正運動負荷と
最大運動負荷の両方を求めることができる。

【０１１５】請求項３記載の測定装置によれば、運動量
の異なる少なくとも２種類の運動終了時にそれぞれの生
体情報を測定して運動能力関数を算出し、予め記憶手段
に記憶された被測定者に応じた生体情報の最大値及びそ
の最大値に対応する適正値を前記運動能力関数に照合し
て、生体情報の適正値に相当する適正運動負荷を求める
ので、迅速かつ容易に適正運動負荷を求めることができ
る。

【０１１６】請求項４記載の測定装置によれば、前記運
動能力関数に基づいて前記生体情報記憶手段に記憶され
た被測定者の生体情報の最大値に相当する最大運動負荷
を求めるので、被測定者の適正運動負荷と最大運動負荷
の両方を求めることができる。

【０１１７】請求項５記載の測定装置によれば、少なく
とも２種類の異なるピッチ間隔とそのピッチ間隔に基づ
いて運動した後の生体情報との関係を示す生体情報／ピ
ッチ関数を算出し、その生体情報／ピッチ関数に基づい
て生体情報の適正値に相当するピッチ間隔を算出するの
で、被測定者にとって適正な運動負荷を加えるのに必要
な運動ピッチ音を出力することが可能となり、体力トレ
ーニングに利用することができる。

【０１１８】請求項６記載の測定装置によれば、生体情
報を常時測定して監視し、生体情報が所定値以上になっ
た場合に警告音を発するので、監視している生体情報が
被測定者にとって危険な値になると警告音により知るこ
とができ、危険を回避することができる。

【０１１９】請求項７記載の測定装置によれば、前記生
体情報を脈拍としたので、運動量と密接な関係にある脈
拍情報に基づいて、被測定者の最大あるいは適正な運動
量を正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例を示す腕時計の回路構成
図である。

【図２】上記腕時計の正面外観図である。

【図３】上記回路構成に於けるＲＡＭの詳細な構成図で
ある。

【図４】上記実施例に於ける表示の変化を示す図であ
る。

【図５】上記実施例に於ける動作を示すフローチャート
の前半部分である。

【図６】同フローチャートの後半部分である。

【図７】図６の計算処理に於けるサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図８】図６のピッチ音発生処理に於けるサブルーチン
を示すフローチャートである。

【図９】上記実施例に於ける心拍数と運動負荷との関係
を示す図である。

【図１０】上記実施例に於ける心拍数とピッチとの関係
を示す図である。

【図１１】従来例に於ける心拍数と運動負荷との関係を
示す図である。

【符号の説明】

１制御部２ＲＯＭ３ＲＡＭ４表示ドライバ５表示装置８脈拍センサ９脈拍検出回路１０報音部１１報音駆動回路２１腕時計ケース２４発光ダイオード２５ホトトランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運動量の異なる少なくとも２種類の運動終
了時にそれぞれの生体情報を測定する生体情報測定手段
と、この生体情報測定手段で得られる運動量と生体情報との
関係を示す運動能力関数を算出する運動能力関数算出手
段と、被測定者に応じた生体情報の最大値を算出する生体情報
最大値算出手段と、該生体情報の最大値に基づいて生体情報の適正値を算出
する生体情報適正値算出手段と、前記運動能力関数に基づいて前記生体情報の適正値に相
当する適正運動負荷を算出する適正運動負荷算出手段
と、を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項２】前記測定装置は、さらに前記運動能力関数
算出手段により得られる運動能力関数に基づいて前記生
体情報最大値算出手段で算出される生体情報の最大値に
相当する最大運動負荷を求める最大運動負荷算出手段を
備えたことを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】運動量の異なる少なくとも２種類の運動終
了時にそれぞれの生体情報を測定する生体情報測定手段
と、この生体情報測定手段で得られる運動量と生体情報との
関係を示す運動能力関数を算出する運動能力関数算出手
段と、被測定者に応じた生体情報の最大値及びその最大値に対
応する適正値を記憶する生体情報記憶手段と、その生体情報記憶手段に記憶された被測定者の生体情報
の適正値を読み出して前記運動能力関数に基づいてその
生体情報の適正値に相当する適正運動負荷を求める適正
運動負荷算出手段と、を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項４】前記測定装置は、さらに前記運動能力関数
算出手段により得られる運動能力関数に基づいて、前記
生体情報記憶手段に記憶された被測定者の生体情報の最
大値を読み出して、その最大値に相当する最大運動負荷
を求める最大運動負荷算出手段を備えたことを特徴とす
る請求項３記載の測定装置。
【請求項５】前記測定装置は、ピッチ間隔の異なるピッ
チ音を出力するピッチ音出力手段を有し、それぞれのピ
ッチ音に基づいて運動することにより所定の運動量を得
るものであって、前記少なくとも２種類の異なるピッチ間隔とそのピッチ
間隔に基づいて運動した後の生体情報との関係を示す生
体情報／ピッチ関数を算出する生体情報／ピッチ関数算
出手段と、前記生体情報／ピッチ関数に基づいて前記生体情報の適
正値に相当するピッチ間隔を算出する適正運動ピッチ間
隔算出手段と、をさらに備え、前記算出した適正運動ピッチ間隔で前記ピッチ音出力手
段からピッチ音を出力して運動を行なうことを特徴とす
る請求項１から請求項４の何れかに記載の測定装置。
【請求項６】前記測定装置は、さらに前記生体情報の測
定を常時行なって生体情報を監視する生体情報監視手段
と、警告音を発生する警報手段と、前記生体情報監視手段で監視される生体情報が所定の値
以上になった場合に前記警報手段を駆動して警告音を発
する警告音制御手段とを備えたことを特徴とする請求項
１から請求項５の何れかに記載の測定装置。
【請求項７】前記生体情報測定手段によって測定される
生体情報は、脈拍であることを特徴とする請求項１から請求項６の何
れかに記載の測定装置。