JP3455928B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体力評価の為に脈拍等
の生体情報を測定する測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本件出願人は、平成６年５月３１日付け
で、報音装置から発生されるピッチ音に合せて踏み台昇
降の運動を行わせ、その運動時の脈拍を検出することに
よって体力評価が出来る測定装置に関して出願した。

【０００３】しかして、この装置においては、報音装置
から発生されるピッチ音に合せて運動を行なえば正しく
体力評価が出来るものであるが、ピッチ音と昇降運動と
がずれてしまった場合においては、再度最初から測定を
行わなければならないという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑みてなされたもので、ピッチ音と運動との周期がず
れたとしても正しく客観的な体力評価が出来る測定装置
を提供することを目的としている。

【０００５】

【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、以下の特徴を備えている。

【０００６】すなわち、請求項１の発明による測定装置
では、夫々異なったピッチのピッチ音を予め定められた
時間発生するピッチ音発生手段と、前記予め定められた
時間における踏み台昇降における昇降回数データを測定
する運動回数測定手段と、前記運動回数測定手段によっ
て測定された踏み台昇降における昇降回数データと前記
予め定められた時間とから実際のピッチデータを算出す
るピッチ算出手段と、前記ピッチ音発生手段によって発
生される前記異なったピッチ音夫々に対応させて運動を
行った際の夫々の脈拍を測定し脈拍データを得る脈拍測
定手段と、前記脈拍測定手段によって得られた脈拍デー
タと前記ピッチ算出手段によって算出された実際のピッ
チデータとに基づいて体力評価データを算出する体力評
価算出手段と、前記体力評価算出手段で得られた体力評
価データを出力する出力手段と、を備えており、ピッチ
音に従って運動し、その運動がピッチに対してずれたと
しても運動回数測定手段によって運動回数が測定されて
いるので正しいピッチが算出できるものである。

【０００７】請求項６の発明による測定装置では、年齢
データと、仕事量とを対応付けて記憶する記憶手段と、
年齢データを入力する年齢データ入力手段と、体重デー
タを入力する体重データ入力手段と、夫々異なったピッ
チのピッチ音を予め定められた時間発生するピッチ音発
生手段と、前記予め定められた時間における踏み台昇降
における昇降回数データを測定する運動回数測定手段
と、前記運動回数測定手段によって測定された踏み台昇
降における昇降回数データと前記予め定められた時間と
から実際のピッチデータを算出するピッチ算出手段と、
前記ピッチ算出手段によって算出された実際のピッチデ
ータと、前記体重データ入力手段によって入力された体
重データとから仕事量を算出する仕事量算出手段と、前
記ピッチ音発生手段によって発生される前記異なったピ
ッチ音夫々に対応させて運動を行った際の夫々の脈拍を
測定し脈拍データを得る脈拍測定手段と、前記仕事量算
出手段によって算出された仕事量と、前記脈拍測定手段
によって測定された脈拍データから、回帰式を算出する
回帰式算出手段と、前記回帰式算出手段により算出され
た回帰式に基づいて、所定の脈拍数に対応する仕事量を
算出する算出手段と、前記年齢データ入力手段により入
力された年齢データに対応する仕事量と、前記算出手段
によって算出された仕事量とから、体力を評価する体力
評価手段と、前記体力評価手段で得られた体力評価結果
を出力する出力手段と、を備えており、ピッチ音に従っ
て運動し、その運動がピッチに対してずれたとしても運
動回数測定手段によって運動回数が測定されているので
正しいピッチが算出できるものである。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は、本発明による体力評価可能な電子機器、
例えば、電子腕時計の回路構成図である。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
従って現在時刻を計時する計時プログラムや体力評価の
為の各種処理プログラムを実行する。上記ＲＯＭ２に
は、上記マイクロプログラム以外に体力評価の為の、後
述する各種データも記憶されている。

【００１１】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、或いは、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。

【００１２】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。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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】報音部１０は、報音駆動回路１１からの報
音信号によって後述するピッチ音を発生するものであ
り、例えば、ブザー等から構成される。報音駆動回路１
１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。

【００１６】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、操作された押釦スイッチ
Ｋ１〜Ｋ４のスイッチ信号を制御部１に供給する。歩数
検出回路１３は、加速度センサ等から構成され身体の上
下運動、例えば、歩行、足踏み等の動きを検出する歩数
センサ１４の検出信号に基づき、例えば、１歩につき一
つのパルス信号を制御部１に出力する。

【００１７】図２は、上記各回路が組込まれた電子腕時
計の正面図を示す。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、発光ダイオード２４及びホトトラン
ジスタ２５を覆うように指を当てることにより脈拍の測
定が出来るようになっている。

【００１８】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。
尚、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の裏側には図示していないが内面に
圧電素子が貼り付けられた裏蓋が装着されていて報音駆
動回路１１からの信号で駆動されるようになっており、
この圧電素子が貼り付けられた裏蓋が報音部１０を構成
している。また、歩数センサ１２も腕時計ケース２１の
内部に収納されている。

【００１９】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」のとき（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、Ｍ＝「１」のときが、体力評価の為
の測定を行い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、Ｍ＝「２」のときが、体力評価に必要
な個人データ、即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。

【００２０】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。

【００２１】レジスタ３２、３３、３４及び３５は、夫
々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。

【００２２】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及びＰ３は、夫々踏み台昇降運動の１回
目、２回目及び３回目の脈拍データを記憶するレジスタ
である。

【００２３】レジスタＳ０、Ｓ１及びＳ２は、夫々上記
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り、レジスタＳ０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Ｓ１及びＳ２には、夫々２回目及び３回目の踏み台昇
降運動のピッチ音データが記憶される。

【００２４】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
であり、レジスタＲは、上記各データを用いて演算を行
って得られる仕事量データ及び体力評価データを記憶す
るレジスタである。

【００２５】レジスタＴ１及びＴ２は、夫々タイマレジ
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。

【００２６】また、レジスタＨ０、Ｈ１、Ｈ２は、夫々
１回目、２回目、３回目の踏み台昇降運動に於ける歩数
を記憶するレジスタである。尚、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。

【００２７】上記のごとく構成された腕時計の動作を以
下に説明する。図４は、押釦スイッチＫ１及びＫ２の操
作によってモードレジスタ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。即ち、モードレジスタＭ
がＭ＝「０」のときは、時刻表示モードであり、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に送られて、表示装置５で表示される。

【００２８】この時刻表示モードにおいて押釦スイッチ
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。

【００２９】上記時刻表示モードにおいて、押釦スイッ
チＫ２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
いて押釦スイッチ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」となり、設
定モードとなる。

【００３０】この設定モードにおいては、レジスタ３
２、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、押釦スイッチＫ３によって、設定或いは変更する
内容を選択し、押釦スイッチＫ４で、内容を順次＋１し
て行くことにより、設定或いは変更を行う。

【００３１】この設定モードにおいて、押釦スイッチＫ
２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。

【００３２】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。

【００３３】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、夫々異なったペース（ピッチ）で３分間ずつ３回
行い、夫々の運動終了時の脈拍を測定して体力評価デー
タを得るようになっている。

【００３４】この為にＲＯＭ２には、後述する年齡別の
ピッチデータ、演算式データ、測定した体力が同じ性
（男、女）で且つ同じ年齢の人の体力に対してどのレベ
ルなのかを比較するデータ（後述するごとく仕事量デー
タとして記憶されている）が夫々記憶されている。

【００３５】しかして、時刻表示モードから体力測定モ
ードに切り替わると、或は、設定モードから体力測定モ
ードに切り替わると、図５のフローが開始される。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３回の運動のピッチデータをレジスタＳ０、
Ｓ１、Ｓ２に記憶させる処理である。即ち、ＲＯＭ２に
は、下記に示すように年齢に対応してレジスタＳ０、Ｓ
１、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、このピッチデータがレジスタＳ０、Ｓ
１、Ｓ２に記憶される。

【００３６】 レジスタＳ０ レジスタＳ１ レジスタＳ２ 年齢１３才〜２９才 ９０ １１０ １３０ 年齢３０才〜３９才 ８０ １００ １２０ 年齢４０才〜７９才 ７０ ９０ １１０ 例えば、年齢が１３才から２９才の範囲のいずれかであ
った場合には、１回目の昇降運動の１分当りのピッチ９
０がレジスタＳ０に記憶され、２、３回目の昇降運動の
１分当りのピッチ１１０、１３０がレジスタＳ１、Ｓ２
に記憶される。

【００３７】しかして、上記表１からも明らかなよう
に、ピッチは１回目よりも２回目、２回目よりも３回目
の方が夫々速くなっており、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り、２回
目よりも３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。

【００３８】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、脈拍信号が有っ
た際に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に記憶させるとともに、表示装置５
に表示させる。

【００３９】即ち、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。

【００４０】従って、体力評価の為の運動とは関係な
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出
来る。

【００４１】ステップＡ３で脈拍が測定された後、或は
脈拍信号が検出されなかった際には、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、即ち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秒経過していない時には、上記
ステップＡ３、Ａ４を繰り返す。

【００４２】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。次のステップＡ６では、回数記憶レジ
スタＮの値がＮ＝「０」で有る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Ａ８に
進む。

【００４３】ステップＡ７は、レジスタＳ０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で
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、後述するごとく、ステップ
Ａ１１の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。

【００４４】即ち、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。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が、即ち、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の歩数検出／記憶処理が
実行される。

【００４５】即ち、この歩数検出／記憶処理は、歩数セ
ンサ１４で踏み台昇降の歩数が検出され歩数検出回路１
３からの検出パルスが有るか否かを検出するもので、検
出パルスが存在した場合には、レジスタＨ０、Ｈ１、Ｈ
２のいずれかに累積されて記憶される（レジスタＮの値
により１回目の昇降運動においてはレジスタＨ０、２、
３回目はレジスタＨ１、Ｈ２に記憶される。）。そし
て、タイムアップまで、以後ステップＡ９、Ａ１０を繰
り返す。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、報音が停止される。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Ｓ０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回目の運動を終了することになる。

【００４６】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、Ｐ３のいずれかに記憶する。この場合、
測定された脈拍データをレジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３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、即ち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」のと
き、即ち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、３回目のＮ＝「２」のときは、レジ
スタＰ３に記憶される。

【００４７】しかして、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。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秒経過するまでは、ステッ
プＡ１５で測定された脈拍の表示を行う。この２０秒間
は、被測定者にとっては、予め定められた休息時間とな
る。

【００４８】２０秒が経過すると、ステップＡ１６に進
み、レジスタＮの値が、＋１され、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。

【００４９】ステップＡ１７では、Ｎ＝「１」であるこ
とが判断され、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。

【００５０】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Ｓ０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Ａ１
８では、レジスタＳ１に記憶されたピッチデータに対応
したピッチ音がスタートされる点である。

【００５１】ステップＡ１８で、ピッチ音がスタートさ
れると、ステップＡ８に進み、以下ステップＡ９乃至Ａ
１４での処理がなされる。即ち、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として記憶されるものである。

【００５２】上記２０秒が経過すると、ステップＡ１６
で、レジスタＮの値が、＋１されて、Ｎ＝「２」とな
り、ステップＡ５に戻る。そして、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、この時点ではＮ＝「２」となっている
ので、ステップＡ１７に進み、更に、ステップＡ１９に
進む。ステップＡ１９では、Ｎ＝「２」が判断されて、
ステップＡ２０に進む。

【００５３】ステップＡ２０では、レジスタＳ２に記憶
されたピッチデータ、即ち３回目の運動のピッチデータ
に対応したピッチでのピッチ音がスタートされる。ステ
ップＡ２０で、ピッチ音がスタートされると、ステップ
Ａ８に進み、以下ステップＡ９乃至Ａ１５での処理がな
される。

【００５４】即ち、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Ａ
１３で測定された脈拍データがＮ＝「２」となっている
ことから、レジスタＰ３に３回目の運動に対応する脈拍
データとして記憶されるものである。

【００５５】そして、２０秒が経過すると、ステップＡ
１６で、レジスタＮが、＋１され、Ｎ＝「３」となり、
ステップＡ５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３回の運動を終えてい
るので、後述するごとく、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。即ち、ステ
ップＡ５の後は、Ｎ＝「３」となっているので、ステッ
プＡ６、Ａ１７、Ａ１９を介してステップＡ２１に進
み、レジスタＮの値が、Ｎ＝「０」に変更される。

【００５６】そして、次のステップＡ２２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。
このステップＡ２２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３３、３４、３５
に夫々体重、性別、台の高さデータ等が入っていなかっ
たり或いは入っていても、通常とは異なる極めて異常な
値であったりした場合である。

【００５７】２つ目は、レジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３に脈
拍データが記憶されていなかった場合、即ち、脈拍測定
が正常に出来なかった場合であり、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
り低かったりした場合である。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。

【００５８】即ち、レジスタＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３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、Ｐ３夫々に記憶された脈拍は、夫々
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、レジスタＰ２の脈拍よりもレジスタＰ３の脈拍
の方が高いはずである。

【００５９】しかして、レジスタＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３に記憶された脈拍が、この様な関係にない場合には、
エラーとして処理する。このステップＡ２２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Ａ２３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、即ちレジスタＭの値
を「０」にする処理がなされる。

【００６０】但し、エラーが２つ目のエラーであって、
レジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３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。

【００６１】ステップＡ２２でエラーが検出されなかっ
た場合には、ステップＡ２４に進み、体力評価データの
演算を行う。この体力評価は、本実施例では、上述した
ごとくして測定したレジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３の脈拍数
に基づいて被測定者が、年齢によって定まる最大脈拍数
の６５％の脈拍で運動をしたときになし得る仕事量デー
タが、年齢、性別毎の一般的なデータに対してどの範囲
に有るかを評価するものである。

【００６２】図７は、体力評価データを演算する際の原
理を示したもので、縦（Ｙ）軸が脈拍数、横（Ｘ）軸が
仕事量Ｗ（ｗａｔｔ）となっている。３回の運動夫々、
即ちレジスタＳ０、Ｓ１、Ｓ２に記憶された夫々のピッ
チで踏み台昇降運動を行った際に夫々得られる仕事量Ｗ
は、以下の式で得られる。

【００６３】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／分であり、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。

【００６４】しかして、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、
即ちレジスタＰ１に記憶された脈拍数データが、ＨＲ１
であった場合には、図６において、点Ｂ０が得られる。
２回目、３回目の運動で得られた仕事量が、夫々Ｗ２、
Ｗ３であり、その運動に対応して測定された脈拍数デー
タが、夫々ＨＲ２、ＨＲ３であった場合には、図６の点
Ｂ１、Ｂ２が得られるので、これらの点Ｂ０、Ｂ１、Ｂ
２の座標データから、回帰式Ｙ＝ａＸ＋ｂを求める。

【００６５】次に、年齢からその年齢の最大脈拍数ＨＲ
ｍａｘを求める。

【００６６】一般的には、２２０−年齢が最大脈拍数と
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）＝２０９−０．６９×年齢 ＨＲｍａｘ（女性）＝２０５−０．７５×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。

【００６７】そして、得られた最大脈拍数の６５％の脈
拍数（６５％ＨＲｍａｘ）を演算する。この値が例えば
図７のＨＲ４であったとするとこの値をＹ＝ａＸ＋ｂの
Ｙに挿入し、Ｘの値（仕事量Ｗ４）を求める。これによ
って得られる仕事量Ｗ４が被測定者の６５％ＨＲｍａｘ
の仕事量である。

【００６８】この様にして得られた仕事量データは、レ
ジスタＲに記憶されると共にＲＯＭ２に記憶されている
年齡別、性別の仕事量データと比較され、その値が５段
階のレベルで評価される。

【００６９】即ち、同じ年齢、性に於ける仕事量に対し
て同じ程度（普通）か、少し優れているのか、非常に優
れているのか、或いは、少し劣るのか、かなり劣るのか
の５段階で評価され、その評価結果が、仕事量データと
ともにレジスタＲに記憶される。

【００７０】しかして、仕事量Ｗを演算して求めるに先
立って、計算式に於けるピッチは、レジスタＳＯ、Ｓ
１、Ｓ２に記憶されているピッチデータをそのまま用い
てよいか否かの判断がなされる。

【００７１】即ち、３分間の時間データと、レジスタＨ
０、Ｈ１、Ｈ２に記憶された歩数データとから、実際の
ピッチデータが算出され、その値がレジスタＳＯ、Ｓ
１、Ｓ２に記憶されているピッチデータと等しいか否か
が判断される。

【００７２】そして、等しい場合には、レジスタＳＯ、
Ｓ１、Ｓ２に記憶されているピッチデータを計算に用
い、もし異なる場合には算出された実際のピッチデータ
を仕事量Ｗの演算に用いる。従って、踏み台昇降のピッ
チが発生されるピッチ音に合せられないようなことが有
っても正確な仕事量Ｗが得られる。

【００７３】図６のステップＡ２４で、上記体力評価デ
ータの演算が行われると、次のステップＡ２５では、レ
ジスタＲに記憶された仕事量及び５段階評価の結果が表
示されて処理を終了する。

【００７４】この場合、仕事量は、算出された数値がそ
のまま、例えば「１４０ｗａｔｔ」と表示され、５段階
評価の結果は、例えば「普通（或いはＦＡＩＲ）」、
「少し優（或いはＧＯＯＤ）」、「非常に優（或いはＥ
ＸＣＥＬＬＥＮＴ）」といったように文字で表示され
る。

【００７５】尚、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。

【００７６】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し得
る。

【００７７】更に、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。

【００７８】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或は無線等で腕時
計に送信させるようにしてもよい。この様にすれば、上
記実施例のごとく、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。

【００７９】更に、上記実施例では、体力評価を５段階
評価で行うようにしたが、５段階以外の評価、例えば、
更に細分化したり、点数、％等で評価したりする等種々
の方法を取り得るものである。

【００８０】また、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
含むものである

【００８１】

【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、記憶され
た複数の脈拍データと算出された運動ピッチデータとに
基づいて体力評価データを算出し、得られた体力評価デ
ータを出力することができる。このため、ピッチ音と実
際の運動に誤差が生じても正確な体力評価が出来るの
で、体力レベルの客観的な判断が可能となり、体力の増
強や維持等に役立たせることができる効果を有する。

【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。

【図２】上記腕時計の正面外観図。

【図３】上記回路構成に於けるＲＡＭの詳細な構成図。

【図４】上記実施例に於ける表示の変化を示す図。

【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。

【図６】同フローチャートの後半部分。

【図７】上記実施例に於ける脈拍と仕事量の関係を示す
図である。

【符号の説明】 １ 制御部 ２ ＲＯＭ ３ ＲＡＭ ８ 脈拍センサ ９ 脈拍検出回路 １０ 報音部 １１ 電池 ２１ 腕時計ケース ２４ 発光ダイオード ２５ ホトトランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 成敏 東京都羽村市栄町３丁目２番１号 カシ オ計算機株式会社 羽村技術センター内 (56)参考文献 特開 平６−82576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−115235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−238260（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−27469（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−142058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−18156（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−220120（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−200069（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−51702（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−133062（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/0245

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】夫々異なったピッチのピッチ音を予め定め
   られた時間発生するピッチ音発生手段と、 前記予め定められた時間における踏み台昇降における昇
   降回数データを測定する運動回数測定手段と、 前記運動回数測定手段によって測定された踏み台昇降に
   おける昇降回数データと前記予め定められた時間とから
   実際のピッチデータを算出するピッチ算出手段と、 前記ピッチ音発生手段によって発生される前記異なった
   ピッチ音夫々に対応させて運動を行った際の夫々の脈拍
   を測定し脈拍データを得る脈拍測定手段と、 前記脈拍測定手段によって得られた脈拍データと前記ピ
   ッチ算出手段によって算出された実際のピッチデータと
   に基づいて体力評価データを算出する体力評価算出手段
   と、 前記体力評価算出手段で得られた体力評価データを出力
   する出力手段と、 を備えたことを特徴とする測定装置。
2. 【請求項２】踏み台昇降の踏み台の高さデータを設定す
   る高さ設定手段を更に備え、 前記体力評価算出手段は、前記脈拍測定手段によって得
   られた脈拍データと前記ピッチ算出手段によって算出さ
   れた実際のピッチデータとに加え、前記高さ設定手段に
   よって設定された踏み台昇降の踏み台の高さデータに基
   づいて体力評価データを算出することを特徴とする請求
   項１に記載の測定装置。
3. 【請求項３】年齢データを入力する年齢データ入力手段
   を更に備え、 前記ピッチ音発生手段によって発生されるピッチ音は、
   前記年齢データ入力手段によって入力された年齢データ
   によって異なるようになっており、前記体力評価算出手
   段は、前記年齢データ入力手段によって入力された年齢
   データに応じた体力評価データを算出してなる請求項１
   又は２に記載の測定装置。
4. 【請求項４】前記体力評価算出手段は、前記年齢データ
   入力手段によって入力された年齢の一般的な体力と比較
   して体力が普通か或は優劣かを示す体力評価データを算
   出することを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
5. 【請求項５】前記出力手段は、 前記体力評価データを少なくとも５段階に分けた評価レ
   ベルの内の一つとして表示させる表示制御手段を含むこ
   とを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の測定
   装置。
6. 【請求項６】年齢データと、仕事量とを対応付けて記憶
   する記憶手段と、 年齢データを入力する年齢データ入力手段と、 体重データを入力する体重データ入力手段と、 夫々異なったピッチのピッチ音を予め定められた時間発
   生するピッチ音発生手段と、 前記予め定められた時間における踏み台昇降における昇
   降回数データを測定する運動回数測定手段と、 前記運動回数測定手段によって測定された踏み台昇降に
   おける昇降回数データと前記予め定められた時間とから
   実際のピッチデータを算出するピッチ算出手段と、 前記ピッチ算出手段によって算出された実際のピッチデ
   ータと、前記体重データ入力手段によって入力された体
   重データとから仕事量を算出する仕事量算出手段と、 前記ピッチ音発生手段によって発生される前記異なった
   ピッチ音夫々に対応させて運動を行った際の夫々の脈拍
   を測定し脈拍データを得る脈拍測定手段と、 前記仕事量算出手段によって算出された仕事量と、前記
   脈拍測定手段によって測定された脈拍データから、回帰
   式を算出する回帰式算出手段と、 前記回帰式算出手段により算出された回帰式に基づい
   て、所定の脈拍数に対応する仕事量を算出する算出手段
   と、 前記年齢データ入力手段により入力された年齢データに
   対応する仕事量と、前 記算出手段によって算出された仕
   事量とから、体力を評価する体力評価手段と、 前記体力評価手段で得られた体力評価結果を出力する出
   力手段と、 を備えたことを特徴とする測定装置。
7. 【請求項７】踏み台昇降の踏み台の高さデータを設定す
   る高さ設定手段を更に備え、 前記仕事量算出手段は、前記ピッチ算出手段によって算
   出された実際のピッチデータと、前記体重データ入力手
   段によって入力された体重データとに加え、前記高さ設
   定手段によって設定された踏み台昇降の踏み台の高さデ
   ータとから仕事量を算出する手段であることを特徴とす
   る請求項６に記載の測定装置。
8. 【請求項８】年齢データから、最大脈拍数を算出する最
   大脈拍数算出手段を更に備え、 前記仕事量算出手段は、前記回帰式算出手段により算出
   された回帰式に基づいて、最大脈拍数の６５％の脈拍数
   に対応する仕事量を算出する手段であることを特徴とす
   る請求項６又は７に記載の測定装置。