(57)【要約】【課題】運動中でも安定的に脈拍測定を行うことのできる脈拍測定装置を提供する。【解決手段】加速度レベルと脈拍数とに対応させて脈拍検出部の突出量データを登録可能なデータテーブル（ＤＴ１）を備え、脈拍検出部の突出量を変更して脈拍の検出が可能となった場合に、その時点で測定された脈拍数および加速度レベルに対応するデータテーブル（ＤＴ１）の記憶領域に、現在の脈拍検出部の突出量を示すデータを格納するとともに、脈拍の検出が不能となった場合に、不能直前に測定されていた脈拍数と現在測定されている加速度レベルとに対応するデータテーブル（ＤＴ１）の記憶領域から突出量データを読み出して、脈拍検出部の突出量をこれに合わせるように構成する。【選択図】図１１
2009131297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸状に形成され光学的に脈拍を検出する脈拍検出部を備え、この脈拍検出部が装置本体の一面に突出した状態に配置されるとともに、この脈拍検出部を皮膚表面に接触させて脈拍の測定を行う脈拍測定装置において、
前記脈拍検出部の突出量を電動により増減可能な突出量変更手段と、
加速度の検出を行う加速度検出手段と、
脈拍数と加速度レベルとに対応する脈拍検出部の突出量を記憶するデータテーブルと、
前記突出力変更手段による脈拍検出部の突出量の変更制御を行う制御手段とを備え、
前記データテーブルは、脈拍数による区分と、加速度の時間的な平均を表わす加速度レベルによる区分とで、複数の記憶領域に区分され、
前記制御手段は、
前記脈拍検出部の検出に基づき脈拍数を測定できた場合に、この脈拍数および前記加速度検出手段の検出に基づく加速度レベルに対応する前記データテーブルの記憶領域に、前記脈拍検出部の現在の突出量を示すデータを格納し、
前記脈拍検出部の検出に基づき脈拍数の測定が不能となった場合に、直近に測定されていた脈拍数と、直近に測定されていた加速度レベルとに対応する前記データテーブルの記憶領域を確認し、前記突出量を示すデータが格納されている場合に、この突出量のデータを読み出して、前記突出量変更手段により前記脈拍検出部の突出量をこれに合わせることを特徴とする脈拍測定装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記脈拍検出部の検出に基づき脈拍数の測定が不能となった場合で、直近に測定されていた脈拍数と、直近に測定されていた加速度レベルとに対応する前記データテーブルの記憶領域に、前記突出量のデータが格納されていなかった場合に、
前記データテーブルの脈拍数の区分および加速度レベルの区分を、値が大きくなる方向へ順次ずらして、前記突出量のデータが格納されている記憶領域を探索し、
データが格納されている記憶領域が見つかったら、この突出量のデータを読み出して、前記突出量変更手段により前記脈拍検出部の突出量をこれにあわせることを特徴とする請求項１記載の脈拍測定装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記脈拍検出部の検出に基づき脈拍数の測定が不能となった場合で、直近に測定されていた脈拍数が不明である場合に、前記突出量変更手段により前記脈拍検出部の突出量を増加させながら、脈拍の検出が可能となる突出量を探索することを特徴とする請求項１又は２に記載の脈拍測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば腕などに装着して脈拍の検出を行う脈拍測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、腕などに装着して光学的に脈拍の検出を行う脈拍測定装置が知られている（例えば、特許文献１，２）。このような脈拍測定装置では、脈拍検出部に発光素子と受光素子とを設け、発光素子により皮膚下に光を出射するとともに、その反射光を受光素子で受けて、この受光量の変化により脈拍を検出するように構成されている。皮膚下に透過された光は、血液により反射されて受光部に入射するため、受光部により脈拍を示す信号が出力される。
【０００３】
また、特許文献１，２には、脈拍検出部を凸状に形成し、脈拍検出部を皮膚に食い込ませることで、安定した脈拍測定を行う技術が開示されている。
【特許文献１】特許第３７２２２０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２６５４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の脈拍測定装置は、安静な状態で脈拍測定が行われることを前提に開発されており、運動時でも安定的に脈拍の測定を行えるように構成されたものは無かった。
【０００５】
運動時には、血圧の変動や測定部位の血流量の変化により脈波信号の強度が変化するとともに、脈波信号に体動に起因するノイズが混入されるため、安静時と同様の条件では、安定的な脈拍の検出は難しかった。
【０００６】
また、運動時に脈拍測定を行う場合には、ユーザによって異なる運動がなされることが想定され、また、同一の運動であっても、ユーザにより血圧の変動や血流量の変化などは一定しないため、脈拍測定の条件をユーザごとに異ならせて設定しないと、運動時に安定的な脈拍測定を行うのは難しいと考えられた。
【０００７】
この発明の目的は、運動中でも安定的に脈拍測定を行うことのできる脈拍測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
凸状に形成され光学的に脈拍を検出する脈拍検出部を備え、この脈拍検出部が装置本体の一面に突出した状態に配置されるとともに、この脈拍検出部を皮膚表面に接触させて脈拍の測定を行う脈拍測定装置において、
前記脈拍検出部の突出量を電動により増減可能な突出量変更手段と、
加速度の検出を行う加速度検出手段と、
脈拍数と加速度レベルとに対応する脈拍検出部の突出量を記憶するデータテーブルと、
前記突出力変更手段による脈拍検出部の突出量の変更制御を行う制御手段とを備え、
前記データテーブルは、脈拍数による区分と、加速度の時間的な平均を表わす加速度レベルによる区分とで、複数の記憶領域に区分され、
前記制御手段は、
前記脈拍検出部の検出に基づき脈拍数を測定できた場合に、この脈拍数および前記加速度検出手段の検出に基づく加速度レベルに対応する前記データテーブルの記憶領域に、前記脈拍検出部の現在の突出量を示すデータを格納し、
前記脈拍検出部の検出に基づき脈拍数の測定が不能となった場合に、直近に測定されていた脈拍数と、直近に測定されていた加速度レベルとに対応する前記データテーブルの記憶領域を確認し、前記突出量を示すデータが格納されている場合に、この突出量のデータを読み出して、前記突出量変更手段により前記脈拍検出部の突出量をこれに合わせることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の脈拍測定装置において、
前記制御手段は、
前記脈拍検出部の検出に基づき脈拍数の測定が不能となった場合で、直近に測定されていた脈拍数と、直近に測定されていた加速度レベルとに対応する前記データテーブルの記憶領域に、前記突出量のデータが格納されていなかった場合に、
前記データテーブルの脈拍数の区分および加速度レベルの区分を、値が大きくなる方向へ順次ずらして、前記突出量のデータが格納されている記憶領域を探索し、
データが格納されている記憶領域が見つかったら、この突出量のデータを読み出して、前記突出量変更手段により前記脈拍検出部の突出量をこれにあわせることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の脈拍測定装置において、
前記制御手段は、
前記脈拍検出部の検出に基づき脈拍数の測定が不能となった場合で、直近に測定されていた脈拍数が不明である場合に、前記突出量変更手段により前記脈拍検出部の突出量を増加させながら、脈拍の検出が可能となる突出量を探索することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に従うと、測定された加速度レベルと脈拍数とに応じて、脈拍検出が可能となった脈拍検出部の突出量を示すデータが、データテーブルに登録されていくので、このデータテーブルを使用して脈拍検出部の突出量の調整を行うことで、ユーザに合った条件で運動中でも安定的に脈拍の測定を行うことが出来るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態の脈拍測定装置の内部構成を示すブロック図、図２はこの脈拍測定装置の内部機構を示す断面図、図３は、脈拍検出部６の突出量を変化させる突出量変更機構を示す分解斜視図である。
【００１４】
この実施の形態の脈拍測定装置１は、手首Ａにはめて脈拍測定を行う腕時計型の測定装置であり、図１に示すように、脈拍測定に関する種々の表示を行う表示部５ａと、表示部５ａを駆動する表示駆動用のドライバ４１と、音の出力を行う報音部４２と、温度検出を行う例えばサーミスタなどの温度検出部４３と、後述の脈拍検出部６（図２参照）に設けられる光学素子部（発光素子６ａと受光素子６ｂ）と、発光素子６ａの駆動制御や受光素子６ｂからの信号入力処理を行う光学検出制御部４４と、脈拍検出部６の突出量を増減させるモータ５３と、脈拍検出部６の突出量の増減量（例えば駆動ギヤ５３ａの回転量）を検出するエンコーダなどの回転量検出部３０と、モータ５３をサーボ制御する凸量制御部５２を備えている。また、制御プログラムを実行して装置の全体的な制御を行うマイクロコンピュータなどの制御部４５と、制御データや制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）４６と、制御部４５に作業用のメモリ空間を付与する記憶手段としてのＲＡＭ（Random Access Memory）４７と、例えば表示部５ａの周辺などに図示略の複数の操作キーを有しユーザからの操作指令を入力するキー入力部４８と、カウンタを有し計時を行う時計回路５１と、時計回路に所定周波数のクロック信号を供給する発振器４９および分周回路５０と、加速度を検出する加速度検出部５６を備えている。上記構成のうち、モータ５３、回転量検出部３０および凸量制御部５２により突出量変更手段が構成され、加速度検出部５６により加速度検出手段が構成され、制御部４５により制御手段が構成されている。
【００１５】
また、図２に示すように、この脈拍測定装置１は、装置の各機能構成が搭載される本体部１ａと、本体部１ａのバンド接続部９に接続されて人の手首Ａに巻かれるバンド２とから構成されている。本体部１ａには、上述の各構成や、電力を供給する電池５５が搭載されとともに、その下面側には突出する状態に配置された脈拍検出部６が設けられている。また、この脈拍検出部６の突出量を変化させる突出量変更機構２０も設けられている。
【００１６】
脈拍検出部６は、凸状の形成された透光部材６ｃと、透光部材６ｃの内側に設けられた発光ダイオードなどの発光素子６ａと、透光部材６ｃの内側に設けられたフォトダイオードなどの受光素子６ｂ等から構成される。
【００１７】
突出量変更機構２０は、図３にも示すように、脈拍検出部６を露出させる穴８ａが形成された調整板８と、本体部１ａに軸回転可能な状態で固定される複数のねじ部材２４，２４と、これらねじ部材２４，２４を回転駆動する駆動ギヤ５３ａ，５３ａと、ねじ部材２４，２４に対応する位置で調整板８に設けられた複数の円筒部２３，２３等から構成される。ねじ部材２４，２４の上側には、駆動ギヤ５３ａ，５３ａと噛み合うピニオンギア２４ａ，２４ａが設けられ、ねじ部材２４，２４の下側には、雄ねじ２４ｂ，２４ｂが設けられている。また、円筒部２３，２３の内側には上記雄ねじ２４ｂ，２４ｂと螺合する雌ねじ２３ａ，２３ａが形成されている。そして、モータ５３により駆動ギヤ５３ａ，５３が回転駆動されることで、ねじ部材２４，２４が軸回転し、それにより雄ねじ２４ｂ，２４ｂと雌ねじ２３ａ，２３ａが螺合して調整板８が上下に変位するようになっている。
【００１８】
脈拍検出部６は本体部１ａの裏窓４に固定されている一方、本体部１ａの裏窓４に対して調整板８が上下方向に変位することで、脈拍検出部６が調整板８の穴８ａから突出する量が増減されるようになっている。調整板８は手首の表面Ｈに常に当接された状態にされるので、上記調整板８の変位によって、脈拍検出部６の皮膚への食い込み量が深くなったり浅くなったり変化する。なお、調整板８の変位量は１センチ未満程度であるため、調整板８の変位によりバンド２の圧力はさほど変化することはない。
【００１９】
ここで、光学的な脈拍検出の原理について説明する。
【００２０】
図４と図５には、脈拍検出部６の突出量が小さい場合と適度な場合での脈拍検出の作用の違いを説明する図を示す。
【００２１】
手首Ａの皮膚Ｈの下には、表層部に毛細血管組織Ｆ１があり、それより下に細動脈や細静脈の組織Ｆ２がある。毛細血管の血液は、血流速度が遅く血圧や脈動がほぼ消失しているのに対して、細動脈の血液は血圧が消失しておらず、脈動時に血管の容積変化も比較的大きい。図４に示すように、脈拍検出部６が皮膚に食い込んでいない状態では、発光素子６ａの光は毛細血管組織Ｆ１の血液で反射され、細静脈や細動脈の組織Ｆ２まで届きにくい。そのため、受光素子６ｂの信号には脈動を表わす信号が多く含まれない。また、体が動くことに由来する血管の容積変化がノイズとなって信号に表われ易くなる。
【００２２】
一方、図５に示すように、脈拍検出部６が皮膚に食い込んだ状態では、毛細血管組織Ｆ１が押されてその血液が周囲に押し退けられる。また、細動脈や細静脈の組織Ｆ２では、脈拍検出部６の食い込みにより押されることで血液が周囲に押し退けられるが、脈動時には細動脈に血流が流れ込むことでその血管容積を増そうと作用する。そのため、脈拍検出部６の押圧が適度であるときには、発光素子６ａの光が細静脈や細動脈の組織Ｆ２まで良く届くとともに、脈動に伴う細動脈の容積変化が大きく生じ（図５中に細動脈を記号Ｊ２で示す）、これが光の反射量となって受光素子６ｂの検出信号によく表われる。また、体が動くことに由来するノイズも相対的に減少する。
【００２３】
他方、脈拍検出部６をあまり多く食い込ませ、細動脈の血圧よりも強い力で細動脈や細静脈の組織Ｆ２を押圧してしまうと、脈動による細動脈Ｊ２の容積変化があまり生じなくなってしまい、脈動を表わす信号強度が相対的に低下すると考えられる。
【００２４】
従って、安静時など体動が小さいときには脈拍検出部６の突出量が小さい状態でも脈拍検出が可能となるが、身体運動中など体動が大きくなってくると体動に起因するノイズの量が増えて、脈拍検出部６の突出量が最適な状態にないと脈拍検出が困難な状態となる。例えば、身体運動中には細動脈や細静脈の血流量が増加し、この点では脈拍の検出に有利な条件となる一方、非動脈時に細静脈の血管に体動による容積変化が大きく生じ、これがノイズとなって表われると考えられる。従って、非動脈時の細動脈の血液を測定部位から適宜排除できる程度に上記突出量を調整できれば、脈拍検出が安定的に行えると考えられる。
【００２５】
図６には、ＲＡＭ４６に格納されるデータ項目の一部を表わしたメモリ構成図を示す。
【００２６】
図１のＲＡＭ４６には、脈拍の測定を行うため、或いは、運動中に脈拍検出部６を適度な突出量に調整するために、種々のデータを格納する複数の記憶部４７１〜４７９が構築される。例えば、脈拍数測定時の経過時間が計時される脈拍数測定時間カウンタ記憶部４７１、現在の脈拍検出部６の突出量を一時的に記憶する現在凸量一時記憶部４７２、脈拍検出部６の突出量を段階的に大きくしていく場合の変動幅が格納される凸量調整幅記憶部４７３、脈拍検出部６の突出量を変更する際に突出量をどの位置まで変位させるかその目標値を記憶させる凸量調整目標値記憶部４７４、目標値と現在の突出量との残差が格納される凸量調整目標残差値記憶部４７５、残差の符号（正の向きか負の向きか）が格納される凸量調整目標残差±記憶部４７６、加速度の時間平均（時間平均的なレベル）を算出するのに加速度の検出時間をカウントする加速度検出時間カウンタ記憶部４７７、一定時間内の加速度の検出値がｎ個分記憶されていく加速度値記憶部４７８、加速度の時間平均の区分である加速度レンジの算出結果を記憶する加速度レンジ算出結果記憶部４７９、脈拍検出部６の突出量を調整する処理時間をカウントするカウンタ記憶部４８０、加速度レンジと脈拍数レンジとで区分されたＮ×ｎ個の記憶領域を有する凸量記憶部４８１、直近に設定されていた加速度レンジと脈拍数レンジとを記憶する直近レンジ記憶部４８２等が構築される。このうち、凸量記憶部４８１により次のデータテーブルＤＴ１が構成される。
【００２７】
図７には、上記凸量記憶部４８１により構築されるデータテーブルＤＴ１の説明図を示す。
【００２８】
凸量記憶部４８１は、図７のデータテーブルＤＴ１を構成するものである。凸量記憶部４８１には、２個のインデックスで識別されるＮ×ｎ個の記憶領域が設けられ、このうち第１のインデックスにより加速度の時間平均を示すレベル区分（加速度レンジと呼ぶ）が示され、第２のインデックスにより脈拍数の区分（脈拍数レンジと呼ぶ）が示される。各記憶領域には、加速度レンジおよび脈拍数レンジに対応して、脈拍数の測定が可能であったときの脈拍検出部６の突出量を示すデータが格納されるようになっている。すなわち、第１の加速度レンジと第１の脈拍数レンジに対応する記憶領域に、或る凸量データが格納されている場合には、脈派測定装置１の加速度の時間平均が第１の加速度レンジの区分に含まれるときに、前記凸量データに対応する脈拍検出部６の突出量で脈拍検出が可能であって、そのときに測定された脈拍数が第１の脈拍数レンジの区分に含まれることが示される。
【００２９】
脈拍数レンジは、例えば、１分間に０〜５０回の脈拍数を第１脈拍数レンジ、５１〜１００回を第２脈拍数レンジ、１０１〜１５０回を第３脈拍数レンジ、１５１〜２００回を第４脈拍数レンジというように、インデックス番号が大きくなるに従って、そのレンジに含まれる脈拍数が大きくなるように設定されている。また、加速度レンジも同様に、例えば、加速度レベルが加速度の単位で０〜２５を第１加速度レンジ、２６〜５０を第２加速度レンジ、５１〜７５を第３加速度レンジ、７６〜１００を第４加速度レンジというように、インデックス番号が大きくなるに従って、その区分に含まれる加速度レベルが大きくなるように設定されている。
【００３０】
また、図１のＲＯＭ４６には、制御部４５が実行する制御プログラムとして、運動中であっても脈拍検出部６を最適な突出量に調整して脈拍数の測定を行う脈拍測定プログラム４６１が格納されている。
【００３１】
次に、脈拍測定装置１の動作について説明する。
【００３２】
この実施形態の脈拍測定装置１においては、ユーザがキー入力部４８から脈拍測定の開始指令を入力した場合に、次のような脈拍測定処理が実行されるようになっている。すなわち、脈拍測定処理が開始されると、先ず、脈拍検出部６において光の出射と反射光の受光がなされて脈波信号が検出される。そして、それにより、脈拍数の測定を行う。また、この脈拍数の測定と並行して加速度検出部５６により加速度の検出が行われ、所定時間（例えば１秒〜１０秒）ごとの加速度の時間平均が算出される。そして、脈拍数の測定に成功した場合には、図７のデータテーブルＤＴ１のうち、その時点における加速度レベル（加速度の時間平均）の算出値、および、脈拍数の測定値に基づき、これらに対応する加速度レンジと脈拍数レンジの記憶領域に脈拍検出部６の突出量のデータを格納する。
【００３３】
このような処理が繰り返されることにより、上記のデータテーブルＤＴ１に、ユーザの脈拍数と加速度レベルから示される各運動状態において、脈拍検出が可能となった脈拍検出部６の突出量のデータが登録されていく。
【００３４】
また、脈拍測定中に、脈拍の検出が不能になった場合には、脈拍検出部６の突出量を所定量ずつ増加させるか、或いは、検出不能となる直前の脈拍数が把握されている場合には、上記のデータテーブルＤＴ１から適宜な加速度レンジと脈拍数レンジの突出量データが読み出されて、これに脈拍検出部６の突出量が合わせられる。
【００３５】
このような処理により、ユーザの運動状態が変化して脈拍の検出が不能な状態となった場合でも、過去に登録されたデータテーブルＤＴ１の突出量データに基づいて、脈拍検出部６の突出量を速やかに脈拍検出が可能な突出量に変化させて、脈拍測定を続けることが可能となる。
【００３６】
以下、フローチャートに基づいて上記の脈拍測定処理の詳細を説明する。
【００３７】
図８には、制御部４５により実行される脈拍測定処理のフローチャートを示す。
【００３８】
ユーザがキー入力を行って脈拍測定処理が開始されると、先ず、光学検出制御部４４により脈拍検出部６を介して脈派信号を検出し、この検出値をＡＤ変換してメモリに保存する（ステップＳ１）。また、加速度検出部５６により加速度の検出を行って、この検出値をＡＤ変換してメモリに保存する（ステップＳ２）。そして、加速度の時間平均が算出可能な所定時間（例えば１０秒など）が経過したかを判別し（ステップＳ３）、経過してなければステップＳ１に戻る。これらステップＳ１〜Ｓ３のループ処理により、例えば所定時間分（例えば１０秒間分）の加速度データと脈派信号データがメモリに格納される。
【００３９】
所定時間が経過して、次のステップに移行すると、先ず、上記メモリに格納された所定時間分の加速度データに基づき加速度の平均値や積分値を計算して、この計算値を現在の加速度レンジとする（ステップＳ４）。続いて、上記メモリに格納した所定時間分の脈派信号データを参照し、脈派信号の２つのピーク間の時間から脈拍数を算出する（ステップＳ５）。
【００４０】
次いで、ステップＳ５の脈拍数の算出処理により脈拍数の算出に成功したか否かの判別を行って（ステップＳ６）、成功していればすればステップＳ１０に移行するが、正常な脈派信号が得られないなどにより脈拍数の算出に成功していなければステップＳ７に移行する。
【００４１】
その結果、脈拍数の算出に成功してステップＳ１０に移行したら、表示部５９に脈拍数の表示を行って（ステップＳ１０）、直近に測定されていた脈拍数と加速度レベルとを示す直近脈拍数データおよび直近加速度レベルデータとして、ステップＳ４，Ｓ５で取得した算出データを当てはめる（ステップＳ１１）。そして、上記データテーブルＤＴ１中のこの直近脈拍数データと直近加速度レベルデータに対応する記憶領域に、現在の脈拍検出部６の突出量を示す凸量データを格納する（ステップＳ１２）。
【００４２】
次いで、測定開始から測定終了までを表わす所定時間（例えば１時間）を経過したか否かを判別し（ステップＳ１３）、経過していなければステップＳ１に戻って、ステップＳ１からの処理を繰り返すが、この所定時間を経過していれば、アラーム音の出力と測定終了の表示を行って（ステップＳ１４，Ｓ１５）、この脈拍数測定処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップＳ６の判別処理で、正常な脈派信号が得られず脈拍数の算出に成功しなかった場合には、ステップＳ７に移行して、現在の凸量（脈拍検出部６の突出量）が最大であるか否かの判別（ステップＳ７）、続いて、算出された現在の加速度レベルが上限を超えているか否かの判別（ステップＳ８）を行う。そして、凸量が最大であるか、或いは、加速度レベルが上限を超えている場合には、脈拍数の測定が不可能であるとしてエラー表示を行い（ステップＳ１６）、この脈拍数測定処理を終了する。一方、凸量が最大でなく、且つ、加速度レベルも上限を超えていなければ、図７のデータテーブルＤＴ１を用いた凸量調整処理（ステップＳ９）を行って、再び、再びステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００４４】
上記の脈拍数測定処理のうち、ステップＳ１２を含むステップＳ１〜Ｓ１３の繰り返し処理により、図７のデータテーブルＤＴ１に加速度レンジや脈拍数レンジに対応した凸量（脈拍検出部６の突出量）データが格納されていくようになっている。また、ステップＳ７〜Ｓ９を含む繰り返し処理によって、例えばユーザの運動状態が変化して脈拍検出が不能となった場合に、脈拍検出部６の突出量が自動的に変位されて脈拍検出が可能な状態に調整されるようになっている。
【００４５】
図９には、図８のステップＳ９の凸量調整処理のサブルーチン処理のフローチャートを示す。
【００４６】
脈拍の測定が不可能でこのサブルーチン処理に移行したら、先ず、図８のステップＳ１１の処理で以前に設定されている直近脈拍数データと直近加速度レベルデータを参照し（ステップＳ２１）、直近脈拍数データがあるか否を判別する（ステップＳ２２）。この判別処理は、測定開始から脈拍数が全く算出できていない状態でこの凸量調整処理に移行した場合に、それを判別するためのものである。そして、直近脈拍数データがない場合には、図７のデータテーブルＤＴ１（凸量テーブル）に基づく調整ができないので、現在の脈拍検出部６の突出量を所定幅だけ増加した値を凸量調整値として決定し（ステップＳ２７）、続くステップＳ２８に移行する。
【００４７】
一方、ステップＳ２２の判別処理で直近脈拍数データが有ると判別された場合には、図７のデータテーブルＤＴ１（凸量テーブル）の参照位置を決定するため、直近脈拍数データに対応する脈拍数レンジを決定し（ステップＳ２３）、次いで、直近加速度レンジデータから加速度レンジを決定する（ステップＳ２４）。そして、後述する凸量テーブル参照処理によりデータテーブルＤＴ１から凸量調整値を参照する（ステップＳ２５）。凸量調整値を参照する処理を行ったら、凸量調整値を取得できたか確認し（ステップＳ２６）、取得できていれば次のステップＳ２８に移行するが、取得できていなければ、現在の凸量（脈拍検出部６の突出量）を所定幅だけ増加した値を凸量調整値として決定して（ステップＳ２７）、ステップＳ２８に移行する。
【００４８】
ステップＳ２８に移行したら、順次、凸量制御部５２を作動させて脈拍検出部６の突出量を決定された凸量調整値に合わせる処理（ステップＳ２８）、アラーム音を出力する処理（ステップＳ２９）、１段階の凸量調整の完了を示す表示処理（ステップＳ３０）を行って、この凸量調整処理を終了する。
【００４９】
上記の処理のうち、ステップＳ２２の分岐処理でステップＳ２５の凸量テーブル参照処理に移行された場合には、図７のデータテーブルＤＴ１から適宜な凸量データがないか参照される。一方、ステップＳ２２の分岐処理でステップＳ２７の凸量調整値決定処理に移行された場合や、データテーブルＤＴ１から適宜な凸量データが取得できなかった場合には、脈拍検出部６の突出量が少しずつ増加されるようになっている。データテーブルＤＴ１から適宜な凸量データが取得できない場合でも、ステップＳ２７，Ｓ２８の脈拍検出部６の突出量を増加させる処理と、図８のステップＳ１〜５の処理が繰り返されことで、脈拍の検出が可能になるまで突出量が段階的に大きくなって、脈拍検出が可能な突出量が探索されるようになっている。
【００５０】
図１０には、図９のステップＳ２５の凸量テーブル参照処理のサブルーチン処理のフローチャートを、図１１には、この凸量テーブル参照処理で参照されるデータテーブルＤＴ１中の記憶領域の順番を説明する図を示す。
【００５１】
凸量テーブル参照処理に移行したら、先ず、図７のデータテーブルＤＴ１（凸量テーブル）から直前のステップ（図９のステップＳ２３，Ｓ２４）で決定された脈拍数レンジと加速度レンジに対応するデータの参照を行う（ステップＳ４１，Ｓ４２）。そして、これら脈拍数レンジおよび加速度レンジに対応するデータテーブルＤＴ１中の記憶領域に突出量データ（図中、凸量データと記す）が有るか否かを確認する（ステップＳ４３）。
【００５２】
その結果、突出量データがあれば、この突出量を現在の運動状況で脈拍検出が可能となる脈拍検出部６の凸量調整値として決定し（ステップＳ４４）、テーブル参照が済んだことを示すアラーム音の出力と表示出力とを行って（ステップＳ４５，Ｓ４６）、このサブルーチン処理を終了する。
【００５３】
一方、ステップＳ４３の判別処理で、データテーブルＤＴ１の指定の記憶領域に凸量データが格納されていないと判別された場合には、ステップＳ４７〜Ｓ５１により、データテーブルＤＴ１の参照先のレンジを１つ変更する処理を行う。すなわち、図１１に示すように、直前に参照した記憶領域（例えば領域ａ）が、加速度レンジの最大レンジでない場合には、脈拍数レンジを変化させずに加速度レンジを１つ増加した記憶領域（例えば領域ｂ）のレンジに変更する（ステップＳ４７，Ｓ４８）。また、直前に参照した記憶領域（例えば領域ｄ）が、加速度レンジの最大レンジであった場合には、加速度レンジが最小で脈拍数レンジを１つ増加した記憶領域（例えば領域ｅ）のレンジに変更する（ステップＳ４７，Ｓ４９〜Ｓ５１）。
【００５４】
そして、このように参照先のレンジを変更したら、再びステップＳ４３に戻って、データテーブルＤＴ１中の上記変更後の加速度レンジと脈拍数レンジに対応する記憶領域に突出量データが登録されているか否かを確認し、ステップＳ４３からの処理を繰り返す。
【００５５】
このステップＳ４３，Ｓ４７〜Ｓ５１の繰返し処理により、直近に測定されていた加速度レンジと脈拍数レンジに近い範囲で過去に脈拍測定の可能であった突出量データがある場合に、この突出量データがデータテーブルＤＴ１から読み出されるようになっている。
【００５６】
すなわち、図１１に示すように、データテーブルＤＴ１の直近に設定された加速度レンジと脈拍数レンジに対応する記憶領域ａに突出量データが未登録で、他の記憶領域ｆに突出量データが登録されているような場合、ステップＳ４３，Ｓ４７〜Ｓ４９のレンジ変更の処理が繰りかえされることで、記憶領域ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆと参照領域が変更されて、突出量データの登録された記憶領域ｆに到達する。そして、この記憶領域ｆから突出量データが読み出されるようになっている。
【００５７】
他方、データテーブルＤＴ１の参照先のレンジが、脈拍数レンジと加速度レンジの両方とも最大であった場合には、ステップＳ４７，Ｓ４９の判別処理でステップＳ５２に移行し、レンジの変更は不可能であるとして凸量調整値として値が無いことを示す“ＮＵＬＬ”データを代入する（ステップＳ５２）。そして、テーブル参照の完了を示すアラーム音の出力と表示出力とを行って（ステップＳ４５，Ｓ４６）、このサブルーチン処理を終了する。
【００５８】
そして、上述した図９の凸量調整処理において、読み出された突出量データに基づき、脈拍検出部６の突出量が変更されて、再び脈拍測定が可能な状態になったり、それでもなお脈拍測定が不能な状態であれば、再び、同様の処理が繰り返されて、迅速に脈拍測定が可能な状態まで脈拍検出部６の突出量が調整されるようになっている。
【００５９】
以上のように、この実施の形態の脈拍測定装置１によれば、身体運動で発生する体動の強さが加速度レベルとなって表われる点、ならびに、運動を続けて脈拍数が変化した場合に体表層の血流量や血圧が変化して脈拍検出に最適な脈拍検出部６の突出量が変化する点を利用して、脈拍検出部６の突出量を加速度レベルと脈拍数とに応じた量に自動的に調整することで、様々な身体運動中においても連続的に脈拍測定を行うことが可能になっている。
【００６０】
また、脈拍検出部６の突出量のデータは、ユーザが測定を繰り返すことで、ユーザに応じた突出量のデータがデータテーブルに登録されていくようになっているので、ユーザごとに異なる運動がなされたり、同一の運動をしてもユーザごとに脈動の状態が異なるようになったりした場合でも、ユーザごとに適した調整が行われるようになっている。
【００６１】
また、データテーブルに現在の状況に応じた突出量のデータが登録されていない場合には、現在の状況に近い状況の突出量データが読み出されたり、或いは、脈拍数が未測定の段階であって、データテーブルを参照できないような場合には、脈拍検出部６の突出量を段階的に変化させて脈拍測定が可能なところを探し出すようにされるので、身体運動を中段することなく、様々な身体運動中の脈拍測定を行うことが可能となる。
【００６２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、加速度レベルは、例えば、加速度を表わす信号をサンプリングし、このサンプリングデータを所定時間分平均した値としても良いし、或いは、加速度の信号をサンプリングし、そのピーク値を複数抽出してそれらの平均した値としても良い。また、データテーブルＤＴ１における加速度レンジや脈拍数レンジのレンジ幅は適宜な値に変更可能であるし、また、中央のレンジでは小さいレンジ幅とし、上限や下限に近いレンジでは大きなレンジ幅に設定するなど、各レンジの幅を異ならせるように設定しても良い。
【００６３】
また、上記実施形態では、脈拍数の測定処理中に測定した脈拍数を表示出力させるように説明したが、測定した脈拍数を履歴として時間とともに多数記憶させておき、後からこれを読み出せるような構成としても良い。また、表示部を装置と別体に設けたり、脈拍検出部６の突出量を増減させる機構として、脈拍検出部６自体を変位させる構造を採用するようにしても良い。その他、実施形態に示した細部等は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態の脈拍測定装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】脈拍測定装置の内部機構を示す断面図である。
【図３】脈拍検出部の突出量を変化させる機構を示す分解斜視図である。
【図４】脈拍検出部の突出量が小さい状態での脈拍の検出動作を説明する図である。
【図５】脈拍検出部の突出量が最適な状態での脈拍の検出動作を説明する図である。
【図６】図１のＲＡＭに格納されるデータ内容の一部を示すメモリ構成図である。
【図７】脈拍数と加速度の各区分で脈拍検出部の突出量データが格納されるデータテーブルを示す図である。
【図８】制御部により実行される脈拍測定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ４の凸量調整処理のサブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９のステップＳ２５の凸量テーブル参照処理のサブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図１１】凸量テーブル参照処理で参照されるデータテーブルの記憶領域の順番を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１      脈拍測定装置
１ａ    本体部
２      バンド
５ａ    表示部
６      脈拍検出部
６ａ    発光素子
６ｂ    受光素子
６ｃ    透光部材
２０    突出量変更機構
３０    回転量検出部
４２    報音部
４３    温度検出部
４５    制御部
４６    ＲＯＭ
４７    ＲＡＭ
４８    キー入力部
５３    モータ
５５    電池
５６    加速度検出部
【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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