JPS59181127A - 脈拍計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本゛発明は脈拍計、特に消費電流を削減した脈拍計に関
する。

従来よシ脈拍検出原理としては、光電脈検出方式と心電
位検出方式とがあシ、それぞれ相反する学所及び短所を
持っている。すなわち前者においては、長所として信号
が大きく取れ電気的ノイズに強い、短所としてセンサ構
造が比較的簡単でなくセンサ部での消費電流が多いこと
があげられ、後者においてはこれとは逆の長所短所があ
げられる０ ここで検出信号の１信頼性面から見れば前者の方力ｊ有
利であるが、消費電流の面から見れば前者の方が不利で
あり、その実用化に大きな障害となっていた。。

本発明は上記従来の課Ｗ身に鑑み々されたものであり、
その目的は、脈拍検出の信頼性を損なうことなく、消費
電流を削減することのできる脈拍計件咋洪を提供するこ
とにある。

拍数の変化量が小さくなるにつれて脈拍センヤーσ）動
作が無効に々つだときから次回の動作が有効に々るとき
捷での時間を長くしたことを特徴とする。

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図は本発明を適用した脈拍駆付Ｈ〒言」グ）外形１
メ１であり、本実施例では時計の基準信号発生手段と脈
拍計の基ω信号発生手段とを兼用している。

本体ケース２には液晶表示セル等を用いた表示器４が配
設さねており、表示器４は時刻表示部Ｃａ及び独立のタ
イマ表示ｇＩＳ４ｂとで構成している。

そして時刻表示’ｆＭｌｓＪａは後述するス）・ノブウ
ォッチモード時にはストップウォッチ表示に切換え可能
であり、タイマ表示部４ｂは１２０分タイマのタイマ時
間表示を行ない、後述する脈拍モード時には脈拍数表示
に切換え可能である。なお本実施例では脈拍モード時に
おいては、時刻表示部４ａは強制的にストップウォッチ
表示に切換わる。

寸だ本体ケース２の側面及び上面には時間、特に脈拍の
測定時に指を動きにくくするため、指を装着するだめの
指装着部６ａ〜６ｅが形成されており、６ａは親指、６
ｂ〜６ｅはそれぞれ人指し指、中指、薬指及び子指を装
着する。なお本実施例では、本体ケース２に凹陥部を形
成して指装着部としたが、指の枠、縁取りをするための
突起部を形成してもよい。

本体ケース２の側面にはもう一つの凹陥部８が形成され
、そこにはモードスイッチ１０が設けられている。モー
ドスイッチ１０は時言１機能モードを切換えるスイッチ
であり、押圧することにより実行可能となる。なお本実
施例では現時刻モード→タイマモード→ストップウォッ
チモード−Ｆ修止モード→現時刻モードの様にサイクリ
ックに切換え可能である。

修正スイッチ１２は指装着部６ａ内に設けられ、修正モ
ード時には時刻修正信号を、タイマモード及びストップ
ウォッチモード時にはスタート信号及びスタート信号を
、それぞれ形成して出力するものであり、リセットスイ
ッチ１４は指装着部６ｂ内に設けられ、タイマモード及
びストップウォッチモード時に表示をリセットするもの
である。

指保持カバー１６は脈拍を検出する指をより確実に保持
して測定を安定させるだめの着脱用能なカバーであり、
第２図により詳細に説明する。

指保持カバー１６は半円筒状のもので、その内環にはス
ポンジ等の弾性部月１７を装着しており、その外環には
突起部材１６ａ〜１６ｄ（１６ｃ。

１６ｄは図示せず）を形成し２ている。

−力指装着部６ｄの両壁面例１Ｊ’、　Ｊ’ｉ’ｉ作持
カバー１６の突起部材１６ａ〜１６ｄを挿入固着可能と
する固着溝１８及び２０が形成されている。

オ／こ一方の壁面には脈拍を測定回ａヒ芳状態とする脈
拍モードに設定するだめの設定スイッチ２２が設けら第
１ている。設定スイッチ２２は押圧されている期間のみ
有効となるスイッチで、本実施例では指保持カバー１６
を挿入固着することにより実行される。

さらに指装着部６ｄには、第３図に示す様に、指の装着
面に脈拍センサ２４とその近傍に測薙スイッチ２６とが
設けられている。測定スイッチ２６は脈拍モード期間の
み有効となり、押圧されている期間のみ脈拍測定手段を
動作させるスイッチである。

以下第４図の回路ブロック図を用いて動作について説明
する。

水晶振動子等を含む基準信号発生器２８及び分周回路３
０で構成された基準信号発生手段により形成された基準
信号３０ａがａ」時カウンタ３２で３１時され、その計
時された時刻信号が表示切換回路３４を介してデコーダ
・ドライバ３６に供給されて表示器４内の時刻表示ｊｆ
３４　ａにて時刻表示が行なわれ、周知のデジタル表示
時言」が構成されている。

リングカウンタを構成するフリップフロップ（以下ＦＦ
と称す）３８〜４４のクロンク入力端子φ１〜φ、には
モードスイッチ１０の出力が供給されており、モードス
イッチ１０の操作に伴なって出力状態がザイクリックに
変化する。Ｑ１出力が「Ｈ」レベルの時は現時刻モード
、Ｑ２出力が「Ｈ」レベルの時はタイマモード、Ｑ３出
力が「Ｈ」レベルの時はストップウォッチモード、Ｑ４
出力が「Ｈ」レベルの時は修正モードである。

タイマモードが設定された場合には、Ｑ２出力が制御端
子ＶＣ供給されているゲート回路４６が開状態と々って
修正スイッチ１２の出力を出力４６ａに、リセットスイ
ッチ１４の出力を出力４６ｂに発生可能とする。出力４
Ｇａはオアゲートを介して、信号が入力されるとその時
の出力を反転させ゛て記憶するスイッチ回路５０に供給
され、その記憶出力はアンドゲート５２の入力端子に供
給されている。アンドゲート５２には基準信号３０ａも
供給されており、スイッチ回路５０の出力が「Ｈ」レベ
ルに記憶きれた期間だけ基準信号３０ａをタイマカウン
タ５．４に供給してタイマ計時が行なわれる。そしてタ
イマ計時信号は表示切換回路５６を介してデコーダ・ド
ライバ３６に供給されてタイマ表示部４ｂにてタイマ時
間が表示される。マルチプレクサ５８の入力端子には出
力４６ｂとタイマカウンタ５４の途中信号５４ａ、本実
施例では８秒信号とが供給され、出力をタイマカウンタ
ｓ　４　ｃｒｓ　！Ｊセット端子Ｒに供給している。→
ルナプレクサ５４０制御端子には設定スイッチ２２の出
力が供給されており、その出力がｒＬＪレベルの時は出
力４６ｂを選択し、ｒＪレベルの時は途中信号５’４ａ
を選択してタイマカウンタ５４をリセットする。従って
本実施例においては、指保持カバー１６が挿入固着され
て設定スイッチ２２が秒カウレタとして動作することに
なる。まだタイマカウンタ５４が最高１２０分までのタ
イマ時間を計時終了した後にはタイマ出力５４’ｂが音
発生回路６０に供給されてタイマ音が発音される。

ストップウォッチモードが設定された場合にも同様に、
ケート回路６２が開状態となって修正スイッチ１２の出
力を出力６２ａに、リセットスイッチ１４の出力を出力
６２ｂに発生可能とする。

出力６２ａはスイッチ回路６４を介してアンドゲート６
６に供給され、アンドケート６６の他方の出力がＦ“Ｈ
」レベルに記憶されている期間だけ１００分の１秒信号
をストノグウオノチカウンタ６８に供給してストップウ
ォッチ計時が行なわれる。そしてストップウォッチ計時
信号は表示切換回路３４に供給される。この時表示切換
回路３４には、「１１ｊレベルであるＱ３出力が供給さ
糺ており、デコーダ・ドライバ３６には冬トップウォッ
チ側時信号が選択されて供給さＡ１、時刻表示部４ａに
てストンプウオッチ【１７１間が表示される。また出力
６２ｂはストノブウメツチカウンタ６８のリセット端子
Ｒに供給さ第１ている。

修正スイッチ１２の出力はアンドゲート７０にも供給さ
れており、修正モー゛ドが設定された場合にはその出力
を計時カウンタ３２に供給しているアンドゲート７０が
開状態となって時刻修正が可１屯となる。もちろんこの
時はＱ３出力が「Ｌ」レベルであるため表示切換回路３
４は時刻信号を選択している。

一方、股゛定スイッチ２２の出力はＦＦ３８．ＦＦ４０
．４４のリセット端子Ｒ，，’Ｒ２，Ｒ，とＦＦ４２の
セ°ント端子Ｓ、に供給されており、指保持カバー１６
が挿入固着されている期間は、モートスインチ１　’０
　／ｊ操作に関わらずに、強制的にストップウォッチモ
ードに設定されることになる。捷だ設定スイッチ２２の
出力はイン°バータフ２及びワンショット回路７４を介
してＦＦ３８のセット端子ＳｌとＦＦ４２のリセット端
＋　Ｒ３に供給されており、指保持カバー１６を肉１【
脱した後には強制的に現時刻モードに設定される。

そしてこの設定スイッチ２２の出力がｒ　Ｈ’、−１、
レベルであ′る場合には、前述の様に、マルチプレクサ
５８はタイマカウンタ５４の８秒信号である途中信号５
４ａを選択するため、タイマカウンタ５４は８秒カウン
タとして動作することになシ、本実施例においては、こ
の８秒カウンタを基準信号３０ａを一定時間カウントす
るだめの測定時間カウンタとして用いている。すなわち
本実施例ではタイマカウンタ５４を測定時間カウンタと
兼用させているのである。

測定スイッチ２６の出力は設定スイッチ２２の出力がｒ
　ＨＪレベルのＵＦＱＶＣ開状態となるアンドゲート７
６及びオアゲート７８を介してワンショット回路８０に
供給されている。本実施例において０１このオアケート
７８とワンショット回路８０とで１１４１１定時間カウ
ンタのカウントを開始させる動作開始手段を構成してお
り、その出力をオアゲート４８に供給している。

捷だワンショット回路８０の出力はＦＦ８２のセット端
子Ｓ、にも供給されており、ＦＦ８２のＱ５出力を脈拍
センサ２４に供給している。脈拍センサ２４はこのＱ５
出力がｒ　ＨＪレベルの時のみ動作を有効とするもので
、この時脈拍検出を行なって脈拍Ｖこ対応したパルスを
出力−する。そしてＦＦ８２のリセット端子Ｒｓ　Ｋは
マルチプレクサ５８の出力が、設定スイッチ２２の出力
が「Ｈ」レベルである時のみ開状態となるアンドゲート
８６を介して、供給されており、この出力信号によって
Ｑ５出力が「Ｌ」レベルとなって脈拍センサ２４の動作
が無効となる。本実施例においては、このＦＦ８２によ
って動作開始手段の出力信号によって脈拍センサ２゛４
の動作を有効としかつ測定時間カウンタのカウント終了
信号によって脈拍センサ２４の動作を無効とするセンサ
制御手段を構成している。なおアンドゲート８６の出力
はオアゲート４８及び後述するパルス分配回路９４にも
供給している。

脈拍センサ２４の出力パルスは脈拍カウンタ８８におい
てカウントされ、そのカウント値を記憶回路９０及び９
２のデータ入力端子に供給している。

そして記憶回路９０のセント端子にはパルス分配回路９
４の出力９４ａが、記、憶回路９２の化ノド端子にはパ
ルス分配回路９４の出力９４ｂが、それぞれ供給されて
いる。パルス分配回路９４は、その人力信号を出力９４
ａか出力９４ｂのどちらか一方だけに出力する回路で、
この出力の選択は交互に行なわれる。例えば１発目のパ
ルスは出力９４゛ａに、２発目のパルスは出力９４ｂに
、３発目は９４ａに、という具合である。またこの出力
９４ａ及び出−力９４ｂはオアゲート９６及び遅延回路
９８を介して脈拍カウンタ８８のリセット端子Ｒにも供
給している。従って測定時間カウンタを兼ねているタイ
マカウンタ５４から終了信号である８秒信号が出力され
る４ｙに脈拍カウンタの新たなカウント値が記憶回路９
０及び９２で交互に記憶されることになる。なお記憶回
路９０及び９２のリセット端子にはワンショット回路７
４の出カフ４ｂが供給されている０ そして記憶回路９０及び９２の記憶値は脈拍変換回路１
００で１分当りの脈拍数に変換されて、表示切換回路１
０２を介して表示切換回路５６に供給される。表示切換
回路１０２にはセ、ット端子Ｓ、にパルス分配回路９４
０出力９４ａが、リセノ十錨１子Ｒ６に出力９ｊｂが供
給されたＦ、Ｆ　１０４のＱ６出力が供給されており、
ＱＩｌ出力がｒＨＪレベルの時は記憶回路９０の記憶値
を、Ｉ−Ｌ　Ｊレベルの時は記憶回路９２の記憶値を、
それぞれ選択して表示切換回路５６に供給する。そして
表示切換回路５６には設定スイッチ２２の出力が供給さ
ねており、その出力が「Ｌ」レベルの時はタイマカウン
タ５４のカウント値を、「Ｈ」レベルの時は表示切換回
路１０２の出力信号を、それぞれ選択［。

てデコーダ・ドライバ３６に供給してタイマ表示部４ｂ
にて、それぞれの表示が行なわれる。

また記憶手段の記憶値と脈拍カウンタ８８の力・ラント
値とを比較してその差を出力する演算回路１０６には、
本実施例では、記憶回路９−０及び９２の記憶値が供給
されており、その差出力を反転回路１０８を介してプロ
グラマブルカウンタ１１０のデータ入力端子に供給して
いる。すなわち本実施例では、脈拍カウンタ８８のカウ
ント値を一方の記憶回路に記憶してから他方に記憶され
ている以前の記憶値と比較しているのである。

プログラマブルカウンタ１１０にはＦＦ１１２のＱ７出
力がｒＨＪレベルの時に開状態となって分周回路３０か
らのパルス列φ・を出力するアントゲ７ト１１，４の出
力が供給され、そのカウント終了信号は自己のリセット
端子Ｒ，ＦＦ”ｌ１２のリセットＺｔＡ子Ｒ７及びアン
ドゲート７６の出力が「Ｈ」レベルの時に開状態となる
アンドゲート１１６を介してオアゲート７８に供給され
でいる。さらにプログラマブルカウンタ１１０のプリセ
ット端子ＰＥ及びＦＦ１１２のセント端子Ｓ７には遅延
回路９８の出力が供給されている。

プログラマブルカウンタ１１０は演算回路１０６の差出
力に基づいて動作開始手段であるオアゲート７８及びワ
ンショット回路８０を再度動作させるまでの時間をカウ
ントする停止時間カウンタを構成しており、本実施例で
は、演算回路１０６の全てのビット出力を反転回路１０
８により反転させてプロ夛２マブルカウンタ１１０にプ
リセントする様にしている。これは演算回路１０６の差
出力が小さくなるにつれてプログラマブルカウンタ１１
０でカウントする時間を長くするため、差出力の大小関
係を逆にしているのである。

以下第５図に基づいて要部回路動作について説明する。

指保持カバー１６を指装着部６ｄに挿入固着すると、設
定スイッチ２２の出力がｒ　ＨＪレベルとなって時計機
能はストップウォッチモードとなり、修正スイッチ１２
及びリセットスイッチ１４の操作によって時刻表示部４
ａにおいてストンプウォソチ°時間ρ表示が行なわれる
。

またタイマカウンタ５４は８秒をカウントする測定時間
カウンタとして設定され、表示切換回路５６は表示切換
回路１０２の出力を選択してデコーダ・ドライバ３６へ
供給する。

今、薬指の指先を脈拍センサ２４に装着して測定、スイ
フチ２６を操作すると、開状態と々っているアンドゲー
ト７６が「Ｈ」レベルとなってワンショット回路８０に
シングルパルスの出力を促す。

これによって夕、イマカウンタ５４はカウントを開始し
、同時にＦＦ８２．＝のＱ、出力がｒＨＪレベルとなっ
て脈拍センサ２４の動作が有効となる。従って脈拍カウ
ンタ８８では脈拍センサ２４の出力パルスを逐次カウン
トすることになる。

そしてタイマカウンタ５４が８秒のカウントを終了する
と、開状態となっているアンドゲート８６を介してタイ
マカウンタ５４のカウントを停止させると共にＦ　Ｆ　
８２をリセットしてＱ５出力を「Ｌ」レベルトして脈拍
センサ２４の動イ′［を無効とし、さらｖ（パルス分配
回路９４の９４　’ａにシングルパルスの出力を促す。

これによって記憶回路９０には脈拍カウンタ８８でカウ
ントされたカウント値が記憶され、脈拍変換回路１００
で１分当りの脈拍数に変換された出力が表示切換回路１
０２及び５６を介してデコーダ・ドライバ３６に供給さ
れて、タイマ表示部４ｂにてこの脈拍数が表示さ第１、
捷だ遅延回路９８の出力によ−って脈拍カウンタ８８の
カウント値がリセットされる。

一方記憶回路９０に記憶された脈拍カウンタ８８のカウ
ント値と記憶回路９２の記憶値（この場合ｔよ「０」）
は演算回路１０６で比較され、その差出力を反転した出
力が、遅延回路９８の出力のタイミングでプログラマブ
ルカラン月１０に７’リセツトされ、また同時にカウン
トが開始される。

この場合演算回路１０６の差出力は大きいため、プログ
ラマブルカウンタ１１０には反転された小さな値がプリ
セットされ、カウントされるのは短い時間である。

そしてプログラマブルカウンタ１１０のカウントが終了
すると、終了信号を出力してクロックパルスの供給を停
止すると共に自己をリセットし、さらに開状態となって
いるアンドゲート１１６を介してオアゲート７８及びワ
ンショット回路８０で構成される動作開始手段を再度動
作させる。

すなわちワンショット回路８０のシングルパルスにより
タイマカウンタ５４がカウントを開始すると共に脈拍セ
ンサ２４の動作が有効となり、８秒間脈拍が脈拍カウン
タ８８でカウントされる。

そして８秒後ＶＣはタイマカウンタ５４０カウントを停
止すると共に脈拍センサ２４の動作を無効とし、さらに
パルス分配回路９４の動作を促す。

この場合パルス分配回路９４は出力９４ｂ％シングルパ
ルスを出力し、脈拍カウンタ８８のカウント値は記憶回
路９２に記憶され、この記憶値を１分当りの脈拍数に変
換した仙がタイマ表小部４ｂで表示される。

また記憶回路９２に記憶された脈拍カウンタ８８のカウ
ント値と記憶回路９０の記憶値は演算回路１０６で比較
さ第１７、前述の動作と同様に、差出力に基いた時間が
カウントされる。この場合演勢７回路１０６の差出力は
小さいため、プログラマブルカウンタ１１０には反転さ
れ／Ｃ大きな値がプリセ／１・され、カウントされる時
間すなわち動作開始手段を再度動作させる−にでのｉｇ
ｉ間が長くなる。

Ｌ−１下同様の動作が行なわＪしるのであるが、測定ス
イッチ２６の操作をやめ、その出力を［Ｌ−ルベルにす
るとアンドゲート１１６が閉状態と々す、プログラマブ
ルカウンタ１１０の終了信号がオアゲート７８乃びワン
ショット回路８０とで構成さＪする動作開始手段に供給
されないため、以後の動作（は行なわれなくなる。

そして布保持カバー１６を離脱すると、ワンショ”　回
路７４からシングルパルスが出力され、記憶回−路９０
及び９２内の記憶値かりセットされると共に現時刻モー
ドに強制的に復帰する。

この様に本実施例によれば、脈拍センサ２４の動作はワ
ンショット回路８０がシングルパルスを出力した時から
タイマカウンタ５４の８秒信号が出力された時捷でを有
効としているため、センザ部での消費電流を最小必要量
に制限でき、Ｌ、かも次回°に脈拍センサ２４の動作が
有効となるのは、脈拍カウンタ８８のカウント値と以前
のカウント値が記憶された記憶回路９０及び９２の記憶
値が演算回路１０６で比較され、その差出力の反転出力
をプリセントするプログラマブルカウンタ１１０のカウ
ンタ終了時であるため、測定値の変化に対応した測定を
行なうことが可能であり、信頼性も損なうことがないと
いう効果がある。

そして本実施例ではタイマ表示部４ｂにおいて脈拍数表
元を兼用し、タイマカウンタ５４において測定時間カウ
ンタを兼用しているため大幅なコスト増大を防ぐことが
でき、さらに布保持カバー族 １６を挿入固着することによって≠制約に脈拍モートに
設定すると共に時計機能は脈拍側測時に使用］率の高い
ストップウォッチモートに設定可能で゛あり、布保持カ
バー１６を肉１１脱することによって暗君１機能を現時
刻モードに設定可能であるだめ、操作が非常に簡単であ
る。

捷だ本実施例では脈拍カウンタ８８のカラントイ的を記
憶する記憶手段として記憶回路９０及び９２を設け／ξ
が、１個のみで実施することも可能である。

さらに不実ＴＩｉ例では、暗君−１に脈拍ｉ−ｌを伺加
して基〜二信号発生手段を兼用しプこが、脈拍計のみで
実ＭＱシ、専用の基（′Ｗ信号発生手段を設けてももち
ろん実施可能である。

以上の説明の様に、本発明Ｖこよれば、脈拍セン餠 ザの動作は＃続的に一定時間のみ有効とし、脈拍数の変
化量が小さくなるにつり、て脈拍センサの動作が無効に
なったときから次回の動作が有効になるとき寸での時間
を長くしたため、信頼性を損なうことなく、消費電流を
削減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した脈拍計＋１１４計の外形［ン
）。 第２図及び第３図は指装着部６ｄの説明図。 第４図は本発明を適用した脈拍片１付〔１当′計の回路
ブロック図。 第５図は第４図の要部動作を示すタイムチャート。 ４ａ・・時刻表示部、　　４ｂ・　タイマ表示部、６ａ
〜６ｅ・指装着部、 □□□□□ １６　・布保持カバー、　　２２・設定スイッチ、２４
・・脈拍センサ、　　　２６・・１ｌｔｌｌ　定スイッ
チ、５４・　タイマカウンタ、５８・・マルチプレクサ
、７８・・オアケート、８０・・・ワンショット回路、
８２・・フリップフロップ、 ８８　脈拍カウンタ、９０・９２−　記憶回路、１０６
・・・演算回路、　１０８・反転回路、１１０・・・プ
ログラマブルカウンタ。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　脈拍を検出してその脈拍に対応したパルスを
   出力する脈拍センサと、基準の信号を発生する基準信号
   発生手段と、該基準信号を一定時間カウントするだめの
   測定、時間カウンタと、前記測定時間カウンタのカウン
   トを開始させる動作開始手段と、該動作開始手段の出力
   信号によって前記脈拍センサの動作を有効としかつ前記
   測定時間カウンタのカウント終了信号によって脈拍セン
   サの動作を無効とするセンサ制御手段と、前記脈拍セン
   サの出力パルスをカウントする脈拍〃ウンタと、前記測
   定時間カウンタのカウント終了信号が出力される毎に脈
   拍カウンタの新たなカウント値を記憶する記憶手段と、
   該配憶手段の記憶値に対応した脈拍イ１ｒＩを表示する
   表示手段と、記憶手段の記憶値と脈拍カウンタのカウン
   ト値とを比較してその差を出力する演算手段と、該演算
   手段の出力に基づいて動作開始手段を再度動作させるま
   での時間をカウントする停止時間カウンタと、を有し、
   演算手段の差出力が小さくなるにつれて前記脈拍センサ
   の動作が無効になったときから次回の動作が有効になる
   ときまでの時間を長くしたことを特徴とする脈拍計仲昨
   尋。