WO1997037588A1

WO1997037588A1 - Dispositif support de prescription de mouvement

Info

Publication number: WO1997037588A1
Application number: PCT/JP1997/001193
Authority: WO
Inventors: Kazuhiko Amano; Kazuo Uebaba; Hitoshi Ishiyama
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 1997-10-16
Also published as: CN1194574A; EP0842635A1; JP3608204B2; EP1338241A1; DE69725095T2; DE69725095D1; CN1286430C; EP1338241B1; US6241684B1; DE69739489D1; EP0842635A4; CN1589734A; CN1155331C; CN1310616C; TW357077B; CN1545979A; EP0842635B1

Description

明細書運動処方支援装置技術分野この発明は、適正な運動を使用者に処方するために用いて好適な運動処方支援装置に関する。

特に本発明は、自己の最大酸素摂取量を手軽に求めることが可能な最大酸素摂取量推定装置、適正な運動強度に相当する脈拍数の上限値および下限値を提示する運動処方支援装置、携帯機器に設けられて脈拍数などの脈波情報を計測する携帯型脈波測定装置、あるいは、携帯型脈波測定装置と、該携帯型脈波測定装置の計測情報を処理する情報処理装置との間のデータ転送技術に用いて好適である。背景技術従来より、健康増進のために運動を行う人は多い。

ところで、運動を行う場合、ある一定強度以下の運動は無意味であり、ある一定強度以上の運動は危険であるため、適正強度の運動を行う必要があるが、該運動強度が適正であるか否かを知るのは難しかった。

この理由は、適正な運動強度を求めるためのデータの取得が困難であることと、得られたデータを正確かつ迅速に伝送することが困難であるためである。そこで、各々の原因についてさらに詳述する。

( 1 )データの取得に関して

mえば、適正な運動強度を求めるために最大酸素摂取量を用いる方法が知られている。

一般に、最大酸素摂取量（vo_2l,_lax) とは、ヒト（広義には ΐ体）が単位時間あたりに摂取しうる最大酸素量をいい、特に、身体の大きさを加味して、そのヒトの体重で割ったもの（VO.),,,.,_xZ wt ) は、そのヒトの持久性体力を示す絶対的な指標と考えられている。このため、最大酸素摂取量が持つ意義は、スポーツ生理学などにおいて極めて高い。例えぱ、単位体重あたりの最大酸素摂取量を用いると、そのヒ卜の体力を定量的に評価することが可能となって、トレーニングの効果を確認するのが容易となる。

二こで、最大酸素摂取量を求める方法には、従来より様々のものがあるが、被験者に対し、ある強度の運動付加を与え、それに対する生理的パラメータを測定する点において、いずれも共通している。

次に、これらの方法を大別すると、被験者の呼気を測定して最大酸素摂取量を直接的に求める直接法と、最大酸素摂取量と相関性の高い生理的パラメ一夕を測定し、それらパラメ一夕から最大酸素摂取量を間接的に求める間接法との 2種類に分けられる。このうち、間接法には、最大酸素摂取量と相関性の高い乳酸値や、心仕事量などを測定する方法や、 Astrand-Ryhmingのノモグラムを用いた方法などがある。

しかしながら、直接法および間接法のいずれにおいても、ある運動負荷を被験者に与えるのに、従来では、トレッドミルや自転車エルゴメ一夕などのような装置を用いていたため、当該装置の設置場所や台数などのような物理的な制約を受けるばかりでなく、被験者を装置自体に拘束するため、被験者に対し精神的なストレスを与えるといった問題点があった。

さらに、直接法では、被験者の呼気ガスを直接測定するために、装置自体が大掛かりとなり、また、オールアウトと呼ばれる限界点まで運動負荷を加える必要があるため、疾患者や、半健康者、中高年者などへの適用が困難であった。

一方、間接法のうち、乳酸値を測定する方法では、血液採取が必要であり、また、心仕事量を測定する方法では、収縮期血圧を求めなければならないなど、測定方法において煩雑さがあつた。

( 2 )デ夕の伝送に関して

各種の情報を表示可能な腕装着型の脈波測定装置として、血液の量の変化を光学的に検出し、その検出結果に基づいて脈拍数などの脈波情報を計測する機器がある。このような光学式の脈波測定装置は、 L E D (発光ダイオード）などの発光素子とフォ卜卜ランジスタなどの受光素子を備えたセンサュニットを例えば指に取り付け、 L E Dから照射した光のうち、指の血管等から反射する光をフォト卜ランジス夕で受光することで血量変化を受光量の変化として検出し、その検出結果に基づいて脈拍数等を算出，表示するようになっている。このために、機器本体とセンサユニットとの間では、機器本体のコネクタ部と、センサユニットから延びるケ一ブルの先端部に構成したコネクタ部材からなるコネクタ部分を介して信号を入出力するようになっている。

かかる脈波計測機器は腕装着型であることから、計時機能なども内蔵させれば、たとえばマラソン中の脈波を計測するとともにそのラップタイムやスプリットタイムも計測できる。したがって、競技が終了した後、これらのデータを機器本体の表示部に順次表示させれば、今後のペース配分などを決定するための参考データが得られる。

ところで、マラソン中に得られた情報についてさらに詳細な分析を行うためには、機器本体に蓄積されたこれら情報を、該機器本体とは別に設けられた情報処理装置へ転送する必要が生じる。しかし、このような情報転送を行うには、従来、機器本体と情報処理装置との間を通信ケーブルで接統する必要があつたため、利用者にとっては非常に煩わしいものであった。発明の開示この発明は、このような背景の下になされたもので、適正な運動強度に相当する脈拍数の上限値および下限値を提示することができる運動処方支援装置を提供することを第 1の目的とする。

また、本発明は、装置自体に拘束されず、かつ、煩雑な作業を伴わずに、手軽に最大酸素摂取量を求めることが可能な最大酸素摂取量推定装置を提供することを第 2の目的とする。

さらに、本発明は、脈波情報を処理する情報処理装置との間で脈波信号等の情報授受を光通信によってワイヤレスに実現する携帯型脈波測定装置を提供することを第 3の目的とする。

本発明は、第 1の見地においては、被験者の運動強度を検出する運動強度検出手段と、被験者の拍数を検出する拍数検出手段と、運動強度と拍数とに対応する最大酸素摂取量の関係を予め記憶する記憶手段と、検出された拍数と運動強度とに対応する最大酸素摂取量を、前記記憶手段に記憶された関係から求める算出手段とを具備し、前記運動強度測定手段と拍数検出手段と前記記憶手段と前記算出手段とを被験者の携行品に組み込んだことを特徴としている。

これにより、大掛かりな装置自体に拘束されず、かつ煩雑な作業を伴わずに、手軽に最大酸素摂取量を求めることが可能となる。

また、本発明は、第 2の見地においては、予め求めておいた V〇_2maxから、適正な運動強度に相当する脈拍数の上限値および下限値を求め、提示することを特徴とする。

これにより、適正な運動強度に相当する脈拍数の上限値および下限値を提示することができる。

また、本発明は、第 3の見地においては、携帯機器と組み合わされ、生体から脈波を検出する脈波検出手段を有するとともに、該携帯機器の外部に設けられた情報処理装置との間で該脈波を含む情報の授受を行う携帯型脈波測定装置において、前記脈波を取り込み、該脈波から得られる脈波情報を光信号により前記情報処理装置へワイヤレスで送出する通信手段を有することを特徴としている。

従って、携帯機器側で求めた脈波情報を、光信号により外部に設けた情報処理装置へワイヤレスで送出するようにしたので、携帯機器と情報処理装置をケーブルで接続するなどの手順を踏む必要がなく、情報処理装置から離れたまま携帯機器側から情報処理装置側へデ一夕を送信でき、利用者にして見れば煩わしくなく便利であるという利点がある。図面の簡単な説明図 1は、本発明の第 1実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置の機能的構成を示すブロック図である。

図 2は、同実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置の電気的構成を示すブロック図である。図 3は、本発明において用いる Astrand-Ryhmingのノモグラムを説明するための図である。

図 4は、運動強度と心拍数との関係を示す図である。

図 5は、同実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置の外観構成を示す図である。

図 6は、同実施形態おける主動作を示すフローチヤ一卜である。

図 7は、同実施形態における演算表示処理を示すフローチャートである。

図 8は、同実施形態における運動強度の増加告知処理を示すフローチヤ一卜である。

図 9は、本発明の第 2実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置においてピッチとストライドの補正係数との関係を示す図である。

図 1 0は、本発明の第 3実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置の電気的構成を示すブロック図である。

図 1 1は、同実施形態において高度差とストライドの補正係数との関係を示す図である。

図 1 2は、同実施形態おける主動作を示すフローチャートである。

図 1 3は、第 4実施形態による運動処方支援装置の構成例を示すブロック図である。

図 1 4は、同実施形態において、脈拍数テ一ブルの一例を示す説明図である。図 1 5は、同実施形態において、表示部 8の表示例を示す説明図である。

図 1 6は、同実施形態による運動処方支援装置が適用されたピッチメーカの外観を示す斜視図である。

図 1 7は、上記ピッチメーカの電気的構成例を示すブロック図である。

図 1 8は、ピッチ信号発生部 2 4の構成例を示すブロック図である。

図 1 ' 9は、脈拍ノピッチ検出部 2 2の構成例を示すブロック図である。

図 2 0は、脈波 Zピッチ検出部 2 2における処理手順を示すフローチャートである。

図 2 1 は、（ a ) は周波数 f Aと周波数 ί Bを加算した信号を示す図であり、 ( b ) は該加算信号を F F T処理した結果を示すグラフである。図 2 2 ( a ) は脈波センサ 3 0 1の出力信号を F F T処理した結果、（b ) は体動センサ 3 0 2の出力信号を F F T処理した結果、（c ) は（a ) の結果から（b ) の結果を差し引いた脈波成分を表す図である。

図 2 3は、体動センサ 3 0 2の出力を F F T処理した結果である。

図 2 4は、体動信号の高調波を特定した後に脈波成分を特定する処理方法を示すフローチヤ一卜である。

図 2 5は、脈拍ノピッチ検出部 2 2による脈波成分の特定方法の一例を示すフローチャー卜である。

図 2 6は、脈拍/ピッチ検出部 2 2による脈波成分の特定方法の一例を示すフローチャー卜である。

図 2 7は、上記ピッチメーカの動作を説明するためのタイミングチヤートである。図 2 8は、ピッチ告知手段としてピエゾ素子を用いる場合の設置状態を示す断面図である。

図 2 9は、本発明の第 5実施形態に係る携帯型脈波測定装置と該装置が計測した脈波情報を処理するデータ処理装置の構成を示す図である。

図 3 0は、同実施形態に係る腕装着型脈波計測機器の使用方法を示す図である。図 3 1は、同計測機器の機器本体の平面図である。

図 3 2は、同計測機器において、センサユニットを指に装着した状態を示す図である。

図 3 3は、同計測機器のデータ処理部のブロック図である。

図 3 4は、同計測機器のコネクタ部における電気的な接続関係を示す図である。図 3 5は、同実施形態によるコネクタピース 8 0の構成を示す図である。

図 3 6は、同実施形態によるコネクタ部 7 0の構成を示す図である。

図 3 7は、同実施形態によるコネクタカバー 9 0の構成を示す図である。

図 3 8は、同実施形態による通信ュニット 1 0 0の構成を示す図である。

図 3 9は、同実施形態において、コネクタピース 8 0の代わりに通信ユニット 1

0 0をコネクタ部 7 0へ取り付けた様子を示す図である。

図 4 0は、本発明の第 6実施形態に係る腕装着型脈波計測機器の使用方法を示す図である。 c 図 4 1は，同実施形態による通信ュニッ卜 1 0 0の構成を示す図である。

図 4 2は、同実施形態によるコネクタ部 7 0 Aの構成を示す図である。

図 4 3は、同実施形態によるコネクタカバ一 9 O Aの構成を示す図である図 4 4は、本発明の第 7実施形態に係る腕装着型脈波計測機器の使用方法を示す図である。

図 4 5は、同実施形態における送信装置 4 0 0の構成を示すブロック図である。図 4 6は、装置をネックレスと組み合わせた場台の図である。

図 4 7は、装置を眼鏡と組み合わせた場合の図である。

図 4 8は、ピッチの告知態様の変形例を示す図である。

図 4 9は，長期間に渡る V〇_2maxの変化を告知する態様を表示する図である。図 5 0〜 5 3は、第 8実施形態における表示部 2 0 8の表示例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

1 . 第 1実施形態

以下、本発明の第 1実施形態について図面を参照して説明する。

1 . 1 . 実施形態の構成

まず、本発明の第 1実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置について説明する。本実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置は、被験者に対し、ある運動をさせて、ある時点における運動強度（作業強度、仕事率）と心拍数とか、 Astrand- Ryhmingのノモフフム (Astrand. P. O. and Rvhming. I.: A nomogram for calculation of aerobic capacity (physical fitness) from pulse rate during submaximal work. ,]. Appl. Physiol. 218〜221. 1954. ) を用いて最大酸素摂取量（V0_2max [リッ卜ル /分] ) を推定するとともに、この推定値を被験者の体重で割って、単位体重あたりの最大酸素摂取量（V0_2max/wt [単位：ミリりットル k g Z分] ) として求めるものである。

1 . 1 . 1 . Astrand- Rvhmmiiのノモグラムここで、本実施形態の構成を説明する前に、上記 Astrand-Ryhmmgのノモグラムについて簡単に説明しておく。図 3は、このノモグラムの内容を示す図である。このノモグラムでは、最大酸素摂取量（V0_2max) が、運動強度を右軸に、心拍数を左軸にそれぞれプロッ卜して、両点を結んだ直線と中軸との交点の座標の値で示され、各引数（パラメータ）は、性別毎に適用される。すなわち、最大酸素摂取量（V0_2max) は. 性別を指定すれば、運動強度および心拍数を引数とする関数により推定できることとなる。

1 . 1 . 1 . 1 . ノモグラムへの適用条件

次に、上記 Astrancl- Ryhmingのノモグラムへの適用条件について説明しておく。一般に、運動強度と心拍数とは、図 4に示すように、運動強度が所定値以下であれば、心拍数は運動強度に比例して増加する関係にある。ところが、運動強度が所定値を越えると、運動強度の増加に対して、心拍数の増加の割合が鈍化してゆき，遂には飽和してしまう。ここで、運動強度と心拍数とが比例関係から逸脱し始める変異点を、一般に、 HRtp (Heart Rate turn point) と呼んでいる。

なお、この変異点 HRtpは、無酸素的作業しきい値（Anaerobic Threshold、いわゆる AT値）より若干高くなるが、ほぼ等しくなることが知られている。

ここで、 Astrand-Ryhmmgのノモグラムは、被験者の運動強度と心拍数とが直線関係にある状態を前提として、作成されている。

このため、上記ノモグラムを用いて、最大酸素摂取量を精度良く推定するには、被験者の運動強度と心拍数とに直線関係が成立していなければならない。ここで、直線関係が成立しているか否かを判別するためには、運動強度を、少なくとも 3 段階以上で測定し、各段階での心拍数について求める必要がある一方、その運動については、変異点 HRtpが現われるまで、としなければならない。

1 . 1 - 2 . 機能構成

次に、本実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置の機能構成について説明する。図 1は、その機能構成を示すブロック図である。

この図において、脈波検出部 1 0 1 は、被験者の脈波波形を検出するセンサてある。脈波検出部 1 0 1による脈波波形信号は、 A Z D変換部 1 0 2 1 によりディジタル信号に変換され、さらに、 F F丁処理部 1 0 3により F F T処理される。この処理結果により、脈拍数が求められる。なお、本実施形態においては必要なのは心拍数であるが、心拍数イコール脈拍数なので、求めた脈拍数を心拍数としている。したがって、脈波検出部 1 0 1については、心拍を直接的に検出する構成に置換してもよい。

一方、体動検出部 1 0 4は、被験者による走行運動における体の動きを検出するセンサであり、例えば、加速度センサなどから構成される。この体動検出部 1 0 4 による体動信号は、脈波波形と同様に、 A / D変換部 1 0 5によりディジタル信号に変換され、さらに、 F F T処理部 1 0 6により F F T処理される。この処理結果により、走行運動におけるピッチ、すなわち、単位時間あたりの歩数が求められる。記憶部 1 0 7は、被験者の歩幅（ストライド）、体重および性別の情報を記憶するものである。

運動強度演算部 1 0 8は、求めたピッチ、被験者のストライドおよび体重から運動強度を演算するものである。ここで、被験者が行なう運動の形態を走行運動とした場合、運動強度は、単位時間あたりの走行距離と被験者の体重との積によって表わすことができる。このうち、単位時間あたりの走行距離については、被験者のピッチとストライドとを乗じることにより求めることができる。

ノモグラム記憶部 1 0 9は、上記 Astrand-Ryhmmgのノモグラムの関係を記憶するものである。したがって、このノモグラムを用いれば、心拍数、運動強度，性別の情報から、最大酸素摂取量（V0._2max) が求められる。

V0_2max/wt演算部 1 1 ◦は、求められた最大酸素摂取量（V0_2max) を被験者の体重で割って、単位体重あたりの最大酸素摂取量（V0_2max/wt) を演算する。

V0_2max/wt表示部 1 1 1 2は、求められた単位体重あたりの最大酸素摂取量 (V0_2max/wt) の値を被験者に対し表示するものである。

ここで、制御部 1 2 0は、各部の動作を制御するものである。

1 . 1 . 3 . 電気的構成

次に、図 1に示した機能構成を実現するための電気的構成について説明する。図 2は、その構成を示すブロック図である。

この図において、 C Pじ 2 0 1は、バス Bを介した各部の制御や、種処理の実行、演算などを行なうものであり、図 1における F F T処理部 1 0 3 1 0 6、運動強度演算部 1 08、 V0_2max / 演算部 1 1 0および制御部 1 20に相当する。

ROM 202は、 C P U 2 0 1において用いられる基本プログラムのほかに、前述の Astrand-Ryhmmgのノモグラムで表わされる関係を記億するものであり、図 1におけるノモグラム記憶部 1 09に相当する。

ここで、 ROM 202におけるノモグラムの記憶態様である力例えば、図 3で示されるノモグラムの関係をテーブル化して記憶することが考えられる。ここで、心拍数と運動強度とをそれぞれ有効数字 3桁で求めることとすると、図 3に示すように、心拍数については 1 20〜 1 70 [柏/分〗の 50ステップであり、運動強度は 300〜 1 500 [ k pm/分] の 1 20ステップであるから、これらの組み合わせは、 6000通り、さらに男女の性別にあわせて、計 1 2000通り存在する。すなわち、 ROM 202には、これらの組み合わせの各々に対応して，最大酸素摂取量（V0_2max) の値をそれぞれ記億する一方、測定された心拍数と運動強度とに対応する値を C P U 2 0 1が読み出すという構成によって、運動強度と心拍数とに対応する最大酸素摂取量の値を得ることができる。ここで、テーブルに要する容量は、組み合わせが 12000通りであるから、 1 2 Kバイ卜弱で済む。なお、このノモグラムにおいて、右軸の運動強度における単位は [k pmZ分] であるので、 C PU 20 1は、求めた運動強度をキロ 'ポンド ' 一トルに換算して上記ノモグラムを適用することとする。ちなみに、 1. () 0 [k pmZ分] = 0. 1 635 [W] である。

また、 ROM 202では、テーブルによらず、ノモグラムが示す関数自体を記愴する一方、 C PU 20 1が当該関数を用いて演算により求める構成でも良い。さて、 RAM 203は、 C Pじ 20 1による制御において用いられる各種デー夕、洌えば、被験者の体重や、ストライド、性別などのデータを一時的に記憶するものであり、図 1における記憶部 1 07に相当する。

センサイン夕ーフェイス 204は、脈波検出部 1 0 1および体動検出部 1 04 による各アナログ出力信号を、それぞれ所定の時間毎にサンプリングして、デイジタル信号に変換して出力するものであり、図 1における A/D変換部 1 02 1、 1 0 δに相当する。

一方、時計回路 205は、通常の計時機能のほか、予め設定された時間間隔毎に C P U 2 0 1に対し割込信号を送出する機能を有している。

操作部 2 0 6は、被験者が様々な値の入力や、各種機能（モード）を設定するためのものであり、後述するように種々のボタンスィッチにより構成される。

アラーム部 2 0 7は、 C P U 2 0 1の制御によりアラーム音を発生して、被験者に各種の状態変化を告知するものである。その意味において、特にアラームのような聴覚に限られず、例えば、振動による触覚など、被験者の五感に訴えるものであれば足りる。

表示部 2 0 8は、 C P U 2 0 1からの各種の情報を表示するためのものであり、例えば L C D (液晶表示パネル）などにより構成され、図 1における V0_2max/wt表示部 1 1 1 2に相当している。

1 . 1 . 4 . 外観構成

本実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置は、通常、被験者の携行品に組み込まれるが、その一例として、図 5に示すように腕時計に組み込んだ態様が挙げられる。

この図に示すように、本態様における最大酸素摂取量推定装置は、腕時計構造を有する装置本体 5 0 0、この装置本体 5 0 0に接続されたケーブル 5 0 1 > および、このケーブル 5 0 1の先端側に設けられた脈波検出部 1 0 1から構成されている。

このうち、装置本体 5 0 0には、リス卜バンド 5 0 2が取り付けられている。詳細には、リス卜バンド 5 0 2の一端が装置本体 5 0 0の 1 2時方向から被験者の左腕に巻き付いて、その他端が装置本体 5 0 0の 6時方向で固定されている。また、装置本体 5 0 0における 6時の方向の表面側には、コネクタ部 5 () 3が設けられている。このコネクタ部 5 0 3には、ケーブル 5 0 1の端部に設けられたコネクタピース 5 0 4が着脱自在に取り付けられており、コネクタピース 5 0 4をコネクタ部 5 0 3から外すことにより、本装蘆を通常の腕時計ゃス卜ッフゥォツチとして用いることができるようになつている。

一方、装置本体 5 0 0の表面には、表示部 2 0 8が設けられており、現在時刻や日付に加えて、推定された最大酸素摂取量（V0_2max/wt) などの情報や、モードなど各種情報を、ドッ卜マ卜リックスあるいはセグメントで表示する。装置本体 5 0 0の表面には、さらに、ボタンスィッチ 5 1 1が表示部 2 0 8の下側に配置し、時刻、日付、体重およびストライドの値を修正するにあたって設定値を 1ずつ繰り下げるのに使用される。

くわえて、ボタンスィッチ 5 1 2が表示部 2 0 8の上側に配置し、時刻、日付、体重およびストライドの値を修正するにあたって設定値を 1ずつ繰り上げるのに使用されるほか、各種の経過時間測定の開始/停止の指示、性別の指定などを行なうためにも使用される。

さらに、装置本体 5 0 0の外周部には、ボタンスィッチ 5 1 3〜 5 1 6力 ^ 装置本体 5 0 0に対してそれぞれ 2時、 4時、 8時、 1 0時の方向に設けられている。各ボタンスィッチの機能は、それぞれ次の通りである。

まず、ボタンスィッチ 5 1 3は、本装置が有する各種モード、例えば、時計表示モードや、時間計測モード、最大酸素摂取量推定モード、入力 ·変更モードなどのモードの設定を行なうものである。次に、ボタンスィッチ 5 1 4は、入力 ·変更モードにおいて、時分秒、年月日、 1 2 2 4時間表示切換、体重、ス卜ライド、性別のうち、いずれの値を入力 ·変更するかを設定するものである。また、ボタンスイッチ 5 1 5は、表示部 2 0 8による表示内容を切り換えを指示するものである。そして、ボタンスィッチ 5 1 6は、表示部 2 0 8におけるバックライトの点灯を指示するものであり、当該スィッチを押すことによって、 E L (Electro Luminescence) 力例えば 3秒間点灯して、しかる後に、自動的に消灯するようになっている。一方、脈波検出部 1 0 1は、青色 L E Dと受光部とから構成され（ともに図示せず）、センサ固定用バンド 5 2 0によって遮光されて、被験者の人指し指の根元から第 2指関節までの間に装着されている。そして、脈波検出部 1 0 1は、青色 L E Dから光を照射するとともに、その光のうち、毛細血管中のヘモグロビンによって反射したものを受光部により受光し、この受光による出力波形を脈波波形として、ケーブル 5 0 1を介し装置本体 5 0 0に出力する。

なお、外観として現われない要素、たとえば、 C P U 2 0 1や、体動検出部 i 0 4、センサインターフェイス 2 0 4などは、装置本体 5 0 0に内蔵されている。

1 . 2 . 実施形態の動作

次に、本実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置に動作について説明する。上述したように、装置本体は、種々のモードを有しており、そのひとつとして、最大酸素摂取量の推定を行なう最大酸素摂取量推定モードを有している。そこで、以下においては、この最大酸素摂取量推定モードの動作について説明し、他のモードについては、本願と直接関係がないので、その説明を省略することとする。 1. 2. 1. 最大酸素摂取量推定の前提

被験者がボタンスィッチ 5 1 3を操作して、装置本体 500の動作モ一ドを最大酸素摂取量推定モードに設定すると、 CPU20 1は、まず、図 6に示すメインプログラムを実行する。このメインプログラムは、最大酸素摂取量（V0_2max/wt) を推定するにあたって前提となる情報をセットするものであり、詳細には、以下のステップ S 1〜S 1 1の処理が実行される。

はじめに、 C P U 20 1はステップ S 1において、たとえば RAM 203において必要な領域を確保したり、当該領域をクリァするなどの初期設定処理を実行する。

次に、 CPU 20 1はステップ S 2において、被験者の性別、体重およびストラィドの情報が RAM 203にセットされているか否かを判別する。本実施形態においてはじめて最大酸素摂取量を推定する場合、上記情報が RAM 203にはセッ卜されていないので、ステップ S 2の判別を行なっているのである。

上記情報がセットされている場合、 C PU 20 1はステップ S 3において、当該セッ卜値を R Αλΐ 203から読み出して表示部 208に表示させるとともに、次のステップ S 4において、これら値を変更するか否かの選択を被験者に促すメッセージを表示させる。

被験者が変更しない旨の指示を行なうと、 C P U 20 1はステップ S 5において、上記情報を既定値として RAM 203に再セッ卜する。

一方、上記情報が RAM 203にセットされていない場合、あるいは、上記情報を変更する旨の指示が行なわれた場合、 C PU 20 1はステップ S 6において、上記情報が入力されたか否かを判別して、入力されなければ再び処理手順をステップ S 6に戻す。すなわち、被験者の性別、体重、ストライドが入力されるまで、処理手順がステップ S 6において待機するようになっている。そして、これらの情報が入力 ·変更されると、 C PU 20 1はステップ S 7においてそれらの値を RAM 2 0 3にセッ卜する。

二こで、性別等の変更する旨の指示としては、たとえば、被験者がボタンスイツチ 5 1 3を操作して、装置本体 5 0 0の動作モ一ドを入力 ·変更モードに設定することなどが考えられる。また、変更しない旨の指示としては、被験者がボタンスイッチ 5 1 3を一定時間操作しないことなどが考えられる。さらに、性別、体重、ストライドの情報を変更 ·入力する方法としては、たとえば、被験者が入力 '変更モードに設定して、さらに、ボタンスィッチ 5 1 4により変更 ·入力する対象を性別、体重、ストライドのいずれかに設定した後、当該対象となった値をボタンスイッチ 5 1 1あるいは 5 1 2により 1ずつ繰り下げあるいは繰り上げることなどが考えられる。

さて、被験者の性別、体重、ス卜ライドにかかる情報が R AM 2 0 3にセットされると、 C P U 2 0 1はステップ S 8において、体動検出部 1 0 4による体動信号を検出して、被験者が実際に走行運動を開始しているかを判別し、開始していなければ、処理手順を再びステップ S 8に戻す。すなわち、被験者が走行運動を開始するまで、処理手順がステップ S 8において待機するようになっている。

実際に、被験者が走行運動を開始すると、 C P U 2 0 1はステップ S 9において、当該走行運動のピッチを後述する方法により検出し、次に、ステップ S 1 0において、走行運動の開始を認識した旨を被験者に告知すべく、アラーム部 2 0 7に対し、検出したピッチに対応するアラーム音をたとえば 1 0秒間だけ発生するように制御する。これにより、走行運動を開始すると、その運動に同期したアラーム音が発生するようになっている。

そして、 C P U 2 0 1はステップ S 1 1において、それぞれ所定の時間間隔毎に実行される 2つの割込処理（演算表示処理および運動強度増加告知処理）の実行を許可する。すなわち、被験者の性別等の情報が 2 0 3にセットされ，かつ，被験者が実際に走行運動を開始すると、 C P U 2 0 1は、演算表示処理および運動強度増加告知処理を、それぞれ所定の時間間隔毎に並列して実行するようになっている。

1 . 2 . 2 . ピッチ検出

二こで、ステップ S 9において実行される、走行運動のピッチ検出動作の原理について簡単に説明する。

被験者が走行運動した場合、体動検出部 1 0 4における体動信号には、 ①上下動に伴う加速度信号と、 ②腕の振りに伴う加速度信号とが重畳されると考えられる。各加速度信号の成分を個別に検討してみると、上下動に伴う加速度は、左足を踏み出したときと、左足を踏み出したときとでは均等に現われるので、上下動に伴う加速度信号の 1周期は、走行運動における 1歩分と等しい、と考えられる。一方、装置本体 5 0 0が装着される左腕の運動について着目すると、左足を踏み出したとき左手を前方から引き戻し、右足を踏み出したとき左手を後方から降り出す振り子運動なので、腕の振りに伴う加速度信号は、上下動に伴う加速度信号と同期し、かつ、その 1周期は走行運動における 2歩分と等しい、と考えられる。このため、上下動と腕の振り運動との加速度成分が重畳される体動信号は、その第 1次高調波成分が上下運動によるものであり、第 2次高調波成分が腕の振り運動によるものと考えられる。

ただし、一般の走行運動では、上下動に伴う加速度よりも腕の振りに伴う加速度の方が大きいので、体動信号には、腕の振り運動による第 2次高調波が特徴的に現われるはずである。したがって、走行運動におけるピッチは、たとえば、 C P U 2 0 1が体動検出部 1 0 4による体動信号を次のように処理することで検出できる。すなわち、第 1に、 C P U 2 0 1は、体動検出部 1 0 4における体動信号を F F T処理し、第 2に、そのピークが最も大きい高調波成分を、第 2次高調波成分であるとして、そのピーク周波数を検出し、第 3に、当該ピーク周波数を求め、さらに、 1 Z 2を乗じたものを、ピッチとして求める。

1 . 2 . 3 . 演算表示処理

次に、割込処理の 1つである演算表示処理の動作について図 7を参照して説明する。この演算表示処理は、被験者の走行運動における運動強度と心拍数とから最大酸素摂取量（V0_2max/wt) を、所定の時間間隔毎に推定して、表示部に表示させる処理である。

被験者が走行運動を開始したのを検出して（ステップ S 8 )、割込処理の実行を許可すると（ステップ S 1 1 )、 C P U 2 0 1は、図 7に示す演算表示処理を、所定の時間間隔（例えば 3 0秒毎）に実行する。まず、 C P U 2 0 1はステップ S a 1において、脈波検出部 1 0 1による脈波波形を、センサインターフェイス 2 0 4を介して読み取って、脈拍数すなわち拍数 [柏/分] を求める。

次に、 C P U 2 0 1はステップ S a 2において、体動検出部 1 0 4による体動信号を、上述したステップ S 9と同様に処理して、走行運動におけるピッチを検出する。

さらに、 C P U 2 0 1はステップ S a 3において、 R A M 2 0 3において記憶された被験者のストライドと直前ステップで検出されたピッチとを乗じて、単位時間あたりにおける被験者の走行距離を算出するとともに、当該走行距離に R A M 2 0 3に記憶された被験者の体重を乗じて運動強度 [W] を求め、これを [ k p mノ分] に換算する。

そして、 C P U 2 0 1はステップ S a 4において、換算した運動強度 [ k p m/ 分] と検出した拍数 [拍 Z分] とを組にして R A M 2 0 3に記憶する。

ここで、 C P U 2 0 1はステップ S a 5において、 R A M 2 0 3に記億された運動強度と拍数との組が少なくとも 3組以上であるか否かを判別する。もし、 3組未満であれば、それのみによっては、運動強度と拍数とに直線関係が成立しているか否かを判別できないから、判別結果を「N o」として今回の演算表示処理を終了する。後述するように、被験者は、運動強度増加告知処理によって、段階的に運動強度を増加させて走行運動を行なう一方、この演算表示処理は 3 0秒毎に実行され、その都度、 R A iM 2 0 3に記憶される運動強度と拍数との組が増加する。したがって、それに従えば、運動強度と拍数との組は、 3組以上となって、いずれ判別結果「Y e s」となる機会が訪れる。

さて、運動強度と拍数との組が 3組以上である場合、 C Pじ 2 0 1はステップ S a 6において、これらに直線関係が成立しているかを判別する。この際、運動強度と拍数とに多少の誤差が含まれているのを考慮しても良い。直線関係が成立していれば、当該走行運動は、変異点 Hlltpが現われる前に行なわれて、 Astrand-Ryhmmg のノモグラムにおける適用条件を満たすものであるから、 C P U 2 0 1は以下のステップ S a 7〜S a 9の処理を実行して、最大酸素摂取量（V0._2lliax/ wt) を推定する。

1G すなわち、 C Pし' 2 0 1はステップ S a 7において、今回の演算表示処理におけるステップ S a 4で記億した運動強度と拍数とに対応する最大酸素摂取量 (V0_2max) であって、 R A M 2 0 3で記億された性別に対応する値を、 R O M 2 0 2におけるテーブルから読み出し、ステップ S a 8において、読み出した最大酸素摂取量（V0_2max) を、 R A M 2 0 3に記憶された被験者の体重で除し、ステップ S a 9において、この除算値を単位体重あたりの最大酸素摂取量（V()_2max/wt) として表示部 2 0 8に表示させる。

したがって、被験者が走行運動を開始後、運動強度と拍数とに直線関係が成立していると、この演算表示処理が実行される毎に、単位体重あたりの最大酸素摂取量（V0_2max/wt) が表示部 2 0 8に表示されることとなる。

一方，ステップ S a 6において直線関係が成立しなくなれば、それは、当該走行運動において変異点 HRtpが現われたこと、あるいは、被験者が何らかの理由により走行運動を中止したことを示すので、 C P U 2 0 1はステップ S a 1 0において、当該走行運動の停止を命令する表示（あるいは、体動信号が出力されていなければ、最大酸素摂取量推定モードを解除した旨を示す表示）して被験者にその旨を告知する。この告知は、アラーム部 2 0 7のアラーム音によって、あるいは、表示およびアラーム音の両者によって、行なっても良い。

このように、演算表示処理は、被験者が走行運動開始後、 3 0秒毎に実行されて、当該走行運動における運動強度と拍数とに直線関係が成立していれば、運動強度と心拍数とから最大酸素摂取量（V0_2max/wt) を推定して、表示部に表示させる一方、直線関係が成立しなくなれば、被験者に走行運動を終了するように促すようになつている。また、直線関係が成立しているか否かを判断するのに、データが不十分であれば、今回における運動強度と心拍数とを記憶して、次回以降にその判断を持ち越すようになつている。

なお、演算表示処理の実行間隔は 3 0秒毎に限られない。

1 . 2 . 4 . 運動強度の増加告知処理

次に、他の割込処理である運動強度の増加告知処理について図 8を参照して説明する。この運動強度の増加告知処理は、被験者が走行運動を開始した後に，当該走行運動における運動強度の増加する命令を、所定の時間間隔（例えば 1 2 0秒）毎に、被験者に対して行なう処理である。

被験者が走行運動を開始したのを検出して（ステップ S 8 )、割込処理の実行を許可すると（ステップ S 1 1 )、 C P U 2 0 1は、図 8に示す運動強度の増加告知処理を、所定の時間間隔（例えば 1 2 0秒毎）に実行する。

まず、 C P U 2 0 1はステップ S b 1において、体動検出部 1 0 4による体動信号を、上述したステップ S 9 、 S a 2と同様に処理して、走行運動におけるピッチを検出する。

次に、 C P U 2 0 1はステップ S b 2において、直前ステップで検出したピッチを 1 0 %増加したピッチを求め、このピッチにしたがったアラーム音を、例えば 1 0秒間、「ピッ、ピッ、 ·· ·」という形で発生するように、アラーム部 2 0 7を制御する。これにより、被験者は走行運動における運動強度を段階的に高める際の夕イミングとともに、次段階で走行運動をする際のピッチを参考的に知ることができる。このように、運動強度の増加告知処理は、被験者が走行運動開始後、 1 2 0秒毎に実行されて、その都度、被験者に対し走行運動の運動強度を 1 0 %ずつ増加するように告知する。

なお、走行運動における運動強度は、この運動強度の増加告知処理で求めているのではなく、前述の演算表示処理におけるステップ S a 2 ， 3において実測'演算して求めるので、被験者は正確に 1 0 %だけ運動強度を増加する必要はない。すなわち、運動強度の増加告知というのはあくまでも目安に過ぎない。したがつて、被験者は、運動強度を一定に維持したままでも良いし、逆に、ある程度、運動強度を低下させても良いし、さらに、この告知処理によらないで、自分の意志により運動強度を異ならせても良いのである。

また、目安という観点から言えば、運動強度の増加告知処理の実行間隔は 1 2 0秒毎に限られない。

1 . 3 . 具体的な動作

次に、このような実施形態における具体的な動作について説明する。

まず、被験者は、ポタンスィッチ 5 1 3を操作して、装置本体 5 0 0のモ一ドを最大酸素摂取量推定モードに設定する。これにより、図 6に示すメインブログラムが実行され、現時点においてセットされている性別、体重およびストライドの情報 is が表示部 2 0 8に表示される（ステップ S 3 )。ここで、表示された情報が被験者のものと異なる場合、被験者は、ボタンスィッチ 5 1 4を操作して変更する対象を選択し、ボタンスィッチ 5 1 1あるいは 5 1 2を操作して、選択した値が自己の値となるように設定する。これにより、その値が被験者に関する新たな情報として R A M 2 0 3にセッ卜される（ステップ S 7 )。一方、表示された倩報が被験者のものであれば、被験者は、所定時間なにも操作しないことで、その旨が装置本体 5 0 0に伝えられる。これにより、前の情報が被験者に関する情報として R A M 2 0 3 に再びセットされる（ステップ S 5 )。こうして、被験者に関する性別等の情報が R A M 2 0 3にセッ卜されると、次回、モードが最大酸素摂取量推定モードに設定される場合に、再び、読み出されて表示されるので、最大酸素摂取量推定モードに設定する毎に，被験者が自己に関する情報を入力しないで済むようになつている。さて、被験者に関する性別等の情報が R A M 2 0 3にセットされた状態において、走行運動を開始すると、その走行運動のピッチに対応してアラーム音が発生するので（ステップ S 1 0 )、被験者は、装置本体 5 0 0が走行運動を検出して推定処理を開始した旨を認識する。

また、走行運動を開始すると、装置本体 5 0 0では、割込処理が許可されるので (ステップ S 1 1 )、演算表示処理は 3 0秒毎に、運動強度の増加告知処理は 1 2 0 秒毎に、それぞれ実行されることになる。

まず、被験者は、走行運動を開始後、最初に運動強度の増加告知処理が実行されるまでの 1 2 0秒間、ピッチを一定として走行運動を行なう。この 1 2 0秒間に、演算表示処理は 4回実行されるが、運動強度が一定なので、得られる運動強度と拍数の組は 1組に過ぎない。したがって、この間、演算表示処理におけるステップ S a 6〜S a 9の処理は実行されない。

次に、走行運動を開始後 1 2 0秒経過すると、第 1回目の運動強度の増加告知処理が実行されるため、いままでのピッチを 1 0 %あげた間隔でアラーム音が発生する。それにしたがって、被験者は、いままでよりも 1 0 %ピッチをあげるとともに、次の第 2回目にかかる運動強度の増加告知処理が実行されるまでの 1 2 0 秒間、そのピッチで走行運動するように努める。この 1 2 0秒間に、演算表示処理は 4回実行されるが、得られる運動強度と拍数の組は、前回の 1 2 0秒間に得られたものとあわせても 2組に過ぎない。したがって、この間においても、演算表示処理におけるステップ S a 6〜 S a 9の処理は実行されない。

そして、第 1回目の運動強度の増加告知処理が実行されてから、さらに、〗 2 0 秒経過すると、第 2回目の運動強度の増加告知処理が実行される。このため、ピッチをさらに 1 0 %あげた間隔でアラーム音が発生し、被験者は、さらに 1 0 %ピッチをあげるとともに、そのピッチで走行運動するように努める。

その時点から 3 0秒経過して演算表示処理が実行されたとき、ピッチを上げたことに伴う脈拍数の変動もすでに定常状態となっていると考えられる。このため、得られる運動強度と拍数の組は、前回までに得られたものとあわせて 3組となる。したがって、これらの組において直線関係が成立すれば、演算表示処理におけるステツプ S a 7〜 S a 9の処理が実行されて、被験者の単位体重あたりの最大酸素摂取量（V0_2max/wt) が表示部 2 0 8に表示される。これにより、被験者は自己の単位体重あたりの最大酸素摂取量（V0_2max/wt) を知ることとなる。

こうして、以降 3 0秒毎に演算表示処理が実行される毎に、被験者の単位体重あたりの最大酸素摂取量（V0_2max/wt) が表示部 2 0 8に表示されることとなる。ただし、表示される最大酸素摂取量（V0_2max/wt) は、それほど変化はないはずである。最大酸素摂取量（V0_2max/wt) は、トレーニング次第で向上することはできるものの、本来的には個人ごとの固有値であるためである。

さて、運動強度の増加告知処理が 1 2 0秒毎に実行されるため、その都度、ピッチをさらに 1 0 %あげた間隔でアラーム音が発生し、被験者は、さらに 1 0 %ピッチをあげるとともに、そのピッチで走行運動するように努める。ただし、ピッチを段階的に上昇をさせた結果、その時点での運動強度と心拍数とが、過去における運動強度と心拍数との直線関係から逸脱すると、それは、変異点 HRtpを越えたことを意味する。したがって、この場合、その時点で実行された演算表示処理により走行運動停止の命令が表示部 2 0 8に表示され（ステップ S a 1 0 )、以降、割込処理に実行が禁止されて（ステップ S 1 1 )、最大酸素摂取量の推定モードの動作が終了することとなる。これにより本実施形態における動作が終了することとなる。

このような実施形態によれば、被験者は、大掛かりな装置に拘束されることなく、かつ、自由な意志で走行運動を行なうだけで，白己の単位体重あたりの最大酸素摂取量を知ることができる。したがって、被験者は、自己の体力を客観的に評価したり、トレーニングの効果を確認するのが、極めて容易となる。

なお、上述した実施形態にあっては、脈波検出部 1 0 1を、青色 L E Dと受光部とから構成し、毛細血管中のへモグロビンによって反射したものを脈波波形として検出するようにしたが、本発明はこれに限られない。例えば、単に、圧電マイクなどで構成しても良い。ただし、圧電マイクなどを用いた場合、脈波に伴う振動とともに、体動による振動成分も同時に検出してしまうため、圧電マイクの出力信号成分から体動検出部 1 0 4による体動信号を差し引いて、純粋に脈波に伴う振動成分のみを得る処理が必要となる。

また、上述した実施形態にあっては、脈波信号あるいは体動信号から心拍数あるいはピッチを求めるのに、 F F T処理を用いたが、これに限られず、 M E M解析や、ウェーブレツ卜解析などを用いても良く、また、単純なピーク検出でも良い。さらに、上述した実施形態にあっては、ストライドの値を直接、装置本体に 5 0 0に入力する構成としたが、そのかわりに身長の値を入力する構成として、この身長に一定の係数を乗じることにより、あるいは、入力した身長と体重とを引数とする関数により、ストライドを間接的に求めて R A M 2 0 3にセットして、これを、運動強度を求める際に用いることとしても良い。

2 . 第 2実施形態

次に、本発明の第 2の実施形態について説明する。

一般に、走行運動においてピッチを上げた場合、当該走行運動におけるストライドは、多少の個人差は考えられるが短くなると考えられる。しかしながら、上述した第 1実施形態においては、ピッチを上げているにもかかわらず、ストライドについては R A M 2 0 3にセッ卜された値をそのまま用いているため一定であり、このような走行運動における特性を考慮していない。

したがって、この点において，第 1実施形態では、ステップ S a 3で求める運動強度が不正確となりやすい欠点を有する。

そこで、この第 2実施形態は、ピッチとストライドの補正係 ¾との関係を示すテーブルを予め求めて記憶しておき、走行運動においてピッチが変化した場台、変化したピッチに対応するストライド補正係数を読み出して、 R A M 2 0 3にセッ卜されたストライドに乗じて、当該ピッチに対応するストライドに補正して、上記欠点を解消しょうとするものである。

したがって、第 2実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置の構成は、図 1および図 2に示す第 1実施形態に実質的に加える必要のある構成要素はない。ただ、 R A M 2 0 3に、ピッチとストライドの補正係数との関係を示すテーブルを設けるだけでよい。このテーブルは、一般的には、図 9における実線で示すように、ピッチが増加するにしたがって、ストライドの補正係数が「 1」よりも漸次小となるものである。なお、基準ピッチとは、当該走行運動におけるストライドが入力したストライド（基準ストライド）となる場合のピッチをいう。

二こで、ピッチとストライドの補正係数との関係は被験者毎に大きく異なると考えられるので、実際には、図 9で実線で示される関係を、同図で破線で示す関係のように、被験者自身の特性にあわせて編集する必要がある。

詳細には、次の通りである。まず、第 1に、被験者は、基準ピッチに対し、例えば、 1 0 %ずつピッチを段階的に増加した場合のストライドを実測して、基準ストライドと比べてどの位の割合となるかを求めておく。第 2に、被験者は、これらの割合と基準ピッチに対する割合とを、例えば、ボタンスィッチ 5 1 1 〜 5 1 4を用いて装置本体 5 0 0に入力する。

すると、 C P U 2 0 1は、次のよ όな動作を行なう。すなわち、 C P U 2 0 1 は、入力されたピッチの割合とストライドの割合とをプロットするとともに、これらブロット間を補間して、例えば、図 9において破線で示すような特性を求め、これを R A M 2 0 3の所定の領域にテーブル化して保持しておく。

実際に被験者が走行運動を行なって、ステップ S a 3において運動強度を演算する場合、 C P U 2 0 1は、第 1に、直前ステップ S a 2において検出したピッチが基準ピッチと比べていかなる割合となっているかを求め、第 2に、当該割合に対応するストライドの補正係数を、当該テーブルから読み出して求め、第 3に、 R A M 2 0 3から読み出した基準ストライドに当該係数を乗じて、走行運動におけるピッチにあうようにストライドを補正し、第 4に、運動強度の演算においては、補正したストライドを用いることとする。

したがって、この第 2実施形態によれば、走行運動においてピッチを- hげても、ストライドが修正されるので、しかも、その修正は、被験者固有の特性に合わせているので、より正確に最大酸素摂取量（V0_2max/wt,) を求めることができる。

3 . 第 3実施形態

次に、本発明の第 3の実施形態について説明する。

走行運動する場合、当該走行が常に平坦路でできるとは限らない。一般道では、むしろ、多少の勾配を伴うのが通常であろう。ここで、走行運動において勾配が伴うと、ストライドは登り勾配では短く、下り勾配では逆に長くなると言われている (マラソン選手になると、この関係が逆になるとも言われる）。

このため、勾配があれば、ピッチが一定でもストライドが変化するので、実際の運動強度は異なってくる。しかし、上述した第 1実施形態では、ストライドについて、 R A M 2 0 3にセットされた値を用いているため、勾配があってもピッチが一定であれば、運動強度も一定として演算してしまう欠点がある。

したがって、この点において、第 1実施形態では、ステップ S a 3で求める運動強度が不正確となりやすい欠点を有する。

そこで、この第 3実施形態は、走行運動における勾配を求め、それに応じてストライドを修正して、上記欠点を解消しょうとするものである。

図 1 0は、第 3実施形態にかかる最大酸素摂取量推定装置の電気的構成を示すブロック図である。この図に示す構成が、図 2に示す第 1実施形態の構成と相違する点は、高度計 2 1 0を備える点である。この高度計 2 1 0は、気圧差によって高度差を求めるものであり、装置本体 5 0 0に内蔵される。

高度差を求める処理を、演算表示処理において実行することとすると、この処理間隔は 3 0秒であるため、この間における走行運動の高度差が求められることになる。

また、この第 3実施形態における R A M 2 0 3には、図 1 1 に示すような特性を有するス卜ライド係数テーブルが設けられる。

このテーブルは、一般的には、図における実線で示すように、勾配が（ ) の場合、すなわち上り坂である場合には，勾配が強くなるにしたがって、ストライドの補正係数が「 1」よりも漸次小となる一方、勾配が（一）の場合、すなわち下り坂である場合には、勾配が強くなるにしたがって、ストライドの補正係数が「 1」よ

2.°, りも漸次大となるものである。

ここで、勾配とストライドの補正係数との関係は、第 2実施形態と同様に、被験者毎に大きく異なると考えられるので、実際には、図において実線で示される関係を、同図で破線で示す関係のように、被験者自身の特性にあわせて編集する必要がある。

詳細には、次の通りである。まず、第 1に、被験者は、予め勾配のあるところを走行し、その走行におけるストライドが基準ストライドに対しどれくらいの割合となっているかを、当該勾配とともに求めておく。ここで、勾配とストライドの割合との組は 1組だけでなく数組とするのが望ましい。第 2に、被験者は、求めた勾配とストライドの割合とを、例えば、ボタンスィッチ 5 1 1〜 5 1 4を用いて装置本体 5 0 0に入力する。

すると、 C P U 2 0 1は、次のような動作を行なう。すなわち、 C P U 2 0 1 は、入力された勾配とストライドの割合とをプロットするととも、これらプロット間を補間して、例えば、図 1 1における破線で示すような特性を求め、これを R A M 2 0 3の所定の領域にテーブル化して保持しておく。

実際に被験者が走行運動を行なった場合に、その割込処理として行なわれる演算表示処理のフローチヤ一卜については、図 1 2に示す通りとなる。この図に示すように、第 3実施形態の演算表示処理は、図 7に示した処理に対し、ステップ S a 2の直後に、ステップ S a 1 0 l〜S a 1 0 3を追加したものとなる。

すなわち、ステップ S a 2において走行運動におけるピッチを検出すると，次に、 C P U 2 0 1は、ステップ S a 1 0 2において、高度計 2 1 0により検出された高度差の情報を取得して、これを R AM 2 0 3に格納し、ステップ S a 1 0 3において、取得した情報により高度差の有無を判別する。

ここで、高度差がなければ、詳細には、前回演算表示処理を実行したときから今回演算表示処理を実行するまでの 3 0秒間にかかる走行運動に高度差がなければ、それは平坦路での走行を意味するから、 R A iM 2 0 3にセッ卜された基準ス卜ライドをそのまま用いて、運動強度を演算する（ステップ S a 3 )。

一方、高度差があれば、 C P U 2 0 1は、ステップ S a 1 0 3において、第 1 に、当該高度差と、 3 0秒間にかかる走行距離とから勾配と求め、第 2に、当該勾配に対応するストライドの補正係数を、テーブルから読み出して求め、第 3に、 R A M 2 0 3から読み出した基準ストライドに当該補正係数を乗じて、当該勾配に対応するストライドを補正する。したがって、 C P U 2 0 1は、走行運動に高度差があれば、 R A M 2 0 3にセットされた基準ストライドを補正して、この補正後のストライドを用いて、運動強度を演算する（ステップ S a 3 )。

したがって、この第 3実施形態によれば、走行運動における勾配に応じてス卜ラィドが補正されるので、しかも、その補正は、被験者固有の特性に合わせているので、より正確に最大酸素摂取量（V0_2niax/wt) を求めることができる。

なお、この第 3実施形態においては、勾配によるストライドの変動のみならず、高度差に伴う被験者の位置エネルギーの変動も考慮して、運動強度を求めることとしてもよい。すなわち、高度計 2 1 0により求められた高度差と R A M 2 0 3 にセッ卜された被験者の体重との積で示される位置エネルギーを、求めた運動強度に加減算（上昇の場合は加算、下降の場合は減算）する構成としても良い。さらに、第 2、第 3の実施形態の双方を組み合わせ、ピッチと勾配とに合わせて、 R A M 2 0 3にセットされたストライドを補正すれば、さらに正確に最大酸素摂取量（V0_2max/wt) を求めることができる。

4 . 第 4実施形態

4 . 1 . 基本的構成および動作

以下、図面を参照して、この発明の第 4実施形態について説明する。

この図において、マイクロコンピュータ 1は、 C P U (中央処理装置）およびその周辺回路からなり、本装置の各部を制御すると共に、脈拍数の上限値 U Lおよび下限値 L Lを求める。

入力部 7は、各種モードの選択に用いられるモードスィッチ Mと、設定値の変更に用いられるアップスィツチ Uおよびダウンスィッチ Dと、設定値の決定に用いられるセットスイッチ Sとを有する。

表示部 8は、液晶表示器からなり、マイクロコンピュータ 1が求めた上限値 U L および下限値; L Lを表示する。脈拍数テ一ブル記憶部 9は、具体的には R O M (リードオンリメモリ）で構成され、以下に示す脈拍数テーブルを記憶している。

図 1 4は、上記脈拍数テーブルの一例を示す説明図である。

この図に示すように，脈拍数テーブルは、各 V〇_2max毎に、該 V 0_2maxに対応する脈拍数を記憶している。

この図において、 V〇_2maxとは、ある人が、その人にとって最大強度の運動をした時点における酸素の摂取量である。また、 V〇_2maxは、酸素の摂取量を示すと共に、「V〇_2maxが 4 0 〔ml/kg/分〕の運動」というように、運動の強度を表すのにも利用される。

二の図において、各 V〇_2maxに対応する脈拍数は、 V〇_2maxが該値である平均的な人が、該 V〇_2maxの 5 0 %に相当する強度の運動をした場合における、脈拍数を示している。

なお、脈拍数テーブル記憶部 9には、 2種類の脈拍数テーブル（男性用および女性用）が記憶されており、図 1 4に示した脈拍数テーブルは男性用である。

次に、上記構成による運動処方支援装置の動作を説明する。

あらかじめ、使用者は、第 1〜第 3実施形態で説明した方法、あるいは公知の「間接法」を用いて自分の v o_2maxを推定しておく。ここで、「間接法」とは、最大下運動中の仕事率と心拍数とから V〇_2max/w tを推定する方法である（保険の科学. 第 3 2巻，第 3号， 1 9 9 0年参照）。

次に、使用者が、本装置の電源を入れ、モードスィッチ M (図 1 3参照）を押すと、表示部 8の表示は図 1 5 ( a ) に示す状態に変化する。

この状態において、使用者がアップスィッチじ（またはダウンスィッチ D ) を 1 回押す度に、表示部 8の表示が " 1 (男性）" から " 2 (女性）" へ、または、 " 2 (女性）" から " 1 (男性）" へ変化するので、これにより、使用者は、該表示を自分の性別に台わせた後、セットスィッチ Sを押して、該値を入力する。二こでは、一例として、 " 1 (男）'' が入力されたとする。

性別が入力されると、マイクロコンピュー夕 1は、脈拍数テーブル記憶部 9に記憶されている 2種類の脈拍数テーブル（男性用および女性用）の中から，該性別に対応する脈拍数テーブルを読み出す。ここでは、 " 1 (男性）" が入力されたので、

2G マイクロコンピュータ 1は、男性用の脈拍数テーブル（図 1 4参照）を読み出す。次に、使用者がモードスィッチ λΐを押すと、表示部 8の表示は図 1 5 (b) に示す状態に変化する。

この状態において、使用者がアップスィッチ Uを押し続けている間、表示部 8の表示がカウントアップし、使用者がダウンスィッチ Dを押し続けている間、表示部 8の表示がカウン卜ダウンするので、これにより、使用者は、該表示を自分の VO _2maxに合わせた後、セットスィッチ Sを押して、該値を入力する。ここでは、一例として、 "4 0" が入力されたとする。

^V〇2m_aXが入力されると、マイクロコンピュータ 1は、読み出した脈拍数テープル（図 1 4参照）から、該 V0_2maxに対応する脈拍数を読み出す。ここでは、 "4 0" が入力されたので、マイクロコンピュー夕 1は、該 "4 0" に対応する値 "1 2 5" を読み出す。

次に、マイクロコンピュータ 1は、読み出した脈拍数に所定の上限値係数 1. 2 (すなわち 1 2 0 %) を乗算することにより、脈拍数の上限値 ULを求める。ここでは、上記脈拍数が " 1 2 5" であるので、上限値 ULは " 1 5 0" となる。

同様に、マイクロコンピュー夕 1は、読み出した脈拍数に所定の下限値係数 0. 8 (すなわち 8 0 %) を乗算することにより、脈拍数の下限値 L Lを求める。ここでは、上記脈拍数が " 1 2 5" であるので、下限値 L Lは "I 0 0" となる。

最後に、マイクロコンピュー夕 1が上限値 ULおよび下限値 L Lを表示部 8に転送すると、表示部 8は該上限値 ULおよび下限値 L Lを表示する。

4. 2. ピッチメーカへの適用例

次に、図面を参照して、本装置（運動処方支援装置）をピッチメーカへ適用した場合における適用例について説明する。

4. 2. 1. 全体構成

始めに、図面を参照して、本装置が適用されたピッチメーカの構成を説明する。図 1 6は、上記ピッチス一力の外観を示す斜視図である。

この図において、該本体 1 4はリス卜バンド 1 2によって使用者の腕に取り付けられている。

また、後述する脈波センサ 3 0 1 (図 1 9参照）および体動センサ 3 0 2 (図 1 9参照）は、指ベルト 1 5によって指に固定されている。

次に、図 1 7は、上記ピッチメーカの電気的構成例を示すブロック図である。この図において、上下限値設定部 2 1は、先に「基本的構成および動作」で説明した本発明による装置（運動処方支援装置）であり、脈拍数の上限値 U Lおよび下限値 L Lを求め、出力する。

また、脈拍/ピッチ検出部 2 2は、運動時における使用者の脈拍とピッチとを検出し、その値を示す脈拍検出信号 B Sとピッチ検出信号 P Sとを各々出力する。なお、脈拍ピッチ検出部 2 2の構成 ·動作の詳細は、後述する「（2 ) 脈拍 /ピッチ検出部」で説明する。

上下限比較部 2 3は、脈拍/''ピッチ検出部 2 2から供給される脈拍検出信号 B Sの示す脈拍が下限値 L Lまたは上限値 U Lを超えたか否かを検出し、その状態を示す信号 S Sをピッチ信号発生部 2 4に出力する。

ピッチ信号発生部 2 4は、脈拍/ピッチ検出部 2 2から供給されるピッチ検出信号 P S'と、上下限比較部 2 3から供給される信号 S Sとに基づいて、ピッチ制御信号 P C Sを作成する回路であり、例えば、図 1 8に示す構成になっている。

図 1 8において、初期ピッチ設定部 3 3は、信号 S Sに基づいて、使用者の脈拍数が最初に下限値 L Lを超えたことを検出すると、信号 S aを制御部 3 4に出力する回路である。

制御部 3 4は、信号 S aが供給されると、その時点においてピッチ検出信号 P S が示す使用者のピッチを、ピッチ制御信号 P C Sとして出力する。

また、制御部 3 4は、信号 S aが出力された後も引き続き信号 S Sをチェックし、使用者の脈拍数が下限値 L Lを下回った場合には、該脈拍数が再び下限値 L L を超えるまで、所定のレートでピッチが上昇するようピッチ制御信号 P C Sを調整する。

また、制御部 3 4は、信号 S aが出力された後も引き続き信号 S Sをチェックし、使用者の脈拍数が上限値し' Lを超えた場合には、該脈拍数が再び上限値じ Lを下回るまで、所定のレー卜でピッチが下降するようピッチ制御信号 P C Sを調整する。また、停止制御部 3 5は、ピッチ制御信号 P C Sとピッチ検出信号 P Sを比較し、両者が所定時間一致している場合（あるいはほぼ等しい場合）は、ピッチ制御

2S 信号 P c sの出力を停止させるとともに、両者に相違が生じれば再びピッチ制御信号 P C Sを出力させる回路である。ただし、制御部 3 4は、ピッチを変更（上昇もしくは下降）するときは、停止制御部 3 5の動作に係わらず、ピッチ制御信号 P C Sを出力し続けるようになつている。

以上がピッチ信号発生部 2 4の構成および処理内容であるが、同様の処理が行えれば、他の回路構成であってもよく、また、ソフトウェアによって実現してもよい。次に、図 1 7に示す放音部 2 5は，たとえば、圧電ブザーとその駆動回路で構成され、ピッチ制御信号 P C Sに応じたピッチで、たとえば「ピッ、ピッ、 ……」という音を放音する。また、ピッチ制御信号 P C Sが供給されない場台は、放音が停止される。

表示部 2 6は、液晶表示器からなり、図 1 6に示すように、ピッチ制御信号 P C Sが示すピッチを数値で表示するとともに、そのピッチに応じてマーク M Kを点滅させる。また、表示部 2 6は、脈拍 Zピッチ検出部 2 2から供給される脈拍検出信号 B Sに基づいて脈拍数を表示する。さらに、表示部 2 6は、上下限値設定部 2 1 のモードスィッチ M (図 1 3参照）によって表示モードが変更されると、上限値 U Lおよび下限値 L Lの値を表示するようになっている（図示略）。

4 . 2 . 2 . 脈拍ピッチ検出部

以下に、図面を参照して脈拍ノピッチ検出部 2 2の構成 ·動作について説明する。図 1 9は、脈拍/ピッチ検出部 2 2の構成例を示すブロック図である。

この図において、脈波センサ 3 0 1は、生体から脈波を検出し、検出した脈波信号を脈波信号増幅回路 3 0 3に出力する。脈波センサ 3 0 1としては、例えば、圧電マイクを用いる。

体動センサ 3 0 2は、生体の動きを検出し、検出した体動信号を体動信号増幅回路 3 0 4に出力する。体動センサ 3 () 2としては、例えば、加速度センサを用いる。脈波信号増幅回路 3 0 3は、検出された脈波信号を増幅し、 A Z D変換回路 3 0 5及び脈波波形整形回路 3 0 6に出力する。

体動信号増幅回路 3 0 4は、検出された体動信号を増幅し、 Λ ./ D変換回路 3 0 5及び体動波形整形回路 3 0 7に出力する。

A / D変換回路 3 0 5は、増幅された脈波信号と体動信号を A Z D変換し、 C P U 308に出力する。

脈波波形整形回路 306は、増幅された脈波信号を整形し、 C PU 308に出力する。

体動波形整形回路 30 7は、増幅された体動信号を整形し、 C PU 308に出力する。

図 20は、脈波 Zピッチ検出部 22における処理手順を示すフローチヤ一卜である。

この図において、ステップ S F】では、脈波を検出し、該脈波信号を増幅し、増幅された脈波信号を AZD変換する。

ステップ S F 2では、体動を検出し、該体動信号を増幅し、増幅された体動信号を AZD変換する。

ステップ S F 3では、 A/D変換された脈波信号と体動信号を F FT処理する。ステップ S F 4では、 F FT処理された脈波信号および体動信号に基づいて、拍動周波数成分を抽出する。

ステップ S F 5では、抽出された拍動周波数成分に基づいて脈拍数を演算する。なお、本明細書において「拍動周波数成分」とは、脈波信号の F FT処理結果から体動信号に対応する周波数成分を除去したものをいう。

4. 2. 2. 1. 拍動周波数成分抽出処理の原理

上述したようにステップ S F 4においては拍動周波数成分が抽出されるが、その動作の原理について説明しておく。

図 2 1 (a) は、周波数 f Aと周波数 f B (但し、周波数 f Bの振幅は、周波数 f Aの 1ノ 2) を加算した信号を示す図であり、図 2 1 (b) は、該加算信号を F F T処理した結果を示すグラフである。

F F T処理した結果得られる最も低い周波数は、分析時間の逆数で決定される。例えば、分析時間を 1 6 〔 s e c〕とすると線スペクトルは 1 Z 1 6 〔 s e c〕、すなわち 62. 5 [ms e c] の分解能で得られる。したがって、分析対象の信号は 1 6 [Hz] の整数倍の高調波成分に分解される。それぞれの高調波成分の大きさ（パワー）が縦軸で表現される。図 2 1 (b) においては、周波数 f Aのパワーの半分を周波数 f Bが持っている事を示している。

3ί) 図 2 2は、運動状態での脈波センサ 3 0 1 と体動センサ 3 0 2の出力信号を F F T処理した結果の一例を示すグラフである。この図において、（a ) は脈波センサ 3 0 1の出力信号を F F T処理した結果（脈波スぺクトル ί mg) を表し、（b ) は体動センサ 3 0 2の出力信号を F F T処理した結果（体動スぺクトル f _Sg) を表し、（c ) は脈波スペクトル ί mgから体動スペクトル f _Sgを引いた拍動スぺク卜ル f Mを表す。

この図に示すように、（a ) には、拍動周波数成分と体動によって発生する信号がもつ周波数成分の両方が乗ってくる。

それに対して、体動センサ 3 0 2は体動だけに反応するので、（b ) には、体動によって発生する信号だけが持つ阇波数成分が得られる。

したがって、脈波スペクトル ί mgから体動スペクトル ί sgを引き、残った線スぺクトル f vlの中で最大のものを拍動周波数成分として特定する。

図 2 0に示すステップ S F 5では、この拍動周波数成分をもとに脈拍数を演算する。

しかし、実際にはそれぞれのセンサ出力波形を周波数分析すると、高調波信号の影響が有って単純に差を取る方法だけでは難しい場合も有る。そこで、脈波を特定する方法を更に詳しく説明する。

まず、解析する周波数範囲について検討する。通常、体動周波数は 1〜 2 ( H z ] である。従って、 f max = 4 [ Η z ] とすると、第 3高調波のチェックまでで十分である。

詳細は後述するが、本実施形態においては、 2〜4 〔H z〕の周波数領域の最大体動成分を抽出して、その最大成分が体動成分の第 2高調波であると推定する。この推定を行う理由について述べる。

図 2 3は、体動センサ 3 ϋ 2の出力を F F T処理した結果である。一般に、運動状態、特に走行状態においては、図 2 3のごとく基本波に比べて第 2高調波のパワーがより高く得られる（ごく平均的な走り方をしている時で、 3〜 1 0倍程度）。走行時の体動センサ 3 0 2の検知要因として、以下の 3点が考えられる。

( 1 ) 走行時の上下動

( 2 ) 腕の振りの基本波 ( 3 ) 腕の振りの第 2高調波

( 1 ) に関しては、右足をステップした時と左足をステップした時に均等に上下動が出るので、体動成分の第 2高調波となる。

( 2 ) に関しては、腕の振り出し. 引き戻しを一周期とする振り子運動を指すが、通常走行において腕の振りを滑らかな振り子運動にするのは難しく、この成分のパワーは弱めとなる。

( 3 ) については、腕の振り出し、引き戻しのそれぞれの瞬間に加速度がかかる為、第 2高調波が（2 ) の基本波より強く出る。

したがって、体動周波数の内、第 2高調波成分が特徴的に得られることになる。通常走行では、 2〜 4 〔H z〕の範囲であれば走行ペースの速い遅いを考えても第 2高調波が出現する領域がカバー出来る。したがって、この領域に限定した上で特徴的な第 2高調波成分を抽出することで検出精度を上げる事が出来る。

4. 2 . 2 . 2. 拍動周波数成分抽出処理の詳細

図 2 4は、体動信号の高調波を特定した後に脈波成分を特定する処理方法を示すフローチャー卜である。

ステップ S D 1では、体動信号の周波数分析結果に基づいて、パワー Pが最大の線スぺクトル f sを求める。

ステップ S D 2では、 f sの 1 / 2の周波数に、ある一定値 T h以上の体動成分 P ( i s/ 2 ) が有るか否かを判断する。

この判断結果が「Y E S」の場合、すなわち、ある一定値 T h以上の体動成分 P ( i s/ 2 ) が有る場合には、ステップ S D 3へ進む。

ステップ S D 3では、 ί Sを第 2高調波（HM C = 2 ) と特定する。

一方、ステップ S D 2の判断結果が「N〇」の場合、すなわち、ある一定値 T h 以上の体動成分 P ( f s/ 2 ) が無い場合は、ステップ S D 4へ進む。

ステップ S D 4では、 f sの 1 / 3の周波数に、ある定値 T h以上の体動成分 P ( f s / 3 ) が有るか否かを判断する。

二の判断結果が「Y E S」の場合、すなわち、ある一定値 T h以上の体動成分 P ( f s / 3 ) が有る場合、ステップ S D 5へ進む。

ステップ S D 5では、 f sを第 3高調波（HA1 C = 3 ) と特定する。一方、ステップ S D 4の判断結果が「N〇」の場合、すなわち、ある一定値 T h 以上の体動成分 P ( f s / 3 ) が無い場合は、 f sを基本波 f siと特定する。

以上の処理で f sが第何高調波であるかが特定出来たので、ステップ S D 7では、体動の基本波 f siを求める。

ステップ S D 8〜 S D 1 1では、脈波の周波数分析結果から、パワー Pの大きな線スペクトル順に、その周波数 f mと体動周波数との比較を行い，その周波数が体動信号の基本波（ f si)，第 2高調波（2 X f si) , 第 3高調波（3 X f si) と一致するかどうかをチェックする。

この処理を行うことで、ステップ S D 1 2において、体動成分と一致しない最大の脈波周波数成分 f mを抽出する事ができる。

以上で、脈拍ノピッチ検出部 2 2の構成 ·動作の説明を終了する。

4 . 2 . 3 . 動作

次に、図面を参照して、上記ピッチメーカの動作を説明する。

まず始めに、図 1 7に示す上下限値設定部 2 1 〈すなわち、本発明による運動処方支援装置）は、先に「基本的構成および動作」で述べた処理を行うことにより、脈拍数の上限値 U Lおよび下限値 L Lを求める。

次に、使用者は、図 1 6に示す指ベルト 1 5を指に装着するとともに、例えば、図 2 7に示す時刻から走行を開始する。

この結果、図 1 7に示す脈拍 Zピッチ検出部 2 2は、先に「（2 ) 脈拍ノビツチ検出部」で述べた処理を行うことにより、使用者の脈拍とピッチを検出し、その値を示す脈拍検出信号 B Sとピッチ検出信号 P Sを各々出力する。

そして、上下限比較部 2 3は、脈拍検出信号 B Sと上限値 U L , 下限値 L Lとを比較し、比較結果に対応する信号 S Sを出力する。

この場合、走り初めにおいては、図 2 7に示すように、使用者の脈拍は下限値 L Lに達していない。このため、初期ピッチ設定部 3 3 (図 1 8参照）は信号 S aを出力せず、制御部 3 4は初期ピッチの設定を行わない。したがって、ピッチ制御信号 P C Sが発生されず、放音部 2 5はピッチ音を発生しない。

次に、使用者のウォーミングアップが終わって、徐々にピッチがあがってくると、これに従つて運動強度が大きくなり、脈拍数が上昇していく。そして、図 2 7に示す時刻 t ₂に達すると、脈拍検出信号 B Sが示す脈拍数が下限値 L Lを超える。この結果、上下限比較部 2 3が出力する信号 S Sは、「下限値超え」を示すものとなり、初期ピッチ設定部 3 3 (図 1 8参照）が信号 S aを出力する。

信号 S aが出力されると、制御部 3 4はピッチ検出信号 P Sが示す使用者のピッチを取り込み、これを初期ピッチとして設定するとともに、このピッチに対応するピッチ制御信号 P C Sを出力する。

これにより、放音部 2 5は、ピッチ制御信号 P C Sに対応するピッチ（この場合は、現時点の使用者のピッチであり、図 2 7に示す例では 1 6 0歩/分）でピッチ音を発生する。すなわち、使用者の脈拍が下限値 L Lを超えたときに、初めてピッチ音が発生され、しかも、その放音間隔はその時点の使用者のピッチに等しいものになる。

そして、放音部 2 5が発生したピッチ音と使用者のピッチとがー致し、この一致時間が所定期間を経過すると、停止制御部 3 5 (図 1 8参照）が制御部 3 4に対して制御信号を出力し、これにより、ピッチ制御信号 P C Sが停止され，放音部 2 5 のピッチ音が停止する。したがって、放音部 2 5におけるピッチ音の放音は、図 2 7に示す時刻 t ₂から時間だけ行われる。

時間 T i経過後にピッチ音を切ってしまうのは、定常的な走行状態に入った使用者のピッチは一般に安定しており、何らかの理由がない限り、ピッチ音等の指示がなくとも、ほとんど一定のピッチで走行するため、不要なピッチ指示は行わず、消費電力を節約するためである。

次に、初期ピッチで走行していた使用者の脈拍が、図 2 7に示すように上昇していき、時刻 t ₃において上限値 U Lを超えると、上下限比較部 2 3の出力信号 S S は「上限値超え」を示すものとなり、制御部 3 4 (図 1 8参照）は使用者の脈拍が上限値 U Lを下回るまで所定のレー卜でピッチが下降するようピッチ制御信号 P C

Sを調整する。

また、制御部 3 4は、このピッチ変更に際して、再びピッチ制御信号 P C Sを出力し、放音部 2 5からピッチ音を出力させる。これは、使用者に対し、ピッチ変更を認識させる必要があるためである。そして、時刻 t になると、使用者の脈拍が上限値 U Lを下回り、制御部 3 4はピッチ制御信号 P C Sに対する調整を停止する。したがって、制御部 3 4の設定ピッチは、時刻の直前のピッチ（ 1 4 5歩/分）に固定される。そして、変更されたピッチと使用者のピッチとが所定時間一致すると、これが停止制御部 3 5に検出され、再びピッチ制御信号 P C Sが停止される。

次に、体調変化等の理由により、例えば、時刻 t 5において、使用者のピッチが変動すると、これが停止制御部 3 5に検出される。これにより、停止制御部 3 5 は、制御部 3 4にピッチ制御信号 P C Sを出力させる。これにより、放音部 2 5 力再びピッチ音を放音し、使用者はこのピッチ音に従って自己の走行ピッチを可変する。そして、使用者のピッチと制御部 3 4の設定ピッチとが所定時間一致すると、停止制御部 3 5によってピッチ制御信号 P C Sの発生が停止される。そして、使用者の脈拍が次第に減少し、例えば、時刻 t ₆において、下限値 L Lを下回ると、上下限比較部 2 3の出力信号 S Sは下限値以下を示すものとなり、制御部 3 4は使用者の脈拍が下限値 L Lを超えるまで所定のレートでピッチが上昇するようピッチ制御信号 P C Sを調整する。

また、制御部 3 4は、このピッチ変更に際して、再びピッチ制御信号 P C Sを出力し、放音部 2 5からピッチ音を出力させる。この場合、脈拍が下限値 L Lを下回る時刻からピッチ制御信号 P C Sの調整が開始される時刻 t ₇まで若干の時間差があるが、これは制御部 3 4が所定周期毎に信号 S Sの監視を行っているためであり、この例の場合には、監視が行われるタイミング t ₇が時刻 t ₆より微少夕イミングだけ遅れている。しかしながら、使用者へのピッチ指示には、十分に早い周期が設定されているので、実用上の問題はない。

時刻 ₇において発生されたピツチ音は時間 T i経過後に停止されるが、これは上述の場合と同様に停止制御部 3 5の制御によるものである。

以上で、上記ピッチメーカの動作説明を終了する。

5 . 第 5実施形態

5 . 1 . 実施形態の構成

δ . 1 . 1 . 全体構成

以下、図面を参照して、本発明の第 5実施形態について説明する。図 2 9は本実施形態による携帯型脈波測定装置および該携帯型脈波測定装置で測定された情報を処理するためのデータ処理装置を示した図であり、以下ではこれらを総称して脈波情報処理装置と呼ぶことにする。また、図 3 0は携帯型脈波測定装置の使用方法を示す説明図である。これらの図からわかるように、本実施形態では携帯機器として腕時計を用いた腕装着型脈波計測機器となっている。そして図 2 9のように、脈波情報処理装置 1は、腕装着型脈波計測機器 1 Aと、この腕装着型脈波計測機器 1 Aとの間でデータ転送を行うデータ処理装置 1 Bとから構成される。

腕装着型脈波計測機器 1 Aには後述するようにコネクタ部 7 0が設けられており、コネクタ部 7 0にはデータ処理装置 1 Bと通信するための通信ュニッ卜 1 0 0 が取り付けられている。この通信ユニット 1 0 0は、腕装着型脈波計測機器 1 Aとデータ処理装置 1 Bとの間における光信号を利用したデータ転送用に用いられ、腕装着型脈波計測機器 1 Aから着脱自在の構造となっている。また、コネクタ部 7 0には通信ュニッ卜 1 0 0の代わりにコネクタピース 8 0を取り付けることができ、後述するように、コネクタピース 8 0にはケーブル 2 0を介してその先端側に脈波測定用のセンサュニッ卜 3 0が設けられている。

一方、データ処理装置 1 Bは機器本体 2 , ディスプレイ 3 . キ一ボード 4，プリン夕 5などから構成されており、以下の点を除いて通常のパーソナルコンピュータから構成されているため、その内部構成の説明の詳細は省略する。すなわち、デー夕処理装置 1 Bは、光信号によるデータを送受信するための図示しない送信制御部及び受信制御部を内蔵している。これら送信制御部と受信制御部は、それぞれ光信号を送信するための L E D 6 1 と光信号を受信するためのフォ卜トランジス夕 6 2を有する。これら L E D 6 1 , フォトトランジスタ 6 2は何れも近赤外線用のもの（例えば中心波長が 9 4 0 n mのもの）が用いられ、可視光を遮断するための可視光カツ卜用のフィル夕 6 3を介し、データ処理装置 1 Bの前面に設けられた光通信用の通信窓 6から光通信を行う。

次に、図 3 0において、腕装着型脈波計測機器 1 Aは、腕時計構造を有する機器本体 1 0 . この機器本体 1 ()に接続されたケーブル 2 0 . このケーブル 2 0の先端側に設けられたセンサユニット 3 0とから大略構成されている。機器本体 1 0

3G には、腕時計における 1 2時方向から腕に巻きついてその 6時方向で固定されるリストバンド 1 2が設けられ、このリス卜バンド 1 2によって、機器本体 1 0は腕に着脱自在となっている。また、センサユニット 3 0は、幅が約 1 0 mmのセンサ固定用バンド 4 0を備え、このセンサ固定用バンド 4 0によって人差し指の根元から指関節までの間に装着されている。

なお、腕時計における何時方向とはあくまで機器本体の方向を意味しており、機器本体上での表示が指針式であることを意味するものではない。

δ . 1 . 2 . 機器本体の構成

次に、図 3 0のその他の部品について、腕装着型脈波計測機器 1 Αの機器本体の平面図である図 3 1をも参照して説明する。

再び、図 3 0において、機器本体 1 0は樹脂製の時計ケース 1 1を備えており、この時計ケース 1 1の表面側には、現在時刻や日付のほか脈拍数などの脈波情報等をデジタル表示する液晶表示装置 1 3が構成されている。

時計ケース 1 1の内部には、センサユニット 3 0による検出結果（すなわち脈波信号）に基づいた脈拍数の変化などを表示するために、検出結果に対する信号処理などを行うデータ処理部 5 0が内蔵される。データ処理部 5 0には計時部も構成されているため、液晶表示装置 1 3上に通常時刻，ラップタイム，スプリット夕ィムなども表示可能である。

また、時計ケース 1 1の外周部には、時刻合わせモード，表示モード. 脈波計測モード，ストップウォッチモード，データ転送モードなどといった各種モードの切り換え等を行うためのボタンスィッチ 1 1 1〜 1 1 5が構成されるとともに、その表面にはボタンスィッチ 1 1 6〜 1 1 7 (図 3 0では図示略）が構成されている。一方、腕装着型脈波計測機器 1 Aの電源は、図 3 1に一点鎖線で示すように、時計ケース 1 1に内蔵されている偏平なボタン形の電池 5 9 0であり、ケーブル 2 0は電池 5 9 0からセンサュニット 3 0に電力を供給するとともに、センサュニッ卜 3 0の検出結果を時計ケース 1 1内のデータ処理部 5 0に入力する。また、時計ケース 1 1が横長であることを利用して、その内部にはブザー用の偏平な圧電素子 5 8 0と電池 5 9 0が面方向に並んで配置されており、このような構成によつて機器本体 ] 0を薄型化できる。 5 . 1 . 3 . センサュニッ卜の構成

図 3 0に示すように、センサュニッ卜 3 0は、センサ固定用バンド 4 0と光学ュニット 3 0 0から構成されている。センサ固定用バンド 4 0は可撓性をもつ肉厚の樹脂成形品から構成されており、丸くくるまつている状態からそれを広げて指の根元に巻付けた後にそのまま手を離すと、それ自身の形状復帰力により指の根元に巻きついた状態となる。また、センサ固定用バンド 4 0の略中央部分はさらに肉厚になっているともに、そこには光学ュニット 3 0 0を収納できる穴 4 1が形成されている。

次に図 3 2において、光学ユニット 3 0 0は、そのケース体としてのセンサ枠 3 0 1 1に裏蓋 3 0 2 1が被されてその内部が部品収納空間になっている。センサ枠 3 0 1 1の上面部分には、ガラス板 3 0 4 1 (フィル夕）で光透過窓が形成され、このガラス板 3 0 4 1に対向するように回路基板 3 0 5 1がセンサ枠 3 0 1 1の内部に固定されている。回路基板 3 0 5 1には、脈波計測用 L E D 3 1 , 脈波計測用フォトトランジスタ 3 2，トランジスタ（図示略）などの電子部品が実装されている。これら脈波計測用 L E D 3 1 , 脈波計測用フォトトランジスタ 3 2は、それぞれ発光面，受光面をガラス板 3 0 4 1の方に向けている。

また、光学ュニッ卜 3 0 0はセンサ固定用バンド 4 0に対してガラス板 3 0 4 1が内側に向くように取り付けられており，センサ固定用バンド 4 0を指の根元に装着すると、脈波計測用 L E D 3 1および脈波計測用フォトトランジスタ 3 2 がそれぞれの発光面および受光面を指の表面に向いた状態になる。したがって、脈波計測用 L E D 3 1から指に向けて光を照射すると、脈波計測用フォトトランジス夕 3 2が指の血管から反射してきた光を受光し、その受光結果（脈波信号）力ケーブル 2 0を介して、光学ュニッ卜 3 0 0から機器本体 1 0に入力される。ここで、センサュニッ卜 3 0には、発光波長領域が 3 δ 0 n m〜 6 0 0 n mの脈波計測用 L E D 3 1と、受光波長領域が 3 0 0 η π！〜 6 0 0 n mの脈波計測用フォト卜ランジス夕 3 2を用いてあり、その重なり領域である約 3 0 0 n m〜約 6 0 0 n mの波長領域の検出結果に基づいて生体情報を表示する。外光に含まれる光のうち、波長領域が 7 0 0 n m以下の光は、指を透過しにくい傾向にあるため、外光がセンサ固定用バンド 4 0で覆われていない指の部分に照射されても、図 3 2

3S に点線 Xで示すように、指を導光体として脈波計測用フォト卜ランジス夕 3 2にまで到達せず、検出には影響を与えない波長領域の光だけが指を導光体として通つてくる。また、 3 0 0 n mより低波長領域の光は皮膚表面でほとんど吸収されるので、受光波長領域を 7 0 0 n m以下としても、実質的な受光波長領域は 3 0 0 1 11〜 7 0 0 11 11 となる。したがって、指を大掛かりに覆わなくても必要最小限の範囲を覆うだけで外光の影響を抑えることができるとともに、本実施形態のよ ό な小さなセンサュニット 3 0であれば指の根元に装着した状態で手を握ることができランニングに支障がない。

なお、脈波計測用 L E D 3 1から発せられた光は、その一部が矢印 Cで示すように指を通って血管にまで到達し、血液中のヘモグロビンからの反射光が矢印 D で示すように脈波計測用フォ卜トランジスタ 3 2に届く。この経路で受光された光量が生体反射量である。また、脈波計測用 L E D 3 1から発せられた光は、その一部が矢印 Eで示すように指表面で反射して脈波計測用フォ卜トランジスタ 3 2に届く。この経路で受光された光量が皮膚反射量である。さらに、脈波計測用 L E D 3 1から発せられた光と血管から反射した光の一部とは、矢印 F , Gで示すように指内で吸収或いは分散し、脈波計測用フォトトランジスタ 3 2に届かない。 δ . 1 . 4 . データ処理部の構成

機器本体 1 0では上述した脈波信号から脈拍数が求められる。図 3 3に時計ケース 1 1の内部に構成されたデータ処理部 5 0の機能の一部をブロック図で示す。この図において、脈波信号変換部 5 1は、ケーブル 2 0を介してセンサュニッ卜 3 0から入力された信号をデジタル信号へ変換して脈波信号記憶部 5 2に出力する。脈波信号記億部 5 2は、デジタル化された脈波データを記憶する R A M (ランダムアクセスメモリー）である。また脈波信号演算部 5 3は、脈波信号記憶部 5 2に記憶される脈波データを読み出し、周波数分析を行った結果を脈波成分抽出部 5 4に入力する。この脈波成分抽出部 5 4は、脈波信号演算部 5 3からの出力信号より脈波成分を抽出して脈拍数演算部 5 5に出力する。脈拍数演算部 5 5は入力された脈波の周波数成分から脈拍数を演算して、その結果を液晶表示装置 1 3に出力する。

また、データ処理部 5 0には、脈拍数演算部 5 5で求めた脈波情報，この脈波情報に対応する時刻データ，腕装着型脈波計測機器〗 Aの計時機能を利用して計測したマラソン中のラップタイムゃスプリットタイムなどを記憶しておくためのデ一夕記億部 5 6が構成されている。

一方、コネクタピース 8 0の代わりに通信ュニッ卜 1 0 0をコネクタ部 7 0へ取り付けるとともに、腕装着型脈波計測機器 1 Aをデータ転送モードとした場合は次の各部が機能する。すなわち、データ出力制御部 5 7は、データ記憶部 5 6に記億されている脈波情報や時刻データなどを、通信ユニット 1 0 0を介し光信号としてデータ処理装置 1 B側へ出力する。またデータ入力制御部 5 8は、データ処理装置 1 Bから送出された光信号を通信ュニッ卜 1 0 0を介して受信してデー夕記憶部 5 6に記憶させる。

5 . 1 . 5 . コネクタ部分の構成

日常生活において腕装着型脈波計測機器 1 Aを通常の腕時計と同様に扱えるように、図 2 9に示すコネクタピース 8 0および通信ュニッ卜 1 0 0は、図 3 1に示すように、機器本体 1 0の 6時の方向に位置する端部の表面側で着脱できるようになっている。ここで、コネクタ部 7 0は 6時の方向に位置するので、機器本体 1 0を腕に装着したときにコネクタ部 7 0が利用者から見て手前側となり操作が簡単である。またコネクタ部 7 0は、機器本体 1 0から 3時の方向に張り出さないので、利用者はランニング中に手首を自由に動かすことができるとともに、ランニング中に転んでも手の甲がコネクタ部 7 0にぶつからない。

次に、コネクタピース 8 0或いは通信ュニッ卜 1 0 0とコネクタ部 7 0との間の電気的な接続は図 3 4に示すとおりである。この図はコネクタピース 8 0側におけるセンサ回路の電極部、および、このセンサ回路と信号の入出力を行うためのコネクタ部 7 0側の端子の組合せを示している。なお、この図はコネクタ部 7 0とコネクタピース 8 0を接続する場合を示してあるが、コネクタピース 8 0の代わりに通信ュニッ卜 1 0 0を接続する場合も全く同様である。

図 3 4において、コネクタ部 7 0には端子 7 5 1〜 7 5 6が構成されており、これらの端子に対応して、コネクタピース 8 0には電極部 8 3 1 〜 8 3 6が構成されている。端子 7 δ 2は電極部 8 3 2を介して脈波計測用 L E D 3 1に駆動電圧 V D Dを供給するためのプラス端子、端子 7 5 3は電極部 8 3 3を介して脈波計測用 L ED 3 1のマイナス電位とされる端子、端子 7 54は電極部 8 34を介して脈波計測用フォ卜トランジスタ 3 2のコレク夕端子に駆動用の定電圧を供給するための端子である。

端子 7 5 1は電極部 83 1を介して脈波計測用フォトトランジスタ 32のェミツ夕端子からの信号が入力される端子、端子 7 5 5は電極部 8 3 5を介してコネク夕ピース 8 0をコネクタ部 7 0に装着したか否かを検出するための信号が入力される端子である。電極部 8 3 6はセンサュニッ卜 3 0において人体にアースを落としており、端子 7 5 1と電極部 836が電気的に接続したとき、 VDDをグランド線とすることによって電極部 8 3 1〜8 34をシールドするようになっている。一方、コネクタピース 8 0側では、脈波計測用 L E D 3 1の端子間（電極部 83 2， 8 33の間）に対して、コンデンサ C 1およびスィッチ SW 1が介揷されている。スィッチ SW1は、コネクタピース 80をコネクタ部 70から外したときに閉状態になって、脈波計測用 L ED 3 1に対してコンデンサ C 1を並列接続させ、コネク夕ピース 8 0をコネクタ部 70に装着したときに開状態になる。

同様に、脈波計測用フォ卜トランジスタ 32の端子間（電極部 8 3 1， 834) に対しては、コンデンサ C 2およびスィッチ SW2が介挿されている。スィッチ S W2は、コネクタピース 80をコネクタ部 7 0から外したときに閉状態になって、脈波計測用フォトトランジス夕 3 2に対してコンデンサ C 2を並列接続させ、コネクタピース 80をコネクタ部 7 0に装着したときに開状態になる。

5. 1. 6. コネクタピースの構造

次に、コネクタ部 7 0，コネクタピース 80の構造を詳述する。図 3 5はコネク夕ピース 8 0の構成を示す拡大図、図 3 6はコネクタ部 70の拡大図である。まず図 3 5において、コネクタピース 8 0の下面部 8 0 1には、その両側で下方に向けて張り出す一対の突出部 8 1. 8 2が形成されている。これらの突出部 8 1. -8 2の下端部では、その内側に向かって 4個の係合片 8 1 1. 8 1 2. 8 2 1 , 82 2が突出している。また下面部 8 0 1には、機器本体 1 0にケーブル 20 を接続したときに静電気の影響を防止する回路（上述）をスイッチングする 2本の作動ピン 8 5 7. 858が形成されている。これらの作動ピンは、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0から外した状態では、先端がコネクタピース 8 ()の下面部

•11 8 0 1から突出した状態にある。

また、コネクタピース 8 0の下面部 8 0 1には、 6つの電極部 8 3 1〜8 3 6 が形成されており、その周囲には環状の凸条部 8 4 1〜8 4 6が形成されている。ニニで、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0に装着する際には、後述するとおり、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0に被せた後、矢印 Qの方向にコネクタピース 8 0をスライドさせる。そして電極部 8 3 1〜8 3 6は、かかるスライド方向（矢印 Qの方向）に沿って、電極部 8 3 1〜 8 3 3と電極部 8 3 4〜 8 3 6との 2列に形成されており、いずれの列においても、各電極部はコネクタピース 8 0 のスライド方向に対して直交する方向にずれ、斜めに配置されている。

5 . 1 . 7 . コネクタ部の構成

図 3 6に示すように、コネクタ部 7 0には外側に張り出す係合部 7 1〜 7 4力形成されている。したがって、コネクタピース 8 0の突出部 8 1 , 8 2がコネクタ部 7 0の係合部 7 1〜 7 4が外側に位置し、かつ、係合部 7 1 と係合部 7 2との間および係合部 7 3と係合部 7 4との間に、コネクタピース 8 0の係合片 8 1 1 , 8 2 1が位置するように、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0に被せた後、係合片 8 1 1， 8 2 1が係合部 7 1と係合部 7 2との間および係合部 7 3と係合部 7 4 との間をそれぞれ通り抜けるように、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0に向けて押し付け（コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0に装着するための第 1の動作）、しかる後に、矢印 Qの方向（コネクタピース 8 0の装着方向、機器本体 1 0の 6時の方向から 1 2時の方向）にコネクタピース 8 0をスライドさせると（コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0に装着するための第 2の動作）、係合部 7 1 , 7 3の下に係合片 8 1 1， 8 2 1が潜り込む。また、係合部 7 2 , 7 4の下に係合片 8 1 2 . 8 2 2が潜り込む。その結果、係合片 8 1 1， 8 2 1 , 8 1 2 . 8 2 2は，コネクタピース 8 0の下面部 8 0 1 との間に係合部 7 1〜 7 4をそれぞれ保持する状態になり、コネクタピース 8 0はコネクタ部 7 0に簡単かつ確実に装着される。こ二で、各端子 7 5 1〜 7 5 6は、電極部 8 3 1〜 8 3 6と同様、コネクタビース 8 0のスライド方向（矢印 Qの方向）に沿って、端子 7 5 1〜 7 5 3と、端子 7 5 4〜7 5 6の 2列に形成されている。また、電極部 8 3 1〜 8 3 6と同様、何れの列においても、各電極部はコネクタピース 8 0のスライド方向に対して直交す

12 る方向にずれるように斜め配置されている。したがって、コネクタピース 80をコネクタ部 7 0に装着すると、 6つの電極部 8 3 1〜 8 3 6に対して、 6つの端子 7 5 1〜 7 5 6がそれぞれ電気的に接続して、センサュニッ卜 3 0の計測結果をケーブル 20を介し機器本体 1 0に入力できる。なお、端子 7 5 1〜 7 56は、何れも、コネクタ部 7 0に形成された孔 7 6 1〜 7 66の内部に配置されている。一方、コネクタピース 80をコネクタ部 7 0から外すときには、コネクタピース 8 0を逆に矢印 Rの方向にスライドさせる。その結果、係合片 8 1 1， 82 1 は、係合部 7 1と係合部 7 2との間および係合部 7 3と係合部 74との間に位置するまで戻る。したがって、このままコネクタピース 80を持ち上げれば、コネク夕ピース 80がコネクタ部 7 0から簡単かつ確実に外れる。

このようにして、コネクタピース 80をコネクタ部 7 0上で矢印 Qの方向にスライドさせたときに係合するとともに、この状態からコネクタピース 8 0を逆の方向（矢印 Rの方向）にスライドさせたときに係合状態が解除される係合機構 7 0 0が構成される。かかる構成の係合機構は、少ない部品でありながら係合が確実である。

5. 1. 8. ストッパー機構の構成

図 3 6に示すように、係合部 7 1〜74には、矢印 Qの方向の側に垂直壁 7 1 1. 7 2 1 , 7 3 1， 74 1が形成されている。したがって、コネクタピース 80 をコネクタ部 70に装着するときに、コネクタピース 8 0を矢印 Rの方向にスライドさせると（第 2の動作）、係合片 8 1 1， 8 1 2. 8 2 1， 82 2は、垂直壁

7 1 1 , 72 1. 73 1 , 74 1にそれぞれ当接し、コネクタピース 8 0をコネク夕部 70の装着位置で停止させる。すなわち、垂直壁 7 1 1， 7 2 1 , 73 1 , 7 4 1は、コネクタピース 8 0に対する第 1のストッパーとして機能する。

これとは逆に、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0から外すために矢印尺の方向にスライドさせると、係合片 8 1 1 , 8 2 1は、それぞれ係合部 72. 74の垂直壁 7 2 1 , 74 1の裏側に当接し、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0を元の位置で停止させる。すなわち垂直壁 7 2 1. 7 4 1の裏側はコネクタピース

80に対する第 2のストッパーとして機能する。

5. 1. 9. スィッチ機構の構成 3 再び、図 3 4において、矢印で表わす作動ピン 8 5 8の動きに連動してスィッチ S W 1が閉じ、コンデンサ C 1は脈波計測用 L E D 3 1に並列に電気的接続した状態となる。したがって、静電気によって高い電位にあるものが電極部 8 3 2 , 8 3 3に触れても、その電荷はコンデンサ C 1に蓄積されて脈波計測用 L E D 3 1 が破損することはない。

また、図 3 4において、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0に装着したとき、スィッチ S W 1は開いた状態になるので脈波を計測可能な回路構成になる。このとき、コンデンサ C 1に電荷が蓄積されていても、この電荷は電極部 8 3 2， 8 3 3および端子 7 5 2 , 7 5 3を介して放電しないため、コネクタ部 7 0および機器本体 1 0に内蔵されている各回路は破損しない。このように、かかるスィッチ機構は、簡単な構成でありながらコネクタ部 7 0へのコネクタピース 8 0の装着動作に確実に連動する。

5 . 1 . 1 0 . コネクタカバ一の構成

図 3 7はコネクタカバー 9 0の構成を示す説明図である。このコネクタカバー 9 0は、コネクタ部 7 0からコネクタピース 8 0又は通信ュニット 1 0 0を外し、腕装着型脈波計測機器 1 Aを通常の腕時計として用いる際に、該コネクタ部 7 0 に装着される。コネクタピース 8 0と異なり、コネクタカバー 9 0は電極部，センサー回路，ケーブルが不要であるため全体に薄い。また、コネクタカバー 9 0は、コネクタ部 7 0に装着したときの見栄えを損なわない形状になっているものの、コネクタ部 7 0に対する装着構造はコネクタピース 8 0と同じ構成になっている。すなわち、コネクタカバー 9 0の下面部 9 0 1には、その両側で下方に向けて張り出す一対の突出部 9 1 , 9 2が形成されている。これら突出部 9 1 , 9 2の下端部では、その内側に向かって 4個の係合片 9 1 】 . 9 1 2 . 9 2 1 , 9 2 2が突出している。また、下面部 9 0 1には、コネクタ部 7 0の端子 7 5 1〜 7 5 6が配置されている位置に対応して、これら端子 7 5 1〜 7 5 6とクリック機構を構成する凸条部 9 4 1〜 9 4 6が形成されている。

コネクタカバー 9 0をコネクタ部 7 0に装着する際には、コネクタピース 8 0 と同様、係合部 7 1と係合部 7 2との間および係合部 7 3と係合部 7 4との間に、コネクタカバ一 9 0の係台片 9 1 1 , 9 2 1が位置するように、コネクタカバー 9 0をコネクタ部 7 0に被せた後、係合片 9 1 1. 9 2 1が係合部 7 1 と係合部

7 2との間および係合部 7 3と係合部 7 4との間をそれぞれ通り抜けるように、コネクタカバー 90をコネクタ部 70に向けて押し付け、しかる後に、矢印 Qの方向（機器本体 1 0の 6時の方向から 1 2時の方向）にコネクタカバー 9 0をスライドさせると、係合部 7 1， 7 3の下に係合片 9 1 1. 92 1が潜り込む。また、係合部 72. 74の下に係合片 9 1 2， 922が潜り込む。その結果、係合片 9 1 1， 92 1 , 9 1 2, 922は、コネクタカバ一 90の下面部 90 1との間に係合部 7 1〜 7 4をそれぞれ保持する状態になるとともに、コネクタ部 7 0の端子 7 5 1〜 7 56は、凸条部 94 1〜 946を乗り越えてクリックカを発揮する。このようにして、コネクタカバ一 90はコネクタ部 7 0に装着された状態となる。 δ . 1. 1 1. 通信ュニッ卜の構成

図 3 8に示すように、通信ユニット 1 0 0の概観は略コネクタピース 8 0のものと同じである。すなわち、図 3 5との対比からわかるように、通信ュニッ卜 1 0 0には通信ケーブル 2 0が接続されておらず、その上面の中央部分は長方形をした可視光カツト用のフィル夕 1 00 1で覆われている。このフィルタ 1 00 1の直下には、上述した L ED 1 0 1 5およびフォト卜ランジス夕 1 02を露出するために、フィル夕 1 00 1と相似形の孔が空けられ、これによりフィル夕 1 00 1を介して光信号を送受信できるようになつている。

すなわち、通信ユニット 1 00は、その内部が部品収納空間になっており，上面のフィル夕 1 00 1に対向するようにして図示しない回路基板が固定されている。この回路基板には、 LED 1 0 1 5, フォトトランジスタ 1 02. その他の電子部品が実装されている。ここで、 L ED 1 0 1 5, フォトトランジスタ 1 02は例えば 940 nmを中心波長とする近赤外線用のものが用いられ、それぞれ発光面および受光面をフィル夕 1 00 1の方に向けている。

なお、突出部 1 1 00, 1 200、係合片 1 0 1 1 , 1 0 1 2, 1 0 2 1. 1 0 2 2、電極部 1 0 3 1〜 1 0 36、凸条部 1 04 1〜 1 04 6、作動ピン 1 0 5 7. 1 0 5 8の構造は、何れも図 3 5における突出部 8 1， 82、係合片 S 1 1.

8 1 2. 82 1. 822、電極部 83 1〜 8 36、凸条部 84 1〜 846、作動ピン 8 5 7. 8 58と同じ機能を有するものである。

-1 5 . 2 . 実施形態の動作

次に、上記構成による装置の動作について説明する。ここで、以下の説明では利用者がマラソンを行う場合を想定している。

5 . 2 . 1 . 通常の腕時計として使用する場合

まず、腕装着型脈波計測機器 1 Aを通常の腕時計として用いる場合には、機器本体 1 0のコネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0から外すことで、ケーブル 2 0およびセンサユニット 3 0を取り外す。この状態で、リストバンド 1 2により機器本体 1 0を腕に装着する。このとき、コネクタ部 7 0には図 3 7に示すコネクタ力バー 9 0を装着し、その見栄えを高めるとともにコネクタ部 7 0を保護する。 5 . 2 . 2 . 脈波計測モードにおける動作

腕装着型脈波計測機器 1 Aを用いてランニング中の脈拍数を計測する場合には、図 3 0に示すように、コネクタピース 8 0をコネクタ部 7 0に装着して、ケーブル 2 0を機器本体 1 0に接続した後、機器本体 1 0をリストバンド 1 2で腕に装着する。また、センサュニッ卜 3 0 (図 3 2に示す光学ュニッ卜 3 0 0のガラス板 3 0 4 1 ) をセンサ固定用バンド 4 0によって指に密着させた後、ランニングを行う。この状態で、図 3 2に示すように、脈波計測用 L E D 3 1から指に向けて光を照射すると、この光が血管に届いて血液中のヘモグロビンによつて一部が吸収され、一部が反射する。指の血管から反射された光は、脈波計測用フォト卜ランジスタ 3 2によって受光され、その受光量変化は、血液の脈波によって生じる血量変化に対応する。すなわち、血量が多いときには反射光が弱くなる一方、血量が少なくなると反射光が強くなるので、反射光強度の変化を脈波計測用フォ卜卜ランジス夕 3 2で監視すれば、脈波を検出することができる。

一方、図 3 3に示すデ一夕処理部 5 0では、脈波計測用フォトトランジスタ 3 2 から入力された信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号に周波数分折などを行って脈拍数を演算して、得られた脈拍数を液晶表示装置 1 3に表示させる。二のようにして、腕装着型脈波計測機器 1 Aが脈拍計として機能する。またこのとき、脈拍数演算部 5 5からデ一タ記憶部 5 6に対して脈拍数およびその測定時刻が出力されてデータ記憶部 5 6に記憶される。また. マラソン中にラップタイムゃスプリットタイムを計測した場合には、これらのデータもデータ記憶部 5 6に記憶さ

4ϋ れる。さらに、機器本体 1 0に温度や湿度の計測機能も付加されている場台にはこれらのデータもデータ記憶部 5 6に記憶される。そして、かかる情報は、マラソンが終了した後に、改めて液晶表示装置 1 3に順次表示させることが可能である。

5 . 2 . 3 . データ転送モードにおける動作

以上のようにして腕装着型脈波計測装置 1 Aを脈拍計として用いた後には、図 2 9に示すように、腕装着型脈波計測装置 1 Aとデ一夕処理装置 1 Bとの間においてデータ転送を行う。それには、図 3 9に示すように、コネクタ部 7 0からコネクタピース 8 0を取り外し、代わりに通信ュニット 1 0 0をコネクタ部 7 0へ装着する。この状態において、腕装着型脈波計測装置 1 Aとデータ処理装置 1 Bとの間は、 L E D 6 1とフォトトランジスタ 1 0 2、および、 L E D 1 0 1 5とフォ卜トランジスタ 6 2によって双方向のデータ転送を行うための一対のフォ卜力ブラが構成されたのと同様の状態にある。

次に、ボタンスィッチ 1 1 1〜 1 1 7のうち所定のスィッチを操作して、腕装着型脈波計測機器 1 Aをデータ転送モードとする。このとき、図 3 3に示すデータ処理部 5 0では、データ出力制御部 5 7力データ記憶部 5 6に記億されている脈波情報や時刻デ一夕などを通信ュニッ卜 1 0 0の L E D 1 0 1 5から光信号として出力可能な状態となる。この待機状態において、データ処理装置 1 Bにおいてデータを送信するようにとの指令がなされると、その旨の光信号が L E D 6 1 から通信窓 6を介して出力される。

この光信号を腕装着型脈波計測機器 1 A側のフォトトランジスタ 1 0 2が受光すると、その旨の信号をデータ入力制御部 5 8が受ける。その結果、デ一夕出力制御部 5 7は、データ記憶部 5 6に記億されている脈波情報や時刻データなどを L E D 1 0 1 5から光信号として出力する。この光信号は、データ処理装置 I B側のフォ卜トランジスタ 6 2で受光され、その旨の信号がデータ処理装置 1 Bに取り込まれる。それ故、データ処理装置 1 Bでは、脈波情報や時刻データなどを必要に応じて所定の記録媒体に記録しておける一方、ディスプレイ 3やプリンタ 5に出力することができる。

このように、本実施形態の腕装着型脈波計測機器 1 Aでは、機器本体〗 0の液晶表示装置 1 3に脈波情報などを表示できるだけでなく、データ出力制御部 5 7 および通信ュニッ卜 1 0 0内の L E D 1 0 1 5を利用して、利用者がデータ処理装置 1 Bから離れたまま該データ処理装置 1 B側へデ一夕を送信できる。すなわちマラソン競技が終了した後、これらのデータをデータ処理装置 1 Bの側で一括して表示することができ、データの集計を簡単に行うことができる。

また、データ入力制御部 5 8および通信ュニッ卜 1 0 0内のフォ卜トランジス夕 1 0 2を利用して、データ処理装置 1 Bからのデータ受信を行うこともできる。したがって、腕装着型脈波計測機器 ]. Aで行う各種の動作の条件をデータ処理装置 1 Bから腕装着型脈波計測機器 1 Aに入力してデータ記憶部 5 6に記憶させておくことができる。このように、条件設定などをデータ処理装置 1 Bから行うことができれば、腕装着型脈波計測機器 1 Aの側にこれ以上多くのスィツチを設ける必要がない。しかも、かかるデータ転送を行うのに、着脱可能な通信ユニット 1 0 0を用いた光通信によるデータ伝送を行うので、腕装着型脈波計測機器 1 Aの側に新たなィン夕ーフェースュニッ卜等を設ける必要がないなど、腕装着型脈波計測機器 1 Aの小型化，軽量化を図ることができる。

6 . 第 6実施形態

6 . 1 . 実施形態の構成

第 5実施形態では、脈波測定時においては、腕装着型脈波計測機器 1 Aのコネク夕部 7 0に対してコネクタピース 8 0と通信ュニット 1 0 0の何れか一つを選択的に装着できる構成としていた。これに対し、本実施形態では、図 4 0のように、腕装着型脈波計測機器 1 Aのコネクタ部 7 0 Aに対してコネクタピース 8 0および通信ュニッ卜 1 0 0を一体化した通信ュニッ卜 2 0 0を装着するようになっている。以上のような構成とした二とから、コネクタ部 7 O Aと通信ュニッ卜 2 0 0を接続する電極数が第 5実施形態に比べて増加している。

すなわち、通信ユニット 2 0 0の構成は図 4 1に示す拡大図のようになり、その上面にフィルタ 1 0 0 1が設けられると共に、ケーブル 2 0が接続された構成となる。また、図 3 8に示す通信ユニット 1 0 0と対比すると、その下面部 1 3 0 1 には、さらに電極部 1 1 3 7〜 1 1 4 0と環状の凸条部 1 1 4 7〜 1 1 5 0が形成されている。これら電極部は、 2腿の電極部が対となり、それぞれが元々図 3 8 に存在している 2列の電極群に対してそれぞれ平行に配置される。なおこれは凸条部についても同様である。

なお、突出部 1 30 0, 1 400、係合片 1 1 1 1 , 1 1 1 2， 1 1 2 1 , 1 1 2 2、電極部 1 1 3 1〜 1 1 3 6、凸条部 1 1 4 1〜 1 1 46、作動ピン 1 1 5 7 , 1 1 58の構造は、何れも図 38における突出部 1 1 00, 1 200、係合片 1 0 1 1， 1 0 1 2. 1 02 】 . 1 02 2、電極部 1 03 1〜 1 036、凸条部 1 04 1〜 1 046、作動ピン 1 0 5 7, 1 0 58と同じ機能を有するものである。次に、図 42に示すコネクタ部 7 OAの構成は、図 3 6に示すコネクタ部 7 0 に対して、その上面部にさらに端子 7 5 7〜 7 6 0と孔 76 7〜 7 7 0が形成されている。これら端子は 2個の端子が対となり、それぞれが元々図 3 6に存在している 2列の端子群に対してそれぞれ平行に配置されている。なおこれは、孔についても同様である。

次いで、図 43に示すコネクタカバー 9 O Aの構成は、図 3 7に示すコネクタカバー 90に対して、その下面部 9 0 1 Aにさらに凸条部 94 7〜9 50が形成されている。これら凸条部は、 2個の凸条部が対となり、それぞれが元々図 37に存在している 2列の凸条部に対してそれぞれ平行に配置されている。

さらに、図示は省略するが、図 34において L ED 3 1とフォトトランジスタ 3 2に対しそれぞれ設けられているのと同様の回路を、 L ED 1 0 1 5とフォト卜ランジス夕 1 02に対して追加するようにする。

6. 2. 実施形態の動作

次に、本実施形態による装置の動作を概説する。

6. 2. 1. 通常の腕時計として使用する場合

この場合は、センサ固定用バンド 40を指から外すことでセンサュニッ卜 30 を一緒に取り外すとともに、コネクタ部 7 0 Aにはコネクタカバー 90 Aを装着する。

6. 2. 2. 脈波計測モードにおける動作

ランニング中の脈拍数を計測する場合は、コネクタ部 7 O Aからコネクタ力バー 9 O Aを取り外し、代わりに通信ユニット 2 0 0を装着した後に、ランニングを行う。この状態で、センサユニット 3 0が検出した脈波信号は、第 5実施形態と同様に、デ一夕処理部 5 ()に取り込まれてデジタル化された後、周波数分析など

-19 を行って脈拍数が演算され、得られた脈拍数が液晶表示装置〗 3に表示される。さらに、この脈拍数を測定時刻等と一緒にデータ記憶部 5 6へ記憶する。

6 . 2 . 3 . デ一夕転送モードにおける動作

腕装着型脈波計測装置 1 Aとデータ処理装置 1 Bとの間でデータ転送を行う場合は、所定のボタンスィッチを操作して、腕装着型脈波計測機器 1 Aをデータ転送モードとする。次に、デ一夕出力制御部 5 7は、第 5実施形態と同様に、データ記憶部 5 6に記憶されている情報を、光通信によってデータ処理装置 1 B側へ転送して、記録媒体への記録，ディスプレイ 3やプリン夕 5への出力等を行う。

このように、本実施形態では、一旦、センサュニット 3 0と通信ュニッ卜 2 0 0 を装着してしまえば、以後はコネクタ部 7 0 Aへの着脱作業を行うことなしに、脈波の測定，脈波信号のセンサユニット 3 0から機器本体 1 0への転送，機器本体 1 0からデータ処理装置 1 Bへの脈拍情報等の転送が可能となり、利用者の負担を大幅に軽減することができる。

7 . 第 7実施形態

7 . 1 . 実施形態の構成

本実施形態では、図 4 4に示すように、センサュニッ卜 3 0から機器本体 1 0への脈波情報の伝送を光信号で行うようにしたものである。すなわち、センサュニッ卜 3 0を構成するセンサ固定用バンド 4 0の上面に半円筒形状の送信装置 4 0 0 を長手方向に固定して取り付けている。そして、これらの間はケーブル 2 0 Bによって電気的に接続されて脈波信号の授受がなされるとともに、送信装置 4 0 0 からセンサユニット 3 0に対しては電源の供給がなされる。また、送信装置 4 0 0 の肘側の側面には孔が設けられており、この孔の部分からは光通信用の素子である近赤外線の L E D 4 0 1が露出している。

また、本実施形態においては、コネクタカバー 9 0又は通信ユニット 1 0 0の何れかがコネクタ部 7 0に装着される。

次に、この送信装置 4 0 0の回路構成を説明するため、そのブロック図を図 4 5 に示す。この図において、 A / D (アナログ /'デジタル）変換器 4 1 1はセンサュニット 3 0から送出される脈波信号を所定時間間隔でサンプリングしてデジタル信号へ変換する。識別番号記憶部 4 1 2は、光信号が何れの装置から送出されたものかを識別するための識別番号を記憶しており > この識別番号は脈波信号が送信装置 4 0 0から外部に送出される場台に、この脈波信号とともに光信号に載せられる。これは、腕装着型脈波計測機器 1 Aの利用者が複数いるために送信装置 4 0 0が複数存在する場合における競合を防止するためである。したがって、各送信装置内の識別番号記憶部 4 1 2に記憶される識別番号は、出荷時の設定等によって互いに異なった番号が付与される。またこのことから、本実施形態では、機器本体 1 0 (すなわちデータ処理部 5 0 ) とデ一夕処理装置 1 Bについても全ての装置にユニークな番号が付与されるような設定がなされる。

制御部 4 1 3は送信装置 4 0 0内の各部を制御するための回路である。また、送信部 4 1 4は、上述した L E D 4 0 1を駆動するための駆動回路を内蔵しており、 L E D 4 0 1を駆動することで、制御部 4 1 3が作成した送信データを光信号へ変換して外部へ送出する。

さらに、送信装置 4 0 0には送信装置 4 0 0内の各部とセンサュニッ卜 3 0の電源供給源となる電池（図示略）が搭載されている。

7 . 2 . 実施形態の動作

次に、本実施形態による装置の動作を概説する。

7 . 2 . 1 . 通常の腕時計として使用する場合

この場合は，センサ固定用バンド 4 0を指から外すことでセンサュニッ卜 3 0 及び送信装置 4 0 0を一緒に取り外すとともに、コネクタ部 7 0にはコネクタ力バー 9 0を装着する。

7 . 2 . 2 . 脈波計測モードにおける動作

ランニング中の脈拍数を計測する場合は、図 4 4に示すように、 L E D 4 0 1 の発光部が肘側（機器本体 1 0側）を向くように、センサ固定用バンド 4 0によりセンサュニット 3 0及び送信装置 4 0 0を指に装着する。また、腕装着型脈波計測機器 1 Aのコネクタ部 7 0からコネクタカバー 9 0を取り外し、代わりに通信ュニット 1 0 0を装着する。そして、ランニングを行う。

次に、センサュニッ卜 3 0で検出された脈波信号は、 A / D変換器 4 1 1でデジタル化されて制御部 4 1 3に取り込まれ、制御部 4 1 3は取り込んだデジタル信号に識別番号記憶部 4 1 2から識別番号等の情報を付与して送信部 4 1 4へ送出する。これらの情報は送信部 4 1 4で光信号へ変換されて L E D 4 0 1から送信装置 4 0 0の外部へ送出される。この光信号は通信コネクタ 1 0 0 0のフォ卜卜ランジス夕 1 0 2を介してデータ処理部 5 0へ送られる。これにより、デ一夕入力制御部 5 8は光信号中の識別番号部を取り出してデータ記憶部 5 6へ格納するとともに、光信号の送出元が自らの腕装着型脈波計測機器 1 Aに設けられた送信装置 4 0 0であることを識別するとともに、以後のデータが脈波信号であることを認識する。そしてその後は、第 5実施形態と同様に、脈波信号を取り込んで脈拍数を算出して液晶表示装置 1 3へ表示させるとともに、脈拍数を測定時刻等と一緒にデ一夕記憶部 5 6へ記憶する。

7 . 2 · 3 . データ転送モードにおける動作

次いで、腕装着型脈波計測装置 1 Aとデータ処理装置 1 Bとの間でデータ転送を行う場合は、所定のボタンスィッチを操作して、腕装着型脈波計測機器 1 Aをデー夕転送モードとする。次に、データ出力制御部 5 7は、第 5実施形態と同様に、データ記憶部 5 6に記憶されている情報を、光通信によってデータ処理装置 1 B側へ転送して、記録媒体への記録，ディスプレイ 3やプリン夕 5への出力等を行う。このように、本実施形態では、一旦、通信コネクタ 1 0 0 0，センサユニット 3 0 , 送信装置 4 0 0を装着してしまえば、以後はコネクタ部 7 0への着脱作業を行うことなしに、脈波の測定，脈波信号のセンサユニット 3 0から機器本体 1 0への転送，機器本体 1 0からデータ処理装置 1 Bへの脈拍情報等の転送が可能となり、利用者の負担を大幅に軽減することができる。

8 . 第 8実施形態

上記第 1〜第 3実施形態においては、使用者の V〇_2maxが求められたが、求めた v o_2maxに基づいて、使用者に運動処方を告知することができる。その詳細を以下説明する。まず、運動処方を告知するためには、使用者に最適な運動強度と、一回あたりの運動時間と、所定期間内における運動頻度とを特定する必要がある。上述したように、「最適な運動強度」は V 0_2maxの 5 () %に相当する運動強度であるから、 V〇_2maxが求められると直ちに求まる。また、一般人を対象にすると、一回あたりの好適な運動時間は「2 0分」程度であり、好適な運動頻度は「4 0〜 5 0 %」程度（すなわち 1 0日のうち 4〜 5日）である。

従って、本実施形態にあっては、 V〇_2maxが得られた場合に、図 5 0に示すような運動目標画面が表示部 2 0 8に表示される。図示の例にあっては、週に 3回、 7 δ 0 [ k p mZ分 1の運動を 2 0分続ければよいことが解る。ここで使用者が所定の操作を行うと、表示部 2 0 8に図 5 1に示す画面が表示される。

図において 6 0 1は運動量目標値表示部であり、使用者の 1週間あたりの運動量の目標値を表示する。上記例にあっては、「 7 5 0 f k p m/分） X 2 0 [分 j X 3 }[ ]] = 4 5 0 0 0 [ k p mjj が運動量目標値になるため、この値が表示されている。なお、ここにいう「運動量」とは、運動強度を時間で積分した結果である。 6 0 2 は運動量現在値表示部であり、過去 1週間の使用者の運動量の積算値を表示する。但し、図示の例では、使用者が本実施形態の装置の使用を初めて開始して v o_2max を求めた直後の状態を想定しているから、運動量現在値表示部 6 0 2には「0」が表示されている。

次に、 6 0 3は円グラフ表示部であり、運動量目標値に対する運動量現在値の割合の百分率を円グラフで表示する。 6 0 4はフェースチャート表示部であり、運動量目標値に対する運動量現在値の割合に応じたフェースチャートを表示する。 6 0 7は運動強度目標値表示部であり、先に求められた運動強度の目標値（ 7 5 0 ( k p m/分 1) が表示される。 6 0 6は運動強度現在値表示部であり、運動強度の現在値を表示する。図示の例では、使用者が静止していることを仮定しており、運動強度現在値表示部 6 0 6には「0」が表示されている。

次に、 6 0 5は運動強度メータであり、「0 %」〜「 2 0 0 %」の範囲で、「 1 0 %」間隔で 2 0個の L E Dを配置し、これらの点灯状態によって、運動強度現在値の運動強度目標値に対する割合を表示する。図示の例では運動強度現在値が「0」であるから、全ての L E Dが消灯状態になっている。ここで，運動強度メータ 6 0 δを構成する L E Dのうち「 1 0〜 7 0 %」に対応するものは黄色、「8 0〜 1 2 0 %」に対応するものは緑色、「 1 3 0 %以上」に対応するものは赤色に点灯する。次に、使用者がある程度の運動を行っている状態における表示例を図 5 2に示す。図示の例では運動量現在値は「 1 3 5 0 0」になっているため、運動量目標値の Γ 3 0 %」が達成されている。従って、これに対応した円グラフが円グラフ表示部 6 0 3に表示されるとともに、フェースチヤ一ト表示部 6 0 4に表示されるフェースチヤ一卜も当該達成率に応じたものに変更されている。

一方、運動強度現在値は「 1 3 0 0」であり、運動強度目標値である「 7 5 0」を大きく上回っているため、運動強度メ一夕 6 0 5内の赤色の L E Dのうち数個が点灯する。従って、使用者はこれを見て運動強度が強過ぎることを知ることがでさる。

次に、使用者の運動量、運動強度が共に好適な状態を図 5 3に示す。この図において運動量現在値は「4 5 0 0 0 [ k p mj」になっており、運動量目標値が達成されている。従って、円グラフ表示部 6 0 3およびフェースチヤ一ト表示部 6 0 4においては、かかる状況に対応した表示がなされている。また、運動強度現在値は「 9 8 0 [ k p m/分]」であり、運動強度目標値の土 2 0 %の範囲に含まれるから、運動強度メータ 6 0 5においては対応する緑色の L E Dが点灯される。

本実施形態においては、過去 7日間に渡る運動量が各日毎に記憶され、これらの積算結果が運動量現在値として表示される。そして、所定時刻（例えば午前 0 時）になると、最も古い日の運動量データが破棄され、これに代えて新たな日の運動量データが用いられる。

上記例においては運動量の積算期間を 7日間としたが、この積算期間は 1 0日等、使用者が自由に設定できるようにしてもよい。従って、例えば「3ヶ月後」のように所定の期日を設定して、その間に目標とする運動量を設定してトレーニングを行うことができる。

また、第 5実施形態において説明したようなコネクタ部 7 0を本実施形態の装置に設け、これに通信ユニット 1 0 0を装着することにより、外部機器との間で双方向のデータ転送を行うことができる。すなわち、本実施形態の装置によって測定された V〇_2maxや脈波データを外部機器に供給することができる。また、本実施形態の装置にあっては、 V〇 _2maxの測定結果のみならず、外部機器から得られた様々なデータ（例えば医師や卜レーニング指導者による問診結果等）も運動処方に反映させることができる。

9 . 変形例

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、例えば以下に列挙するように、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

9 . 1 . 装置の形態における変形

また、脈波の検出場所は、指に限らず、脈波が測れる場所（一例としては、耳等）ならばどこでも良い。

すなわち、上記各実施形態における装置の形態は、一般的な腕時計であつたが、本発明はこれに限られず、被験者が日常的に使用するものや、装身具一般（携行品）であればよい。例えば、眼鏡や、指輪、ネックレス、バンドなどに組み込むほ力、バンドを介して取り付ける万歩計の一機能することも考えられる。

そこで、以下では腕時計以外の組み合わせとして、アクセサリー及び眼鏡を例に挙げて説明する。

まず、アクセサリ一と組み合わせた場合の一例として図 4 6に示すネックレスを取り上げる。この図において、 5 5 0はセンサパッドであって例えばスポンジ状の緩衝材で構成される。このセンサーパッド 5 5 0には、図 4 4に示した送信装置 4 0 0と同様に構成された送信装置 5 5 5が取り付けられている。この送信装置 5 5 5には、上述した光学ユニット 3 0 0に相当するセンサーユニット（図示略）が設けられており、このセンサ一ユニットが皮膚面に接触するように構成される。そして、ネックレスを首にかけることで、センサーユニットが首の後ろ側の皮膚に接触して脈波を測定することができる。

また、中空部分を有するブローチ様の形状のケース 5 δ 1 には、第 1実施形態における機器本体 1 0内部に設けられたのと同様の各種部品が収納されている。またこのケース 5 5 1には、その前面にはコネクタカバー 9 0又は通信ュニッ卜 1 0 0の何れかを装着するためのコネクタ部が設けられており、図では通信ュニット 1 0 0が取り付けられている。

さらに、ケース 5 5 1にはボタンスィッチが設けられており、ここでは図 3 1に示すボタンスィッチのうち、ボタンスィッチ 1 1 6 , 1 1 7を示してある。しかしながら、これら以外にもボタンスィッチを設けて良い。さらに、ケース 5 5 1の前面には液晶表示装置 1 3も設けられている。ちなみに、図のように、センサーパッド 5 5 0とケース 5 5 1 とは鎖 5 5 2によって繋がれている。なお、アクセサリ一はネックレス以外のものであっても良いのは勿論である。次に、眼鏡と組み合わせた場合の例を図 4 7に示す。同図のように、携帯型脈波測定装置を収納するためにケース 6 5 1 aとケース 6 5 1 bが設けられている。これらケースはそれぞれ別々に眼鏡の蔓 6 5 2に取り付けられ、蔓 6 5 2内部に埋め込まれたリード線を介して互いに電気的に接続されている。

ケース 6 5 1 aは表示制御回路を内蔵しており、このケース 6 5 1 aのレンズ 6 5 3側の側面には全面に液晶パネル 6 5 4が取り付けられ、また、該側面の一端には鏡 6 5 5が所定の角度で固定されている。さらにケース 6 5 1 aには、光源（図示略）を含む液晶パネル 6 5 4の駆動回路等が組み込まれている。そして、この光源から発射された光は、液晶パネル 6 5 4を介して鏡 6 5 5で反射されて、眼鏡のレンズ 6 5 3に投射される。したがって、これらが図 3 3の液晶表示装置 1 3に相当するものと言える。

一方、ケース 6 5 l bには、第 1実施形態の機器本体 1 0内部に収容されたのと同様の部品が組み込まれており、その上面には各種のボタンスィツチが設けられる。ここでは、ネックレスの場合と同様に、ボタンスィッチ 1 1 6 , 1 1 7のみを示してあるが、これ以外のボタンスィッチを設けても良い。また、ケース 6 5 l b において、皮膚に接触するのと反対の側面には、コネクタピース 8 0 , コネクタ力バ一 9 0，通信ュニッ卜 1 0 0の何れかを装着するためのコネクタ部が設けられており、ここでは通信ュニット 1 0 0が取り付けられている。

他方、第 1実施形態で光学ュニット 3 0 0を構成していた L E D 3 1およびフォ卜卜ランジス夕 3 2は、そのままパッド 6 5 6に内蔵するようにして、パッド 6 5 6 , 6 5 6で耳朶を挟むようになつている。また、これらのパッドはケーブル 2 0 を介してコネクタピース 8 0に接続されている。

なお、ケース 6 5 1 aとケース 6 5 1 bを接続するリード線は、蔓 6 5 2に沿つて這わせるようにしても良く、また、上記の 2つのケースを一体化して構成しても良い。また、鏡 6 5 5については、利用者が液晶パネル 6 δ 4と鏡 6 5 5との角度を調整できるように可動式としても良い。さらに，図 4 7では第 1実施形態の場合について図示してあるが、第 2実施形態〜第 3実施形態と組み合わせるようにしても良い。また、上述した形態を様々に組み合わせても良い。例えば、図 4 4に示した送信装置 4 0 0の代わりに図 4 6に示した送信装置 5 5 δを用い、首の部分で測定した脈波信号を腕時計側へ光信号で送り出すようにしても良い。同様に、図 4 7に示す眼鏡には送信装置だけを設けるようにして、耳朶で測定した脈波信号を腕時計側へ送出し、腕時計を介してデータ処理装置 1 Β側へ送信を行う構成とすることもできる。

さらに、上述の説明では，コネクタピースや通信ユニットを腕時計，ネックレス，眼鏡等の携帯機器に対して着脱自在に取り付ける構成としていた。しかしながら、脈波を測定しない場合にも、コネクタピースや通信ユニットを携帯機器へ取り付けたままにしても問題ないのである。したがって、コネクタ部に対してコネク夕ピースと通信ュニッ卜を択一的に装着させる構成でなければ、すなわち第 1実施形態以外の構成であれば、通信ュニットを携帯機器側に固定して取り付けるように構成して良い。こうすれば、コネクタ部 7 0を携帯機器から省くことができ，携帯機器の構成が簡単になってその製造コス卜を下げることができる。

9 . 2 . 運動の種類の変形

また、上記第 1〜 3実施形態においては、被験者が行なう運動を走行としたが、本発明はこれに限られない。例えば、運動を水泳とし、走行のストライドに対応してひとかきの移動距離を入力し、ピッチに対応して単位時間あたりのかき数とを検出することでも、同様な効果が得られる。要するに本発明は、被験者の運動強度と、拍数とを検出することさえすれば、運動形態を限ることなく、最大酸素摂取量 (V0_2max/wt) を求めることができるのである。

換言すれば、体動センサ 3 0 2として用いる加速度センサは、腕のみに限らず、走者の身体のどこかに装着すれば、その加速度変化からピッチの測定を行うことができる。

9 . 3 . 記憶装置の変形

また、上記実施形態では、脈拍数テーブル記憶部 9は R O Aiで構成されるとしたが、この他にも、該脈拍数テーブル記億部 9を書き換え可能な不揮発性メモリ (具体的には、 E² P R O M . フラッシュ R O M, バッテリバックアップされた R A λί等）で構成することも考えられる。この場合、使用者の運動能力の向上に対応して、図 1 4に示す脈拍数テーブルの内容を随時書き換えることができる。

9 . 4 . V 0_2inaxの推定 '入力等の変形

たとえば、 v o_2maxの推定方法としては、上述した間接法の他に、呼吸気の成分から測定する方法や、乳酸閾値から求める方法も考えられる。

二こで、「呼吸気法」とは、最大下運動中の仕事率と呼気中二酸化炭素とから V o_2max/^w tを推定する方法であり、「乳酸閾値法」とは、最大下運動中の仕事率と血中乳酸とから V〇_2maxZw tを推定する方法である。

また、 V 0_2maxの入力方法としては、アップスィッチ Uおよびダウンスィッチ Dによる方法の他に、小型のテンキーを設けて行う方法や、パーソナルコンピュータ等の機器から通信（ワイヤレス/ヮーヤードいずれも可）で行う方法も考えられる。また、脈拍数テーブルより読み出した脈拍数を、使用者の年齢や、温度センサー (図示略）により得た周囲温度や、その時の体調に合わせた好みの運動強度等で補正することも考えられる。

また、上限値 U Lおよび下限値 L Lの幅としては、上述した土 2 0 %以外の値も考えられる。

また、 C P U 3 0 8が行う周波数解析方法としては、 F F Tの他に、最大ェント口ピー法や、ウェブレット変換法等も考えられる。

9 . 5 . 使用者への告知方法の変形

9 . 5 . 1 . 視覚や触覚等による告知

また、第 4実施形態における使用者へのピッチ告知方法としては、放音部 2 5によるピッチ音の他に、視覚や触覚による告知を行っても良い。例えば、視覚の場合は、 L E D等を指示ピッチに合わせて点滅させてもよい。また、触覚による場合は、通電時に本体 1 4 (図 1 6参照）の下面から突出する形状記憶合金を設け、この形状記憶合金に指示ピッチに合わせたタイミングで通電を行うようにする。あるいは、偏心荷重を回転させて人体に振動を伝える振動アラームが周知である力二れを本体 1 4と一体もしくは別体に設け、指示ピッチに合わせて通電するようにしてもよい。さらに、本体 1 4の下面内側の一部を図 2 8に示すように 7 0 程度の厚さにして凹部を作り、ここに、ピエゾ素子 P Z Tを取り付けるようにしてもよい。このピエゾ素子に適当な周波数の交流電流を印加すると、ピエゾ素子 P Z Tが振動し、その振動が人体に伝達される。したがって、指示ピッチに合わせたタイミングで交流電流を印加するようにすれば、触覚的なピッチ告知を行うことができる。なお、ピエゾ素子 Ρ Ζ Τの厚みは 1 0 0 m, 直径は凹部の直径の 8 0

%程度にするとよい。

9 . 5 . 2 . ピッチの評価結果の告知

また、使用者にピッチそのものを告知するのではなく、現在のピッチが適切なピッチの範囲内にある、低過ぎる、あるいは高過ぎる等の評価結果を告知してもよい。かかる評価結果の告知態様も視覚、聴覚、触覚、等五感に訴えるものであればどのような態様であってもよい。例えば、評価結果が適切な範囲にあるか否かを図 4 8に示すようなフェースチヤ一卜で表示してもよい。

9 . δ . 3 . V〇_2maxの履歴の告知

また、 vo_2max自体が体力増強の目安となるため、上記各実施形態において、長期間に渡る V 0_2maxの履歴をメモリに記憶し、その変化を表示部 2 0 8に表示して使用者に告知してもよい。例えば、 1ヶ月を単位とする V〇_2maxの変化を表示する例を図 4 9に示す。図において現在〜 1ヶ月前までの平均値、 1ヶ月前〜 2ヶ月前までの平均値、 …… 4ヶ月前〜 6ヶ月前までの平均値がヒス卜グラム状に表示されており、これによつて使用者は、長期間に渡る卜レーニングの効果を知ることができる。

9 . 6 . 拍動成分の特定方法の変形

9 . 6 . 1 . 最も簡略化した場台

上記第 4実施形態においては、図 2 4のフローチャートによって拍動周波数成分が特定された。しかし、 C P U 3 0 8の処理能力が充分ではない場合等においては、拍動周波数成分を特定する処理を以下のように簡略化することができる。図 2 5は、脈拍 Zピッチ検出部 2 2による拍動成分の特定方法の一例を示すフローチヤ一卜である。

この図において、ステップ S B 3では、脈波体動減算処理（ f 1 == f _ms— f sg) を行い、拍動信号だけに有る周波数成分を取り出す。ステップ S B 4で、取り出された脈波成分 f Mの中の最大の周波数成分を特定する。特定された f Mmaxが拍動の周波数成分である。

39 拍動成分と体動成分には運動負荷による高調波成分の変化に差があり、拍動成分に変化が良く現れる。これは、心機能の変化に起因するものであり、一回拍出量 (S V) の変化に良く現れる。また、周知のように、拍数も運動負荷が大きくなるにつれ増加する。

9. 6. 2. 体動成分の最大成分を第 2高調波であると特定する場合

上記第 4実施形態においては、体動成分の最大成分が第 2高調波であると最初に推定し、この推定が正しいか否かについて検証を行った（ステップ S D 2 , SD 4)。この推定が正しくなる確率は、運動の種類（ランニング、水泳、競歩等）や、その運動における使用者の体の動かしかた等の条件に応じて変化すると考えられる。従って、条件さえ整えば、きわめて高い確率で上記推定が正しくなる。かかる場合には、推定を検証する処理を省略することができる。

図 26は、かかる原理に基づいて脈波成分の特定方法を簡略化した例を示すフローチャー卜である。

この図において、ステップ SC I, S C 2 , S C 3では、体動成分として比較的検出し易い体動センサ 302の第 2高調波 f _s2を特定する。

ステップ S C 2に示す f minは、運動を例えば走行とした場合、走行の第 2高調波の出現する下限周波数である 2 (Hz) とする。

一方、ステップ S C 2に示す f maxは、 AZD変換するサンプリングレートで決まる周波数であり、サンプリング周波数を 8 〔Hz〕とすると、サンプリング定理から、原波形が再現できる最高周波数は 4 〔H z〕と自動的に決まる。

この f maxから f minの範囲における最大の線スぺクトルを、体動成分の第 2高調波 is2として特定する。

次に、ステップ S C 4では、体動成分の基本波 ί siを求める。

ステップ SC 5, S C 6. S C 7 , S C 8では、脈波センサ 30 1の検出スぺクトルから体動成分の基本波（ f si) , 第 2高調波（2 X f si) , 第 3高調波（3 X ί si) と一致する脈波成分を除去する。

ステップ S C 9では、除去した後に残った最大の周波数成分を脈波 f mとして特定する。

9. 7. 処理分担の変形第 5〜第 7実施形態においては、腕装着型脈波計測機器 1 A側で脈拍数を算出し、求めた脈拍数をデータ処理装置 1 B側へ送出することとした。しかしながら、検出した脈波信号をそのままデータ処理装置 1 Bへ送出することとして、該デー夕処理装置 1 B側で脈波信号から脈拍数を算出するようにしても良い。

Claims

請求の範囲

1 . 被験者の運動強度を検出する運動強度検出手段と、

被験者の拍数を検出する拍数検出手段と、

運動強度と拍数とに対応する最大酸素摂取量の関係を予め記憶する記憶手段と、検出された拍数と運動強度とに対応する最大酸素摂取量を、前記記憶手段に記憶された関係から求める算出手段と

を具備し、

前記運動強度測定手段と拍数検出手段と前記記憶手段と前記算出手段とを被験者の携行品に組み込んだことを特徴とする最大酸素摂取量推定装置。

2 . 被験者の体重および被験者の歩幅あるいは身長を入力する入力手段であって、前記携行品に組み込まれた入力手段と、

被験者の走行ピッチを検出するピッチ検出手段であって、前記携行品に組み込まれたピッチ検出手段と

を備え、前記運動強度検出手段は、入力された歩幅あるいは身長から求めた歩幅および検出されたピッチの積を走行距離とし、これに入力された体重を乗じて単位時間あたりに換算したものを、運動強度として検出することを特徴とする請求項 1記載の最大酸素摂取量推定装置。

3 . 高度を測定する高度測定手段であって、前記携行品に組み込まれた高度測定手段を備え、

前記運動強度検出手段は、検出された高度差から勾配を求めて、これに応じて歩幅を修正して、運動強度を補正する

ことを特徴とする請求項 2記載の最大酸素摂取量推定装置。

4 . 被験者に対し、運動強度の増加を促す告知手段であって、前記携行品に組み込まれた告知手段を

備えることを特徵とする請求項 1記載の最大酸素摂取量推定装置。

G2

5 . 被験者の体重および被験者の歩幅あるいは身長を入力する入力手段であって、前記携行品に組み込まれた入力手段と、

被験者の走行ピッチを検出するピッチ検出手段であって、前記携行品に組み込まれたピッチ検出手段と、

被験者に対し、運動強度の増加を促す告知手段であって、前記携行品に組み込まれた告知手段とを備え、

前記運動強度検出手段は、入力された歩幅あるいは身長から求めた歩幅および検出されたピッチの積を走行距離とし、これに入力された体重を乗じて単位時間あたりに換算したものを、運動強度として検出するものであって、検出されたピッチにあわせて歩幅を修正して運動強度を補正することを特徴とする請求項 1記載の最大酸素摂取量推定装置。

6 . 予め求めておいた最大酸素摂取量から、適正な運動強度に相当する脈拍数の上限値および下限値を求め、提示することを特徴とする運動処方支援装置。

7 . 最大酸素摂取量と脈拍数との対応関係を記憶する記憶手段と、

予め求めておいた最大酸素摂取量を入力する入力手段と、

前記入力された最大酸素摂取量に対応する脈拍数を前記記憶手段から読み出す読出手段と、

前記読み出された脈拍数を補正する補正手段と、

前記補正された脈拍数を中心とする上限値および下限値を算出する算出手段と、前記上限値および下限値を告知する告知手段と

を具備することを特徴とする運動処方支援装置。

8 . 請求項 6または請求項 7記載の運動処方支援装置において、

前記最大酸素摂取量は、間接法により推定されることを特徴とする運動処方支

C3

9 . 請求項 6または請求項 7記載の運動処方支援装置において、前記最大酸素摂取量は、呼吸気の成分から推定されることを特徴とする運動処方支援装置。

1 0 . 請求項 6または請求項 7記載の運動処方支援装置において、

前記最大酸素摂取量は、乳酸閾値に基づいて推定されることを特徴とする運動処方支援装置。

1 1 . 請求項 7記載の運動処方支援装置において、

前記記憶手段は、前記対応関係を性別毎に記憶しており、

前記入力手段は、前記最大酸素摂取量の他に性別も入力し、

前記読出手段は、前記入力された性別および最大酸素摂取量に対応する脈拍数を前記記憶手段から読み出す

ことを特徴とする運動処方支援装置。

1 2 . 携帯機器と組み合わされ、生体から脈波を検出する脈波検出手段を有するとともに、該携帯機器の外部に設けられた情報処理装置との間で該脈波を含む情報の授受を行う携帯型脈波測定装置において、

前記脈波を取り込み、該脈波から得られる脈波情報を光信号により前記情報処理装置へワイャレスで送出する通信手段

を有することを特徴とする携帯型脈波測定装置。

1 3 . 前記通信手段は、前記脈波の取り込み部が形成されたコネクタ部材、または、前記情報処理装置へ前記脈波情報を送出する送信部が形成されたコネクタ部材のうち、何れか一つのコネクタ部材を着脱自在に装着できるコネクタ手段を有することを特徴とする請求項 1 2記載の携帯型脈波測定装置。

1 4 . 前記通信手段は、前記脈波の取り込み部と、前記情報処理装置へ前記脈波情報を送出する送信部とがー体に形成されたコネクタ部材を着脱自在に装着できるコネクタ手段を有することを特徴とする請求項 1 2記載の携帯型脈波測定装置。

1 5 . 前記通信手段は、前記送信部と一体に形成され、前記情報処理装置から光信号によりワイヤレスで送られた情報を受信する受信部を有することを特徴とする請求項 1 3又は 1 4記載の携帯型脈波測定装置。

1 6 . 前記脈波検出手段は、前記脈波を光信号によりワイヤレスで送出する脈波送出手段を有し、

前記通信手段は、前記脈波を光信号で受信する受信部と、前記情報処理装置へ前記脈波情報を送出する送信部とがー体に形成されたコネクタ部材を着脱自在に装着できるコネクタ手段を有することを特徴とする請求項 1 2記載の携帯型脈波測定装置。

1 7 . 前記受信部は、さらに、前記情報処理装置から光信号によりワイヤレスで送られた情報を受信することを特徴とする請求項 1 6記載の携帯型脈波測定装置。

1 8 . 前記光信号は近赤外線の光であって、

前記受信部は、前記光信号から可視光を遮断するフィル夕と、前記フィル夕を透過した光信号を受光する近赤外線用の受光素子とを有することを特徴とする請求項 1 5ないし 1 7の何れかの項記載の携帯型脈波測定装置。

1 9 . 前記コネクタ部材を前記コネクタ手段へ固着させたことを特徴とする請求項 1 4又は 1 6記載の携帯型脈波測定装置。

2 0 . 使用者の最大酸素摂取量を記億する記憶手段と、

この最大酸素摂取量に基づいて運動処方を求める処方手段と、

求められた運動処方を使用者に告示する告示手段と

を具備することを特徴とする運動処方支援装置。

G5

2 1 . 前記処方手段によって求められる運動処方は，運動強度、運動頻度および一回あたりの運動時間を含むことを特徵とする請求項 2 0記載の運動処方支援装置。

2 2 . 使用者から得られる生体情報に基づいて前記最大酸素摂取量を演算して前記記憶手段に格納する最大酸素摂取量演算手段を具備することを特徴とする請求項 2 0記載の運動処方支援装置。

2 3 . 測定された最大酸素摂取量を所定期間に亙って記憶するとともに、これら最大酸素摂取量の変遷結果を告示する手段を有することを特徴とする請求項 2 2記載の運動処方支援装置。

2 4 . 測定された最大酸素摂取量を所定期間に亙って記憶するとともに、これら最大酸素摂取量の変遷結果を告示する手段を有することを特徴とする請求項 1〜 5 の何れかに記載の最大酸素摂取量推定装置。

cc 補正書の請求の範囲

[ 1 9 9 7年 9月 5日（0 5 . 0 9 . 9 7 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1 2 は補正された；他の請求の範囲は変更なし。（5頁） ]

1 . 被験者の運動強度を検出する運動強度検出手段と、

被験者の拍数を検出する拍数検出手段と、

を具備し、

を備え、前記運動強度検出手段は、入力された歩幅あるいは身長から求めた歩幅および検出されたピッチの積を走行距離とし、これに入力された体重を乗じて単位時間あたりに換算したものを、運動強度として検出することを特徵とする請求項 1記載の最大酸素摂取量推定装置。

二とを特徴とする請求項 2記載の最大酸素摂取量推定装置。

備えることを特徴とする請求項 1記載の最大酸素摂取量推定装置。

67 補正された用紙 (条約第 19条） δ . 被験者の体重および被験者の歩幅あるいは身長を入力する入力手段であって、前記携行品に組み込まれた入力手段と、

7 . 最大酸素摂取量と脈拍数との対応関係を記億する記憶手段と、

予め求めておいた最大酸素摂取量を入力する入力手段と、

前記読み出された脈拍数を補正する補正手段と、

を具備することを特徴とする運動処方支援装置。

8 . 請求項 6または請求項 7記載の運動処方支援装置において，

68 補正された ffl紙 (条約第条)

1 1 . 請求項 7記載の運動処方支援装置において、

前記記憶手段は、前記対応関係を性別毎に記憶しており、

ことを特徴とする運動処方支援装置。

1 2 . (変更後）携帯機器と組み合わされ、生体から脈波を検出する脈波検出手段を有するとともに、該携帯機器の外部に設けられた情報処理装置との間で該脈波を含む情報の授受を行う携帯型脈波測定装置において、

前記脈波を取り込み、該脈波から得られる脈波情報から体動成分を除去し光信号により前記情報処理装置へワイヤレスで送出する通信手段

を有することを特徴とする携帯型脈波測定装置。

1 3 . 前記通信手段は、前記脈波の取り込み部が形成されたコネクタ部材、または、前記情報処理装置へ前記脈波情報を送出する送信部が形成されたコネクタ部材のうち、何れか一つのコネクタ部材を着脱自在に装着できるコネクタ手段を有する二とを特徴とする請求項 1 2記載の携帯型脈波測定装置。

1 4 . 前記通信手段は、前記脈波の取り込み部と、前記情報処理装置へ前記脈波情報を送出する送信部とがー体に形成されたコネクタ部材を着脱自在に装着できる

69

補正された用 (条約第 19条）コネクタ手段を有することを特徴とする請求項 1 2記載の携帯型脈波測定装置。

1 7 . 前記受信部は、さらに、前記情報処理装置から光信号によりワイヤレスで送られた情報を受信することを特徵とする請求項 1 6記載の携帯型脈波測定装置。

1 8 . 前記光信号は近赤外線の光であって、

前記受信部は、前記光信号から可視光を遮断するフィル夕と，前記フィルタを透過した光信号を受光する近赤外線用の受光素子とを有することを特徵とする請求項 1 5ないし 1 7の何れかの項記載の携帯型脈波測定装置。

2 0 . 使用者の最大酸素摂取量を記憶する記憶手段と，

二の最大酸素摂取量に基づいて運動処方を求める処方手段と、

求められた運動処方を使用者に告示する告示手段と

を具備することを特徴とする運動処方支援装置。

70

補正された¾¾ (条約第条)

2 1 . 前記処方手段によって求められる運動処方は、運動強度、運動頻度および一回あたりの運動時間を含むことを特徴とする請求項 2 0記載の運動処方支援装置。

71

補正された用紙 (条約第 19条)