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【発明の名称】 心拍情報取得装置
【発明者】 【氏名】藤原 俊行
【要約】 【課題】どのような環境下でも、混信やノイズの影響を受けず常に正確な心拍情報を利用者が取得できるようにすること。

【構成】心拍情報取得装置は、本体ベルト１に取り付けられた一対の胸電極１１Ａ，１１Ｂを備えた電極部１１と、一対の胸電極１１Ａ，１１Ｂの間に発生した心電位に基づいて心拍信号を検出する心拍検出部と、演算制御部及び報知部１６，１７とで構成されている。そして、前記演算制御部は前記心拍信号を処理して心拍数を算出する心拍数演算手段と、前記報知部を制御して心拍情報を利用者に報知させる制御手段を備えて構成され、本体ケースに収納されて本体ベルト１に取り付けられている。前記心拍情報は、前記心拍数が入力手段１５で設定された目標値の正常範囲にある旨の情報、前記心拍数が上限目標値を超えた旨の情報、下限目標値を下回った旨の情報である。そして、前記報知部は、振動モータ１７であって、利用者の胸骨２０に振動を伝達する位置にして本体ベルト１に取り付けられている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の胸電極を備えた電極部と、前記一対の胸電極の間に発生した心電位に基づいて心拍信号を検出する心拍検出部と、演算制御部及び報知部を備えて構成され装着ベルトによって利用者の胸部に装着される心拍情報取得装置であって、
前記演算制御部は前記心拍信号を処理して心拍数を算出する心拍数演算手段と、前記心拍数と目標値を比較し且つ前記報知部を制御して心拍情報を利用者に報知させる制御手段を備えて構成されていることを特徴とする心拍情報取得装置。
【請求項２】
前記心拍情報は、前記心拍数が設定範囲にある旨の情報、前記心拍数が上限目標値を超えた旨の情報、下限目標値を下回った旨の情報の全て、又はこの中の１つ又は２つの情報であることを特徴とする請求項１に記載の心拍情報取得装置。
【請求項３】
前記報知部は、音声報知手段、電子音報知手段及び振動報知手段のうちのいずれか１つ以上を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の心拍情報取得装置。
【請求項４】
前記振動報知手段は振動モータであって、利用者の胸骨に振動を伝達する位置にして前記装着ベルトに取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の心拍情報取得装置。
【請求項５】
前記振動モータには高振動を得るための分銅を備えるものであることを特徴とする請求項４に記載の心拍情報取得装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、装着ベルトに取り付けられた一対の電極の間に発生した利用者の心電位を処理して心電信号を検出し、前記心電信号を演算して心拍数を算出し、前記心拍数に基づいて心拍情報を利用者が取得できる心拍情報取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
心拍計は、一般に、装着ベルトに取り付けられた一対の胸電極の間に発生した心電位を処理して心拍信号を検出する検出部と前記心拍信号を送信する無線送信部とを備えた心拍信号送信器と、前記心拍信号を受信する無線受信部と前記心拍信号を処理して心拍数を算出する演算回路と前記心拍数に基づいて心拍数を表示する表示部を備えた心拍信号受信器とで構成されている。前記心拍信号送信器は前記チェストベルトにより利用者の胸部に装着され、前記心拍信号受信器は腕時計又は腕時計型受信器であって利用者の腕に装着されて使用される。
【０００３】
上述の心拍信号を無線送受信する心拍計は、混信を生じさせない環境下では信頼性の高い正確な心拍測定を行うことができるものである。しかしながら、複数の利用者が上述の心拍信号を無線送受信する心拍計を近距離で同時に使用しているような場合には、混信が発生し、正確な心拍測定ができないという問題があった。また、上述の心拍信号を無線送受信する心拍計は、例えばスポーツマシンを使用しながら利用者が心拍測定を行う場合には、前記スポーツマシンが発生する電磁波による外部ノイズの影響を受け、正確な心拍数の測定が出来ないことがあった。そこで、外部ノイズの影響を受けない心拍計が、従来から種々提案されてきた。
【０００４】
特許第３５６８９５４号公報（特許文献１）には、心拍信号を混信に妨げられずに送信する方法が開示されている。この方法によれば、チェストベルトによって利用者の胸に取り付けた心拍信号送信器が、心臓の拍動により発生した電気信号を検出し、フィルタ増幅、検波、波形整形し、バースト波で心電信号を送信する。前記心拍信号送信器には、チェストベルトに取り付けられた一対の胸電極を備える。このバースト波の心電信号を心拍信号受信器である腕時計に搭載した受信アンテナで受信し、受信信号に基づいて心拍数を計算し、前記心拍数を腕時計の表示部に表示する。これによって、混信防止を図るものである。
【０００５】
しかしながら、チェストベルトに取り付けられた一対の胸電極で検出し心拍信号をバースト波で心拍信号受信器に送信する従来の構成においては、外部ノイズの影響を受ける場合、例えばスポーツマシン使用している場合には、心拍信号を送信してもスポーツマシンから発生するノイズの影響により正確なバースト波が検出できず、心拍信号受信器である腕時計において受信されたバースト波の心拍信号を演算しても正確な心拍数が得られないという問題があった。また、バースト信号を送信する従来の構成においては、同様の機器を近距離で使用している場合、複数のバースト信号を受信してしまうため、正確な心拍数を測定することが困難であった。
【０００６】
再表９６／０２９００５号公報には、人体における心臓の近傍に装着された一対の電極から得られえる心電信号を検出して検出信号を発生する検出回路と、該検出信号の発生間隔を一定周期の信号で計数して間隔データを発生する間隔データ作成回路と、該間隔データをシリアル信号に変換してシリアルデータ信号を発生するシリアルデータ作成回路と、該シリアルデータ信号を変調して無線信号として送信する送信回路と、電源としての電池とを備えた送信器と、該送信器からの無線信号を受信して復調し受信信号を発生する受信回路と、前記受信信号をデコードして心電間隔データを発生するデータデコード回路と、心電間隔データから心拍数を算出する演算回路と、心拍数を表示する表示部を備えた受信器とで構成されている。
【０００７】
この従来の心拍計は、前記受信器がノイズや無関係な信号を受信しても、この場合には正しいデータではないので前記データデコード回路が正常にデコードできず、前回の正しい受信の際のデータを表示するので、誤った心拍数を表示することがない。しかしながら、この従来の心拍計は送信器も受信器も複雑になり、従って製造コストが高くなるという問題がある。また、例えばスポーツマシン使用している場合などの如く、外部ノイズの影響を継続して受ける場合には、リアルタイムの心拍数を利用者は提供することができないという問題もある。前記受信器は、ノイズ電波の受信を防止するものではないからである。
【特許文献１】特許第３５６８９５４号公報
【特許文献２】再表９６／０２９００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、どのような環境下でも、混信やノイズの影響を受けず常に正確な心拍情報を利用者が取得できる低価格の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、装着ベルトに取り付けられた送信器と腕時計型受信器とで構成された従来の心拍計の利用者の行動を分析した結果、ランニング中に腕時計型受信器の表示部を見るのは利用者自身が認識し心拍数を確認する場合であること、心拍数の確認は頻繁ではないことが分かった。要するに、心拍数は運動強度の目安あり、心拍数が高すぎる場合は、運動強度が高いためペースを落としたり、心拍数が低い場合は、運動強度が低いためペースを上げるなどの目安としている。また、腕時計型受信器の表示部を見るという特別な閲覧行為をする場合に本来のランニング行為を中断したり減速したりすることもある。上述の利用者の行動分析結果に基づいて、利用者は、運動中のリアルタイムの心拍数よりも、むしろ利用者があらかじめ設定した範囲に心拍数があるか否かという心拍情報を要求している。
【００１０】
上記課題を解決する装置は、装着ベルトに取り付けられている本体ケースを有し、一対の胸電極を備えた電極部と、前記一対の胸電極の間に発生した心電位に基づいて心拍信号を検出する心拍検出部と、演算制御部及び報知部とを備えて構成され、前記装着ベルトによって利用者の胸部に装着されて使用される装置である。前記演算制御部は前記心拍信号を処理して心拍数を算出する心拍数演算手段と、前記心拍数と目標値を比較して報知部を制御して心拍情報を利用者に報知させる制御手段を備えて構成され、前記本体ケースに収容されている。前記心拍情報は、前記心拍数が設定範囲にある旨の情報、前記心拍数が上限目標値を超えた旨の情報、下限目標値を下回った旨の情報の全て、又はこれら情報の中の１つ又は２つの情報である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る心拍情報取得装置の利用者は、どのような環境下でも、混信やノイズの影響を受けず常に正確な心拍情報をうることができるようになった。また、本発明に係る心拍情報取得装置は送信回路と受信回路を必要としないので、回路構成が従来よりも簡単になり、従って製造コストの低減を図ることができた。更に、心拍情報は音や振動で伝えられるので、利用者は表示器を見るという特別な閲覧行為をする必要がなくなり、本来のランニングやトレーニング行為を中断したり減速したりすることがなくなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る心拍情報取得装置は、装着ベルトに取り付けられている本体ケースを有し、一対の胸電極を備えた電極部と、前記一対の胸電極の間に発生した心電位に基づいて心拍信号を検出する心拍検出部と、演算制御部及び報知部とを備えて構成され、前記装着ベルトによって利用者の胸部に装着されて使用される装置である。前記演算制御部は前記心拍信号を処理して心拍数を算出する心拍数演算手段と、前記心拍数と目標値を比較して報知部を制御して心拍情報を利用者に報知させる制御手段を備えて構成され、前記本体ケースに収容されている。前記心拍情報は、前記心拍数が設定範囲にある旨の情報、前記心拍数が上限目標値を超えた旨の情報、下限目標値を下回った旨の情報の全て、又はこれら情報の中の１つ又は２つの情報である。そして、前記報知部は、振動モータであって、利用者の胸骨に振動を伝達する位置にして前記装着ベルトに取り付けられている。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１の心拍情報取得装置は、図１の斜視図、図２の主要部の部分拡大平面図に示す如く、本体ベルト１と背面ベルト２の夫々の両端を結合具３Ａ，３Ｂによって結合された装着ベルトを有する。本体ベルト１の中央部には図示しない本体ケースが取り付けられている。また、本体ベルト１には、その左右の端部の近くに一対の胸電極１１Ａ，１１Ｂからなる電極部１１が埋め込まれている。
【００１４】
本発明の実施例１の心拍情報取得装置は、図３のブロック回路図に示す如く、一対の胸電極１１Ａ，１１Ｂの間に発生した心電位に基づいて心拍信号を検出する心拍検出部１２と、演算制御部１３及び報知部とを備えて構成されている。前記報知部は表示手段１６と報知手段１７で構成されている。
【００１５】
演算制御部１３は前記心拍信号を処理して心拍数を算出する心拍数演算手段１３Ａと、前記心拍数と目標値を比較し且つ報知部である表示手段１６と報知手段１７を制御して心拍情報を利用者に報知させる制御手段１３Ｂ、及びプログラムやデータが記憶される記憶手段１３Ｃを備えて構成されている。
【００１６】
発振手段１４は演算制御部１３にクロックパルスを供給する手段であり、入力手段１５は演算制御部１３に利用者が目標値を設定するための入力ボタンなどの手段である。設定される目標値は、心拍数の上限目標値と下限目標値である。必要ならば心拍数の上限目標値と下限目標値のいずれか一方を目標値としてもよい。
【００１７】
報知部を構成する表示手段１６は、本体ケース１に取り付けられた液晶表示パネルを有し、現在の心拍数、心拍数の上限値、心拍数の下限値を夫々表示する。表示手段１６は、入力手段１５を操作する場合には、目標値設定機能の一部を構成する。
【００１８】
報知部１６，１７が報知する心拍情報は、現在の心拍数情報（現在情報）、心拍数が目標の上限値を超えた旨の情報（上限情報）、目標の下限値を下回った旨の情報（下限情報）の全て、又はこの中の１つ又は２つの情報である。ここに、実施例１における心拍情報は、現在情報、上限情報、下限情報の３種類とする。
【００１９】
報知部を構成する報知手段１７は、音声報知手段、電子音報知手段、振動報知手段などである。報知手段１７が音声報知手段である場合、合成音声によって現在情報、上限情報、下限情報に対応した内容の心拍情報を音声報知する。
【００２０】
報知手段１７が電子音報知手段である場合、現在情報、上限情報、下限情報に対応した音色や繰り返し回数による電子音で心拍情報を報知する。
【００２１】
更に報知手段１７が振動モータ１９などの振動報知手段である場合、現在情報、上限情報、下限情報に対応した繰り返し回数による振動で心拍情報を報知する。報知手段１７である振動モータ１９は、利用者の胸骨２０に振動を伝達する位置にして本体ベルト１に取り付けられている。従って、利用者は振動モータ１９が発生する振動を胸骨２０で受けるから、極めて心拍情報を正確に取得することができる。なお、図２に示す如く、振動モータ１９には高振動を得るための分銅１８が備えられている。
なお、報知手段１７は、音声報知手段、電子音報知手段及び振動報知手段のうちのいずれか１つから構成されているのみならず、これらの手段を幾つか組み合わせた複数の手段から構成されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１の心拍情報取得装置の斜視図である。
【図２】実施例１の心拍情報取得装置の主要部の部分拡大平面図である。
【図３】実施例１の心拍情報取得装置のブロック回路図である。
【図４】実施例１の心拍情報取得装置を利用者の胸部に装着した状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 本体ベルト
２ 背面ベルト
３Ａ，３Ｂ 着脱可能な結合具
１１ 電極部
１１Ａ，１１Ｂ 電極
１２ 心拍検出部
１３ 演算制御部
１３Ａ 心拍数演算手段
１３Ｂ 制御手段
１３Ｃ 記憶手段
１４ 発振手段
１５ 入力手段
１６ 表示手段
１７ 報知手段
１８ 分銅
１９ 振動モータ
２０ 胸骨
【出願人】 【識別番号】０００００２３２５
【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社
【出願日】 平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【代理人】 【識別番号】１０００７９２１２
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 義治
【公開番号】 特開２００８−５４７９５（Ｐ２００８−５４７９５Ａ）
【公開日】 平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【出願番号】 特願２００６−２３３１７２（Ｐ２００６−２３３１７２）