(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓の周期的動作を検出して対応する周期的動作検出信号を出力する周期的動作検出手段と、歩行を検出して歩数を測定する歩数測定手段と、前記周期的動作検出手段が検出した心臓の周期的動作が所定値以上変化したとき、歩数測定動作を開始するように前記歩数測定手段を制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項２】
前記周期的動作の基準値を記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶した基準値に比べて前記周期的動作検出手段が検出した心臓の周期的動作が所定値以上変化した場合に、歩数測定動作を開始するように前記歩行測定手段を制御することを特徴とする請求項１記載の生体情報測定装置。
【請求項３】
前記制御手段は、所定期間における前記周期的動作に基づく値を前記基準値として前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項２記載の生体情報測定装置。
【請求項４】
更に、前記周期的動作の基準値を入力するための入力手段を有し、前記記憶手段は、前記入力手段から入力された基準値を新たな基準値として記憶することを特徴とする請求項２又は３記載の生体情報測定装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記歩数測定手段が歩行を検出した後に歩行を検出しなくなった場合、前記記憶手段に記憶した基準値を所定量変更して新たな基準値とすることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一に記載の生体情報測定装置。
【請求項６】
前記歩数測定手段は、所定時間分の歩数を補正用歩数として実測歩数に加算することによって歩数を算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の生体情報測定装置。
【請求項７】
前記周期的動作検出手段は、前記周期的動作を検出して対応する周期的動作検出信号を出力する検出部と、前記周期的動作検出信号を無線出力する送信部とを有すると共に第１筐体に収容され、
前記制御手段は、前記周期的動作検出信号を無線によって受信する受信部を有し、前記歩数測定手段とともに第２筐体に収容されて成り、
前記制御手段は、前記受信部が受信した周期的動作検出信号に基づいて、前記周期的動作が所定値以上変化したとき、歩数測定動作を開始するように前記歩数測定手段を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の生体情報測定装置。
【請求項８】
前記制御手段は、更に、前記周期的動作検出手段が心臓の周期的動作を所定時間検出しないとき、歩数測定動作を開始するように前記歩数測定手段を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の生体情報測定装置。
【請求項９】
前記歩数測定手段は、歩行を検出して対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行検出手段によって検出した信号に基づいて歩数を算出する歩数算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記歩行検出手段及び歩数算出手段の少なくとも一方に電源を供給して動作させることにより、歩数測定動作を開始するように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の生体情報測定装置。
【請求項１０】
心臓の周期的動作を検出して対応する周期的動作検出信号を出力する周期的動作検出手段と、歩行を検出して歩数を測定する歩数測定手段と、前記周期的動作検出手段が検出した心臓の周期的動作が所定値以上変化したとき、歩数測定動作を開始するように前記歩数測定手段を制御する制御手段と、前記周期的動作検出手段が測定した周期的動作情報と前記歩数測定手段が測定した歩数情報とを無線送信する送信部とを第３筐体に収容し、
前記送信部から前記周期的動作情報と前記歩数情報とを無線により受信する受信部と、前記受信部によって受信した周期的動作情報と歩数情報を表示する表示手段とを第４筐体に収容して成ることを特徴とする生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも人体の歩行を検出して歩数測定を行う機能を有する生体情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、歩行検出手段を用いて使用者の歩行を検出することにより、前記使用者の歩数を測定する歩数計が開発されている。
前記従来の歩数計は、前記歩行検出手段によって使用者の体の動きを検出し、一定の動きがあれば歩行が生じたと判別して、歩数の計数を行っている。
前記歩行検出手段として振り子式の歩行検出手段を用いた歩数計は、腰に装着して歩数測定を行うものと、腕に装着して歩数測定を行う腕時計型のものがあり、いずれの歩数計においても、歩行とは無関係に、体に一定の動きがあれば歩数として計数してしまい、測定誤差が生じやすいという問題がある。
【０００３】
一方、歩行検出手段として、主に加速度センサ等のセンサを使用する歩数計が開発されている。この歩数計には、バックの中に入れて歩数の測定を行うものや、腕等の身体に装着して歩数測定を行う腕時計型のものがある。
【０００４】
前記センサを使用した歩数計としては、中央処理装置（ＣＰＵ）を用いたソフトウェア処理によって歩行なのかノイズなのかを判別することにより、ノイズを誤計数しないようにして、測定精度を向上させようとする歩数計が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、定期的な動きがあった場合などは、歩行と誤認して計数してしまうという問題がある。
特に、前記いずれの歩数計においても、歩行以外の体動が生じた場合や乗り物に乗った場合等は、大きな誤測定が生じるという問題がある。
図１６は、加速度センサを使用した歩数計における測定誤差を示す図であり、被測定者Ａ〜Ｄが各人の腕に歩数計を装着し、歩行は行わずにデスクワークを行った場合の１時間当たりの誤検出数を示している。デスクワークの状況等の相違によって個人差はあるが、被測定者Ａ〜Ｄの１時間当たりの誤検出数は、各々、１１７歩、８９歩、１２６歩、６８歩であった。
【０００５】
【特許文献１】特公平５−８１９５４号公報第２頁左欄第３１行目〜第３頁右欄第２４行目、図３〜図５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、歩行以外の体動が生じた場合や乗り物に乗った場合の歩行の誤測定を抑制することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、心臓の周期的動作を検出して対応する周期的動作検出信号を出力する周期的動作検出手段と、歩行を検出して歩数を測定する歩数測定手段と、前記周期的動作検出手段が検出した心臓の周期的動作が所定値以上変化したとき、歩数測定動作を開始するように前記歩数測定手段を制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする生体情報測定装置が提供される。
周期的動作検出手段は、心臓の周期的動作を検出して対応する周期的動作検出信号を出力する。制御手段は、前記周期的動作検出手段が検出した心臓の周期的動作が所定値以上変化したとき、歩数測定動作を開始するように歩数測定手段を制御する。歩数測定手段は、前記制御手段の制御に応答して歩行を検出して歩数を測定する。
【０００８】
ここで、前記周期的動作の基準値を記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶した基準値に比べて前記周期的動作検出手段が検出した心臓の周期的動作が所定値以上変化した場合に、歩数測定動作を開始するように前記歩行測定手段を制御するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、所定期間における前記周期的動作に基づく値を前記基準値として前記記憶手段に記憶するように構成してもよい。
また、更に、前記周期的動作の基準値を入力するための入力手段を有し、前記記憶手段は、前記入力手段から入力された基準値を新たな基準値として記憶するように構成してもよい。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記歩数測定手段が歩行を検出した後に歩行を検出しなくなった場合、前記記憶手段に記憶した基準値を所定量変更して新たな基準値とするように構成してもよい。
また、前記歩数測定手段は、所定時間分の歩数を補正用歩数として実測歩数に加算することによって歩数を算出するように構成してもよい。
【００１０】
また、前記周期的動作検出手段は、前記周期的動作を検出して対応する周期的動作検出信号を出力する検出部と、前記周期的動作検出信号を無線出力する送信部とを有すると共に第１筐体に収容され、前記制御手段は、前記周期的動作検出信号を無線によって受信する受信部を有し、前記歩数測定手段とともに第２筐体に収容されて成り、前記制御手段は、前記受信部が受信した周期的動作検出信号に基づいて、前記周期的動作が所定値以上変化したとき、歩数測定動作を開始するように前記歩数測定手段を制御するように構成してもよい。
【００１１】
また、前記制御手段は、更に、前記周期的動作検出手段が心臓の周期的動作を所定時間検出しないとき、歩数測定動作を開始するように前記歩数測定手段を制御するように構成してもよい。
また、前記歩数測定手段は、歩行を検出して対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行検出手段によって検出した信号に基づいて歩数を算出する歩数算出手段とを備え、前記制御手段は、前記歩行検出手段及び歩数算出手段の少なくとも一方に電源を供給して動作させることにより、歩数測定動作を開始するように制御するよう構成してもよい。
【００１２】
また、本発明によれば、心臓の周期的動作を検出して対応する周期的動作検出信号を出力する周期的動作検出手段と、歩行を検出して歩数を測定する歩数測定手段と、前記周期的動作検出手段が検出した心臓の周期的動作が所定値以上変化したとき、歩数測定動作を開始するように前記歩数測定手段を制御する制御手段と、前記周期的動作検出手段が測定した周期的動作情報と前記歩数測定手段が測定した歩数情報とを無線送信する送信部とを第３筐体に収容し、前記送信部から前記周期的動作情報と前記歩数情報とを無線により受信する受信部と、前記受信部によって受信した周期的動作情報と歩数情報を表示する表示手段とを第４筐体に収容して成ることを特徴とする生体情報測定装置が提供される。
第３筐体側では、制御手段は周期的動作検出手段が検出した心臓の周期的動作が所定値以上変化したとき、歩数測定動作を開始するように歩数測定手段を制御し、送信部は前記周期的動作検出手段が測定した周期的動作情報と前記歩数測定手段が測定した歩数情報とを無線送信する。第４筐体側では、受信部は前記送信部から前記周期的動作情報と前記歩数情報とを無線により受信し、表示手段は前記受信部によって受信した周期的動作情報と歩数情報を表示する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、歩行以外の体動が生じた場合や乗り物に乗った場合でも、歩行の誤測定を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る生体情報測定装置のブロック図である。
図１において、生体情報測定装置は、受信機１と送信機２を備えている。
受信機１は、時計としての機能、歩数計としての機能、心拍情報を受信して心拍数を表示する機能を有している。
受信機１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１、所定周波数の信号を出力する発振回路１２、発振回路１２の出力信号を所定分周比で分周して計時用の基準信号を出力する分周回路１３、外部から操作可能なスイッチ等によって構成されたキー入力手段１４、加速度センサ等のセンサによって構成され、使用者の歩行（走行も含む。）を検出して該歩行に対応する信号（歩行信号）を出力する歩行検出部１５、歩行検出部１５からの歩行信号を増幅して出力する歩行信号増幅部１６、歩数や心拍数等を表示する表示手段としての表示部１７、測定した歩数情報や心拍情報あるいは設定値等を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１８、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１９、送信機２からの信号を無線により受信する受信部２０、受信部２０が受信した信号をＣＰＵ１１に出力する受信信号制御部２１、ＣＰＵ１１をはじめとする受信機１の各電子回路構成要素に駆動電力を供給する電源としての受信機用電池２２を備えている。受信機１の前記各電子回路構成要素は第２筐体（図３の筐体２０１）に収容されている。
【００１５】
送信機２は、心拍測定機能及び測定した心拍の情報を受信機１に無線送信する機能を有している。
送信機２は、被測定者の心拍を検出して、心臓の周期的動作に対応する周期的動作検出信号である心拍信号を出力する心拍検出部２３、心拍検出部２３からの心拍信号を増幅して出力する心拍信号増幅部２４、心拍信号増幅部２４から出力される心拍信号の送信制御を行う送信制御部２５、送信制御部２５が送信するように制御した心拍信号を受信機１に向けて無線送信する送信部２６、送信部２６をはじめとする送信機２の各電子回路構成要素に駆動電力を供給する電源としての送信機用電池２７を備えている。送信機２の前記各電子回路構成要素は前記第２筐体とは別体の第１筐体（図２の筐体３０１）に収容されている。
【００１６】
ここで、ＣＰＵ１１、受信部２０及び受信信号制御部２１は制御手段を構成し、キー入力手段１４は入力手段を構成し、歩行検出部１５、歩行信号増幅部１６及びＣＰＵ１１は歩数測定手段を構成し、ＲＡＭ１８及びＲＯＭ１９は記憶手段を構成し、心拍検出部２３、心拍信号増幅部２４、送信制御部２５及び送信部２６は心臓の周期的動作を検出して対応する周期的動作信号（心拍信号）を出力する周期的動作検出手段を構成し、心拍検出部２３、心拍信号増幅部２４及び送信制御部２５は検出部を構成している。また、歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６は歩行検出手段を構成し、ＣＰＵ１１は歩数算出手段を構成している。
【００１７】
図２は、送信機２の使用態様を示す図で、図１と同一部分には同一符号を付している。図２に示すように、送信機２は、歩数の被測定者３００の心拍を測定して無線送信する機能を有しており、チェストベルト３０２によって被測定者３００の胸に圧接するように装着して使用される。筐体３０１には、図１に示した送信機２の電子回路構成要素や送信機用電池２７が収容されている。
図３は、受信機１の外観を示す図で、図１と同一部分には同一符号を付している。図３に示すように、受信機１は外観が腕時計型に構成され、送信機２からの心拍情報信号を受信する機能を有すると共に歩数計としての機能を有しており、歩数を測定する被測定者の腕に装着して使用される。筐体外面に配設された表示部１７には時刻、心拍数、歩数等の情報が表示される。また、筐体２０１から突出するように配設されたキー入力手段１４の操作により、表示切換や基準値の設定等の各種設定等が行われる。尚、筐体２０１には、図１に示した受信機１の電子回路構成要素や受信機用電池２２が収容されている。
【００１８】
図４は本発明の第１の実施の形態のタイミング図であり、同図（Ａ）は送信機２の送信部２６から受信機１の受信部２０へ無線送信される心拍信号を示す図で、同図（Ｂ）は受信信号制御部２１から出力される心拍信号を示す図である。
送信機２では、心拍検出部２３が被測定者の心拍を検出する毎に、パルス信号状の心拍信号を出力し、心拍信号増幅部２４が前記心拍信号を増幅した後、送信制御部２５が心拍信号増幅部２４からの各心拍信号を図４（Ａ）に示すようなバースト信号に変換して、送信部２６から前記バースト信号形式の心拍信号を無線出力する。
受信機１では、受信部２０が前記バースト信号形式の各心拍信号を無線により受信して出力すると、受信信号制御部２１は受信部２０からの各心拍信号を図４（Ｂ）に示すように波形整形して、ＣＰＵ１１に出力する。
【００１９】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る説明図であり、被測定者が歩行しながら測定した心拍数を示す図である。横軸は時間（単位：秒）で、縦軸が心拍数（単位：ＢＰＭ）を表している。図５に示すように、歩行停止時、通常歩行時、階段上り時、歩行停止時の順で心拍数が大きく変化している。このように、本実施の形態では、歩行にともなって心拍数が変化する点に着目して歩行を開始したか否かを判別するようにしている。これにより、歩行検出部１５が検出する信号が歩行によるものか、あるいは体動等によるノイズなのかを、より正確に判別可能にして、測定誤差の発生を抑制するようにしている。
【００２０】
図６〜図１０は、本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートであり、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１９に記憶されたプログラムを実行することによって行う処理を示している。以下、図１〜図１０を用いて、その動作を詳細に説明する
先ず、被測定者３００は、送信機２を動作状態にしてチェストベルト３０２によって自己の胸に圧接するように装着し又、受信機１を自己の手首に装着して動作させる。
送信機２では、前述したように、心拍検出部２３が被測定者の心拍を検出する毎に、パルス信号状の心拍信号を出力し、心拍信号増幅部２４が前記心拍信号を増幅した後、送信制御部２５が心拍信号増幅部２４からの各心拍信号を図４（Ａ）に示すようなバースト信号に変換し、送信部２６から前記バースト信号形式の心拍信号を無線出力する。
【００２１】
受信機１では、受信部２０が前記各心拍信号を無線により受信して出力すると、受信信号制御部２１は受信部２０からの各心拍信号を図４（Ｂ）に示すように波形整形して、ＣＰＵ１１に出力する。
ＣＰＵ１１は、受信信号制御部２１から前記心拍信号を受信すると、心拍数を計数する（図６のステップＳ６１）。次に、ＣＰＵ１１は、心拍数を計数した結果、心拍数が上昇したか否かを判断する（ステップＳ６２）。
【００２２】
尚、心拍数が上昇したか否かの判断方法としては、例えば、今回測定した心拍数と所定期間（例えば過去１分位）の平均心拍数と比較して、心拍数が上昇したか否かを判断するようにしてもよい。また、心拍数の上昇率に基づいて心拍数が上昇したか否かを判断するようにしてもよく又、心拍数の上昇値に基づいて心拍数が上昇したか否かを判断するようにしてもよい。また、比較の基準となる心拍数は、使用者がキー入力手段１４を操作することによって入力するようにしてもよい。いずれの場合も、基準値をＲＡＭ１８に記憶するようにして、ＲＡＭに記憶した基準値を用いて、心拍数の上昇率又は上昇値に基づいて、心拍数が上昇したか否かを判断するようにしてもよい。
【００２３】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ６２において心拍数が上昇したと判断した場合、所定割合（Ｘ％）以上上昇したか否かを判断する（ステップＳ６３）。前記所定割合はＲＡＭ１８に記憶されている値である。
ＣＰＵ１１は、ステップＳ６３においてＸ％以上上昇したと判断した場合、歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６に電源を投入することによって歩数計測を許可して、歩行検出動作を開始する（ステップＳ６４）。このように、歩数計測禁止状態では省電力化のために歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６に電源を供給しないようにしておき、歩数計測許可時に、電源を投入することによって歩数計測を許可して、歩行検出動作を開始するように構成している。前記歩数計測許可を行う場合、歩行検出部１５や歩行信号増幅部１６には他の電子回路構成要素とともに電源を投入しておき、ＣＰＵ１１が歩行検出部１５や歩行信号増幅部１６から受信する歩行信号の計数動作を開始するように構成してもよい。即ち、歩行検出部１５や歩行信号増幅部１６への電源投入及びＣＰＵ１１による歩数算出動作の少なくとも一方を行うことにより、歩数計測許可を行って歩数計数動作を開始するようにしてもよい。
【００２４】
次に、ＣＰＵ１１は、受信信号制御部２１から入力された心拍信号を所定時間計測して平均化した心拍数を算出し（ステップＳ６５）、表示部１７が前記心拍数を表示するように表示部１７を制御する（ステップＳ６６）。これにより、表示部１７には被測定者３００の心拍数が表示される。
ＣＰＵ１１は、ステップＳ６３において、心拍数がＸ％以上上昇していないと判断した場合、歩数計測を許可せずにステップＳ６５に移行する。また、ＣＰＵ１１は、ステップＳ６２において、心拍数が上昇していないと判断した場合、歩数計測を許可せずにステップＳ６５に移行する。
【００２５】
心拍数の上昇は、歩行開始からある程度遅れて発生するため、正確な歩数を測定するためには、前記遅れ分に発生した歩数を加算して補正する必要がある。このために、ＣＰＵ１１は、前記遅れ分に相当する所定時間（例えば１０秒位）の歩数（補正用歩数）を予め計数しておき、ＲＡＭ１８に記憶しておく。ＣＰＵ１１は、歩数測定が許可されたら、ＲＡＭ１８から前記所定時間の歩数を読み出して、測定した歩数に加算して補正後の歩数を算出し、該歩数を正しい歩数として表示部１７に表示する。
【００２６】
図７を用いて前記歩数補正処理を説明すると、ＣＰＵ１１は、図６の処理ステップＳ６４の歩数計測の許可を行ったか否かを判断し（ステップＳ７１）、歩数計測許可を行ったと判断した場合には、歩数バッファであるＲＡＭ１８から前記補正用歩数を読み出して、計数値（実測の歩数）に加算した後（ステップＳ７２）、前記歩数バッファをクリアする（ステップＳ７３）。
その後、ＣＰＵ１１は、歩行検出部１５から歩行信号を受信する毎に、歩数を加算して現在の正確な歩数を算出し（ステップＳ７４）、表示部１７を制御して、表示部１７に現在の累積歩数を表示する。
【００２７】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ７１において、、歩数計測許可を行っていないと判断した場合には、歩数バッファであるＲＡＭ１８に歩数を加算した後（ステップＳ７１）、表示部１７がその時点の歩数を表示するように表示部１７を制御する。
尚、前記歩数補正処理は、処理ステップ７６において前記歩数バッファに加算した歩数を加算することによって行う。前記歩数補正処理を行うことにより、心拍数が所定値上昇するまでの時間に生じた歩行を考慮して歩数を算出することになるため、より正確な歩数測定が可能になる。
【００２８】
被測定者が歩行開始後、歩行停止した場合、その直後に再び歩行開始したときの心拍数の変化は、図５と同一ではなくなる。即ち、長時間歩行停止した状態から歩行を開始する場合は心拍数は低い状態で歩行開始することになるが、歩行停止直後に歩行再開した場合は、心拍数が高い状態で歩行開始することになる。したがって、ＣＰＵ１１は、再歩行開始したか否かを判断する場合、図８に示すようにして判断基準値を変更する（例えば、歩行したと判断する際の基準値である心拍数の上昇値を低くしたり、上昇率（％）を低くする。）ことによって、歩行停止直後の再歩行開始の判断を、より正確に行うようにしている。
【００２９】
即ち、図８において、被測定者が歩行停止すると、歩行検出部１５は歩行を検出しなくなるため、ＣＰＵ１１は、歩行信号を所定時間受信しなった場合、歩行停止したと判断する。この状態で、ＣＰＵ１１は、歩行開始したか否かの判断基準値を所定値に変更（例えば、上昇率をＸからＺに変更）する（ステップＳ８１）。ＣＰＵ１１は、前記基準値を用いて、歩行開始したか否かを判断する。
ＣＰＵ１１は、処理ステップＳ８１において基準値を変更した後、歩行開始することなく所定時間（例えば１分）経過したか否かを判断し（ステップＳ８２）、所定時間経過したと判断した場合には、前記基準値を初期値に戻す（ステップＳ８３）。これにより、歩行停止後所定時間経過した場合には、心拍数が安定して初期状態に戻ると考えられるため、前記基準値を初期値に戻すことにより、より正確な歩行判断を行うことが可能になる。
尚、ステップＳ８２、Ｓ８３では、所定時間経過したとき基準値を初期値に戻すようにしたが、歩行停止を検出した時の心拍数と比較して、所定値（例えば２０％）降下した場合に、初期値に戻すようにしてもよい。
【００３０】
本実施の形態では、送信機２を胸から取り外した状態で、受信機１のみを腕に装着している場合等のように、受信機１が送信機２から心拍信号を受信しなくなった場合でも、歩数の測定を可能にしている。
即ち、図９において、ＣＰＵ１１は、受信部２０及び受信信号制御部２１を介して心拍信号を所定時間受信しなくなると、歩数計測許可を行って、歩行検出部１５、歩行信号増幅部１６に電池２２から駆動電力を供給し、歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６お双方を動作状態とし、また、ＣＰＵ１１自身も歩数計数を可能な状態とする（ステップＳ９１）。次に、ＣＰＵ１１は、前記歩数バッファに記憶されている歩数データをクリアして、歩数測定が可能な状態とする（ステップＳ９２）。これにより、被測定者が送信機２を胸から取り外す等して、受信機１が送信機２から心拍信号を受信しなくなった場合でも、歩数の測定が可能になる。
【００３１】
図１０は歩数補正処理を示すフローチャートである。図７に示した歩数補正処理では、ＣＰＵ１１は、所定の遅れ分に相当する所定時間の歩数（補正用歩数）を予め計数しておき、実測した歩数（実歩数）に前記補正用歩数を加算して正しい歩数を算出するようにしたが、図１０の歩数補正処理では、ＣＰＵ１１は、歩行開始を判断した後の歩数のピッチに基づいて遅れ分に相当する所定時間の歩数を計算し、実歩数に加算するようにしている。
即ち、図１０において、ＣＰＵ１１は、歩数計測許可を行うか否かを判断し（ステップＳ１０１）、歩数計測許可を行うと判断した場合には、１歩目の歩行か否かを判断する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０２において、１歩目の歩行と判断した場合、そのときの時刻を時刻データＴ１として取得する（ステップＳ１０９）。
次に、ＣＰＵ１１は、ステップ１０１で歩数計測許可を行うと判断した後、ステップＳ１０２で１歩目の歩行ではないと判断した場合、２歩目の歩行か否かを判断する（ステップＳ１０３）。
【００３２】
次に、ＣＰＵ１１は、ステップ１０３において、２歩目の歩行と判断した場合、そのときの時刻を時刻データＴ２として取得する（ステップＳ１０４）。
次に、ＣＰＵ１１は、時刻データＴ２と時刻データＴ１の差をとることにより、歩行のピッチを算出する（ステップＳ１０５）。
次に、ＣＰＵ１１は、心拍数が所定基準値まで上昇するまでの所定時間と前記ピッチに基づいて、心拍が所定基準値まで上昇するまでに被測定が歩いた歩数（補正用歩数）Ｐ１を算出し（ステップＳ１０６）、実歩数Ｐ２に補正用歩数Ｐ１を加算して正しい歩数を算出する（ステップＳ１０７）。ＣＰＵ１１は、前記算出した正しい歩数を表示するように表示部１７を制御して、表示部１７に前記歩数を表示させる（ステップＳ１０８）。
【００３３】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０３において、２歩目の歩行ではないと判断した場合、現在計数中の歩数に１歩加算し（ステップＳ１０５）、該加算後の歩数を表示部１７が表示するように表示部１７を制御して表示させる（ステップＳ１０８）。これにより、３歩目以降は、ピッチの算出は行わずに、ステップＳ１０１〜１０３、Ｓ１１０、Ｓ１０８の処理を行って、正しい歩数を表示部１７に表示する。
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る生体情報測定装置のブロック図であり、図１の構成要素に対応する機能を有する部分には同一符号を付している。
前記第１の実施の形態においては、受信機１側に歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６を設けたが、本第２の実施の形態においては、送信機２側に歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６を設けるように構成することにより、歩数測定及び心拍数測定を送信機２側によって行うように構成している。このために、送信機２から送信されるデータは、心拍数のデータと歩数のデータを合成して混在させたデータとして送信する。受信機１側では、前記混在データを心拍数と歩数に分離処理して表示を行うように構成している。
【００３４】
受信機１は、前記第１の実施の形態同様に腕時計型の外観構成を有しており、時計としての機能、歩数情報や心拍情報を受信して歩数や心拍数を表示する機能を有している。
受信機１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１、所定周波数の信号を出力する発振回路１２、発振回路１２の出力信号を所定分周比で分周して計時用の基準信号を出力する分周回路１３、外部から操作可能なスイッチ等によって構成されたキー入力手段１４、時刻や歩数あるいは心拍数等を表示する表示部１７、送信機２から受信した歩数情報や心拍情報あるいは設定値等を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１８、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１９、送信機２からの信号を無線で受信する受信部２０、受信部２０が受信した受信信号をＣＰＵ１１に出力する受信信号制御部２１、ＣＰＵ１１をはじめとする受信機１の各電子回路構成要素に電力を供給する電源としての受信機用電池２２を備えている。受信機１の前記各電子回路構成要素は、前記第１の実施の形態と同様の構成の第４筐体（図示せず）に収容されている。
【００３５】
送信機２は、歩数測定機能、心拍測定機能及び測定した歩数や心拍の情報を受信機１に無線送信する機能を有している。
送信機２は、加速度センサ等のセンサによって構成され、使用者の歩行（走行も含む。）を検出して該歩行に対応する信号（歩行信号）を出力する歩行検出部１５、歩行検出部１５からの歩行信号を増幅して出力する歩行信号増幅部１６、被測定者の心拍を検出して対応する心拍信号を出力する心拍検出部２３、心拍検出部２３からの心拍信号を増幅して出力する心拍信号増幅部２４、中央処理部（ＣＰＵ）２８、合成された歩数情報及び心拍情報を受信機１に無線送信する送信部２６、測定した歩数データや心拍データあるいは設定値等を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２９、ＣＰＵ２８が実行するプログラム等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３０、ＣＰＵ２８をはじめとする送信機２の各電子回路構成要素に電力を供給する電源としての送信機用電池２７を備えている。送信機２の前記各電子回路構成要素は、前記第１の実施の形態と同様の構成の第３筐体（図示せず）に収容されている。
尚、心拍検出部２３、心拍信号増幅部２４及びＣＰＵ２８は周期的動作検出手段を構成し、歩行検出部１５、歩行信号増幅部１６及びＣＰＵ２８は歩数測定手段を構成し、ＣＰＵ２８は制御手段を構成し、表示部１７は表示手段を構成している。また、歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６は歩行検出手段を構成し、ＣＰＵ２８は歩数算出手段を構成している。
【００３６】
図１２は、本発明の第２の実施の形態において、送信機２から受信機１へ、心拍数データと歩数データを混在したデータ信号として送信した場合に、受信信号制御部２１から出力される出力信号波形である。
また、図１３は、本第２の実施の形態において、送信機２で測定した心拍数と歩数のデータを所定タイミングで（例えば、１秒に１回）送信する処理を示すフローチャートであり、ＣＰＵ２８がＲＯＭ３０に記憶されたプログラムを実行することによって行う処理を示している。尚、１秒に１回の送信タイミングでは、歩数データがリニア表示されないので、もっと速くするほうが好ましい。逆に、歩行の速さによって送信周期を変化すれば、受信機１側で、リニアな歩数表示が可能になる。
【００３７】
図１３に示すように、送信機２のＣＰＵ２８は、１秒経過する毎に、心拍検出部２３及び心拍信号増幅部２４を介して受信した心拍信号に基づいて所定時間当たりの心拍数を算出すると共に、歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６を介して受診信した歩行信号に基づいて累積の歩数を算出し、前記心拍数のデータと歩数のデータを合成することによって前記心拍データ及び歩数データを混在させて図１２に示すようにコード化して送信用データを生成し（ステップＳ１３１）、前記送信データによって心拍数及び歩数のデータを、送信部２６から送信する（ステップＳ１３２）。
【００３８】
図１４、図１５は、本発明の第２の実施の形態の動作を示すフローチャートであり、ＣＰＵ２８がＲＯＭ３０に記憶されたプログラムを実行することによって行う処理を示している。以下、図１１〜図１５を用いて、その動作を詳細に説明する
前記第１の実施の形態と同様に、被測定者は送信機２を動作状態にしてチェストベルトによって自己の胸に圧接するように装着し、受信機１を自己の手首に装着して動作させる。
通常の動作状態では、送信機２では、心拍検出部２３が被測定者の心拍を検出する毎に対応するパルス信号状の心拍信号を出力し、心拍信号増幅部２４が前記心拍信号を増幅した後、ＣＰＵ２８に出力する。また、歩数検出部１５は被測定者の歩行を検出する毎に対応する歩行信号を出力し、歩行信号増幅部１６は前記歩行信号を増幅してＣＰＵ２８に出力する。ＣＰＵ２８は、心拍信号増幅部２４からの心拍信号と歩行信号増幅部１６からの歩行信号とに基づいて、所定時間における心拍数と現在までの累積歩数を算出した後、図１３に示す処理を行うことにより、前記心拍データ及び歩数データを合成することによって前記心拍データ及び歩数データが混在する送信用データを生成し、該送信用データを図１２に示すようにコード化して、送信部２６から送信する。
【００３９】
受信機１側では、受信部２０は前記コード化された送信用データを受信して受信信号制御部２１に出力する。受信信号制御部２１は、受信部２０から信号を受信して、図１２に示すコード化された信号をＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、受信信号制御部２１からの前記コード化された信号を解析することによって、所定時間当たりの心拍数及び現時点の累積歩数の情報を得て、表示部１７が前記心拍数及び歩数を表示するように制御する。表示部１７は、ＣＰＵ１１の制御に応答して、前記心拍数及び累積歩数を表示する。
次に、図１４を用いて、心拍数が所定基準値から所定値上昇したときに、歩行を開始したと判断して歩数測定を行う場合の処理を説明する。
図１４において、ＣＰＵ２８は、心拍信号増幅部２４から心拍信号を受信すると、心拍数を計数する（ステップＳ１４１）。次に、ＣＰＵ２８は、心拍数を計数した結果、心拍数が上昇したか否かを判断する（ステップＳ１４２）。尚、心拍数が上昇したか否かの判断方法としては、前記第１の実施の形態と同様の各種方法を採用することが可能である。
【００４０】
ＣＰＵ２８は、ステップＳ１４２において、心拍数が上昇したと判断した場合、所定割合（Ｘ％）以上上昇したか否かを判断する（ステップＳ１４３）。ＣＰＵ２８は、ステップＳ１４３において、Ｘ％以上上昇したと判断した場合、歩数計測を許可して、歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６に電源を投入して歩行検出動作を開始する（ステップＳ１４４）。ＣＰＵ２８は、歩行信号増幅部１６から歩行信号が入力される毎に計数して、累積の歩数を算出する。
尚、前記歩数計測許可を行う場合、歩行検出部１５や歩行信号増幅部１６には他の電子回路構成要素とともに電源を投入しておき、ＣＰＵ２８が歩行検出部１５や歩行信号増幅部１６から受信する歩行信号の計数動作を開始するように構成してもよい。
【００４１】
次に、ＣＰＵ２８は、心拍信号増幅部２４から入力された心拍信号を所定時間計測して平均化した心拍数を算出し（ステップＳ１４５）、ＲＡＭ１８に記憶している心拍数を前記新たに算出した心拍数に置き換えて更新する（ステップＳ１４６）。
ＣＰＵ２８は、所定時間間隔で、算出した累積の歩数及び心拍数を合成して、歩数と心拍数が混在するコード化した送信用データを送信部２６に出力する。送信部２６は、前記送信用データを受信機１に無線送信する。
受信機１では、受信部２０は送信機２から前記歩数と心拍数が混在するコード化された送信用データを受信し、受信信号制御部２１は受信部２０からの前記コード化された送信用データをＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、受信信号制御部２１からの前記コード化されたデータ信号を解析することによって、所定時間当たりの心拍数及び現時点の累積歩数の情報を得て、表示部１７が単位時間当たりの心拍数及び現在までの累積の歩数を表示するように制御する。表示部１７は、ＣＰＵ１１の制御に応答して、前記心拍数及び累積歩数を表示する。
【００４２】
ＣＰＵ２８は、ステップＳ１４３において、心拍数がＸ％以上上昇していないと判断した場合、歩数計測を許可せずにステップＳ１４５に移行する。また、ＣＰＵ２８は、ステップＳ１４２において、心拍数が上昇していないと判断した場合、歩数計測を許可せずにステップＳ１４５に移行する。
尚、本第２の実施の形態では、送信機２側から所定時間当たりの心拍数及び累積した歩数のデータを受信機１に送信し、受信機１において前記心拍数及び歩数を表示するように構成したが、送信機２側から所定時間当たりの心拍数及び累積した歩数のデータを受信機１に送信し、受信機１において前記所定時間当たりの心拍数に基づいて単位時間当たりの心拍数を算出し、該算出した心拍数と受信した歩数を表示するように構成する等、受信機１と送信機２の役割分担を種々に変更することが可能である。
【００４３】
心拍数の上昇は、歩行開始からある程度遅れて発生するため、正確な歩数を測定するためには、前記遅れ分に発生した歩数を加算して補正する必要がある。このために、ＣＰＵ２８は、前記遅れ分に相当する所定時間（例えば１０秒位）の歩数（補正用歩数）を予め計数しておき、ＲＡＭ２９に記憶しておく。ＣＰＵ２８は、歩数測定が許可されたら、ＲＡＭ２９から前記所定時間の歩数を読み出して、測定した歩数に加算して補正後の歩数を算出し、心拍数のデータとともに、該歩数を正しい累積歩数として、コード化した送信用データを送信部２６から受信機１に送信する。
【００４４】
図１５を用いて前記歩数補正処理を説明すると、ＣＰＵ２８は、図１４の処理ステップＳ１４４の歩数計測許可を行ったか否かを判断し（ステップＳ１５１）、歩数計測許可を行ったと判断した場合には、歩数バッファであるＲＡＭ２９から前記補正用歩数を読み出して、計数値（実測の歩数）に加算した後（ステップＳ１５２）、前記歩数バッファをクリアする（ステップＳ１５３）。
その後、ＣＰＵ２８は、歩行検出部１５及び歩行信号増幅部１６を介して歩行信号を受信する毎に、歩数を加算して現在の正確な歩数を算出し（ステップＳ１５４）、ＲＡＭ２９に記憶している歩数を前記新たに算出した歩数に置き換えて更新する（ステップＳ１５５）。
【００４５】
ＣＰＵ２８は、所定時間間隔で、算出した累積の歩数及び心拍数を合成して歩数と心拍数が混在する信号にコード化した送信用データを送信部２６に出力する。送信部２６は、前記送信用データを受信機１に無線送信する。
受信機１では、受信部２０は送信機２から前記歩数と心拍数が混在するコード化された送信用データを受信し、受信信号制御部２１は受信部２０からの前記コード化された送信用データをＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、受信信号制御部２１からの前記コード化されたデータ信号を解析することによって、所定時間当たりの心拍数及び現時点の累積歩数の情報を得て、表示部１７が単位時間当たりの心拍数及び歩数を表示するように制御する。表示部１７は、ＣＰＵ１１の制御に応答して、前記心拍数及び累積歩数を表示する。
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１５１において、、歩数計測許可を行っていないと判断した場合には、前記歩数バッファに歩数を加算して（ステップＳ１５６）、前記バッファに記憶している歩数を前記新たに算出した歩数に置き換えて更新する（ステップＳ１５５）。
このように、歩数補正処理を行うことにより、心拍数が所定値上昇するまでの時間に生じた歩行を考慮して歩数を算出することになるため、より正確な歩数測定が可能になる。
【００４６】
以上述べたように、前記各実施の形態によれば、歩行開始をより正確に判別することが可能になるので、歩行以外の体動が生じた場合や乗り物に乗った場合でも、歩行の誤測定を抑制することが可能になる。
また、歩行開始を検出するまで、歩行検出部１５や歩行信号増幅部１６の電源を遮断しておくことにより、省電力化が可能になる。
尚、前記各実施の形態では、歩行検出部１５を腕や胸に装着した状態で歩行検出を行うように構成したが、バッグ等に収納した状態で歩行検出を行うようにしてもよい。
また、前記各実施の形態では、胸に装着した心電計によって歩行開始を検出したが、腕や指に装着した脈拍計や心拍計によって歩行開始を検出するように構成するなど、歩行開始に伴う心臓の周期的動作の変化を検出することによって、歩行開始を検出するように構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
心拍や脈拍等の歩行開始に伴う心臓の周期的動作の変化を検出することによって歩行開始を検出して歩数測定を行うようにした生体情報測定装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る生体情報測定装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に使用する送信機の使用態様を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に使用する受信機の外観を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のタイミング図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る生体情報測定装置のブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態のタイミング図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図１６】従来の歩数計における測定誤差の程度を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・受信機
２・・・送信機
１１・・・制御手段、歩数測定手段、歩数算出手段を構成するＣＰＵ
１２・・・発振回路
１３・・・分周回路
１４・・・入力手段を構成するキー入力手段
１５・・・歩数測定手段を構成する歩行検出部
１６・・・歩数測定手段を構成する歩行信号増幅部
１７・・・表示手段を構成する表示部
１８、２９・・・記憶手段を構成するＲＡＭ
１９、３０・・・記憶手段を構成するＲＯＭ
２０・・・制御手段を構成する受信部
２１・・・制御手段を構成する受信信号制御部
２２・・・受信機用電池
２３・・・周期的動作検出手段、検出部を構成する心拍検出部
２４・・・周期的動作検出手段、検出部を構成する心拍信号増幅部
２５・・・周期的動作検出手段、検出部を構成する送信制御部
２６・・・周期的動作検出手段を構成する送信部
２７・・・送信機用電池
２８・・・制御手段、歩数算出手段、歩数測定手段を構成するＣＰＵ
２０１・・・第２筐体
３００・・・被測定者
３０１・・・第１筐体
３０２・・・チェストベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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